JPH04129622A - ダイヤモンド・コーティング工具の製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド・コーティング工具の製造方法Info
- Publication number
- JPH04129622A JPH04129622A JP24745990A JP24745990A JPH04129622A JP H04129622 A JPH04129622 A JP H04129622A JP 24745990 A JP24745990 A JP 24745990A JP 24745990 A JP24745990 A JP 24745990A JP H04129622 A JPH04129622 A JP H04129622A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- tool
- diamond film
- substrate
- manufacturing
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
ダイヤモンド膜を気相合成法で工具基板上に形成したダ
イヤモンド・コーティング工具の製造方法に関し、 高い密着力の気相合成ダイヤモンド膜を被覆したダイヤ
モンド・コーティング工具の製造方法を提供することを
目的とし、 気孔による凹凸表面を有する多孔質焼結体の工具基板の
上に、気相合成法によってダイヤモンド膜を形成し、そ
して、前記基板に溶融金属を前記ダイヤモンド膜の被覆
されていない表面から含浸させるように構成する。
イヤモンド・コーティング工具の製造方法に関し、 高い密着力の気相合成ダイヤモンド膜を被覆したダイヤ
モンド・コーティング工具の製造方法を提供することを
目的とし、 気孔による凹凸表面を有する多孔質焼結体の工具基板の
上に、気相合成法によってダイヤモンド膜を形成し、そ
して、前記基板に溶融金属を前記ダイヤモンド膜の被覆
されていない表面から含浸させるように構成する。
本発明は、ダイヤモンド膜を気相合成法で工具基板上に
形成したダイヤモンド・コーティング工具の製造方法に
関する。
形成したダイヤモンド・コーティング工具の製造方法に
関する。
ダイヤモンドはビッカース硬度１００００と地球上で最
も硬い材料であり、耐磨耗性、化学的安定性にも優れて
いる。このような優れた性質のため、ダイヤモンドは切
削工具などの工具として最高の材料であり、現在のハイ
テク産業には必要不可欠な存在である。従来のダイヤモ
ンド工具は天然または高圧合成の単結晶または焼結体ダ
イヤモンドを用いているが、極めて高価でありかつ大き
な形状の工具ができないなどの欠点があった。
も硬い材料であり、耐磨耗性、化学的安定性にも優れて
いる。このような優れた性質のため、ダイヤモンドは切
削工具などの工具として最高の材料であり、現在のハイ
テク産業には必要不可欠な存在である。従来のダイヤモ
ンド工具は天然または高圧合成の単結晶または焼結体ダ
イヤモンドを用いているが、極めて高価でありかつ大き
な形状の工具ができないなどの欠点があった。
ＴｉＣ，Ｔ、Ｎ、 ＡＩ７！２０３などの薄膜を単層ま
たは多層として超硬合金や高速度鋼の表面に被覆したコ
ーティング工具が開発され市販されており、これらコー
テイング膜の代わりにダイヤモンド膜を形成することが
研究開発されている（例えば、臭性、検出、見義： “
超硬合金上へのダイヤモンドの気相合成”、粉体および
粉末冶金、第３５巻、第３号、ｐｐ、１１４−１１７．
１９８８年４月、参照）。また、ダイヤモンド膜を形成
することについては、例えば、加茂睦和： “ダイヤモ
ンドの気相合成”、日本金属学会会報、第２８巻、第６
号（１９８９） 、ｐｐ、 ４８３−４９２に解説され
ている。
たは多層として超硬合金や高速度鋼の表面に被覆したコ
ーティング工具が開発され市販されており、これらコー
テイング膜の代わりにダイヤモンド膜を形成することが
研究開発されている（例えば、臭性、検出、見義： “
超硬合金上へのダイヤモンドの気相合成”、粉体および
粉末冶金、第３５巻、第３号、ｐｐ、１１４−１１７．
１９８８年４月、参照）。また、ダイヤモンド膜を形成
することについては、例えば、加茂睦和： “ダイヤモ
ンドの気相合成”、日本金属学会会報、第２８巻、第６
号（１９８９） 、ｐｐ、 ４８３−４９２に解説され
ている。
工具を気相合成法によるダイヤモンド膜で被覆する際に
、ダイヤモンドの熱膨張係数と工具や加熱治具の基板の
熱膨張係数とが大きく異なること、さらにダイヤモンド
の成膜温度（合成温度）が１０００℃前後と非常に高温
であることの理由でダイヤモンド膜と基板との間に大き
な熱応力が発生して、容易に膜が剥離してしまう。即ち
、気相合成ダイヤモンドを用いた工具が開発されている
が、この気相合成ダイヤモンド膜は密着力は極めて小さ
いという問題点がある。そこで、炭化物等の中間層をダ
イヤモンド膜の下に設けて化学的に密着力を上げようと
の試みがあるが成功していない。
、ダイヤモンドの熱膨張係数と工具や加熱治具の基板の
熱膨張係数とが大きく異なること、さらにダイヤモンド
の成膜温度（合成温度）が１０００℃前後と非常に高温
であることの理由でダイヤモンド膜と基板との間に大き
な熱応力が発生して、容易に膜が剥離してしまう。即ち
、気相合成ダイヤモンドを用いた工具が開発されている
が、この気相合成ダイヤモンド膜は密着力は極めて小さ
いという問題点がある。そこで、炭化物等の中間層をダ
イヤモンド膜の下に設けて化学的に密着力を上げようと
の試みがあるが成功していない。
本発明の目的は、高い密着力の気相合成ダイヤモンド膜
を被覆したダイヤモンド・コーティング工具の製造方法
を提供することである。
を被覆したダイヤモンド・コーティング工具の製造方法
を提供することである。
上述の目的が、下記２つのやり方で達成でき、第１のや
り方は、気孔による担凸表面を有する多孔質焼結体の工
具基板の上に、気相合成法によってダイヤモンド膜を形
成し、そして、前記基板に溶融金属を前記ダイヤモンド
膜の被覆されていない表面から含浸させることを特徴と
するダイヤモンド・コーティング工具の製造方法であり
、そして第２のやり方は、凹凸表面を有する工具基板に
ダイヤモンド粒子をぶつけて該工具基板の表面に傷を付
けかつくぼみ内に該ダイヤモンド粒子を入れ込ませ、こ
れら傷およびダイヤモンド粒子を成長核として気相合成
法によってダイヤモンド膜を前記工具基板上に形成する
ことを特徴とするダイヤモンド・コーティング工具の製
造方法である。
り方は、気孔による担凸表面を有する多孔質焼結体の工
具基板の上に、気相合成法によってダイヤモンド膜を形
成し、そして、前記基板に溶融金属を前記ダイヤモンド
膜の被覆されていない表面から含浸させることを特徴と
するダイヤモンド・コーティング工具の製造方法であり
、そして第２のやり方は、凹凸表面を有する工具基板に
ダイヤモンド粒子をぶつけて該工具基板の表面に傷を付
けかつくぼみ内に該ダイヤモンド粒子を入れ込ませ、こ
れら傷およびダイヤモンド粒子を成長核として気相合成
法によってダイヤモンド膜を前記工具基板上に形成する
ことを特徴とするダイヤモンド・コーティング工具の製
造方法である。
気相合成ダイヤモンド膜の下地工具基体への密着力を高
めるために、本願発明では、凹凸表面の工具基体を用い
て、その凹凸を利用したアンカー効果を出してダイヤモ
ンド膜を工具基体によりしっかりとつなぎ止めることが
できる。
めるために、本願発明では、凹凸表面の工具基体を用い
て、その凹凸を利用したアンカー効果を出してダイヤモ
ンド膜を工具基体によりしっかりとつなぎ止めることが
できる。
このようなアンカー効果を上げるためには基板の凹凸が
激しいほど適しているわけであり、本発明の第１実施態
様では、多孔質の焼結体工具基板（セラミックス、サー
メット、金属、または、これらの複合材料の基板）を用
いて、多孔質体表面のくぼみ内にもダイヤモンドが堆積
され、これがくさびの役割を果たして高い密着力が得ら
れる。
激しいほど適しているわけであり、本発明の第１実施態
様では、多孔質の焼結体工具基板（セラミックス、サー
メット、金属、または、これらの複合材料の基板）を用
いて、多孔質体表面のくぼみ内にもダイヤモンドが堆積
され、これがくさびの役割を果たして高い密着力が得ら
れる。
他方、多孔質のままでは強度、靭性が低いので、焼結体
の気孔中へ金属（Ｃｕ 、ＣｏまたはＮ１を主成分とし
た金属）を減圧下であるいは静水圧加圧で含浸させて気
孔（空隙）をなくし、機械的強度を高めることができる
。
の気孔中へ金属（Ｃｕ 、ＣｏまたはＮ１を主成分とし
た金属）を減圧下であるいは静水圧加圧で含浸させて気
孔（空隙）をなくし、機械的強度を高めることができる
。
また、工具基体表面の凹凸が激しすぎたり、ダイヤモン
ド成長時の核発密度が小さかったりすると、凹部にダイ
ヤモンドが成長せず、そこが隙間となってしまい充分な
アンカー効果が得られない場合がある。そこで、本発明
の第２実施態様では、でこぼこな下地基板の表面にダイ
ヤモンド粒子を押し付け（ぶつけ）で基板表面にダイヤ
モンド成長の核発生サイトとなる微細な傷を無数に作る
とともに、基板表面のくぼみにダイヤモンド粒子を入り
込ませ、このダイヤモンド粒子もダイヤモンド成長の核
とさせることにより、工具基板とダイヤモンド膜との界
面にすき間のない緻密なダイヤモンド膜を形成し、アン
カー効果を最大限に発揮させようとするものである。
ド成長時の核発密度が小さかったりすると、凹部にダイ
ヤモンドが成長せず、そこが隙間となってしまい充分な
アンカー効果が得られない場合がある。そこで、本発明
の第２実施態様では、でこぼこな下地基板の表面にダイ
ヤモンド粒子を押し付け（ぶつけ）で基板表面にダイヤ
モンド成長の核発生サイトとなる微細な傷を無数に作る
とともに、基板表面のくぼみにダイヤモンド粒子を入り
込ませ、このダイヤモンド粒子もダイヤモンド成長の核
とさせることにより、工具基板とダイヤモンド膜との界
面にすき間のない緻密なダイヤモンド膜を形成し、アン
カー効果を最大限に発揮させようとするものである。
表面凹凸のくぼみ幅は１００／−以下が好ましく、これ
よりも大きいと表面が荒くなりすぎて実用上問題である
。さらに、押し付ける（衝突させる）ダイヤモンド粒子
はそのサイズ（粒径）が０．ＩＪ＝−〜１００即である
のが好ましく、０．１−以下のダイヤモンド粒子は製造
および取扱いがむずかしく、また、傷つけ効果が小さい
。１００譚以上では表面くぼみ内に入れ込むことがむず
かしい。
よりも大きいと表面が荒くなりすぎて実用上問題である
。さらに、押し付ける（衝突させる）ダイヤモンド粒子
はそのサイズ（粒径）が０．ＩＪ＝−〜１００即である
のが好ましく、０．１−以下のダイヤモンド粒子は製造
および取扱いがむずかしく、また、傷つけ効果が小さい
。１００譚以上では表面くぼみ内に入れ込むことがむず
かしい。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施態様例および
比較例によって本発明の詳細な説明する。
比較例によって本発明の詳細な説明する。
第１Ａ図〜第１Ｃ図は、本発明の第１実施態様に係る場
合のダイヤモンド・コーティング工具の製造工程を説明
する工具の概略部分断面図である。
合のダイヤモンド・コーティング工具の製造工程を説明
する工具の概略部分断面図である。
実施例１
平均粒径１０−のタングステン粒子を焼結して焼結板を
製作し、これから概寸１０ ＸＩＯＸ ３ ｍｍのバイ
トチップ（スローアウェイチップ）１として切り出した
（第１Ａ図）。このチップ（工具基板）１はその空隙率
が３５％であって、表面凹凸のくぼみ２があり、内部に
気孔３が存在する。
製作し、これから概寸１０ ＸＩＯＸ ３ ｍｍのバイ
トチップ（スローアウェイチップ）１として切り出した
（第１Ａ図）。このチップ（工具基板）１はその空隙率
が３５％であって、表面凹凸のくぼみ２があり、内部に
気孔３が存在する。
次に、バイトチップ１を直流プラズマジェットＣＶＤ装
置内に装着し、ダイヤモンド膜４をバイトチップ１の上
面および側面にコーティングしたく第１Ｂ図）。この直
流プラズマジェッ）ＣＶＤ装置は、本発明者らが既に開
発した装置であり、例えば、特開昭６４−３３０９６号
公報にも開示されている。ダイヤモンド成膜条件は、例
えば、次のとおりであった。
置内に装着し、ダイヤモンド膜４をバイトチップ１の上
面および側面にコーティングしたく第１Ｂ図）。この直
流プラズマジェッ）ＣＶＤ装置は、本発明者らが既に開
発した装置であり、例えば、特開昭６４−３３０９６号
公報にも開示されている。ダイヤモンド成膜条件は、例
えば、次のとおりであった。
原料ガス：メタンガス１．５１７ｍ１ｎ水素ガス５Ｑｆ
／ｍｉｎ 装置内圧カニ ５ＱＴｏｒｒ アーク （プラズマ）出カニ５ｋＷ 基板搭載台：水冷 厚さ５０廂のダイヤモンド膜４が、第１Ｂ図に示すよう
に、表面のくぼみ内にもダイヤモンドが堆積して成長す
るので、くぼみ内にくさびを入れたようになりアンカー
効果が現われる。
／ｍｉｎ 装置内圧カニ ５ＱＴｏｒｒ アーク （プラズマ）出カニ５ｋＷ 基板搭載台：水冷 厚さ５０廂のダイヤモンド膜４が、第１Ｂ図に示すよう
に、表面のくぼみ内にもダイヤモンドが堆積して成長す
るので、くぼみ内にくさびを入れたようになりアンカー
効果が現われる。
その後に、バイトチップ１を真空中で溶融銅（Ｃｕ）に
浸して、ダイヤモンド膜４で被覆されていない表面から
内部に含浸させ、気孔を銅５で満した（第１Ｃ図）。こ
のようにして、ダイヤモンド・コーティング工具（スロ
ーアウェイチップ）を作製した。
浸して、ダイヤモンド膜４で被覆されていない表面から
内部に含浸させ、気孔を銅５で満した（第１Ｃ図）。こ
のようにして、ダイヤモンド・コーティング工具（スロ
ーアウェイチップ）を作製した。
得られた工具についてそのダイヤモンド膜の密着強度を
引き剥し方式で測定したところ、約１００ｋｇ／ｃｒ１
以上になったところで測定治具がダイヤモンド膜表面か
らはがれてしまい、ダイヤモンド膜の密着強度を値とし
て得ることができなかった。
引き剥し方式で測定したところ、約１００ｋｇ／ｃｒ１
以上になったところで測定治具がダイヤモンド膜表面か
らはがれてしまい、ダイヤモンド膜の密着強度を値とし
て得ることができなかった。
一方、タングステン粒子を焼結し粒子間隙に金属バイン
ダを充填したようになっているタングステン焼結板に同
様にしてダイヤモンド膜を被覆してダイヤモンド・コー
ティング工具を作製した。この場合でのダイヤモンド膜
の密着強度は同様に測定して１ｋｇ／ｃａｔ以下であっ
た（膜が剥れた）。したがって、本発明の場合は従来よ
りも大幅に密着力が向上していることがわかる。
ダを充填したようになっているタングステン焼結板に同
様にしてダイヤモンド膜を被覆してダイヤモンド・コー
ティング工具を作製した。この場合でのダイヤモンド膜
の密着強度は同様に測定して１ｋｇ／ｃａｔ以下であっ
た（膜が剥れた）。したがって、本発明の場合は従来よ
りも大幅に密着力が向上していることがわかる。
次に、このダイヤモンド・コーティングバイトチップと
従来の超硬チップおよび焼結ダイヤモンドチップを用い
て金属切削試験を行った。切削条件は、被削材：Ａβ−
１２％Ｓ１合金（ＡＣ８Ａ−７６）、切削方法：外周長
手連続旋削、切削速度４００ｍ／ｍｉｎ 、送り０．１
ｍｍ／ｒｅｖ 、切込み０．２５ｍｍである。
従来の超硬チップおよび焼結ダイヤモンドチップを用い
て金属切削試験を行った。切削条件は、被削材：Ａβ−
１２％Ｓ１合金（ＡＣ８Ａ−７６）、切削方法：外周長
手連続旋削、切削速度４００ｍ／ｍｉｎ 、送り０．１
ｍｍ／ｒｅｖ 、切込み０．２５ｍｍである。
その結果、超硬チップの場合、１０００ｍの切削で逃げ
面磨耗幅が２００７＝−以上となったが、焼結ダイヤモ
ンドチップと本発明のバイトチップは超硬の１０＋倍の
１００００ｍの切削でも逃げ面磨耗幅は数１０−であっ
た。この結果から本発明のダイヤモンドチップは焼結ダ
イヤモンドチップと同等の特性であることがわかる。
面磨耗幅が２００７＝−以上となったが、焼結ダイヤモ
ンドチップと本発明のバイトチップは超硬の１０＋倍の
１００００ｍの切削でも逃げ面磨耗幅は数１０−であっ
た。この結果から本発明のダイヤモンドチップは焼結ダ
イヤモンドチップと同等の特性であることがわかる。
実施例２
平均粒径５Ｊ１ｍのタングステン・カーバイト粒子を焼
結して焼結板を製作し、実施例１と同様に、これから概
寸１０ ＸＩＯＸ ３ ｍｍのバイトチップ１として切
り出した。このチップはその空隙率が３０％であり、第
１Ａ図のように、表面にくぼみがあり、内部に気孔が存
在する。
結して焼結板を製作し、実施例１と同様に、これから概
寸１０ ＸＩＯＸ ３ ｍｍのバイトチップ１として切
り出した。このチップはその空隙率が３０％であり、第
１Ａ図のように、表面にくぼみがあり、内部に気孔が存
在する。
次に、実施例１と同じに直流プラズマジェットＣＶＤ法
によってダイヤモンド膜でバイトチップの上面および側
面を被覆した。
によってダイヤモンド膜でバイトチップの上面および側
面を被覆した。
その後に、バイトチップを銅粉末とともにホットプレス
装置内に入れ、真空引き後、１０７０℃、５０気圧で銅
をチップ気孔を充填するように含浸させた。
装置内に入れ、真空引き後、１０７０℃、５０気圧で銅
をチップ気孔を充填するように含浸させた。
得られたダイヤモンド・コーティング工具について、そ
のダイヤモンド膜の密着強度を実施例１と同様にして測
定したところ、約１００ｋｇ／ｍ＋ｎ２以上で測定治具
がはがれ、正確な密着強度値は得られなかったが、従来
よりも大幅に密着力は向上している。
のダイヤモンド膜の密着強度を実施例１と同様にして測
定したところ、約１００ｋｇ／ｍ＋ｎ２以上で測定治具
がはがれ、正確な密着強度値は得られなかったが、従来
よりも大幅に密着力は向上している。
次に、このダイヤモンド・コーティングバイトチップを
実施例１と同じ条件で切削試験を行なったところ、焼結
ダイヤモンドチップと同等の切削特性であった。
実施例１と同じ条件で切削試験を行なったところ、焼結
ダイヤモンドチップと同等の切削特性であった。
第２Ａ図〜第２Ｃ図は、本発明の第２実施態様に係る場
合のダイヤモンド・コーティング工具の製造工程を説明
する工具の概略部分断面図である。
合のダイヤモンド・コーティング工具の製造工程を説明
する工具の概略部分断面図である。
実施例３
平均粒径５崗のタングステン粒子を焼結して焼結板を製
作し、これから概寸１０ ＸＩＯＸ ２ ｍｍのバイト
チップ（スローアウェイチップ）１１として切り出した
（第２Ａ図）。このチップ（工具基板）１１はその空隙
率が２０％であって、表面凹凸のくぼみ１２がある。
作し、これから概寸１０ ＸＩＯＸ ２ ｍｍのバイト
チップ（スローアウェイチップ）１１として切り出した
（第２Ａ図）。このチップ（工具基板）１１はその空隙
率が２０％であって、表面凹凸のくぼみ１２がある。
アルミナ製の器に平均粒径３ｐのダイヤモンド粉末を入
れ、その中にバイトチップ１１を入れ、その上にアルミ
ナ製の重しを乗せた後、超音波振動機にかけ、チップ表
面に傷つけ処理するとともに、表面のくぼみ（凹部）１
２にダイヤモンド粒子１３が入り込むようにした（第２
Ｂ図）。
れ、その中にバイトチップ１１を入れ、その上にアルミ
ナ製の重しを乗せた後、超音波振動機にかけ、チップ表
面に傷つけ処理するとともに、表面のくぼみ（凹部）１
２にダイヤモンド粒子１３が入り込むようにした（第２
Ｂ図）。
次に、バイトチップ１１を直流プラズマジェットＣＶＤ
装置内に装着し、ダイヤモンド膜１４をバイトチップ１
の上面および側面にコーティングした（第２ｃ図）。こ
の直流プラズマジェットＣＶＤ装置は、本発明者らが既
に開発した装置であり、例えば、特開昭６４−３３０９
６号公報にも開示されている。ダイヤモンド成膜条件は
、例えば、次のとおりであった。
装置内に装着し、ダイヤモンド膜１４をバイトチップ１
の上面および側面にコーティングした（第２ｃ図）。こ
の直流プラズマジェットＣＶＤ装置は、本発明者らが既
に開発した装置であり、例えば、特開昭６４−３３０９
６号公報にも開示されている。ダイヤモンド成膜条件は
、例えば、次のとおりであった。
原料ガス：メタンガス１．５４’ ／ｍｉｎ水素ガス
５０β／ｍ ｉ ｎ 装置内圧カニ ５０Ｔｏｒｒ アーク （プラズマ）出カニ １０ｋＷ基板搭載台：水
冷 厚さ１００Ｘａのダイヤモンド膜１４が、第２Ｃ図に示
すように、表面くぼみ内のダイヤモンド粒子１３そして
ダイヤモンド粒子による微細な無数の傷が成長（堆積）
核となって、ダイヤモンドの成長が進行して、チップ（
基板）１１とダイヤモンド膜１４との界面に隙間のない
緻密なダイヤモンド膜が得られる。そして、表面のくぼ
み内にもくさびを入れたようにダイヤモンド膜が形成さ
れているので、アンカー効果が当然現われる。
５０β／ｍ ｉ ｎ 装置内圧カニ ５０Ｔｏｒｒ アーク （プラズマ）出カニ １０ｋＷ基板搭載台：水
冷 厚さ１００Ｘａのダイヤモンド膜１４が、第２Ｃ図に示
すように、表面くぼみ内のダイヤモンド粒子１３そして
ダイヤモンド粒子による微細な無数の傷が成長（堆積）
核となって、ダイヤモンドの成長が進行して、チップ（
基板）１１とダイヤモンド膜１４との界面に隙間のない
緻密なダイヤモンド膜が得られる。そして、表面のくぼ
み内にもくさびを入れたようにダイヤモンド膜が形成さ
れているので、アンカー効果が当然現われる。
得られた工具についてそのダイヤモンド膜の密着強度を
引き剥し方式で測定したところ、約１００ｋｇ ／ ｃ
ｕｔ以上になったところで測定治具がダイヤモンド膜表
面からはがれてしまい、ダイヤモンド膜の密着強度を値
として得ることができなかった。
引き剥し方式で測定したところ、約１００ｋｇ ／ ｃ
ｕｔ以上になったところで測定治具がダイヤモンド膜表
面からはがれてしまい、ダイヤモンド膜の密着強度を値
として得ることができなかった。
一方、ダイヤモンド粒子による傷付けおよび押し込み残
留を施こさないバイトチップに同様にしてダイヤモンド
膜を被覆してダイヤモンド・コーティング工具を作製し
た。この場合でのダイヤモンド膜の密着強度は同様に測
定して１０ｋｇ／ｃｍ以下であった（膜が剥れた）。し
たがって、本発明の場合は従来よりも大幅に密着力が向
上していることがわかる。
留を施こさないバイトチップに同様にしてダイヤモンド
膜を被覆してダイヤモンド・コーティング工具を作製し
た。この場合でのダイヤモンド膜の密着強度は同様に測
定して１０ｋｇ／ｃｍ以下であった（膜が剥れた）。し
たがって、本発明の場合は従来よりも大幅に密着力が向
上していることがわかる。
次に、このダイヤモンド・コーティングバイトチップと
従来の超硬チップおよび焼結ダイヤモンドチップを用い
て金属切削試験を行った。切削条件は、被削材：Ａβ−
１２％Ｓ１合金（ＡＣ８Ａ −７６）、切削方法：外周
長手連続旋削、切削速度４００ｍ／ｍｉｎ 、送り０．
１ ｍｍ／ｒｅｖ 、切込み０．２５ｍ＋ｎである。
従来の超硬チップおよび焼結ダイヤモンドチップを用い
て金属切削試験を行った。切削条件は、被削材：Ａβ−
１２％Ｓ１合金（ＡＣ８Ａ −７６）、切削方法：外周
長手連続旋削、切削速度４００ｍ／ｍｉｎ 、送り０．
１ ｍｍ／ｒｅｖ 、切込み０．２５ｍ＋ｎである。
その結果、超硬チップの場合、１０００ｍの切削で逃げ
面磨耗幅が２００声以上となったが、焼結ダイヤモンド
チップと本発明のバイトチップは超硬の１０倍の１００
００ｍの切削でも逃げ面磨耗幅は数１０庫であった。こ
の結果から本発明のダイヤモンドチップは焼結ダイヤモ
ンドチップと同等の特性であることがわかる。
面磨耗幅が２００声以上となったが、焼結ダイヤモンド
チップと本発明のバイトチップは超硬の１０倍の１００
００ｍの切削でも逃げ面磨耗幅は数１０庫であった。こ
の結果から本発明のダイヤモンドチップは焼結ダイヤモ
ンドチップと同等の特性であることがわかる。
実施例４
バイトチップとして、平均粒径１０ａ＋のタングステン
カーバイド （ＷＣ）＋：２３％コバルト （ＣＯ）パ
イグーによるＷＣ／Ｃｏ超硬チップを利用し、硝酸でコ
バルトのみを深さ約５−エツチングした。この超硬チッ
プの上にスパッタリングによってタングステン（Ｗ）膜
を厚さ０．１ｐで形成してコーティングした。このよう
な処理を施したバイトチップ（基板）を、エタノール中
に平均粒径１ｉａのダイヤモンド粒子を分散させたダイ
ヤモンド研磨液に入れ、超音波振動をかけ、基板表面に
微細な無数の傷をつけ、同時に、表面のくぼみ（凹所）
にダイヤモンド粒子を押し込んだ。
カーバイド （ＷＣ）＋：２３％コバルト （ＣＯ）パ
イグーによるＷＣ／Ｃｏ超硬チップを利用し、硝酸でコ
バルトのみを深さ約５−エツチングした。この超硬チッ
プの上にスパッタリングによってタングステン（Ｗ）膜
を厚さ０．１ｐで形成してコーティングした。このよう
な処理を施したバイトチップ（基板）を、エタノール中
に平均粒径１ｉａのダイヤモンド粒子を分散させたダイ
ヤモンド研磨液に入れ、超音波振動をかけ、基板表面に
微細な無数の傷をつけ、同時に、表面のくぼみ（凹所）
にダイヤモンド粒子を押し込んだ。
次に、実施例３と同じに直流プラズマジェットＣＶＤ法
によってダイヤモンド膜でバイトチップの上面および側
面を被覆した。
によってダイヤモンド膜でバイトチップの上面および側
面を被覆した。
そして、この得られたダイヤモンド・コーティングバイ
トチップを実施例３と同じ条件で切削試験を行なったと
ころ、焼結ダイヤモンドチップと同等の切削特性であっ
た。
トチップを実施例３と同じ条件で切削試験を行なったと
ころ、焼結ダイヤモンドチップと同等の切削特性であっ
た。
実施例５
バイトチップ（工具基板）として２０ Ｘ２０ Ｘ ５
ｍ＋ｎの窒化珪素焼結板を用い、その表面に圧膜法に
より平均粒径５陶の窒化珪素粒子を厚さ２０角印刷し、
窒素雰囲気中１８００℃で焼成し、表面に凹凸を形成し
た。このような処理を施したバイトチップ（基板）に、
平均粒径５Ｊ！Ｉｎのダイヤモンド粒子を圧縮空気によ
ってノズルから噴出させてぶつけ、基板表面に傷つけ処
理するとともに、表面のくぼみ（凹部）にダイヤモンド
粒子が入り込むようにした。そして、実施例３と同様の
方法でダイヤモンド・コーティングを行なった。
ｍ＋ｎの窒化珪素焼結板を用い、その表面に圧膜法に
より平均粒径５陶の窒化珪素粒子を厚さ２０角印刷し、
窒素雰囲気中１８００℃で焼成し、表面に凹凸を形成し
た。このような処理を施したバイトチップ（基板）に、
平均粒径５Ｊ！Ｉｎのダイヤモンド粒子を圧縮空気によ
ってノズルから噴出させてぶつけ、基板表面に傷つけ処
理するとともに、表面のくぼみ（凹部）にダイヤモンド
粒子が入り込むようにした。そして、実施例３と同様の
方法でダイヤモンド・コーティングを行なった。
得られたダイヤモンド・コーティング工具について、そ
のダイヤモンド膜の密着強度を実施例３と同様にして測
定したところ、約１００ｋｇ／ｍｍ２以上で測定治具が
はがれ、正確な密着強度値は得られなかった。一方、窒
化珪素基板に直接にダイヤモンド膜を同様にして被覆し
た場合には、膜の密着強度は１ｋｇ／ＣｆＩＩ以下であ
った。したがって、本発明の場合は従来よりも大幅に密
着力が向上していることがわかる。
のダイヤモンド膜の密着強度を実施例３と同様にして測
定したところ、約１００ｋｇ／ｍｍ２以上で測定治具が
はがれ、正確な密着強度値は得られなかった。一方、窒
化珪素基板に直接にダイヤモンド膜を同様にして被覆し
た場合には、膜の密着強度は１ｋｇ／ＣｆＩＩ以下であ
った。したがって、本発明の場合は従来よりも大幅に密
着力が向上していることがわかる。
上述したように、本発明によれば、気相合成法で被覆し
たダイヤモンド膜では１００ｋｇ／ ｍ＋ｎ２以上の密
着強度が得られ、本方法を用いない場合に対し、大幅な
密着力の改善が達成できる。さらに、本発明によりダイ
ヤモンド被覆された工具は、従来の焼結ダイヤモンドを
用いた工具と比べて格段に安い価格で、焼結ダイヤモン
ド工具と同等の特性が得られる。
たダイヤモンド膜では１００ｋｇ／ ｍ＋ｎ２以上の密
着強度が得られ、本方法を用いない場合に対し、大幅な
密着力の改善が達成できる。さらに、本発明によりダイ
ヤモンド被覆された工具は、従来の焼結ダイヤモンドを
用いた工具と比べて格段に安い価格で、焼結ダイヤモン
ド工具と同等の特性が得られる。
第１Ａ図〜第１Ｃ図は、本発明の第１実施態様に係る場
合のダイヤモンド・コーティング工具の製造工程を説明
する工具の概略部分断面図であり、第２Ａ図〜第２Ｃ図
は、本発明の第２実施態様に係る場合のダイヤモンド・
コーティング工具の製造工程を説明する工具の概略部分
断面図である。 １．１１・・・バイトチップ（工具基板）２・１２・・
・くぼみ、 ３・・・気孔、４・１４・・・ダイ
ヤモンド膜、 ５・・・銅、 １３・・・ダイヤモンド粒子。
合のダイヤモンド・コーティング工具の製造工程を説明
する工具の概略部分断面図であり、第２Ａ図〜第２Ｃ図
は、本発明の第２実施態様に係る場合のダイヤモンド・
コーティング工具の製造工程を説明する工具の概略部分
断面図である。 １．１１・・・バイトチップ（工具基板）２・１２・・
・くぼみ、 ３・・・気孔、４・１４・・・ダイ
ヤモンド膜、 ５・・・銅、 １３・・・ダイヤモンド粒子。
Claims (8)
- １．気孔による凹凸表面を有する多孔質焼結体の工具基
板（１）の上に、気相合成法によってダイヤモンド膜（
４）を形成し、そして、前記基板（１）に溶融金属（５
）を前記ダイヤモンド膜（４）の被覆されていない表面
から含浸させることを特徴とするダイヤモンド・コーテ
ィング工具の製造方法。 - ２．前記工具基板（１）がセラミックス、サーメット、
金属、または、これらの複合材料の焼結体であることを
特徴とする請求項１記載の製造方法。 - ３．前記溶融金属が銅、コバルトまたはニッケルを主成
分とすることを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - ４．上記溶融金属の含浸を減圧下で行なうことを特徴と
する請求項１記載の製造方法。 - ５．上記含浸を溶融金属浴に基板を入れ静水圧をかけて
行なうことを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - ６．凹凸表面を有する工具基板（１１）にダイヤモンド
粒子（１３）をぶつけて該工具基板（１１）の表面に傷
を付けかつくぼみ内に該ダイヤモンド粒子（１３）を入
れ込ませ、これら傷およびダイヤモンド粒子を成長核と
して気相合成法によってダイヤモンド膜（１４）を前記
工具基板（１１）上に形成することを特徴とするダイヤ
モンド・コーティング工具の製造方法。 - ７．前記ダイヤモンド粒子（１３）はその粒径が０．１
〜１００μｍであることを特徴とする請求項６記載の製
造方法。 - ８．前記基板の凹凸のスケールが１００μｍ以下である
請求項６記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24745990A JPH04129622A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | ダイヤモンド・コーティング工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24745990A JPH04129622A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | ダイヤモンド・コーティング工具の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04129622A true JPH04129622A (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=17163764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24745990A Pending JPH04129622A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | ダイヤモンド・コーティング工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04129622A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06183890A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-07-05 | Nippon Seiko Kk | 人工ダイヤモンド被覆材 |
| EP0518631A3 (en) * | 1991-06-10 | 1995-05-17 | De Beers Ind Diamond | Tool components |
| WO1998030357A1 (de) * | 1997-01-13 | 1998-07-16 | Winter Cvd Technik Gmbh | Schleifkörper |
| US6053669A (en) * | 1996-11-18 | 2000-04-25 | Sandvik Aktiebolag | Chip forming cutting insert with internal cooling |
| US6815052B2 (en) * | 2000-12-01 | 2004-11-09 | P1 Diamond, Inc. | Filled diamond foam material and method for forming same |
| CN102965637A (zh) * | 2011-08-30 | 2013-03-13 | 三菱综合材料株式会社 | 碳膜包覆部件及其制造方法 |
| CN117620177A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-03-01 | 河南工业大学 | 一种聚晶立方氮化硼刀具的制备方法及产品 |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP24745990A patent/JPH04129622A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0518631A3 (en) * | 1991-06-10 | 1995-05-17 | De Beers Ind Diamond | Tool components |
| JPH06183890A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-07-05 | Nippon Seiko Kk | 人工ダイヤモンド被覆材 |
| US6053669A (en) * | 1996-11-18 | 2000-04-25 | Sandvik Aktiebolag | Chip forming cutting insert with internal cooling |
| WO1998030357A1 (de) * | 1997-01-13 | 1998-07-16 | Winter Cvd Technik Gmbh | Schleifkörper |
| US6815052B2 (en) * | 2000-12-01 | 2004-11-09 | P1 Diamond, Inc. | Filled diamond foam material and method for forming same |
| US6863938B2 (en) | 2000-12-01 | 2005-03-08 | P1 Diamond, Inc. | Filled diamond foam material and method for forming same |
| US6902808B2 (en) | 2000-12-01 | 2005-06-07 | P1 Diamond, Inc. | Diamond coated article bonded to a body |
| CN102965637A (zh) * | 2011-08-30 | 2013-03-13 | 三菱综合材料株式会社 | 碳膜包覆部件及其制造方法 |
| CN117620177A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-03-01 | 河南工业大学 | 一种聚晶立方氮化硼刀具的制备方法及产品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3675577B2 (ja) | ダイヤモンド被覆物品の製造方法 | |
| EP0503822B2 (en) | A diamond- and/or diamond-like carbon-coated hard material | |
| US6869334B1 (en) | Process for producing a hard-material-coated component | |
| JP5111379B2 (ja) | 切削工具及びその製造方法並びに切削方法 | |
| US20020114935A1 (en) | Graded grain size diamond layer | |
| WO1993002022A1 (en) | Diamond-clad hard material and method of making said material | |
| EP0090658A2 (en) | Abrasive bodies | |
| US6267867B1 (en) | Composite article with adherent CVD diamond coating and method of making | |
| JPH04129622A (ja) | ダイヤモンド・コーティング工具の製造方法 | |
| EP0931177B1 (en) | Post treated diamond coated body | |
| JP3469310B2 (ja) | ダイヤモンド被覆用セラミック基基材及び被覆用基材の製造方法 | |
| JP3353239B2 (ja) | ダイヤモンド類被覆部材の製造方法 | |
| JP2987955B2 (ja) | ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素被覆硬質材料 | |
| JPH08267644A (ja) | ダイヤモンド複合部材およびその製造方法 | |
| JP2797612B2 (ja) | 高い付着強度を有する人工ダイヤモンド被覆硬質焼結工具部材 | |
| JP2794111B2 (ja) | ダイヤモンド被覆切削工具 | |
| KR20010051441A (ko) | 초경질 물질의 피복물 | |
| JP4360618B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| JPH0362673B2 (ja) | ||
| JPH04331798A (ja) | ダイヤモンド膜形成方法 | |
| JP4047940B2 (ja) | ダイヤモンド被覆用セラミック基基材 | |
| JPH01259171A (ja) | 硬質被膜被覆切削工具部材 | |
| JPH0671503A (ja) | ダイヤモンド切削工具およびその製造方法 | |
| JP2772494B2 (ja) | 超硬質膜被覆部材及びその製造方法 | |
| JPH07155884A (ja) | 潤滑性及び耐摩耗性に優れた弁ばね加工用治具、その製法、弁ばね加工用治具の再生法および弁ばね加工法 |