JPH04357174A - 工具用被覆窒化ケイ素燒結体 - Google Patents
工具用被覆窒化ケイ素燒結体Info
- Publication number
- JPH04357174A JPH04357174A JP3155583A JP15558391A JPH04357174A JP H04357174 A JPH04357174 A JP H04357174A JP 3155583 A JP3155583 A JP 3155583A JP 15558391 A JP15558391 A JP 15558391A JP H04357174 A JPH04357174 A JP H04357174A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- oxide film
- nitride sintered
- coated silicon
- sintered body
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 36
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 19
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 45
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003178 Mo2C Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、旋削工具，フライス工
具，ドリル，エンドミル等の切削工具、又はスリッター
，プッシュ，ワイヤカッター，カイド等の耐摩耗工具、
特にスローアウェイチップとしての切削工具に最適な工
具用被覆窒化ケイ素焼結体に関するものである。
具，ドリル，エンドミル等の切削工具、又はスリッター
，プッシュ，ワイヤカッター，カイド等の耐摩耗工具、
特にスローアウェイチップとしての切削工具に最適な工
具用被覆窒化ケイ素焼結体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】窒化ケイ素を含有してなる燒結体は、機
械的強度，耐熱性，耐熱衝撃性に優れているが、窒化ケ
イ素自体が鉄との親和性に富むため、例えば鉄系材料へ
の切削工具として使用した場合、耐摩耗性が極端に劣化
するという問題がある。
械的強度，耐熱性，耐熱衝撃性に優れているが、窒化ケ
イ素自体が鉄との親和性に富むため、例えば鉄系材料へ
の切削工具として使用した場合、耐摩耗性が極端に劣化
するという問題がある。
【０００３】この問題を解決するために、窒化ケイ素燒
結体の表面に鉄系材料との親和性に劣る硬質被膜を形成
させた被覆窒化ケイ素焼結体の提案が行われている。
結体の表面に鉄系材料との親和性に劣る硬質被膜を形成
させた被覆窒化ケイ素焼結体の提案が行われている。
【０００４】被覆窒化ケイ素焼結体の代表的なものとし
て、特公昭５９−１３４７５号公報，特公昭６１−３５
１５９号公報及び特公昭６２−１３４３０号公報がある
。
て、特公昭５９−１３４７５号公報，特公昭６１−３５
１５９号公報及び特公昭６２−１３４３０号公報がある
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特公昭５９−１３４７
５号公報には、Ｓｉ３Ｎ４を主成分とする焼結体の基材
の表面にＡｌ２Ｏ３及び／又はＡｌ（ＯＮ）の被膜を形
成させたセラミック・スローアウェイチップが記載され
ている。
５号公報には、Ｓｉ３Ｎ４を主成分とする焼結体の基材
の表面にＡｌ２Ｏ３及び／又はＡｌ（ＯＮ）の被膜を形
成させたセラミック・スローアウェイチップが記載され
ている。
【０００６】また、特公昭６１−３５１５９号公報には
、窒化ケイ素及び／又はサイアロンを含む焼結体の基材
の表面に炭化ケイ素，酸化ケイ素又は両方の固溶体でな
る厚さ０．２〜３．０μｍの内層と、酸化アルミニウム
，酸化ジルコニウム及び酸化チタンの１種又は２種以上
の固溶体からなる厚さ０．５〜５．０μｍの外層とで構
成された高速切削用表面被覆窒化ケイ素焼結体が記載さ
れている。
、窒化ケイ素及び／又はサイアロンを含む焼結体の基材
の表面に炭化ケイ素，酸化ケイ素又は両方の固溶体でな
る厚さ０．２〜３．０μｍの内層と、酸化アルミニウム
，酸化ジルコニウム及び酸化チタンの１種又は２種以上
の固溶体からなる厚さ０．５〜５．０μｍの外層とで構
成された高速切削用表面被覆窒化ケイ素焼結体が記載さ
れている。
【０００７】さらに、特公昭６２−１３４３０号公報に
は、９０重量％以上の窒化ケイ素を含む焼結体の表面に
Ｔｉの窒化物，炭窒化物，炭窒酸化物の１種の単層又は
２種以上の複層からなる被覆層を０．５〜１０μｍの厚
さで形成した鋳鉄の高速切削用表面被覆切削工具が記載
されている。
は、９０重量％以上の窒化ケイ素を含む焼結体の表面に
Ｔｉの窒化物，炭窒化物，炭窒酸化物の１種の単層又は
２種以上の複層からなる被覆層を０．５〜１０μｍの厚
さで形成した鋳鉄の高速切削用表面被覆切削工具が記載
されている。
【０００８】これら３件の公報に記載されている被覆窒
化ケイ素焼結体は、窒化ケイ素焼結体の基材に含有する
窒化ケイ素自体が共有結合性の高い化合物であることか
ら、被膜を形成する化合物との密着性が悪く、特に物理
蒸着法（ＰＶＤ法）や化学蒸着法（ＣＶＤ法）で形成さ
れる化合物の被膜との密着性が劣るために、鉄系材料を
被削材とする切削工具として用いると切削初期段階で被
膜が剥離し、耐摩耗性が極端に劣化し、このために耐欠
損性も低下するという問題がある。
化ケイ素焼結体は、窒化ケイ素焼結体の基材に含有する
窒化ケイ素自体が共有結合性の高い化合物であることか
ら、被膜を形成する化合物との密着性が悪く、特に物理
蒸着法（ＰＶＤ法）や化学蒸着法（ＣＶＤ法）で形成さ
れる化合物の被膜との密着性が劣るために、鉄系材料を
被削材とする切削工具として用いると切削初期段階で被
膜が剥離し、耐摩耗性が極端に劣化し、このために耐欠
損性も低下するという問題がある。
【０００９】本発明は、上述ような問題点を解決したも
ので、具体的には、窒化ケイ素を含有する焼結体と被膜
との間に極薄の酸化膜を形成し、酸化膜でもって焼結体
と被膜との密着性及び被膜の耐剥離性を高め、耐摩耗性
及び耐欠損性を優れるようにした被膜窒化ケイ素焼結体
の提供を目的とするものである。
ので、具体的には、窒化ケイ素を含有する焼結体と被膜
との間に極薄の酸化膜を形成し、酸化膜でもって焼結体
と被膜との密着性及び被膜の耐剥離性を高め、耐摩耗性
及び耐欠損性を優れるようにした被膜窒化ケイ素焼結体
の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鉄系材料
からなる被削材を被覆窒化ケイ素焼結体の切削工具でも
って切削した場合に、耐摩耗性及び耐欠損性が急激に低
下するという問題に対して、焼結体と被膜との関係から
検討していた所、第１に、被覆窒化ケイ素焼結体を切削
工具として用いた場合に生じる耐摩耗性及び耐欠損性の
急激な低下は、被膜の剥離が原因で生じるという知見を
得た。
からなる被削材を被覆窒化ケイ素焼結体の切削工具でも
って切削した場合に、耐摩耗性及び耐欠損性が急激に低
下するという問題に対して、焼結体と被膜との関係から
検討していた所、第１に、被覆窒化ケイ素焼結体を切削
工具として用いた場合に生じる耐摩耗性及び耐欠損性の
急激な低下は、被膜の剥離が原因で生じるという知見を
得た。
【００１１】第２に、窒化ケイ素焼結体の表面を高温酸
化させて、極薄の酸化膜を形成し、酸化膜の表面に被膜
を形成させると、被膜の剥離が生じ難く、耐摩耗性及び
耐欠損性が顕著に向上するという知見を得た。
化させて、極薄の酸化膜を形成し、酸化膜の表面に被膜
を形成させると、被膜の剥離が生じ難く、耐摩耗性及び
耐欠損性が顕著に向上するという知見を得た。
【００１２】本発明は、第１の知見及び第２の知見に基
づいて完成させるに至ったものである。
づいて完成させるに至ったものである。
【００１３】本発明の工具用被覆窒化ケイ素焼結体は、
窒化ケイ素を含有してなる焼結体の基材の少なくとも一
面に被膜を被覆してなる被覆窒化ケイ素焼結体において
、該基材の表面に厚さ１０００Å以下の酸化膜を形成し
、該酸化膜の表面にＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ
，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌの酸化物，窒化物，炭化物及び
これらの相互固溶体の中の少なくとも１種の単層又は多
層からなる被膜を形成したことを特徴とするものである
。
窒化ケイ素を含有してなる焼結体の基材の少なくとも一
面に被膜を被覆してなる被覆窒化ケイ素焼結体において
、該基材の表面に厚さ１０００Å以下の酸化膜を形成し
、該酸化膜の表面にＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ
，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌの酸化物，窒化物，炭化物及び
これらの相互固溶体の中の少なくとも１種の単層又は多
層からなる被膜を形成したことを特徴とするものである
。
【００１４】本発明の工具用被覆窒化ケイ素焼結体にお
ける基材は、窒化ケイ素、又は窒化ケイ素とＡｌの化合
物、例えばＡｌ２Ｏ３やＡｌＮ等とで形成されるα−サ
イアロンやβ−サイアロンとして含有している焼結体、
特に焼結体の表面に窒化ケイ素もしくはサイアロンが多
く生じている基材の場合に、後述する作用効果が高く、
好ましくは３０体積％以上の窒化ケイ素あるいはサイア
ロンを含有した焼結体、さらに好ましくは７０体積％以
上の窒化ケイ素やサイアロンを含有した焼結体である。
ける基材は、窒化ケイ素、又は窒化ケイ素とＡｌの化合
物、例えばＡｌ２Ｏ３やＡｌＮ等とで形成されるα−サ
イアロンやβ−サイアロンとして含有している焼結体、
特に焼結体の表面に窒化ケイ素もしくはサイアロンが多
く生じている基材の場合に、後述する作用効果が高く、
好ましくは３０体積％以上の窒化ケイ素あるいはサイア
ロンを含有した焼結体、さらに好ましくは７０体積％以
上の窒化ケイ素やサイアロンを含有した焼結体である。
【００１５】本発明の工具用被覆窒化ケイ素焼結体にお
ける酸化膜は、薄膜にすることが好ましく、１０００Å
を超えた厚さになると被膜と酸化膜との密着性の低下が
著しくなるので、１０００Å以下の厚さにする必要があ
り、特に１０〜５００Åの厚さにすると基材と酸化膜、
並びに酸化膜と被膜との相互密着強度が高くなり好まし
いことである。この酸化膜の組成は、基材の組成成分に
より左右されるもので、基材の組成成分の酸化物、場合
によっては、酸窒化物，酸炭化物，酸窒炭化物からなっ
ており、特に酸化物の場合はガラス状でなる場合もある
。
ける酸化膜は、薄膜にすることが好ましく、１０００Å
を超えた厚さになると被膜と酸化膜との密着性の低下が
著しくなるので、１０００Å以下の厚さにする必要があ
り、特に１０〜５００Åの厚さにすると基材と酸化膜、
並びに酸化膜と被膜との相互密着強度が高くなり好まし
いことである。この酸化膜の組成は、基材の組成成分に
より左右されるもので、基材の組成成分の酸化物、場合
によっては、酸窒化物，酸炭化物，酸窒炭化物からなっ
ており、特に酸化物の場合はガラス状でなる場合もある
。
【００１６】本発明の工具用被覆窒化ケイ素焼結体にお
ける被覆は、具体的には、例えばＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，ＴａＮ，ＡｌＮ，ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，
ＴａＣ，ＷＣ，Ｍｏ２Ｃ，Ｃｒ３Ｃ２，Ｃｒ２Ｏ３，Ａ
ｌ２Ｏ３，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）
，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ），Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ，Ｏ），（Ｔｉ，Ｗ）Ｃを挙げることができる
。この被膜の厚さは、工具形状，用途及び被膜の組成成
分により異なるもので、衝撃力が殆んど加わらない用途
の場合は、１０μｍ以下の被膜厚さでよく、切削工具の
ように熱的衝撃力が苛酷に加わるような用途の場合は、
５．０μｍ以下の被膜厚さ、特に好ましくは０．５〜４
．０μｍの被膜厚さである。
ける被覆は、具体的には、例えばＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，ＴａＮ，ＡｌＮ，ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，
ＴａＣ，ＷＣ，Ｍｏ２Ｃ，Ｃｒ３Ｃ２，Ｃｒ２Ｏ３，Ａ
ｌ２Ｏ３，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）
，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ），Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ，Ｏ），（Ｔｉ，Ｗ）Ｃを挙げることができる
。この被膜の厚さは、工具形状，用途及び被膜の組成成
分により異なるもので、衝撃力が殆んど加わらない用途
の場合は、１０μｍ以下の被膜厚さでよく、切削工具の
ように熱的衝撃力が苛酷に加わるような用途の場合は、
５．０μｍ以下の被膜厚さ、特に好ましくは０．５〜４
．０μｍの被膜厚さである。
【００１７】本発明の工具用被覆窒化ケイ素焼結体は、
従来の製造方法により得られる窒化ケイ素を含む焼結体
、又は市販されている窒化ケイ素を含む焼結体を酸化性
雰囲気、具体的には、例えば大気中又はＣＯ２ガスとＨ
２ガスもしくはＣＯ２ガスとＨ２ガスと不活性ガスの雰
囲気中、８００℃〜１１００℃に加熱して焼結体の表面
に酸化膜を形成し、次いで従来から行われているＰＶＤ
法やＣＶＤ法でもって処理することにより、酸化膜の表
面に被膜を形成して得ることができる。
従来の製造方法により得られる窒化ケイ素を含む焼結体
、又は市販されている窒化ケイ素を含む焼結体を酸化性
雰囲気、具体的には、例えば大気中又はＣＯ２ガスとＨ
２ガスもしくはＣＯ２ガスとＨ２ガスと不活性ガスの雰
囲気中、８００℃〜１１００℃に加熱して焼結体の表面
に酸化膜を形成し、次いで従来から行われているＰＶＤ
法やＣＶＤ法でもって処理することにより、酸化膜の表
面に被膜を形成して得ることができる。
【００１８】
【作用】本発明の工具用被覆窒化ケイ素焼結体は、基材
の表面の酸化膜が基材に含有している元素と酸素とによ
って形成された化合物であることから基材との密着性を
高める作用をし、極薄の酸化膜の表面に被膜が形成され
ていること、及び酸化膜と被膜材質との関係から酸化膜
が被膜との密着性を高める作用をしているもので、所謂
酸化膜が基材と被膜との密着性の媒介的作用をしている
ものである。
の表面の酸化膜が基材に含有している元素と酸素とによ
って形成された化合物であることから基材との密着性を
高める作用をし、極薄の酸化膜の表面に被膜が形成され
ていること、及び酸化膜と被膜材質との関係から酸化膜
が被膜との密着性を高める作用をしているもので、所謂
酸化膜が基材と被膜との密着性の媒介的作用をしている
ものである。
【００１９】
【実施例１】重量で４％Ａｌ２Ｏ３、４％Ｙ２Ｏ３及び
残部Ｓｉ３Ｎ４からなるＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８
形状の窒化ケイ素セラミックスの基材を用いて、これを
大気中，１０００℃で１時間加熱処理し、基材表面に酸
化膜を形成させた。酸化膜は、試料表面からの酸素濃度
をＥＳＣＡにより分析し、厚さ４００Åと確認した。
残部Ｓｉ３Ｎ４からなるＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８
形状の窒化ケイ素セラミックスの基材を用いて、これを
大気中，１０００℃で１時間加熱処理し、基材表面に酸
化膜を形成させた。酸化膜は、試料表面からの酸素濃度
をＥＳＣＡにより分析し、厚さ４００Åと確認した。
【００２０】次に、ＣＶＤ法により１１００℃の反応温
度で、酸化膜の形成された試料表面に厚さ１μｍのＴｉ
Ｃ膜の内層と厚さ１．５μｍのＡｌ２Ｏ３膜の外層を被
覆して本発明品１を得た。また、本発明品１のＴｉＣ膜
の内層の処理を施さずに、２．５μｍのＡｌ２Ｏ３膜を
被覆して本発明品２を得た。
度で、酸化膜の形成された試料表面に厚さ１μｍのＴｉ
Ｃ膜の内層と厚さ１．５μｍのＡｌ２Ｏ３膜の外層を被
覆して本発明品１を得た。また、本発明品１のＴｉＣ膜
の内層の処理を施さずに、２．５μｍのＡｌ２Ｏ３膜を
被覆して本発明品２を得た。
【００２１】比較として、本発明品１及び２の内、それ
ぞれ酸化膜の形成処理を施さないで、その他は同様に処
理して比較品１及び２を得た。また、上述の基材表面に
、ＣＶＤ法でもって厚さ０．２μｍのＳｉＯ２膜の内層
と厚さ２．３μｍのＡｌ２Ｏ３膜の外層を形成させて比
較品３とした。
ぞれ酸化膜の形成処理を施さないで、その他は同様に処
理して比較品１及び２を得た。また、上述の基材表面に
、ＣＶＤ法でもって厚さ０．２μｍのＳｉＯ２膜の内層
と厚さ２．３μｍのＡｌ２Ｏ３膜の外層を形成させて比
較品３とした。
【００２２】こうして得た本発明品１，２と比較品１〜
３と、さらに上述の基材のみからなるＳＮＧＮ１２０４
０８形状のそれぞれのスローアウェイチップを用いて、
下記（Ａ）条件及び（Ｂ）条件における切削試験を行い
、その結果を表１に示した。 （Ａ）乾式による連続旋削試験条件 被削材 ：ＦＣ３５ 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ 切込み ：１．５ｍｍ 送り ：０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切削時間：２ｍｉｎ 評価 ：平均逃げ面摩耗量 （Ｂ）乾式によるフライス切削試験条件被削材 ：Ｆ
Ｃ６０（４５Ｈ×２００ｌ）切削速度：１５０ｍ／ｍｉ
ｎ 切込み ：１．５ｍｍ 初期送り：０．２０ｍｍ／ｒｅｖ 評価 ：チップが欠損に至る最大送り、（欠損し
ない場合は、送りを０．３ｍｍ／ｒｅｖ増加）
３と、さらに上述の基材のみからなるＳＮＧＮ１２０４
０８形状のそれぞれのスローアウェイチップを用いて、
下記（Ａ）条件及び（Ｂ）条件における切削試験を行い
、その結果を表１に示した。 （Ａ）乾式による連続旋削試験条件 被削材 ：ＦＣ３５ 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ 切込み ：１．５ｍｍ 送り ：０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切削時間：２ｍｉｎ 評価 ：平均逃げ面摩耗量 （Ｂ）乾式によるフライス切削試験条件被削材 ：Ｆ
Ｃ６０（４５Ｈ×２００ｌ）切削速度：１５０ｍ／ｍｉ
ｎ 切込み ：１．５ｍｍ 初期送り：０．２０ｍｍ／ｒｅｖ 評価 ：チップが欠損に至る最大送り、（欠損し
ない場合は、送りを０．３ｍｍ／ｒｅｖ増加）
【００２
３】
３】
【表１】
【００２４】
【実施例２】重量で４％Ａｌ２Ｏ３、２％ＡｌＮ，３％
Ｙ２Ｏ３及び残部Ｓｉ３Ｎ４からなるＩＳＯ・ＳＮＧＮ
１２０４０８形状の窒化ケイ素セラミックスの基材を用
いて、実施例１と略同様に行って、（但し、酸化膜の厚
さは、酸化処理温度及び時間でもって調整した。）表２
に示すような酸化膜厚さ及び各種の被膜を有する本発明
品３〜２２と、酸化膜の施されてない比較品５〜７を得
た。
Ｙ２Ｏ３及び残部Ｓｉ３Ｎ４からなるＩＳＯ・ＳＮＧＮ
１２０４０８形状の窒化ケイ素セラミックスの基材を用
いて、実施例１と略同様に行って、（但し、酸化膜の厚
さは、酸化処理温度及び時間でもって調整した。）表２
に示すような酸化膜厚さ及び各種の被膜を有する本発明
品３〜２２と、酸化膜の施されてない比較品５〜７を得
た。
【００２５】こうして得た本発明品３〜２２と比較品５
〜７のそれぞれのスローアウェイチップを用いて、実施
例１の（Ａ）条件及び（Ｂ）条件による切削試験を行い
、その結果を表２に併記した。
〜７のそれぞれのスローアウェイチップを用いて、実施
例１の（Ａ）条件及び（Ｂ）条件による切削試験を行い
、その結果を表２に併記した。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【実施例３】実施例２と同様の基材を用いて、実施例２
と同様に処理し、表３に示すような酸化膜厚さ及び各種
の被膜を有する本発明品２３〜３４を得た。
と同様に処理し、表３に示すような酸化膜厚さ及び各種
の被膜を有する本発明品２３〜３４を得た。
【００２８】これらの本発明品２３〜３４のそれぞれの
スローアウェイチップを用いて、実施例１の（Ａ）条件
及び（Ｂ）条件による切削試験を行い、その結果を表３
に併記した。
スローアウェイチップを用いて、実施例１の（Ａ）条件
及び（Ｂ）条件による切削試験を行い、その結果を表３
に併記した。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【実施例４】重量で５％ＡｌＮ、６％Ｙ２Ｏ３及び残部
Ｓｉ３Ｎ４からなるＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８形状
の窒化ケイ素セラミックスの基材を用いて、実施例１と
同様に大気中、表４に示す条件で加熱処理し、基材の表
面に表４に示す厚さの酸化膜を形成させた。次いで、Ｃ
ＶＤ法により１１００℃の反応温度で厚さ０．８μｍの
Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）膜の内層と厚さ２．０μｍのＡｌ２Ｏ３
膜の外層を施して、本明品３５〜３９を得た。
Ｓｉ３Ｎ４からなるＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８形状
の窒化ケイ素セラミックスの基材を用いて、実施例１と
同様に大気中、表４に示す条件で加熱処理し、基材の表
面に表４に示す厚さの酸化膜を形成させた。次いで、Ｃ
ＶＤ法により１１００℃の反応温度で厚さ０．８μｍの
Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）膜の内層と厚さ２．０μｍのＡｌ２Ｏ３
膜の外層を施して、本明品３５〜３９を得た。
【００３１】比較として、酸化膜の処理を除いて、他は
本発明品３５〜３９と同様に行って、比較品７を得た。
本発明品３５〜３９と同様に行って、比較品７を得た。
【００３２】こうして得た本発明品３５〜３９と比較品
７のそれぞれのスローアウェイチップを用いて、実施例
１の（Ａ）条件及び（Ｂ）条件による切削試験を行い、
その結果を表４に併記した。
７のそれぞれのスローアウェイチップを用いて、実施例
１の（Ａ）条件及び（Ｂ）条件による切削試験を行い、
その結果を表４に併記した。
【００３３】
【表４】
【００３４】
【発明の効果】本発明の工具用被覆窒化ケイ素焼結体は
、基材の表面に直接ＰＶＤ法やＣＶＤ法でもって被膜を
施してなる従来の被覆窒化ケイ素基燒結体に比べて、被
膜の基材との密着性が高く、剥離が生じ難いことから、
被膜による耐摩耗性を持続できること、しかも耐欠損性
においても顕著な効果があり、具体的には、最大で２倍
の耐摩耗性の向上及び１．９倍の耐欠損性の向上を有す
るという効果があること、また耐摩耗性と耐欠損性がバ
ランスよく優れているものである。
、基材の表面に直接ＰＶＤ法やＣＶＤ法でもって被膜を
施してなる従来の被覆窒化ケイ素基燒結体に比べて、被
膜の基材との密着性が高く、剥離が生じ難いことから、
被膜による耐摩耗性を持続できること、しかも耐欠損性
においても顕著な効果があり、具体的には、最大で２倍
の耐摩耗性の向上及び１．９倍の耐欠損性の向上を有す
るという効果があること、また耐摩耗性と耐欠損性がバ
ランスよく優れているものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 窒化ケイ素を含有してなる焼結体の基
材の少なくとも一面に被膜を被覆してなる被覆窒化ケイ
素焼結体において、該基材の表面に厚さ１０００Å以下
の酸化膜を形成し、該酸化膜の表面にＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ
，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌの酸化物，窒
化物，炭化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも
１種の単層又は多層からなる被膜を形成したことを特徴
とする工具用被覆窒化ケイ素焼結体。 - 【請求項２】 上記酸化膜が１０〜５００Åの厚さで
なり、かつ上記被膜が０．５〜４．０μｍの厚さでなる
ことを特徴とする請求項１記載の工具用被覆窒化ケイ素
焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3155583A JPH04357174A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 工具用被覆窒化ケイ素燒結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3155583A JPH04357174A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 工具用被覆窒化ケイ素燒結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357174A true JPH04357174A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15609218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3155583A Withdrawn JPH04357174A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 工具用被覆窒化ケイ素燒結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357174A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998031846A1 (de) * | 1997-01-21 | 1998-07-23 | Widia Gmbh | Verbundkörper und verfahren zu seiner herstellung |
| US6313054B1 (en) * | 1997-12-26 | 2001-11-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride sintered body, method for manufacturing the same, and cutting insert formed of the sintered body |
| US9512029B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-12-06 | Corning Incorporated | Cover glass article |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP3155583A patent/JPH04357174A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998031846A1 (de) * | 1997-01-21 | 1998-07-23 | Widia Gmbh | Verbundkörper und verfahren zu seiner herstellung |
| US6235416B1 (en) | 1997-01-21 | 2001-05-22 | Widia Gmbh | Composite body and production process |
| US6313054B1 (en) * | 1997-12-26 | 2001-11-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride sintered body, method for manufacturing the same, and cutting insert formed of the sintered body |
| US9512029B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-12-06 | Corning Incorporated | Cover glass article |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3866305B2 (ja) | 工具用複合高硬度材料 | |
| JP4966580B2 (ja) | 被覆工具 | |
| EP0980917B1 (en) | Aluminium oxide-coated tool member | |
| EP0074759A2 (en) | Sintered hard metal products having a multi-layer wear-restistant coating | |
| JP2001105205A (ja) | 硬質皮膜被覆工具 | |
| JPS6154114B2 (ja) | ||
| JP3420024B2 (ja) | 結晶配向性硬質膜を含む積層被膜部材 | |
| KR20120140642A (ko) | 고속 기계가공 방법 및 피복 절삭공구 | |
| JP2002160105A (ja) | 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP3333081B2 (ja) | 結晶配向性高強度被覆部材 | |
| JPH04357174A (ja) | 工具用被覆窒化ケイ素燒結体 | |
| JPH11197936A (ja) | 耐摩耗性のすぐれたミーリング工具 | |
| JP3130734B2 (ja) | 耐熱性被覆部材 | |
| JP2005047004A (ja) | 工具用複合高硬度材料 | |
| JPH10317123A (ja) | 結晶配向性硬質被覆部材 | |
| JP3358696B2 (ja) | 高強度被覆体 | |
| JP3519127B2 (ja) | 高熱伝導性被覆工具 | |
| JP2000210801A (ja) | 酸化アルミニウム被覆工具部材 | |
| JP2646247B2 (ja) | ＡｌＮ被覆窒化珪素基切削工具 | |
| JPH0741963A (ja) | 高強度被覆物体 | |
| JPS5826428B2 (ja) | 被覆超硬合金工具 | |
| JP2677288B2 (ja) | 被覆工具材料 | |
| JP3333080B2 (ja) | 整合性界面を有した高強度被覆部材 | |
| JP2571772B2 (ja) | 耐欠損性のすぐれた表面被覆切削工具 | |
| JPH10310878A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |