JPS59170265A - 切削工具用表面被覆超硬質合金部材 - Google Patents
切削工具用表面被覆超硬質合金部材Info
- Publication number
- JPS59170265A JPS59170265A JP4265883A JP4265883A JPS59170265A JP S59170265 A JPS59170265 A JP S59170265A JP 4265883 A JP4265883 A JP 4265883A JP 4265883 A JP4265883 A JP 4265883A JP S59170265 A JPS59170265 A JP S59170265A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- composite
- carbonitrides
- hard alloy
- nitride
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、鋼および鋳鉄の切削、特にこれら被削材の
高速切削や、高送り切削および深切込み切削などの重切
削に切削工具として用いた場合にすぐれた切削性能を発
揮する表面被着超硬質合金部材に関するものである。
高速切削や、高送り切削および深切込み切削などの重切
削に切削工具として用いた場合にすぐれた切削性能を発
揮する表面被着超硬質合金部材に関するものである。
一般に、硬質分散相が主として元素周期律表の４ａ、５
ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化
物のうちの１種または２種以上で構成され、一方結合相
が主として鉄族金属のうちの１種または２種以上、ある
いは鉄族金属のうちの１８！または２種以上と、クロム
族金属およびＡｌのうちの１種または２種以上で構成さ
れた超硬質合金基体部材の表面に、同じ＜４ａ、５ａ、
および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および酸化物、並
びにこれらの２種以上の固溶体のうちの１種の単層また
は２種以上の複層からなる表面被覆層を化学蒸着法など
により形暢してなる表面被覆超硬ＰＪ重合部材が切削工
具として用いられていることはよく知られるところであ
る。
ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化
物のうちの１種または２種以上で構成され、一方結合相
が主として鉄族金属のうちの１種または２種以上、ある
いは鉄族金属のうちの１８！または２種以上と、クロム
族金属およびＡｌのうちの１種または２種以上で構成さ
れた超硬質合金基体部材の表面に、同じ＜４ａ、５ａ、
および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および酸化物、並
びにこれらの２種以上の固溶体のうちの１種の単層また
は２種以上の複層からなる表面被覆層を化学蒸着法など
により形暢してなる表面被覆超硬ＰＪ重合部材が切削工
具として用いられていることはよく知られるところであ
る。
しかし、これらの従来表面被覆超硬質合金部側は、通常
の切削領域ではすぐれた切削性能を示すものの、切削速
度が２００ ｍ／ｒｎｉｎ以上の高速切削や、送りがＯ
−５ｍｒｎ／ ｒｅｖ。以上の高送り切削などでは、切
削中に切刃温度が著しく上昇することに原因して刃先が
塑性変形を起し、この結果刃先の摩耗進行が著しくなる
ことから、これら高速切削や、高送り切削および深切込
み切削のような重切削などの苛酷な条件下での切削には
実用に供されていないのが現状である。
の切削領域ではすぐれた切削性能を示すものの、切削速
度が２００ ｍ／ｒｎｉｎ以上の高速切削や、送りがＯ
−５ｍｒｎ／ ｒｅｖ。以上の高送り切削などでは、切
削中に切刃温度が著しく上昇することに原因して刃先が
塑性変形を起し、この結果刃先の摩耗進行が著しくなる
ことから、これら高速切削や、高送り切削および深切込
み切削のような重切削などの苛酷な条件下での切削には
実用に供されていないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に４
αや鋳鉄の高速切削や重切削などの苛酷な条件下での切
削に際して、すぐれた切削性能を発揮する切削工具を開
発すべく研究を行なった結果、表面被覆超硬質合金部材
を、重量％で、硬質分散相形成成分としてのＴ１の炭化
物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物、並びにＴｉ
とＷの複合炭化物、複合窒化物、複合炭窒化物、および
複合炭窒酸化物（以下、これらを総称してＴｉ・Ｗの炭
・窒・酸化物という）のうちの１種または２種以上＝１
０〜４０％、 同じく硬質分散相形成成分としてのＭ、ＬＡＡｉ、Ｙ。
αや鋳鉄の高速切削や重切削などの苛酷な条件下での切
削に際して、すぐれた切削性能を発揮する切削工具を開
発すべく研究を行なった結果、表面被覆超硬質合金部材
を、重量％で、硬質分散相形成成分としてのＴ１の炭化
物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物、並びにＴｉ
とＷの複合炭化物、複合窒化物、複合炭窒化物、および
複合炭窒酸化物（以下、これらを総称してＴｉ・Ｗの炭
・窒・酸化物という）のうちの１種または２種以上＝１
０〜４０％、 同じく硬質分散相形成成分としてのＭ、ＬＡＡｉ、Ｙ。
およびｚｒの酸化物（以下、これらを総称して金属の酸
化物という）のうちの１種または２種以上＝０．０１〜
５％、 結合相形成成分としてのＷと不可避不純物：残り、 からなる組成を有する超硬質合金基体部材の表面に、 Ｔｉ、 Ｚｒ、およびＨｆの炭化物、窒化物、炭窒化物
、および炭窒酸化物、並びにＡｌの酸化物および窒酸化
物のうちの１種の単層または２種以上の複層からなる表
面被覆層を形成したもので構成すると、この結果の表面
被覆超硬質合金部材においては、上記基体部材を構成す
るＷおよびＴｉ−Ｗの炭・窒・酸化物によって高温にお
ける耐塑性変形性がすぐれたものになり、また同金属の
酸化物によってすぐれた耐酸化性と高密度がｆｍ保され
、さらに上記Ｔｉ−Ｗの炭・窒・酸化物および金属の酸
化物は、表面被覆層との親和性が著しく強いことから、
前記表面被覆層の上記基体部材に対す゛る付着強度はき
わめて高いものとなると共に、前記基体部材自体の硬さ
も向上させ、したがって、これを鋼や鋳鉄の高速切削や
重切削などの切削に切削工具として用いた場合には、切
削中に切刃が高温にさらされても塑性変形を起すことが
ないので、高硬度とすぐれた化学的安定性を有し、かつ
前記基体部材に対して強固に付着している前記表面被覆
層の存在と含まって、すぐれた耐摩耗性を著しく長期に
亘って示し、しかも前記基体部材自体が上記のようにＴ
ｉ−Ｗの炭・窒・酸化物と金属の酸化物の含有によって
きわめて硬質のものとなっているので、前記表面被覆層
が摩耗により消滅した後でも、すぐれた耐クレーター摩
耗性（耐すくい面摩耗性）を示すという知見を得たので
ある。
化物という）のうちの１種または２種以上＝０．０１〜
５％、 結合相形成成分としてのＷと不可避不純物：残り、 からなる組成を有する超硬質合金基体部材の表面に、 Ｔｉ、 Ｚｒ、およびＨｆの炭化物、窒化物、炭窒化物
、および炭窒酸化物、並びにＡｌの酸化物および窒酸化
物のうちの１種の単層または２種以上の複層からなる表
面被覆層を形成したもので構成すると、この結果の表面
被覆超硬質合金部材においては、上記基体部材を構成す
るＷおよびＴｉ−Ｗの炭・窒・酸化物によって高温にお
ける耐塑性変形性がすぐれたものになり、また同金属の
酸化物によってすぐれた耐酸化性と高密度がｆｍ保され
、さらに上記Ｔｉ−Ｗの炭・窒・酸化物および金属の酸
化物は、表面被覆層との親和性が著しく強いことから、
前記表面被覆層の上記基体部材に対す゛る付着強度はき
わめて高いものとなると共に、前記基体部材自体の硬さ
も向上させ、したがって、これを鋼や鋳鉄の高速切削や
重切削などの切削に切削工具として用いた場合には、切
削中に切刃が高温にさらされても塑性変形を起すことが
ないので、高硬度とすぐれた化学的安定性を有し、かつ
前記基体部材に対して強固に付着している前記表面被覆
層の存在と含まって、すぐれた耐摩耗性を著しく長期に
亘って示し、しかも前記基体部材自体が上記のようにＴ
ｉ−Ｗの炭・窒・酸化物と金属の酸化物の含有によって
きわめて硬質のものとなっているので、前記表面被覆層
が摩耗により消滅した後でも、すぐれた耐クレーター摩
耗性（耐すくい面摩耗性）を示すという知見を得たので
ある。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであり
、以下に上記基体部材の成分組成範囲を上記の通りに限
定した理由を説明する。
、以下に上記基体部材の成分組成範囲を上記の通りに限
定した理由を説明する。
（ａ）Ｔｉ−Ｗの炭・窒・酸化物
これらの成分には、上記のようにスケルトンを形成して
基体部材自体の硬さおよび耐塑性変形性を向上させると
共に、基体部材と表面被覆層との付着強度を著しく高め
る作用があるが、その含有量が１０％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方４０％を越えて含有させ
ると、基体部材自体の靭性が劣化するようになることか
ら、その含有量を１０〜４０％と定めた。
基体部材自体の硬さおよび耐塑性変形性を向上させると
共に、基体部材と表面被覆層との付着強度を著しく高め
る作用があるが、その含有量が１０％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方４０％を越えて含有させ
ると、基体部材自体の靭性が劣化するようになることか
ら、その含有量を１０〜４０％と定めた。
（ｂ） 金属の酸化物
これらの成分には、基体部材の焼結密度を高めると共に
、硬さおよび耐酸化性を向上させる作用があるが、その
含有量が０．０１％未満では…■記作用に所望の効果が
得られず、一方５％を越えて含有させると、同様に基体
部材の靭性が低下するようになることから、その含有量
を０．０１〜５％と定めた。
、硬さおよび耐酸化性を向上させる作用があるが、その
含有量が０．０１％未満では…■記作用に所望の効果が
得られず、一方５％を越えて含有させると、同様に基体
部材の靭性が低下するようになることから、その含有量
を０．０１〜５％と定めた。
なお、この発明の表面被覆超硬質合金部材における表面
被覆層は、通常の化学蒸着法や物理蒸着法によって形成
されるが、こσ場合の平均層厚は０．５〜２０μｍとす
るのが望ましく、これは、０．５μｍ未満の平均層厚で
は所望の耐摩耗性を確保することができず、一方２０μ
ｍを越えた平均層厚にすると部材自体の靭性劣化が著し
くなるとψう理由によるものである。
被覆層は、通常の化学蒸着法や物理蒸着法によって形成
されるが、こσ場合の平均層厚は０．５〜２０μｍとす
るのが望ましく、これは、０．５μｍ未満の平均層厚で
は所望の耐摩耗性を確保することができず、一方２０μ
ｍを越えた平均層厚にすると部材自体の靭性劣化が著し
くなるとψう理由によるものである。
つぎに、この発明の表面被覆超硬質合金部材を実施例に
より具体的に説明する。
より具体的に説明する。
実施例
通常の粉末冶金法にて、それぞれ第１表に示される成分
組成をもった超硬質合金基体部材としてのＪＩＳ −Ｓ
ＮＰ ４３２の形状をもった切削チップを製造し、つい
でこの切削チップの表面に、通常の化学蒸着法および物
理蒸着法を用いて、同じく第１表に示される組成および
平均層厚をもった１層または２層以上からなる表面被覆
層を形成することによって、表面被覆超硬質合金部材と
しての本発明被覆切削チツｆ１〜１２および従来被覆切
削チップをそれぞれ製造した。
組成をもった超硬質合金基体部材としてのＪＩＳ −Ｓ
ＮＰ ４３２の形状をもった切削チップを製造し、つい
でこの切削チップの表面に、通常の化学蒸着法および物
理蒸着法を用いて、同じく第１表に示される組成および
平均層厚をもった１層または２層以上からなる表面被覆
層を形成することによって、表面被覆超硬質合金部材と
しての本発明被覆切削チツｆ１〜１２および従来被覆切
削チップをそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明被覆切削チップ１〜１
２および従来被覆切削チップについて、被削材： ＪＩ
Ｓ−８ＮＣＭ−８＜硬さ：ＨＢ２７０）。
２および従来被覆切削チップについて、被削材： ＪＩ
Ｓ−８ＮＣＭ−８＜硬さ：ＨＢ２７０）。
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ
送夛： ０．３６■／ｒｅｖ、。
切込み： １．５ｍｙ
切削時間： ４ ｍＩｎ
の条件での高速連続切削試験、および、被削材： ＪＩ
Ｓ−８ＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２７０）。
Ｓ−８ＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２７０）。
切削速度： １００ｙｙ＋／ｍｉｎ。
送り： ０ 、７５＋ｎｍ／ ｒｅｖ、 。
切込み：４１１ＩＩ１１゜
切削時間：１０ｍ１ｎ
の条件での高速連続切削試験、
全それぞれ行ない、いずｎの試験でも、切刃のすくい面
摩耗深さと逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果
全第１表に合せて示した。
摩耗深さと逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果
全第１表に合せて示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆切削チップ１〜
１２は、いずｔもすぐれた耐摩耗性を示し６．、長期に
亘ってすぐれた切削性能金示すのに対して、従来被覆切
削子パップにおいては、いずれも切刃が高温にさらされ
ることに原因して短時間で塑性変形を起し、実用に供す
ることができないものであった。
１２は、いずｔもすぐれた耐摩耗性を示し６．、長期に
亘ってすぐれた切削性能金示すのに対して、従来被覆切
削子パップにおいては、いずれも切刃が高温にさらされ
ることに原因して短時間で塑性変形を起し、実用に供す
ることができないものであった。
上述のように、この発明の表面被覆超硬質合金部材にお
いては、超硬質合金基体部材が高硬度および高密度、並
びにすぐれた耐塑性変形性および耐酸化性を有し、さら
に硬質で化学的に安定な表面被覆層との付着強度も著し
く高いので、これを鎮や鋳鉄などの高速切削や重切削な
どに切削工具として用いた場合にもきわめて長期に亘っ
て安定的にすぐれた切削性能を発揮するのである。
いては、超硬質合金基体部材が高硬度および高密度、並
びにすぐれた耐塑性変形性および耐酸化性を有し、さら
に硬質で化学的に安定な表面被覆層との付着強度も著し
く高いので、これを鎮や鋳鉄などの高速切削や重切削な
どに切削工具として用いた場合にもきわめて長期に亘っ
て安定的にすぐれた切削性能を発揮するのである。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富田和夫 外１名
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 硬質分散相形成成分としてのＴｉの炭化物、窒化物、炭
窒化物、および炭窒酸化物、並びにＴｉとＷの複合炭化
物、複合窒化物、複合炭窒化物、および複合炭窒酸化物
のうちの１柚または２種以上：１０〜４０％、 同じく硬質分散相形成成分としてのＷ、ｉ。 ＹｌおよびＺｒの酸化物のうちの１柚または２種以上：
０．０１〜５％、 結合相形成成分としてのＷおよび不可避不純物：残り、 からなる組成（以上重量％）を有する超硬質合金基体部
材の表面に、 ’ｌ’ｉ、Ｚｒ、およびＨｆの炭化物、窒化物、炭窒化
物、および炭窒酸化物、並びにｌの酸化物および酸窒化
物のうちの１種の単層または２種以上の複層からなる表
面被覆層を形成してなる切削工具用表面被覆超硬質合金
部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265883A JPS59170265A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 切削工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265883A JPS59170265A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 切削工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170265A true JPS59170265A (ja) | 1984-09-26 |
| JPS6151032B2 JPS6151032B2 (ja) | 1986-11-07 |
Family
ID=12642105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265883A Granted JPS59170265A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 切削工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170265A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61166974A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-28 | Hitachi Choko Kk | 被覆超硬合金 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63175928U (ja) * | 1987-05-02 | 1988-11-15 | ||
| JPH0889326A (ja) * | 1994-09-27 | 1996-04-09 | Akira Sugawara | スペアーキーとお守り等小物入れ |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP4265883A patent/JPS59170265A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61166974A (ja) * | 1985-01-17 | 1986-07-28 | Hitachi Choko Kk | 被覆超硬合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6151032B2 (ja) | 1986-11-07 |
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