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【発明の名称】 硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具
【発明者】 【氏名】中村 惠滋

【氏名】長田 晃

【氏名】土屋 新

【氏名】本間 尚志

【要約】 【課題】硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する被覆サーメット工具を提供する。

【構成】硬質被覆層がTi化合物層の下部層と、α型Al23層の上部層で構成された被覆サーメット工具において、工具基体と前記下部層の間に改質WC層を介在させ、前記上部層を、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面の法線が表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から(0001)面および{10−10}面を選び出し、さらに、選び出した(0001)面および{10−10}面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面(結晶粒界面単位)における(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位が全体の45%以上を占める結晶粒界面配列を示す改質α型Al23層で構成する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に、
(a)下部層が、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層以上からなり、かつ3〜20μmの合計平均層厚を有するTi化合物層、
(b)上部層が、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、かつ2〜20μmの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、
以上(a)および(b)で構成された硬質被覆層を化学蒸着形成してなる、表面被覆サーメット製切削工具において、
(1)上記工具基体と下部層の間に下地介在層として、0.1〜2μmの平均層厚を有する改質炭化タングステン層、
を化学蒸着形成すると共に、
(2)上記上部層としての酸化アルミニウム層を、同じく化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有すると共に、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である(0001)面および{10−10}面を選び出し、さらに、選び出した(0001)面および{10−10}面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面(結晶粒界面単位)における(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度を求めた場合に、前記(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の45%以上の割合を占める結晶粒界面配列を示す改質酸化アルミニウム層、
で構成したことを特徴とする、硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、硬質被覆層の上部層を構成する酸化アルミニウム層(以下、Al23で示す)層がすぐれた高温強度(結晶粒界面強度)を有し、さらに同じく硬質被覆層を構成する炭化タングステン(以下、WCで示す)層が硬質被覆層の高温硬さ低下を抑制することから、特に自身が高い粘性を有し、かつ切削時の切削工具表面部の硬質被覆層に対する粘着性も高く、この結果切削抵抗のきわめて高いものとなり、この傾向は高熱発生を伴う高速切削加工で一層顕著なものとなる軟鋼やステンレス鋼、さらに高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工で、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を長期に亘って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。
【背景技術】
【0002】
従来、一般に、WC基超硬合金または炭窒化チタン(以下、TiCNで示す)基サーメットで構成された基体(以下、これらを総称して工具基体という)の表面に、
(a)下部層が、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、TiCOで示す)層、および炭窒酸化物(以下、TiCNOで示す)層のうちの1層または2層以上からなり、かつ3〜20μmの合計平均層厚を有するTi化合物層、
(b)上部層が、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、かつ、2〜20μmの平均層厚を有するAl23層(以下、α型Al23層で示す)、
以上(a)および(b)で構成された硬質被覆層を化学蒸着形成してなる被覆サーメット工具が知られており、この被覆サーメット工具が、例えば各種の一般鋼や普通鋳鉄などの切削加工に用いられることは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、これの硬質被覆層の構成層は、一般に粒状結晶組織を有し、さらに、下部層であるTi化合物層を構成するTiCN層を、層自身の強度向上を目的として、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して縦長成長結晶組織をもつようにすることも知られている。
【特許文献1】特開平6−31503号公報
【特許文献2】特開平6−8010号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年の切削装置の高性能化はめざましく、一方で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は強く、これに伴い、切削加工は一段と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、これを低合金鋼や炭素鋼などの一般鋼、さらにねずみ鋳鉄などの普通鋳鉄の高速切削加工に用いた場合には問題はないが、特にこれを軟鋼やステンレス鋼、さらに高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工に用いた場合には、前記難削材自身が高い粘性を有し、かつ切削時の切削工具表面部の硬質被覆層に対する粘着性も高く、この傾向は高速切削時に発生する高熱によって一段と増大することと相俟って、切削抵抗のきわめて高いものとなり、一方硬質被覆層を構成するα型Al23層の高温強度はこれに耐えるに十分なものではなく、この結果前記硬質被覆層にチッピング(微少欠け)が発生し易くなり、同時に高熱発生に伴う硬質被覆層の著しい温度上昇も避けられず、これらが原因で比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記のα型Al23層が硬質被覆層の上部層を構成する従来被覆サーメット工具に着目し、特にα型Al23層の耐チッピング性向上を図るべく研究を行った結果、
(a)上記の従来被覆サーメット工具の硬質被覆層としてのα型Al23層(以下、従来α型Al23層という)は、一般に、通常の化学蒸着装置にて、
反応ガス組成:容量%で、AlCl3:2〜4%、CO2:4〜8%、HCl:1〜3%、H2S:0.05〜0.2%、H2:残り、
反応雰囲気温度:1020〜1050℃、
反応雰囲気圧力:6〜10kPa、
の条件で蒸着形成されるが、α型Al23層を、同じく通常の化学蒸着装置にて、例えば、
反応ガス組成:容量%で、AlCl3:6〜10%、CO2:4〜8%、HCl:3〜5%、H2S:0.25〜0.6%、H2:残り、
反応雰囲気温度:920〜1000℃、
反応雰囲気圧力:6〜10kPa、
の条件で蒸着形成すると、この結果形成されたα型Al23層(以下、改質α型Al23層という)は、α型Al23層自身のもつすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、上記の従来α型Al23層に比して、一段とすぐれた高温強度を具備するようになること。
【0006】
(b)上記の従来α型Al23層および改質α型Al23層について、図1に、α型Al23層を構成する結晶粒の有する六方晶結晶格子と、前記α型Al23層の表面研磨面の関係を模式的に概略斜視図で示す通り、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である(0001)面および{10−10}面を選び出し、さらに、選び出した(0001)面および{10−10}面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面(結晶粒界面単位)における(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度を求めた場合、前記改質α型Al23層は(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の45%以上の割合を占める結晶粒界面配列を示すのに対して、前記従来α型Al23層においては、(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の25%以下を示し、この結果は前記従来α型Al23層に比して前記改質α型Al23層が一段とすぐれた結晶粒界面強度を有することを示し、このように結晶粒界面強度が向上した改質α型Al23層は層自身の高温強度が著しく向上したものになること。
【0007】
(c)一般に、被覆サーメット工具の硬質被覆層の構成層としてのWC層は、通常の化学蒸着装置にて、
反応ガス組成:容量%で、WF:0.5〜5%、C:0.5〜10%、H2:10〜35%、Ar:残り、
反応雰囲気温度:500〜900℃、
反応雰囲気圧力:5〜15kPa、
の条件で蒸着形成されるが、WC層を、同じく通常の化学蒸着装置にて、例えば、
反応ガス組成:容量%で、WF:0.04〜0.4%、CHCN:0.06〜0.6%、NH:0.1〜1%、H2:40〜80%、Ar:残り、
反応雰囲気温度:980〜1100℃、
反応雰囲気圧力:5〜30kPa、
の高温条件で蒸着形成すると、この結果形成されたWC層(以下、改質WC層という)には、すぐれた密着性を有すると共に、上記硬質被覆層形成時の高温環境下においても隣接層の構成成分が拡散侵入できない性質があり、したがって、これを前記工具基体と硬質被覆層の下部層との間に下地介在層として存在させると、前記工具基体および下部層の両方と強固に密着接合すると共に、特に硬質被覆層形成時の高温環境下できわめて高い活性を発揮する成分、すなわち前記工具基体の結合相形成成分であるCoやNi、さらにCrおよびVなどの成分の硬質被覆層中への拡散侵入が阻止され、前記硬質被覆層は、これ本来の具備する特性、すなわちすぐれた高温硬さを保持することになり、この結果切削加工に際して、すぐれた耐摩耗性を満足に発揮するようになること。
【0008】
(d)したがって、上記工具基体と硬質被覆層の下部層との間に上記改質WC層を下地介在層として設け、さらにすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、一段とすぐれた高温強度を有する前記改質α型Al23層を硬質被覆層の上部層として、下部層の上記Ti化合物層と共に、前記工具基体の表面に蒸着形成してなる被覆サーメット工具は、前記改質WC層が工具基体と硬質被覆層との密着性を一段と強固なものにすると共に、前記工具基体の構成成分の前記硬質被覆層中への拡散侵入を阻止することと相俟って、特に切削抵抗の著しく高い上記の難削材の高速切削加工においても前記硬質被覆層にチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するようになること。
以上(a)〜(d)の研究結果を得たのである。
【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、工具基体の表面に、
(a)下部層が、TiC層、TiN層、TiCN層、TiCO層、およびTiCNO層のうちの1層または2層以上からなり、かつ3〜20μmの合計平均層厚を有するTi化合物層、
(b)上部層が、2〜20μmの平均層厚を有するα型Al23層、
以上(a)および(b)で構成された硬質被覆層を化学蒸着形成してなる、被覆サーメット工具において、
(1)上記工具基体と下部層の間に下地介在層として、0.1〜2μmの平均層厚を有する改質WC層、
を化学蒸着形成すると共に、
(2)上記上部層としてのα型Al23層を、同じく化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有すると共に、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である(0001)面および{10−10}面を選び出し、さらに、選び出した(0001)面および{10−10}面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面(結晶粒界面単位)における(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度を求めた場合に、前記(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の45%以上の割合を占める結晶粒界面配列を示す改質α型Al23層、
で構成してなる、特に難削材の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および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】
以下に、この発明の被覆サーメット工具の硬質被覆層の構成層に関し、上記の通りに数値限定した理由を説明する。
(a)改質WC層(下地介在層)
改質WC層は、上記の通り、工具基体および下部層のTi化合物層と強固に密着接合して、前記工具基体に対する硬質被覆層の密着性向上に寄与するほか、特に前記工具基体における活性度の高い結合相構成成分の硬質被覆層への拡散侵入を阻止して、前記硬質被覆層が本来具備するすぐれた高温硬さが損なわれないようにする作用を有するが、その平均層厚が0.1μm未満では、前記作用を十分に発揮させることができず、一方前記作用は2μmまでの平均層厚で十分であることから、その平均層厚を0.1〜2μmと定めた。
【0011】
(b)Ti化合物層(下部層)
Ti化合物層は、基本的には上部層である改質α型Al23層の下部層として存在し、自身の具備するすぐれた高温強度によって硬質被覆層の高温強度向上に寄与するほか、改質WC層および改質α型Al23層のいずれにも強固に密着し、よって硬質被覆層の工具基体に対する密着性向上にも寄与する作用を有するが、その合計平均層厚が3μm未満では、前記作用を十分に発揮させることができず、一方その合計平均層厚が20μmを越えると、特に高熱発生を伴なう難削材の高速切削では熱塑性変形を起し易くなり、これが偏摩耗の原因となることから、その合計平均層厚を3〜20μmと定めた。
【0012】
(c)改質α型Al23層(上部層)
上記の通り、結晶粒界面配列において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面(結晶粒界面単位)における(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の45%以上の割合を占める場合に、結晶粒界面強度が一段と向上するようになることは多くの試験結果に基づいて明らかになったものであり、したがって、それぞれの法線同士の交わる角度の上限を例えば16度とした場合や、それぞれの法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位の占める割合が45%未満の場合には所望のすぐれた結晶粒界面強度を確保することはできず、前記の条件を満足した場合に改質α型Al23層は、α型Al23自身のもつすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、すぐれた高温強度を具備するようになるものである。
また、その平均層厚が2μm未満では、上記の特性を硬質被覆層に十分に具備せしめることができず、一方、その平均層厚が20μmを越えると、特に難削材の高速切削加工ではチッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を2〜20μmと定めた。
【0013】
なお、切削工具の使用前後の識別を目的として、黄金色の色調を有するTiN層を、必要に応じて硬質被覆層の最表面層として蒸着形成してもよいが、この場合の平均層厚は0.1〜1μmでよく、これは0.1μm未満では、十分な識別効果が得られず、一方前記TiN層による前記識別効果は1μmまでの平均層厚で十分であるという理由からである。
【発明の効果】
【0014】
この発明の被覆サーメット工具は、硬質被覆層の上部層を構成する改質α型Al23層がα型Al23自身のもつすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、すぐれた高温強度を有し、さらに下地介在層としての改質WC層が工具基体と硬質被覆層の下部層との密着性向上に寄与すると共に、硬質被覆層形成時における工具基体の構成成分、特に結合相形成成分の硬質被覆層中への拡散侵入を防止し、もって前記硬質被覆層自身の本来具備する性質を保持する作用を発揮することから、下部層のTi化合物層のもつすぐれた高温強度と相俟って、特に切削抵抗の高い難削材の高速切削加工でも、硬質被覆層にチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を発揮し、使用寿命の一層の延命化を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
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。
【実施例】
【0016】
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、NbC粉末、Cr32粉末、TiN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、さらにワックスを加えてアセトン中で24時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、98MPaの圧力で所定形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を5Paの真空中、1370〜1470℃の範囲内の所定の温度に1時間保持の条件で真空焼結し、焼結後、切刃部にR:0.07mmのホーニング加工を施すことによりISO・CNMG120408に規定するスローアウエイチップ形状をもったWC基超硬合金製の工具基体A〜Fをそれぞれ製造した。
【0017】
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、98MPa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:1540℃に1時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にR:0.07mmのホーニング加工を施すことによりISO規格・CNMG120412のチップ形状をもったTiCN基サーメット製の工具基体a〜fを形成した。
【0018】
ついで、これらの工具基体A〜Fおよび工具基体a〜fのそれぞれを、通常の化学蒸着装置に装入し、
(a)まず、表3(表3中のl−TiCNは特開平6−8010号公報に記載される縦長成長結晶組織をもつTiCN層の形成条件を示すものであり、これ以外は通常の粒状結晶組織の形成条件を示すものである)に示される条件にて、表4に示される目標層厚の改質WC層およびTi化合物層を硬質被覆層の下地介在層および下部層として蒸着形成し、
(b)ついで、反応ガス組成:容量%で、AlCl3:6〜10%の範囲内の所定量、CO2:6%、HCl:4%、H2S:0.25〜0.6の範囲内の所定量%、H2:残り、
反応雰囲気温度:960℃、
反応雰囲気圧力:8kPa、
の条件で同じく表4に示される目標層厚で、同じく上部層として改質α型Al23層を蒸着形成することにより本発明被覆サーメット工具1〜13をそれぞれ製造した。
【0019】
また、比較の目的で、硬質被覆層の上部層である従来α型Al23層を、
反応ガス組成:容量%で、AlCl3:2〜4%の範囲内の所定量、CO2:6%、HCl:2%、H2S:0.05〜0.2%の範囲内の所定量、H2:残り、
反応雰囲気温度:1030℃、
反応雰囲気圧力:8kPa、
の条件で、表5に示される通りの目標層厚で形成し、かつ、下地介在層である改質WC層の形成を行なわない以外は同一の条件で、従来被覆サーメット工具1〜13をそれぞれ製造した。
【0020】
ついで、上記の本発明被覆サーメット工具1〜13および従来被覆サーメット工具1〜13の硬質被覆層の上部層を構成する改質α型Al23層および従来α型Al23層について、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、結晶粒界面配列を調査した。
すなわち、上記の本発明被覆サーメット工具1〜13の改質α型Al23層および従来被覆サーメット工具1〜13の従来α型Al23層について、それぞれの表面を研磨面とした状態で、電界放出型走査電子顕微鏡の鏡筒内にセットし、前記表面研磨面に70度の入射角度で15kVの加速電圧の電子線を1nAの照射電流で、それぞれの前記表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に照射して、電子後方散乱回折像装置を用い、30×50μmの領域を0.1μm/stepの間隔で、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である(0001)面および{10−10}面を選び出し、さらに、選び出した(0001)面および{10−10}面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面(結晶粒界面単位)における(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度を求め、前記(0001)面の法線同士および{10−10}面の法線同士の交わる角度が15度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位に占める割合(以下、交差角15度以下の結晶粒界面単位の割合という)を算出し、表4,5にそれぞれ示した。
【0021】
表4,5にそれぞれ示される通り、本発明被覆サーメット工具1〜13の改質α型Al23層は、いずれも交差角15度以下の結晶粒界面単位の割合が45%以上の結晶粒界面配列を示すのに対して、従来被覆サーメット工具1〜13の従来α型Al23層は、いずれも交差角15度以下の結晶粒界面単位の割合が25%以下の結晶粒界面配列を示すものであった。
【0022】
また、この結果得られた本発明被覆サーメット工具1〜13および従来被覆サーメット工具1〜13の硬質被覆層の構成層の厚さを、走査型電子顕微鏡を用いて測定(縦断面測定)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。
【0023】
つぎに、上記の本発明被覆サーメット工具1〜13および従来被覆サーメット工具1〜13各種の被覆サーメット工具について、いずれも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・SUS430の丸棒、
切削速度:275m/min.、
切り込み:2.5mm、
送り:0.1mm/rev.、
切削時間:10分、
の条件(切削条件Aという)でのステンレス鋼の乾式連続高速切削試験(通常の切削速度150m/min.)、
被削材:JIS・S15Cの長さ方向等間隔4本縦溝入り丸棒、
切削速度:310m/min.、
切り込み:2mm、
送り:0.2mm/rev.、
切削時間:10分、
の条件(切削条件Bという)での軟鋼の乾式断続高速切削試験(通常の切削速度は
200m/min.)、さらに、
被削材:JIS・SMn443の丸棒、
切削速度:300m/min.、
切り込み:2mm、
送り:0.1mm/rev.、
切削時間:10分、
の条件(切削条件Cという)での高マンガン鋼の乾式連続高速切削試験(通常の切削速度は180m/min.)を行い、いずれの切削試験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表6に示した。
【0024】
【表1】


【0025】
【表2】


【0026】
【表3】


【0027】
【表4】


【0028】
【表5】


【0029】
【表6】


【0030】
表4〜6に示される結果から、本発明被覆サーメット工具1〜13は、いずれも硬質被覆層の上部層である改質α型Al23層が交差角15度以下の結晶粒界面単位の割合が45%以上の結晶粒界面配列を示し、この結果前記改質α型Al23層はすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、すぐれた結晶粒界面強度、すなわちすぐれた高温強度を有するようになり、さらに下地介在層として設けた改質WC層が工具基体と硬質被覆層の下部層との密着性向上に寄与すると共に、工具基体の構成成分、特に結合相形成成分の硬質被覆層への拡散侵入を防止し、もって前記硬質被覆層自身の本来具備するすぐれた高温硬さが保持されることから、下部層のTi化合物層のもつすぐれた高温強度と相俟って、特に切削抵抗のきわめて高い難削材の高速切削でもチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対して、硬質被覆層の上部層である従来α型Al23層の結晶粒界面配列における交差角15度以下の結晶粒界面単位の割合は25%以下であり、この結果前記従来α型Al23層は十分満足する高温強度を具備しないものとなり、さらに工具基体における結合相形成成分の硬質被覆層への拡散侵入を満足に防止することができない従来被覆サーメット工具1〜13においては、いずれも難削材の高速切削加工で硬質被覆層にチッピングが発生し、比較的短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
【0031】
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高速切削加工は勿論のこと、特に自身が高い粘性を有し、かつ切削時の切削工具表面部の硬質被覆層に対する粘着性も高く、この結果切削抵抗のきわめて高いものとなる軟鋼やステンレス鋼、さらに高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工でも、チッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するものであるから、切削装置の高性能化並びに切削加工の省力化および省エネ化、さらに低コスト化に十分満足に対応できるものである。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】α型Al23層を構成する結晶粒の有する六方晶結晶格子と、前記α型Al23層の表面研磨面の関係を模式的に示した概略斜視図である。
【出願人】 【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
【出願日】 平成19年5月16日(2007.5.16)
【代理人】 【識別番号】100076679
【弁理士】
【氏名又は名称】富田 和夫

【識別番号】100094824
【弁理士】
【氏名又は名称】鴨井 久太郎

【識別番号】100139240
【弁理士】
【氏名又は名称】影山 秀一


【公開番号】 特開2008−882(P2008−882A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2007−129958(P2007−129958)