JPS60123203A - 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬合金部材 - Google Patents
切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬合金部材Info
- Publication number
- JPS60123203A JPS60123203A JP22740483A JP22740483A JPS60123203A JP S60123203 A JPS60123203 A JP S60123203A JP 22740483 A JP22740483 A JP 22740483A JP 22740483 A JP22740483 A JP 22740483A JP S60123203 A JPS60123203 A JP S60123203A
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- Japan
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- carbonaceous film
- cemented carbide
- cutting
- tool
- 20mum
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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
- 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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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
【発明の詳細な説明】
この発明は、特にＡｔおよびＡＱ金合金どの軽合金やプ
ラスチック、さらに金属焼結材、セラミック仮焼体、お
よびガラスなどの切削に切削工具として、まだ製缶用シ
ーミングロールやがイドローラー、さらに製糸機のガイ
ド部材などの副摩耗工具として用いるのに適した表面被
覆超硬合金部材に関するものである。
ラスチック、さらに金属焼結材、セラミック仮焼体、お
よびガラスなどの切削に切削工具として、まだ製缶用シ
ーミングロールやがイドローラー、さらに製糸機のガイ
ド部材などの副摩耗工具として用いるのに適した表面被
覆超硬合金部材に関するものである。
従来、一般に、硬質分散相が主として元素周期律表の４
ａ、５ａ、および６ａ族の金属、並びに８１の炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの１種また
は２種以上で構成され、一方結合相が主として鉄族金属
並びに同５ａおよび６ａ族金属のうちの１種まだは２種
以上で構成されたサーメット基体の表面に、同４ａ、５
ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および酸化物
。
ａ、５ａ、および６ａ族の金属、並びに８１の炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの１種また
は２種以上で構成され、一方結合相が主として鉄族金属
並びに同５ａおよび６ａ族金属のうちの１種まだは２種
以上で構成されたサーメット基体の表面に、同４ａ、５
ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および酸化物
。
並びにこれらの２種以上の固溶体、さらに酸化アルミニ
ウムなどのうちの１種の単層まだは２種以上の複層から
なる硬質被覆膜を化学蒸着法や物理蒸着法により形成し
てなる表面被覆サーメット部材が切削工具や耐摩耗工具
として用いられていることは良く知られるところである
。
ウムなどのうちの１種の単層まだは２種以上の複層から
なる硬質被覆膜を化学蒸着法や物理蒸着法により形成し
てなる表面被覆サーメット部材が切削工具や耐摩耗工具
として用いられていることは良く知られるところである
。
しかし５これらの従来表面被覆サーメット部材において
は、これを切削工具として用いた場合、被剛材が、例え
ばＡｚおよびＭ合金などの軽合金や、非常に硬質のガラ
ス繊維を内蔵したプラスチック（ＦＲＰ）などである場
合には、耐摩耗性不足が原因して所望の切削寿命を示さ
ず、また、これを例えばＡｌ製缶用シーミングロールな
どの耐摩耗工具として使用した場合、Ａｎの溶着が原因
で異常摩耗を起し、実用に供し得々いものであった。
は、これを切削工具として用いた場合、被剛材が、例え
ばＡｚおよびＭ合金などの軽合金や、非常に硬質のガラ
ス繊維を内蔵したプラスチック（ＦＲＰ）などである場
合には、耐摩耗性不足が原因して所望の切削寿命を示さ
ず、また、これを例えばＡｌ製缶用シーミングロールな
どの耐摩耗工具として使用した場合、Ａｎの溶着が原因
で異常摩耗を起し、実用に供し得々いものであった。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に、
上記のような被剛材の切削に切削工具として用いた場合
にすぐれた切削性能を示し、さらに上記のような材料の
加工に耐摩耗工具として用いた場合にすぐれた耐摩耗性
を示す切削工具および耐摩耗工具用部材を得べく研究を
行なった結果、上記の多数の従来サーメットのうち、硬
質分散相形成成分としての炭化タングステン（以下ＷＣ
で示す）を主成分とし、かつ結合相形成成分として少な
くともＣｏを含有するＷＣＣ超超硬合金特定し、このＷ
ＣＣ超超硬合金基体とし、その表面に、気相合成法を用
い、 Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、あるいは黒鉛からなるフィラメントと
基体表面との距離−０５〜５ｃｒＩＬ、ＣＨ，とＨ２か
らなる反応ガスのＣＨ４とＨ２の容量割合（ＣＨ４／
Ｈ２） ： ｏ、 ０１〜００５、基体の表面温度二５
００〜８００℃、 フィラメント温度：１８００〜２０００℃、の条件で炭
素質膜を形成すると、この炭素質膜は、レーザーラマン
分光分析による波形パターンにおいて、第１〜４図に示
される代表的波形を示し、このようなダイヤモンド結晶
を示すピークの両側に２つのピークが現われた山形波形
を示す炭素質膜は、第５図に代表的波形として示される
波形パターンを示す炭素質膜に比して、ＷＣＣ超超硬合
金基体対する付着強度が著しく高く、かつ微細で高硬度
を有し、しかもこの結果の表面被覆超硬合金部材を上記
の被剛材用切削工具として、また上記の材料加工用耐摩
耗工具として使用した場合にすぐれた性能を発揮すると
いう知見を得たのである。
上記のような被剛材の切削に切削工具として用いた場合
にすぐれた切削性能を示し、さらに上記のような材料の
加工に耐摩耗工具として用いた場合にすぐれた耐摩耗性
を示す切削工具および耐摩耗工具用部材を得べく研究を
行なった結果、上記の多数の従来サーメットのうち、硬
質分散相形成成分としての炭化タングステン（以下ＷＣ
で示す）を主成分とし、かつ結合相形成成分として少な
くともＣｏを含有するＷＣＣ超超硬合金特定し、このＷ
ＣＣ超超硬合金基体とし、その表面に、気相合成法を用
い、 Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、あるいは黒鉛からなるフィラメントと
基体表面との距離−０５〜５ｃｒＩＬ、ＣＨ，とＨ２か
らなる反応ガスのＣＨ４とＨ２の容量割合（ＣＨ４／
Ｈ２） ： ｏ、 ０１〜００５、基体の表面温度二５
００〜８００℃、 フィラメント温度：１８００〜２０００℃、の条件で炭
素質膜を形成すると、この炭素質膜は、レーザーラマン
分光分析による波形パターンにおいて、第１〜４図に示
される代表的波形を示し、このようなダイヤモンド結晶
を示すピークの両側に２つのピークが現われた山形波形
を示す炭素質膜は、第５図に代表的波形として示される
波形パターンを示す炭素質膜に比して、ＷＣＣ超超硬合
金基体対する付着強度が著しく高く、かつ微細で高硬度
を有し、しかもこの結果の表面被覆超硬合金部材を上記
の被剛材用切削工具として、また上記の材料加工用耐摩
耗工具として使用した場合にすぐれた性能を発揮すると
いう知見を得たのである。
なお、第５図に示される代表的波形パターンを示す炭素
質膜は、同じく気相合成法を用い、Ｗ 、 Ｔａ 、Ｍ
ｏ 、あるいは黒鉛からなるフィラメントと基体表面と
の距離：０．５〜５ｃＴＬ、ＣＨ，とＨ２からなる反応
ガスのＣＨ，とＨ２の容量割合（ＣＨ４／ Ｈ２） ：
Ｏ，ＯＯ１〜００２、基体表面温度二５００〜１１０
０℃、 フィラメント温度： ２０００〜２５００℃の条件にて
形成されるものであって５図中のピークはダイヤモンド
結晶を示すことから、実質的にダイヤモンドで構成され
ているものと推定されるものである。
質膜は、同じく気相合成法を用い、Ｗ 、 Ｔａ 、Ｍ
ｏ 、あるいは黒鉛からなるフィラメントと基体表面と
の距離：０．５〜５ｃＴＬ、ＣＨ，とＨ２からなる反応
ガスのＣＨ，とＨ２の容量割合（ＣＨ４／ Ｈ２） ：
Ｏ，ＯＯ１〜００２、基体表面温度二５００〜１１０
０℃、 フィラメント温度： ２０００〜２５００℃の条件にて
形成されるものであって５図中のピークはダイヤモンド
結晶を示すことから、実質的にダイヤモンドで構成され
ているものと推定されるものである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、ＷＣＣ超超硬合金基体表面に、気相合成法により形
成した硬質炭素質膜を０５〜２０μｍの平均層厚で被覆
してなり５かつ前記硬質炭素質膜は、レーザーラマン分
光分析による波形ノくターンにおいて、ダイヤモンド結
晶を示すピークの両側に２つのピークを有する山形波形
を示す。
て、ＷＣＣ超超硬合金基体表面に、気相合成法により形
成した硬質炭素質膜を０５〜２０μｍの平均層厚で被覆
してなり５かつ前記硬質炭素質膜は、レーザーラマン分
光分析による波形ノくターンにおいて、ダイヤモンド結
晶を示すピークの両側に２つのピークを有する山形波形
を示す。
切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬合金部材に特
徴を有するものである。
徴を有するものである。
なお、この発明にかかる炭素質膜の平均層厚を０５〜２
０μｍに限定したのは、その平均層厚が０．５μｍ未満
では炭素質膜によってもたらされる効果が不十分であり
、一方その平均層厚が２０μｍを越えると炭素質膜中の
内部歪が大きくな９過ぎ−て、クラックや剥離が発生し
易くなるという理由にもとづくものである。
０μｍに限定したのは、その平均層厚が０．５μｍ未満
では炭素質膜によってもたらされる効果が不十分であり
、一方その平均層厚が２０μｍを越えると炭素質膜中の
内部歪が大きくな９過ぎ−て、クラックや剥離が発生し
易くなるという理由にもとづくものである。
つぎに、この発明の表面被覆超硬合金部材を実施例によ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
実施例
基体として、それぞれ第１表に示される成分組成をもっ
たＷＣＣ超超硬合金製切削チップＪＩＳ・ｓ ｐ Ｐ
４２２ ）を用意し、これらの切削チップを内径：’７
０１１１７Ｘφの石英管内に装入し、この切削チップの
上方にＷ製フィラメントを位置させた状態で、それぞれ
同じく第１ｉに示される条件で気相合成反応を行なわし
め、前記切削チップの表面に炭素質膜を形成することに
よって本発明表面被覆切削チップト７および比較表面被
覆切削チップをそれぞれ製造した。
たＷＣＣ超超硬合金製切削チップＪＩＳ・ｓ ｐ Ｐ
４２２ ）を用意し、これらの切削チップを内径：’７
０１１１７Ｘφの石英管内に装入し、この切削チップの
上方にＷ製フィラメントを位置させた状態で、それぞれ
同じく第１ｉに示される条件で気相合成反応を行なわし
め、前記切削チップの表面に炭素質膜を形成することに
よって本発明表面被覆切削チップト７および比較表面被
覆切削チップをそれぞれ製造した。
この結果得られた本発明表面被覆切削チップト７および
比較表面被覆切削チップについて′、炭素質膜の平均層
厚およびマイクロビッカース硬さく荷重：５ｏｏ＃）を
測定すると共に、レーザー：Ａｒガス、５１４５Ａ、１
５０ｍＷ、スリット幅：入口５５０μｍ、中間５５０μ
ｍ、出口５００μｍ１ 走査スピード：５ＳＥＣ１ 感度： ５Ｘ１０ＫＰＰＳ。
比較表面被覆切削チップについて′、炭素質膜の平均層
厚およびマイクロビッカース硬さく荷重：５ｏｏ＃）を
測定すると共に、レーザー：Ａｒガス、５１４５Ａ、１
５０ｍＷ、スリット幅：入口５５０μｍ、中間５５０μ
ｍ、出口５００μｍ１ 走査スピード：５ＳＥＣ１ 感度： ５Ｘ１０ＫＰＰＳ。
タイムコンスタント：０．５ＳＥＣ。
フィルター二使用、
繰シ返し１４回平均、
の条件でレーザーラマン分光分析による波形パターンを
測定し、さらに、 被削材：純Ｍ、 切削速度：５００ｍ／阻、 送り： ｏ、 ０５ ｔｕｎ７ ｒｅｖ、、切込み１０
５Ｍ、 切削時間：３臘、 の条件での純ＡＱ連続切削試験、並びに、被削材：ＦＲ
Ｐ。
測定し、さらに、 被削材：純Ｍ、 切削速度：５００ｍ／阻、 送り： ｏ、 ０５ ｔｕｎ７ ｒｅｖ、、切込み１０
５Ｍ、 切削時間：３臘、 の条件での純ＡＱ連続切削試験、並びに、被削材：ＦＲ
Ｐ。
切削速度：ｔｏｍ／限、
送り：０．１ｍｊノｉ／ｒｅｖ−１
切込み：工期、
切削時間：５ｍ１ａ、
の条件でのＦＲＰ連続切削試験−を行ない、前者の純Ａ
Ａ連続切削試験では被削材たる純Ａ８の表面粗さを測定
し、後者のＦｌｌ（Ｐ連続切削試験では、試験後の切刃
の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を第１表
に合せて示した。なお、測定された波形パターンは、第
１〜５図に示される波形のどの波形に相当するかを分類
し、その相当波形として示しだ。
Ａ連続切削試験では被削材たる純Ａ８の表面粗さを測定
し、後者のＦｌｌ（Ｐ連続切削試験では、試験後の切刃
の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を第１表
に合せて示した。なお、測定された波形パターンは、第
１〜５図に示される波形のどの波形に相当するかを分類
し、その相当波形として示しだ。
第１表に示される結果から、本発明表面被覆切削チップ
ト７は、その炭素質膜がいずれも第１〜４図に示される
波形パターンのいずれかに相当する波形を示し、このこ
とは炭素質膜の基体表面に対する密着性が強く、かつ微
粒で高硬度を有することを意味し、したがって切削試験
でもすぐれた切削性能を示すことが明らかである。これ
に対して、比較表面被覆切削チップは、炭素質膜の波形
が第５図に示される波形パターンを示し、これは炭素質
膜が実質的にダイヤモンド結晶のみからなることを意味
し、したがって炭素質膜の基体表面に対する密着性は第
１〜４図に示される波形の場合に比して低くなることか
ら、切削試験では切刃の逃げ面に炭素質膜の剥離が発生
し、さらに炭素質膜自体も粗粒で、相対的に硬度の低い
ものであることから、被剛材の表面粗さおよび耐摩耗性
とも劣ったものになっている。
ト７は、その炭素質膜がいずれも第１〜４図に示される
波形パターンのいずれかに相当する波形を示し、このこ
とは炭素質膜の基体表面に対する密着性が強く、かつ微
粒で高硬度を有することを意味し、したがって切削試験
でもすぐれた切削性能を示すことが明らかである。これ
に対して、比較表面被覆切削チップは、炭素質膜の波形
が第５図に示される波形パターンを示し、これは炭素質
膜が実質的にダイヤモンド結晶のみからなることを意味
し、したがって炭素質膜の基体表面に対する密着性は第
１〜４図に示される波形の場合に比して低くなることか
ら、切削試験では切刃の逃げ面に炭素質膜の剥離が発生
し、さらに炭素質膜自体も粗粒で、相対的に硬度の低い
ものであることから、被剛材の表面粗さおよび耐摩耗性
とも劣ったものになっている。
なお、上記実施例では、気相合成反応における加熱・分
解をフィラメントにより行なった場合について述べたが
、これを高周波放電やマイクロ波放電により行なっても
同様に炭素質膜を形成することができる。
解をフィラメントにより行なった場合について述べたが
、これを高周波放電やマイクロ波放電により行なっても
同様に炭素質膜を形成することができる。
以上の結果から明らかなように、本発明表面被覆超硬合
金部材は、微細で高硬度の炭素質膜がＷＣＣ超超硬合金
基体表面に、強固に結合しているので、切削工具として
は勿論のこと、耐摩耗工具として用いた場合にもすぐれ
た性能を著しく長期に亘って発揮するのである。
金部材は、微細で高硬度の炭素質膜がＷＣＣ超超硬合金
基体表面に、強固に結合しているので、切削工具として
は勿論のこと、耐摩耗工具として用いた場合にもすぐれ
た性能を著しく長期に亘って発揮するのである。
第１〜４図はこの発明の炭素質膜のレーザーラマン分光
分析による波形パターンを示す図、第５図は比較の炭素
質膜の同波形パターンを示す図である。 出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 １） 和 夫 外１名 ｉ数（ｃｍ−り 演数（ｃｍ−り 波 ＩＸ （ｃｍ−り 塘数（ｃｍ−リ
分析による波形パターンを示す図、第５図は比較の炭素
質膜の同波形パターンを示す図である。 出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 １） 和 夫 外１名 ｉ数（ｃｍ−り 演数（ｃｍ−り 波 ＩＸ （ｃｍ−り 塘数（ｃｍ−リ
Claims (1)
- 炭化タングステン基超硬合金基体の表面に、気相合成法
により形成した硬質炭素質膜を０５〜２０μｍの平均層
厚で被覆してなり、力１つ前記硬質炭素質膜は、レーザ
ーラマン分光分析による波形パターンにおいて、ダイヤ
モンド°結晶を示すピークの両側に２つのピークを有す
る山形波形を示すことを特徴とする切削工具および耐摩
耗工具用表面被覆超硬合金部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22740483A JPS60123203A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬合金部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22740483A JPS60123203A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬合金部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123203A true JPS60123203A (ja) | 1985-07-01 |
| JPS626747B2 JPS626747B2 (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=16860295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22740483A Granted JPS60123203A (ja) | 1983-12-01 | 1983-12-01 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123203A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6333570A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-13 | Kyocera Corp | ダイヤモンド被覆切削工具 |
| JPS6452699A (en) * | 1986-07-23 | 1989-02-28 | Sumitomo Electric Industries | Vapor phase-synthesized diamond and synthesis thereof |
| JPH09124394A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-13 | Kyocera Corp | 耐摩耗性部材 |
| JPH106222A (ja) * | 1996-06-17 | 1998-01-13 | Kyocera Corp | 液体噴射ノズル |
| CN117965938A (zh) * | 2024-01-05 | 2024-05-03 | 江钨(赣州)硬质合金有限公司 | 一种脱β层硬质合金及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070178A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 硬質カ−ボン膜被覆工具 |
-
1983
- 1983-12-01 JP JP22740483A patent/JPS60123203A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070178A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 硬質カ−ボン膜被覆工具 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6333570A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-13 | Kyocera Corp | ダイヤモンド被覆切削工具 |
| JPS6452699A (en) * | 1986-07-23 | 1989-02-28 | Sumitomo Electric Industries | Vapor phase-synthesized diamond and synthesis thereof |
| JPH09124394A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-13 | Kyocera Corp | 耐摩耗性部材 |
| JPH106222A (ja) * | 1996-06-17 | 1998-01-13 | Kyocera Corp | 液体噴射ノズル |
| CN117965938A (zh) * | 2024-01-05 | 2024-05-03 | 江钨(赣州)硬质合金有限公司 | 一种脱β层硬质合金及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS626747B2 (ja) | 1987-02-13 |
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