JP4841201B2 - Throwaway tip - Google Patents
Throwaway tip Download PDFInfo
- Publication number
- JP4841201B2 JP4841201B2 JP2005245051A JP2005245051A JP4841201B2 JP 4841201 B2 JP4841201 B2 JP 4841201B2 JP 2005245051 A JP2005245051 A JP 2005245051A JP 2005245051 A JP2005245051 A JP 2005245051A JP 4841201 B2 JP4841201 B2 JP 4841201B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cemented carbide
- binder phase
- carbide substrate
- concentration
- throw
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
本発明は、優れた耐欠損性および耐摩耗性を有する硬質被覆層を表面に被着形成したスローアウェイチップに関する。 The present invention relates to a throw-away tip in which a hard coating layer having excellent fracture resistance and wear resistance is formed on the surface.
従来より、金属の切削加工に広く用いられているスローアウェイチップは、超硬合金からなる基体の表面に硬質被覆層を単層または複数層被着形成したものが多用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, throw-away tips that are widely used for metal cutting work are often used in which a single layer or multiple layers of a hard coating layer are formed on the surface of a base made of cemented carbide.
かかるスローアウェイチップについて、例えば本出願人は特許文献1にて、強い衝撃がかかるような切削加工条件においてスローアウェイチップの拘束力を増すためには、ランドを中央面と同じ高さとしてランド面も拘束面となるように設計することが効果的であることを提案している。 With regard to such a throw-away tip, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260, the applicant of the present invention has a land surface having the same height as the center surface in order to increase the restraining force of the throw-away tip under cutting conditions where a strong impact is applied. It is proposed that it is effective to design it to be a constraining surface.
また、超硬合金基体に関して、特許文献2には、超硬合金基体中にZrやHfを添加せしめるとともにホーニング加工条件を制御することによって、基体表面のホーニング部において結合相濃度が高い、いわゆる脱β層(結合相富化層)が除去された脱β不存在領域を小さくする方法が記載されている。また、特許文献3には、予め成長抑止硬質層を形成してからホーニング加工を行なってホーニング部の脱β層が除去された状態とした後、これを熱処理することによってホーニング部に脱β層を復活させる方法が記載されている。さらに、特許文献4には、成形体段階でホーニング加工を行なった後に焼成することによって、焼結体に対してホーニング加工を施した場合のようにホーニング部にて脱β層が消失するという不具合を防止できることが記載されている。そして、これらの特許文献2〜4には、ホーニング部においても脱β層を存在せしめることによって、切刃であるホーニング部における耐欠損性を向上できて工具の耐欠損性を高められることが記載されている。また、いずれもホーニング部に続くランド面を含むすくい面、および逃げ面においては、均一な厚みの脱β層が形成されている。
In addition, regarding the cemented carbide substrate,
さらに、特許文献5では、刃先稜線部の内側にランド面とブレーカ溝とが形成されたスローアウェイチップにおいて、基体の表面部分に硬度が低く靭性が向上する脱β層を形成するとともにその脱β層の厚みをランド面よりもブレーカ溝で厚くなるように設定することによって、切削中の負荷によって欠損しやすいブレーカ溝における耐欠損性を高めるとともにランド面における耐塑性変形性を高めることができることが記載されている。この文献においても、ランド面および逃げ面における脱β層は同じ厚みとすることが記載されている。
しかしながら、特許文献1のようなランド面が設置面となる形状のスローアウェイチップにおいては、特許文献2〜5に記載されたようなランド面および逃げ面において所定厚みの脱β層が存在する構成とすると、切屑が延びてブレーカ溝に誘導される切削加工形態においてランド面で塑性変形が生じてこのランド面の高さが低くなってしまい、このランド面が着座面に配置されて設置面となる場合にはランド面での拘束力が弱くなり、切削時にびびり振動が発生して被削材の仕上面粗度が低下するという問題があった。また、切削中に発生する切屑はブレーカ溝に衝突して湾曲されるもののここで分断されることは少なく、湾曲された切屑が逃げ面に衝突して分断される形態が多いために、脱β層の厚みが全体的に薄くなると、スローアウェイチップの逃げ面において切屑が衝突して分断されるときに切屑の衝突する衝撃で欠損が発生しやすくなるという問題が発生する。特に、この現象は切屑が延びやすい鋼の切削時に顕著であった。
However, in a throw-away tip having a land surface as an installation surface as in
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、両面使いのスローアウェイチップにおいても強い拘束力が得られ、かつ逃げ面における耐欠損性にも優れたスローアウェイチップを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to provide a throw-away tip that can obtain a strong restraining force even in a double-sided throw-away tip and has excellent fracture resistance on the flank. It is to provide.
本発明では、上記課題に対し、ランド面の高さを中央面の高さと同じ高さとして、着座面に配置したときにはともに設置面になる構成とし、かつ切削中に切刃となるホーニング部に続くランド面では切削中に塑性変形させないように脱β層がないか、または脱β層が薄い構成とし、逃げ面では脱β層が厚い構成とする。これにより、両面使用可能なスローアウェイチップに対していずれのランド面でも強固な拘束力を持続でき、かつ逃げ面に切屑が衝突しても欠損することなく安定した切削性能を発揮することができる。 In the present invention, with respect to the above-mentioned problems, the height of the land surface is the same as the height of the central surface, and when it is disposed on the seating surface, it is configured to be an installation surface, and the honing portion that becomes the cutting edge during cutting is used. In the subsequent land surface, there is no de-β layer to prevent plastic deformation during cutting, or the de-β layer is thin, and the de-β layer is thick on the flank. This makes it possible to maintain a strong restraining force on any land surface against a throw-away tip that can be used on both sides, and to exhibit stable cutting performance without chipping even if chips collide with the flank. .
すなわち、本発明のスローアウェイチップは、略平板状であり、2つの主面が多角形状であってそれぞれすくい面および着座面として、かつ側面が逃げ面として使用されるとともに、前記主面のそれぞれと前記逃げ面との交差稜部分のコーナー部が切刃として使用され、前記主面の周縁部にランド面が、かつ該ランド面から内側にブレーカ溝を挟んで中央面が設けられている両面使用可能なスローアウェイチップであって、該スローアウェイチップは、一方の前記主面が前記着座面となるときこの主面側の前記中央面と前記ランド面とがともに設置面となるとともに、炭化タングステンと周期率表第4a、5aおよび6a族金属の立方晶炭化物とを鉄族金属の結合相で結合した超硬合金基体の表面に硬質被覆層が被着形成されており、前記超硬合金基体の内部における前記結合相の濃度Aよりも前記逃げ面での前記超硬合金基体の表面における前記結合相の濃度Bが高く(B>A)、かつ前記超硬合金基体の内部における前記結合相の濃度Aと前記逃げ面での前記超硬合金基体の表面における前記結合相の濃度Bとの比(B/A)が、前記超硬合金基体の内部における前記結合相の濃度Aと前記ランド面での前記超硬合金基体の表面における前記結合相の濃度Cとの比(C/A)よりも大きく、
さらに、前記ブレーカ溝は、前記中央面側の壁面が、前記中央面と角度αをなす1段目および角度β(ただし、β<α)をなす2段目からなる2段立ち上がり壁面からなるとともに、該ブレーカ溝での溝底部における結合相の濃度Dは、前記逃げ面での前記超硬合金基体の表面における結合相の濃度B、前記ランド面での超硬合金基体の表面における結合相の濃度Cに対して、B>D>Cであることを特徴とするものである。
That is, the throw-away tip of the present invention has a substantially flat plate shape, the two main surfaces are polygonal, and are used as a rake surface and a seating surface, respectively, and the side surfaces are used as flank surfaces. And the flank face is used as a cutting edge, a land surface is provided on the peripheral edge of the main surface, and a center surface is provided on the inside from the land surface with a breaker groove interposed therebetween. The throw-away tip can be used, and when the one main surface is the seating surface, the center surface and the land surface on the main surface side are both installation surfaces, and the carbonization tip is carbonized. A hard coating layer is formed on the surface of a cemented carbide substrate in which tungsten and cubic carbides of metals of the periodic tables 4a, 5a and 6a are bonded with a binding phase of an iron group metal. The concentration B of the binder phase on the surface of the cemented carbide substrate at the flank surface is higher than the concentration A of the binder phase inside the alloy substrate (B> A), and the inside of the cemented carbide substrate. The ratio (B / A) between the concentration A of the binder phase and the concentration B of the binder phase on the surface of the cemented carbide substrate at the flank surface is determined by the concentration A of the binder phase inside the cemented carbide substrate. wherein the ratio of the concentration C of the binder phase in the surface of the cemented carbide substrate in the land surface (C / a) much larger than the,
Further, the breaker groove has a wall surface on the center surface side formed of a two-step rising wall surface including a first step forming an angle α with the center surface and a second step forming an angle β (where β <α). The concentration D of the binder phase at the groove bottom in the breaker groove is defined as the concentration B of the binder phase at the surface of the cemented carbide substrate at the flank, and the binder phase at the surface of the cemented carbide substrate at the land surface. With respect to the density C, B>D> C.
ここで、前記超硬合金基体の内部における前記結合相の濃度Aに対する前記ランド面での前記超硬合金基体の表面における前記結合相の濃度Cの比(C/A)が0.95〜1.05の範囲内であること、すなわち、前記ランド面の表面においては結合相の濃度がばらつきの範囲内で超硬合金基体の内部と同じであり、結合相富化層が存在しないことが、ランド面における耐欠損性を維持しつつクレータ摩耗を低減できる点で望ましい。 Here, the ratio (C / A) of the concentration C of the binder phase on the surface of the cemented carbide substrate at the land surface to the concentration A of the binder phase inside the cemented carbide substrate is 0.95 to 1. .05, that is, the surface of the land surface has the same binder phase concentration as the inside of the cemented carbide substrate within the range of variation, and there is no binder phase enriched layer. This is desirable in that crater wear can be reduced while maintaining fracture resistance on the land surface.
さらに、前記逃げ面において、前記超硬合金基体の表面における前記結合相の濃度Bが前記超硬合金基体の内部における結合相の濃度Aよりも高い領域が、前記超硬合金基体の表面から10μm以上50μm以下の厚みで存在していることが、逃げ面における耐摩耗性と耐欠損性とを最適化できる点で望ましい。 Further, in the flank, a region where the binder phase concentration B on the surface of the cemented carbide substrate is higher than the binder phase concentration A inside the cemented carbide substrate is 10 μm from the surface of the cemented carbide substrate. The thickness of 50 μm or less is desirable in that the wear resistance and fracture resistance on the flank can be optimized.
なお、前記コーナー部の近傍のランド面の幅が他の部分におけるランド面の幅に比べて狭いことが、主に切刃として機能するコーナー部におけるランド面による切削抵抗を低減できるとともに、コーナー部以外の部分でスローアウェイチップの拘束力を高めることができる点で望ましい。 The width of the land surface in the vicinity of the corner portion is narrower than the width of the land surface in other portions, so that the cutting resistance due to the land surface in the corner portion that mainly functions as a cutting edge can be reduced, and the corner portion It is desirable in that the restraining force of the throw-away tip can be increased at other portions.
さらに、前記ブレーカ溝は、前記中央面側の壁面が、前記中央面と角度αをなす1段目および角度β(ただし、β<α)をなす2段目からなる2段立ち上がり壁面であることが、切屑が湾曲しやすく分断が容易になる点で望ましい。 Further, in the breaker groove, the wall surface on the central surface side is a two-stage rising wall surface composed of a first step forming an angle α with the central surface and a second step forming an angle β (where β <α). However, it is desirable in that the chips are easily bent and can be divided easily.
本発明における請求項1の構成によれば、着座面に配置されたランド面がチップの拘束力を高める役割を担う形状、すなわち、ランド面の高さが中央面の高さと同じ高さに設計されている。そして、超硬合金基体の表面における結合相の濃度を各部にて最適化する、すなわち逃げ面におけるB/Aをランド面における前記比率C/Aよりも大きくすることによって、切削中に切刃に続き切屑の通り道であるランド面が切削中に塑性変形することを抑制でき、このランド面が設置面となった際にも安定して高い拘束力が得られる。また、上記ブレーカ溝によって、切屑を効率よく分断できて切屑排出性を高めることができるが、逃げ面に切屑が衝突しても欠損することなく安定した切削性能を発揮することができる。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the shape of the land surface arranged on the seating surface plays a role of increasing the binding force of the chip, that is, the height of the land surface is designed to be the same as the height of the central surface. Has been. Then, by optimizing the concentration of the binder phase on the surface of the cemented carbide substrate at each part, that is, by making the B / A on the flank larger than the ratio C / A on the land surface, It is possible to suppress plastic deformation of the land surface, which is a passage of chips, during cutting, and a high restraining force can be stably obtained even when the land surface becomes an installation surface. Moreover, although the chip | tip can be divided efficiently and the chip | tip discharge | emission property can be improved with the said breaker groove | channel, even if a chip collides with a flank, stable cutting performance can be exhibited, without missing.
また、本発明における請求項2の構成によれば、ランド面における耐欠損性を維持しつつクレータ摩耗を低減でき、本発明における請求項3の構成によれば、逃げ面における耐摩耗性と耐欠損性とを最適化できる。さらに、本発明における請求項4の構成によれば、最も切刃として使われる頻度が高いコーナー部における切削抵抗を低減できるとともに、スローアウェイチップの強い拘束力を維持できる。さらには、本発明における請求項5の構成によれば、切屑の分断が容易になる。
According to the configuration of
本発明のスローアウェイチップについて、その一例についての概略断面図である図1、図1のX−X断面図である図2、図2のスローアウェイチップのY−Y断面、およびZ−Z断面での超硬合金基体における結合相の濃度分布(B/A、C/A)を示す図である図3をもとに説明する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of the throw-away tip of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 1, the Y-Y cross-section of the throw-away tip of FIG. The binder phase concentration distribution (B / A, C / A) in the cemented carbide substrate will be described with reference to FIG.
図1によれば、スローアウェイチップ(以下、単にチップともいう。)1は、略平板状であり、2つの主面が多角形状であってそれぞれすくい面2および着座面3として、かつ側面が逃げ面4として使用される両面使用可能なチップ1である。そして、前記主面、すなわちすくい面2と着座面3のそれぞれと逃げ面4との交差稜部分の少なくともコーナー部5が切刃として使用され、前記主面の周縁部にランド面6が、かつランド面6から内側にブレーカ溝7を挟んで中央面8が設けられている。さらに、スローアウェイチップ1の中央面8の中心にはねじ孔9が設けられている。
According to FIG. 1, a throw-away tip (hereinafter also simply referred to as a tip) 1 has a substantially flat plate shape, two main surfaces are polygonal, and are used as a
また、本発明のチップ1は、図2に示すように、炭化タングステンを鉄族金属の結合相で結合した超硬合金基体11の表面に硬質被覆層13が被着形成された構成からなる。そして、本発明のチップ1によれば、図3に示すように、一方の主面が着座面3となるときこの主面側の中央面8とランド面6とがともに設置面となるとともに、超硬合金基体11の内部における結合相の濃度Aよりも逃げ面4での超硬合金基体11の表面における結合相の濃度Bが高く(B>A)、かつ超硬合金基体11の内部における結合相の濃度Aと逃げ面4での超硬合金基体11の表面における結合相の濃度Bとの比(B/A)が、超硬合金基体11の内部における結合相の濃度Aとランド面6での超硬合金基体11の表面における結合相の濃度Cとの比(C/A)よりも大きいことが大きな特徴である。
Further, as shown in FIG. 2, the
これにより、ランド面6での耐摩耗性が高くなり、ランド面6の塑性変形を抑制することができる。また、逃げ面4の表面では結合相の濃度Bが高いことから、切削時に発生する切屑が逃げ面4に衝突して分断される際に逃げ面4が欠損することを抑制することができる。その結果、チップ1全体として、耐欠損性および安定した切削性能を発揮するのである。
Thereby, the wear resistance on the land surface 6 is increased, and plastic deformation of the land surface 6 can be suppressed. Moreover, since the density | concentration B of a binder phase is high in the surface of the
しかも、ランド面6と中央面8が同じ高さとなるように両頭研削加工によって形成すれば、すくい面2と逃げ面4との交差稜部分に形成されて、かつランド面6に続くホーニング部10に圧縮の残留応力を付与することができ、ホーニング部10は切刃として使用されることから切刃の耐欠損性も向上する。 ここで、超硬合金基体11の内部における結合相の濃度Aに対するランド面6での超硬合金基体11の表面における結合相の濃度Cの比(C/A)が0.95〜1.05の範囲内であること、換言すれば局部的なばらつきの範囲で超硬合金基体11の内部における結合相の濃度と同じであり、いわゆる結合相富化層12が存在せず、逃げ面4の表面には結合相富化層12が存在することが、ランド面6における耐摩耗性を高めてこのランド面6が設置面となったときにチップ1の拘束力を高めることができ、かつ逃げ面4において切屑の衝突に耐えうる耐欠損性を有する点で望ましい。
In addition, if the land surface 6 and the
なお、本発明における超硬合金基体11の内部での結合相の濃度Aは、超硬合金基体11の表面からの深さが1000〜1100μmの領域における結合相濃度の平均値を指す。さらに、超硬合金基体11の表面における結合相の濃度は、濃度測定のバラツキを排除するために、超硬合金基体11の表面における結合相の濃度が、超硬合金基体11の内部における結合相の濃度と比較して1.06倍以上である場合に結合相富化層12が存在すると判定する。そして、この結合相富化層12の厚みは、超硬合金基体の表面から結合相濃度が超硬合金基体11の内部と同じ値となる深さ位置までの厚みを指す。
In the present invention, the binder phase concentration A inside the cemented
また、上記結合相の濃度の比(B/C)は1.05〜1.3であること、特に望ましくは1.1〜1.2であることが、ランド面6の塑性変形を抑制でき、かつ、逃げ面4の耐欠損性を向上できる点で望ましい。
The binder phase concentration ratio (B / C) is 1.05 to 1.3, and particularly preferably 1.1 to 1.2, so that plastic deformation of the land surface 6 can be suppressed. And it is desirable at the point which can improve the fracture resistance of
さらに、図3に示すように、逃げ面4において、超硬合金基体11の表面における結合相の濃度Bが超硬合金基体11の内部における結合相の濃度Aよりも高い領域、いわゆる結合相富化層12が、超硬合金基体11の表面から10μm以上50μm以下の厚みtで存在していることが、逃げ面4における耐摩耗性と耐欠損性とを最適化できる点で望ましい。また、逃げ面4において、上記結合相の濃度の比(B/A)が1.1〜1.3であることが、逃げ面4における耐欠損性を高める点で望ましい。この結合相の濃度の比(B/A)の特に望ましい範囲は1.1〜1.2である。
Further, as shown in FIG. 3, in the
なお、超硬合金基体11は、炭化タングステンを主成分として、周期率表第4a、5aおよび6a族金属の立方晶炭化物、いわゆるβ層を含むとともに、鉄族金属、中でもコバルトにて結合したものである。ここで、超硬合金基体11の全体に対して、周期率表第4a、5aおよび6a族金属の立方晶炭化物の含有比率は総量で1〜15質量%であること、および鉄族金属の含有比率は5〜10質量%であることが、結合相富化層12の厚みを確実に制御できる点で望ましい。鉄族金属の含有比率の特に望ましい範囲は6〜9質量%である。
The cemented
また、硬質被覆層13としてTiCN層14を具備することが望ましい。特に、TiCN層14は超硬合金基体11の表面に対して垂直に伸びる筋状形状のTiCN粒子からなることが望ましい。
Moreover, it is desirable to provide the
さらに、図1および図2に示す例によれば、TiCN層14の上面にAl2O3層15を形成している。このAl2O3層15は、α型結晶構造からなることが、構造的に安定で高温になっても優れた耐摩耗性を維持できる点で望ましい。なお、Al2O3結晶の一部をα型結晶構造以外のκ型結晶構造として、すなわちAl2O3層15の結晶構造をα型結晶構造とκ型結晶構造との混晶としてAl2O3層15の付着力を調整することも可能である。
Further, according to the example shown in FIGS. 1 and 2, the Al 2 O 3 layer 15 is formed on the upper surface of the
さらに、Al2O3層15をα型結晶構造とする場合には、TiCxNyOz(x+y+z=1、0≦x≦1、0≦y≦1、0<z≦1、特にz≧0.1)からなる中間層(図示せず。)をTiCN層14とAl2O3層15との間に形成することが有効であり、これにより安定してα型結晶構造を成長させることができる。
Further, when the Al 2 O 3 layer 15 has an α-type crystal structure, TiC x N y O z (x + y + z = 1, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 <z ≦ 1, particularly z It is effective to form an intermediate layer (not shown) composed of ≧ 0.1) between the
また、図2によれば、超硬合金基体11の表面の直上に第1層として最下層TiN層17を形成している。これによって、超硬合金基体11の成分が硬質被覆層13内に拡散するのを抑制する効果、およびTiCN層14の粒子形状を容易に制御できる効果がある。さらに、図1および図2に示す例によれば、Al2O3層15の上に硬質被覆層13の最上層として最上層TiN層18を形成している。これによって、チップ1が金色を呈するため、チップ1を使用したときに最上層TiN層18が摩耗して使用済みかどうかの判別がつきやすく、また、摩耗の進行を容易に確認できるため望ましい。なお、最上層は最上層TiN層18に限定されるものではなく、摺動性を高めるためにDLC(ダイヤモンドライクカーボン)層やCrN層を形成する場合もある。
Further, according to FIG. 2, a
また、本発明によれば、図1(b)の要部拡大図に示すように、コーナー部5の近傍のコーナー部5に続くランド面6の幅w1が他の部分のランド面6の幅w2に比べて狭いことが、主に切刃として機能するコーナー部5における切削抵抗を低減できるとともに、コーナー部5以外のランド面6部分でチップ1の拘束力を高めることができる点で望ましい。
Further, according to the present invention, as shown in the enlarged view of the main part in FIG. 1B, the width w 1 of the land surface 6 following the
さらに、図2に示すように、ブレーカ溝7が、中央面8側の壁面が、溝底部から中央面8と角度αをなす1段目、および角度β(ただし、β<α)をなす2段目からなる2段立ち上がり壁面であることが、切屑の分断が容易になる点で重要である。このとき、ブレーカ溝7の溝底部における結合相の濃度Dは、逃げ面4の表面における結合相の濃度B、ランド面6の超硬合金基体2の表面における結合相の濃度Cに対して、B>D>Cであることが、ブレーカ溝7の底部での耐欠損性を高めるとともに、ブレーカ溝7が摩耗しにくく切削が進んでも切屑の流れが変わることなく一定に安定した切屑処理が可能である点で重要である。
Further, as shown in FIG. 2, the
(製造方法)
また、上述したスローアウェイチップ1を製造するには、まず、上述した超硬合金を焼成によって形成しうる金属炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物等の無機物粉末に、金属粉末、カーボン粉末等を適宜添加・混合し、プレス成形、鋳込成形、押出成形、冷間静水圧プレス成形等の公知の成形方法によって所定のチップ形状に成形した後、1000℃から焼成温度までの昇温速度を2〜5℃/分の速度で昇温して、真空中または非酸化性雰囲気中にて1400℃〜1500℃にて1〜1.5時間保持して焼成する。本発明では、上述した結合相富化層12を形成させるために、原料として窒化物や炭窒化物粉末を添加するか、もしくは窒素雰囲気中にて焼成する必要がある。これにより、基体11の表面に結合相の含有量が基体11の内部よりも多い所定厚みの結合相富化層12を具備する基体11が得られる。
(Production method)
In order to manufacture the above-described throw-
次に、この基体11のすくい面4の表面に存在する結合相富化層12を除去するように両主面について砥石を用いた両頭研削加工を施す。本発明によれば、この時、すくい面2の中央面8とともにランド面6も100μm以上研削されるように制御する必要がある。これによって、超硬合金基体11の中央面8およびランド面6の表面と、逃げ面4の表面とに存在する結合相含有量を異ならせることができ、各々で求められる性能が発揮できるようにすることができる。しかも、通常のスローアウェイチップにおいて切刃にブラシや弾性砥石を用いたホーニング加工が施されるのに対して、本発明においてはランド面6が中央面8と同じ両頭研削加工によって加工されるので、両頭研削加工中に切刃となるホーニング部10に圧縮の残留応力を付与することができて切刃の耐欠損性も向上する。なお、両頭研削加工によってランド面6に続く交差稜線部がホーニング加工された状態となる。このホーニング部10の形状、すなわち研磨量は、すくい面側の研磨量p1と逃げ面側の研磨量p2との比(p1/p2)が1.0〜1.5であることが、切削抵抗を低減してびびりを抑制できる点で望ましい。
Next, double-head grinding using a grindstone is performed on both main surfaces so as to remove the binder phase-enriched
なお、このとき、図4の研磨加工する前の超硬合金基体11の要部拡大断面図に示すように、研磨する前の焼結体形状を中央面8の各コーナー部5の近傍にランド面6の高さよりも高い凸部20を設けた形状として、研削後にそれぞれ凸部20が残らないようにこの面を研削することにより、すくい面2が平行に両頭研削できたかを確認することができ、ランド面6の全周の高さと中央面8の高さとを確実に同じ高さに制御することが可能である。しかも、この凸部20は超硬合金基体11を焼成するときに超硬合金基体11が焼成台板と接触して反応することを防止できるという効果がある。
At this time, as shown in the enlarged cross-sectional view of the main part of the cemented
また、上記研削工程によって、後述するTiCN層14を成膜する際に、中央面8、ランド面6、および逃げ面4側のTiCN粒子の結晶成長状態を制御することができる。
In addition, when the
そして、この超硬合金基体11の表面に化学気相蒸着法、または物理気相蒸着法によって硬質被覆層13を成膜する。例えば、まず、最下層TiN層17を成膜し、次に、TiCN層14、Al2O3層15、続いて、所望により最上層TiN層18を成膜する。さらに、所望により成膜後に硬質被覆層13の表面の少なくともランド面6を研磨加工することが、切屑の滑りがスムーズになる点で望ましい。
Then, the
平均粒径1.5μmの炭化タングステン(WC)粉末、平均粒径1.2μmの金属コバルト(Co)粉末および平均粒径2.0μmの表1に示す原料粉末を表1に示す比率で添加・混合して、プレス成形によりスローアウェイチップ形状(CNMG120408)に成形した。そして、脱バインダ処理を施し、さらに、1000℃以上を3℃/分の速度で昇温して、0.01Paの真空中、表1の条件で焼成し、表面に結合相富化層を有する超硬合金の焼結体を作製した。 Add tungsten carbide (WC) powder with an average particle size of 1.5 μm, metallic cobalt (Co) powder with an average particle size of 1.2 μm, and raw material powder shown in Table 1 with an average particle size of 2.0 μm in the ratio shown in Table 1. After mixing, it was formed into a throw-away tip shape (CNMG120408) by press molding. Then, a binder removal treatment is performed, and the temperature is increased at a rate of 1000 ° C. or higher at a rate of 3 ° C./minute, and is baked in a vacuum of 0.01 Pa under the conditions shown in Table 1. A sintered body of cemented carbide was prepared.
そして、この焼結体に対して、表1の条件で研削加工を施した後、CVD法により、TiN層:0.1μm−TiCN層:8μm−TiCNO層:0.1μm−Al2O3層:2μm−TiN層:0.5μmの層構成からなる硬質被覆層を形成し、すくい面側からホーニング研磨を行なって表1の形状のスローアウェイチップを作製した。なお、表1に記載したランド面の高さとは、すくい面の中央面とランド面との高さの差、すなわち、測定するランド面を着座面側に配置したときのこのランド面とホルダの載置面との距離である。 Then, after grinding this sintered body under the conditions shown in Table 1, by a CVD method, TiN layer: 0.1 μm-TiCN layer: 8 μm-TiCNO layer: 0.1 μm-Al 2 O 3 layer : 2 μm-TiN layer: A hard coating layer having a layer structure of 0.5 μm was formed, and honing polishing was performed from the rake face side to produce a throw-away tip having the shape shown in Table 1. The height of the land surface described in Table 1 is the difference in height between the center surface of the rake face and the land surface, that is, the land surface and the holder when the land surface to be measured is arranged on the seating surface side. It is the distance from the mounting surface.
得られたスローアウェイチップに対して、波長分散型X線マイクロアナライザー(EPMA)にて結合相の濃度分布をランド面、ブレーカ溝、逃げ面の超硬合金基体の表面近傍において測定し、超硬合金基体の表面における結合相の濃度、および結合相富化層の厚みを求めて表2に表記した。 The obtained throwaway tip was measured with a wavelength dispersive X-ray microanalyzer (EPMA) to measure the concentration distribution of the binder phase in the vicinity of the surface of the cemented carbide substrate on the land surface, breaker groove, and flank surface. The concentration of the binder phase on the surface of the alloy substrate and the thickness of the binder phase-enriched layer were determined and shown in Table 2.
そして、このスローアウェイチップを用いて一旦下記条件で加工を行なった後、使用済みコーナー部を着座面に配置した状態で同じく下記条件により切削試験を行ない、切削性能を評価した。結果は表2に示した。 And after processing with the following conditions once using this throw away tip, the cutting test was similarly performed with the following conditions in the state which has arrange | positioned the used corner part on the seating surface, and the cutting performance was evaluated. The results are shown in Table 2.
(摩耗試験)
被削材 :クロムモリブデン鋼(SCM435)
工具形状:CNMG120408
切削速度:300m/分
送り速度:0.3mm/rev
切り込み:2mm
その他 :水溶性切削液使用
評価項目:チップ寿命に至るまでの加工数
Work material: Chromium molybdenum steel (SCM435)
Tool shape: CNMG120408
Cutting speed: 300 m / min Feeding speed: 0.3 mm / rev
Cutting depth: 2mm
Others: Use of water-soluble cutting fluid Evaluation item: Number of machining until the end of the chip life
表1、2に示す結果より、本発明の範囲内である試料No.1〜6では、びびりの発生も小さく、逃げ面での欠損も少ないものであった。 From the results shown in Tables 1 and 2, sample Nos. Within the scope of the present invention. In Nos. 1 to 6, chattering was small and defects on the flank surface were small.
これに対して、ランド面が中央面よりも低い高さに設計された試料No.7でも、着座面に配置された使用済みコーナーのランド面においてクレータ摩耗が進行しており、チップの拘束力が弱く、切削中にびびり振動が発生した。さらに、超硬合金基体の表面に結合相富化層が形成されない試料No.8では、逃げ面において初期に欠損した。さらに、超硬合金基体の全面を研削した試料No.9でも、逃げ面においてチッピングが多く発生した。 On the other hand, the sample No. 1 whose land surface was designed to be lower than the center surface was used. Even in No. 7, crater wear progressed on the land surface of the used corner arranged on the seating surface, the binding force of the tip was weak, and chatter vibration occurred during cutting. Further, Sample No. in which a binder phase enriched layer is not formed on the surface of the cemented carbide substrate. In 8, it was missing early on the flank. Further, the sample No. 1 was obtained by grinding the entire surface of the cemented carbide substrate. 9 also caused a lot of chipping on the flank.
1 スローアウェイチップ
2 すくい面
3 着座面
4 逃げ面
5 コーナー部
6 ランド面
7 ブレーカ溝
8 中央面
9 ねじ孔
10 ホーニング部
11 超硬合金基体
12 結合相富化層
13 硬質被覆層
14 TiCN層
15 Al2O3層
17 最下層TiN層
18 最上層TiN層
20 凸部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
さらに、前記ブレーカ溝は、前記中央面側の壁面が、前記中央面と角度αをなす1段目および角度β(ただし、β<α)をなす2段目からなる2段立ち上がり壁面からなるとともに、該ブレーカ溝での溝底部における結合相の濃度Dは、前記逃げ面での前記超硬合金基体の表面における結合相の濃度B、前記ランド面での超硬合金基体の表面における結合相の濃度Cに対して、B>D>Cであることを特徴とするスローアウェイチップ。 The two main surfaces are polygonal, and are used as a rake surface and a seating surface, and the side surfaces are used as flank surfaces, and each of the main surfaces and the flank surface A corner portion is used as a cutting edge, a land surface is provided at a peripheral portion of the main surface, and a center surface is provided with a breaker groove inward from the land surface, and the two main surfaces are sequentially used as a seating surface. A throw-away tip that can be used on both sides, and the throw-away tip has an installation surface in which both the central surface and the land surface on the principal surface side when the one principal surface becomes the seating surface. And a hard coating layer is deposited on the surface of the cemented carbide substrate in which tungsten carbide and cubic carbides of the periodic table groups 4a, 5a, and 6a are bonded with an iron group metal binder phase, Above The concentration B of the binder phase on the surface of the cemented carbide substrate at the flank surface is higher than the concentration A of the binder phase inside the hard alloy substrate (B> A), and the inside of the cemented carbide substrate. The ratio (B / A) of the binder phase concentration A to the binder phase concentration B on the surface of the cemented carbide substrate at the flank is the concentration A of the binder phase inside the cemented carbide substrate. wherein the ratio of the concentration C of the binder phase in the surface of the cemented carbide substrate in the land surface (C / a) much larger than the a,
Further, the breaker groove has a wall surface on the center surface side formed of a two-step rising wall surface including a first step forming an angle α with the center surface and a second step forming an angle β (where β <α). The concentration D of the binder phase at the groove bottom in the breaker groove is defined as the concentration B of the binder phase at the surface of the cemented carbide substrate at the flank, and the binder phase at the surface of the cemented carbide substrate at the land surface. A throw-away chip , wherein B>D> C with respect to concentration C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005245051A JP4841201B2 (en) | 2005-08-25 | 2005-08-25 | Throwaway tip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005245051A JP4841201B2 (en) | 2005-08-25 | 2005-08-25 | Throwaway tip |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007054923A JP2007054923A (en) | 2007-03-08 |
| JP4841201B2 true JP4841201B2 (en) | 2011-12-21 |
Family
ID=37918840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005245051A Expired - Fee Related JP4841201B2 (en) | 2005-08-25 | 2005-08-25 | Throwaway tip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4841201B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4985795B2 (en) * | 2010-01-29 | 2012-07-25 | サンケン電気株式会社 | Solar power generation apparatus and solar power generation system |
| JP5574277B2 (en) * | 2010-10-29 | 2014-08-20 | 三菱マテリアル株式会社 | Cutting tool made of surface-coated cubic boron nitride-based ultra-high pressure sintered material with excellent peeling resistance |
| JP6169913B2 (en) * | 2013-07-26 | 2017-07-26 | 京セラ株式会社 | Cutting tools |
| JP6889128B2 (en) * | 2018-03-20 | 2021-06-18 | 京セラ株式会社 | Tools and cutting tools equipped with them |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2947022B2 (en) * | 1993-10-14 | 1999-09-13 | 住友電気工業株式会社 | Coated cemented carbide |
| JPH0839306A (en) * | 1994-07-29 | 1996-02-13 | Mitsubishi Materials Corp | Throw-away tip |
| JPH11197911A (en) * | 1998-01-19 | 1999-07-27 | Mitsubishi Materials Corp | Indexable tip |
| JP3984030B2 (en) * | 2001-11-13 | 2007-09-26 | 住友電工ハードメタル株式会社 | Coated cemented carbide tool |
| JP4139171B2 (en) * | 2002-09-11 | 2008-08-27 | 京セラ株式会社 | Throwaway tip |
-
2005
- 2005-08-25 JP JP2005245051A patent/JP4841201B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007054923A (en) | 2007-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101080295B (en) | Coated cutting tool | |
| JP4680932B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| JP4739236B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| JPWO2012063515A1 (en) | Surface coated cutting tool | |
| CN111093873B (en) | Cutting tool and method of making the same | |
| JP2015142959A (en) | Thick thermal barrier coating for super-abrasive tool | |
| JP7105299B2 (en) | Coated tool and cutting tool with the same | |
| EP1736307A1 (en) | Surface coating member and cutting tool | |
| KR20140015132A (en) | Surface coated cutting tool with excellent chip resistance | |
| JP2020006487A (en) | Surface cutting tool of which hard coating layer exhibits excellent chipping resistance | |
| KR20190039749A (en) | Surface-coated cutting tool with excellent adhesion and peeling properties | |
| KR20130019378A (en) | Surface-coated cutting tool | |
| JP4854359B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| JP4942326B2 (en) | Surface covering member and cutting tool using surface covering member | |
| JP4841201B2 (en) | Throwaway tip | |
| US7435486B2 (en) | Insert for metal cutting | |
| JP2007229821A (en) | Surface coated cutting tool | |
| JP2019155570A (en) | Surface-coated cutting tool having hard coating layer exerting excellent oxidation resistance and deposition resistance | |
| JP7092866B2 (en) | Inserts and cutting tools equipped with them | |
| JPH0673560A (en) | Coated cemented carbide member and method for manufacturing the same | |
| JP5569740B2 (en) | Surface coated cutting tool with excellent chipping resistance | |
| JP4663248B2 (en) | Surface coated cutting tool | |
| CN114173967A (en) | Cover tool and cutting tool provided with same | |
| JP4721644B2 (en) | Milling tool and inspection method thereof | |
| JP4284153B2 (en) | Cutting method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080717 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110425 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110706 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110906 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111004 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4841201 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141014 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |