JPH0341429B2 - - Google Patents

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JPH0341429B2
JPH0341429B2 JP1001683A JP1001683A JPH0341429B2 JP H0341429 B2 JPH0341429 B2 JP H0341429B2 JP 1001683 A JP1001683 A JP 1001683A JP 1001683 A JP1001683 A JP 1001683A JP H0341429 B2 JPH0341429 B2 JP H0341429B2
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides

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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳现な説明】
本発明は超硬合金の基䜓にセラミツク酞化物、
奜たしくは酞化物アルミニりムによる薄く、平坊
で䞔぀極端に倧きな耐摩耗性のある衚面局を有す
る被芆硬質物品ずその補造方法に関する。この超
硬合金Cemenbd Carbideの基䜓は未被芆の
たたでもよいし、又以䞋に述べる工皋の盎前の工
皋で或いは他の工皋で適宜の被芆を斜こされおも
よい。 加圧され焌結された超硬合金䜓、䟋えばチツプ
圢成加工甚のむンサヌト怍刃など、はその耐
摩耗性が硬質衚面局によ぀お著しく増倧されるこ
ずが知られおいる。特に、金属炭化物、金属窒化
物或いは金属酞化物の被芆コヌテングが薄い
局ずしお䟋えば0.1〜20ÎŒm厚超硬合金の芯
コア又は基䜓に斜こされおいた。曎には、或
る堎合には、又はそれ以䞊の積ね合せた盞異な
る局から成る薄い被芆、䟋えばセラミツク倖局の
䞋に䞭間局ずしお金属炭化物又は窒化物の被芆を
甚いるこずにより、効果は䞀段ず高たるこずも知
られおいる。酞化アルミニりムAl2O3ず酞化
ゞルコニりムZrO2はこの皮の衚面局の奜䟋
である。衚面被芆を斜こす代衚的な方法はCVD
法、即ち「化孊蒞着」であり、この方法では被芆
が気䜓反応芁玠どうしの反応によ぀お熱基䜓、即
ち加熱されおいる基䜓䞊に付着生成される。セラ
ミツク酞化物被芆の生成のために、これたでに採
甚されおいる最も䞀般的な化孊蒞着システムは金
属ハロゲン化物の加氎分解を利甚しお特定のセラ
ミツク酞化物を生成する。この堎合の金属ハロゲ
ン化物は盎接蒞発気化させお埗たもの或いは特定
の金属ずハロゲン又はハロゲン化氎玠ずの間の反
応によ぀お生成させたものでもよい。加氎分解反
応は氎氎蒞気を甚いお行われるが、この氎蒞気は
盎接蒞発させお埗たものも氎玠ず二酞化炭玠又は
酞玠ずの間で反応させるこずによ぀お埗たもので
もよい。酞化アルミニりム被芆の生成のためには
塩化アルミニりムを加氎分解させる。 酞化アルミニりム被芆の生成は、なかでも、基
䜓及び或いは気盞からの皮スピヌシスの拡
散に䟝存しおいる。皮々の拡散、栞生成、被芆生
成を支配する成長メカニズムの間の関係は非垞に
臚界性が高く、所望の方向に制埡するのがしばし
ば困難ずなる。埓぀お、被芆を被芆䜓に均䞀に分
垃させようずする堎合、公知の方法を甚いお酞化
アルミニりムの比范的厚い被芆を生成するこずは
極端に難しくなる。この皮の被芆を生成するため
に公知方法䟋えば、ス゚ヌデン特蚱第357984
号、米囜特蚱第3736107号、米囜特蚱第3836392号
及びス゚ヌデン特蚱第406090号を参照の䜿甚を
望むならば、被芆条件の倧巟な倉曎修正を必芁ず
する。しかしながら、このような倉曎は、この方
法においお条件を苛酷にし、これが基䜓にず぀お
有害にな぀たり、或いは生産胜力を著しく䜎䞋さ
せる。 本発明は、セラミツク酞化物、奜たしくは酞化
アルミニりム、の被芆を、基䜓の囲りに均䞀な局
厚でしかもなかでも切削加工に有利な範囲の厚さ
で以぀お、有する超硬合金䜓を補造するこずを可
胜にする。本発明に係る被芆は既に被芆されおい
る超硬合金基䜓にも未被芆の超硬合金基䜓䟋え
ば、結合剀金属バむンダメタルに加え少くず
も皮の炭化物を含む基䜓ず同様に斜こすこず
ができる。 又この被芆は皮々の倚重コヌテむングにおける
衚面局或いは䞭間局を圢成するこずができる。こ
の被芆は単䞀局又はそれ以䞊の倚重局の圢匏で以
぀お、耐摩耗性の炭化物、窒化物、炭窒化物酞
化物、ホり化物或いはこれらの化合物の組合せ物
及び或いは混合物から成る䞭間局の䞊に付着さ
せるこずにおいお有益ずなり埗る。本発明は曎
に、セラミツク䜓䞊に被芆を付着させるこずにお
いおも有益である。 䞊述の炭化物、窒化物、酞化物及びホり化物䞊
びにこれらの組合せ物は元玠TiZrHf
NbTaCrMoSi及び、適甚できるな
らば、の䞭の皮又は数皮の元玠のものであり
埗る。 チタンの炭化物、窒化物及び或いは炭窒化物
の局が䞭間局ずしお殊に適しおいる。 酞化アルミニりム被芆を基䜓に付着させるず
き、アルミニりムの又はそれ以䞊のハロゲン化
物から成り、そしお高枩床に加熱されおいる気䜓
が基䜓ず接觊させられる。未公告のス゚ヌデン特
蚱出願第8005413−号から、酞化アルミニりム
の薄く平坊な被芆ずこの被芆局の成長速床の倧い
なる増倧ずが制埡された量のむオり、セレ
ンSe及び或いはテルルTeを付着過皋
で基䜓に䟛絊するこずによ぀お埗られるこずが知
られおいる。 今や、党く驚くべきこずに、付着過皋で基䜓に
䟛絊されたリン、ヒ玠As、アンチモン
Sb及び或いはビスマスBiが同様の効果
を有するこずが発芋された。 本発明の栌別の特城は、制埡された量のリン、
ヒ玠、アンチモン及び或いはビスマスを被芆の
付着過皋で基䜓に䟛絊するこずである。このドヌ
パント埮量添加物は奜たしくはリンであり、
埓぀お本発明の方法は、リンを参照しおそうで
ない堎合には特に明瀺蚘述されるが、ヒ玠、ア
ンチモン、ビスマス及びこれらドヌパントの皮々
の混合物に等しく適甚できるこずは勿論のこずで
ある。ドヌパントを䟛絊するに適した圢態は䞊述
の元玠を含む分子の気䜓である。本発明によれ
ば、リン及び或いは盞圓する元玠を化合物の圢
態で以぀お被芆工皋に抂しお導入される。しかし
ながら、本発明によ぀お埗られる効果を実珟する
ためには、リンの䟛絊のために甚いる化合物が充
分な玔床でなければならないだけでなく、被芆工
皋自䜓に或いはこの工皋によ぀お埗られた生成物
に有害ずなる元玠を含んでいないこずが重芁であ
る。被芆工皋に参入するリン含有芁玠皮又は
耇皮の芁玠は、それ故に工皋に有害な倖来物元
玠を含たない、斯かる組成物であるべきである。
CVD技術分野で知られおいるように、ケむ玠は
有害ず考えられおいる元玠である。本発明の方法
の率盎な態様に障害ずなる元玠や化合物も回避さ
れるべきである。これらの芁求を満し䞔぀本発明
方法で䜿甚する混合気䜓ぞの现心に制埡された最
適な導入が蚱容される化合物の䟋は塩化リン
PCl3である。リン化氎玠PH3も䜿甚でき
る。 リンヒ玠、アンチモン、ビスマス又はこれら
の混合物が本発明に係る被芆工皋に導入される
ず、酞化アルミニりム被芆の成長速床は、酞化ア
ルミニりムを被芆基䜓の呚囲に均䞀な局厚で被芆
するこずの芁求に合臎する態様で以぀お、驚異的
に倧きく増加する。本発明によ぀お埗られた被芆
コヌテングは、党く驚異的にも類䌌の工皋で
はあるが本発明を特城付けおいる方法を甚いない
工皋によ぀お埗られる生成物の性胜を明らかに超
越した技術的に関心の深い応甚分野における性胜
を被芆基䜓に付䞎する機械的、物理的及び化孊的
性質を有しおいる。他方、本発明の工皋が、被芆
厚ず厚分垃に関しお、最終補品が公知の工皋から
埗られた補品ず実質的に同じになるように調敎さ
れたならば、前者の補品は驚異的にも埌者の補品
の性胜に決しお劣らない性胜を有するこずにな
る。 本発明のこのような予期しなか぀た効果は技術
的に重芁な切削・摩耗の分野においおずりわけ実
に容易に認められる。基䜓の端瞁ずコヌナヌにお
ける過倧な被芆厚さが䞍利益ずなる党おのケヌス
に察しお、本発明の方法工皋によ぀お埗られた補
品を䜿甚するず、著しく向䞊した性胜を発揮す
る。本発明がこのような酞化アルミニりム被芆の
成長メカニズムの劇的な倉曎をもたらす理由の説
明は理論的に耇雑なもので、珟圚では党くも぀お
明瞭でない。これは、本発明による工皋に起因す
る効果が觊媒ず衚面觊媒毒ずに䟝存する化孊プロ
セスから予期されるものに顕著に類䌌しおいるこ
ずは蚀える。 被芆の生成速床の増倧に加えお付着速床増倧
は、増倧した速床がそだけ基䜓ず被芆を高枩床で
凊理するための期間を枛じるこずから被芆品質の
ために盎接に有益ずなる。これは、高枩床ぞの露
出する期間が長いこずの結果ずしお起きるかもし
れない、被芆基䜓及びこれらの䞭間域倫々の構造
ず組成における有害な倉化をもたらす可胜性を枛
じる。䞊蚘したように本発明による酞化アルミニ
りム被芆を生成する基本的方法は、CVD法ずリ
ンの添加の組合せに䟝るものである。この方法は
硬質材料必芁な堎合は結合剀金属ず共にを必
須的に含んで成る基䜓䞊びに又は以䞊の被芆
コヌテむングを既に有しおいる基䜓に適甚され
る。必芁ならば、超硬合金基䜓が所謂ガンマ盞に
富んでいる衚面領域を持぀おもよい。このこず
は、本発明により埗られた酞化アルミニりム被芆
に別の被芆局を远加した堎合にも同様にあおはた
る。本発明に係るCVD法はそれによ぀お埗られ
た被芆局ずは異なる被芆局の付着のための工皋か
ら独立した工皋で以぀お実斜するこずができる
が、これらの工皋は各付着工皋のために充分に特
定された衚面が甚意されるように、奜たしくは同
じ装眮においお順次実斜されるべきである。䟛絊
ガス総量の玄0.5から玄90の䜓積のメタンを
Al2O3被芆工皋のためのガスに添加しお、Al2O3
の少くずも実質的郚分、倚くの堎合少くずも玄85
の郚分、がカツパヌKappa盞であるよう
にするのがよい。このメタンは、米囜特蚱第
4180400号に開瀺されおいるドヌパンず同様に䜜
甚し、そしおこれはリンのドヌパントず共に、或
いはカツパヌ盞が望たしくそしお平坊でない
Al2O3局が臚界的でない事䟋においおのみ、添加
するのがよい。 酞化アルミニりム被芆は代衚的には0.1〜
20ÎŒm、奜たしくは0.3〜9ÎŒmである。䞭間局或い
は酞化アルミニりムの䞊や䞋に付着させお酞化ア
ルミニりム局に隣接させるべく考慮しおいる被芆
局の局厚は通垞0.1〜20ÎŒmの範囲にあり、これら
の局は同じオヌダヌの厚さである。 耐摩耗性の炭化物、窒化物、炭窒化物及びホり
化物同様にこれらの組合せから成る䞭間局被芆を
斜こした堎合にあ぀おは、酞化アルミニりム被芆
の局厚は通垞0.1〜5ÎŒmである。 リンをより倚量に添加するず、䟋えば玄0.05〜
䜓積のPCl3を加えるず、耇数の䞭間局がセ
ラミツク倖局䟋えばAl2O3の䞋に及び或い
はその䞭に埗られる。これらの䞭間局はリンず基
䜓から拡散しお来た金属、䟋えば基䜓のバむンダ
盞を含んでいる。このような䞭間局はCo2Pから
成り埗る。この局厚は玄0.1〜3ÎŒmである。リン
は超硬合金基䜓に時おり拡散するこずがある。 又、リンを添加したずき、前述の倖局領域は基
䜓のバむンダ盞から拡散した金属、䟋えばCo、
に富んだ状態になり埗る。 本発明による超硬合金䜓ずセラミツク䜓を生成
するのに甚いる本発明の方法は䞋蚘の実斜䟋〜
ず添附の図面を参照しお説明される。 第図に瀺す装眮は、ガス源、䟋えば氎玠、メ
タン及び或いは窒玠を䟛絊するガスボンベ
を含んで成る。導管によ぀お各ガス源が
導管に通じおいる。この導管を通じお、混合
ガスが容噚に送られる。この容噚では、金属
ハロゲン化物、䟋えばTiCl4が加熱され、ここで
その充分な蒞気が発生する。これらの混合気䜓は
次に共通の導管を通じお反応噚に䟛絊され
る。この混合気䜓は導管の前にサヌモスタツト
で制埡される熱亀換噚を通過するが、その際
混合気䜓䞭の所定量のTiCl4がサヌモスタツド
によ぀お正しい氎準レベルに保たれるように
制埡される。被芆されるべき基䜓は反応噚に
容れおあり、反応噚は炉によ぀お加熱され
る。ガスは匁ずコヌルドトラツプを具備した導管
を介しお反応噚から吞い出される。これは排
気管を備えた真空ポンプによ぀お導管
を通じお排出される。 第図に抂略的に瀺す装眮はアルミニりムの塩
玠凊理のための第図のものずは別の反応噚
の䜿甚を瀺しおいる。このAlは、䟋えば粒子又
はチツプの圢態にしおある。この塩玠凊理を
行うためにガス源からの氎玠を導管
を通じお塩玠又は塩酞ず混合する。塩酞は䟛絊源
から来る。この混合物は次に導管を通じ
お塩玠凊理反応噚に導入される。塩玠凊理反
応噚からの混合気䜓は次に氎玠ず混合され、
䞔぀倫々の䟛絊源から来る䞀酞化炭玠
二酞化炭玠ず混合される。この混合気䜓は次に匁
を具備した導管を通じお付着反応噚に送
られる。ガスを玔化するシステムの図瀺は省略
されおいる。 酞化アルミニりムの付着はハロゲン化アルミニ
りム、即ち奜たしくは氎蒞気酞玠を甚いた塩
化物AlCl3、の加氎分解工皋によ぀お実行さ
れる。 䞊述したように、ハロゲン化アルミニりムは固
䜓又は液盞の蒞発によ぀おか或いは金属アルミニ
りムの塩玠ガス又は塩化氎玠ガスずの反応に
より気盞状態で生成される。氎蒞気は氎の蒞発に
よるか或いは奜たしくは氎玠の二酞化炭玠ずの反
応により液盞に加えられる。リンは奜たしくはリ
ン或いはリン化合物を含むガス或いはガス混合䜓
を加えるこずにより、ガス盞に添加される。
奜たしくは、この添加は塩化リンPCl3の圢
匏で以぀お党工皋或いはその工皋の郚に導入さ
れる。このリン又はリン化合物は同じ反応噚で生
成しおもよい。反応物は被芆されるべき基䜓が装
眮されおいる反応噚に䟛絊される。 この基䜓矀は誘導加熱により盎接に或いは、䟋
えば抵抗加熱噚によりプレヌト又は反応噚そ
れ自䜓を加熱するこずにより間接的に加熱され
る。付着枩床は700℃〜1200℃の範囲にするこず
ができるが950゜〜1150゜が奜たしい。 反応物の混合ガス䞭の塩化アルミニりムの濃床
は奜たしくは氎蒞気に関しお化孊量論の量を超え
るのがよい。リン、ヒ玠、アンチモン或いはビス
マス含有ガスを反応噚に導入される総ガス䜓積に
察しお、ガス分子のSbBiの気圧圓りの
0.003〜䜓積、奜たしくは0.02〜0.3䜓積で
あるべきである。 二酞化炭玠の濃床を泚意深くモニタヌするの
が、これ又重芁である。䞊蚘奜たしいリン含有ガ
ス量は、1000℃の枩床ず6kPaにおいお反応噚に
入るガスの二酞化炭玠ず塩化アルミニりムの略化
孊量論比率の堎合である。ガス盞の党圧は0.1〜
100kPaの範囲でよいが、奜たしくは〜30kPa
の範囲であるべきである。 リンの存圚を、被芆コヌテング䞭に或いは䞭間
局を含む基䜓の隣接郚分においお、怜出するこず
はマむクロプロヌブ分析により倚くの堎合、容易
である。 も぀ず耇雑な分析方法、䟋えばむオンマむクロ
プロヌブ、陜子誘導−線スペクトロスコピむ或
いは掘削錐分析Auger analysisを甚いお、
リンの極少量も又リンの存圚に起因する効果も怜
知するこずができる。優れた性胜は、被芆及び
或いは基䜓衚面が少量、䟋えばリン、ヒ玠、アン
チモン又はビスマスの0.1重量を越える量を含
んでいるずきに、確認された。これら元玠はその
倧きな量の存圚が必芁でなく、そしお量が倚いず
ある適甚䟋における被芆された物品、䟋えば耐摩
耗性の切削むンサヌト怍刃等の䜿甚に悪圱響
を及がし埗るこずは理解されるであろう。 次に、幟぀かの実斜䟋を、本発明による酞化ア
ルミニりム被芆を生成するのに䜿甚し埗る皮々の
条件を明瀺するために、以䞋に蚘述する。この条
件によ぀お被芆された物品を甚いた詊隓結果も、
䜵せお蚘述する。 最埌に、本発明の範囲内で、酞化アルミニりム
以倖のセラミツク酞化物や䞊述したものず類䌌の
やり方でガス盞から生成され埗る固溶䜓等のセラ
ミツク酞化物を含む他の耐摩耗性化合物から成る
被芆コヌテングも芋い出し埗るこずを匷調し
おおくも䟡倀がある。リンの最適添加による向䞊
した性胜は、これらの堎合においおも同様に確認
された。 次に本発明をその説明甚ずしお配慮した次の実
斜䟋ずの関連においお曎に説明する。しかしなが
ら、本発明がこれら実斜䟋の特定の詳现に限定さ
れないこずは理解されお然るべきである。 䟋  詊隓品(a) TiC䞭間局の被芆を䞻芁個所が「むンコネル」
合金で補䜜された反応噚で実斜した。 この反応噚で、3000個の焌結超硬合金むンサヌ
ト怍刃を1020℃に加熱した。被芆すべきむン
サヌトはWC86重量比、立方晶炭化物
TiCTaCNbC、及びCo残䜙のを含
んでいた。 むンサヌトは呚囲ガスずの良奜な接觊を䞎える
ネツトに蚭眮された。のCH4、のTiCl4
及び92のH2䜓積を含む混合䜓から成るガ
スを正垞の方法で生成し、これを単䞀導管の反応
噚に導入した。この反応噚の圧力は真空ポンプに
よ぀お反応噚からガスを吞出するこずにより
7kPaに維持された。このポンプはこれの前方に
䜍眮する液䜓窒玠を持぀たクヌリングトラツプに
よ぀お腐蝕性反応生成物䟋えばHClから保護
された。このようにしお、反応䞭は秒の線
圢ガス流速が埗られた。 䞊蚘の凊理は時間行われた。 凊理の結果ずしお、玄4ÎŒm厚の埮现粒状の緊密
なTiC局が埗られた。砕けやすい、もろいη盞の
量は、脱炭玠化により非垞に小さい。 3000個のむンサヌトは䞊述のず同じ装眮で凊理
された。䟛絊ガスは91のH2、のCO2、
のHCl、のAlcl3、0.07のPCl3を含有し
おいた。 基䜓の枩床は1030℃で、7kPaの圧力であ぀た。
3m秒の線圢ガス流速を甚いた。時間の被芆
凊理時間の埌、1ÎŒm厚のAl2O3局がTiC被芆硬質
金属むンサヌト䞊に生成された。Al2O3局ずTiC
局ずの結合は良奜であり、境界局、超硬合金−
TiC局に殆んどもろいη盞は生成されおいなか぀
た。 Al2O3局の䞋及び或いは䞭に少量のCo2Pが光
孊的に及び線回析により怜知された。PCl3の
量が僅か玄0.035䜓積にたで枛じおいるこずは、
それ自䜓CoPが生成されおいないこずを意味しお
いる。 詊隓品(b) 同様の条件で、䜆し時間で以぀おPCl3を甚
いずに被芆されたたむンサヌトに1ÎŒm厚のAl2O3
が生成された。しかし、このむンサヌトの端瞁に
は、〜8ÎŒm厚のAl2O3が被芆されおいた。 比范詊隓 比范のための断続的な仕䞊操䜜〔工䜜物スチヌ
ルSISス゚ヌデン囜際暙準2541分析
0.36、Si0.30、Mn0.7、0.03、Cr1.4、
Ni1.4、Mo0.2、HB硬床290工䜜物埄
160〜140mm、長700mm、個の幅25mmのミル加工
長孔を有す〕で、䞋蚘の詊隓を行぀た。 切削速床300mmin 切削深さ1.0mm 送り0.15mm 操䜜は、本発明に係る詊隓品(a)ず詊隓品(b)の組
合せによる比范詊隓ずしお行い、次の通りの盞察
的な工具寿呜倀の結果が埗られた。 詊隓品(a)1.0 詊隓品(b)0.5 䟋  䟋ず類䌌の態様でむンサヌトを補䜜した。唯
䞀の盞違はPH3をPCl3に代りに䜿甚したこずであ
぀た。類䌌の結果が埗られた。 䟋  䟋ず類䌌の態様でむンサヌトを補䜜した。䜆
し0.1䜓積のPCl3を甚い、Al2O3局の䞋にCo2P
の䞭間局玄1ÎŒm厚を生成させた。 䟋  次の方法を甚いお、ガンマ盞の衚面域を有する
むンサヌトを補䜜した。基䜓は䟋に埓぀お遞定
された。むンサヌトは窒玠雰囲気圧力5kPa
においお1410℃で30分間凊理された炉䞭の黒鉛
ルツボ。その埌、むンサヌトを冷した。ガンマ
盞の粒子はむンサヌトの衚面領域における0.5〜
2ÎŒm厚の連続した厚み領域の䞭で富んでいた。 Al2O3の被芆は䟋に埓぀お実斜されたが、こ
の堎合このAl2O3局の䞋に䞭間局ずしお非垞に薄
いTiC局を予め圢成した。 このTiC被芆は䟋に埓぀お付着生成された
が、付着の期間はは時間に枛じた。衚面領域に
おいおもろいη盞は怜知されなか぀た。むンサヌ
トは、被芆された物品の衚面党域に亘぀おAl2O3
の非垞に平坊な局を有しおいた。 䟋  むンサヌトは䟋の通り補䜜されたが、0.05
のASCl3l2O3をガス混合䜓䞭に添加したPCl3の
量はそれだけ枛じられた。 䟋  セラミツクむンサヌトを䟋に埓぀お被芆し
た。結果は、顕著に平坊に分垃したAl2O3の被芆
局が埗られた。 䟋  これはTiC局ずTi酞化物局を被芆した䟋であ
る。 TiC䞭間局の被芆を䞻芁個所が「むンコネル」
合金で補䜜された反応噚で実斜した。 この反応噚で、3000個づ぀、蚈9000個の焌結超
硬合金むンサヌト怍刃を1000℃に加熱した。
被芆すべきむンサヌトはISO暙準M20で補造さ
れ、WCず立方晶炭化物を含んでいた。 むンサヌトは呚囲ガスずの良奜な接觊を䞎える
ネツトに蚭眮された。のCH4、のTiCl4
及び87のH2䜓積を含む混合䜓から成るガ
スを正垞の方法で生成し、これを単䞀導管の反応
噚に導入した。この反応噚の圧力は真空ポンプに
よ぀お反応噚からガス吞出するこずにより2kPa
に維持された。このポンプはこれの前方に䜍眮す
る液䜓窒玠を持぀たクヌリングトラツプによ぀お
腐蝕性反応生成物䟋えばHClから保護され
た。このようにしお、反応䞭は1m秒の線圢ガ
ス流速が埗られた。 䞊蚘の第凊理は時間行われた。 凊理の結果ずしお、玄2ÎŒm厚の埮现粒状の緊密
なTiC局が埗られた。砕けやすい、もろいη盞の
量は、脱炭玠化により小さい。 3000個のむンサヌトは䞊述のず殆んど同じ別の
装眮で第の凊理をされた。䟛絊ガスは89.9の
H2、のCO2、0.1のPH3、のTiCl4を含
有しおいた。 基䜓の枩床は950℃で、5KPaの圧力であ぀た。
5m秒の線圢ガス流速を甚いた。時間の被芆
凊理時間の埌、3ÎŒm厚のTi酞化局がTiC被芆硬質
金属むンサヌト䞊に生成された。Ti酞化物局ず
その䞋のTiC局ずの結合は良奜であり、もろいη
盞は生成されおいなか぀た。 鋳鉄、グレヌドSISO125組成3.4、Si
1.5、Mn0.7、HB220の工䜜物を連続
旋削により䞊蚘本発明の被芆むンサヌト䞊びに比
范品むンサヌトの切削詊隓を䞋蚘の条件で行぀
た。 切削速床200mmin 切削深さmm 送 り0.3mmrev むンサヌトの型匏SPVN120308詊隓の結果、
むンサヌトの切削工具ずしおの寿呜は䞋蚘の衚に
瀺す通りであ぀た。
【衚】 䞊蚘の結果から、本発明品のむンサヌトが比范
品むンサヌトに范べお優れた寿呜を発揮するこず
が確認される。 䟋  これはTiC局ずZrO局を被芆した䟋である。 䟋ず同質のむンサヌト300個に関し、䟋の
第被芆凊理条件における「0.1のPH3」を
「0.1のAsH2」に、「のTiCl4」を「の
ZrCl4」に倫々倉曎した他は党お䟋ず同じ条件
の䞋に第ず第の被芆凊理を実斜した。むンサ
ヌトは同じ時間の被芆凊理時間の埌、4ÎŒm厚の
ZrO2局がTiC被芆硬質金属むンサヌト䞊に生成
された。ZrO2局ずTiC局ずの結合は良奜であり、
もろいη局は生成されおいなか぀た。 埗られた本発明の被芆むンサヌト䞊びに比范品
むンサヌトの切削詊隓を䟋ず同じ条件で行぀
た。その結果は䞋蚘の衚に瀺される。
【衚】 䞊蚘の結果から、本発明品のむンサヌトが比范
品むンサヌトに范べお優れた寿呜を発揮するこず
が確認される。 䟋  これはTiC局ずHfO2局を被芆した䟋である。 䟋ず同質のむンサヌト3000個に関し、䟋の
第被芆凊理条件における「のTiCl4」を
「のHfCl3」に倉曎した他は党お䟋ず同じ
条件の䞋に、第ず第の被芆凊理を実斜した。
むンサヌトは同じ時間の被芆凊理時間の埌、
4ÎŒm厚のHfO2局がTiC被芆硬質金属むンサヌト
䞊に生成された。HfO2ずその䞋のTiC局ずの結
合は良奜であり、もろいη盞は生成されおいなか
぀た。 埗られた本発明の被芆むンサヌト䞊びに比范品
むンサヌトの切削詊隓を䟋ず同じ条件で行぀
た。その結果は䞋蚘の衚に瀺される。
【衚】 䞊蚘の結果から、本発明品のむンサヌトが比范
品むンサヌトに范べお優れた寿呜を発揮するこず
が確認される。 本発明の原理、奜たしい態様及び操䜜モヌドを
ここに説明したが、保護すべき本発明はここに開
瀺のものに限定されたものず解すべきではない。
本発明は、ここには制限的に蚘述したずいうよ
り、むしろ説明の䟿宜の芳点から蚘述されおいる
に過ぎない。埓぀お䞊蚘開瀺項に皮々の倉曎、修
正を行うこずは、本発明の粟神から逞脱するこず
なく圓業者によ぀お為し埗るものである。
【図面の簡単な説明】
第図は適圓な金属炭化物、窒化物及び或い
は炭窒化物で基䜓を被芆するのに有効な補造装眮
を瀺すダむダグラム、及び第図は基䜓を酞化ア
ルミニりムで被芆するのに有効な装眮を瀺すダむ
ダグラムである。 図においおガス源、加熱噚、
反応噚、真空ポンプ、
チツプ。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  少くずも皮の金属炭化物或いはセラミツク
    化合物を含む基䜓ずその䞊に被芆されたセラミツ
    ク酞化物の少くずも぀の薄い耐摩耗性衚面局を
    有する被芆硬質物品においお、該衚面局及び或
    いは基䜓の衚面領域が少量のリン、ヒ玠、アンチ
    モン及び或いはビスマスを含有しおいるこずを
    特城ずする被芆硬質物品。  該衚面局が酞化アルミニりムの被芆局である
    こずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の
    被芆硬質物品。  リン及び基䜓から拡散した金属を含む該衚面
    局の䞋に及び或いは䞭に圢成された䞭間局を有
    するこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項ず第
    項のいづれか項に蚘茉の被芆硬質物品。  該䞭間局がCo2Pから成るこずを特城ずする
    特蚱請求の範囲第項に蚘茉の被芆硬質物品。  該䞭間局の局厚が玄0.1乃至3ÎŒmであるこず
    を特城ずする特蚱請求の範囲第項ず第項のい
    づれか項に蚘茉の被芆硬質物品。  又は耇数の元玠、TiZrHfNb
    TaCrMoSi及び或いはの耐摩耗性
    炭化物、窒化物、炭窒化物及び或いはホり化物
    の少くずも぀の薄い局が該セラミツク酞化物局
    ず基䜓の間に圢成されおいるこずを特城ずする特
    蚱請求の範囲第項から第項たでのいづれか
    項に蚘茉の被芆硬質物品。  又は耇皮の超硬合金或いはセラミツクの基
    䜓又は芯ずセラミツク酞化物から成る少くずも
    ぀の薄い耐摩耗性衚面局を含んで成り、基䜓をセ
    ラミツク酞化物を生成する又は耇皮の金属ハロ
    ゲン化物ず加氎分解剀及び或いは酞化剀を含む
    ガスに高枩床で接觊させるこずにより圓該セラミ
    ツク酞化物の局を生成させる、被芆硬質物品を補
    造する方法においお、リン、ヒ玠、アンチモン及
    び或いはビスマスを前蚘ガスに添加するこずを
    特城ずする被芆硬質物品の補造方法。  セラミツク酞化物が酞化アルミニりムである
    こずを特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘茉の
    被芆硬質物品の補造方法。  リン、ヒ玠、アンチモン及び或いはビスマ
    スの添加量が総ガス䜓積の0.003乃至䜓積で
    あるこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項ず第
    項のいづれか項に蚘茉の被芆硬質物品の補造
    方法。  リン、ヒ玠、アンチモン及び或いはビス
    マスの添加量が総ガス䜓積の0.02乃至0.3䜓積
    であるこず特城ずする特蚱請求の範囲第項に蚘
    茉の被芆硬質物品の補造方法。
JP1001683A 1982-01-26 1983-01-26 被芆硬質物品ずその補造方法 Granted JPS58130180A (ja)

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