JP2002011605A - 高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 - Google Patents
高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具Info
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- JP2002011605A JP2002011605A JP2000192800A JP2000192800A JP2002011605A JP 2002011605 A JP2002011605 A JP 2002011605A JP 2000192800 A JP2000192800 A JP 2000192800A JP 2000192800 A JP2000192800 A JP 2000192800A JP 2002011605 A JP2002011605 A JP 2002011605A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を
発揮する表面被覆サーメット製切削工具を提供する。 【解決手段】 炭化タングステン基超硬合金基体または
炭窒化チタン基サーメット基体からなるサーメット基体
の表面に、硬質被覆層を５〜３０μｍの平均層厚で化学
蒸着および／または物理蒸着してなる表面被覆サーメッ
ト製切削工具において、前記硬質被覆層を、（ａ）いず
れも粒状結晶組織を有する、Ｔｉの炭化物層、窒化物
層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸化物層のう
ちの１層または２層以上、（ｂ）同じく粒状結晶組織を
有する酸化アルミニウム層、（ｃ）縦長成長結晶組織を
有し、かつＶをＴｉとの合量に占める割合で１〜３０原
子％含有するＴｉとＶの複合炭化物層、以上（ａ）、
（ｂ）、および（ｃ）で構成する。
発揮する表面被覆サーメット製切削工具を提供する。 【解決手段】 炭化タングステン基超硬合金基体または
炭窒化チタン基サーメット基体からなるサーメット基体
の表面に、硬質被覆層を５〜３０μｍの平均層厚で化学
蒸着および／または物理蒸着してなる表面被覆サーメッ
ト製切削工具において、前記硬質被覆層を、（ａ）いず
れも粒状結晶組織を有する、Ｔｉの炭化物層、窒化物
層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸化物層のう
ちの１層または２層以上、（ｂ）同じく粒状結晶組織を
有する酸化アルミニウム層、（ｃ）縦長成長結晶組織を
有し、かつＶをＴｉとの合量に占める割合で１〜３０原
子％含有するＴｉとＶの複合炭化物層、以上（ａ）、
（ｂ）、および（ｃ）で構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高速切削で硬質
被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメッ
ト製切削工具（以下、被覆サーメット工具という）に関
するものである。
被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメッ
ト製切削工具（以下、被覆サーメット工具という）に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、炭化タングステン（以
下、ＷＣで示す）基超硬合金基体または炭窒化チタン
（以下、ＴｉＣＮで示す）基サーメット基体からなるサ
ーメット基体の表面に、硬質被覆層を５〜３０μｍ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
サーメット工具が知られており、これが各種の鋼や鋳鉄
などの連続切削や断続切削に用いられていることも良く
知られるところである。
下、ＷＣで示す）基超硬合金基体または炭窒化チタン
（以下、ＴｉＣＮで示す）基サーメット基体からなるサ
ーメット基体の表面に、硬質被覆層を５〜３０μｍ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
サーメット工具が知られており、これが各種の鋼や鋳鉄
などの連続切削や断続切削に用いられていることも良く
知られるところである。
【０００３】また、上記の被覆サーメット工具におい
て、これの硬質被覆層が、一般に、（ａ）いずれも粒状
結晶組織を有する、Ｔｉの炭化物（以下、ＴｉＣで示
す）層、窒化物（以下、同じくＴｉＮで示す）層、炭窒
化物（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化物（以下、Ｔ
ｉＣＯで示す）層、および炭窒酸化物（以下、ＴｉＣＮ
Ｏで示す）層からなるＴｉの炭・窒・酸化物（以下、Ｔ
ｉＣ・Ｎ・Ｏで示す）層のうちの１層または２層以上、
（ｂ）同じく粒状結晶組織を有する酸化アルミニウム
（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）層、（ｃ）縦長成長結晶組織
を有するＴｉの炭窒化物（以下、ｌ−ＴｉＣＮで示す）
層、以上（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）で構成され、こ
れら硬質被覆層のうち上記Ａｌ2Ｏ3層およびｌ−ＴｉＣ
Ｎ層は、その層厚を相対的に厚膜化した状態で、一方上
記ＴｉＣ・Ｎ・Ｏ層は相対的に薄膜化した状態で適用さ
れ、さらにこの場合前記Ａｌ2Ｏ3層は熱的安定性にすぐ
れると共に、硬質であり、一方前記ｌ−ＴｉＣＮ層は高
靭性をもつことから、これら両構成層の相互作用によっ
て硬質被覆層は耐摩耗性と耐チッピング性を具備するよ
うになり、一方前記ＴｉＣ・Ｎ・Ｏ層は前記Ａｌ2Ｏ3層
およびｌ−ＴｉＣＮ層のサーメット基体表面および硬質
被覆層の構成層相互間に対する密着性向上を目的として
存在することも良く知られるところである。
て、これの硬質被覆層が、一般に、（ａ）いずれも粒状
結晶組織を有する、Ｔｉの炭化物（以下、ＴｉＣで示
す）層、窒化物（以下、同じくＴｉＮで示す）層、炭窒
化物（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化物（以下、Ｔ
ｉＣＯで示す）層、および炭窒酸化物（以下、ＴｉＣＮ
Ｏで示す）層からなるＴｉの炭・窒・酸化物（以下、Ｔ
ｉＣ・Ｎ・Ｏで示す）層のうちの１層または２層以上、
（ｂ）同じく粒状結晶組織を有する酸化アルミニウム
（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）層、（ｃ）縦長成長結晶組織
を有するＴｉの炭窒化物（以下、ｌ−ＴｉＣＮで示す）
層、以上（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）で構成され、こ
れら硬質被覆層のうち上記Ａｌ2Ｏ3層およびｌ−ＴｉＣ
Ｎ層は、その層厚を相対的に厚膜化した状態で、一方上
記ＴｉＣ・Ｎ・Ｏ層は相対的に薄膜化した状態で適用さ
れ、さらにこの場合前記Ａｌ2Ｏ3層は熱的安定性にすぐ
れると共に、硬質であり、一方前記ｌ−ＴｉＣＮ層は高
靭性をもつことから、これら両構成層の相互作用によっ
て硬質被覆層は耐摩耗性と耐チッピング性を具備するよ
うになり、一方前記ＴｉＣ・Ｎ・Ｏ層は前記Ａｌ2Ｏ3層
およびｌ−ＴｉＣＮ層のサーメット基体表面および硬質
被覆層の構成層相互間に対する密着性向上を目的として
存在することも良く知られるところである。
【０００４】さらに、上記の従来被覆サーメット工具の
硬質被覆層を構成するＡｌ2Ｏ3層として、α型結晶構造
をもつものやκ型結晶構造をもつものなどが広く実用に
供され、また、同じく硬質被覆層を構成する上記のｌ−
ＴｉＣＮ層は、例えば特開平６−８０１０号公報や特開
平７−３２８８０８号公報などに記載される通り、通常
の化学蒸着装置にて、反応ガスとして有機炭窒化物を含
む混合ガスを使用し、７００〜９５０℃の中温温度域で
化学蒸着することにより形成されることも知られてい
る。
硬質被覆層を構成するＡｌ2Ｏ3層として、α型結晶構造
をもつものやκ型結晶構造をもつものなどが広く実用に
供され、また、同じく硬質被覆層を構成する上記のｌ−
ＴｉＣＮ層は、例えば特開平６−８０１０号公報や特開
平７−３２８８０８号公報などに記載される通り、通常
の化学蒸着装置にて、反応ガスとして有機炭窒化物を含
む混合ガスを使用し、７００〜９５０℃の中温温度域で
化学蒸着することにより形成されることも知られてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削装置
のＦＡ化および高性能化はめざましく、かつ切削加工に
対する省力化および省エネ化、さらに低コスト化の要求
も強く、これに伴って、切削加工は高速化の傾向にある
が、上記の従来被覆サーメット工具においては、鋼や鋳
鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削では問題は
ないが、特に連続切削や断続切削を高速で行った場合に
は、硬質被覆層の構成層である上記のｌ−ＴｉＣＮ層の
摩耗進行が速く、比較的短時間で使用寿命に至るのが現
状であり、かかる点から切削工具には使用寿命の更なる
延命化が強く望まれている。
のＦＡ化および高性能化はめざましく、かつ切削加工に
対する省力化および省エネ化、さらに低コスト化の要求
も強く、これに伴って、切削加工は高速化の傾向にある
が、上記の従来被覆サーメット工具においては、鋼や鋳
鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削では問題は
ないが、特に連続切削や断続切削を高速で行った場合に
は、硬質被覆層の構成層である上記のｌ−ＴｉＣＮ層の
摩耗進行が速く、比較的短時間で使用寿命に至るのが現
状であり、かかる点から切削工具には使用寿命の更なる
延命化が強く望まれている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、特に鋼や鋳鉄などの高速切削に
用いた場合にも、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮
する被覆サーメット工具を開発すべく、研究を行った結
果、（ａ）通常の化学蒸着装置にて、反応ガス組成を、
体積％で、ＴｉＣｌ4：０．５〜５％、Ｃ3Ｈ8：０．０
５〜３％、Ａｒ：１〜５０％、Ｈ2：残り、とし、か
つ、 反応雰囲気温度：７００〜９５０℃、 反応雰囲気圧力：４〜２５ｋＰａ、 の条件で層形成を行うと、縦長成長結晶組織を有するＴ
ｉＣ層（以下、ｌ−ＴｉＣ層で示す］が形成されるこ
と。
上述のような観点から、特に鋼や鋳鉄などの高速切削に
用いた場合にも、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮
する被覆サーメット工具を開発すべく、研究を行った結
果、（ａ）通常の化学蒸着装置にて、反応ガス組成を、
体積％で、ＴｉＣｌ4：０．５〜５％、Ｃ3Ｈ8：０．０
５〜３％、Ａｒ：１〜５０％、Ｈ2：残り、とし、か
つ、 反応雰囲気温度：７００〜９５０℃、 反応雰囲気圧力：４〜２５ｋＰａ、 の条件で層形成を行うと、縦長成長結晶組織を有するＴ
ｉＣ層（以下、ｌ−ＴｉＣ層で示す］が形成されるこ
と。
【０００７】（ｂ）上記（ａ）で得られたｌ−ＴｉＣ層
は、縦長成長結晶組織による高靭性とＴｉＣ層固有の高
硬度を具備するが、高速切削で所望の耐摩耗性を発揮す
るには未だ硬さが不充分であるが、同じく通常の化学蒸
着装置にて、上記のｌ−ＴｉＣ層の形成に用いた反応ガ
ス中に四塩化バナジウム（以下、ＶＣｌ4で示す）を配
合した条件、すなわち、反応ガス組成を、体積％で、Ｔ
ｉＣｌ4：０．５〜５％、ＶＣｌ4：０．０１〜０．５
％、Ｃ3Ｈ8：０．０５〜３％、Ａｒ：１〜５０％、
Ｈ2：残り、とし、かつ、 反応雰囲気温度：７００〜９５０℃、 反応雰囲気圧力：４〜２５ｋＰａ、 の条件で層形成を行うと、ｌ−ＴｉＣ層にＶ成分が含有
してなる縦長成長結晶組織のＴｉとＶの複合炭化物層
［以下、ｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層で示す］が形成されるよ
うになること。
は、縦長成長結晶組織による高靭性とＴｉＣ層固有の高
硬度を具備するが、高速切削で所望の耐摩耗性を発揮す
るには未だ硬さが不充分であるが、同じく通常の化学蒸
着装置にて、上記のｌ−ＴｉＣ層の形成に用いた反応ガ
ス中に四塩化バナジウム（以下、ＶＣｌ4で示す）を配
合した条件、すなわち、反応ガス組成を、体積％で、Ｔ
ｉＣｌ4：０．５〜５％、ＶＣｌ4：０．０１〜０．５
％、Ｃ3Ｈ8：０．０５〜３％、Ａｒ：１〜５０％、
Ｈ2：残り、とし、かつ、 反応雰囲気温度：７００〜９５０℃、 反応雰囲気圧力：４〜２５ｋＰａ、 の条件で層形成を行うと、ｌ−ＴｉＣ層にＶ成分が含有
してなる縦長成長結晶組織のＴｉとＶの複合炭化物層
［以下、ｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層で示す］が形成されるよ
うになること。
【０００８】（ｃ）上記（ｂ）で得られたｌ−（Ｔｉ，
Ｖ）Ｃ層は、これに含有するＶ成分の割合を、Ｔｉ成分
との合量に占める割合で、１〜３０原子％とすると、上
記ｌ−ＴｉＣ層のもつ高硬度に加えて、前記Ｖの作用で
層自体の硬さがさらに一段と向上し、上記のｌ−ＴｉＣ
Ｎ層と同等の高靭性をもち、かつこれより一段と高い硬
さをもつようになることから、上記の従来被覆サーメッ
ト工具の硬質被覆層を構成するｌ−ＴｉＣＮ層に代って
前記ｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層を硬質被覆層の構成層として
適用した被覆サーメット工具は、例えば鋼や鋳鉄などの
高速切削でも、硬質被覆層はすぐれた耐摩耗性を発揮
し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮すること。以
上（ａ）〜（ｃ）に示される研究結果が得られたのであ
る。
Ｖ）Ｃ層は、これに含有するＶ成分の割合を、Ｔｉ成分
との合量に占める割合で、１〜３０原子％とすると、上
記ｌ−ＴｉＣ層のもつ高硬度に加えて、前記Ｖの作用で
層自体の硬さがさらに一段と向上し、上記のｌ−ＴｉＣ
Ｎ層と同等の高靭性をもち、かつこれより一段と高い硬
さをもつようになることから、上記の従来被覆サーメッ
ト工具の硬質被覆層を構成するｌ−ＴｉＣＮ層に代って
前記ｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層を硬質被覆層の構成層として
適用した被覆サーメット工具は、例えば鋼や鋳鉄などの
高速切削でも、硬質被覆層はすぐれた耐摩耗性を発揮
し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮すること。以
上（ａ）〜（ｃ）に示される研究結果が得られたのであ
る。
【０００９】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、ＷＣ基超硬合金基体またはＴｉＣ
Ｎ基サーメット基体からなるサーメット基体の表面に、
硬質被覆層を５〜３０μｍ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サーメット工具におい
て、上記硬質被覆層を、（ａ）ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、Ｔ
ｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、およびＴｉＣＮＯ層からなるＴ
ｉＣ・Ｎ・Ｏ層のうちの１層または２層以上、（ｂ）Ａ
ｌ2Ｏ3層、（ｃ）ＶをＴｉとの合量に占める割合で１〜
３０原子％含有するｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層、以上
（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）で構成してなる、高速切
削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆サー
メット工具に特徴を有するものである。
されたものであって、ＷＣ基超硬合金基体またはＴｉＣ
Ｎ基サーメット基体からなるサーメット基体の表面に、
硬質被覆層を５〜３０μｍ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サーメット工具におい
て、上記硬質被覆層を、（ａ）ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、Ｔ
ｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、およびＴｉＣＮＯ層からなるＴ
ｉＣ・Ｎ・Ｏ層のうちの１層または２層以上、（ｂ）Ａ
ｌ2Ｏ3層、（ｃ）ＶをＴｉとの合量に占める割合で１〜
３０原子％含有するｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層、以上
（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）で構成してなる、高速切
削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆サー
メット工具に特徴を有するものである。
【００１０】なお、この発明の被覆サーメット工具にお
いて、硬質被覆層を構成するｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層のＶ
の含有割合を、Ｔｉ成分との合量に占める割合で１〜３
０原子％としたのは、その割合が１原子％未満ではＶ成
分によってもたらされる層自体の更なる硬さ向上に所望
の効果が得られず、一方その割合が３０原子％を越える
と、縦長成長結晶組織の形成に乱れが見られるようにな
るという理由からであり、望ましくは３〜１５原子％の
含有割合とするのがよい。また、硬質被覆層の平均層厚
を５〜３０μｍとしたのは、その層厚が５μｍでは所望
のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その
層厚が３０μｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが
発生し易くなるという理由によるものである。
いて、硬質被覆層を構成するｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層のＶ
の含有割合を、Ｔｉ成分との合量に占める割合で１〜３
０原子％としたのは、その割合が１原子％未満ではＶ成
分によってもたらされる層自体の更なる硬さ向上に所望
の効果が得られず、一方その割合が３０原子％を越える
と、縦長成長結晶組織の形成に乱れが見られるようにな
るという理由からであり、望ましくは３〜１５原子％の
含有割合とするのがよい。また、硬質被覆層の平均層厚
を５〜３０μｍとしたのは、その層厚が５μｍでは所望
のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その
層厚が３０μｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが
発生し易くなるという理由によるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆サーメッ
ト工具を実施例により具体的に説明する。原料粉末とし
て、いずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、
ＴｉＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、Ｎｂ
Ｃ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、お
よび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、１２０ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス
成形し、この圧粉体を６Ｐａの真空中、温度：１４１０
℃に１時間保持の条件で真空焼結し、焼結後、切刃部分
にＲ：０．０５ｍｍのホーニング加工を施してＩＳＯ規
格・ＣＮＭＧ１２０４０８のチップ形状をもち、かつＷ
Ｃ基超硬合金で構成されたサーメット基体Ａ１〜Ａ８を
形成した。
ト工具を実施例により具体的に説明する。原料粉末とし
て、いずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、
ＴｉＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、Ｎｂ
Ｃ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、お
よび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、１２０ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス
成形し、この圧粉体を６Ｐａの真空中、温度：１４１０
℃に１時間保持の条件で真空焼結し、焼結後、切刃部分
にＲ：０．０５ｍｍのホーニング加工を施してＩＳＯ規
格・ＣＮＭＧ１２０４０８のチップ形状をもち、かつＷ
Ｃ基超硬合金で構成されたサーメット基体Ａ１〜Ａ８を
形成した。
【００１２】また、原料粉末として、いずれも０．５〜
２μｍの平均粒径を有するＴｉＣＮ（質量比でＴｉＣ／
ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＺｒＣ粉
末、ＮｂＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、お
よびＮｉ粉末を用意し、これら原料粉末を、表２に示さ
れる配合組成に配合し、ボールミルで２４時間湿式混合
し、乾燥した後、１００ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス
成形し、この圧粉体を１．３ｋＰａの窒素雰囲気中、温
度：１５００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、
切刃部分にＲ：０．０３ｍｍのホーニング加工を施して
ＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４１２のチップ形状をも
ち、かつＴｉＣＮ基サーメットで構成されたサーメット
基体Ｂ１〜Ｂ６を形成した。
２μｍの平均粒径を有するＴｉＣＮ（質量比でＴｉＣ／
ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＺｒＣ粉
末、ＮｂＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、お
よびＮｉ粉末を用意し、これら原料粉末を、表２に示さ
れる配合組成に配合し、ボールミルで２４時間湿式混合
し、乾燥した後、１００ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス
成形し、この圧粉体を１．３ｋＰａの窒素雰囲気中、温
度：１５００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、
切刃部分にＲ：０．０３ｍｍのホーニング加工を施して
ＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４１２のチップ形状をも
ち、かつＴｉＣＮ基サーメットで構成されたサーメット
基体Ｂ１〜Ｂ６を形成した。
【００１３】ついで、これらのサーメット基体Ａ−１〜
Ａ−８および同Ｂ−１〜Ｂ−６の表面に、通常の化学蒸
着装置を用い、表３、４に示される条件にて、ＴｉＣ・
Ｎ・Ｏ層およびＡｌ2Ｏ3層、さらにｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ
層またはｌ−ＴｉＣＮ層からなる硬質被覆層を表５、６
に示される目標層厚および組み合わせで形成することに
より、本発明被覆サーメット工具１〜１４および従来被
覆サーメット工具１〜１４をそれぞれ製造した。
Ａ−８および同Ｂ−１〜Ｂ−６の表面に、通常の化学蒸
着装置を用い、表３、４に示される条件にて、ＴｉＣ・
Ｎ・Ｏ層およびＡｌ2Ｏ3層、さらにｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ
層またはｌ−ＴｉＣＮ層からなる硬質被覆層を表５、６
に示される目標層厚および組み合わせで形成することに
より、本発明被覆サーメット工具１〜１４および従来被
覆サーメット工具１〜１４をそれぞれ製造した。
【００１４】この結果の本発明被覆サーメット工具１〜
１４の硬質被覆層を構成するｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層にお
けるＶ成分の含有割合を、オージェ分光分析装置を用い
て測定したところ、目標含有割合と実質的に同じ含有割
合を示し、また本発明被覆サーメット工具１〜１４およ
び従来被覆サーメット工具１〜１４の硬質被覆層の構成
層の厚さを、それぞれ走査型電子顕微鏡を用いて断面測
定したところ、いずれも目標層厚と実質的に同じ平均層
厚（５点測定の平均値）を示した。
１４の硬質被覆層を構成するｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層にお
けるＶ成分の含有割合を、オージェ分光分析装置を用い
て測定したところ、目標含有割合と実質的に同じ含有割
合を示し、また本発明被覆サーメット工具１〜１４およ
び従来被覆サーメット工具１〜１４の硬質被覆層の構成
層の厚さを、それぞれ走査型電子顕微鏡を用いて断面測
定したところ、いずれも目標層厚と実質的に同じ平均層
厚（５点測定の平均値）を示した。
【００１５】つぎに、上記本発明被覆サーメット工具１
〜１４および従来被覆サーメット工具１〜１４につい
て、これを工具鋼製バイトの先端部に固定治具にてネジ
止めした状態で、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４１５の丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式高速連続旋削加工試験、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での鋳鉄の乾式高速連続旋削加工試験を行い、さ
らに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の長さ方向等間隔４本縦
溝入り丸棒、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式高速断続旋削加工試験、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の長さ方向等間隔４本縦溝
入り丸棒、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での鋳鉄の乾式高速断続旋削加工試験を行い、い
ずれの旋削加工試験でも切刃の最大逃げ面摩耗幅を測定
した。この測定結果を表７に示した。
〜１４および従来被覆サーメット工具１〜１４につい
て、これを工具鋼製バイトの先端部に固定治具にてネジ
止めした状態で、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４１５の丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式高速連続旋削加工試験、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の丸棒、 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での鋳鉄の乾式高速連続旋削加工試験を行い、さ
らに、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の長さ方向等間隔４本縦
溝入り丸棒、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式高速断続旋削加工試験、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の長さ方向等間隔４本縦溝
入り丸棒、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、 切削時間：５分、 の条件での鋳鉄の乾式高速断続旋削加工試験を行い、い
ずれの旋削加工試験でも切刃の最大逃げ面摩耗幅を測定
した。この測定結果を表７に示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
【表５】
【００２１】
【表６】
【００２２】
【表７】
【００２３】
【発明の効果】表５〜７に示される結果から、ｌ−Ｔｉ
ＣＮ層に代ってｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層を硬質被覆層の構
成層とする本発明被覆サーメット工具１〜１４は、いず
れも前記ｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層が高靭性と共に、きわめ
て高い硬さを具備することから、合金鋼や鋳鉄の連続切
削および断続切削を高速で行っても、硬質被覆層はすぐ
れた耐摩耗性を示し、使用寿命の延命化を可能とするの
に対して、ｌ−ＴｉＣＮ層を構成層とする従来被覆サー
メット工具１〜１４は、いずれも合金鋼や鋳鉄の高速切
削では前記ｌ−ＴｉＣＮ層の硬さ不足が原因で速い摩耗
進行を示し、比較的短時間で使用寿命に至ることが明白
である。上述のように、この発明の被覆サーメット工具
は、各種の鋼や鋳鉄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高速で行って
も、切刃にチッピングや欠けなどの発生なく、すぐれた
耐摩耗性を発揮し、長期に亘ってすぐれた切削性能を示
し、使用寿命の延命化を可能とするものであるから、切
削装置のＦＡ化および高性能化に十分満足に対応するこ
とができ、さらに切削加工の省力化、省エネ化、および
低コスト化にも寄与できるものである。
ＣＮ層に代ってｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層を硬質被覆層の構
成層とする本発明被覆サーメット工具１〜１４は、いず
れも前記ｌ−（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ層が高靭性と共に、きわめ
て高い硬さを具備することから、合金鋼や鋳鉄の連続切
削および断続切削を高速で行っても、硬質被覆層はすぐ
れた耐摩耗性を示し、使用寿命の延命化を可能とするの
に対して、ｌ−ＴｉＣＮ層を構成層とする従来被覆サー
メット工具１〜１４は、いずれも合金鋼や鋳鉄の高速切
削では前記ｌ−ＴｉＣＮ層の硬さ不足が原因で速い摩耗
進行を示し、比較的短時間で使用寿命に至ることが明白
である。上述のように、この発明の被覆サーメット工具
は、各種の鋼や鋳鉄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高速で行って
も、切刃にチッピングや欠けなどの発生なく、すぐれた
耐摩耗性を発揮し、長期に亘ってすぐれた切削性能を示
し、使用寿命の延命化を可能とするものであるから、切
削装置のＦＡ化および高性能化に十分満足に対応するこ
とができ、さらに切削加工の省力化、省エネ化、および
低コスト化にも寄与できるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 28/04 Ｃ２３Ｃ 28/04 // Ｃ２２Ｃ 29/02 Ｃ２２Ｃ 29/02 Ｚ Ｆターム(参考） 3C046 FF03 FF05 FF10 FF13 FF16 FF19 FF22 FF25 4K029 AA02 BA02 BA03 BA17 BA44 BA54 BA55 BA60 BB02 BC02 BD05 4K030 AA03 AA10 AA17 BA02 BA18 BA19 BA36 BA38 BA41 BA43 BB12 CA03 FA10 JA01 JA06 4K044 AA09 BA18 BB01 BB02 BC01 BC06 CA13
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体または
炭窒化チタン基サーメット基体からなるサーメット基体
の表面に、硬質被覆層を５〜３０μｍの平均層厚で化学
蒸着および／または物理蒸着してなる表面被覆サーメッ
ト製切削工具において、 上記硬質被覆層を、 （ａ）いずれも粒状結晶組織を有する、Ｔｉの炭化物
層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸
化物層からなるＴｉ炭・窒・酸化物層のうちの１層また
は２層以上、 （ｂ）同じく粒状結晶組織を有する酸化アルミニウム
層、 （ｃ）縦長成長結晶組織を有し、かつＶをＴｉとの合量
に占める割合で１〜３０原子％含有するＴｉとＶの複合
炭化物層、 以上（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）で構成したことを特
徴とする、高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を
発揮する表面被覆サーメット製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192800A JP2002011605A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192800A JP2002011605A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002011605A true JP2002011605A (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=18691880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000192800A Pending JP2002011605A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 高速切削で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002011605A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2419680C1 (ru) * | 2010-04-20 | 2011-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента |
| RU2424360C1 (ru) * | 2010-04-13 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента |
| WO2018021466A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Ｄｏｗａサーモテック株式会社 | 窒化バナジウム膜、窒化バナジウム膜の被覆部材およびその製造方法 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192800A patent/JP2002011605A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2424360C1 (ru) * | 2010-04-13 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента |
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| WO2018021466A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Ｄｏｗａサーモテック株式会社 | 窒化バナジウム膜、窒化バナジウム膜の被覆部材およびその製造方法 |
| US11014814B2 (en) | 2016-07-27 | 2021-05-25 | Dowa Thermotech Co., Ltd. | Vanadium nitride film, and member coated with vanadium nitride film and method for manufacturing the same |
| US11613463B2 (en) | 2016-07-27 | 2023-03-28 | Dowa Thermotech Co., Ltd. | Vanadium nitride film, and member coated with vanadium nitride film and method for manufacturing the same |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080606 |