JPS5927381B2 - 超硬スロ−アウエイチツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、切刃の使用・未使用を色別することができ
る超硬スローアウエイチツプに関するものである。

従来、硬質焼結合金で製造された切削用超硬スローアウ
エイチツプは公知であわ、さらに前記超硬スローアウエ
ィチツプの表面に、例えば窒化チタン、炭窒化チタン、
および炭窒酸化チタンなどを１〜２０１ｔｍの厚みで被
覆し、その耐摩耗性を向上させて切削寿命の延命化をは
かる技術も公知である。

また、上記超硬スローアウエイチツプにおける被覆層は
、例えばこれが窒化チタン、炭窒化チタン、および炭窒
酸化チノンであれば、美麗ではあるが暗い黄色から赤色
を呈し、さらに切削使用後においても、明確なる変色の
発生がないことも良く知られるところである。

このため、上記超硬スローアウエイチツプにおける複数
の切刃のうち使用・未使用を確実に色舅ｌすることは、
照明の不十分な工作機械内部での短時間な切刃交換作業
となるため、ほとんど不可能であＶ、したがつて使用済
のチップを集めて調べてみると、その約２０％の切刃が
未使用のものであることが明らかとなつた。

本発明者等は、上述のような観点から、使用切刃と未使
用切刃の判別を、超硬スローアウエィチツプヘの被覆層
形成によつて行なうべく、特に、（１）使用前と使用後
の変色が大きい。

（２）使用前は明るく美麗な色調を有する。

（３）防錆作用がある。（４）油、特に切削油による大
きな見掛け土の変色がない。

（５）チップの特性（耐摩耗性および靭性など）に悪影
響を及ぼさない。

（６）コストが安い。

の条件を満足した被覆層を見出すべく研究を行なつた結
果、ＴｉＣｘＮｙ０２（ただし、０．０５＜Ｘ＜０．３
、Ｚ＜０．３、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＜１．０）からなる組成を有
する厚み０．０１〜０．５μｍの被複層は、上記の条件
をすべて満足する特性を有するという知見を得たのであ
る。

すなわち、超硬スローアウエイチツプの切刃の一部また
は近傍、あるいは切刃全体を０．０１〜０．５μｍの厚
みのＴｉＣｘＮｙＯｚ（ただし、０．０５くＸ〈０．３
，Ｚ〈０．３，Ｘ＋Ｙ＋Ｚく１．０）層で被覆すると、
その被覆部分は、使用前ＶＣ｝いては、明るく美麗な黄
橙色の色調を有し、しかも耐食性が向上して保存中に錆
発性がなく、かつ切削油によつて汚れても大きな見掛け
上の変色がなく、一方使用後に卦いては、切削時に発生
する高温によつて黒色に変色し、この結果未使用切刃の
もつ明るい黄橙色と、使用済切刃のもつ黒色とを暗所に
卦いてもきわめて容易に台Σｕできるという知見を得た
のである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであり
、以下に被覆層の組成訃よび厚みを上記の通ｂ限定した
理由を説明する。

（ａ）被覆層の組成 炭窒酸化チタン、すなわちＴｉＣｘＮメＨＶＣおけるＸ
，Ｙ，卦よびｚの相対割合は経験的に定めたものであつ
て、０．０５くＸ＜０．３，Ｚ＜０．３，卦よびＸ＋Ｙ
＋Ｚく１．０の相対割合を満足した場合に、黄橙色を有
し、しかもこの黄橙色が切削時の高温にさらされると色
別容易な黒色に変色するのである。

すなわち、前記の相対割合をはずれたＸ，Ｙ，卦よびＺ
の値では黄橙色を有さず、かつ高温にさらされても容易
な色別が可能な黒色への変色を起さないのである。（ｂ
）被覆層の厚み その厚みが０．０１μｍ未満では、色別が容易にできる
ほどの明確な黒色変色を認めることができず、一方０．
５μｍを越えた厚みにすると、半透明にしてチツプの地
肌を反映させた黄橙色の明るい色調を得ることができな
いばかりでなく、チツプの耐摩耗性は向上するようにな
るものの、靭性低下が著しくなることから、その厚みを
０．０１−｛）．５μｍと定めた。

な卦、好ましくは０．０２〜０．１μｍの厚みにするの
が望ましい。また、この発明の超硬スローアウエイチツ
プに卦ける被覆層は、原理的にはプラズマ化学蒸着法卦
よびスパツタリング法を適用する通常のコーティング装
置を使用して非常にコスト安く形成することができるが
、被覆層形成に際して、その形成条件としての温度を７
００℃以下にする必要がある。

これは、７００℃を越えた温度にすると、チップ母材中
での物質移動係数が大きくなつて、被覆層形成中にチツ
ブ表面部分が変質し、この結果抗折力で５（ｆｌ）以上
の低下をきたすことが多く発生するようになるという理
由にもとづくものである。ついで、この発明の超硬スロ
ーアウエイチツブを実施例により説明する。まず、ＪＩ
ＳＰ２Ｏの超硬合金で製造され、その表面色調が暗い銀
灰色の超硬スローアウエイチツプを１００個用意し、こ
のうＷ５Ｏ個を通常のスパッタリング装置に装入し、温
度４００℃、圧力１０４トルの条件でＡｒ：Ｎ２：ＣＨ
４＝５：４：１の割合で混合したガスを流しながら３０
分間のスパッタリング処理を施こすことによつて、チツ
プ全体が半透明にして明るい黄橙色の色調を有する被覆
層によつて被覆された本発明超硬スローアウエィチツブ
を製造した。

この本発明超硬スローアウエイチツブＶＣ卦ける被覆層
は、組成：ＴｉＣＯ．Ｏ８ＮＯ．９ＯＯ．Ｏｌ，厚み０
．０５μｍを有するものであつた。つぎに、上記本発明
超硬スローアウエイチツプ：５０個と、上記の被覆層の
ない従来超硬スローァウェィチップ：５０個を用い、第
１表に示される種々の切削条件にしたがつて切削試験を
行ない、ブランク摩耗が０．４ｗｆ１Ｃ至るまでの寿命
時間を測定すると共に、切刃使用後の摩耗部分の色変化
を観察した。

前記寿命時間測定結果卦よび色変化観察結果を第１表に
合せて示した。第１表に示される結果から明らかなよう
に、切削条件が同じならば、本発明超硬スローアウエイ
チツプと従来超硬スローアウエィチツプとはほとんど同
じ寿命時間を示し、このことは切刃の使用・不使用の色
別のために設けた被覆層によつてチツプ性能が何ら損な
われるものではないことを示している。

また、本発明超硬スローアウエイチツプに卦いては、半
透明にして明るい黄橙色の色調が、使用後は黒色に変化
するので、その使用前卦よび使用後を明確に、かつきわ
めて容易に区別することができるのに対して、従来超硬
スローアウエイチツプでは、暗い銀灰色の色調がやや赤
昧を及びた色調に変色するだけなので、特に照明の不十
分な工作機械内部での短時間の色別はほとんど不可能で
ある。

土述のように、通常のプラズマ化学蒸着法卦よびスパッ
タリング法によつて７００℃以下の低温を適用してコス
ト安く形成した超薄膜の被覆層を有する本発明超硬スロ
ーアウエイチツプＶＣ．卦いては、使用前に卦ける切刃
の半透明にして明るい黄橙色の色調が使用後に黒色に変
化するので、照明の不十分な工作機械内部ＶＣ卦いても
使用・未使用の切刃の色別を明確に、かつ容易に行なう
ことができることから、今迄約２０％程度もあつた未使
用切刃の見落しが皆無となるのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 切刃の一部または近傍、あるいは切刃全体に、切刃
   の使用・未使用を色別するための厚み０．０１〜０．５
   μｍを有する黄橙色のＴｉＣｘＮｙＯｚ（但し、０．０
   ５＜Ｘ＜０．３、Ｚ＜０．３、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＜１．０）層
   を被覆したことを特徴とする超硬スローアウエイチツプ
   。