JPH10310878A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH10310878A JPH10310878A JP12070597A JP12070597A JPH10310878A JP H10310878 A JPH10310878 A JP H10310878A JP 12070597 A JP12070597 A JP 12070597A JP 12070597 A JP12070597 A JP 12070597A JP H10310878 A JPH10310878 A JP H10310878A
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Abstract
被覆超硬合金製切削工具を提供する。 【解決手段】 WC基超硬合金基体の表面に、TiC
層、TiN層、TiCN層、TiCO層、TiNO層、
およびTiCNO層のうちの1種または2種以上からな
るTi化合物層と、Al2 O3 層とで構成された硬質被
覆層を化学蒸着および/または物理蒸着してなる被覆超
硬工具において、上記硬質被覆層の平均層厚を30〜3
00μmと厚膜化した上で、切刃のすくい面と逃げ面の
交わる切刃稜線部のすくい面側、あるいは前記切刃稜線
部のすくい面側から逃げ面側にかけて、前記硬質被覆層
の構成層のうちの3層以上の断面層が露出する切除面を
形成してなる。
Description
ルやハステロイなどの耐熱合金、さらにステンレス鋼な
どの難削材の高速切削に用いた場合に、Ti化合物層と
酸化アルミニウム(以下、Al2 O3 で示す)層で構成
された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(以下、被覆超硬工具という)に
関するものである。
で示される通り、炭化タングステン基超硬合金基体(以
下、超硬基体という)の表面に、炭化チタン(以下、T
iCで示す)層、窒化チタン(以下、同じくTiNで示
す)層、炭窒化チタン(以下、TiCNで示す)層、炭
酸化チタン(以下、TiCOで示す)層、窒酸化チタン
(以下、TiNOで示す)層、および炭窒酸化チタン
(以下、TiCNOで示す)層のうちの1種または2種
以上からなるTi化合物層と、Al2 O3 層とで構成さ
れた硬質被覆層を3〜20μmの平均層厚で化学蒸着お
よび/または物理蒸着してなる被覆超硬工具が知られて
おり、またこの被覆超硬工具が例えば鋼などの連続切削
や断続切削に用いられていることも知られている。
の高性能化および高出力化はめざましく、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
を例えばインコネルやハステロイなどの耐熱合金、さら
にステンレス鋼などの難削材の高速切削に用いると、図
3に要部概略斜視図で示される通り、逃げ面摩耗幅の摩
耗進行が相対的に速くなるばかりでなく、特に逃げ面に
おける境界摩耗の進行は著しく、このため比較的短時間
で使用寿命に至るのが現状である。
上述のような観点から、耐摩耗性のすぐれた被覆超硬工
具を開発すべく研究を行った結果、被覆超硬工具を構成
する硬質被覆層の平均層厚を30〜300μmと厚膜化
した上で、図1に要部概略縦断面図で示される通り、切
刃のすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部のすくい面
側、あるいは前記切刃稜線部のすくい面側から逃げ面側
にかけて、前記硬質被覆層の構成層のうちの3層以上の
断面層が露出する切除面を形成し、この状態で切削加工
を行うと、切削開始から前記露出した3層以上の断面層
が同時に切削に関与するようになることから、これら3
層以上の断面層のそれぞれのもつ特性が切削開始時から
総合的に発揮され、この結果被覆超硬工具は、例えばイ
ンコネルやハステロイなどの耐熱合金、さらにステンレ
ス鋼などの難削材の高速切削を行っても摩耗進行が著し
く抑制され、特に境界摩耗の成長がきわめて小さく、す
ぐれた耐摩耗性を発揮し、使用寿命の著しい延命化を可
能にするという研究結果を得たのである。
されたものであって、超硬基体の表面に、TiC層、T
iN層、TiCN層、TiCO層、TiNO層、および
TiCNO層のうちの1種または2種以上からなるTi
化合物層と、Al2 O3 層とで構成された硬質被覆層を
化学蒸着および/または物理蒸着してなる被覆超硬工具
において、上記硬質被覆層の平均層厚を30〜300μ
mと厚膜化した上で、切刃のすくい面と逃げ面の交わる
切刃稜線部のすくい面側、あるいは前記切刃稜線部のす
くい面側から逃げ面側にかけて、前記硬質被覆層の構成
層のうちの3層以上の断面層が露出する切除面を形成し
てなる、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆
超硬工具に特徴を有するものである。
硬質被覆層における露出断面層を3層以上としたのは、
上記の通り切削開始からすぐれた耐摩耗性を発揮させる
ためには、それぞれ特性の違った3層以上の構成層の同
時関与が不可欠であり、したがって露出断面層が2層以
下の場合には所望のすぐれた耐摩耗性を切削開始から発
揮させることができず、この結果摩耗進行の抑制が困難
になるという理由によるものである。また、硬質被覆層
の平均層厚を30〜300μmとしたのは、その層厚が
30μmでは切除面における硬質被覆層の厚さが相対的
に薄くなってすぐれた耐摩耗性を長期に亘って確保する
ことができず、一方その層厚が300μmを越えると、
切刃に欠けやチッピング(微小欠け)が発生し易くなる
という理由によるものである。
を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、平
均粒径:2.8μmを有する中粒WC粉末、同4.9μ
mの粗粒WC粉末、同1.5μmの(Ti,W)C(重
量比で、以下同じ、TiC/WC=30/70)粉末、
同1.2μmの(Ti,W)CN(TiC/TiN/W
C=24/20/56)粉末、同1.2μmの(Ta,
Nb)C(TaC/NbC=90/10)粉末、および
同1.1μmの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、ISO・CNMG12040
8に定める形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を
同じく表1に示される条件で真空焼結することにより超
硬基体A〜Eをそれぞれ製造した。さらに、上記超硬基
体Bに対して、100TorrのCH4 ガス雰囲気中、
温度:1400℃に1時間保持後、徐冷の滲炭処理を施
し、処理後、超硬基体表面に付着するカーボンとCoを
酸およびバレル研磨で除去することにより、表面から1
1μmの位置で最大Co含有量:15.9重量%、深
さ:42μmのCo富化帯域を基体表面部に形成した。
また、いずれも焼結したままで、上記超硬基体Aには、
表面部に表面から17μmの位置で最大Co含有量:
9.1重量%、深さ:23μmのCo富化帯域、超硬基
体Dには、表面部に表面から17μmの位置で最大Co
含有量:10.9重量%、深さ:25μmのCo富化帯
域がそれぞれ形成されており、残りの超硬基体Cおよび
Eには、前記Co富化帯域の形成がなく、全体的に均質
な組織をもつものであった。なお、表1には、上記超硬
基体A〜Eの内部硬さ(ロックウエル硬さAスケール)
をそれぞれ示した。
に、ホーニングを施した状態で、通常の化学蒸着装置を
用い、表2(表中のl−TiCNは特開平6−8010
号公報に記載される縦長成長結晶組織をもつものであ
り、また同p−TiCNは通常の粒状結晶組織をもつも
のである)に示される条件にて、表3に示される組成お
よび平均層厚のTi化合物層とAl2 O3 層で構成され
た硬質被覆層を、図2に示される通り形成することによ
り比較被覆超硬工具1〜9をそれぞれ製造した。なお、
比較被覆超硬工具1〜9は、硬質被覆層の厚さを従来被
覆超硬工具のそれに比して相対的に厚くしたものであ
る。
具1〜9のそれぞれに対して、図1に示される通り、切
刃のすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部のすくい面
側、あるいは前記切刃稜線部のすくい面側から逃げ面側
にかけて、表4に示される通りのすくい面側幅、逃げ面
側幅、およびR(半径)値で切除面を形成して、前記硬
質被覆層の構成層のうちの3層以上の断面層を露出させ
ることにより本発明被覆超硬工具1〜9をそれぞれ製造
した。なお、表4におけるすくい面側および逃げ面側の
露出断面層の数は、それぞれ被覆超硬工具を、すくい面
側では平面観察、また逃げ面側では正面観察した結果の
ものである。
よび比較被覆超硬工具1〜9について、 被削材:インコネル718の丸棒、 切削速度:100m/min.、 切込み:1mm、 送り:0.3mm/rev.、 切削時間:10分、 の条件での耐熱合金の湿式高速連続切削試験、並びに、 被削材:JIS・SUS304の丸棒、 切削速度:300m/min.、 切込み:1.5mm.、 送り:0.3mm/rev.、 切削時間:10分、 の条件でのステンレス鋼の湿式高速連続切削試験を行
い、いずれの切削試験でも切刃の最大逃げ面摩耗幅およ
び境界摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表5に示
した。
層の構成層のうちの3層以上の断面層が露出する切除面
を切刃稜線部に形成した本発明被覆超硬工具1〜9は、
いずれも前記切除面に露出する前記の3層以上の断面層
が同時に切削に関与することから、難削材であるインコ
ネルやステンレス鋼の高速切削でも前記切除面の存在し
ない比較被覆超硬工具1〜9に比して、逃げ面摩耗の摩
耗進行が相対的に遅く、さらに特に逃げ面における境界
摩耗の成長はきわめて小さく、すぐれた耐摩耗性を示す
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、例えばインコネルなどの耐熱合金やステンレ
ス鋼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、特にこれらの切削を苛酷な条件となる高速で行っ
ても、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮し、したが
って切削加工の高速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。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
に、炭化チタン層、窒化チタン層、炭窒化チタン層、炭
酸化チタン層、窒酸化チタン層、および炭窒酸化チタン
層のうちの1種または2種以上からなるTi化合物層
と、酸化アルミニウム層とで構成された硬質被覆層を化
学蒸着および/または物理蒸着してなる表面被覆超硬合
金製切削工具において、 上記硬質被覆層の平均層厚を30〜300μmと厚膜化
した上で、切刃のすくい面と逃げ面の交わる切刃稜線部
のすくい面側、あるいは前記切刃稜線部のすくい面側か
ら逃げ面側にかけて、前記硬質被覆層の構成層のうちの
3層以上の断面層が露出する切除面を形成したことを特
徴とする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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12070597A JP3360565B2 (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12070597A JP3360565B2 (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10310878A true JPH10310878A (ja) | 1998-11-24 |
| JP3360565B2 JP3360565B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=14792956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12070597A Expired - Fee Related JP3360565B2 (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012008185A1 (ja) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
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| CN103302325A (zh) * | 2012-03-14 | 2013-09-18 | 三菱综合材料株式会社 | Wc基硬质合金制切削工具刀片 |
| JP2015182154A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 三菱マテリアル株式会社 | すぐれた耐チッピング性を有する表面被覆切削工具 |
-
1997
- 1997-05-12 JP JP12070597A patent/JP3360565B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN102639267A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-08-15 | 住友电工硬质合金株式会社 | 表面被覆切削工具 |
| US8465828B2 (en) | 2010-07-16 | 2013-06-18 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Surface-coated cutting tool |
| CN102443775A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-09 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 硬质涂层、具有该涂层的被覆件及其制备方法 |
| CN103302325A (zh) * | 2012-03-14 | 2013-09-18 | 三菱综合材料株式会社 | Wc基硬质合金制切削工具刀片 |
| CN103302325B (zh) * | 2012-03-14 | 2016-11-23 | 三菱综合材料株式会社 | Wc基硬质合金制切削工具刀片 |
| JP2015182154A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 三菱マテリアル株式会社 | すぐれた耐チッピング性を有する表面被覆切削工具 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3360565B2 (ja) | 2002-12-24 |
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