JPH10251829A - 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents

硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具

Info

Publication number
JPH10251829A
JPH10251829A JP5475997A JP5475997A JPH10251829A JP H10251829 A JPH10251829 A JP H10251829A JP 5475997 A JP5475997 A JP 5475997A JP 5475997 A JP5475997 A JP 5475997A JP H10251829 A JPH10251829 A JP H10251829A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
hard coating
coating layer
cemented carbide
cutting tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5475997A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshikatsu Sudo
俊克 須藤
Tetsuya Tanaka
徹也 田中
Keiichi Sakurai
恵一 桜井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP5475997A priority Critical patent/JPH10251829A/ja
Publication of JPH10251829A publication Critical patent/JPH10251829A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面
被覆超硬合金製切削工具を提供する。 【解決手段】 超硬基体の表面に、(Ti,Al)N層
および/または(Ti,Al)CN層で構成された単層
または複層の硬質被覆層を2〜20μmの平均層厚で蒸
着してなる表面被覆超硬合金製切削工具の前記硬質被覆
層における少なくともすくい面と逃げ面の交わる切刃稜
線部を、レーザー照射加熱表面層または電子ビーム照射
加熱表面層とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、硬質被覆層がす
ぐれた耐欠損性を有し、例えば鋼などの高速断続切削に
も切刃に欠けやチッピング(微小欠け)などの発生な
く、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮する表面被覆
超硬合金製切削工具(以下、被覆超硬工具と云う)に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開昭62−56565号
公報に記載されるように、炭化タングステン基超硬合金
基体または炭窒化チタン系サーメット基体(以下、これ
らを総称して超硬基体という)の表面に、例えば物理蒸
着装置として知られるアークイオンプレーティング装置
を用い、TiとAlの複合窒化物[以下、(Ti,A
l)Nで示す]層および/または複合炭窒化物[以下、
(Ti,Al)CNで示す]層で構成された単層または
複層の硬質被覆層を2〜20μmの平均層厚で蒸着して
なる被覆超硬工具が広く知られており、またこれらの被
覆超硬工具が鋼などの連続切削や断続切削に用いられて
いることも良く知られるところである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削装置
の高性能化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴い、切削加工は高速化の傾向にあるが、上
記の従来被覆超硬工具においては、これを例えば鋼の高
速断続切削に用いた場合に、硬質被覆層の耐欠損性不足
が原因で、特に切刃に欠けやチッピングなどが発生し易
く、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来被覆超硬工具の硬質
被覆層に着目し、これの耐欠損性向上を図るべく研究を
行った結果、上記の従来被覆超硬工具における少なくと
もすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部に、レーザーま
たは電子ビームを照射して、この照射部分を局部加熱
し、照射位置の連続的移動に伴う前記照射加熱部分の自
然冷却によってレーザー照射加熱表面層または電子ビー
ム照射加熱表面層を形成すると、この結果の被覆超硬工
具は、前記レーザー照射加熱表面層または電子ビーム照
射加熱表面層によって硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を
もつようになることから、通常の条件での連続切削およ
び断続切削は勿論のこと、断続切削を高速条件で行って
も切刃に欠けやチッピングなどの発生なく、長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するようになるという研究結
果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、超硬基体の表面に、(Ti,A
l)N層および/または(Ti,Al)CN層で構成さ
れた単層または複層の硬質被覆層を2〜20μmの平均
層厚で蒸着してなる被覆超硬工具において、前記硬質被
覆層における少なくともすくい面と逃げ面の交わる切刃
稜線部を、レーザー照射加熱表面層または電子ビーム照
射加熱表面層としてなる、硬質被覆層がすぐれた耐欠損
性を有する被覆超硬工具に特徴を有するものである。
【0006】なお、この発明の被覆超硬工具において、
硬質被覆層の平均層厚を2〜20μmとしたのは、その
層厚が2μm未満では所望のすぐれた耐摩耗性を確保す
ることができず、一方その層厚が20μmを越えると、
耐欠損性が低下するようになるという理由からである。
また、耐欠損性のすぐれたレーザー照射加熱表面層また
は電子ビーム照射加熱表面層は、硬質被覆層を1300
〜1600℃、望ましくは1400〜1500℃に加熱
することによって形成されるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】ついで、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、い
ずれも1〜3μmの平均粒径を有するWC粉末、TiC
粉末、ZrC粉末、VC粉末、TaC粉末、NbC粉
末、Cr3 C2 粉末、TiN粉末、TaN粉末、および
Co粉末を用意し、これら原料粉末を、表1に示される
配合組成に配合し、ボールミルで72時間湿式混合し、
乾燥した後、1.5ton/cm2 の圧力で圧粉体にプ
レス成形し、この圧粉体を真空中、温度:1400℃に
1時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にR:
0.05のホーニング加工を施してISO規格・SPG
A120408のチップ形状をもったWC基超硬合金製
の超硬基体A1〜A10を形成した。また、原料粉末と
して、いずれも0.5〜2μmの平均粒径を有するTi
CN(重量比でTiC/TiN=50/50)粉末、M
o2 C粉末、ZrC粉末、NbC粉末、TaC粉末、W
C粉末、Co粉末、およびNi粉末を用意し、これら原
料粉末を、表2に示される配合組成に配合し、ボールミ
ルで24時間湿式混合し、乾燥した後、1ton/cm
2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を10t
orrの窒素雰囲気中、温度:1540℃に1時間保持
の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にR:0.03のホ
ーニング加工を施してISO規格・SEKN1203A
FEN1のチップ形状をもったTiCN系サーメット製
の超硬基体B1〜B6を形成した。
【0008】ついで、これら超硬基体A1〜A10およ
びB1〜B6を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した
状態で、それぞれ通常のアークイオンプレーティング装
置に装入し、一方カソード電極(蒸発源)として種々の
成分組成をもったTi−Al合金を装着し、装置内を排
気して1×10-5torrの真空に保持しながら、ヒー
ターで装置内を500℃に加熱した後、Arガスを装置
内に導入して1×10 -3torrのAr雰囲気とし、こ
の状態で超硬基体に−800vのバイアス電圧を印加し
て超硬基体表面をArガスボンバート洗浄し、ついで装
置内に反応ガスとして窒素ガス、または窒素ガスとメタ
ンガスを導入して5×10-3torrの反応雰囲気とす
ると共に、前記超硬基体に印加するバイアス電圧を−2
00vに下げて、前記カソード電極とアノード電極との
間にアーク放電を発生させ、もって前記超硬基体A1〜
A10およびB1〜B6のそれぞれの表面に、表3、4
に示される組成および平均層厚をもった硬質被覆層を蒸
着することにより従来被覆超硬工具1〜24を形成し、
さらに引き続いてそれぞれの切刃稜線部を中心にして、
以下に示される条件、すなわち、 (a) 種別:CO2 レーザー、 出力:20W、 照射面積径:0.3mm、 送り速度:0.3m/min、 照射態様:すくい面および逃げ面の延長線上に配置した
2本の銃により同時に切刃稜線部全周にそって照射を行
ない、さらに前記銃をそれぞれ照射面積径だけ内側にず
らせ、同じ条件で照射して、切刃稜線部のすくい面側お
よび逃げ面側のそれぞれに幅:0.6mmのレーザー照
射加熱表面層を形成(以下、照射条件aと云う) (b) 種別:CO2 レーザー、 出力:20W、 照射面積径:0.3mm、 送り速度:0.3m/min、 照射態様:まず、すくい面および逃げ面の延長線上に配
置した2本の銃により同時に切刃稜線部全周にそって照
射を行ない、つぎに前記銃をすくい面側だけ照射面積径
分内側にずらせて同じ条件で照射を行ない、さらにもう
一度同じくすくい面側だけ照射面積径分内側にずらせて
同じ条件で照射を行ない、切刃稜線部のすくい面側に
幅:0.9mmおよび逃げ面側に幅:0.3mmのレー
ザー照射加熱表面層を形成(以下、照射条件bと云
う)、 (c) 種別:CO2 レーザー、 出力:30W、 照射面積径:0.3mm、 送り速度:0.2m/min、 照射態様:まず、すくい面および逃げ面の延長線上に配
置した2本の銃により同時に切刃稜線部全周にそって照
射を行ない、さらにいずれの銃も照射面積径分内側にず
らせて同じ条件で照射を行ない、つぎにもう一度同じく
すくい面側だけ照射面積径分内側にずらせて同じ条件で
照射を行ない、切刃稜線部のすくい面側に幅:0.6m
mおよび逃げ面側に幅:0.4mmのレーザー照射加熱
表面層を形成(以下、照射条件cと云う)、 (d) 種別:電子ビーム、 加速電圧:40kV、 電流:100mA、 照射面積径:0.2mm、 照射時間:1sec、 照射態様:切刃稜線に沿うビームパターンをすくい面側
および逃げ面側の2方向からそれぞれ照射帯域を内側に
順次3回ずらせた高速偏向照射を行ない、切刃稜線部の
すくい面側および逃げ面側のそれぞれに幅:0.6mm
の電子ビーム照射加熱表面層を形成(以下、照射条件d
と云う)、 (e) 種別:電子ビーム、 加速電圧:40kV、 電流:100mA、 照射面積径:0.2mm、 照射時間:1sec、 照射態様:切刃稜線に沿うビームパターンをすくい面側
および逃げ面側の2方向からそれぞれ照射帯域を内側に
順次ずらせ、すくい面側は3回、逃げ面側は2回の高速
偏向照射を行ない、切刃稜線部のすくい面側に幅:0.
6mmおよび逃げ面側に幅:0.4mmの電子ビーム照
射加熱表面層を形成(以下、照射条件eと云う)、以上
の照射条件a〜eのうちのいずれかの条件で硬質被覆層
にレーザー照射加熱表面層および電子ビーム照射加熱表
面層を形成することにより本発明被覆超硬工具1〜24
をそれぞれ製造した。
【0009】つぎに、この結果得られた本発明被覆超硬
工具1〜18および従来被覆超硬工具1〜18について
は、 被削材:SCM440(硬さ:HB 220)の角材、 切削速度:250m/min.、 切込み:2.5mm、 送り:0.25mm/刃、 の条件での合金鋼の乾式高速断続(フライス)切削試験
を行ない、また本発明被覆超硬工具19〜24および従
来被覆超硬工具19〜24については、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 280)の角材、 切削速度:280m/min.、 切込み:2mm.、 送り:0.2mm/刃、 の条件での合金鋼の乾式高速断続(フライス)切削試験
を行い、いずれの切削試験でも切刃の逃げ面摩耗幅が
0.2mmに至るまでの切削時間を測定した。これらの
測定結果を表5に示した。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【表3】
【0013】
【表4】
【0014】
【表5】
【0015】
【発明の効果】表5に示される結果から、切刃稜線部の
硬質被覆層にレーザー照射加熱表面層または電子ビーム
照射加熱表面層が形成された本発明被覆超硬工具1〜2
4は、苛酷な切削条件である鋼の高速断続切削でも、切
刃に欠けやチッピングなどの発生がなく、すぐれた耐欠
損性を示すのに対して、これの形成がない従来被覆超硬
工具1〜24においては、いずれも切刃に欠けやチッピ
ングが発生し、比較的短時間で使用寿命に至ることが明
らかである。上述のように、この発明の被覆超硬工具
は、これを構成する硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を示
すので、鋼や鋳鉄などの通常の条件での連続切削や断続
切削は勿論のこと、耐欠損性が要求される高速断続切削
に用いた場合にも、長期に亘ってすぐれた切削性能を発
揮するものであり、したがって切削装置の高性能化に十
分に対応でき、かつ省力化にも寄与するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭化タングステン基超硬合金基体または
    炭窒化チタン系サーメット基体の表面に、TiとAlの
    複合窒化物層および/または複合炭窒化物層で構成され
    た単層または複層の硬質被覆層を2〜20μmの平均層
    厚で蒸着してなる表面被覆超硬合金製切削工具におい
    て、 前記硬質被覆層における少なくともすくい面と逃げ面の
    交わる切刃稜線部を、レーザー照射加熱表面層または電
    子ビーム照射加熱表面層としたことを特徴とする硬質被
    覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切
    削工具。
JP5475997A 1997-03-10 1997-03-10 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 Withdrawn JPH10251829A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5475997A JPH10251829A (ja) 1997-03-10 1997-03-10 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5475997A JPH10251829A (ja) 1997-03-10 1997-03-10 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10251829A true JPH10251829A (ja) 1998-09-22

Family

ID=12979710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5475997A Withdrawn JPH10251829A (ja) 1997-03-10 1997-03-10 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10251829A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017133092A (ja) * 2016-01-25 2017-08-03 岡谷熱処理工業株式会社 低摩擦層を有する鋼材
CN112080677A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 C4有限公司 切削装置用碳化物材料及相关制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017133092A (ja) * 2016-01-25 2017-08-03 岡谷熱処理工業株式会社 低摩擦層を有する鋼材
CN112080677A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 C4有限公司 切削装置用碳化物材料及相关制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3873276B2 (ja) 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JPH08118106A (ja) 硬質層被覆切削工具
JPH10251831A (ja) 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP3659217B2 (ja) 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP3931325B2 (ja) 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP3844285B2 (ja) 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP3693001B2 (ja) 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP4883475B2 (ja) 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP3454148B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2000158206A (ja) 表面被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2002263910A (ja) 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP3536593B2 (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具
JP4883473B2 (ja) 高硬度鋼の重切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JPH11100656A (ja) 耐チッピング性にすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP3451857B2 (ja) 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP3451878B2 (ja) 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP3397058B2 (ja) 耐摩耗性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JPH111764A (ja) 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を有する表面被覆超硬合金製切削工具
JP4883474B2 (ja) 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JPH10251830A (ja) 物理蒸着被覆層がすぐれた耐欠損性を有する表面被覆超硬合金製切削工具
JP3928487B2 (ja) 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2002192402A (ja) 切粉に対する表面潤滑性にすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP2002273604A (ja) 高速重切削加工で切刃部がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆炭窒化チタン系サーメット製スローアウエイ切削チップ
JP3397063B2 (ja) 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JP3397054B2 (ja) 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040511