JPH08269719A - チタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法 - Google Patents
チタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法Info
- Publication number
- JPH08269719A JPH08269719A JP9608295A JP9608295A JPH08269719A JP H08269719 A JPH08269719 A JP H08269719A JP 9608295 A JP9608295 A JP 9608295A JP 9608295 A JP9608295 A JP 9608295A JP H08269719 A JPH08269719 A JP H08269719A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- volume
- reaction
- cutting tool
- coated
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 abstract 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 5
- 238000012733 comparative method Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000010730 cutting oil Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 工具寿命の長いチタンの炭窒酸化物層を被覆
してなる表面被覆切削工具の製造方法を提供する。 【構成】基体を化学蒸着装置内に装入し、反応温度：７
００〜１０００℃に設定し、反応ガスとして、ＴｉＣｌ
4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜５．
０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０１〜
５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用し、反
応開始初期の温度を低くし、その後に昇温させて反応さ
せることを特徴とするＸ線回折によるピーク強度がＩ
（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）でかつＩ（２
２０）／Ｉ（２００）＞２．０であるようなチタンの炭
窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法。
してなる表面被覆切削工具の製造方法を提供する。 【構成】基体を化学蒸着装置内に装入し、反応温度：７
００〜１０００℃に設定し、反応ガスとして、ＴｉＣｌ
4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜５．
０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０１〜
５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用し、反
応開始初期の温度を低くし、その後に昇温させて反応さ
せることを特徴とするＸ線回折によるピーク強度がＩ
（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）でかつＩ（２
２０）／Ｉ（２００）＞２．０であるようなチタンの炭
窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超硬合金基体または
サーメット基体（以下、基体という）の表面に、少なく
とも１層のチタンの炭窒酸化物層を含む化合物層からな
る硬質層または複合硬質層を化学蒸着法により形成する
表面被覆切削工具の製造方法に関するものであり、この
方法で作製された表面被覆切削工具は、従来よりも一段
と過酷な条件の鋼の高能率加工（高速加工、高送り加
工、フライス切削加工など）において優れた切削性能を
示すものである。
サーメット基体（以下、基体という）の表面に、少なく
とも１層のチタンの炭窒酸化物層を含む化合物層からな
る硬質層または複合硬質層を化学蒸着法により形成する
表面被覆切削工具の製造方法に関するものであり、この
方法で作製された表面被覆切削工具は、従来よりも一段
と過酷な条件の鋼の高能率加工（高速加工、高送り加
工、フライス切削加工など）において優れた切削性能を
示すものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、市販されているチタンの炭窒酸化
物層表面被覆切削工具は、基体の表面に、化学蒸着法に
より、チタンの炭窒酸化物からなる硬質層、またはチタ
ンの炭窒酸化物層を含みさらにチタンの炭化物、窒化
物、炭窒化物および炭酸化物並びに酸化アルミニウム層
のうちの１種もしくは２種以上の複層からなる複合硬質
層を形成することにより製造することはよく知られてい
るところである。
物層表面被覆切削工具は、基体の表面に、化学蒸着法に
より、チタンの炭窒酸化物からなる硬質層、またはチタ
ンの炭窒酸化物層を含みさらにチタンの炭化物、窒化
物、炭窒化物および炭酸化物並びに酸化アルミニウム層
のうちの１種もしくは２種以上の複層からなる複合硬質
層を形成することにより製造することはよく知られてい
るところである。
【０００３】しかし、従来のチタンの炭窒酸化物からな
る硬質層を形成する化学蒸着法は、１０００℃以上の高
温で行われるため、基体と被覆層の境界に脱炭層が形成
され、基体の強度は低下し、被覆層は基体から剥離しや
すい。したがって、従来の化学蒸着法により作製したチ
タンの炭窒酸化物硬質層を表面被覆した切削工具を用い
て鋼などを高速および高送り切削加工など過酷な条件下
での切削に用いた場合には、切刃の折損や被覆層の剥離
が生じ、十分な切削工具寿命が得られなかった。
る硬質層を形成する化学蒸着法は、１０００℃以上の高
温で行われるため、基体と被覆層の境界に脱炭層が形成
され、基体の強度は低下し、被覆層は基体から剥離しや
すい。したがって、従来の化学蒸着法により作製したチ
タンの炭窒酸化物硬質層を表面被覆した切削工具を用い
て鋼などを高速および高送り切削加工など過酷な条件下
での切削に用いた場合には、切刃の折損や被覆層の剥離
が生じ、十分な切削工具寿命が得られなかった。
【０００４】そのため、そのＸ線回折による（１１
１）、（２００）、（２２０）面のピーク強度をＩ（１
１１）、Ｉ（２００）、Ｉ（２２０）とすると、最大ピ
ークを（２２０）面としたＩ（２２０）＞Ｉ（１１１）
＞Ｉ（２００）であるようなチタンの炭窒酸化物からな
る硬質層を物理蒸着法により被覆することで強度低下を
防止し、付着力を向上させる方法も提案されている（特
公昭６３−１９５９０号公報参照）。
１）、（２００）、（２２０）面のピーク強度をＩ（１
１１）、Ｉ（２００）、Ｉ（２２０）とすると、最大ピ
ークを（２２０）面としたＩ（２２０）＞Ｉ（１１１）
＞Ｉ（２００）であるようなチタンの炭窒酸化物からな
る硬質層を物理蒸着法により被覆することで強度低下を
防止し、付着力を向上させる方法も提案されている（特
公昭６３−１９５９０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、切削工
程の省力化および短縮化に対する要求は強く、これに伴
ない、より一段と苛酷な条件下での切削が行われるる傾
向にあり、かかる苛酷な条件下で切削を行うと、切削中
に刃先が短時間で欠損し、比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。かかる現状に対して、前記物理蒸着
法により形成されたチタンの炭窒酸化物からなる硬質被
覆層は、基体の強度低下は少ないものの、付着力が依然
として低く、さらに耐摩耗性も従来の化学蒸着法による
ものと比べて低いため、鋼などの高能率切削加工（高速
切削加工、高送り切削加工、フライス切削加工）を行っ
た場合に、剥離や異常摩耗の発生により工具寿命を延ば
すことができなかった。
程の省力化および短縮化に対する要求は強く、これに伴
ない、より一段と苛酷な条件下での切削が行われるる傾
向にあり、かかる苛酷な条件下で切削を行うと、切削中
に刃先が短時間で欠損し、比較的短時間で使用寿命に至
るのが現状である。かかる現状に対して、前記物理蒸着
法により形成されたチタンの炭窒酸化物からなる硬質被
覆層は、基体の強度低下は少ないものの、付着力が依然
として低く、さらに耐摩耗性も従来の化学蒸着法による
ものと比べて低いため、鋼などの高能率切削加工（高速
切削加工、高送り切削加工、フライス切削加工）を行っ
た場合に、剥離や異常摩耗の発生により工具寿命を延ば
すことができなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、か
かる観点から、従来よりも一層工具寿命の長い表面被覆
切削工具の製造方法を開発すべく研究を行っていたとこ
ろ、基体を化学蒸着装置内に装入し、反応温度：７００
〜１０００℃に設定し、反応ガスとして、ＴｉＣｌ4 ：
０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜５．０容
量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０１〜５．０
容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用すると、Ｘ線
回折によるピーク強度が従来と同じくＩ（２２０）＞Ｉ
（１１１）＞Ｉ（２００）のごとく配向するチタンの炭
窒酸化物層であっても、従来よりも一層優れたチタンの
炭窒酸化物層が得られ、このチタンの炭窒酸化物層被覆
切削工具は従来のチタンの炭窒酸化物層被覆切削工具に
比べて、工具寿命が大幅に向上するという研究結果が得
られたのである。
かる観点から、従来よりも一層工具寿命の長い表面被覆
切削工具の製造方法を開発すべく研究を行っていたとこ
ろ、基体を化学蒸着装置内に装入し、反応温度：７００
〜１０００℃に設定し、反応ガスとして、ＴｉＣｌ4 ：
０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜５．０容
量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０１〜５．０
容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用すると、Ｘ線
回折によるピーク強度が従来と同じくＩ（２２０）＞Ｉ
（１１１）＞Ｉ（２００）のごとく配向するチタンの炭
窒酸化物層であっても、従来よりも一層優れたチタンの
炭窒酸化物層が得られ、このチタンの炭窒酸化物層被覆
切削工具は従来のチタンの炭窒酸化物層被覆切削工具に
比べて、工具寿命が大幅に向上するという研究結果が得
られたのである。
【０００７】この発明は、かかる研究結果にもとずいて
なされたものであって、（１）基体を化学蒸着装置内に
装入し、反応温度を７００〜１０００℃に設定し、反応
ガスとして、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3
ＣＮ：０．０１〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量
％、ＣＯ：０．０１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる
混合ガスを使用するＸ線回折によるピーク強度がＩ（２
２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）であるチタンの炭
窒酸化物層被覆切削工具の製造方法、に特徴を有するも
のである。
なされたものであって、（１）基体を化学蒸着装置内に
装入し、反応温度を７００〜１０００℃に設定し、反応
ガスとして、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3
ＣＮ：０．０１〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量
％、ＣＯ：０．０１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる
混合ガスを使用するＸ線回折によるピーク強度がＩ（２
２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）であるチタンの炭
窒酸化物層被覆切削工具の製造方法、に特徴を有するも
のである。
【０００８】さらに、基体を化学蒸着装置内に装入し、
反応温度：７００〜１０００℃に設定し、反応ガスとし
て、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：
０．０１〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、Ｃ
Ｏ：０．０１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガ
スをを使用し、反応開始初期の温度を低くし、その後に
昇温させて反応させると、Ｘ線回折によるピーク強度が
Ｉ（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）でかつＩ
（２２０）／Ｉ（２００）＞２．０であるようなチタン
の炭窒酸化物層が被覆された切削工具が一層簡単に得ら
れ、この切削工具は従来のチタンの炭窒酸化物層が被覆
された切削工具に比べて、工具寿命がなお一層大幅に向
上するという研究結果が得られたのである。
反応温度：７００〜１０００℃に設定し、反応ガスとし
て、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：
０．０１〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、Ｃ
Ｏ：０．０１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガ
スをを使用し、反応開始初期の温度を低くし、その後に
昇温させて反応させると、Ｘ線回折によるピーク強度が
Ｉ（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）でかつＩ
（２２０）／Ｉ（２００）＞２．０であるようなチタン
の炭窒酸化物層が被覆された切削工具が一層簡単に得ら
れ、この切削工具は従来のチタンの炭窒酸化物層が被覆
された切削工具に比べて、工具寿命がなお一層大幅に向
上するという研究結果が得られたのである。
【０００９】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されたものであって、（２）基体を化学蒸着装置内に装
入し、反応温度：７００〜１０００℃に設定し、反応ガ
スとして、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 Ｃ
Ｎ：０．０１〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、
ＣＯ：０．０１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合
ガスを使用し、反応開始初期の温度を低くし、その後に
昇温させて反応させる、Ｘ線回折によるピーク強度がＩ
（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）でかつＩ（２
２０）／Ｉ（２００）＞２．０であるチタンの炭窒酸化
物層被覆切削工具の製造方法にも特徴を有するものであ
る。
されたものであって、（２）基体を化学蒸着装置内に装
入し、反応温度：７００〜１０００℃に設定し、反応ガ
スとして、ＴｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 Ｃ
Ｎ：０．０１〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、
ＣＯ：０．０１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合
ガスを使用し、反応開始初期の温度を低くし、その後に
昇温させて反応させる、Ｘ線回折によるピーク強度がＩ
（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）でかつＩ（２
２０）／Ｉ（２００）＞２．０であるチタンの炭窒酸化
物層被覆切削工具の製造方法にも特徴を有するものであ
る。
【００１０】この発明のチタンの炭窒酸化物層被覆切削
工具の製造方法において、反応ガスとしてＣＯ：０．０
１〜５．０容量％を含む反応ガスを使用することに特徴
があり、前記チタンの炭窒酸化物層のＸ線回折による第
１ピークと第３ピークの強度比Ｉ（２２０）／Ｉ（２０
０）が１．５以上であるようにするためには反応開始初
期の温度を低くし、その後に昇温させて反応させること
が効果的である。さらに、前記チタンの炭窒酸化物層を
Ｔｉ（Ｃu Ｎv Ｏw ）（ただし、ｕ、ｖ、ｏは、Ｃ、
Ｎ、Ｏの原子比）で示すと、これらはｕ＋ｖ＋ｗ＝１、
ｕ≧ｖ＞ｗ＞０、０．０５≧ｗなる条件を満たすことが
一層好ましく、かかる組成にするためにはＣＨ3 ＣＮ、
Ｎ2 、ＣＯの混合量を調整することで制御することがで
きる。
工具の製造方法において、反応ガスとしてＣＯ：０．０
１〜５．０容量％を含む反応ガスを使用することに特徴
があり、前記チタンの炭窒酸化物層のＸ線回折による第
１ピークと第３ピークの強度比Ｉ（２２０）／Ｉ（２０
０）が１．５以上であるようにするためには反応開始初
期の温度を低くし、その後に昇温させて反応させること
が効果的である。さらに、前記チタンの炭窒酸化物層を
Ｔｉ（Ｃu Ｎv Ｏw ）（ただし、ｕ、ｖ、ｏは、Ｃ、
Ｎ、Ｏの原子比）で示すと、これらはｕ＋ｖ＋ｗ＝１、
ｕ≧ｖ＞ｗ＞０、０．０５≧ｗなる条件を満たすことが
一層好ましく、かかる組成にするためにはＣＨ3 ＣＮ、
Ｎ2 、ＣＯの混合量を調整することで制御することがで
きる。
【００１１】この発明のＸ線回折によるピーク強度がＩ
（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）であるチタン
の炭窒酸化物層を形成するために、化学蒸着装置内の反
応温度を７００〜１０００℃に設定する。その理由は、
反応温度が７００℃未満では蒸着速度が極端に遅く生産
性が低くなるので好ましくなく、一方、１０００℃を越
えるとチタンの炭窒酸化物層の結晶が粒成長し、耐摩耗
性及び耐欠損性が共に低下するので好ましくないことに
よるものである。反応温度の一層好ましい範囲は、８５
０〜９５０℃である。
（２２０）＞Ｉ（１１１）＞Ｉ（２００）であるチタン
の炭窒酸化物層を形成するために、化学蒸着装置内の反
応温度を７００〜１０００℃に設定する。その理由は、
反応温度が７００℃未満では蒸着速度が極端に遅く生産
性が低くなるので好ましくなく、一方、１０００℃を越
えるとチタンの炭窒酸化物層の結晶が粒成長し、耐摩耗
性及び耐欠損性が共に低下するので好ましくないことに
よるものである。反応温度の一層好ましい範囲は、８５
０〜９５０℃である。
【００１２】さらに、反応ガスとして、ＴｉＣｌ4 ：
０．５〜１０容量％（一層好ましくは、１．０〜５．０
容量％）、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜５．０容量％（一層
好ましくは、０．１〜２．０容量％）、Ｎ2 ：０〜５０
容量％（一層好ましくは、１０〜４０容量％）、ＣＯ：
０．０１〜５．０容量％（一層好ましくは、０．０５〜
１．０容量％）、残りＨ2 からなる混合ガスを使用して
反応させることが好ましい。
０．５〜１０容量％（一層好ましくは、１．０〜５．０
容量％）、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜５．０容量％（一層
好ましくは、０．１〜２．０容量％）、Ｎ2 ：０〜５０
容量％（一層好ましくは、１０〜４０容量％）、ＣＯ：
０．０１〜５．０容量％（一層好ましくは、０．０５〜
１．０容量％）、残りＨ2 からなる混合ガスを使用して
反応させることが好ましい。
【００１３】また、チタンの炭窒酸化物層のＸ線回折に
よる第１ピークと第３ピークの強度比Ｉ（２２０）／Ｉ
（２００）が２．０以上であるようにするには前記Ｔｉ
Ｃｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜
５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０１
〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用し、
反応開始初期の温度を低くし、その後に昇温させて反応
させることが効果的であり、さらに、Ｔｉ（Ｃu Ｎv Ｏ
w ）（ただし、ｕ、ｖ、ｏは、Ｃ、Ｎ、Ｏの原子比）に
おけるｕ＋ｖ＋ｗ＝１、ｕ≧ｖ＞ｗ＞０、０．０５≧ｗ
なる条件を満たす炭窒酸化物層を形成するには、前記Ｔ
ｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3ＣＮ：０．０１
〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０
１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスのＣＨ3
ＣＮ、Ｎ2 、ＣＯのガス成分比を調整することによりこ
とにより形成することができる。
よる第１ピークと第３ピークの強度比Ｉ（２２０）／Ｉ
（２００）が２．０以上であるようにするには前記Ｔｉ
Ｃｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１〜
５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０１
〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用し、
反応開始初期の温度を低くし、その後に昇温させて反応
させることが効果的であり、さらに、Ｔｉ（Ｃu Ｎv Ｏ
w ）（ただし、ｕ、ｖ、ｏは、Ｃ、Ｎ、Ｏの原子比）に
おけるｕ＋ｖ＋ｗ＝１、ｕ≧ｖ＞ｗ＞０、０．０５≧ｗ
なる条件を満たす炭窒酸化物層を形成するには、前記Ｔ
ｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3ＣＮ：０．０１
〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０
１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスのＣＨ3
ＣＮ、Ｎ2 、ＣＯのガス成分比を調整することによりこ
とにより形成することができる。
【００１４】
実施例１ 原料粉末として、平均粒径：３μｍを有する中粒ＷＣ粉
末、同じく平均粒径：１．５μｍを有する細粒ＷＣ粉
末、同じく平均粒径：１．５μｍを有する（Ｔｉ、Ｗ）
Ｃ（重量比でＴｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、同じく
平均粒径：１．２μｍを有する（Ｔｉ、Ｗ）（ＣＮ）
（重量比でＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０／５６）
粉末、同じく平均粒径：１．３μｍを有する（Ｔａ、Ｎ
ｂ）Ｃ（重量比でＴａＣ／Ｎｂ＝９０／１０）粉末、同
じく平均粒径：１．２μｍを有するＣｏ粉末を用意し、
これら原料粉末を表１に示される組成に配合し、ボール
ミルで７２時間湿式混合し、乾燥したのち、ＩＳＯ規格
ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬合金基体Ａ〜Ｃ）および同
じくＳＥＥＮ１２０４８（超硬合金基体Ｄ）に定める形
状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を表１に示され
る条件にて焼結して超硬合金基体Ａ〜Ｄを作製した。
末、同じく平均粒径：１．５μｍを有する細粒ＷＣ粉
末、同じく平均粒径：１．５μｍを有する（Ｔｉ、Ｗ）
Ｃ（重量比でＴｉＣ／ＷＣ＝３０／７０）粉末、同じく
平均粒径：１．２μｍを有する（Ｔｉ、Ｗ）（ＣＮ）
（重量比でＴｉＣ／ＴｉＮ／ＷＣ＝２４／２０／５６）
粉末、同じく平均粒径：１．３μｍを有する（Ｔａ、Ｎ
ｂ）Ｃ（重量比でＴａＣ／Ｎｂ＝９０／１０）粉末、同
じく平均粒径：１．２μｍを有するＣｏ粉末を用意し、
これら原料粉末を表１に示される組成に配合し、ボール
ミルで７２時間湿式混合し、乾燥したのち、ＩＳＯ規格
ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬合金基体Ａ〜Ｃ）および同
じくＳＥＥＮ１２０４８（超硬合金基体Ｄ）に定める形
状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を表１に示され
る条件にて焼結して超硬合金基体Ａ〜Ｄを作製した。
【００１５】
【表１】
【００１６】ついで、これら超硬合金基体Ａ〜Ｄの表面
にホーニングを施したのち、化学蒸着装置を用い、表２
に示されるコーティング条件ａ〜ｉにてＴｉＣＮＯ層を
形成し、その他の硬質層は下記の条件で形成することに
より表３〜表４に示される組成および平均層厚のコーテ
ィング層を有する本発明被覆切削工具の製造法（以下、
本発明法という）１〜１０、比較被覆切削工具の製造法
（以下、比較法という）１〜２および従来被覆切削工具
の製造法（以下、従来法という）１〜２を実施した。た
だし、ＴｉＣＮＯ層以外の硬質層の形成条件（ただし、
％は容量％）は下記の通りである。
にホーニングを施したのち、化学蒸着装置を用い、表２
に示されるコーティング条件ａ〜ｉにてＴｉＣＮＯ層を
形成し、その他の硬質層は下記の条件で形成することに
より表３〜表４に示される組成および平均層厚のコーテ
ィング層を有する本発明被覆切削工具の製造法（以下、
本発明法という）１〜１０、比較被覆切削工具の製造法
（以下、比較法という）１〜２および従来被覆切削工具
の製造法（以下、従来法という）１〜２を実施した。た
だし、ＴｉＣＮＯ層以外の硬質層の形成条件（ただし、
％は容量％）は下記の通りである。
【００１６】ＴｉＣ硬質層 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −５％ＣＨ4 −Ｈ2 反応温度：１０２０℃ 反応圧力：５０Ｔｏｒｒ
【００１７】ＴｉＣＮ硬質層 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −０．３％ＣＨ3 ＣＮ−
２０％Ｎ2 −Ｈ2 反応温度：８５０℃ 反応圧力：５０Ｔｏｒｒ
２０％Ｎ2 −Ｈ2 反応温度：８５０℃ 反応圧力：５０Ｔｏｒｒ
【００１８】ＴｉＮ硬質層 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −２５％Ｎ2 −Ｈ2 反応温度：９００℃ 反応圧力：２００Ｔｏｒｒ
【００１９】ＴｉＣＯ硬質層 反応ガス組成：２％ＴｉＣｌ4 −２％ＣＨ4 −１％Ｃｏ
−Ｈ2 反応温度：１０２０℃ 反応圧力：５０Ｔｏｒｒ
−Ｈ2 反応温度：１０２０℃ 反応圧力：５０Ｔｏｒｒ
【００２０】Ａｌ2 Ｏ3 硬質層 反応ガス組成：３％ＡｌＣｌ3 −５％ＣＯ2 −０．３％
Ｈ2 Ｓ−Ｈ2 反応温度：１０００℃ 反応圧力：５０Ｔｏｒｒ
Ｈ2 Ｓ−Ｈ2 反応温度：１０００℃ 反応圧力：５０Ｔｏｒｒ
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】本発明法１〜７、比較法１および従来法１
により得られた切削工具を用い、 被削材 ：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨＢ２２０）の丸棒 切削速度：３００ｍ／min 送り：０．３２mm／rev 切込み ：１．５mm 切削時間：１０min 切削油 ：なし の条件の高速連続切削試験（外径旋削）を行い、摩耗量
を測定し、さらに摩耗形態を調べ、その結果を表５に示
した。
により得られた切削工具を用い、 被削材 ：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨＢ２２０）の丸棒 切削速度：３００ｍ／min 送り：０．３２mm／rev 切込み ：１．５mm 切削時間：１０min 切削油 ：なし の条件の高速連続切削試験（外径旋削）を行い、摩耗量
を測定し、さらに摩耗形態を調べ、その結果を表５に示
した。
【００２５】さらに、本発明法１〜７、比較法１および
従来法１により得られた切削工具を用い、 被削材 ：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨＢ２２０）の丸棒 切削速度：１８０ｍ／min 送り：０．４５mm／rev 切込み ：１．５mm 切削時間：１０min 切削油 ：なし の条件の高送り連続切削試験を行い、摩耗量を測定し、
さらに摩耗形態を調べ、その結果を表５に示した。
従来法１により得られた切削工具を用い、 被削材 ：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨＢ２２０）の丸棒 切削速度：１８０ｍ／min 送り：０．４５mm／rev 切込み ：１．５mm 切削時間：１０min 切削油 ：なし の条件の高送り連続切削試験を行い、摩耗量を測定し、
さらに摩耗形態を調べ、その結果を表５に示した。
【００２６】さらに、本発明法８〜１０、比較法２およ
び従来法２により得られた切削工具を用い、 被削材 ：ＦＣ３００（硬さ：ＨＢ２００）の角材 切削速度：３２０ｍ／min １刃当りの送り：０．３４mm／刃 切込み ：２．０mm 切削時間：１０min 切削油 ：水溶性 の条件の高速フライス切削試験を行い、摩耗量を測定
し、さらに摩耗形態を調べ、その結果を表５に示した。
び従来法２により得られた切削工具を用い、 被削材 ：ＦＣ３００（硬さ：ＨＢ２００）の角材 切削速度：３２０ｍ／min １刃当りの送り：０．３４mm／刃 切込み ：２．０mm 切削時間：１０min 切削油 ：水溶性 の条件の高速フライス切削試験を行い、摩耗量を測定
し、さらに摩耗形態を調べ、その結果を表５に示した。
【００２７】
【表５】
【００２８】
【発明の効果】表４〜表６に示される結果から、本発明
法１〜１０により得られた切削工具は、比較法１〜２お
よび従来法１〜２により得られた切削工具に比べて、い
ずれも正常摩耗が維持され、切削工具の寿命が大幅に向
上していることが分かる。したがって、この発明のチタ
ンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法は、従来
のチタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法に
比べて寿命の長い表面被覆切削工具を提供することがで
き、切削工具交換回数などを減らしてコストを下げるこ
とができるなど、産業の発展に大いに貢献しうるもので
ある。
法１〜１０により得られた切削工具は、比較法１〜２お
よび従来法１〜２により得られた切削工具に比べて、い
ずれも正常摩耗が維持され、切削工具の寿命が大幅に向
上していることが分かる。したがって、この発明のチタ
ンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法は、従来
のチタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法に
比べて寿命の長い表面被覆切削工具を提供することがで
き、切削工具交換回数などを減らしてコストを下げるこ
とができるなど、産業の発展に大いに貢献しうるもので
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 基体を化学蒸着装置内に装入し、反応温
度：７００〜１０００℃に設定し、反応ガスとして、Ｔ
ｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１
〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０
１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用す
ることを特徴とするＸ線回折による（１１１）、（２０
０）、（２２０）面のピーク強度Ｉ（１１１）、Ｉ（２
００）、Ｉ（２２０）がＩ（２２０）＞Ｉ（１１１）＞
Ｉ（２００）であるチタンの炭窒酸化物層表面被覆切削
工具の製造方法。 - 【請求項２】 基体を化学蒸着装置内に装入し、反応温
度：７００〜１０００℃に設定し、反応ガスとして、Ｔ
ｉＣｌ4 ：０．５〜１０容量％、ＣＨ3 ＣＮ：０．０１
〜５．０容量％、Ｎ2 ：０〜５０容量％、ＣＯ：０．０
１〜５．０容量％、残りＨ2 からなる混合ガスを使用
し、反応開始初期の温度を低くし、その後に昇温させて
反応させることを特徴とするＸ線回折による（１１
１）、（２００）、（２２０）面のピーク強度Ｉ（１１
１）、Ｉ（２００）、Ｉ（２２０）がＩ（２２０）＞Ｉ
（１１１）＞Ｉ（２００）でかつＩ（２２０）／Ｉ（２
００）＞２．０であるチタンの炭窒酸化物層表面被覆切
削工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09608295A JP3250414B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | チタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09608295A JP3250414B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | チタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269719A true JPH08269719A (ja) | 1996-10-15 |
| JP3250414B2 JP3250414B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=14155479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09608295A Expired - Fee Related JP3250414B2 (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | チタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250414B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1118688A1 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-25 | Seco Tools Ab | Coated body with nanocrystalline CVD coating for enhanced edge toughness and reduced friction |
| US6444924B1 (en) | 1997-01-30 | 2002-09-03 | Naoto Ishida | Printed wiring board with joining pin and manufacturing method therefor |
| US7422803B2 (en) * | 2003-04-24 | 2008-09-09 | Seco Tools Ab | Coating with controlled grain size and morphology for enhanced wear resistance and toughness |
| WO2009126978A1 (de) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Boehlerit Gmbh & Co. Kg. | Verfahren zum herstellen ti (c, n,o) -beschichtungslage |
| WO2010007958A1 (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-21 | 株式会社タンガロイ | 被覆部材 |
| JP2011045994A (ja) * | 2003-04-01 | 2011-03-10 | Sandvik Intellectual Property Ab | 切削工具 |
| JP2012036506A (ja) * | 2011-11-08 | 2012-02-23 | Tungaloy Corp | 被覆部材 |
| GB2494282A (en) * | 2011-08-29 | 2013-03-06 | Kennametal Inc | A cutting insert with a titanium oxycarbonitride coating and its method of manufacture |
-
1995
- 1995-03-29 JP JP09608295A patent/JP3250414B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444924B1 (en) | 1997-01-30 | 2002-09-03 | Naoto Ishida | Printed wiring board with joining pin and manufacturing method therefor |
| US6472060B1 (en) | 2000-01-19 | 2002-10-29 | Seco Tools Ab | Coated body with nanocrystalline CVD coating for enhanced edge toughness and reduced friction |
| US6620498B2 (en) | 2000-01-19 | 2003-09-16 | Seco Tools Ab | Coated body with nanocrystalline CVD coating for enhanced edge toughness and reduced friction |
| US6652913B2 (en) | 2000-01-19 | 2003-11-25 | Seco Tools Ab | Method of forming a coated body having a nanocrystalline CVD coating of Ti(C,N,O) |
| EP1118688A1 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-25 | Seco Tools Ab | Coated body with nanocrystalline CVD coating for enhanced edge toughness and reduced friction |
| JP2011045994A (ja) * | 2003-04-01 | 2011-03-10 | Sandvik Intellectual Property Ab | 切削工具 |
| US7927663B2 (en) | 2003-04-24 | 2011-04-19 | Seco Tools Ab | Method of forming a coating with controlled grain size and morphology for enhanced wear resistance and toughness |
| US7422803B2 (en) * | 2003-04-24 | 2008-09-09 | Seco Tools Ab | Coating with controlled grain size and morphology for enhanced wear resistance and toughness |
| WO2009126978A1 (de) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Boehlerit Gmbh & Co. Kg. | Verfahren zum herstellen ti (c, n,o) -beschichtungslage |
| WO2010007958A1 (ja) * | 2008-07-14 | 2010-01-21 | 株式会社タンガロイ | 被覆部材 |
| KR101245425B1 (ko) * | 2008-07-14 | 2013-03-19 | 가부시키가이샤 탕가로이 | 피복 부재, 피복 부재를 포함하는 피복 절삭 공구 및 피복 부재의 제조 방법 |
| GB2494282A (en) * | 2011-08-29 | 2013-03-06 | Kennametal Inc | A cutting insert with a titanium oxycarbonitride coating and its method of manufacture |
| US8524360B2 (en) | 2011-08-29 | 2013-09-03 | Kennametal Inc. | Cutting insert with a titanium oxycarbonitride coating and method for making the same |
| JP2012036506A (ja) * | 2011-11-08 | 2012-02-23 | Tungaloy Corp | 被覆部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3250414B2 (ja) | 2002-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0709484B1 (en) | Coated tungsten carbide-based cemented carbide blade member | |
| US5786069A (en) | Coated turning insert | |
| EP1953258A1 (en) | Texture-hardened alpha-alumina coated tool | |
| US20090214306A1 (en) | Coated Cutting Tool Insert | |
| US5436071A (en) | Cermet cutting tool and process for producing the same | |
| JP2000514370A (ja) | 被覆された切削インサート | |
| JPH068008A (ja) | 耐チッピング性にすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3291775B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| JP3250414B2 (ja) | チタンの炭窒酸化物層表面被覆切削工具の製造方法 | |
| JP2556101B2 (ja) | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3236899B2 (ja) | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具の製造法 | |
| JP3419140B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| JP3282592B2 (ja) | 高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPH08118105A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JPH0762542A (ja) | 表面被覆切削工具の製造法 | |
| JPH10204639A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3230372B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP2800571B2 (ja) | 耐チッピング性にすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3230396B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JPH07328808A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3230375B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性および耐欠損性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3119414B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた層間密着性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3265910B2 (ja) | 表面被覆切削工具の製造方法 | |
| JPH08290307A (ja) | 複合硬質層表面被覆切削工具 | |
| JP2000158207A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011016 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071116 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091116 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091116 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111116 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121116 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |