JPH0558065B2 - - Google Patents
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- JPH0558065B2 JPH0558065B2 JP59007679A JP767984A JPH0558065B2 JP H0558065 B2 JPH0558065 B2 JP H0558065B2 JP 59007679 A JP59007679 A JP 59007679A JP 767984 A JP767984 A JP 767984A JP H0558065 B2 JPH0558065 B2 JP H0558065B2
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- Japan
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- coating layer
- hard
- hard carbon
- base material
- coated
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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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
-
- 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
- C23C16/26—Deposition of carbon only
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、非鉄金属および金属と非金属との複
合材などの切削および加工などに使用した場合、
すぐれた耐摩耗性、耐剥離性および耐チツピング
性を有する表面被覆硬質部材に関するものであ
る。 WC基超硬合金、TiC基サーメツトまたは
TiCN基サーメツトなどを母部材とし、その表面
に母部材より耐摩耗性に富む、周期率表の4a，
5aおよび6a族の金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物、酸炭窒化物のいずれか一種または二種以上を
一層もしくはそれ以上の層に積層し、また必要に
応じ、Al2O3層を被覆したいわゆる表面被覆超硬
合金およびサーメツト部材は、母材のじん性と表
面被覆層の耐摩耗性をかねそなえており、切削工
具としては、従来のWC基超硬合金、TiC基サー
メツトあるいはTiCN基サーメツトなどより特に
優れた切削性能を有することは広く知られてい
る。 一方、高性能および長寿命化を目的としてダイ
ヤモンドコンパクト工具も広く知られているが、
ダイヤモンドコンパクト工具を製造するには、高
圧、高温を必要とするため、高価であり、また任
意の形状にすることは不可能に近いものである。
しかし被覆技術の進歩により、イオンビームデポ
ジシヨン、ガス中でのプラズマを利用したイオン
プレーテイング法および気相合成法などを利用し
て、ダイヤモンドの硬さに近いダイヤモンドライ
クカーボンやｉ−カーボンと呼ばれる硬質炭素被
覆が可能となつた。 硬質炭素被覆層はプラスチツクの保護膜やエレ
クトロニクス関係の絶縁膜・保護膜などの用途に
は向くが、切削工具に関しては、大きな期待があ
るものの被覆層の密着性に問題があり、切削中に
被覆層の剥離やチツピングが常に伴ない実用に耐
えなかつた。 本発明は上記脆弱な密着性を改善し、母部材と
被覆層との強固な密着性を有する硬質炭素被覆硬
質部材を提供することを目的とするものであり、
さらには最も使用条件が苛酷な切削工具を提供す
るものである。 硬質炭素被覆硬質部材を開発すべく研究を重ね
た結果母部材の面粗さを向上させることによりま
た硬質炭素被覆層の面粗さを向上させることによ
り母部材と硬質炭素被覆層との安定かつ強固な密
着性が持続することを見出し、本発明に至つた。 母部材の面粗さが向上すれば、母部材に影響さ
れる被覆層の面粗さも向上し、耐剥離性および耐
チツピング性に著しい向上が見られ、特に切削工
具として用いたとき耐摩耗性、耐剥離性および耐
チツピング性の点で実用上満足いくものが得られ
るようになつた。すなわち本発明は面粗さが0.5S
以下の母部材に硬質炭素被覆を行ない目的を達成
し得たものである。母部材および被覆層を0.5S以
下に仕上げる方法としては砥粒による力学的な仕
上、化学的な仕上、電気化学的な仕上、電気的な
仕上、熱的仕上など、どの方法を用いても良い。 本発明は上記知見にもとずいてなされたもので
あるが、母部材の面粗さが0.5Sを越えると密着性
が問題になり切削中被覆層の剥離やチツピングが
生じ、耐摩耗性の点で信頼性がない。また硬質炭
素被覆後、面粗さを0.5S以下に前述の方法を用い
て仕上を行なうと被覆層の耐剥離性および耐チツ
ピング性がさらに向上する。 硬質炭素被覆層を0.1〜10μｍとしたのは、その
被覆層厚さが0.1μｍ未満では耐摩耗性が不十分で
あり、一方10μｍを越えると被覆層の耐剥離性お
よび耐チツピング性が劣るようになるという理由
にもとずくものである。 母部材の材質としては、前述のWC基超硬合金
TiC基サーメツトおよびTiCN基サーメツトの
他、Al2O3系セラミツクス高速度鋼などが用途に
より適時使用されるものであるが、母部材の硬
さ、靭性のバランスの点から一般用特に切削工具
用の母部材としてWC基超硬合金TiC基または
TiCN基サーメツトが良い。 つぎに本発明の表面被覆硬質部材を実施例によ
り説明する。 実施例 １ 硬質母部材としてISO使用分類M10WC基超硬
合金チツプ（形状はSNGN432のスローアウエイ
チツプ）を使用し、洗剤、純水および溶剤による
超音波洗浄を十分行なつた後、１ イオンプレテ
イング装置に母部材をセツトし、装置内を10-3〜
10-4Paまで排気する。２ 10-1Paで希ガス放電
により母部材をイオンボンバード洗浄を行なう。
３ 10-1〜1Paの圧力において炭化水素とArガス
の混合ガスを用い炭化水素プラズマ（CXHY +イオ
ン）を生成し、イオン化された炭化水素は、負電
圧−2000Vに印加された母部材に向かつて加速さ
れ、母部材上で硬質炭素被覆層を形成する。４
硬質炭素被覆硬質部材の冷却を行なう。 上記のガス中プラズマを用いたイオンプレーテ
イングにより硬質炭素被覆超硬合金チツプを作成
した。 次の条件で切削試験を行なつた。結果を第１表
に示した。試料No.８の被覆層表面の硬さはビツカ
ースで4000であつた。（母部材の硬さはビツカー
スで1750） 被削材：アルミニウム合金（13％Si−Al）外径
加工 切削速度：800ｍ／mm 切り込み：1.0mm 送 り：0.2mm／rev
合材などの切削および加工などに使用した場合、
すぐれた耐摩耗性、耐剥離性および耐チツピング
性を有する表面被覆硬質部材に関するものであ
る。 WC基超硬合金、TiC基サーメツトまたは
TiCN基サーメツトなどを母部材とし、その表面
に母部材より耐摩耗性に富む、周期率表の4a，
5aおよび6a族の金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物、酸炭窒化物のいずれか一種または二種以上を
一層もしくはそれ以上の層に積層し、また必要に
応じ、Al2O3層を被覆したいわゆる表面被覆超硬
合金およびサーメツト部材は、母材のじん性と表
面被覆層の耐摩耗性をかねそなえており、切削工
具としては、従来のWC基超硬合金、TiC基サー
メツトあるいはTiCN基サーメツトなどより特に
優れた切削性能を有することは広く知られてい
る。 一方、高性能および長寿命化を目的としてダイ
ヤモンドコンパクト工具も広く知られているが、
ダイヤモンドコンパクト工具を製造するには、高
圧、高温を必要とするため、高価であり、また任
意の形状にすることは不可能に近いものである。
しかし被覆技術の進歩により、イオンビームデポ
ジシヨン、ガス中でのプラズマを利用したイオン
プレーテイング法および気相合成法などを利用し
て、ダイヤモンドの硬さに近いダイヤモンドライ
クカーボンやｉ−カーボンと呼ばれる硬質炭素被
覆が可能となつた。 硬質炭素被覆層はプラスチツクの保護膜やエレ
クトロニクス関係の絶縁膜・保護膜などの用途に
は向くが、切削工具に関しては、大きな期待があ
るものの被覆層の密着性に問題があり、切削中に
被覆層の剥離やチツピングが常に伴ない実用に耐
えなかつた。 本発明は上記脆弱な密着性を改善し、母部材と
被覆層との強固な密着性を有する硬質炭素被覆硬
質部材を提供することを目的とするものであり、
さらには最も使用条件が苛酷な切削工具を提供す
るものである。 硬質炭素被覆硬質部材を開発すべく研究を重ね
た結果母部材の面粗さを向上させることによりま
た硬質炭素被覆層の面粗さを向上させることによ
り母部材と硬質炭素被覆層との安定かつ強固な密
着性が持続することを見出し、本発明に至つた。 母部材の面粗さが向上すれば、母部材に影響さ
れる被覆層の面粗さも向上し、耐剥離性および耐
チツピング性に著しい向上が見られ、特に切削工
具として用いたとき耐摩耗性、耐剥離性および耐
チツピング性の点で実用上満足いくものが得られ
るようになつた。すなわち本発明は面粗さが0.5S
以下の母部材に硬質炭素被覆を行ない目的を達成
し得たものである。母部材および被覆層を0.5S以
下に仕上げる方法としては砥粒による力学的な仕
上、化学的な仕上、電気化学的な仕上、電気的な
仕上、熱的仕上など、どの方法を用いても良い。 本発明は上記知見にもとずいてなされたもので
あるが、母部材の面粗さが0.5Sを越えると密着性
が問題になり切削中被覆層の剥離やチツピングが
生じ、耐摩耗性の点で信頼性がない。また硬質炭
素被覆後、面粗さを0.5S以下に前述の方法を用い
て仕上を行なうと被覆層の耐剥離性および耐チツ
ピング性がさらに向上する。 硬質炭素被覆層を0.1〜10μｍとしたのは、その
被覆層厚さが0.1μｍ未満では耐摩耗性が不十分で
あり、一方10μｍを越えると被覆層の耐剥離性お
よび耐チツピング性が劣るようになるという理由
にもとずくものである。 母部材の材質としては、前述のWC基超硬合金
TiC基サーメツトおよびTiCN基サーメツトの
他、Al2O3系セラミツクス高速度鋼などが用途に
より適時使用されるものであるが、母部材の硬
さ、靭性のバランスの点から一般用特に切削工具
用の母部材としてWC基超硬合金TiC基または
TiCN基サーメツトが良い。 つぎに本発明の表面被覆硬質部材を実施例によ
り説明する。 実施例 １ 硬質母部材としてISO使用分類M10WC基超硬
合金チツプ（形状はSNGN432のスローアウエイ
チツプ）を使用し、洗剤、純水および溶剤による
超音波洗浄を十分行なつた後、１ イオンプレテ
イング装置に母部材をセツトし、装置内を10-3〜
10-4Paまで排気する。２ 10-1Paで希ガス放電
により母部材をイオンボンバード洗浄を行なう。
３ 10-1〜1Paの圧力において炭化水素とArガス
の混合ガスを用い炭化水素プラズマ（CXHY +イオ
ン）を生成し、イオン化された炭化水素は、負電
圧−2000Vに印加された母部材に向かつて加速さ
れ、母部材上で硬質炭素被覆層を形成する。４
硬質炭素被覆硬質部材の冷却を行なう。 上記のガス中プラズマを用いたイオンプレーテ
イングにより硬質炭素被覆超硬合金チツプを作成
した。 次の条件で切削試験を行なつた。結果を第１表
に示した。試料No.８の被覆層表面の硬さはビツカ
ースで4000であつた。（母部材の硬さはビツカー
スで1750） 被削材：アルミニウム合金（13％Si−Al）外径
加工 切削速度：800ｍ／mm 切り込み：1.0mm 送 り：0.2mm／rev
【表】
【表】
実施例 ２
硬質母部材としてISO使用分類K10超硬合金
（形状はφ1mmのマイクロドリル）を用い実施例１
と同じ方法により、硬質炭素被覆硬質部材を作成
した。 次の条件で切削試験を行なつた。 結果を第２表に示した。 被削材：ガラスエポキシ樹脂（厚さ1.6mm）穴あ
け加工 切削速度：180ｍ／mm 送 り：0.05mm／rev
（形状はφ1mmのマイクロドリル）を用い実施例１
と同じ方法により、硬質炭素被覆硬質部材を作成
した。 次の条件で切削試験を行なつた。 結果を第２表に示した。 被削材：ガラスエポキシ樹脂（厚さ1.6mm）穴あ
け加工 切削速度：180ｍ／mm 送 り：0.05mm／rev
【表】
実施例 ３
硬質母部材としてサイアロン（形状はφ0.8mm線
引ダイス）を用い、プラズマ蒸着法を用い900℃
に加熱した母部材上に高周波グロー放電で活性化
した炭化水素と希ガスを導き硬質炭素被覆層を
3μｍ生成した。13Si−Al合金を線引きしたとき
未処理のサイアロンダイスに対し本発明のダイス
は約3.5倍の線引きが可能であつた。 なお被覆層の剥離は皆無であつた。 このように面粗さが0.5S以下の硬質部材の表面
に硬質炭素を被覆することにより耐摩耗性、耐剥
離性および耐チツピング性に優れた硬質炭素被覆
硬質部材を得ることが出来る。
引ダイス）を用い、プラズマ蒸着法を用い900℃
に加熱した母部材上に高周波グロー放電で活性化
した炭化水素と希ガスを導き硬質炭素被覆層を
3μｍ生成した。13Si−Al合金を線引きしたとき
未処理のサイアロンダイスに対し本発明のダイス
は約3.5倍の線引きが可能であつた。 なお被覆層の剥離は皆無であつた。 このように面粗さが0.5S以下の硬質部材の表面
に硬質炭素を被覆することにより耐摩耗性、耐剥
離性および耐チツピング性に優れた硬質炭素被覆
硬質部材を得ることが出来る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 面粗さが0.5S以下の硬質部材の表面に硬質炭
素被覆層を形成したことを特徴とする表面被覆硬
質部材。 ２ 特許請求の範囲第１項において硬質炭素被覆
層の面粗さを0.5S以下にした表面被覆硬質部材。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、硬質炭素被覆層の膜厚は0.1〜10μｍである表
面被覆硬質部材。 ４ 特許請求の範囲第１項において硬質部材が
WC基超硬合金TiC基サーメツト、およびTiCN
基サーメツトのいずれかであることを特徴とする
表面被覆硬質部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP767984A JPS60152676A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 表面被覆超硬質部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP767984A JPS60152676A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 表面被覆超硬質部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152676A JPS60152676A (ja) | 1985-08-10 |
| JPH0558065B2 true JPH0558065B2 (ja) | 1993-08-25 |
Family
ID=11672473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP767984A Granted JPS60152676A (ja) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | 表面被覆超硬質部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152676A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124573A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-12 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | ダイヤモンド被覆基材及びその製造方法 |
| JPH07112641B2 (ja) * | 1985-04-30 | 1995-12-06 | 京セラ株式会社 | ダイヤモンド被覆切削工具およびその製造方法 |
| JPS622881U (ja) * | 1985-06-20 | 1987-01-09 | ||
| JPS6257803A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-13 | Mitsubishi Metal Corp | 耐熱亀裂性のすぐれた切削工具チツプ |
| JPS6274508A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-06 | Mitsubishi Metal Corp | 表面被覆超硬合金製切削チツプ |
| JPS6284903A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-04-18 | Mitsubishi Metal Corp | 表面被覆超硬合金製切削チツプ |
| JPH0818163B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1996-02-28 | 京セラ株式会社 | アルミナコ−テイング工具およびその製造方法 |
| JPS62277203A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-12-02 | Kyocera Corp | 酸化アルミニウム質切削工具 |
| JPS6357102A (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-11 | Kyocera Corp | コ−テイングチツプ |
| JPH0773802B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1995-08-09 | 住友電気工業株式会社 | 被覆超硬合金工具 |
| JPH01228704A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-12 | Mitsubishi Metal Corp | ネジ切りおよび溝入れ加工用表面被覆炭窒化チタン基サーメット製切削チップ |
| JPH0826464B2 (ja) * | 1989-10-20 | 1996-03-13 | イビデン株式会社 | プラズマエツチング用電極板 |
| JPH0559791U (ja) * | 1991-03-11 | 1993-08-06 | 敏彦 高倉 | 低周波電磁調理装置 |
| JP2014104551A (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Osg Corp | 切削工具およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58126972A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド被覆超硬合金工具 |
-
1984
- 1984-01-18 JP JP767984A patent/JPS60152676A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60152676A (ja) | 1985-08-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |