JPH0433865B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0433865B2 JPH0433865B2 JP60183288A JP18328885A JPH0433865B2 JP H0433865 B2 JPH0433865 B2 JP H0433865B2 JP 60183288 A JP60183288 A JP 60183288A JP 18328885 A JP18328885 A JP 18328885A JP H0433865 B2 JPH0433865 B2 JP H0433865B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tin
- ticn
- coated
- thickness
- coating
- Prior art date
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は硬質物質を被覆した工具、特に耐摩耗
性、耐欠損性に有効な表面被覆工具の製造方法に
関する。 〔従来技術及びその問題点〕 WC基超硬合金、サーメツト等に硬質物質を被
覆して、耐摩耗性、耐欠損性を向上させる事は従
来より行なわれてきた。しかし、継続切削となる
フライス用途に関しては、CVD法（化学蒸着法）
による被覆では、母材と皮膜の境界に生ずる脱炭
層や皮膜粒子の異常成長などの問題により十分な
性能を発揮出来なかつた。 そのため、フライス用としてはPVD法（物理
蒸着法）が適用されている。しかし、PVD法は
密着性に問題があり皮膜の剥離、脱落などにより
十分な性能を発揮出来ない。 本発明は以上の観点より、耐欠損性、特にフラ
イス工具として使用される場合の機械的衝撃に優
れた表面被覆工具を提供する事を目的とし、具体
的な方法としてCVD法の低温化を計つた被覆方
法を提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、本発明は脱炭層の低減、皮膜粒子の
異常成長の防止などの問題がある従来のHT−
CVD法（蒸着温度1000℃前後の化学蒸着法）に
比較して、低温で被覆が可能なMT−CVD法
（蒸着温度800℃前後の化学蒸着法）を適用するこ
と、及び皮膜をTiCN及びTiNの多層被覆層の厚
さ１〜5μｍ、かつ各層の厚さを2μｍ以下とする
ことによりフライス工具として優れた耐摩耗性、
耐欠損性を確保する事ができるという知見を得た
のである。 本発明は以上の知見に基づいてなされたもので
あり、TiCNの被覆層はアセトニトリル（シアン
化メチル）と４塩化チタン及び水素間に次のよう
な反応を生じさせ、その表面に被覆する。 2TiCl4＋2CH3（CN）＋3H2→2Ti（CN）＋
6HCl＋2CH3Cl また、TiNの被覆は、ガス系を窒素ガスに切
り換え、次のような反応を生じさせ、その表面に
被覆する。 2TiCl4＋N2＋4H2→2TiN＋8HCl 蒸着温度は、TiCNは750度、TiNは800度前後
で行なう。尚、TiNの被覆する場合のガス系は
従来技術で述べたHT−CVD法と同一であるが、
蒸着温度を800℃前後まで低温化してもTiNは生
成温度の巾が広く、充分成膜出来、かつ粒度の微
細化が計れる。 この結果得られたTiCN、TiNの多層皮膜は、
従来の1000℃前後で蒸着されるHT−CVD法の皮
膜に比較し、粒子が微細で、さらに皮膜と母材の
境界に脱炭層が少ないのが特徴である。その理由
として、第１に200℃前後低温化したことにより、
成膜時の拡散移動が減少し脱炭層が低減でき、第
２に低温化により皮膜の粒度が微細となる為であ
る。 さらに本願では、TiCN、TiN層はその各層の
厚さを2μｍ以下とし、同一の膜を2μｍを越えて
被覆すると、皮膜の結晶が徐々に粗粒化してくる
ため、靭性が低下し表面が荒れて凹凸が激しくな
り、フライス工具として欠損を生じ易くなる等の
欠点となるためである。 また多層被覆層の厚さを１〜5μｍとしたのは
1μｍ以下では所望の耐摩耗性を維持することが
できず、一方5μｍを超えた層厚になると密着性
が低下し、機械的衝撃により剥離しやすくなるた
めである。 〔実施例〕 次に、本発明の表面被覆工具を実施例により具
体的に説明する。 実施例 １ 94％WC−６％Co（重量パーセント、以下同
じ）、超硬合金（チツプ型番 SNMA432 JIS−
B4120）上にTiCN（Ｃ／Ｎ＝７／３）、TiN皮膜
を交互に各層1μｍ、合計4μｍ被覆した。窒素源、
炭素源としてアセトニトリル、Ti源としてハロ
ゲン化チタンの各ガスを使用する。CVD反応炉
中にセツトし、H2ガスを流しながら、750℃まで
昇温した。750℃よりTiCl42％、CH3CN2％、H2
残からなる混合気体を流量７リツトル／min 圧
力72mmHgの条件で供給し0.5時間反応させ基体上
にTiCNを1μｍ被覆する。さらに800℃まで昇温
し、混合気体をTiCl42％、N22％の組成に変え
0.5時間反応させ基体上にTiNを0.5μｍ形成させ
た。この試料をＡとする。 同時に比較のため、上記超硬合金上にTiCを4μ
ｍ被覆した。この試料をＢとする。TiCの被覆は
上記ガス系をCH4とし、HT−CVDの温度である
1000℃で実施した。これら２種の試料を旋盤にて
以下の切削条件、 被削材 SCM440 切削温度 200ｍ／min 送り 0.3mm／rev 切り込み ２mm にて試験した。 比較品の試料Ｂは15分で摩耗により寿命に到つ
たのに対し、本発明による試料Ａは30分間の切削
でも良好な切削性能を示した。 実施例 ２ TiCN基サーメツト（65％TiCN−10％WC−
10％TaC−15％Ni）を基体としSNMN432（JIS
−B4120）に加工し、実施例１と同様な方法によ
るMT−CVD法により表１のような皮膜を被覆
した。その試料を６インチカツター（ダブルネガ
型）で継続試験を下記の条件で行なつた。 被削材 SCM440 切削温度 200ｍ／min 送り 0.15mm／刃 切り込み ２mm その結果も表１に併記する。次に送りのみ0.05
mm／刃に変更して、寿命試験を実施した。その結
果も表１に示す。表１の結果より多層被覆による
皮膜の密着性が向上し、優れた耐摩耗性、耐欠損
性を示すことが明らかである。
性、耐欠損性に有効な表面被覆工具の製造方法に
関する。 〔従来技術及びその問題点〕 WC基超硬合金、サーメツト等に硬質物質を被
覆して、耐摩耗性、耐欠損性を向上させる事は従
来より行なわれてきた。しかし、継続切削となる
フライス用途に関しては、CVD法（化学蒸着法）
による被覆では、母材と皮膜の境界に生ずる脱炭
層や皮膜粒子の異常成長などの問題により十分な
性能を発揮出来なかつた。 そのため、フライス用としてはPVD法（物理
蒸着法）が適用されている。しかし、PVD法は
密着性に問題があり皮膜の剥離、脱落などにより
十分な性能を発揮出来ない。 本発明は以上の観点より、耐欠損性、特にフラ
イス工具として使用される場合の機械的衝撃に優
れた表面被覆工具を提供する事を目的とし、具体
的な方法としてCVD法の低温化を計つた被覆方
法を提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、本発明は脱炭層の低減、皮膜粒子の
異常成長の防止などの問題がある従来のHT−
CVD法（蒸着温度1000℃前後の化学蒸着法）に
比較して、低温で被覆が可能なMT−CVD法
（蒸着温度800℃前後の化学蒸着法）を適用するこ
と、及び皮膜をTiCN及びTiNの多層被覆層の厚
さ１〜5μｍ、かつ各層の厚さを2μｍ以下とする
ことによりフライス工具として優れた耐摩耗性、
耐欠損性を確保する事ができるという知見を得た
のである。 本発明は以上の知見に基づいてなされたもので
あり、TiCNの被覆層はアセトニトリル（シアン
化メチル）と４塩化チタン及び水素間に次のよう
な反応を生じさせ、その表面に被覆する。 2TiCl4＋2CH3（CN）＋3H2→2Ti（CN）＋
6HCl＋2CH3Cl また、TiNの被覆は、ガス系を窒素ガスに切
り換え、次のような反応を生じさせ、その表面に
被覆する。 2TiCl4＋N2＋4H2→2TiN＋8HCl 蒸着温度は、TiCNは750度、TiNは800度前後
で行なう。尚、TiNの被覆する場合のガス系は
従来技術で述べたHT−CVD法と同一であるが、
蒸着温度を800℃前後まで低温化してもTiNは生
成温度の巾が広く、充分成膜出来、かつ粒度の微
細化が計れる。 この結果得られたTiCN、TiNの多層皮膜は、
従来の1000℃前後で蒸着されるHT−CVD法の皮
膜に比較し、粒子が微細で、さらに皮膜と母材の
境界に脱炭層が少ないのが特徴である。その理由
として、第１に200℃前後低温化したことにより、
成膜時の拡散移動が減少し脱炭層が低減でき、第
２に低温化により皮膜の粒度が微細となる為であ
る。 さらに本願では、TiCN、TiN層はその各層の
厚さを2μｍ以下とし、同一の膜を2μｍを越えて
被覆すると、皮膜の結晶が徐々に粗粒化してくる
ため、靭性が低下し表面が荒れて凹凸が激しくな
り、フライス工具として欠損を生じ易くなる等の
欠点となるためである。 また多層被覆層の厚さを１〜5μｍとしたのは
1μｍ以下では所望の耐摩耗性を維持することが
できず、一方5μｍを超えた層厚になると密着性
が低下し、機械的衝撃により剥離しやすくなるた
めである。 〔実施例〕 次に、本発明の表面被覆工具を実施例により具
体的に説明する。 実施例 １ 94％WC−６％Co（重量パーセント、以下同
じ）、超硬合金（チツプ型番 SNMA432 JIS−
B4120）上にTiCN（Ｃ／Ｎ＝７／３）、TiN皮膜
を交互に各層1μｍ、合計4μｍ被覆した。窒素源、
炭素源としてアセトニトリル、Ti源としてハロ
ゲン化チタンの各ガスを使用する。CVD反応炉
中にセツトし、H2ガスを流しながら、750℃まで
昇温した。750℃よりTiCl42％、CH3CN2％、H2
残からなる混合気体を流量７リツトル／min 圧
力72mmHgの条件で供給し0.5時間反応させ基体上
にTiCNを1μｍ被覆する。さらに800℃まで昇温
し、混合気体をTiCl42％、N22％の組成に変え
0.5時間反応させ基体上にTiNを0.5μｍ形成させ
た。この試料をＡとする。 同時に比較のため、上記超硬合金上にTiCを4μ
ｍ被覆した。この試料をＢとする。TiCの被覆は
上記ガス系をCH4とし、HT−CVDの温度である
1000℃で実施した。これら２種の試料を旋盤にて
以下の切削条件、 被削材 SCM440 切削温度 200ｍ／min 送り 0.3mm／rev 切り込み ２mm にて試験した。 比較品の試料Ｂは15分で摩耗により寿命に到つ
たのに対し、本発明による試料Ａは30分間の切削
でも良好な切削性能を示した。 実施例 ２ TiCN基サーメツト（65％TiCN−10％WC−
10％TaC−15％Ni）を基体としSNMN432（JIS
−B4120）に加工し、実施例１と同様な方法によ
るMT−CVD法により表１のような皮膜を被覆
した。その試料を６インチカツター（ダブルネガ
型）で継続試験を下記の条件で行なつた。 被削材 SCM440 切削温度 200ｍ／min 送り 0.15mm／刃 切り込み ２mm その結果も表１に併記する。次に送りのみ0.05
mm／刃に変更して、寿命試験を実施した。その結
果も表１に示す。表１の結果より多層被覆による
皮膜の密着性が向上し、優れた耐摩耗性、耐欠損
性を示すことが明らかである。
【表】
示す。
〔発明の効果〕 上述のように、本発明の表面被覆工具は、多層
被覆及びMT−CVD法を適用する事により、膜
質の改善−特に微粒化、低温化により脱炭層の低
減をはかり、工具として優れた耐摩耗性、耐欠損
性を示し、超硬合金は勿論のことTiCN基サーメ
ツトへの被覆にも適するものである。
〔発明の効果〕 上述のように、本発明の表面被覆工具は、多層
被覆及びMT−CVD法を適用する事により、膜
質の改善−特に微粒化、低温化により脱炭層の低
減をはかり、工具として優れた耐摩耗性、耐欠損
性を示し、超硬合金は勿論のことTiCN基サーメ
ツトへの被覆にも適するものである。
Claims (1)
- １ WC基超硬合金又はサーメツトの表面に
TiCN及びTiNを多層被覆する工具の製造方法に
おいて、TiCNの被覆は、反応ガスとしてシアン
化メチルをTiの炭窒素源と成し、TiNの被覆は、
反応ガスとして窒素ガスをTiの窒素源と成し、
700〜900℃の中温化学蒸着法で行い、前記TiCN
及びTiNより成る多層被覆層の厚さは１〜5μｍ
であり、またTiCN及びTiNの各層の厚さは2μｍ
以下であり、かつTiCN及びTiNは交互に少なく
とも２層以上被覆された被覆層を形成することを
特徴とする表面被覆工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18328885A JPS6244572A (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 表面被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18328885A JPS6244572A (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 表面被覆工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244572A JPS6244572A (ja) | 1987-02-26 |
| JPH0433865B2 true JPH0433865B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=16133029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18328885A Granted JPS6244572A (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 表面被覆工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6244572A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012144574A1 (ja) | 2011-04-20 | 2012-10-26 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2590130B2 (ja) * | 1987-08-22 | 1997-03-12 | 住友電気工業株式会社 | 被覆切削工具の製造方法 |
| JP2645340B2 (ja) * | 1989-09-08 | 1997-08-25 | 日立ツール 株式会社 | 被覆超硬合金工具の製造方法 |
| JPH0397867A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-23 | Hitachi Tool Eng Ltd | 被覆耐摩工具 |
| JPH0819525B2 (ja) * | 1989-09-26 | 1996-02-28 | 日立ツール株式会社 | 被覆セラミック工具の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564627B2 (ja) * | 1973-10-31 | 1981-01-31 | ||
| JPS5124982A (en) * | 1974-08-24 | 1976-02-28 | Tdk Electronics Co Ltd | Dengensochino anteikakairo |
| JPS5829054B2 (ja) * | 1975-07-01 | 1983-06-20 | オリエンタルコウボコウギヨウ カブシキガイシヤ | ギヨルイノキユウジホウホウ |
| JPS5434189A (en) * | 1977-08-22 | 1979-03-13 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Cutting tool provided with coating of multiilayer more than three layers |
| JPS5558365A (en) * | 1978-10-27 | 1980-05-01 | Hitachi Metals Ltd | Coating method for titanium compound |
| JPS58157965A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-20 | Hitachi Metals Ltd | 多重被覆材料およびその製造法 |
-
1985
- 1985-08-21 JP JP18328885A patent/JPS6244572A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012144574A1 (ja) | 2011-04-20 | 2012-10-26 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244572A (ja) | 1987-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |