JPH07100298B2 - 金属ワークの表面処理方法および被覆工具の製造方法 - Google Patents
金属ワークの表面処理方法および被覆工具の製造方法Info
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- JPH07100298B2 JPH07100298B2 JP63175567A JP17556788A JPH07100298B2 JP H07100298 B2 JPH07100298 B2 JP H07100298B2 JP 63175567 A JP63175567 A JP 63175567A JP 17556788 A JP17556788 A JP 17556788A JP H07100298 B2 JPH07100298 B2 JP H07100298B2
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- Japan
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- treatment
- coating
- surface treatment
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- coated tool
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Description
本発明は、表面処理方法および高硬度の被膜を有する被
覆工具の製造方法に関する。
覆工具の製造方法に関する。
工具や金型の工業製品の表面に、超硬合金やセラミック
スなどの高硬度の被膜を生成するためには、コーティン
グ処理を行うまでに、ワークの表面を清浄しておくこと
が必要である。とくに製品が切削工具である場合には、
研削工程で研削焼けやカエリが発生するために、第5図
(a),(b),(c)で示しているようにサンドブラ
スト処理や液体ホーニング処理のような物理的な表面処
理をコーティングの前処理として施すことにより、これ
らを除去している場合が多い。
スなどの高硬度の被膜を生成するためには、コーティン
グ処理を行うまでに、ワークの表面を清浄しておくこと
が必要である。とくに製品が切削工具である場合には、
研削工程で研削焼けやカエリが発生するために、第5図
(a),(b),(c)で示しているようにサンドブラ
スト処理や液体ホーニング処理のような物理的な表面処
理をコーティングの前処理として施すことにより、これ
らを除去している場合が多い。
研削工程における研削焼けやカエリを除去するためにサ
ンドブラスト処理を採用する場合は、上記の焼けやカエ
リを十分に除去することはできるが、コーティング処理
後の製品表面が艶消し状態、すなわち光沢が失われた状
態となる。これは、従来のサンドブラスト処理に用いら
れている研掃剤の研掃力が強すぎるために、ワーク表面
を粗くしてしまうためと思われる。したがって、製品が
エンドミルやドリルなどの切削工具で、その切刃が鋭利
な物の場合には、その強すぎる研掃力が故に切刃エッジ
が損傷されるおそれがある。 また、同一目的のため液体ホーニング処理を採用する場
合にも、上記のサンドブラスト処理と同様、光沢が消失
するといった問題が生じ、さらにこの場合には、被膜が
付着不良を起こすこともある。液体ホーニング処理で
は、防錆処理を施すためにホーニング液に防錆剤を加え
る必要があるが、その防錆剤を次工程の化学洗浄で完全
に除去することができていないためと思われる。 このように、従来のサンドブラスト処理や液体ホーニン
グ処理によれば、製品の光沢が失われ、また、製品が鋭
利な切刃を有する工具である場合にはその切刃が損傷
し、したがって高性能な製品が得られないなど種々の技
術的課題が存在する。 本発明は上述のような従来の技術的課題に鑑み、これら
を有効に解決すべく創案されたものである。 したがってその目的は、工具や金型にコーティングを施
す際の前工程としての表面処理の方法で、該表面処理後
のコーティング処理により形成された被膜の付着状態が
良好であり、かつ、該被膜がコーティング処理後にも光
沢を失わないような表面処理方法を創案すること、並び
に製品が鋭利な切刃を有する切削工具である場合には、
その切刃に損傷等の影響を及ぼさずに、高性能な切削工
具を得ることのできる表面処理方法を創案すること、さ
らに該表面処理方法を利用した高性能な切削工具を製造
することにある。
ンドブラスト処理を採用する場合は、上記の焼けやカエ
リを十分に除去することはできるが、コーティング処理
後の製品表面が艶消し状態、すなわち光沢が失われた状
態となる。これは、従来のサンドブラスト処理に用いら
れている研掃剤の研掃力が強すぎるために、ワーク表面
を粗くしてしまうためと思われる。したがって、製品が
エンドミルやドリルなどの切削工具で、その切刃が鋭利
な物の場合には、その強すぎる研掃力が故に切刃エッジ
が損傷されるおそれがある。 また、同一目的のため液体ホーニング処理を採用する場
合にも、上記のサンドブラスト処理と同様、光沢が消失
するといった問題が生じ、さらにこの場合には、被膜が
付着不良を起こすこともある。液体ホーニング処理で
は、防錆処理を施すためにホーニング液に防錆剤を加え
る必要があるが、その防錆剤を次工程の化学洗浄で完全
に除去することができていないためと思われる。 このように、従来のサンドブラスト処理や液体ホーニン
グ処理によれば、製品の光沢が失われ、また、製品が鋭
利な切刃を有する工具である場合にはその切刃が損傷
し、したがって高性能な製品が得られないなど種々の技
術的課題が存在する。 本発明は上述のような従来の技術的課題に鑑み、これら
を有効に解決すべく創案されたものである。 したがってその目的は、工具や金型にコーティングを施
す際の前工程としての表面処理の方法で、該表面処理後
のコーティング処理により形成された被膜の付着状態が
良好であり、かつ、該被膜がコーティング処理後にも光
沢を失わないような表面処理方法を創案すること、並び
に製品が鋭利な切刃を有する切削工具である場合には、
その切刃に損傷等の影響を及ぼさずに、高性能な切削工
具を得ることのできる表面処理方法を創案すること、さ
らに該表面処理方法を利用した高性能な切削工具を製造
することにある。
本発明に係る金属ワークの表面処理方法および被覆工具
の製造方法は、従来の技術的課題を解決し、その目的を
達成するために以下のように構成されている。 すなわち、第1発明である金属ワークの表面処理方法
は、金属ワークの表面を清浄するために、粒計10μm以
上45μm以下の球状のガラス粒子をワーク表面に乾式で
吹き付けるブラスティング処理方法である。また、第2
発明である被覆工具の製造方法は、高硬度の被膜をコー
ティングする際の前工程としてのワーク表面処理をその
構造工程に含む被覆工具において、上記ワーク表面処理
として、第1発明に係るブラスティング処理を採用して
いる。
の製造方法は、従来の技術的課題を解決し、その目的を
達成するために以下のように構成されている。 すなわち、第1発明である金属ワークの表面処理方法
は、金属ワークの表面を清浄するために、粒計10μm以
上45μm以下の球状のガラス粒子をワーク表面に乾式で
吹き付けるブラスティング処理方法である。また、第2
発明である被覆工具の製造方法は、高硬度の被膜をコー
ティングする際の前工程としてのワーク表面処理をその
構造工程に含む被覆工具において、上記ワーク表面処理
として、第1発明に係るブラスティング処理を採用して
いる。
第1発明に係る金属ワークの表面処理方法によれば、ワ
ーク表面をコーティングの前処理として適度に研掃する
ことができる。すなわち、金属ワークが切削工具の切刃
のように鋭利な部分を有するものであっても、その鋭利
な部分に対して損傷を与えることなく研掃することがで
き、ワークのそのような部分の表面も清浄で平滑なもの
とするとができ、コーティングを施すことができる。 また、第2発明に係る被覆工具の製造方法によれば、被
膜の付着力が切刃部分の鋭利な部分でも良好でしかも光
沢を保った表面を有する被覆工具を得ることができる。
したがって、本発明により製造された被覆工具は、切削
性能が高く、工具寿命の長いものである。
ーク表面をコーティングの前処理として適度に研掃する
ことができる。すなわち、金属ワークが切削工具の切刃
のように鋭利な部分を有するものであっても、その鋭利
な部分に対して損傷を与えることなく研掃することがで
き、ワークのそのような部分の表面も清浄で平滑なもの
とするとができ、コーティングを施すことができる。 また、第2発明に係る被覆工具の製造方法によれば、被
膜の付着力が切刃部分の鋭利な部分でも良好でしかも光
沢を保った表面を有する被覆工具を得ることができる。
したがって、本発明により製造された被覆工具は、切削
性能が高く、工具寿命の長いものである。
以下に、本発明の好適な1実施例について第1図から第
4図を参照して説明する。 なお本実施例においては、コーティング処理として、PV
D(物理的蒸着法)イオンプレーティングによりTiN(窒
化チタン)被膜を形成した。 第1図は、本発明に係る表面処理方法を適用する場合の
工程図を示している。本実施例では、従来のサンドブラ
スト処理および液体ホーニング処理の代わりに、その粒
径が10μm以上45μm以下のガラス粒子をブラスティン
グ処理に使用する超微粒ガラスビーズブラスト処理を、
コーティングを施す際の前工程としての表面処理として
乾式でドリルに対して施し、その結果得られた被覆工具
としてのドリルについて種々の実験を行なった。なお、
本発明に係る超微粒ガラスビーズブラスト処理において
は、ブラスティング処理に使用するガラス粒子、すなわ
ちガラスビーズをドリル1本あたりにつき、 圧 力 5kg/cm2 距 離 100mm 処理時間 30秒〜5分 という条件のもとで、その径が3.2mmのノズルを使用す
ることによりワークに対して吹き付けた。 また、超微粒ガラスビーズブラスト処理に相当する前処
理を施さないもの、サンドブラスト処理を施したもの、
液体ホーニング処理を施したもの、粒径50μm以上90μ
m以下の球状のガラス粒子を使用する準微粒ガラスビー
ズブラスト処理を施したもののそれぞれについてもコー
ティング処理を行ない、その結果得られた被覆工具につ
いてもそれぞれに同様の実験を行なった。 上記の各処理方法をコーティングの前処理として施した
切削工具の表面は、本発明に係る超微粒ガラスビーズブ
ラスト処理を施したものが前処理なしの表面状態に最も
近く、具体的には10μm以下のブラスト痕が現れた程度
であり、光沢や面粗度を失っていない。なお、準微粒ガ
ラスビーズブラスト処理を施したものの表面は、30μm
以上のブラスト痕が現れ、光沢も鈍っている。また、サ
ンドブラスト処理を施したものについては、研削面がな
くなるほど粗くなっており、また光沢もなく、液体ホー
ニング処理においては、サンドブラスト処理と同様の結
果に加えて、防錆剤の付着が見られた。 第2図は、それぞれの方法で前処理を施したドリルマー
ジン部の面粗度および前処理を施さなかったものの面粗
度を表したグラフである。(a)で示す本発明に係る超
微粒ガラスビーズブラスト処理を施したもの、および
(b)で示す前処理なしのものの表面は、折れ線のばら
つきが少ないことから平滑であることが読み取れる。ま
た、((e)で示す準微粒ガラスビーズブラスト処理、
(d)で示す液体ホーニング処理、(c)で示すサンド
ブラスト処理の順に折れ線のばらつきが大きくなってい
ることから、この順に仕上げ表面が粗くなっているのが
明らかである。したがって、ブラスティング処理がワー
クへ及ぼす影響はこの順に大きくなり、このようなブラ
スティング処理を施した切削工具では切刃が損傷されて
いる場合が多く、そのような場合には性能の低下につな
がることとなる。 第3図に、それぞれの方法で前処理を施した後にコーテ
ィングしたドリル、および前処理をせずにコーティング
したものの被膜付着力を、スクラッチテストにより各々
3回測定し、その結果を棒グラフに表した。なお、各グ
ラフ上部の数値は、各々3回の測定値の平均値である。
これにより、液体ホーニング処理後にコーティングを施
したものが最も付着力が小さいという結果が示されてい
る。液体ホーニング処理では、上記したように研削焼け
やカエリは十分に除去できるが、防錆剤が付着し、その
後の化学洗浄ではこの防錆剤を完全に除去できないとい
う問題があるためである。次に付着力の小さいものは、
前処理なしのものである。焼けやカエリ、その他の不純
物の除去が不完全なためである。サンドブラスト処理を
施したものの付着力がその次に小さいが、これは、仕上
げ表面がテストしたものの中で最も粗いことが原因とな
っている。そして、準微粒ガラスビーズブラスト処理、
超微粒ガラスビーズブラスト処理の順となり、本発明に
係る超微粒ガラスビーズブラスト処理を施したものが最
も高い数値を得た。これは、焼けやカエリ、その他の不
純物の除去が大略完全に行なわれており、仕上げ表面の
状態も良好なためである。 さらに第4図では、それぞれの方法で前処理を施した後
にコーティングをしたドリルおよび、前処理をせずにコ
ーティングをしたもののそれぞれの切削性能(穴あけ回
数)について、各々3回テストを行ない、その結果を第
3図同様に棒グラフに表した。なお、各グラフ上部の数
値は各々3回の数値の平均値である。このグラフにより
コーティングの前処理が、液体ホーニング処理、サンド
ブラスト処理、前処理なし、準微粒ガラスビーズブラス
ト処理、本発明に係る超微粒ガラスビーズブラスト処理
のそれぞれである順に性能が良くなり、特に超微粒ガラ
スビーズブラスト処理を施したのものが群を抜いて高性
能であること、すなわち優れた耐久性を有することが一
目瞭然である。このテストにおいては、すべて下記の条
件のもとで、6mm径のJISストレートドリルで使用して20
mm貫通させることにより行った。 切削速度 30m/min 送 り 0.18mm/rev 材 料 S50C(HB240〜255) なお、本実施例ではブラスティング処理に粒径が10μm
以上45μm以下のガラス粒子を使用したが、材質はガラ
スに限るものではなく、ガラスと同様の研掃力を有する
もの、すなわち、ワークに対する相対的な硬度がガラス
と大略等しいもので、その粒径が10μm以上45μm以下
のものであればよい。 またコーティング処理は、本実施例におけるPVDイオン
プレーティングによるTiN被膜に限るものではなく、そ
の他大略同等の(超)硬質材の被膜を形成するものでも
よい。 さらに、本発明に係る表面処理方法が被覆工具の製造工
程に利用できるだけでなく、従来技術の項でも述べてい
るように金型など他の工業製品にも応用できることは言
うまでもない。
4図を参照して説明する。 なお本実施例においては、コーティング処理として、PV
D(物理的蒸着法)イオンプレーティングによりTiN(窒
化チタン)被膜を形成した。 第1図は、本発明に係る表面処理方法を適用する場合の
工程図を示している。本実施例では、従来のサンドブラ
スト処理および液体ホーニング処理の代わりに、その粒
径が10μm以上45μm以下のガラス粒子をブラスティン
グ処理に使用する超微粒ガラスビーズブラスト処理を、
コーティングを施す際の前工程としての表面処理として
乾式でドリルに対して施し、その結果得られた被覆工具
としてのドリルについて種々の実験を行なった。なお、
本発明に係る超微粒ガラスビーズブラスト処理において
は、ブラスティング処理に使用するガラス粒子、すなわ
ちガラスビーズをドリル1本あたりにつき、 圧 力 5kg/cm2 距 離 100mm 処理時間 30秒〜5分 という条件のもとで、その径が3.2mmのノズルを使用す
ることによりワークに対して吹き付けた。 また、超微粒ガラスビーズブラスト処理に相当する前処
理を施さないもの、サンドブラスト処理を施したもの、
液体ホーニング処理を施したもの、粒径50μm以上90μ
m以下の球状のガラス粒子を使用する準微粒ガラスビー
ズブラスト処理を施したもののそれぞれについてもコー
ティング処理を行ない、その結果得られた被覆工具につ
いてもそれぞれに同様の実験を行なった。 上記の各処理方法をコーティングの前処理として施した
切削工具の表面は、本発明に係る超微粒ガラスビーズブ
ラスト処理を施したものが前処理なしの表面状態に最も
近く、具体的には10μm以下のブラスト痕が現れた程度
であり、光沢や面粗度を失っていない。なお、準微粒ガ
ラスビーズブラスト処理を施したものの表面は、30μm
以上のブラスト痕が現れ、光沢も鈍っている。また、サ
ンドブラスト処理を施したものについては、研削面がな
くなるほど粗くなっており、また光沢もなく、液体ホー
ニング処理においては、サンドブラスト処理と同様の結
果に加えて、防錆剤の付着が見られた。 第2図は、それぞれの方法で前処理を施したドリルマー
ジン部の面粗度および前処理を施さなかったものの面粗
度を表したグラフである。(a)で示す本発明に係る超
微粒ガラスビーズブラスト処理を施したもの、および
(b)で示す前処理なしのものの表面は、折れ線のばら
つきが少ないことから平滑であることが読み取れる。ま
た、((e)で示す準微粒ガラスビーズブラスト処理、
(d)で示す液体ホーニング処理、(c)で示すサンド
ブラスト処理の順に折れ線のばらつきが大きくなってい
ることから、この順に仕上げ表面が粗くなっているのが
明らかである。したがって、ブラスティング処理がワー
クへ及ぼす影響はこの順に大きくなり、このようなブラ
スティング処理を施した切削工具では切刃が損傷されて
いる場合が多く、そのような場合には性能の低下につな
がることとなる。 第3図に、それぞれの方法で前処理を施した後にコーテ
ィングしたドリル、および前処理をせずにコーティング
したものの被膜付着力を、スクラッチテストにより各々
3回測定し、その結果を棒グラフに表した。なお、各グ
ラフ上部の数値は、各々3回の測定値の平均値である。
これにより、液体ホーニング処理後にコーティングを施
したものが最も付着力が小さいという結果が示されてい
る。液体ホーニング処理では、上記したように研削焼け
やカエリは十分に除去できるが、防錆剤が付着し、その
後の化学洗浄ではこの防錆剤を完全に除去できないとい
う問題があるためである。次に付着力の小さいものは、
前処理なしのものである。焼けやカエリ、その他の不純
物の除去が不完全なためである。サンドブラスト処理を
施したものの付着力がその次に小さいが、これは、仕上
げ表面がテストしたものの中で最も粗いことが原因とな
っている。そして、準微粒ガラスビーズブラスト処理、
超微粒ガラスビーズブラスト処理の順となり、本発明に
係る超微粒ガラスビーズブラスト処理を施したものが最
も高い数値を得た。これは、焼けやカエリ、その他の不
純物の除去が大略完全に行なわれており、仕上げ表面の
状態も良好なためである。 さらに第4図では、それぞれの方法で前処理を施した後
にコーティングをしたドリルおよび、前処理をせずにコ
ーティングをしたもののそれぞれの切削性能(穴あけ回
数)について、各々3回テストを行ない、その結果を第
3図同様に棒グラフに表した。なお、各グラフ上部の数
値は各々3回の数値の平均値である。このグラフにより
コーティングの前処理が、液体ホーニング処理、サンド
ブラスト処理、前処理なし、準微粒ガラスビーズブラス
ト処理、本発明に係る超微粒ガラスビーズブラスト処理
のそれぞれである順に性能が良くなり、特に超微粒ガラ
スビーズブラスト処理を施したのものが群を抜いて高性
能であること、すなわち優れた耐久性を有することが一
目瞭然である。このテストにおいては、すべて下記の条
件のもとで、6mm径のJISストレートドリルで使用して20
mm貫通させることにより行った。 切削速度 30m/min 送 り 0.18mm/rev 材 料 S50C(HB240〜255) なお、本実施例ではブラスティング処理に粒径が10μm
以上45μm以下のガラス粒子を使用したが、材質はガラ
スに限るものではなく、ガラスと同様の研掃力を有する
もの、すなわち、ワークに対する相対的な硬度がガラス
と大略等しいもので、その粒径が10μm以上45μm以下
のものであればよい。 またコーティング処理は、本実施例におけるPVDイオン
プレーティングによるTiN被膜に限るものではなく、そ
の他大略同等の(超)硬質材の被膜を形成するものでも
よい。 さらに、本発明に係る表面処理方法が被覆工具の製造工
程に利用できるだけでなく、従来技術の項でも述べてい
るように金型など他の工業製品にも応用できることは言
うまでもない。
以上の説明により明らかなように、本発明によれば次の
ような優れた効果が発揮される。 すなわち、本発明に係る表面処理方法によれば、ワーク
表面を不必要に研掃してその面粗度を損なうことがな
く、また損傷することがないので、ワーク表面の、機械
的な衝撃に対して損傷を受けやすい箇所にも適用でき、
しかも十分に表面の平滑性が保たれて光沢が残る。ま
た、その後にコーティング処理を施しても光沢を保ち、
面粗度も良好であって付着力の高い高硬度被膜を形成で
きる。さらに、製品が切削工具である場合には、切削性
能が高く長寿命の切削工具を得ることができる。
ような優れた効果が発揮される。 すなわち、本発明に係る表面処理方法によれば、ワーク
表面を不必要に研掃してその面粗度を損なうことがな
く、また損傷することがないので、ワーク表面の、機械
的な衝撃に対して損傷を受けやすい箇所にも適用でき、
しかも十分に表面の平滑性が保たれて光沢が残る。ま
た、その後にコーティング処理を施しても光沢を保ち、
面粗度も良好であって付着力の高い高硬度被膜を形成で
きる。さらに、製品が切削工具である場合には、切削性
能が高く長寿命の切削工具を得ることができる。
第1図は本発明に係る表面処理方法をコーティングの前
処理として適用する場合の工程図、第2図は種々の方法
で前処理を施したドリルマージン部の面粗度を表すグラ
フ図、第3図は種々の方法で前処理を施した後コーティ
ングした切削工具の被膜付着力を表すグラフ図、第4図
は種々の方法で前処理を施した後コーティングしたドリ
ルの性能を表すグラフ図、第5図は従来の表面処理方法
をコーティングの前処理として適用した場合の工程図で
ある。
処理として適用する場合の工程図、第2図は種々の方法
で前処理を施したドリルマージン部の面粗度を表すグラ
フ図、第3図は種々の方法で前処理を施した後コーティ
ングした切削工具の被膜付着力を表すグラフ図、第4図
は種々の方法で前処理を施した後コーティングしたドリ
ルの性能を表すグラフ図、第5図は従来の表面処理方法
をコーティングの前処理として適用した場合の工程図で
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】金属ワークの表面を清浄にするための表面
処理方法にして、 粒径10μm以上45μm以下の球状のガラス粒子をワーク
の表面に乾式で吹き付けることを特徴とする表面処理方
法。 - 【請求項2】高硬度の被膜をコーティングする際の前工
程としてのワーク表面処理を含む被覆工具の製造方法に
おいて、 上記ワーク表面処理が、請求項1記載の表面処理方法で
あることを特徴とする被覆工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175567A JPH07100298B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 金属ワークの表面処理方法および被覆工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175567A JPH07100298B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 金属ワークの表面処理方法および被覆工具の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224060A JPH0224060A (ja) | 1990-01-26 |
| JPH07100298B2 true JPH07100298B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=15998337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63175567A Expired - Fee Related JPH07100298B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 金属ワークの表面処理方法および被覆工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100298B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3178922B2 (ja) * | 1992-12-03 | 2001-06-25 | 小松ゼノア株式会社 | エンジンの吸気装置 |
| DE19905735A1 (de) * | 1999-02-11 | 2000-08-17 | Kennametal Inc | Verfahren zum Herstellen eines Zerspanungswerkzeugs sowie Zerspanungswerkzeug |
| JP2007007780A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Macoho Co Ltd | 切削具の刃部表面処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52130429A (en) * | 1976-04-26 | 1977-11-01 | Nippon Dacro Shamrock Co | Method of treating surface of metal substrate |
| JPS5479892A (en) * | 1977-12-07 | 1979-06-26 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Method of removing plating layer of zinc plated steel plate* etc* |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP63175567A patent/JPH07100298B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224060A (ja) | 1990-01-26 |
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