JPS5985860A - 切削工具部品 - Google Patents
切削工具部品Info
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- JPS5985860A JPS5985860A JP19708582A JP19708582A JPS5985860A JP S5985860 A JPS5985860 A JP S5985860A JP 19708582 A JP19708582 A JP 19708582A JP 19708582 A JP19708582 A JP 19708582A JP S5985860 A JPS5985860 A JP S5985860A
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Classifications
-
- 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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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】
■技術分野
本発明は、高速度において切削可能な切削工具部品を提
供することにある。
供することにある。
＠技術背景
超硬合金母材に、化学蒸着法により、ＴｉＣ。
Ｔ＋Ｎ、Ｔ＋ （ＣＮ） 、Ａ２Ｂ２Ｏ７などの１．０
〜ｌＯ１θμの薄層を１層もしくはそれ以上被覆した被
覆超硬合金は、従来の超硬合金に比べて、より高速度切
削に耐えうる切削工具部品として広く実用に供している
。しかしながら普通鋼の連続旋削加工において切削速度
が５００ｍ／ｍｉｎ以上になると、工具刃先温度は１４
．００〜１５００°Ｃにも達すると考えられ、２− 超硬合金母材が、短時間で塑性変形をしてしまい実用に
耐えなかった。
〜ｌＯ１θμの薄層を１層もしくはそれ以上被覆した被
覆超硬合金は、従来の超硬合金に比べて、より高速度切
削に耐えうる切削工具部品として広く実用に供している
。しかしながら普通鋼の連続旋削加工において切削速度
が５００ｍ／ｍｉｎ以上になると、工具刃先温度は１４
．００〜１５００°Ｃにも達すると考えられ、２− 超硬合金母材が、短時間で塑性変形をしてしまい実用に
耐えなかった。
本発明は、普通鋼の連続旋削加工において切削速度が５
００ｍ／ｍｉｎをこえる領域で、実用可能な切削工具部
品を提供することになる。従来かかる領域は、 １Ｉ２
０ａＴ”１ＩＯｓ／ＴｉＣ焼結セラミツクによる切削工
具部品しか実用可能ではなかった。
００ｍ／ｍｉｎをこえる領域で、実用可能な切削工具部
品を提供することになる。従来かかる領域は、 １Ｉ２
０ａＴ”１ＩＯｓ／ＴｉＣ焼結セラミツクによる切削工
具部品しか実用可能ではなかった。
しかも、士ラミックは耐熱衝撃性に劣るため、その実用
範囲はきわめて限られたものであった。
範囲はきわめて限られたものであった。
一方、近年急速に実用に供し出された被覆超硬て４００
ｍ／ｍｉｎ〜５００ ｍ／ｍｉｎ といった切削速度
においてセラミックに比べて格段と優れた耐熱衝撃性を
示し広く実用化されている。
ｍ／ｍｉｎ〜５００ ｍ／ｍｉｎ といった切削速度
においてセラミックに比べて格段と優れた耐熱衝撃性を
示し広く実用化されている。
しかしながら普通鋼の連続旋削加工において切削速度が
５００ ｍ／ｍｉｎを越える領域では、工具刃先温度が
１゛４．００〜１５００’Ｃにも達すると考えられ超硬
合金母材が短時間で塑性変形してしまい、まったく実用
に耐えなかった。
５００ ｍ／ｍｉｎを越える領域では、工具刃先温度が
１゛４．００〜１５００’Ｃにも達すると考えられ超硬
合金母材が短時間で塑性変形してしまい、まったく実用
に耐えなかった。
３−
そこで発明者は、セラミックの高温における耐塑性変形
性と被覆超硬合金のもつ優れた耐熱衝撃性を兼ねそなえ
た切削工具部品ならば、普通鋼の連続旋削において５０
０ｍ／ｍｉｎ以上の高速度切削に耐えうる切削工具を提
供しうるのではと考えた。
性と被覆超硬合金のもつ優れた耐熱衝撃性を兼ねそなえ
た切削工具部品ならば、普通鋼の連続旋削において５０
０ｍ／ｍｉｎ以上の高速度切削に耐えうる切削工具を提
供しうるのではと考えた。
Ｏ発明の開示
被覆超硬合金において、その超硬合金母材の耐塑性変形
性は、結合金属量によることが知られている。一般に超
硬合金の結合金属として用いられてい乞ＣＯの融点が１
４．７８℃であり、工具刃先温度が１４．００’Ｇ−１
５００’Ｃに達することを考えればいかに結合金属量を
減らすかが耐塑性変形性の向上につながるかは、容易に
推察しうる。
性は、結合金属量によることが知られている。一般に超
硬合金の結合金属として用いられてい乞ＣＯの融点が１
４．７８℃であり、工具刃先温度が１４．００’Ｇ−１
５００’Ｃに達することを考えればいかに結合金属量を
減らすかが耐塑性変形性の向上につながるかは、容易に
推察しうる。
一方、セラミックの耐熱衝撃性をきわめて低いものにし
ている最大の要因は、Ａ７！２０８ の熱伝導率がき
わめて低いため実際に切削時に工具内に、急激な温度勾
配が生じるゆえと考えられる。したがって熱伝導率にき
わめて優れたＷＣをきわめて少量の結合金属を用いて結
合した焼結硬質合金ならば、耐塑性変形性ならびに耐熱
衝撃性に富む切・−４，− 削工具部品を提供しうると考えた。
ている最大の要因は、Ａ７！２０８ の熱伝導率がき
わめて低いため実際に切削時に工具内に、急激な温度勾
配が生じるゆえと考えられる。したがって熱伝導率にき
わめて優れたＷＣをきわめて少量の結合金属を用いて結
合した焼結硬質合金ならば、耐塑性変形性ならびに耐熱
衝撃性に富む切・−４，− 削工具部品を提供しうると考えた。
なお、よく知られているよう、にＷＣは、高温において
耐酸化性が乏しく、被削材との反応性にも富むので、か
かる焼結硬質合金に、耐酸化性に富み、被削材との反応
性のない酸化物の薄層を破）ヴすればよいと考えた。
耐酸化性が乏しく、被削材との反応性にも富むので、か
かる焼結硬質合金に、耐酸化性に富み、被削材との反応
性のない酸化物の薄層を破）ヴすればよいと考えた。
このような考えに従がって、試作を行なったところ予想
どおりの効果が得られた。
どおりの効果が得られた。
なお、本発明において母材たる焼結硬質合金において結
合金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ、 およびＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属が好ましく
、その量として４．５重量％以上では、耐塑性変形性の
点で好ましくない。又通常の粉末冶金法によって製造す
ると、ボールミル中にかならず金属が混入するので０．
５重量％以上とした。
合金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ、 およびＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属が好ましく
、その量として４．５重量％以上では、耐塑性変形性の
点で好ましくない。又通常の粉末冶金法によって製造す
ると、ボールミル中にかならず金属が混入するので０．
５重量％以上とした。
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏからなる群から選んだ１種以上の
炭化物および／又は窒化物は、粉末冶金法によって該焼
結硬質合金を焼結する際のＷＣの粒成長抑制剤として好
ましく、０．１重量％以下では効果が乏しく、２５重量
％を越えると、該焼結硬質合金５− の熱伝導率の低下が著しく、耐熱衝撃性の」二で好まし
くない。被覆物質としては、Ａ ７１！２０３． ｚ
ｒ、ｏ、。
炭化物および／又は窒化物は、粉末冶金法によって該焼
結硬質合金を焼結する際のＷＣの粒成長抑制剤として好
ましく、０．１重量％以下では効果が乏しく、２５重量
％を越えると、該焼結硬質合金５− の熱伝導率の低下が著しく、耐熱衝撃性の」二で好まし
くない。被覆物質としては、Ａ ７１！２０３． ｚ
ｒ、ｏ、。
ＴｉＯ２からなる群より選んだ１種以上の１．０μ〜２
０．０μ の薄層を１層以上被覆することが好ましい。
０．０μ の薄層を１層以上被覆することが好ましい。
１．０μ以下では効果が乏しく２０．０μ を越えれば
、強度の低下が著しく好ましくない。なお、該酸化物薄
層と、該焼結硬質合金との中間に接着強度を強化させる
為にＴｉＣ，ＴｉＮなどを被覆する、ことは良く知られ
ているが、本発明においてもＴｉＣ，ＴｉＮなどを中間
に被覆することによっても何等効果が変わらないことは
いうまでもない。
、強度の低下が著しく好ましくない。なお、該酸化物薄
層と、該焼結硬質合金との中間に接着強度を強化させる
為にＴｉＣ，ＴｉＮなどを被覆する、ことは良く知られ
ているが、本発明においてもＴｉＣ，ＴｉＮなどを中間
に被覆することによっても何等効果が変わらないことは
いうまでもない。
なお、中間の被覆層は、 ■ａ、Ｖａ、■ａ族金属から
選んだ１種以上の金属元素とＢ、Ｎ、０．Ｃからなる群
より選んだ１種以上の非金属元素、特にＴｉ。
選んだ１種以上の金属元素とＢ、Ｎ、０．Ｃからなる群
より選んだ１種以上の非金属元素、特にＴｉ。
Ｈチ
Ｚｒ、ｂｋ４− からなる群より選んだ１種以上の金属
元素とＢ、Ｎ、０．Ｃからなる群より選んだ１種以上の
非金属元素との化合物および／又は混合物の１種以上の
０．１μ〜１０．０μの薄層と１層以上被覆することが
好ましく０．１μ 以下では効果が認められず１０．０
μ以上では強度の低下が著しく好ましくない。
元素とＢ、Ｎ、０．Ｃからなる群より選んだ１種以上の
非金属元素との化合物および／又は混合物の１種以上の
０．１μ〜１０．０μの薄層と１層以上被覆することが
好ましく０．１μ 以下では効果が認められず１０．０
μ以上では強度の低下が著しく好ましくない。
−〇−
以下実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例１
平均粒度］、０μ のＷＣを９５重量％、（Ｔ ｉ 、
Ｔａ）（ＣＮ）を５重量％、計数しステンレス内張のボ
ールミルにて超硬ボールを使用して４日間湿式混合を行
なった。この粉末を通常の粉末冶金法にて型押し、成型
後１６００’０１時間真空焼結を行なったのち、Ａｒ雰
囲気にて１６００’Ｃ，，１５００気圧にてＨＩＰ
処理した。
Ｔａ）（ＣＮ）を５重量％、計数しステンレス内張のボ
ールミルにて超硬ボールを使用して４日間湿式混合を行
なった。この粉末を通常の粉末冶金法にて型押し、成型
後１６００’０１時間真空焼結を行なったのち、Ａｒ雰
囲気にて１６００’Ｃ，，１５００気圧にてＨＩＰ
処理した。
得られた合金を化学分析したところＦｅおよびＣ０が合
計０．７重量％含まれていた。この合金に公知の化学蒸
着法にて、ＴＩＣを３，０μ、さらにその−１１にＡ２
Ｂ２Ｏ７を６．０μ被覆した。この合金にて被削］・」
として５３５Ｃ生ま材を速度１，０００ ｍ／ｍｉｎ
送り０、１８ｍｍ／ ｒｅｖ切り込み１．５１＋＋＋
＋１にて１０分間切削したところ、フランク摩耗は０．
１８ｍ の正常摩耗を示した。比較の為市販の”ｚｏ
ａを５μ被覆した被覆超硬合金、およびＡｌ２Ｏ８／Ｔ
ＩＣセラミツクを同一条件で切削したところ被覆超硬合
金は２８秒で切刃が溶けてしまいＡ７１２０８／ＴｉＣ
七ラミックでは７− ２分２５秒で、熱キレンの為に切削不能となった。
計０．７重量％含まれていた。この合金に公知の化学蒸
着法にて、ＴＩＣを３，０μ、さらにその−１１にＡ２
Ｂ２Ｏ７を６．０μ被覆した。この合金にて被削］・」
として５３５Ｃ生ま材を速度１，０００ ｍ／ｍｉｎ
送り０、１８ｍｍ／ ｒｅｖ切り込み１．５１＋＋＋
＋１にて１０分間切削したところ、フランク摩耗は０．
１８ｍ の正常摩耗を示した。比較の為市販の”ｚｏ
ａを５μ被覆した被覆超硬合金、およびＡｌ２Ｏ８／Ｔ
ＩＣセラミツクを同一条件で切削したところ被覆超硬合
金は２８秒で切刃が溶けてしまいＡ７１２０８／ＴｉＣ
七ラミックでは７− ２分２５秒で、熱キレンの為に切削不能となった。
実施例２
（Ｔｉ、Ｔａ） （Ｃ，Ｎ） ５重量％に、Ｃｏ
を添加しないもの、２重量％添加したもの、４重量％添
加したもの、６重量％添加したもの、残平均粒度１．０
μのＷＣを通常の粉末冶金法にて１７５０℃、１時間真
空焼結したのち、化学蒸着法にてＴｉＣを８μ、続いて
Ａｌ２Ｏ３を３μ被覆した。Ｃｏ未添加のものをＡ、２
重量％添加したものをＢ、４・重量％添加したものをＣ
，６重量％添加したものをＤとしたとき以下の条件で切
削試験を行なった。
を添加しないもの、２重量％添加したもの、４重量％添
加したもの、６重量％添加したもの、残平均粒度１．０
μのＷＣを通常の粉末冶金法にて１７５０℃、１時間真
空焼結したのち、化学蒸着法にてＴｉＣを８μ、続いて
Ａｌ２Ｏ３を３μ被覆した。Ｃｏ未添加のものをＡ、２
重量％添加したものをＢ、４・重量％添加したものをＣ
，６重量％添加したものをＤとしたとき以下の条件で切
削試験を行なった。
被削材ＳＣＭ４．３５．切削速度６００ｍ／ｍｉｎ、
送り０．３６胴／ム噂、切り込み１．５−０上記の条
件でＡは、２分間切削可能であったのに対し、Ｂは１分
４・８秒間、Ｃは５９秒間、Ｄは８秒間で刃先が溶けお
ちた。
送り０．３６胴／ム噂、切り込み１．５−０上記の条
件でＡは、２分間切削可能であったのに対し、Ｂは１分
４・８秒間、Ｃは５９秒間、Ｄは８秒間で刃先が溶けお
ちた。
８−
手続補正書
昭和５８年７月１ｇ日
１、事件の表示
昭和５７年特許願 第１９７０８５号
２、発明の名称
切削工具部品
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 大阪市東区北浜５丁目】５番地名称（２１
３）住人電気工業ｒ１３式会社社長 用上哲部 ４、代理人 住所 大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気
工業株式会社内 （電話 大阪４噛６ｌ−１０３１） ６、補正の対象 明細１中特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄
。
３）住人電気工業ｒ１３式会社社長 用上哲部 ４、代理人 住所 大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気
工業株式会社内 （電話 大阪４噛６ｌ−１０３１） ６、補正の対象 明細１中特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄
。
７、補正の内容
（リ 明細書特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。
（２） 回書第５頁下から５行目、
ＪＴｉ、 Ｎｂ、 Ｖ、 Ｍｏ Ｊを「Ｔｉ ＋ Ｔａ
ｒ Ｎｂ＋ Ｖ＋ Ｍｏ＋Ｗ」に訂正する。
ｒ Ｎｂ＋ Ｖ＋ Ｍｏ＋Ｗ」に訂正する。
特許請求の範囲
［（１） 結合金属としてＦｅ、 Ｃｏ＋ Ｎｉおよ
びＣｒ ＊ ｈ４ｏ 。
びＣｒ ＊ ｈ４ｏ 。
Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属を０５〜４．５
重量％、硬質相としてＴｉ、 Ｔａ、 Ｎｂ、 Ｖ、
Ｍｏ、 Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属の炭化
物および／または窒化物＠ ０．１〜２５重量％、残部
ＷＣからなる焼結硬質合金を母材とし、その表面にＡ１
２０Ｂ 、ＺｒＯ２・ＴｉＯ□ からなる群より選んだ
１種以上１．０〜２０．０μの薄層を１層以上被覆した
ととを特徴とする切削工具部品。
重量％、硬質相としてＴｉ、 Ｔａ、 Ｎｂ、 Ｖ、
Ｍｏ、 Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属の炭化
物および／または窒化物＠ ０．１〜２５重量％、残部
ＷＣからなる焼結硬質合金を母材とし、その表面にＡ１
２０Ｂ 、ＺｒＯ２・ＴｉＯ□ からなる群より選んだ
１種以上１．０〜２０．０μの薄層を１層以上被覆した
ととを特徴とする切削工具部品。
（２）結合金属としてＦｅ、 Ｃｏ、 ＮｉおよびＣｒ
、Ｍｏ＋Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属を０．
５〜４．５重量％、硬質相としてＴｉ 、 Ｔａ、 Ｎ
ｂ、 Ｖ、 Ｍｏ 、 Ｗからなる群より選んだ１種以
上の金属の炭化物および／または窒化物を０．１〜２．
５重量％、残部ＷＣからなる焼結硬質合金を母材とし、
該母材表面に中間層として、Ｔ＋ ＋ Ｚｒ ｒ Ｈｆ
からなる群から選んだ１種以上の金属元素と、Ｂ、 Ｎ
、 Ｏ，Ｃからなる群より選んだ１種以上の非金属元素
との化合物および／または混合物からなる１種以上の薄
層を０．１〜１０μの厚みで有し、最外層として、その
中間層表面にＡｌ２Ｏ８・Ｚ ｒ Ｏ２・Ｔ ｉ Ｏ２
からなる群より選んだ１種板１１．０〜２０．０μ の
薄層を１層以上被覆したことを特徴とする切削工具部品
。」 〜２９゜
、Ｍｏ＋Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属を０．
５〜４．５重量％、硬質相としてＴｉ 、 Ｔａ、 Ｎ
ｂ、 Ｖ、 Ｍｏ 、 Ｗからなる群より選んだ１種以
上の金属の炭化物および／または窒化物を０．１〜２．
５重量％、残部ＷＣからなる焼結硬質合金を母材とし、
該母材表面に中間層として、Ｔ＋ ＋ Ｚｒ ｒ Ｈｆ
からなる群から選んだ１種以上の金属元素と、Ｂ、 Ｎ
、 Ｏ，Ｃからなる群より選んだ１種以上の非金属元素
との化合物および／または混合物からなる１種以上の薄
層を０．１〜１０μの厚みで有し、最外層として、その
中間層表面にＡｌ２Ｏ８・Ｚ ｒ Ｏ２・Ｔ ｉ Ｏ２
からなる群より選んだ１種板１１．０〜２０．０μ の
薄層を１層以上被覆したことを特徴とする切削工具部品
。」 〜２９゜
Claims (2)
- （１）結合金属としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ およびＣｒ
、Ｍｏ。 Ｗからなる群より選んだ１種以上の金属を０．５〜４、
．５重量％、硬質層としてＴｉ 、Ｎｂ 、Ｖ、Ｍｏか
らなる群より選んだ１種以上の金属の炭化物および／ま
たは窒化物を０．１〜２５重量％、残部ＷＣからなる焼
結硬質合金を母材とし、その表面にｉ２０．、。 ＺｒＯ□、Ｔ ｉ０２からなる群より選んだ１補具−１
ニー１．０〜２０．０μの薄層を１層以上被覆したこと
を特徴とする切削工具部品。 - （２）結合金属としてＦｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ および
Ｃｒ、Ｍｏ。 Ｗからなる群より選ん□だ１挿具」二の金属を０．５〜
４．５重量％、硬質層としてＴｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ か
らなる群より選んだ１種以上の金属の炭化物および／ま
たは窒化物を０．１〜２５重量％、残部ＷＣからなる焼
結硬質合金を母材とし、該母材表面に中間層として、Ｔ
ｉ 、Ｚｒ 、Ｈｆ からなる群から選んだ１種−１
，− 以上の金属元素と、Ｂ、Ｎ、０．Ｃからなる群より選ん
だ１種以上の非金属元素との化合物および／または混合
物からなる１種以上の薄層を０．１〜１０μの厚みで有
し、最外層として、その中間層表面にＡＡ ２０３ 、
ＺｒＯ２，Ｔ＋ＯＢからなる群より選んだ１種以上１．
０〜２０．０μ の薄層を１層以上被覆したことを特徴
とする切削工具部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19708582A JPS5985860A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 切削工具部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19708582A JPS5985860A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 切削工具部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985860A true JPS5985860A (ja) | 1984-05-17 |
Family
ID=16368468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19708582A Pending JPS5985860A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | 切削工具部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985860A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61195951A (ja) * | 1985-02-26 | 1986-08-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高靭性超硬合金 |
| JPS6299467A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Hitachi Carbide Tools Ltd | 表面被覆超硬合金 |
| JPS63169356A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-13 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 表面調質焼結合金及びその製造方法 |
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| US9650712B2 (en) | 2014-12-08 | 2017-05-16 | Kennametal Inc. | Inter-anchored multilayer refractory coatings |
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| CN117677724A (zh) * | 2022-01-19 | 2024-03-08 | 住友电气工业株式会社 | 硬质合金以及包含该硬质合金的工具 |
| EP4397779A4 (en) * | 2022-11-18 | 2024-11-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | CARBIDE AND THE TOOL CONTAINING IT |
-
1982
- 1982-11-09 JP JP19708582A patent/JPS5985860A/ja active Pending
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