JPS5939242B2 - 表面被覆工具部品 - Google Patents
表面被覆工具部品Info
- Publication number
- JPS5939242B2 JPS5939242B2 JP9258278A JP9258278A JPS5939242B2 JP S5939242 B2 JPS5939242 B2 JP S5939242B2 JP 9258278 A JP9258278 A JP 9258278A JP 9258278 A JP9258278 A JP 9258278A JP S5939242 B2 JPS5939242 B2 JP S5939242B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating layer
- layer
- coated tool
- tool parts
- thickness
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、靭性および耐摩粍性にすぐれ、かつ工具部
品との付着力が強固な被覆層を有し、特に切削用および
耐摩性用などとして使用するのに適した表面被覆工具部
品に関するものである。
品との付着力が強固な被覆層を有し、特に切削用および
耐摩性用などとして使用するのに適した表面被覆工具部
品に関するものである。
従来 一般に、例えば切削用および耐摩性用工具部品が
工具凧 高速度鋼、ダイス鋼、および超硬合金などの材
料で製造されることは公知であり、さらに特性向上をは
かる目的で、タングステン（Ｗ）およびタングステンカ
ーバイド（以下ｗＣで示す）のうちの１種または２種か
らなる被覆層を化学蒸着法によつて前記工具部品の表面
に形成することもよく知られるところである。上記従来
表面被覆工具部品における被覆層は、多くの場合層厚５
μｍ以下と比較的薄く、その平均結晶粒径も１μｍ以下
となつているために、すぐれた靭性および耐摩耗性をも
つものになつている。
工具凧 高速度鋼、ダイス鋼、および超硬合金などの材
料で製造されることは公知であり、さらに特性向上をは
かる目的で、タングステン（Ｗ）およびタングステンカ
ーバイド（以下ｗＣで示す）のうちの１種または２種か
らなる被覆層を化学蒸着法によつて前記工具部品の表面
に形成することもよく知られるところである。上記従来
表面被覆工具部品における被覆層は、多くの場合層厚５
μｍ以下と比較的薄く、その平均結晶粒径も１μｍ以下
となつているために、すぐれた靭性および耐摩耗性をも
つものになつている。
゛しかし、近年、上記従来表面被覆工具部品に対して、
寸法精度の向上をはかるための被覆層の研削および工具
部品再利用のための被覆層の再研削の必要性が要求され
る傾向にあり、これを反映して比較的層厚の厚い、すな
わち具体的には層厚５〜１０００１ｔｍ、望ましくは５
Ｏｔｔｍ以上の被覆層を有する表面被覆工具部品が求め
られるようになつてきた。
寸法精度の向上をはかるための被覆層の研削および工具
部品再利用のための被覆層の再研削の必要性が要求され
る傾向にあり、これを反映して比較的層厚の厚い、すな
わち具体的には層厚５〜１０００１ｔｍ、望ましくは５
Ｏｔｔｍ以上の被覆層を有する表面被覆工具部品が求め
られるようになつてきた。
しかしながら、上記の比較的薄い被覆層を有する従来表
面被覆工具部品において、その被覆層を層厚５μｍ以上
に厚くすると、工具部品への前記被覆層の付着力が低下
するようになつて前記被覆層に剥離が生じたり、さらに
前記被覆層の平均結晶粒径を１μｍ以下におさえること
ができなくな１ つて前記被覆層に靭性および耐摩耗性
の劣化をきたし実用に供し得ないものとなるのが現状で
ある。
面被覆工具部品において、その被覆層を層厚５μｍ以上
に厚くすると、工具部品への前記被覆層の付着力が低下
するようになつて前記被覆層に剥離が生じたり、さらに
前記被覆層の平均結晶粒径を１μｍ以下におさえること
ができなくな１ つて前記被覆層に靭性および耐摩耗性
の劣化をきたし実用に供し得ないものとなるのが現状で
ある。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、表面被
覆工具部品におけるＷおよびＷＣのうちの１種または２
種からなる被覆層の層厚を、寸法精、度の向上および再
使用をはかる目的で５〜１０００μｍと厚くしても、前
記被覆層の工具部品への付着力が強固で、しかもすぐれ
た靭性および耐摩耗性を確保するために前記被覆層の平
均結晶粒径が１μｍ以下の表面被覆工具部品を得べく研
究を行なつた結果、（ａ） ＷおよびＷＣのうちの１種
または２種からなる層厚５〜１０００μｍの厚い被覆層
を工具部品表面に形成するに先だつて、中間層として層
厚０．１〜３０μｍのチタンカーバイド層を介在させる
と、前記被覆層の工具部品表面への付着力がきわめて強
固になること。
覆工具部品におけるＷおよびＷＣのうちの１種または２
種からなる被覆層の層厚を、寸法精、度の向上および再
使用をはかる目的で５〜１０００μｍと厚くしても、前
記被覆層の工具部品への付着力が強固で、しかもすぐれ
た靭性および耐摩耗性を確保するために前記被覆層の平
均結晶粒径が１μｍ以下の表面被覆工具部品を得べく研
究を行なつた結果、（ａ） ＷおよびＷＣのうちの１種
または２種からなる層厚５〜１０００μｍの厚い被覆層
を工具部品表面に形成するに先だつて、中間層として層
厚０．１〜３０μｍのチタンカーバイド層を介在させる
と、前記被覆層の工具部品表面への付着力がきわめて強
固になること。
（ｂ） ＷおよびＷＣのうちの１種または２種からなる
被覆層を有する表面被覆工具部品において、前記被覆層
に、フツ素および塩素のうちの１種または２種を、０．
００５〜１原子％、望ましくは０．１〜０．５原子％含
有させると、前記被覆層の層厚が５〜１０００μｍと厚
くなつても結晶粒成長が抑制されて平均結晶粒径１μｍ
以下の微細組織の被覆層が安定的に得られるようになり
、この結果前記被覆層はすぐれた靭性および耐摩耗性を
有するようになること。
被覆層を有する表面被覆工具部品において、前記被覆層
に、フツ素および塩素のうちの１種または２種を、０．
００５〜１原子％、望ましくは０．１〜０．５原子％含
有させると、前記被覆層の層厚が５〜１０００μｍと厚
くなつても結晶粒成長が抑制されて平均結晶粒径１μｍ
以下の微細組織の被覆層が安定的に得られるようになり
、この結果前記被覆層はすぐれた靭性および耐摩耗性を
有するようになること。
以上（ａ）および（ト）に示される知見を得たのである
。
。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたもので、以
下に中間層としてのチタンカーバイト層の層厚、および
被覆層におけるフツ素および塩素の含有量を上記のとお
り限定した理由を説明する。（ａ）中間層の層厚その層
厚が０．１μｍ未満では、工具部品表面への上記被覆層
形成に際して、所望の付着力向上効果が得られず、一方
３０１ｔｍを越えた層厚にすると、チタンカーバイド自
体が脆い性質をもつものであるために、表面被覆工具部
品の靭性が低下するようになることから、その層厚を０
．１〜３０μμｍと定めた。
下に中間層としてのチタンカーバイト層の層厚、および
被覆層におけるフツ素および塩素の含有量を上記のとお
り限定した理由を説明する。（ａ）中間層の層厚その層
厚が０．１μｍ未満では、工具部品表面への上記被覆層
形成に際して、所望の付着力向上効果が得られず、一方
３０１ｔｍを越えた層厚にすると、チタンカーバイド自
体が脆い性質をもつものであるために、表面被覆工具部
品の靭性が低下するようになることから、その層厚を０
．１〜３０μμｍと定めた。
（ｂ）被覆層におけるフツ素および塩素の含有量その含
有量が０．００５原子％未満では、被覆層の層厚が５〜
１０００１ｔｍと厚くなつた場合、所望の結晶粒成長抑
制効果を得ることができず、多くの場合部分的ではある
が、１μｍ以上の粗大化した結晶粒径をもつた領域が現
われるようになり、このような粗大化した結晶粒が存在
する被覆層においては、その層厚が１０μｍ以上になる
と柱状晶を形成するようになり、所望の靭性および耐摩
耗ｌを確保することができない。
有量が０．００５原子％未満では、被覆層の層厚が５〜
１０００１ｔｍと厚くなつた場合、所望の結晶粒成長抑
制効果を得ることができず、多くの場合部分的ではある
が、１μｍ以上の粗大化した結晶粒径をもつた領域が現
われるようになり、このような粗大化した結晶粒が存在
する被覆層においては、その層厚が１０μｍ以上になる
と柱状晶を形成するようになり、所望の靭性および耐摩
耗ｌを確保することができない。
一方１原子％を越えて含有させると、被覆層中に、多く
の場合フツ素および塩素のいずれか、あるいは両成分の
濃縮領域が層状に現われるようになり、この層状領域は
脆く、しかも前記層状領域を有する被覆層は全体的に付
着強度が低く、したがつて所望の靭性および耐摩耗性を
確保することができなくなることから、その含有量を０
．００５〜１原子％と定めた。また、この発明の表面被
覆工具部品の製造に際して、中間層としてのチタンカー
バイド層は、公知の化学的蒸着法、物理的蒸着法、およ
びスパツタリング法などによつて形成することができ、
またフツ素および塩素のうちの１種または２種を含有す
るＷおよびＷＣのうちの１種または２種からなる被覆層
は、先に同一出願人が出願した特願昭５３−５９９０７
号（表面被覆工具部品およびその製造法）に記載される
方法によつて形成することができる。
の場合フツ素および塩素のいずれか、あるいは両成分の
濃縮領域が層状に現われるようになり、この層状領域は
脆く、しかも前記層状領域を有する被覆層は全体的に付
着強度が低く、したがつて所望の靭性および耐摩耗性を
確保することができなくなることから、その含有量を０
．００５〜１原子％と定めた。また、この発明の表面被
覆工具部品の製造に際して、中間層としてのチタンカー
バイド層は、公知の化学的蒸着法、物理的蒸着法、およ
びスパツタリング法などによつて形成することができ、
またフツ素および塩素のうちの１種または２種を含有す
るＷおよびＷＣのうちの１種または２種からなる被覆層
は、先に同一出願人が出願した特願昭５３−５９９０７
号（表面被覆工具部品およびその製造法）に記載される
方法によつて形成することができる。
つぎに、この発明の表面被覆工具部品を実施例により説
明する。
明する。
高速度鋼（ＳＫＨ−４）製工具部品を反応容器内に挿入
し、の条件で加熱処理を施して中間層としてのチタンカ
ーバイド層を上記工具部品表面に形成し、引続いて、の
条件で加熱処理を施して上記中間層上に塩素含有の被覆
層を形成することによつて本発明表面被覆工具部品を製
造した。
し、の条件で加熱処理を施して中間層としてのチタンカ
ーバイド層を上記工具部品表面に形成し、引続いて、の
条件で加熱処理を施して上記中間層上に塩素含有の被覆
層を形成することによつて本発明表面被覆工具部品を製
造した。
この結果得られた本発明表面被覆工具部品は、層厚６μ
ｍのチタンカーバイドからなる中間層を介して、層厚３
０μｍの塩素０．１原子％含有のタングステンカーバイ
ド（Ｗ２ＣとＷＣの混合体）からなる被覆層を有し、し
かも前記被覆層における平均結晶粒径は１μｍ以下であ
つた。
ｍのチタンカーバイドからなる中間層を介して、層厚３
０μｍの塩素０．１原子％含有のタングステンカーバイ
ド（Ｗ２ＣとＷＣの混合体）からなる被覆層を有し、し
かも前記被覆層における平均結晶粒径は１μｍ以下であ
つた。
さらに、上記本発明表面被覆工具部品の破面を観察した
ところ、被覆層と中間層、中間層と工具部品表面との間
には全くクラツクが存在せず、付着力の高いことが確認
された。
ところ、被覆層と中間層、中間層と工具部品表面との間
には全くクラツクが存在せず、付着力の高いことが確認
された。
また、比較の目的で、チタンカーバイトの中間層を形成
せず、上記実施例におけると同一の条件で工具部品表面
に直接被覆層を形成した比較表面被覆工具部品の破面を
観察したところ、被覆層と工具部品表面との間にボード
状のクラツクが部分的に存在するのが見られた。
せず、上記実施例におけると同一の条件で工具部品表面
に直接被覆層を形成した比較表面被覆工具部品の破面を
観察したところ、被覆層と工具部品表面との間にボード
状のクラツクが部分的に存在するのが見られた。
さらに、比較の目的で、中間層としてのチタンカーバイ
ド層の層厚を、その加熱処理条件のうち反応温度および
反応時間をそれぞれ１１００℃および５時間として本発
明範囲から外れた４０μｍとする以外は、上記実施例に
おけると同一の条件で製造した比較表面被覆工具部品の
破面を観察したところ、前記中間層内に大量のクラツク
発生が見られ、これが靭性低下の原因となることが明ら
かである。
ド層の層厚を、その加熱処理条件のうち反応温度および
反応時間をそれぞれ１１００℃および５時間として本発
明範囲から外れた４０μｍとする以外は、上記実施例に
おけると同一の条件で製造した比較表面被覆工具部品の
破面を観察したところ、前記中間層内に大量のクラツク
発生が見られ、これが靭性低下の原因となることが明ら
かである。
ついで、上記の本発明表面被覆工具部品、中間層を有し
ない比較表面被覆工具部品、および中間層の層厚が本発
明範囲から高い方に外れた比較表面被覆工具部品につい
て、被削材：ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８、 切削速度：３０ｍ／Ｍｉｎ、 送 り：１．２７ｍ／Ｒｅｖｌ 切込み：２Ｔｍ． 切削時間：１０ｍ１ｎ の条件で切削試験を行なつたところ、中間層を有しない
比較表面被覆工具部品においては、切削開始後、２分で
被覆層剥離が生じ、またもう一方の比較表面被覆工具部
品においては、被覆層に微少なチツピングが発生し、し
たがつて仕上げ面が粗いものであつた。
ない比較表面被覆工具部品、および中間層の層厚が本発
明範囲から高い方に外れた比較表面被覆工具部品につい
て、被削材：ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８、 切削速度：３０ｍ／Ｍｉｎ、 送 り：１．２７ｍ／Ｒｅｖｌ 切込み：２Ｔｍ． 切削時間：１０ｍ１ｎ の条件で切削試験を行なつたところ、中間層を有しない
比較表面被覆工具部品においては、切削開始後、２分で
被覆層剥離が生じ、またもう一方の比較表面被覆工具部
品においては、被覆層に微少なチツピングが発生し、し
たがつて仕上げ面が粗いものであつた。
これに対して、本発明表面被覆工具部品においては、被
覆層に剥離やチツピングの発生が皆無であり、きわめて
すぐれた切削性能を示した。上述のように、この発明の
表面被覆工具部品においては、工具部品表面と被覆層と
の間にチタンカーバイドからなる中間層を介在させるこ
とによつて前記被覆層の層厚をきわめて厚くしても、前
記被覆層の付着をきわめて強固なものとし、また前記被
覆層中にフツ素および塩素のいずれか、あるいは両方を
含有させることによつて、同じく層厚が著しく厚くなつ
ても結晶粒成長を抑制して微細結晶組織を保持するもの
としたので、きわめてすぐれた靭性および耐摩耗性を有
するものとなつており、したがつて、特に切削用および
耐摩性用として使用した場合にすぐれた性能を発揮する
のである。
覆層に剥離やチツピングの発生が皆無であり、きわめて
すぐれた切削性能を示した。上述のように、この発明の
表面被覆工具部品においては、工具部品表面と被覆層と
の間にチタンカーバイドからなる中間層を介在させるこ
とによつて前記被覆層の層厚をきわめて厚くしても、前
記被覆層の付着をきわめて強固なものとし、また前記被
覆層中にフツ素および塩素のいずれか、あるいは両方を
含有させることによつて、同じく層厚が著しく厚くなつ
ても結晶粒成長を抑制して微細結晶組織を保持するもの
としたので、きわめてすぐれた靭性および耐摩耗性を有
するものとなつており、したがつて、特に切削用および
耐摩性用として使用した場合にすぐれた性能を発揮する
のである。
Claims (1)
- １ チタンカーバイドからなる層厚：０．１〜３０μｍ
の中間層を介して、フッ素および塩素のうちの１種また
は２種を０．００５〜１原子％含有するタングステンお
よびタングステンカーバイドのうちの１種または２種か
らなる層厚：５〜１０００μｍの被覆層を形成した表面
被覆工具部品にして、前記中間層によつて前記工具部品
と前記被覆層との付着力強化をはかり、前記フッ素およ
び塩素のいずれか、あるいは両方の含有によつて前記被
覆層の平均結晶粒径を１μｍ以下として靭性および耐摩
耗性の向上をはかつたことを特徴とする表面被覆工具部
品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9258278A JPS5939242B2 (ja) | 1978-07-31 | 1978-07-31 | 表面被覆工具部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9258278A JPS5939242B2 (ja) | 1978-07-31 | 1978-07-31 | 表面被覆工具部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5524803A JPS5524803A (en) | 1980-02-22 |
| JPS5939242B2 true JPS5939242B2 (ja) | 1984-09-21 |
Family
ID=14058417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9258278A Expired JPS5939242B2 (ja) | 1978-07-31 | 1978-07-31 | 表面被覆工具部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939242B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0438886U (ja) * | 1990-07-27 | 1992-04-02 | ||
| JP2011051890A (ja) * | 2010-10-18 | 2011-03-17 | Hardide Ltd | ダイアモンド用およびダイアモンド含有材料用の接着性複合被膜および前記被膜の製造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH659967A5 (de) * | 1981-02-23 | 1987-03-13 | Vni Instrument Inst | Mehrschichtueberzug fuer spanabhebendes werkzeug. |
| JPS591103A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-06 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 被覆硬質工具刃先体 |
| JPS60130205A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-11 | Nec Corp | 周波数変換器 |
| CA1248519A (en) * | 1984-04-03 | 1989-01-10 | Tetsuo Nakai | Composite tool and a process for the production of the same |
| JP4456279B2 (ja) * | 1999-02-11 | 2010-04-28 | ハーダイド・リミテツド | 炭化タングステン被膜およびそれの製造方法 |
| GB0422608D0 (en) | 2004-10-12 | 2004-11-10 | Hardide Ltd | Alloyed tungsten produced by chemical vapour deposition |
-
1978
- 1978-07-31 JP JP9258278A patent/JPS5939242B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0438886U (ja) * | 1990-07-27 | 1992-04-02 | ||
| JP2011051890A (ja) * | 2010-10-18 | 2011-03-17 | Hardide Ltd | ダイアモンド用およびダイアモンド含有材料用の接着性複合被膜および前記被膜の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5524803A (en) | 1980-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3452726B2 (ja) | 多層被覆硬質工具 | |
| EP0685572B1 (en) | Coated hard-alloy blade member | |
| JP3382781B2 (ja) | 多層被覆硬質工具 | |
| JP3402146B2 (ja) | 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル | |
| JPH0596401A (ja) | 気相合成ダイヤモンド被覆切削工具およびその製造法 | |
| CN116162899B (zh) | 一种钛合金切削涂层刀具及其制备方法 | |
| JP3001849B2 (ja) | 被覆硬質工具 | |
| JPS5939242B2 (ja) | 表面被覆工具部品 | |
| JP2002346811A (ja) | 被覆焼結体工具 | |
| JPH1121651A (ja) | 耐熱衝撃性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2001322008A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPS6146550B2 (ja) | ||
| JPH0569204A (ja) | 硬質層被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JPH10204639A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を有する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPS5939243B2 (ja) | 表面被覆工具部品 | |
| JP2927098B2 (ja) | 物理蒸着硬質層被覆ドリルおよびその製造法 | |
| JP2623508B2 (ja) | 表面粗さを調整した被覆超硬合金 | |
| JPS6244572A (ja) | 表面被覆工具 | |
| JPH0130910B2 (ja) | ||
| JP2000038637A (ja) | 基体が高靭性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル | |
| JPH0382767A (ja) | 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JP3044910B2 (ja) | 物理蒸着硬質層被覆エンドミルおよびその製造法 | |
| JPH0732962B2 (ja) | フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 | |
| JP2005028520A (ja) | 硬質膜被覆工具 | |
| JP2000158207A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |