JPH04294903A - 切削工具 - Google Patents
切削工具Info
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- JPH04294903A JPH04294903A JP3081416A JP8141691A JPH04294903A JP H04294903 A JPH04294903 A JP H04294903A JP 3081416 A JP3081416 A JP 3081416A JP 8141691 A JP8141691 A JP 8141691A JP H04294903 A JPH04294903 A JP H04294903A
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- JP
- Japan
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- silicon carbide
- base material
- coating layer
- cutting
- silicon nitride
- Prior art date
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- Ceramic Products (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は母材表面にコーティング
層を有するいわゆるコーテッド切削工具に関し、特に、
その母材として、高速切削に対応できる靱性を有し、ま
たコーティング層との密着強度を高くすることができる
複合セラミックスを用いたコーテッド切削工具に関する
。
層を有するいわゆるコーテッド切削工具に関し、特に、
その母材として、高速切削に対応できる靱性を有し、ま
たコーティング層との密着強度を高くすることができる
複合セラミックスを用いたコーテッド切削工具に関する
。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】旋盤等
に用いるバイト先端部に取り付けられるチップを始めと
する各種切削工具として、一般に、ハイスと呼ばれる高
速度工具鋼やＷＣ−Ｃｏ系等の超硬合金からなるものが
使用されているが、最近では、これらの超硬合金からな
る母材の表面に、化学気相析出法（ＣＶＤ）やスパッタ
リング等の物理蒸着法（ＰＶＤ）によりコーティング層
を形成したいわゆるコーテッド切削工具が使用されつつ
ある。
に用いるバイト先端部に取り付けられるチップを始めと
する各種切削工具として、一般に、ハイスと呼ばれる高
速度工具鋼やＷＣ−Ｃｏ系等の超硬合金からなるものが
使用されているが、最近では、これらの超硬合金からな
る母材の表面に、化学気相析出法（ＣＶＤ）やスパッタ
リング等の物理蒸着法（ＰＶＤ）によりコーティング層
を形成したいわゆるコーテッド切削工具が使用されつつ
ある。
【０００３】切削工具の母材表面にコーティング層を形
成することにより、切削工具の被削材に対する耐反応性
（切削中の被削材との耐焼付）を向上し、耐熱性、耐酸
化性等の改善を図り、もって切削工具の長寿命化を目指
している。なお、これらのコーテッド切削工具では、コ
ーティング層として炭化チタン、窒化チタン、アルミナ
、ダイヤモンド等を２〜２０μｍ程度の厚さに形成して
いるのが一般的である。
成することにより、切削工具の被削材に対する耐反応性
（切削中の被削材との耐焼付）を向上し、耐熱性、耐酸
化性等の改善を図り、もって切削工具の長寿命化を目指
している。なお、これらのコーテッド切削工具では、コ
ーティング層として炭化チタン、窒化チタン、アルミナ
、ダイヤモンド等を２〜２０μｍ程度の厚さに形成して
いるのが一般的である。
【０００４】ところで、高能率の加工を行うというニー
ズから、切削速度が１５０ｍ／分以上の高速切削を行う
ことが目指されているが、このような高速切削に対して
は、現在一般に使用されている超硬合金からなる母材を
有するコーテッド切削工具では対応しきれないのが現状
である。
ズから、切削速度が１５０ｍ／分以上の高速切削を行う
ことが目指されているが、このような高速切削に対して
は、現在一般に使用されている超硬合金からなる母材を
有するコーテッド切削工具では対応しきれないのが現状
である。
【０００５】そこで、切削工具の母材としてセラミック
スを用い、高速切削に対応しようとする試みがなされ、
セラミックスの中でも高靱性で耐欠損性に優れた窒化珪
素セラミックスを用いた切削工具が一部実用化されてい
る。しかしながら、窒化珪素セラミックスを母材として
用いた場合、コーティング層の密着性に問題があり、切
削工具としての十分な寿命を実現することができていな
い。
スを用い、高速切削に対応しようとする試みがなされ、
セラミックスの中でも高靱性で耐欠損性に優れた窒化珪
素セラミックスを用いた切削工具が一部実用化されてい
る。しかしながら、窒化珪素セラミックスを母材として
用いた場合、コーティング層の密着性に問題があり、切
削工具としての十分な寿命を実現することができていな
い。
【０００６】したがって、本発明の目的は、コーティン
グ層の母材への密着強度が高く、切削速度が１５０ｍ／
分以上の高速切削に十分に対応できるようなコーテッド
切削工具を提供することである。
グ層の母材への密着強度が高く、切削速度が１５０ｍ／
分以上の高速切削に十分に対応できるようなコーテッド
切削工具を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等の研究による
と、高速切削に対応できるコーテッド切削工具の母材と
しては、以下の諸条件を満たすものが適する。すなわち
、■コーティング層を形成する物質の核形成を助長する
ものであること。■コーティング層と化学的結合性を有
するものであること。■高温においてコーティング層を
形成することが可能であること。■切削時の欠損を防止
できる高い靱性を有すること。■コーティング層の熱膨
張係数に近い熱膨張係数を有すること。■特に高速切削
に対し、高温での耐塑性変形性を有すること。
と、高速切削に対応できるコーテッド切削工具の母材と
しては、以下の諸条件を満たすものが適する。すなわち
、■コーティング層を形成する物質の核形成を助長する
ものであること。■コーティング層と化学的結合性を有
するものであること。■高温においてコーティング層を
形成することが可能であること。■切削時の欠損を防止
できる高い靱性を有すること。■コーティング層の熱膨
張係数に近い熱膨張係数を有すること。■特に高速切削
に対し、高温での耐塑性変形性を有すること。
【０００８】本発明者等は、コーテッド切削工具につい
て鋭意検討を重ねた結果、窒化珪素のマトリックス中に
極めて微小な粒状の炭化珪素を特定量分散してなる複合
セラミックスは、上記の諸条件を満たし、もってこの窒
化珪素−炭化珪素複合セラミックスを母材とすれば、高
速切削に対応でき、コーティング層が良好に母材に密着
したコーテッド切削工具とすることができることを発見
し、本発明に想到した。
て鋭意検討を重ねた結果、窒化珪素のマトリックス中に
極めて微小な粒状の炭化珪素を特定量分散してなる複合
セラミックスは、上記の諸条件を満たし、もってこの窒
化珪素−炭化珪素複合セラミックスを母材とすれば、高
速切削に対応でき、コーティング層が良好に母材に密着
したコーテッド切削工具とすることができることを発見
し、本発明に想到した。
【０００９】すなわち、母材とその表面に形成されたコ
ーティング層とからなる本発明のコーテッド切削工具は
、前記母材が窒化珪素−炭化珪素複合セラミックスから
なり、前記複合セラミックス中の炭化珪素粒子は前記複
合セラミックスの５〜４０容量％であるとともに、炭化
珪素の５０％以上が、マトリックスとなる窒化珪素粒子
内に、粒径がナノメータのオーダーあるいは１０ナノメ
ータのオーダーで分散していることを特徴とする。
ーティング層とからなる本発明のコーテッド切削工具は
、前記母材が窒化珪素−炭化珪素複合セラミックスから
なり、前記複合セラミックス中の炭化珪素粒子は前記複
合セラミックスの５〜４０容量％であるとともに、炭化
珪素の５０％以上が、マトリックスとなる窒化珪素粒子
内に、粒径がナノメータのオーダーあるいは１０ナノメ
ータのオーダーで分散していることを特徴とする。
【００１０】以下本発明を詳細に説明する。
【００１１】本発明では、切削工具の母材として窒化珪
素−炭化珪素複合セラミックスからなるものを用いるが
、この窒化珪素−炭化珪素複合セラミックスは、マトリ
ックスを構成する窒化珪素の粒子内に、ごく微細な炭化
珪素粒子が均一に分散してなるものである。
素−炭化珪素複合セラミックスからなるものを用いるが
、この窒化珪素−炭化珪素複合セラミックスは、マトリ
ックスを構成する窒化珪素の粒子内に、ごく微細な炭化
珪素粒子が均一に分散してなるものである。
【００１２】このような、マトリックスとなる窒化珪素
粒子内に微細な炭化珪素粒子が分散した複合セラミック
スは、ＣＶＤ法により合成したＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファ
ス粉末から製造することができる。本発明における窒化
珪素−炭化珪素複合セラミックス中に分散された炭化珪
素粒子の５０％以上は、その粒径が数十ナノメータ程度
であり、窒化珪素粒子内に分散している。
粒子内に微細な炭化珪素粒子が分散した複合セラミック
スは、ＣＶＤ法により合成したＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファ
ス粉末から製造することができる。本発明における窒化
珪素−炭化珪素複合セラミックス中に分散された炭化珪
素粒子の５０％以上は、その粒径が数十ナノメータ程度
であり、窒化珪素粒子内に分散している。
【００１３】原料となるＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末
の製造は、ヘキサメチルジシラザンとアンモニアとの気
相反応により合成することができる。
の製造は、ヘキサメチルジシラザンとアンモニアとの気
相反応により合成することができる。
【００１４】複合セラミックスのマトリックスである窒
化珪素中に分散された炭化珪素の量は５〜４０容量％で
ある。この複合セラミックス中に分散された炭化珪素の
含有量が５容量％未満であると、母材となるこの窒化珪
素−炭化珪素複合セラミックス上に炭化チタンやダイヤ
モンド等からなるコーティング層を形成する際に、コー
ティング層成分の核形成が助長されず、その結果、良好
なコーティング層を形成することができない。また、形
成されるコーティング層の熱膨張係数との差が大きくな
り、長寿命の切削工具とはならない。一方、炭化珪素が
４０容量％を超す量分散されてなるものは、靱性が低く
、切削工具としての耐欠損性が劣るようになる。好まし
くは、複合セラミックス中の炭化珪素粒子の含有量を１
５〜３５容量％とする。
化珪素中に分散された炭化珪素の量は５〜４０容量％で
ある。この複合セラミックス中に分散された炭化珪素の
含有量が５容量％未満であると、母材となるこの窒化珪
素−炭化珪素複合セラミックス上に炭化チタンやダイヤ
モンド等からなるコーティング層を形成する際に、コー
ティング層成分の核形成が助長されず、その結果、良好
なコーティング層を形成することができない。また、形
成されるコーティング層の熱膨張係数との差が大きくな
り、長寿命の切削工具とはならない。一方、炭化珪素が
４０容量％を超す量分散されてなるものは、靱性が低く
、切削工具としての耐欠損性が劣るようになる。好まし
くは、複合セラミックス中の炭化珪素粒子の含有量を１
５〜３５容量％とする。
【００１５】また、複合セラミックス中に分散される炭
化珪素の５０％以上は、上述の通りナノメータ又は１０
ナノメータのオーダーのごく微小な炭化珪素粒子となる
が、このようなごく微小な炭化珪素粒子が分散された炭
化珪素中の５０％未満であると、良好なコーティング層
を形成することができない。また、コーティング層との
密着性が良好とならない。
化珪素の５０％以上は、上述の通りナノメータ又は１０
ナノメータのオーダーのごく微小な炭化珪素粒子となる
が、このようなごく微小な炭化珪素粒子が分散された炭
化珪素中の５０％未満であると、良好なコーティング層
を形成することができない。また、コーティング層との
密着性が良好とならない。
【００１６】マトリックスを形成する窒化珪素は、いわ
ゆる針状結晶が成長した高靱性、高強度の窒化珪素であ
るのが好ましく、窒化珪素粉末にアルミナ、イットリア
、マグネシア等の酸化物系焼結助剤を添加してなるもの
がよい。
ゆる針状結晶が成長した高靱性、高強度の窒化珪素であ
るのが好ましく、窒化珪素粉末にアルミナ、イットリア
、マグネシア等の酸化物系焼結助剤を添加してなるもの
がよい。
【００１７】焼結助剤の配合量は、用いる焼結助剤の種
類によって多少異なるが、窒化珪素及び焼結助剤の合計
量に対して３〜３０％程度とするのがよい。
類によって多少異なるが、窒化珪素及び焼結助剤の合計
量に対して３〜３０％程度とするのがよい。
【００１８】コーティング層としては炭化チタン、ダイ
ヤモンド等が好適であるが、炭化チタンをコーティング
する場合には、その炭化チタン層の上に窒化チタン、ア
ルミナ等の別な層を設けた多層とするのがよい。この場
合、炭化チタン層はその上に設けた層と母材とを良好に
密着させる中間層となる。なお、ダイヤモンドの場合に
は単独の層としてよい。
ヤモンド等が好適であるが、炭化チタンをコーティング
する場合には、その炭化チタン層の上に窒化チタン、ア
ルミナ等の別な層を設けた多層とするのがよい。この場
合、炭化チタン層はその上に設けた層と母材とを良好に
密着させる中間層となる。なお、ダイヤモンドの場合に
は単独の層としてよい。
【００１９】
【作用】本発明では、切削工具の母材としてごく微小の
炭化珪素を特定量分散した窒化珪素セラミックスを用い
ているが、マトリックスとなる窒化珪素セラミックス内
に微小の炭化珪素粒子を分散させる構成とすると、以下
の効果が得られる。すなわち、■炭化珪素の存在により
、母材上に炭化チタンやダイヤモンド等のコーティング
層を形成する際に、炭化チタンやダイヤモンドの核形成
が助長される。特に、本発明では、母材中の炭化珪素粒
子の径が数十ナノメータの微小なものであるので、コー
ティング層の形成において、炭化チタンやダイヤモンド
の核形成が緻密になり、良好なコーティング層が得られ
る。■炭化チタンやダイヤモンド等のコーティング層と
母材とが化学的結合により密着し、その密着強度が大き
くなる。■微小の炭化珪素粒子を分散させる構成とする
ことで、高温における硬度が増大し、高温での耐塑性変
形性が向上する。■また、炭化チタンやダイヤモンド等
からなるコーティング層が有する熱膨張係数に近い熱膨
張係数を有する母材（複合セラミックス）となり、温度
の急激な変化があってもコーティング層が欠落すること
はない。■窒化珪素−炭化珪素複合セラミックスは良好
な耐熱性を有するので、９５０〜１１００℃程度の高温
でＣＶＤを行い、所望の組成のコーティング層を形成す
ることができる。
炭化珪素を特定量分散した窒化珪素セラミックスを用い
ているが、マトリックスとなる窒化珪素セラミックス内
に微小の炭化珪素粒子を分散させる構成とすると、以下
の効果が得られる。すなわち、■炭化珪素の存在により
、母材上に炭化チタンやダイヤモンド等のコーティング
層を形成する際に、炭化チタンやダイヤモンドの核形成
が助長される。特に、本発明では、母材中の炭化珪素粒
子の径が数十ナノメータの微小なものであるので、コー
ティング層の形成において、炭化チタンやダイヤモンド
の核形成が緻密になり、良好なコーティング層が得られ
る。■炭化チタンやダイヤモンド等のコーティング層と
母材とが化学的結合により密着し、その密着強度が大き
くなる。■微小の炭化珪素粒子を分散させる構成とする
ことで、高温における硬度が増大し、高温での耐塑性変
形性が向上する。■また、炭化チタンやダイヤモンド等
からなるコーティング層が有する熱膨張係数に近い熱膨
張係数を有する母材（複合セラミックス）となり、温度
の急激な変化があってもコーティング層が欠落すること
はない。■窒化珪素−炭化珪素複合セラミックスは良好
な耐熱性を有するので、９５０〜１１００℃程度の高温
でＣＶＤを行い、所望の組成のコーティング層を形成す
ることができる。
【００２０】
【実施例】以下の具体的実施例により、本発明をさらに
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２１】実施例１
所定量のヘキサメチルジシラザンとアンモニアとを用い
、１０００℃にて気相反応させ、引き続きＮ２ ガスを
導入し、１３５０℃で４時間熱処理することにより、Ｃ
／Ｎ比が異なる数種のＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末を
合成した。
、１０００℃にて気相反応させ、引き続きＮ２ ガスを
導入し、１３５０℃で４時間熱処理することにより、Ｃ
／Ｎ比が異なる数種のＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末を
合成した。
【００２２】ＳｉＣに換算して、体積率で炭化珪素が２
５％（残部実質的に窒化珪素）となるＣ／Ｎ比のＳｉ−
Ｃ−Ｎアモルファス粉末に、Ｙ２ Ｏ３ （平均粒径が
１μｍ以下）を加えた。Ｙ２ Ｏ３ 粉末の添加量は、
Ｓｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末とＹ２ Ｏ３ 粉末との
合計量に対して８重量％とした。
５％（残部実質的に窒化珪素）となるＣ／Ｎ比のＳｉ−
Ｃ−Ｎアモルファス粉末に、Ｙ２ Ｏ３ （平均粒径が
１μｍ以下）を加えた。Ｙ２ Ｏ３ 粉末の添加量は、
Ｓｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末とＹ２ Ｏ３ 粉末との
合計量に対して８重量％とした。
【００２３】上記の混合粉をアルミナポットに入れ、エ
タノールを加え、アルミナボールを入れて９６時間の湿
式ボールミル混合を行った。
タノールを加え、アルミナボールを入れて９６時間の湿
式ボールミル混合を行った。
【００２４】混合後、粉末を乾燥し、窒素ガス気流中、
４５０ｋｇ／ｃｍ２ の圧力をかけながら１８００℃で
２時間加圧焼結し、９０φ×６ｍｍの焼結体を得た。
４５０ｋｇ／ｃｍ２ の圧力をかけながら１８００℃で
２時間加圧焼結し、９０φ×６ｍｍの焼結体を得た。
【００２５】得られた焼結体から、型番ＳＮＧＮ１２０
４０８の形状の切削チップを切出し、研削加工した。
４０８の形状の切削チップを切出し、研削加工した。
【００２６】この研削チップに対し、ＴｉＣｌ４ ＋Ｈ
２ ＋ＣＨ４ の混合ガスを用い、ＣＶＤ法によりＴｉ
Ｃのコーティング層を形成した。なお、ＣＶＤ法では反
応温度を１０５０℃とした。得られたＴｉＣのコーティ
ング層の厚さは約６μｍであった。
２ ＋ＣＨ４ の混合ガスを用い、ＣＶＤ法によりＴｉ
Ｃのコーティング層を形成した。なお、ＣＶＤ法では反
応温度を１０５０℃とした。得られたＴｉＣのコーティ
ング層の厚さは約６μｍであった。
【００２７】得られたコーテッド切削チップに対して、
コーン状ダイヤモンドによるスクラッチテストを行い、
コーティング層の密着強度を評価した。コーティング層
が剥離する臨界のスクラッチ荷重は８ｋｇであった。
コーン状ダイヤモンドによるスクラッチテストを行い、
コーティング層の密着強度を評価した。コーティング層
が剥離する臨界のスクラッチ荷重は８ｋｇであった。
【００２８】比較例１
比較のために、炭化珪素を分散しない通常のモノリシッ
クな窒化珪素セラミックスからなる母材を有するコーテ
ッド切削チップに対しても、実施例１と同様にコーティ
ング層の密着強度を評価した。なお、コーティング層の
形成は実施例１と同様にして行った。得られたＴｉＣの
コーティング層の厚さは実施例１と同様に約６μｍであ
った。
クな窒化珪素セラミックスからなる母材を有するコーテ
ッド切削チップに対しても、実施例１と同様にコーティ
ング層の密着強度を評価した。なお、コーティング層の
形成は実施例１と同様にして行った。得られたＴｉＣの
コーティング層の厚さは実施例１と同様に約６μｍであ
った。
【００２９】実施例１と同様の方法で密着強度を評価し
たところ、コーティング層が剥離する臨界のスクラッチ
荷重は６ｋｇであった。
たところ、コーティング層が剥離する臨界のスクラッチ
荷重は６ｋｇであった。
【００３０】実施例２
実施例１と同様にして切削チップ母材を作製した。
【００３１】この切削チップ母材に対して、ＣＶＤ法に
より多層のコーティング層を形成した。その形成にあた
っては、まず、ＴｉＣｌ４ ＋Ｈ２＋ＣＨ４ 混合ガス
を用いて３０分（１０５０℃）、次にＴｉＣｌ４ ＋Ｎ
２ 混合ガスを用いて１５分（１０５０℃）、さらにＡ
ｌＣｌ３ ＋Ｈ２ ＋ＣＯ２ 混合ガスを用いて３０分
（１０００℃）のＣＶＤを行った。この操作により、下
から（母材側から）炭化チタン、窒化チタン及びアルミ
ナの３層からなるコーティング層を得た。
より多層のコーティング層を形成した。その形成にあた
っては、まず、ＴｉＣｌ４ ＋Ｈ２＋ＣＨ４ 混合ガス
を用いて３０分（１０５０℃）、次にＴｉＣｌ４ ＋Ｎ
２ 混合ガスを用いて１５分（１０５０℃）、さらにＡ
ｌＣｌ３ ＋Ｈ２ ＋ＣＯ２ 混合ガスを用いて３０分
（１０００℃）のＣＶＤを行った。この操作により、下
から（母材側から）炭化チタン、窒化チタン及びアルミ
ナの３層からなるコーティング層を得た。
【００３２】上記の多層コーティング層を有するコーテ
ッド切削チップを用い、以下に示す切削条件で切削試験
を行った。
ッド切削チップを用い、以下に示す切削条件で切削試験
を行った。
【００３３】
切削条件
被削材 ：ＦＣＤ６０
切削速度 ：２００ｍ／分
送り ：０．３ｍｍ／回転
切り込み ：１．５ｍｍ
切削剤 ：使用せず
【００３４】５分間の切削後の逃げ面摩耗幅を測定した
ところ、０．２２ｍｍであった。
ところ、０．２２ｍｍであった。
【００３５】比較例２、３
比較のために、市販の超硬合金からなる切削チップを母
材とし、これに実施例２と同様にして多層のコーティン
グ層を形成した（比較例２）。また、比較例１で用いた
母材（炭化珪素を分散しない窒化珪素母材）に対し、実
施例２と同様にして多層のコーティング層を形成した（
比較例３）。
材とし、これに実施例２と同様にして多層のコーティン
グ層を形成した（比較例２）。また、比較例１で用いた
母材（炭化珪素を分散しない窒化珪素母材）に対し、実
施例２と同様にして多層のコーティング層を形成した（
比較例３）。
【００３６】この２種類のコーテッド切削チップに対し
、実施例２と同様にして切削試験を行い、５分間の切削
後の逃げ面摩耗幅を測定した。結果は、比較例２の切削
チップで０．３８ｍｍの摩耗幅であり、比較例３の切削
チップでは０．４５ｍｍであった。
、実施例２と同様にして切削試験を行い、５分間の切削
後の逃げ面摩耗幅を測定した。結果は、比較例２の切削
チップで０．３８ｍｍの摩耗幅であり、比較例３の切削
チップでは０．４５ｍｍであった。
【００３７】実施例３〜７、比較例４、５種々のＣ／Ｎ
比を有するＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末を用い、炭化
珪素の含有量が異なる７種の窒化珪素−炭化珪素複合セ
ラミックスを製造した。なお、その製造にあたっては、
炭化珪素の含有量（Ｓｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末のＣ
／Ｎ比から計算される量）を表１に示すようにした以外
は、実施例１と同様にした。この窒化珪素−炭化珪素複
合セラミックスから実施例１と同様にして切削チップ母
材を成形した。なお、表１におけるＳｉ３ Ｎ４ 量に
は、焼結助剤としてのイットリアを含んでおり、その量
は実施例１におけのと同等である。
比を有するＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末を用い、炭化
珪素の含有量が異なる７種の窒化珪素−炭化珪素複合セ
ラミックスを製造した。なお、その製造にあたっては、
炭化珪素の含有量（Ｓｉ−Ｃ−Ｎアモルファス粉末のＣ
／Ｎ比から計算される量）を表１に示すようにした以外
は、実施例１と同様にした。この窒化珪素−炭化珪素複
合セラミックスから実施例１と同様にして切削チップ母
材を成形した。なお、表１におけるＳｉ３ Ｎ４ 量に
は、焼結助剤としてのイットリアを含んでおり、その量
は実施例１におけのと同等である。
【００３８】この７種の切削チップに対して、それぞれ
実施例２と同様にして多層のコーティング層を形成した
。
実施例２と同様にして多層のコーティング層を形成した
。
【００３９】得られたコーテッド切削チップについて、
実施例２と同一の条件で切削試験を行い、逃げ面摩耗幅
を測定した。結果を表１に合わせて示す。
実施例２と同一の条件で切削試験を行い、逃げ面摩耗幅
を測定した。結果を表１に合わせて示す。
【００４０】
表１
Ｓｉ３ Ｎ４ （１） ＳｉＣ
逃げ面摩耗幅 例Ｎ
ｏ． （容量％） （容量％）
（ｍｍ）
実施例３ ９３
７ ０．２６ 実
施例４ ９０
１０ ０．２５ 実施例
５ ８０ ２０
０．２０ 実施例６
７０ ３０
０．２２ 実施例７
６５ ３５
０．２５ 比較例４
９７ ３
０．３５ 比較例５
５５ ４５
０．４２ 表１の注（１） ：Ｙ２ Ｏ３
（平均粒径が１μｍ以下）を８重量％含有する。
表１
Ｓｉ３ Ｎ４ （１） ＳｉＣ
逃げ面摩耗幅 例Ｎ
ｏ． （容量％） （容量％）
（ｍｍ）
実施例３ ９３
７ ０．２６ 実
施例４ ９０
１０ ０．２５ 実施例
５ ８０ ２０
０．２０ 実施例６
７０ ３０
０．２２ 実施例７
６５ ３５
０．２５ 比較例４
９７ ３
０．３５ 比較例５
５５ ４５
０．４２ 表１の注（１） ：Ｙ２ Ｏ３
（平均粒径が１μｍ以下）を８重量％含有する。
【００４１】実施例８
実施例１と同様にして母材用焼結体を製造した。この焼
結体を用い、型番ＳＰＧＮ１２０３０８の形状の切削チ
ップを作製した。
結体を用い、型番ＳＰＧＮ１２０３０８の形状の切削チ
ップを作製した。
【００４２】この切削チップに対し、１０００℃で、Ｃ
Ｏ＋Ｈ２ 混合ガス、及び２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を用いてプラズマＣＶＤを行い、ダイヤモンドコーティ
ングを行った。得られたダイヤモンドコーティング層の
厚さは約１５μｍであった。
Ｏ＋Ｈ２ 混合ガス、及び２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を用いてプラズマＣＶＤを行い、ダイヤモンドコーティ
ングを行った。得られたダイヤモンドコーティング層の
厚さは約１５μｍであった。
【００４３】この切削チップについて、以下に示す切削
条件で切削試験を行った。
条件で切削試験を行った。
【００４４】
切削条件
被削材 ：アルミニウム−１２％珪素合金切削速
度 ：４００ｍ／分 送り ：０．１ｍｍ／回転 切り込み ：０．２５ｍｍ 切削剤 ：使用せず
度 ：４００ｍ／分 送り ：０．１ｍｍ／回転 切り込み ：０．２５ｍｍ 切削剤 ：使用せず
【００４５】２０分間の切削後の逃げ面摩耗幅を測定し
たところ、０．０７ｍｍであった。
たところ、０．０７ｍｍであった。
【００４６】比較例６
市販の超硬合金製チップを母材として、実施例８と同様
のプラズマＣＶＤを行い、その母材表面にダイヤモンド
コーティング層を形成した。ダイヤモンドコーティング
層の厚さは約１５μｍであった。
のプラズマＣＶＤを行い、その母材表面にダイヤモンド
コーティング層を形成した。ダイヤモンドコーティング
層の厚さは約１５μｍであった。
【００４７】このコーテッド切削チップについて、実施
例８と同一の条件で切削試験を行い、２０分間の切削後
の逃げ面摩耗幅を測定した。逃げ面摩耗幅は０．２８ｍ
ｍであった。
例８と同一の条件で切削試験を行い、２０分間の切削後
の逃げ面摩耗幅を測定した。逃げ面摩耗幅は０．２８ｍ
ｍであった。
【００４８】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によるコーテ
ッド切削工具はコーティング層の密着強度が大きく、１
５０ｍ／分を超す高速切削に十分に対応することができ
る。また、耐摩耗性にも優れ、寿命の長い切削工具であ
る。
ッド切削工具はコーティング層の密着強度が大きく、１
５０ｍ／分を超す高速切削に十分に対応することができ
る。また、耐摩耗性にも優れ、寿命の長い切削工具であ
る。
【００４９】本発明によるコーテッド切削工具は、各種
切削用チップ、ドリル等に好適である。
切削用チップ、ドリル等に好適である。
Claims (3)
- 【請求項１】 母材とその表面に形成されたコーティ
ング層とからなるコーテッド切削工具において、前記母
材は窒化珪素−炭化珪素複合セラミックスからなり、前
記複合セラミックス中の炭化珪素粒子は前記複合セラミ
ックスの５〜４０容量％であるとともに、炭化珪素の５
０％以上が、マトリックスとなる窒化珪素粒子内に、粒
径がナノメータのオーダーあるいは１０ナノメータのオ
ーダーで分散していることを特徴とするコーテッド切削
工具。 - 【請求項２】 請求項１に記載のコーテッド切削工具
において、前記母材を形成する窒化珪素−炭化珪素複合
セラミックスが、ヘキサメチルジシラザンとアンモニア
との気相反応により合成されたＳｉ−Ｃ−Ｎアモルファ
ス粉末を原料として製造されたことを特徴とするコーテ
ッド切削工具。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のコーテッド切
削工具において、前記コーティング層の母材に隣接する
層部分が、炭化チタンまたはダイヤモンドからなること
を特徴とするコーテッド切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081416A JPH04294903A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081416A JPH04294903A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294903A true JPH04294903A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13745746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081416A Pending JPH04294903A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04294903A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525556A (en) * | 1994-04-14 | 1996-06-11 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite powders |
| EP1116704A1 (en) * | 2000-01-11 | 2001-07-18 | Metalloceramica Vanzetti S.p.A. | Nanocomposite dense sintered silicon carbonitride ceramic cutting tool |
| KR20160044082A (ko) * | 2014-10-14 | 2016-04-25 | 한국야금 주식회사 | 다이아몬드 코팅 절삭공구, 절삭공구의 다이아몬드 코팅방법, 및 이 코팅방법에 사용되는 코팅장치 |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP3081416A patent/JPH04294903A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525556A (en) * | 1994-04-14 | 1996-06-11 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite powders |
| US5538675A (en) * | 1994-04-14 | 1996-07-23 | The Dow Chemical Company | Method for producing silicon nitride/silicon carbide composite |
| US5643843A (en) * | 1994-04-14 | 1997-07-01 | The Dow Chemical Company | Silicon nitride/silicon carbide composite densified materials prepared using composite powders |
| EP1116704A1 (en) * | 2000-01-11 | 2001-07-18 | Metalloceramica Vanzetti S.p.A. | Nanocomposite dense sintered silicon carbonitride ceramic cutting tool |
| KR20160044082A (ko) * | 2014-10-14 | 2016-04-25 | 한국야금 주식회사 | 다이아몬드 코팅 절삭공구, 절삭공구의 다이아몬드 코팅방법, 및 이 코팅방법에 사용되는 코팅장치 |
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