JPS6033189B2 - 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 - Google Patents
切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材Info
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- JPS6033189B2 JPS6033189B2 JP14589681A JP14589681A JPS6033189B2 JP S6033189 B2 JPS6033189 B2 JP S6033189B2 JP 14589681 A JP14589681 A JP 14589681A JP 14589681 A JP14589681 A JP 14589681A JP S6033189 B2 JPS6033189 B2 JP S6033189B2
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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
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、切削工具および耐摩耗工具として使用され
る超硬質合金部村および表面被覆超硬質合金部材の表面
に、耐摩耗性および密着性のすぐれた被覆層を形成して
なる表面被覆超硬質合金部材に関するものである。
る超硬質合金部村および表面被覆超硬質合金部材の表面
に、耐摩耗性および密着性のすぐれた被覆層を形成して
なる表面被覆超硬質合金部材に関するものである。
従来、一般に、硬質相が主として元素周期律表の傘，技
，および筑族の金属の炭化物，窒化物，および炭窒化物
のうちの１種または２種以上で構成され、一方結合相が
主として鉄族金属のうちの１種または２種以上で構成さ
れた超硬質合金部材の表面に、すぐれた耐摩耗性を付与
する目的で酸化アルミニウム（以下ＡＩ２０３で示す）
からなる被覆層を形成してなる表．面被覆超硬質合金部
材が、切削工具や耐摩耗工具として使用されていること
はよく知られるところである。
，および筑族の金属の炭化物，窒化物，および炭窒化物
のうちの１種または２種以上で構成され、一方結合相が
主として鉄族金属のうちの１種または２種以上で構成さ
れた超硬質合金部材の表面に、すぐれた耐摩耗性を付与
する目的で酸化アルミニウム（以下ＡＩ２０３で示す）
からなる被覆層を形成してなる表．面被覆超硬質合金部
材が、切削工具や耐摩耗工具として使用されていること
はよく知られるところである。
また、上記超硬質合金部材の表面に、同じく耐摩耗性を
向上させる目的で、Ｔｉの炭化物、窒化物，酸化物，棚
化物，およびこれらの２種以上の固溶体（以下これらを
総称してＴｉ化合物という）のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなる被覆層を形成し、さらにその上
にＡＩ２Ｑ被覆層を形成してなる表面被覆超硬質合金部
材が、上記の分野で広く実用に供されていることもよく
知られている。さらに、これらの従釆表面被覆超硬質合
金部村において、超硬質合金部材の表面部に、基体内部
より硬さの低い軟化層を５〜２００ｒｍの層厚で形成し
たものや、超硬質合金部村を遊離炭素が存在する組織と
したものなどが提案されている。しかしながら、これら
の最上表面層がＡＩ２０３被覆層からなる従来表面被覆
超硬質合金部材においては、ＡＩ２０３被覆層と超硬質
合金部材あるいはＴｉ化合物被覆層との層間結合力が弱
いために、特に苛酷な使用条件ではＡＩ２０３被覆層が
剥離しやすく、さらに山２０３自体の粒子間結合力も弱
いために、使用中に微小な剥離現象が発生し、この結果
として摩耗の進行がはやめられるものであった。
向上させる目的で、Ｔｉの炭化物、窒化物，酸化物，棚
化物，およびこれらの２種以上の固溶体（以下これらを
総称してＴｉ化合物という）のうちの１種の単層または
２種以上の複層からなる被覆層を形成し、さらにその上
にＡＩ２Ｑ被覆層を形成してなる表面被覆超硬質合金部
材が、上記の分野で広く実用に供されていることもよく
知られている。さらに、これらの従釆表面被覆超硬質合
金部村において、超硬質合金部材の表面部に、基体内部
より硬さの低い軟化層を５〜２００ｒｍの層厚で形成し
たものや、超硬質合金部村を遊離炭素が存在する組織と
したものなどが提案されている。しかしながら、これら
の最上表面層がＡＩ２０３被覆層からなる従来表面被覆
超硬質合金部材においては、ＡＩ２０３被覆層と超硬質
合金部材あるいはＴｉ化合物被覆層との層間結合力が弱
いために、特に苛酷な使用条件ではＡＩ２０３被覆層が
剥離しやすく、さらに山２０３自体の粒子間結合力も弱
いために、使用中に微小な剥離現象が発生し、この結果
として摩耗の進行がはやめられるものであった。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、従来表
面被覆超硬質合金部材におけるＮ２０３被覆層のもつ問
題点を鱗決すべく研究を行なった結果、表面被覆超硬質
合金部材における被覆層全体あるいは最上表面層を、珪
素炭化物（以下ＳＩＣで示す：１０〜８庇容量％，Ｎ２
０３および不可避不純物：残りからなる組成，平均粒蚤
：ｌＡｍ以下の微細均質なＳＩＣとＡＩ２０３との混合
組織，並びに１〜１０〆ｍの層厚を有する被覆層で構成
すると、この被覆層は、すぐれた耐摩耗性を有すると共
に、超硬質合金基体およびＴｉ化合物被覆層との密着力
が著しく高く、さらにＳＩＣとＡＩ２０３との粒子間結
合力も強力なものであるから、この結果の表面被覆超硬
質合金部材は、山２０３被覆層を有する従来表面被覆超
硬質合金部材に比して、一段とすぐれた使用寿命を示す
ようになるという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あって、以下はこの
発明にかかる被覆層に関して上記の通りに数値限定した
理由を説明する。｛ａ｝ 成分組成ＳＩＣの含有量が１
０容量％未満では、相対的に山２０３の含有量が多くな
りすぎて、超硬質合金基体あるいはＴｉ化合物被覆層と
の間に所望の強力な層間密着力を確保できないばかりで
なく、被覆層を構成する粒子間結合力も弱くなって、実
用に際して剥離現象の発生を避けることができず、一方
、ＳＩＣの含有量が８庇容量％を越えると、逆に釘２０
３の含有量が少なくなりすぎてＡＩ２Ｑのもつ化学的安
定性に欠けるようになって、例えば切削工具として使用
した場合、すくい面摩耗が大きくなることから、ＳＩＣ
の含有量を１０〜８彼容量％と定めた。
面被覆超硬質合金部材におけるＮ２０３被覆層のもつ問
題点を鱗決すべく研究を行なった結果、表面被覆超硬質
合金部材における被覆層全体あるいは最上表面層を、珪
素炭化物（以下ＳＩＣで示す：１０〜８庇容量％，Ｎ２
０３および不可避不純物：残りからなる組成，平均粒蚤
：ｌＡｍ以下の微細均質なＳＩＣとＡＩ２０３との混合
組織，並びに１〜１０〆ｍの層厚を有する被覆層で構成
すると、この被覆層は、すぐれた耐摩耗性を有すると共
に、超硬質合金基体およびＴｉ化合物被覆層との密着力
が著しく高く、さらにＳＩＣとＡＩ２０３との粒子間結
合力も強力なものであるから、この結果の表面被覆超硬
質合金部材は、山２０３被覆層を有する従来表面被覆超
硬質合金部材に比して、一段とすぐれた使用寿命を示す
ようになるという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あって、以下はこの
発明にかかる被覆層に関して上記の通りに数値限定した
理由を説明する。｛ａ｝ 成分組成ＳＩＣの含有量が１
０容量％未満では、相対的に山２０３の含有量が多くな
りすぎて、超硬質合金基体あるいはＴｉ化合物被覆層と
の間に所望の強力な層間密着力を確保できないばかりで
なく、被覆層を構成する粒子間結合力も弱くなって、実
用に際して剥離現象の発生を避けることができず、一方
、ＳＩＣの含有量が８庇容量％を越えると、逆に釘２０
３の含有量が少なくなりすぎてＡＩ２Ｑのもつ化学的安
定性に欠けるようになって、例えば切削工具として使用
した場合、すくい面摩耗が大きくなることから、ＳＩＣ
の含有量を１０〜８彼容量％と定めた。
【ｂー 平均粒径
被覆層を構成する粒子の平均粒径を細かくしてゆくと、
ｌＡｍを境にして急激に耐摩耗性が向上するようになる
という経験的知見にもとづき、その平均粒径をｌＡｍ以
下と定めた。
ｌＡｍを境にして急激に耐摩耗性が向上するようになる
という経験的知見にもとづき、その平均粒径をｌＡｍ以
下と定めた。
なお、被覆層の平均粒径がｌＡｍ以下になると、これを
構成するＳＩＣおよび山２０３に関し、Ｘ線回折による
明瞭な回折線を見出すのは困難となってきて、むしろ、
これら粒子は相互に隣接部分で部分園浴しているか、あ
るいは極端に微細な場合には実質的に相互に固溶してい
るものと考えられる。‘ｃ｝層厚 層厚が１仏ｍ禾満では長期に亘つて所望の耐摩耗性を確
保することができず、一方１０仏ｍを越えた層厚にして
もより一層の改善効果は見られず、経済性を考慮して、
層厚を１〜１０山ｍと定めた。
構成するＳＩＣおよび山２０３に関し、Ｘ線回折による
明瞭な回折線を見出すのは困難となってきて、むしろ、
これら粒子は相互に隣接部分で部分園浴しているか、あ
るいは極端に微細な場合には実質的に相互に固溶してい
るものと考えられる。‘ｃ｝層厚 層厚が１仏ｍ禾満では長期に亘つて所望の耐摩耗性を確
保することができず、一方１０仏ｍを越えた層厚にして
もより一層の改善効果は見られず、経済性を考慮して、
層厚を１〜１０山ｍと定めた。
なお、この発明の被覆層を構成するＳＩＣに関し、ＳＩ
Ｃは、マイクロビッカース硬さ：３５００ｋ９／桝の高
硬度を有し、かつ温度が上昇しても硬さの低下がほとん
どなく、耐摩耗性のすぐれたものであり、また熱膨張係
数も５×１０‐６／℃と低く、したがって熱歪を起し難
いものである。また、実用に際して、被覆層最上面部の
ＳＩＣは主としてＳｉ０２からなる酸化物に変化し、こ
のＳｉ０２はＡＩ２０３と強固に結合、すなわち容易に
固落し合い、安定な酸化膜を形成するため、酸化が進行
せず、この結果被覆層はすぐれた耐酸化性をもつように
なるのである。さらに、ＳＩＣは、〔ＳＩＣ〕の化学式
をもち、その化学量論組成は１：１であるが、低温での
被覆層形成に際してはアモルファス層となるため、必ず
しもその組成は１：１とはならないが、高温での被覆層
形成では結晶化するため、その組成は化学量論組成に近
いものとなる。ただし、アモルファス層と結晶層とは硬
さがアモルファス層の方がやや低いというだけで、いず
れでも実用上問題はない。また、この発明の被覆層は、
化学蒸着法を適用する場合は、まず超硬質合金部材ある
いは表面被覆超硬質合金部材を化学蒸着装直内に装着し
、この装置内を９００〜１２００℃に加熱した状態で、
これに反応ガスとてＡＩＣ１３と、Ｃ０２などの酸化性
ガスと日２からなる混合ガスを導入して前記部材の表面
にＡＩ２０３を化学蒸着し（この場合の山２０３の生成
速度は０．００５〜０．０５仏ｍ／ｍｊｎ）、ついで同
じく反応ガスとしてＳＩＣ１４やＳｉＨＣ１３などのＳ
ｊの塩化物、およびＳＩＣＱＣ１３やＳｉＨ４などのＳ
ｉの化合物のうちの１種以上と、炭水化物（ただしＳＩ
Ｃ日３ＣＩ３を用いる場合は不必要）と、日２からなる
混合ガスを導入してＳＩＣ（ただしＳｉとＣの割合は必
ずしも１：１ではなく、また１：１である必要もない）
を蒸着し、この両工程を交互に繰り返し行ない、１〜１
０仏ｍの所定層厚になるまで連続あるいは断続的に行な
うことによって形成されるものである。
Ｃは、マイクロビッカース硬さ：３５００ｋ９／桝の高
硬度を有し、かつ温度が上昇しても硬さの低下がほとん
どなく、耐摩耗性のすぐれたものであり、また熱膨張係
数も５×１０‐６／℃と低く、したがって熱歪を起し難
いものである。また、実用に際して、被覆層最上面部の
ＳＩＣは主としてＳｉ０２からなる酸化物に変化し、こ
のＳｉ０２はＡＩ２０３と強固に結合、すなわち容易に
固落し合い、安定な酸化膜を形成するため、酸化が進行
せず、この結果被覆層はすぐれた耐酸化性をもつように
なるのである。さらに、ＳＩＣは、〔ＳＩＣ〕の化学式
をもち、その化学量論組成は１：１であるが、低温での
被覆層形成に際してはアモルファス層となるため、必ず
しもその組成は１：１とはならないが、高温での被覆層
形成では結晶化するため、その組成は化学量論組成に近
いものとなる。ただし、アモルファス層と結晶層とは硬
さがアモルファス層の方がやや低いというだけで、いず
れでも実用上問題はない。また、この発明の被覆層は、
化学蒸着法を適用する場合は、まず超硬質合金部材ある
いは表面被覆超硬質合金部材を化学蒸着装直内に装着し
、この装置内を９００〜１２００℃に加熱した状態で、
これに反応ガスとてＡＩＣ１３と、Ｃ０２などの酸化性
ガスと日２からなる混合ガスを導入して前記部材の表面
にＡＩ２０３を化学蒸着し（この場合の山２０３の生成
速度は０．００５〜０．０５仏ｍ／ｍｊｎ）、ついで同
じく反応ガスとしてＳＩＣ１４やＳｉＨＣ１３などのＳ
ｊの塩化物、およびＳＩＣＱＣ１３やＳｉＨ４などのＳ
ｉの化合物のうちの１種以上と、炭水化物（ただしＳＩ
Ｃ日３ＣＩ３を用いる場合は不必要）と、日２からなる
混合ガスを導入してＳＩＣ（ただしＳｉとＣの割合は必
ずしも１：１ではなく、また１：１である必要もない）
を蒸着し、この両工程を交互に繰り返し行ない、１〜１
０仏ｍの所定層厚になるまで連続あるいは断続的に行な
うことによって形成されるものである。
ただし、この場合、１工程の蒸着時間をできるだけ短か
〈して層状構造の形成並びに粒子の粗大化による平均粒
径がｌＡｍを越えた粒子の形成を阻止する必要がある。
また、この発明の被覆層は、物理蒸着法によって形成す
ることもでき、例えば物理蒸着法のうちで最も有効なス
パッタリング法により行なう場合には、前記部材をＳＩ
Ｃと山２０３の２つのターゲット間を一定時間毎に往復
動させることによって化学蒸着法の場合と同様に平均粒
蓬：１〃ｍ以下の微細均質なＳＩＣと針２０３との混合
組織を形成することができる。つぎに、この発明の表面
被覆超硬質合金部材を実施例により従来例および比較例
と対比しながら具体的に説明する。
〈して層状構造の形成並びに粒子の粗大化による平均粒
径がｌＡｍを越えた粒子の形成を阻止する必要がある。
また、この発明の被覆層は、物理蒸着法によって形成す
ることもでき、例えば物理蒸着法のうちで最も有効なス
パッタリング法により行なう場合には、前記部材をＳＩ
Ｃと山２０３の２つのターゲット間を一定時間毎に往復
動させることによって化学蒸着法の場合と同様に平均粒
蓬：１〃ｍ以下の微細均質なＳＩＣと針２０３との混合
組織を形成することができる。つぎに、この発明の表面
被覆超硬質合金部材を実施例により従来例および比較例
と対比しながら具体的に説明する。
実施例 １
超硬質合金部村としてＰ４０グレードの切削用スローア
ウェィチップ：１００の周を用意し、これらチップを耐
熱合金製反応容器内に装着し、これを〜雰囲気中、温度
：１０００００に加熱した後、ＭＣＩ３，Ｃ０２，およ
び日２からなる混合ガスを、流量：３５そ／ｍｉｎ，圧
力：２０ｍＰｒｒの条件で１０分間導入し、引続いて真
空ポンプで容器内を排気した後、ＳＩＣ比ＣＩ３および
日２からなる混合ガスを、流量：４０ぞ／ｍｉｎ，圧力
：２０肌ｒｒの条件で１０分間導入し、これらの両工程
を交互に各８回繰り返し行ない、最終的にＡｒ雰囲気中
で冷却することによって、結晶化ＳＩＣ：５舷容量％，
ＡＩ２０３および不可避不純物：残りからなる組成，平
均粒蚤：０．２仏ｍの微細均質のＳ手ＣとＡＩ２０３と
の混合組織，並びに５仏ｍの層厚を有する被覆層を前記
チップ表面に形成した。
ウェィチップ：１００の周を用意し、これらチップを耐
熱合金製反応容器内に装着し、これを〜雰囲気中、温度
：１０００００に加熱した後、ＭＣＩ３，Ｃ０２，およ
び日２からなる混合ガスを、流量：３５そ／ｍｉｎ，圧
力：２０ｍＰｒｒの条件で１０分間導入し、引続いて真
空ポンプで容器内を排気した後、ＳＩＣ比ＣＩ３および
日２からなる混合ガスを、流量：４０ぞ／ｍｉｎ，圧力
：２０肌ｒｒの条件で１０分間導入し、これらの両工程
を交互に各８回繰り返し行ない、最終的にＡｒ雰囲気中
で冷却することによって、結晶化ＳＩＣ：５舷容量％，
ＡＩ２０３および不可避不純物：残りからなる組成，平
均粒蚤：０．２仏ｍの微細均質のＳ手ＣとＡＩ２０３と
の混合組織，並びに５仏ｍの層厚を有する被覆層を前記
チップ表面に形成した。
この結果得られた本発明表面被覆スローアウェィチップ
（以下本発明被覆チップという）と、被覆層が層厚：５
仏ｍのＡＩ２０３単層からなる従来表面被覆スローアウ
ェィチツプ（以下従来被覆チップという）について、被
削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２１０），切
削速度：１５０の／ｍｉｎ，切込み：１．５肋，送り：
０．４５帆／ｒｅｖリチップ形状：ＳＮＭＮ４３２の条
件で切削試験を行ない、寿命時間を測定した。この結果
本発明被覆チップは５び分の寿命時間を示したのに対し
て、従来被覆チップは１５分のきわめて短かし、寿命時
間しか示さなかった。
（以下本発明被覆チップという）と、被覆層が層厚：５
仏ｍのＡＩ２０３単層からなる従来表面被覆スローアウ
ェィチツプ（以下従来被覆チップという）について、被
削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２１０），切
削速度：１５０の／ｍｉｎ，切込み：１．５肋，送り：
０．４５帆／ｒｅｖリチップ形状：ＳＮＭＮ４３２の条
件で切削試験を行ない、寿命時間を測定した。この結果
本発明被覆チップは５び分の寿命時間を示したのに対し
て、従来被覆チップは１５分のきわめて短かし、寿命時
間しか示さなかった。
実施例 ２
超硬質合金部材および表面被覆超硬質合金部材として、
それぞれ第１表に示される種類の切削用スローアウヱイ
チツプを用意し、これらチップの表面に実施例１におけ
ると同様な操作で、いずれも平均粒蓬：１りｍを有し、
かつそれぞれ第１表に示される組成並びに層厚を有する
ＳＩＣとＮ２０３の混合組織からなる被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆チップ１〜７および比較被覆
チップ１〜３をそれぞれ製造した。
それぞれ第１表に示される種類の切削用スローアウヱイ
チツプを用意し、これらチップの表面に実施例１におけ
ると同様な操作で、いずれも平均粒蓬：１りｍを有し、
かつそれぞれ第１表に示される組成並びに層厚を有する
ＳＩＣとＮ２０３の混合組織からなる被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆チップ１〜７および比較被覆
チップ１〜３をそれぞれ製造した。
なお、比較被覆チップ１〜３は、成分組成および層厚の
うちのいずれかがこの発明の範囲から外れるものである
。ついで、この結果の被覆チップ並びに従来チップ１〜
３について、被削材：ＪＩＳ・ＦＣ２５（硬さ：ＨＢ１
８０），切削速度：２００の／ｍｉｎ”切込み：２側，
送り：０．４５肋／ｒｅｖ．，チップ形状：ＳＮＭＮ４
３２の条件で切削試験を行ない、その寿命時間を測定し
た。この測定結果を第１表に合せて示したが、第１表に
示される通り、本発明被覆チップ１〜７はいずれもすぐ
れた使用寿命を示すのに対して、組成および層厚のいず
れかがこの発明の範囲から外れた比較被覆チップ１〜３
および従来被覆チップ１〜３は短かし、使用寿命しかな
いことが明らかである。第１表 実施例 ３ 超硬質合金部材としてＰ４０グレードの切削用スロ−ア
ウェィチツプを用意し、このチップをＳＩＣとＮ２０３
の２つのターゲットを有する高周波スパッタリング装置
内に装着し、これを４００℃に加熱した後、装置内を〜
雰囲気として１×１０‐２ｔｏｎの真空度に保持した状
態でスパッタリングを行ない、この間前記チップの支持
台をそれぞれのターゲットの下に交互に２０分間づっ静
止保持し、これを繰り返し５時間行なうことによって、
本発明被覆チップを製造した。
うちのいずれかがこの発明の範囲から外れるものである
。ついで、この結果の被覆チップ並びに従来チップ１〜
３について、被削材：ＪＩＳ・ＦＣ２５（硬さ：ＨＢ１
８０），切削速度：２００の／ｍｉｎ”切込み：２側，
送り：０．４５肋／ｒｅｖ．，チップ形状：ＳＮＭＮ４
３２の条件で切削試験を行ない、その寿命時間を測定し
た。この測定結果を第１表に合せて示したが、第１表に
示される通り、本発明被覆チップ１〜７はいずれもすぐ
れた使用寿命を示すのに対して、組成および層厚のいず
れかがこの発明の範囲から外れた比較被覆チップ１〜３
および従来被覆チップ１〜３は短かし、使用寿命しかな
いことが明らかである。第１表 実施例 ３ 超硬質合金部材としてＰ４０グレードの切削用スロ−ア
ウェィチツプを用意し、このチップをＳＩＣとＮ２０３
の２つのターゲットを有する高周波スパッタリング装置
内に装着し、これを４００℃に加熱した後、装置内を〜
雰囲気として１×１０‐２ｔｏｎの真空度に保持した状
態でスパッタリングを行ない、この間前記チップの支持
台をそれぞれのターゲットの下に交互に２０分間づっ静
止保持し、これを繰り返し５時間行なうことによって、
本発明被覆チップを製造した。
この結果得られた本発明被覆チップの被覆層は、ＳＩＣ
：５庇容量％，ＡＩ２０３および不可避不純物：残りか
らなる組成，平均粒蓬：０．３山ｍの微細均質なＳＩＣ
とＡＩ２０３との混合組織，並びに３〃ｍの層厚を有す
るものであった。この本発明被覆チップを実施例１にお
けると同一の条件で切削試験に供したところ、４０分の
きわめて長い使用寿命を示した。実施例 ４ ＳＩＣ形成のための混合ガスをＳｉＨＣ１３，Ｃ２日２
，および比から構成し、またＡＩ２０３形成のための混
合ガスをＡＩＣ１３，日２０，および日２から構成し、
かつ被覆層の形成を７００００で２時間行なう以外は、
実施例１におけると同一の条件にて本発明被覆チップを
製造した。
：５庇容量％，ＡＩ２０３および不可避不純物：残りか
らなる組成，平均粒蓬：０．３山ｍの微細均質なＳＩＣ
とＡＩ２０３との混合組織，並びに３〃ｍの層厚を有す
るものであった。この本発明被覆チップを実施例１にお
けると同一の条件で切削試験に供したところ、４０分の
きわめて長い使用寿命を示した。実施例 ４ ＳＩＣ形成のための混合ガスをＳｉＨＣ１３，Ｃ２日２
，および比から構成し、またＡＩ２０３形成のための混
合ガスをＡＩＣ１３，日２０，および日２から構成し、
かつ被覆層の形成を７００００で２時間行なう以外は、
実施例１におけると同一の条件にて本発明被覆チップを
製造した。
この結果得られた本発明被覆チップにおける被覆層は、
平均粒蓬：０．１山ｍの微細なアモルファスのＳＩＣと
ＡＩ２０８とが均質に混合し合った組織で構成され、か
つその層厚は３仏ｍであった。この本発明被覆チップを
実施例１におけると同一の条件での切削試験に供したと
ころ、４０分の著しく長い使用寿命を示した。上述のよ
うに、この発明の表面被覆超硬質合金部村は、その最上
表面層が、超硬質合金部村の基体表面や、表面被覆超硬
質合金部材におけるＴｉ化合物被覆層との密着性にすぐ
れ、かつこれを構成するＳＩＣと山２０３との粒子間結
合力も強力であり、さらにこれ自体化学的にきわめて安
定したものであると共に、耐摩耗性にすぐれたものであ
るから、これを切削工具や耐摩耗工具として使用した場
合著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮するのである
。
平均粒蓬：０．１山ｍの微細なアモルファスのＳＩＣと
ＡＩ２０８とが均質に混合し合った組織で構成され、か
つその層厚は３仏ｍであった。この本発明被覆チップを
実施例１におけると同一の条件での切削試験に供したと
ころ、４０分の著しく長い使用寿命を示した。上述のよ
うに、この発明の表面被覆超硬質合金部村は、その最上
表面層が、超硬質合金部村の基体表面や、表面被覆超硬
質合金部材におけるＴｉ化合物被覆層との密着性にすぐ
れ、かつこれを構成するＳＩＣと山２０３との粒子間結
合力も強力であり、さらにこれ自体化学的にきわめて安
定したものであると共に、耐摩耗性にすぐれたものであ
るから、これを切削工具や耐摩耗工具として使用した場
合著しく長期に亘つてすぐれた性能を発揮するのである
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 硬質相が主として元素周期律表の４ａ，５ａ，およ
び６ａ族の金属の炭化物，窒化物，および炭窒化物のう
ちの１種または２種以上で構成され、一方結合相が主と
して鉄族金属のうちの１種または２種以上で構成された
超硬質合金部材において、その表面に、珪素炭化物：１
０〜８０容量％，酸化アルミニウムおよび不可避不純物
：残りからなる組成，平均粒径：１μｍ以下の微細均質
な珪素炭化物と酸化アルミニウムとの混合組織，並びに
１〜１０μｍの層厚を有する被覆層を形成してなる切削
および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材。 ２ 硬質相が主として元素周期律表の４ａ，５ａ，およ
び６ａ族の金属の炭化物，窒化物，および炭窒化物のう
ちの１種または２種以上で構成され、一方結合相が主と
して鉄族金属のうちの１種または２種以上で構成された
超硬質合金部材の表面に、Ｔｉの炭化物、窒化物、酸化
物、硼化物、およびこれらの２種以上の固溶体のうちの
１種の単層または２種以上の複層を被覆してなる表面被
覆超硬質合金部材において、その表面に、さらに珪素炭
化物：１０〜８０容量％，酸化アルミニウムおよび不可
避不純物：残りからなる組成，平均粒径：１μｍ以下の
微細均質な珪素炭化物と酸化アルミニウムとの混合組織
，並びに１〜１０μｍの層厚を有する被覆層を形成して
なる切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589681A JPS6033189B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589681A JPS6033189B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848663A JPS5848663A (ja) | 1983-03-22 |
| JPS6033189B2 true JPS6033189B2 (ja) | 1985-08-01 |
Family
ID=15395552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14589681A Expired JPS6033189B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033189B2 (ja) |
-
1981
- 1981-09-16 JP JP14589681A patent/JPS6033189B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5848663A (ja) | 1983-03-22 |
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