JPS6247121B2 - - Google Patents
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- JPS6247121B2 JPS6247121B2 JP6749978A JP6749978A JPS6247121B2 JP S6247121 B2 JPS6247121 B2 JP S6247121B2 JP 6749978 A JP6749978 A JP 6749978A JP 6749978 A JP6749978 A JP 6749978A JP S6247121 B2 JPS6247121 B2 JP S6247121B2
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、複合被覆切削工具に係り、特に被覆
層の接着強度が高いとともに、耐摩耗性にすぐれ
た複合被覆切削工具に関する。 従来、この種の複合被覆切削工具としては、例
えば特開昭52−94812号公報、特開昭52−94813号
公報等にみられるものが開示されている。そし
て、前者は、最表面層としてAl2O3を適用し、中
間層としてTiCを適用し、最内層としてTiNまた
はTiCNを適用したものである。また後者は、前
者における中間層と最内層とを入れ換えたもので
ある。 しかしながら、これらの公報にみられるもの等
では、Al2O3の最外層に対し、従来みられる中間
層および最内層では結合力が不充分ですくい面剥
離が生じるものであつた。 また、気相化学蒸着法で被覆を行なう際には、
工具母材の被覆層が脱炭され、例えば超硬合金か
らなる工具母材の場合には、η層などの脱炭層が
生ずるという欠点があつた。 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、超
硬合金またはサーメツトからなる工具母材上に
は、Ti（Ｃ、Ｏ）Xからなる最内層、（Ti、Al）
（Ｎ、Ｏ）Yの単層または最内層側からTi（Ｎ、
Ｏ）Zおよび（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yの２層からなる
中間層さらには、Al2O3からなる最表面層が厚さ
合計１〜20μｍの被覆されるように改良された複
合被覆切削工具を提供するものである。そして、
最内層のTi（Ｃ、Ｏ）Xについては、Ｘが0.7以上
１以下で、Ｃに対するＯの原子比が0.1以下に設
定されたものである。また、中間層の（Ti、
Al）（Ｎ、Ｏ）Yについては、Ｙが0.7以上1.5未満
で、Alに対するTiの原子比は10以下で、Ｎに対
するＯの原子比が0.01以上10以下に設定され、Ti
（Ｎ、Ｏ）Zについては、Ｚが0.7以上１以下で、Ｎ
に対するＯの原子比が0.1以下に設定されたもの
である。 以下、本発明複合被覆切削工具の一実施例につ
いて説明する。 本発明におけるの複合被覆切削工具は、工具母
材としては、超硬合金またはサーメツトを対象に
しており、被覆層の最表面層としてはAl2O3外層
を対象にしている。また被覆層の厚さは、通常み
られるように合計で１〜20μｍである。 そして、このAl2O3外層に対して、中間層およ
び最内層を特定することによつて、工具母材に対
する結合力を高めている。 すなわち、最内層については、Ti（Ｃ、Ｏ）X
を適用しており、Ｘが0.7以上１以下で、Ｃに対
するＯの原子比は0.1以下に設定されている。こ
れは、Ｘが0.7未満では低硬度になり、また１を
こえると炭素が多い場合には、遊離炭素が層内に
認められ見かけ上低硬度になるためである。また
最内層におけるＣに対する原子比については、
0.1をこえると低硬度になることから除外したも
のである。 さらに、中間層については、（Ti、Al）（Ｎ、
Ｏ）Yの単層および最内層側からTi（Ｎ、Ｏ）Zと
（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yの２層を適用している。
（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Y単層としたものについて
は、Ｙが0.7未満では低硬度になり、1.5をこえる
と同様に低硬度になる。また、Alに対するTiの
原子比は10をこえるとAl2O3最表面層との接着強
度が低下して、最表面層の剥離を生じ、Ｎに対す
るＯの原子比が0.01未満であると最表面層との接
着強度が低下し、10をこえると最内層との接着強
度が低下する。また、Ti（Ｎ、Ｏ）Zを追加して
２層としたものについては、Ｚが0.7未満では低
硬度となり、１をこえると同様に低硬度になり、
Ｎに対するＯの原子比が0.1未満であると最内層
との接着強度が低下する。 実施例 １ 工具母材としては、M20相当材種の超硬合金を
適用し、SNP432型のスローアウエイチツプを製
作した。次いで、このスローアウエイチツプを
H2雰囲気で1000℃に加熱した後、混合ガスを導
入してTi（Ｃ、Ｏ）Xからなる最内層を被覆し
た。この場合、混合ガスは、H2、CH4、CO、
TiCl4からなるものである。 さらに中間層は、H2、CO2、AlCl3、TiCl4、
N2よりなる混合ガスによつて被覆し、（Ti、Al）
（Ｎ、Ｏ）Y層を形成した。また、Al2O3最表面層
は、H2、AlCl3、CO2よりなる混合ガスによつて
被覆した。 このようにして構成された本発明品（No.１〜No.
７）および比較品（No.８〜No.13）の諸特性および
切削試験結果については、第１表に示すとおりで
ある。この場合、切削は、S48Cからなる被削材
を湿式で旋削したものであり、切削条件は、以下
のとおりである。また、切削試験結果におけるす
くい面剥離率および逃げ面摩耗量ＶBについて
は、100分切削時点のものである。 切削速度Ｖ＝30ｍ／min 切込みｄ＝２mm 送りｆ＝0.3mm／rev
層の接着強度が高いとともに、耐摩耗性にすぐれ
た複合被覆切削工具に関する。 従来、この種の複合被覆切削工具としては、例
えば特開昭52−94812号公報、特開昭52−94813号
公報等にみられるものが開示されている。そし
て、前者は、最表面層としてAl2O3を適用し、中
間層としてTiCを適用し、最内層としてTiNまた
はTiCNを適用したものである。また後者は、前
者における中間層と最内層とを入れ換えたもので
ある。 しかしながら、これらの公報にみられるもの等
では、Al2O3の最外層に対し、従来みられる中間
層および最内層では結合力が不充分ですくい面剥
離が生じるものであつた。 また、気相化学蒸着法で被覆を行なう際には、
工具母材の被覆層が脱炭され、例えば超硬合金か
らなる工具母材の場合には、η層などの脱炭層が
生ずるという欠点があつた。 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、超
硬合金またはサーメツトからなる工具母材上に
は、Ti（Ｃ、Ｏ）Xからなる最内層、（Ti、Al）
（Ｎ、Ｏ）Yの単層または最内層側からTi（Ｎ、
Ｏ）Zおよび（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yの２層からなる
中間層さらには、Al2O3からなる最表面層が厚さ
合計１〜20μｍの被覆されるように改良された複
合被覆切削工具を提供するものである。そして、
最内層のTi（Ｃ、Ｏ）Xについては、Ｘが0.7以上
１以下で、Ｃに対するＯの原子比が0.1以下に設
定されたものである。また、中間層の（Ti、
Al）（Ｎ、Ｏ）Yについては、Ｙが0.7以上1.5未満
で、Alに対するTiの原子比は10以下で、Ｎに対
するＯの原子比が0.01以上10以下に設定され、Ti
（Ｎ、Ｏ）Zについては、Ｚが0.7以上１以下で、Ｎ
に対するＯの原子比が0.1以下に設定されたもの
である。 以下、本発明複合被覆切削工具の一実施例につ
いて説明する。 本発明におけるの複合被覆切削工具は、工具母
材としては、超硬合金またはサーメツトを対象に
しており、被覆層の最表面層としてはAl2O3外層
を対象にしている。また被覆層の厚さは、通常み
られるように合計で１〜20μｍである。 そして、このAl2O3外層に対して、中間層およ
び最内層を特定することによつて、工具母材に対
する結合力を高めている。 すなわち、最内層については、Ti（Ｃ、Ｏ）X
を適用しており、Ｘが0.7以上１以下で、Ｃに対
するＯの原子比は0.1以下に設定されている。こ
れは、Ｘが0.7未満では低硬度になり、また１を
こえると炭素が多い場合には、遊離炭素が層内に
認められ見かけ上低硬度になるためである。また
最内層におけるＣに対する原子比については、
0.1をこえると低硬度になることから除外したも
のである。 さらに、中間層については、（Ti、Al）（Ｎ、
Ｏ）Yの単層および最内層側からTi（Ｎ、Ｏ）Zと
（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yの２層を適用している。
（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Y単層としたものについて
は、Ｙが0.7未満では低硬度になり、1.5をこえる
と同様に低硬度になる。また、Alに対するTiの
原子比は10をこえるとAl2O3最表面層との接着強
度が低下して、最表面層の剥離を生じ、Ｎに対す
るＯの原子比が0.01未満であると最表面層との接
着強度が低下し、10をこえると最内層との接着強
度が低下する。また、Ti（Ｎ、Ｏ）Zを追加して
２層としたものについては、Ｚが0.7未満では低
硬度となり、１をこえると同様に低硬度になり、
Ｎに対するＯの原子比が0.1未満であると最内層
との接着強度が低下する。 実施例 １ 工具母材としては、M20相当材種の超硬合金を
適用し、SNP432型のスローアウエイチツプを製
作した。次いで、このスローアウエイチツプを
H2雰囲気で1000℃に加熱した後、混合ガスを導
入してTi（Ｃ、Ｏ）Xからなる最内層を被覆し
た。この場合、混合ガスは、H2、CH4、CO、
TiCl4からなるものである。 さらに中間層は、H2、CO2、AlCl3、TiCl4、
N2よりなる混合ガスによつて被覆し、（Ti、Al）
（Ｎ、Ｏ）Y層を形成した。また、Al2O3最表面層
は、H2、AlCl3、CO2よりなる混合ガスによつて
被覆した。 このようにして構成された本発明品（No.１〜No.
７）および比較品（No.８〜No.13）の諸特性および
切削試験結果については、第１表に示すとおりで
ある。この場合、切削は、S48Cからなる被削材
を湿式で旋削したものであり、切削条件は、以下
のとおりである。また、切削試験結果におけるす
くい面剥離率および逃げ面摩耗量ＶBについて
は、100分切削時点のものである。 切削速度Ｖ＝30ｍ／min 切込みｄ＝２mm 送りｆ＝0.3mm／rev
【表】
【表】
この結果、本発明品（No.１〜No.７）は、第１表
で明らかなようにいずれもすくい面剥離率が低
く、逃げ面摩耗量も少なかつた。これは、特定の
範囲内にある最内層および中間層を適用したため
である。 これに対し、比較品（No.８〜No.13）は、すくい
面剥離率が高く、また逃げ面摩耗量も大きかつ
た。この場合、比較品のNo.８については、最内層
のＸが下限値未満で、No.９については、最内層の
Ｏ／Ｃが上限値をこえたものである。また、No.10
については、中間層のTi／Alが上限値をこえた
もので、No.11については、中間層のＯ／Ｎが上限
値をこえたものである。さらに、No.12は、中間層
のＹの上限値をこえたもので、No.13については、
最内層のＯ／Ｃ、Ｘがそれぞれ上限値をこえたも
のである。 実施例 ２ 実施例２は、工具母材としてTiC−TiN−
MoC2−Ni系のサーメツトを適用し、TNP332型
のスローアウエイチツプを製作したものである。 そして、このスローアウエイチツプは、H2雰
囲気中で970℃に加熱した後、混合ガスを導入し
てTi（Ｃ、Ｏ）Xからなる最内層を被覆した。こ
の場合、混合ガスは、H2、CH4、CO、TiCl4から
もなるものである。 次いで、中間層として、最内層側からTi
（Ｎ、Ｏ）Zおよび（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yよりなる
２層を被覆した。この場合、Ti（Ｎ、Ｏ）Zに対
する混合ガスは、H2、CO、TiCl4からなるもの
で、（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yに対する混合ガスは、
H2、CO2、AlCl3、TiCl4、NO、N2からもなるも
のである。 さらに、最表面層としてAl2O3を被覆したが、
このときの混合ガスは、AlCl3、CO2からなるも
のである。 このようにして構成された本発明品（No.14〜No.
18）および比較品（No.19）の諸特性および切削試
験結果については、第２表に示すとおりである。
この場合、切削は、SUS304からなる被削材を乾
式で旋削したもので、切削条件は、以下のとおり
である。なお、切削試験結果におけるすくい面剥
離状況および逃げ面最大摩耗量V′Bについては、
20分切削時点のものである。 切削速度Ｖ＝100ｍ／min 切込みｄ＝２mm 送りｆ＝0.15mm／rev
で明らかなようにいずれもすくい面剥離率が低
く、逃げ面摩耗量も少なかつた。これは、特定の
範囲内にある最内層および中間層を適用したため
である。 これに対し、比較品（No.８〜No.13）は、すくい
面剥離率が高く、また逃げ面摩耗量も大きかつ
た。この場合、比較品のNo.８については、最内層
のＸが下限値未満で、No.９については、最内層の
Ｏ／Ｃが上限値をこえたものである。また、No.10
については、中間層のTi／Alが上限値をこえた
もので、No.11については、中間層のＯ／Ｎが上限
値をこえたものである。さらに、No.12は、中間層
のＹの上限値をこえたもので、No.13については、
最内層のＯ／Ｃ、Ｘがそれぞれ上限値をこえたも
のである。 実施例 ２ 実施例２は、工具母材としてTiC−TiN−
MoC2−Ni系のサーメツトを適用し、TNP332型
のスローアウエイチツプを製作したものである。 そして、このスローアウエイチツプは、H2雰
囲気中で970℃に加熱した後、混合ガスを導入し
てTi（Ｃ、Ｏ）Xからなる最内層を被覆した。こ
の場合、混合ガスは、H2、CH4、CO、TiCl4から
もなるものである。 次いで、中間層として、最内層側からTi
（Ｎ、Ｏ）Zおよび（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yよりなる
２層を被覆した。この場合、Ti（Ｎ、Ｏ）Zに対
する混合ガスは、H2、CO、TiCl4からなるもの
で、（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Yに対する混合ガスは、
H2、CO2、AlCl3、TiCl4、NO、N2からもなるも
のである。 さらに、最表面層としてAl2O3を被覆したが、
このときの混合ガスは、AlCl3、CO2からなるも
のである。 このようにして構成された本発明品（No.14〜No.
18）および比較品（No.19）の諸特性および切削試
験結果については、第２表に示すとおりである。
この場合、切削は、SUS304からなる被削材を乾
式で旋削したもので、切削条件は、以下のとおり
である。なお、切削試験結果におけるすくい面剥
離状況および逃げ面最大摩耗量V′Bについては、
20分切削時点のものである。 切削速度Ｖ＝100ｍ／min 切込みｄ＝２mm 送りｆ＝0.15mm／rev
【表】
この結果、本発明品（No.14〜No.18）は、第２表
で明らかなように剥離が少なく、また逃げ面最大
摩耗量V′Bも少なかつた。この場合、No.18は、実
施例１にみられるように中間層として（Ti、
Al）（Ｎ、Ｏ）Yの単層を適用したものである。し
たがつて、すくい面剥離については、中程度で、
No.14〜No.17のものよりも悪かつたが、比較品より
良かつた。 これに対し、比較品（No.19）は、最内層のＯ／
Ｃが上限値をこえ、また中間層のTi（Ｎ、Ｏ）
におけるＯ／Ｎが上限値をこえたものですくい面
剥離が非常に大きく、逃げ面摩耗量V′Bも大きか
つた。 本発明は、以上説明したように、Al2O3最表面
層を有する複合被覆切削工具において、中間層お
よび最内層を数値限定したものであるから、
Al2O3最表面層に対する結合力が大きくなつてい
る。 また、耐摩耗性も大きくなつていることから逃
げ面摩耗量が小さく、高寿命が充分期待できるも
のである。
で明らかなように剥離が少なく、また逃げ面最大
摩耗量V′Bも少なかつた。この場合、No.18は、実
施例１にみられるように中間層として（Ti、
Al）（Ｎ、Ｏ）Yの単層を適用したものである。し
たがつて、すくい面剥離については、中程度で、
No.14〜No.17のものよりも悪かつたが、比較品より
良かつた。 これに対し、比較品（No.19）は、最内層のＯ／
Ｃが上限値をこえ、また中間層のTi（Ｎ、Ｏ）
におけるＯ／Ｎが上限値をこえたものですくい面
剥離が非常に大きく、逃げ面摩耗量V′Bも大きか
つた。 本発明は、以上説明したように、Al2O3最表面
層を有する複合被覆切削工具において、中間層お
よび最内層を数値限定したものであるから、
Al2O3最表面層に対する結合力が大きくなつてい
る。 また、耐摩耗性も大きくなつていることから逃
げ面摩耗量が小さく、高寿命が充分期待できるも
のである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超硬合金またはサーメツトからなる工具母材
上には、最内層、中間層および最表面層からなる
厚さ合計１〜20μｍの被覆層を施した複合被覆切
削工具において、 前記最内層は、Ti（Ｃ、Ｏ）X（ただしＸは0.7
以上１以下で、Ｃに対するＯの原子比は0.1以
下）であり、 前記中間層は、単層または２層で、単層の場合
には、（Ti、Al）（Ｎ、Ｏ）Y（ただしＹは0.7以上
1.5未満で、Alに対するTiの原子比は10以下で、
Ｎに対するＯの原子比は0.01以上10以下）からな
り、２層の場合には、最内層側からTi（Ｎ、
Ｏ）Z（ただしＺは0.7以上１以下で、Ｎに対する
Ｏの原子比は0.1以下）および（Ti、Al）（Ｎ、
Ｏ）Y（ただしＹは0.7以上1.5未満で、Alに対する
Tiの原子比は10以下で、Ｎに対するＯの原子比
は0.01以上10以下）からなつており、 前記最表面層は、Al2O3であることを特徴とす
る複合被覆切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6749978A JPS54158775A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Compound coated cutting tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6749978A JPS54158775A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Compound coated cutting tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54158775A JPS54158775A (en) | 1979-12-14 |
| JPS6247121B2 true JPS6247121B2 (ja) | 1987-10-06 |
Family
ID=13346732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6749978A Granted JPS54158775A (en) | 1978-06-05 | 1978-06-05 | Compound coated cutting tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54158775A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03112120A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-13 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57144604A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Surface covered throw away tip |
| US4490191A (en) * | 1981-12-16 | 1984-12-25 | General Electric Company | Coated product and process |
| US5879823A (en) * | 1995-12-12 | 1999-03-09 | Kennametal Inc. | Coated cutting tool |
| TW365031B (en) * | 1996-10-31 | 1999-07-21 | Texas Instruments Inc | TiN+Al films and processes |
| US6120842A (en) * | 1997-10-21 | 2000-09-19 | Texas Instruments Incorporated | TiN+Al films and processes |
| DE19962056A1 (de) * | 1999-12-22 | 2001-07-12 | Walter Ag | Schneidwerkzeug mit mehrlagiger, verschleissfester Beschichtung |
-
1978
- 1978-06-05 JP JP6749978A patent/JPS54158775A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03112120A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-13 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54158775A (en) | 1979-12-14 |
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