JPS60238214A

JPS60238214A - 回転切削工具

Info

Publication number: JPS60238214A
Application number: JP9355784A
Authority: JP
Inventors: Kunio Shibuki; 渋木　邦夫; Tetsuji Tsukamoto; 塚本　哲治
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-11-27
Also published as: JPH0536161B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、面取り作業ｌｚ絆、溶接ビート削り、型彫り
作業などに使用される回転切削工具に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の回転切削工具は、例えば特公昭４８−３
７５５２号公報に開示されているように、超硬合金から
なる刃先部分の後端に取付は穴を穿設し、この取付は穴
内には、シャンク部分の先端が挿入され、両者をろう付
けするようにしている。そして、この公報に開示されて
いるものは、シャンク部分の先端にスリットを形成する
ことによって、刃先部分とシャンク部分との取付は構造
を改善したもので、取付は強度の向上を目的としたもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この種の回転切削工具では、切削性能の
改善劾よび被削材に対する用途の拡大という目的が指向
され、これらの目的を兼ね備えたものの開発が要望され
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

３　本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、鋼製の
シャンク部分には、超硬合金基材からなる刃先部分が、
ろう付けされるようにした回転切削工具において、刃先
部分の表面には、物理蒸着（ＰＶＤ）法による硬質被膜
層が付着強度を高めて被覆されることにより、切削性能
の改善および被剛材の用途拡大が得られるようにした回
転切削工具を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明回転切削工具における一実施例について、
図を参照しながら説明する。

第１図乃至第３図において、（１）は面取り作業、型削
り作業などに使用される回転切削工具であり、この回転
切削工具（１）は、鋼製のシャンク部分（２）および超
硬合金からなる刃先部分（３）を有し、これら再考は、
ろう付けにより一体化される。

前記刃先部分（３）は、前述したように、超硬合金から
なるが、その組成は、被剛材の種類、切削状態、切削速
度などにより、主として靭性および耐摩耗性を配慮して
適宜のものが選択される。例えば、ＷＣ系、　ＴｉＣ系
、　ＴｉＮ系などである。

また、前記刃先部分（３）は、第３図の説明図および第
４図の顕微鏡写真図でわかるように、ＷＣの粒子がみら
れる母材部分の表面部分には、ＰＶＤ法による硬質被膜
層（４）が被覆される。（第４図中では、硬質被覆層（
４）は、上記部で帯状を呈するようになっている。）こ
の硬質被膜層（４）は、そ、の組成としては、例えばＴ
ｉＣ，ＴｉＮ、Ｔ１ＣＮ、ＴｉＣ：Ｎｏ。

Ａｌ２Ｏ５等からなり、単層又は２以上の複層として形
成される。（第３固自よび第４図では単層を形成してい
る。）この場合、ＰＶＤ法を採用したのは前記刃先部分
（３）が、シャンク部分（２）にろう付けされているた
め、ろう付は温度以下の低温被覆処理が好適するためで
ある。

さらに、前記硬質被膜層（４）と下地に相当する刃先部
分（３）の表面部分との界面には、当該表面側に０．０
５〜１μｍ程度のある種の拡散層（５）が生成される。

これは、刃先部分（３）の表面部分と硬質被膜層（４）
との間の付着強度を高め、硬質被膜層（４）の剥離など
がなくなるように配慮したものである。すなわちこの拡
散層（５）は、第４図で明示されているように、刃先部
分（３）の表面がある深さにわたって、母材の一部を構
成するＷＣ、Ｔ　ｉ　Ｃ＋　Ｔ　ａ　Ｃ＋　Ｔ　ｉＮな
どの非金属成分（例えばＣ，Ｎ）を減じた化合物の層又
は、不定比化合物の層となって、下地に相当する刃先部
分（３）と硬質被膜層（４）との結合層的な機能を果す
ものである。換言すれば、刃先部分（３）表面部分の非
金属成分が硬質被膜層（４）の方に拡散することを意味
する。

そして、この拡散層（５）の厚さは、種々の実験結果か
ら、０．１〜０．５μｍが好適する。

なふ、このような拡散層（５）を得るには、ＰＶＤ法の
適用に売文・ち、回転切削・工具（１）に備えられた刃
先部分（３）の表面を充分に洗浄することで可能になる
。この洗浄は、例えば以下のように行なわれる。

第１工程は、切刃稜（６）を研削形成した刃先部分（３
）の表面を非イオン系界面活性剤で充分洗浄し、表面の
ヨゴレ、油等を完全に除去する工程である。

このとき、刃先部分（３）の表面をブラッシングするこ
とは有効である。なお、用いる界面活性剤は、非イオン
系であることが必要である。陽イオン系又は陰イオン系
の界面活性剤の場合には、刃先部分（３）の表面に、こ
れらのイオンが残留するおそれがあるからである。

第２工程は、刃先部分（３）の表面を酸液中で洗浄する
工程である。このとき、超音波洗浄を適゛用すれば有効
である。なお、酸液とし【は、塩酸、°希硝酸などが好
ましく、また、そのＰＨは通常的５〜６ＰＨが好ましい
。そして、この第２工程によって刃先部分（３）の表面
に存在するＧｏなどの結合相成分が酸化汚染している場
合には、その酸化物が溶解して除去される。

第３工程は、純水中で、超音波洗浄して、第１工程およ
び第２工程で残留し−た活性剤、酸液等を・完全に除去
する工程である。このとき、純水は、イオン交換樹脂で
処理して、水の中の微量な金属成分をはゾ完全にｗｋ夫
したものが用いられる。

第４工程は、刃先部分（３）を有機溶剤の中に入れて、
超音波洗浄し、水を有機剤で置換する工程である。この
とき、有機剤としては、揮発性のものが用いられる。具
体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、アセ
トン、エーテルナトカ好適する。このようにして洗浄さ
れた同転切削工具（１）は、最後に乾燥処理される。

次いで、洗浄刃先部分（３）を有する回転切削工具（１
）は、その刃先部分（３）の表面に、ＰＶＤ法をこより
硬質被膜層（４）が被覆される。適用するＰＶＤ法は、
例えばイオンブレーティング法、スパッタリング法及び
プラズマ中でのガス反応による被覆方法等適宜の方法を
採用できる。温度は、硬質被膜層（４）の種類によって
異なるが、通常２００〜７００℃が好適する。

〔実施例１〕回転切削工具（１）は、刃先部分（３）の成分として、
重量％で９４％ＷＣ−６％Ｃｏの組成のものを適用した
。刃先部分（３）の切刃形状は、第１図にみられるよう
に、その外周側に直線状の切刃稜（６）を有するもの勘
よび第５図にみられるようなニック（７）を有する直線
状の切刃稜（６）を有するものでそれぞれ刃先外径１０
ｍｇとした。そして、硬質被膜層（４）は、前述した洗
浄工程および乾燥工程を経て、ＴｉＮをＰＶＤ法により
約２μｍ被覆した。

なお、適用されたＰＶＤ法は具体的には、以下のような
方法である。まず、装置内を１０−　’Ｔｏｒｒまで排
気した後、１Ｏ−４Ｔｏｒｒ以上の高真空をこ保持して
、刃先部分（３）を徐々に加熱して、最終的比５００℃
とした。次いで刃先部分（３）の表面を高純−のアルゴ
ンガスで４０分間ボンバードし、その後窒素ガスを流入
して装置内の窒素ガス分圧を０．１３Ｐａとして、被覆
処理した。このときの析出速度は１．３　ｘ　１０−３
μｍ／ｓｅｃであった。

このようにして構成された硬質被膜層（４）を有する回
転切削工具（１）について、ハンドグラインダに取付け
て、１５Ｄ００ｒ、Ｐ、ｍで鋳鉄および鋼材の切削にそ
れぞれ適用した。この結果刃先形状、切屑排出、切れ味
の相違などから第１図のものは、鋳鉄切削に好適し、第
５図に示されるニック（７）を有するものは、鋼材切削
に好適した。また、硬質被膜層（４）を有しない従来例
との比較では、少なくとも２倍以上の切削寿命を示すと
ともに、その摩耗状態も正常摩耗を呈し本発明の目的が
達成された。

なお、切削寿命に達した段階では、一部のものに微小チ
ッピングがまられたが、拡散層（５）の存在から、硬質
被膜層（４）の剥離は殆んどみられなかった。

〔実施例２〕回転切削工具（１）は、刃先部分（３）の成分として、
重量％で８０％ＷＣ−１２％Ｔｉｃ−８％ＴａＣ−８％
Ｃｏの組成のものを選択した。刃先形状は第６図にみら
れるように、ニック（７）の交差による凹凸形状を呈す
る断続的な切刃稜（６）で、いわゆるダイヤ目と称され
るものである。また、硬質被膜層（４）は洗浄工程およ
び乾燥工程を経て下層として１゛ＩＣ１上層としてＴｉ
ＮをそれぞれＰＶＤ法により被覆したものである。

そして、この回転切削工具（１）は、フライス盤に取付
けて焼入れ鋼を側面削りした。この結果、硬質被膜層（
４）を有しない従来例のものに比較して、約４倍の切削
寿命を示した。この場合、硬質被膜層（４）は、逃げ面
側に一部剥離がみられたが、切削性能、面粗さに対して
は、殆んど影響しなかった。

本発明は、以上説明したように、刃先部分（３）に硬質
被膜層（４）を被覆した回転切削工具を提供したもので
あるから以下のような具体的な効果を有する。

第１に、切削性能が改善されることである。これは、硬
質被膜層（４）の存在から、これを有しな５い従来例の
ものに比較して、高速切削が可能になるとともに、その
切削寿命においても少なくとも２倍以上になるからであ
る。

第２に、硬質被膜Ｍ（４）の剥離がみられないことであ
る。これは、硬質被膜層（４）と刃先部分（３）の表面
部分との界面に拡散層（５）が存在し、この拡散層（５
）昏こよって付着強度が高められていることによる。

第３に、切削用途が拡大されることである。これは、従
来のものでは、焼入れ鋼の切削には、不適な場合が多か
ったのに対し、本発明の回転切削工具では充分適用でき
るからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明回転切削工具の一実施例を示す正面図
、第２図は、その側面図、第３図は、刃先部分（３）に
おける説明的な拡大断面図、第４図は、刃先部分（３）
における硬質被膜層（４）と刃先部分（３）の表面部分
との界面状態を示す顕微鏡写真図、第５図は、本発明回
転切削工具の変形例を示すもので、刃先部分（３）を拡
大して示す一部正面図、第６図は、同じく変形例を示す
刃先部分（３）の一部拡大正面図である。（１）・・・・・・回転切削工具、（２）・・・・・・
シャンク部分（３）・・・・・・刃先部分　（４）・・
・・・・硬質被膜層（５）・・−・・・拡散層　（６）
・・・・・・切刃稜特許出願人　東芝タンガロイ株式会
社ォ、５図　れ）叉手続補正１」ト（方式）％式％［１特許庁長官　志ゲ　学殿２、発明の名称回転切削工具３、補正をする者事件との関係　特許出願人神奈川県用崎市幸区塚越１丁目７番地昭和５９年７月３１１１（１）　明細書第１０頁第２０行の「・・・・・界面状
態を示す顕微鏡写真図、］を１・・・・・界面部分の結
晶組織を示す顕微鏡Ｖ真−１と訂正する。以　十。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼製のシャンク部分には、超硬合金からなる刃先
部分がろう付けされるようにした回転切削工具において
、前記刃先部分は、その表面部分に、物理蒸着（ＰＶＤ）
法による硬質被膜層が被覆されるとともに、この硬質被
膜層と下地に相当する刃物部分の表面との界面には、当
該表面側に拡散層が生成されていることを特徴とする回
転切削工具。
（２）前記拡散層は、０．１〜０．５μｍの厚さを有す
る化合物又は不定比化合物からなつ【いる特許請求の範
囲第１項記載の回転切削工具。