JPS61109628A - ダイヤモンド被覆工具 - Google Patents
ダイヤモンド被覆工具Info
- Publication number
- JPS61109628A JPS61109628A JP22732784A JP22732784A JPS61109628A JP S61109628 A JPS61109628 A JP S61109628A JP 22732784 A JP22732784 A JP 22732784A JP 22732784 A JP22732784 A JP 22732784A JP S61109628 A JPS61109628 A JP S61109628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- layer
- inner layer
- coated
- silicon nitride
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P5/00—Setting gems or the like on metal parts, e.g. diamonds on tools
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は切削用工具及び耐摩耗用工具に適したダイヤモ
ンド被覆工具に関する。
ンド被覆工具に関する。
ダイヤモンド薄膜又はダイヤモンド状カーボン薄膜の製
造方法は、特開昭５３−１０３９４、特開昭５６−２２
６１６及び特開昭５８−９１１００で開示され、これら
の方法を工具に応用しようという試みが特開昭５７−１
００９８９で行なわれている。この特開昭５７−１００
９８９Ｈ，Ｓｉ３Ｎ、を及び／又はＳｉＣを基体とし、
この基体にダイヤモンドを被覆した被覆セラミックス工
具に関するものである。この被覆セラミックス工具は、
高温強度が高く、高温化で塑性変形し雉い５ｉ３Ｎｉ及
び／又は８ｉＣを基体とすることによって線引ダイスや
切削用工具としての効果を狙ったものである。
造方法は、特開昭５３−１０３９４、特開昭５６−２２
６１６及び特開昭５８−９１１００で開示され、これら
の方法を工具に応用しようという試みが特開昭５７−１
００９８９で行なわれている。この特開昭５７−１００
９８９Ｈ，Ｓｉ３Ｎ、を及び／又はＳｉＣを基体とし、
この基体にダイヤモンドを被覆した被覆セラミックス工
具に関するものである。この被覆セラミックス工具は、
高温強度が高く、高温化で塑性変形し雉い５ｉ３Ｎｉ及
び／又は８ｉＣを基体とすることによって線引ダイスや
切削用工具としての効果を狙ったものである。
窒化ケイ素及び／又は炭化ケイ素を主体とするセラミッ
クス焼結体は、高温強度が高く、高硬度であるために工
具材料として実用化されはじめており、特に窒化ケイ素
を主体とするセラミックス焼結体は、切削用工具にも実
用化されはじめている。しかし、窒化ケイ素及び炭化ケ
イ素は、共有結合性の高い化合物であるために構成原子
の自己拡散係数が小さく、又、高温で分解及び蒸発し、
更には、イオン結晶や金属結晶に比べて粒界エネルギー
と表面エネルギーの比が大きいということから本質的に
焼結し難い化合物である。従って、窒化ケイ素及び／又
は炭化ケイ素のみによるセラミックス焼結体は、緻密な
焼結体が得られず、切削用工具のような苛酷な条件で使
用するには実用できず、この窒化ケイ素及び／又は炭化
ケイ素のみによるセラミックス焼結体からなる基体にダ
イヤモンド被覆層を形成した被覆工具は、基体そのもの
が脆性であるために切削用工具や耐摩耗用工具に使用し
てもその効果を充分に発揮できないという問題がある。
クス焼結体は、高温強度が高く、高硬度であるために工
具材料として実用化されはじめており、特に窒化ケイ素
を主体とするセラミックス焼結体は、切削用工具にも実
用化されはじめている。しかし、窒化ケイ素及び炭化ケ
イ素は、共有結合性の高い化合物であるために構成原子
の自己拡散係数が小さく、又、高温で分解及び蒸発し、
更には、イオン結晶や金属結晶に比べて粒界エネルギー
と表面エネルギーの比が大きいということから本質的に
焼結し難い化合物である。従って、窒化ケイ素及び／又
は炭化ケイ素のみによるセラミックス焼結体は、緻密な
焼結体が得られず、切削用工具のような苛酷な条件で使
用するには実用できず、この窒化ケイ素及び／又は炭化
ケイ素のみによるセラミックス焼結体からなる基体にダ
イヤモンド被覆層を形成した被覆工具は、基体そのもの
が脆性であるために切削用工具や耐摩耗用工具に使用し
てもその効果を充分に発揮できないという問題がある。
また、靭性を高め、緻密な焼結体にするために窒化ケイ
素及び／又は炭化ケイ素に金属、合金又は金属化合物か
らなる焼結助剤を添加したセラミックス焼結体、例えば
窒化ケイ素にＡ１２０３． ＡＩＮ、ＭｇＯ１Ｙ２０３
などの焼結助剤を添加したセラミックス焼結体があり、
このセラミックス焼結体からなる基体にダイヤモンド被
覆層を形成した被覆工具は、５体に含有している焼結助
剤が基体内部の靭性を向上させているけれども４本とダ
イヤモンド被覆層との境界にも焼結助剤がガラス状物質
もしくは低級ケイ酸塩となって所々存在しているために
基体とダイヤモンド被覆層の付着強度を阻害したり、あ
るいは緻密々ダイヤモンド被覆層を形成し稚くしている
ために工具の中でも特に使用条件の苛酷な切削用工具と
して充分な効果を発揮できないという問題がある。
素及び／又は炭化ケイ素に金属、合金又は金属化合物か
らなる焼結助剤を添加したセラミックス焼結体、例えば
窒化ケイ素にＡ１２０３． ＡＩＮ、ＭｇＯ１Ｙ２０３
などの焼結助剤を添加したセラミックス焼結体があり、
このセラミックス焼結体からなる基体にダイヤモンド被
覆層を形成した被覆工具は、５体に含有している焼結助
剤が基体内部の靭性を向上させているけれども４本とダ
イヤモンド被覆層との境界にも焼結助剤がガラス状物質
もしくは低級ケイ酸塩となって所々存在しているために
基体とダイヤモンド被覆層の付着強度を阻害したり、あ
るいは緻密々ダイヤモンド被覆層を形成し稚くしている
ために工具の中でも特に使用条件の苛酷な切削用工具と
して充分な効果を発揮できないという問題がある。
本発明のダイヤモンド被覆工具は、上記のような問題点
を解決したもので、具体的にはダイヤモンド被覆層とセ
ラミックス焼結体からなる基体との間にダイヤモンド被
覆層及びセラミックス焼結体の両方に対して付着性のす
ぐれた内層を形成させることによって従来の問題点ｔ−
Ｓ決したものである、 〔問題点を解決するための手段〕 一般に、ダイヤモンドは、他物質との濡れ性が著しく悪
く、又、熱膨張率も小さく、更にダイヤモンド中への他
原子の拡散が少ないなどのために他の物質からなる基体
表面にダイヤモンドを被覆するのが困雌といわれている
。そこで本発明者らは、ダイヤモンド被覆層を形成する
のに最適な相手材について追究したところ、相手材によ
ってダイヤモンドの核形成時の核形成で度が大きく異な
り、この核形成密度の高い程ダイヤモンド被ｆｆ層と相
手材との付着強度が高く、しかもダイヤモンド被覆層が
微細な結晶で、かつ緻密な被覆層になることを確認する
ことによって本発明を完成するに至ったものである。
を解決したもので、具体的にはダイヤモンド被覆層とセ
ラミックス焼結体からなる基体との間にダイヤモンド被
覆層及びセラミックス焼結体の両方に対して付着性のす
ぐれた内層を形成させることによって従来の問題点ｔ−
Ｓ決したものである、 〔問題点を解決するための手段〕 一般に、ダイヤモンドは、他物質との濡れ性が著しく悪
く、又、熱膨張率も小さく、更にダイヤモンド中への他
原子の拡散が少ないなどのために他の物質からなる基体
表面にダイヤモンドを被覆するのが困雌といわれている
。そこで本発明者らは、ダイヤモンド被覆層を形成する
のに最適な相手材について追究したところ、相手材によ
ってダイヤモンドの核形成時の核形成で度が大きく異な
り、この核形成密度の高い程ダイヤモンド被ｆｆ層と相
手材との付着強度が高く、しかもダイヤモンド被覆層が
微細な結晶で、かつ緻密な被覆層になることを確認する
ことによって本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明のダイヤモンド被覆工具は、セラミッ
クス焼結体からなる基体の表面に窒化ケイ素、炭化ケイ
素、窒炭化ケイ素の中の少なくとも１種の単層もしくは
２種以上の多重層でなる内層とこの内層の表面にダイヤ
モンド及び／又はダイヤモンド状カーボンからなる外層
とを被覆したものである。
クス焼結体からなる基体の表面に窒化ケイ素、炭化ケイ
素、窒炭化ケイ素の中の少なくとも１種の単層もしくは
２種以上の多重層でなる内層とこの内層の表面にダイヤ
モンド及び／又はダイヤモンド状カーボンからなる外層
とを被覆したものである。
このような本発明のダイヤそンド被覆工具の各構成間に
おける理論的理由については明らかでないがダイヤモン
ド及び／又はダイヤモンド状カーボンからなる外層は、
窒化ケイ素、炭化ケイ素又は窒炭化ケイ素の内層の表面
に形成すると微゛細な結晶粒子になり、しかも緻密で付
着性のすぐれた被覆層になる。特に、内層が窒化ケイ素
及び／又は炭化ケイ素の場合には、ダイヤモンド及び／
又はダイヤモンド状カーボンからなる外層の微細結晶化
及び緻窒化が著しい傾向になり好ましいものである。ま
た、このときに形成する内層は、基体表面に所々存在す
るガラス状物質、低級ケイ酸塩、酸化物もしくは酸素含
有化合物を遮断するのと外層の核形成密度を高めること
ができる程度の厚さにし、しかも内層の被覆工程時間及
び内層内の強度の関係から０．１μｍ〜２０μｍ厚さに
することが好ましい。さらに、外層は、外層の有してい
る耐摩耗性を発揮できて、しかも脆性物質であるために
生じやすい外層のチツピング又は欠損を出来るだけおさ
え、かつ外層の被覆工程時間が長くならないように０．
１μｍ〜２０μｍ厚さにすることが好ましい。このよう
に内層の表面に外層を形成すると外層を形成する工程で
生ずるグラファイト又は非晶質カーボンのような軟質カ
ーボンが基体へ侵入するのを防いだり、又、基体と破覆
層の境界部分く遊離のカーボンの生ずるのを防ぐことが
できるものである。この内層と外層を合計した総被覆層
厚さは、切削用工具のように苛酷な条件で使用する場合
には２μｍ〜１０μｍが好ましく、特に切刃のシャープ
な工具、例えばドリルのような穴あけ工具に利用する場
合は２μｍ〜５μｍの、 総被４５１ＦＭ厚さである
ことが好ましい。
おける理論的理由については明らかでないがダイヤモン
ド及び／又はダイヤモンド状カーボンからなる外層は、
窒化ケイ素、炭化ケイ素又は窒炭化ケイ素の内層の表面
に形成すると微゛細な結晶粒子になり、しかも緻密で付
着性のすぐれた被覆層になる。特に、内層が窒化ケイ素
及び／又は炭化ケイ素の場合には、ダイヤモンド及び／
又はダイヤモンド状カーボンからなる外層の微細結晶化
及び緻窒化が著しい傾向になり好ましいものである。ま
た、このときに形成する内層は、基体表面に所々存在す
るガラス状物質、低級ケイ酸塩、酸化物もしくは酸素含
有化合物を遮断するのと外層の核形成密度を高めること
ができる程度の厚さにし、しかも内層の被覆工程時間及
び内層内の強度の関係から０．１μｍ〜２０μｍ厚さに
することが好ましい。さらに、外層は、外層の有してい
る耐摩耗性を発揮できて、しかも脆性物質であるために
生じやすい外層のチツピング又は欠損を出来るだけおさ
え、かつ外層の被覆工程時間が長くならないように０．
１μｍ〜２０μｍ厚さにすることが好ましい。このよう
に内層の表面に外層を形成すると外層を形成する工程で
生ずるグラファイト又は非晶質カーボンのような軟質カ
ーボンが基体へ侵入するのを防いだり、又、基体と破覆
層の境界部分く遊離のカーボンの生ずるのを防ぐことが
できるものである。この内層と外層を合計した総被覆層
厚さは、切削用工具のように苛酷な条件で使用する場合
には２μｍ〜１０μｍが好ましく、特に切刃のシャープ
な工具、例えばドリルのような穴あけ工具に利用する場
合は２μｍ〜５μｍの、 総被４５１ＦＭ厚さである
ことが好ましい。
窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒炭化ケイ名の中の少なくと
も１種の単層もしくは２種以上の多重層でなる内層は、
ＡｌｚＯｓｌ上Ｏｓックス、Ｚｒ０ｚ系セラミツクス、
５ｉｓＮａ系セラミツクス、ＳｉＣ系セラミックスｓ
ＴｉＣ系セラミックスなどのセラミックス焼結体からな
る基体の表面に形成するのがよく、特に、内層がケイ素
化合物であることから基体は、Ｓｉ、Ｎ、系セラミック
ス又はＳｉＣ系セラミックスが好ましく、切削用工具の
ような苛酷な条件で使用するための工具としては、基体
が５０体積係以上の窒化硅素全含有してなる窒化硅素金
主体にしたセラミックス焼結体が好ましい。
も１種の単層もしくは２種以上の多重層でなる内層は、
ＡｌｚＯｓｌ上Ｏｓックス、Ｚｒ０ｚ系セラミツクス、
５ｉｓＮａ系セラミツクス、ＳｉＣ系セラミックスｓ
ＴｉＣ系セラミックスなどのセラミックス焼結体からな
る基体の表面に形成するのがよく、特に、内層がケイ素
化合物であることから基体は、Ｓｉ、Ｎ、系セラミック
ス又はＳｉＣ系セラミックスが好ましく、切削用工具の
ような苛酷な条件で使用するための工具としては、基体
が５０体積係以上の窒化硅素全含有してなる窒化硅素金
主体にしたセラミックス焼結体が好ましい。
本発明のダイヤモンド被覆工具の製造方法は、セラミッ
クス焼結体からなる基体表面を研害、洗浄及び乾燥後、
高温ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スバ７ター法、イオ
ン注入法、１■接窒化法又はイオンプレーティフグ法な
どの従来の被覆方法によって基体の表面に内層全被覆す
る。又、必要ならば真空又は非酸化性雰囲気中で熱処理
する。次いで、内層の表面を金属ブラシ状又は微粉末状
のもので摩擦もしくは研磨することによって内層の表面
全活性化して外層を形成するための核の発生の促進を行
なった後洗浄及び屹燥し、その凌熱フイラメ／トＣＶＤ
法、プラズマＣ’ＶＪ）法、イオンビーム法、レーザビ
ーム法、電子ビーム法、イオン注入法スパッタリング法
などの従来の被覆方法によって内ＩＮの表面にダイヤモ
ンド及び／又はダイヤモンド状カーボンからなる外ＷＩ
ｅ被覆する。一般に、外１薪ヲ形成する工程では、ダイ
ヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボイの他に遊離
カーボンの析出が生じやすく、この遊離カーボンが付着
性を阻害す゛るけれども本発明の場合、圀えげ、９化ケ
イ素からなる内層の表面に外層を形成すると外層に接触
する側の内ｌ１４Ｆｉ、次式（１）に示す反応によって
炭化ケイ素となシ、 ８’３Ｎ４ ＋３Ｃ→３８ｉＣ＋ ２Ｎｚ （１）基
体に接触する側の内層け、窒化ケイ素であるような２層
で形成された内層となり、遊離カーボンの析出がなく付
着強度の高いｗＺ覆層となる、ここで述べてきた内層の
内、窒化ケイ素は、α−８ｉａＮ４、／ −５ｉｓＮ４
又はこれらの混合物でもよく、炭化ケイ素はα−８ｒ
Ｃ１β−８ｉＣ又は他の各種結晶構造のＳｉＣもしくは
これらの混合物でもよく、窒炭化ケイ素は５ｉ４Ｎ４Ｃ
がある。これらの内層は、化学竜論的組成のもの、又は
、化学擬論的組成に近い非化学散論的組成のものまで含
むものである。
クス焼結体からなる基体表面を研害、洗浄及び乾燥後、
高温ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スバ７ター法、イオ
ン注入法、１■接窒化法又はイオンプレーティフグ法な
どの従来の被覆方法によって基体の表面に内層全被覆す
る。又、必要ならば真空又は非酸化性雰囲気中で熱処理
する。次いで、内層の表面を金属ブラシ状又は微粉末状
のもので摩擦もしくは研磨することによって内層の表面
全活性化して外層を形成するための核の発生の促進を行
なった後洗浄及び屹燥し、その凌熱フイラメ／トＣＶＤ
法、プラズマＣ’ＶＪ）法、イオンビーム法、レーザビ
ーム法、電子ビーム法、イオン注入法スパッタリング法
などの従来の被覆方法によって内ＩＮの表面にダイヤモ
ンド及び／又はダイヤモンド状カーボンからなる外ＷＩ
ｅ被覆する。一般に、外１薪ヲ形成する工程では、ダイ
ヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボイの他に遊離
カーボンの析出が生じやすく、この遊離カーボンが付着
性を阻害す゛るけれども本発明の場合、圀えげ、９化ケ
イ素からなる内層の表面に外層を形成すると外層に接触
する側の内ｌ１４Ｆｉ、次式（１）に示す反応によって
炭化ケイ素となシ、 ８’３Ｎ４ ＋３Ｃ→３８ｉＣ＋ ２Ｎｚ （１）基
体に接触する側の内層け、窒化ケイ素であるような２層
で形成された内層となり、遊離カーボンの析出がなく付
着強度の高いｗＺ覆層となる、ここで述べてきた内層の
内、窒化ケイ素は、α−８ｉａＮ４、／ −５ｉｓＮ４
又はこれらの混合物でもよく、炭化ケイ素はα−８ｒ
Ｃ１β−８ｉＣ又は他の各種結晶構造のＳｉＣもしくは
これらの混合物でもよく、窒炭化ケイ素は５ｉ４Ｎ４Ｃ
がある。これらの内層は、化学竜論的組成のもの、又は
、化学擬論的組成に近い非化学散論的組成のものまで含
むものである。
外層としてのダイヤモンド状カーボンとは、非晶質を含
むが成る程度結晶質のものも含有し、電気抵抗、光透過
率、硬度などの性質がダイヤモンドに近いものと示す。
むが成る程度結晶質のものも含有し、電気抵抗、光透過
率、硬度などの性質がダイヤモンドに近いものと示す。
本発明のダイヤモンド被覆工具は、ガラス状物資、低級
ケイ酸塩又は酸化物などの異質相の含まない内層の表面
にダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボンから
なる外層ｔ−影形成たものであることから外層が微細粒
子で緻密な硬質膜となり、しかも外層と内層との境界部
には遊離カーボンの析出もなくて付着性と耐摩耗性にす
ぐれ念ものになっている。また内層と基体との境界部は
、ケイ素化合物からなる内層に対して付着性のすぐれた
基体を選定すればよく、特に、基体が窒化ケイ素を主体
にしたセラミックス焼結体で内１％ｌが窒化ケイ素の場
合は、付着性にすぐれ、しかも基体、内層及び外層の熱
膨張率（ダイヤモンド：３．ｌＸ１０−’／’Ｃ１８ｉ
３Ｎ４：３．２Ｘ１０ ／”Ｃ）が殆んど等しいこと
から内層及び外層の被覆工種牛においても基体表面部及
び各被覆層内に熱膨張率の差によって生じる応力やき裂
などが内在してなく、耐剥離性、耐衝撃性、耐食性、耐
酸化性及び耐熱衝撃性にすぐれた被覆工具である。
ケイ酸塩又は酸化物などの異質相の含まない内層の表面
にダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボンから
なる外層ｔ−影形成たものであることから外層が微細粒
子で緻密な硬質膜となり、しかも外層と内層との境界部
には遊離カーボンの析出もなくて付着性と耐摩耗性にす
ぐれ念ものになっている。また内層と基体との境界部は
、ケイ素化合物からなる内層に対して付着性のすぐれた
基体を選定すればよく、特に、基体が窒化ケイ素を主体
にしたセラミックス焼結体で内１％ｌが窒化ケイ素の場
合は、付着性にすぐれ、しかも基体、内層及び外層の熱
膨張率（ダイヤモンド：３．ｌＸ１０−’／’Ｃ１８ｉ
３Ｎ４：３．２Ｘ１０ ／”Ｃ）が殆んど等しいこと
から内層及び外層の被覆工種牛においても基体表面部及
び各被覆層内に熱膨張率の差によって生じる応力やき裂
などが内在してなく、耐剥離性、耐衝撃性、耐食性、耐
酸化性及び耐熱衝撃性にすぐれた被覆工具である。
実施例１
基体として、重量チで５ｉｓＮ４−５チＡＪＮ−１０チ
Ｙ２Ｏ３セラミックス焼結体（８ｉｓＮ４系χＡｌ＊ｏ
ｓ −２０チＴｉｃ−５チＭｇＯセラミックス焼結体（
Ａに０．系）、ＴｉＣ−８％ＶＣ−８％ＮｂＣセラミッ
クス焼結体（ＴｉＣ系）、を用いてＣＩＳ規格の８ＮＧ
４３２形状に研磨作成し、これを蒸留水及び有機溶剤
で洗浄後乾燥して、第１表に示すようなダイヤモンド被
覆工具を作成した。内層としてのＳｉ、・Ｎ４層の被覆
は、周波数１３．５６ ＭＨ，の高周波によるプラズマ
ＣＶＤ法によシ行なった。その被覆条件は、高周波出力
２００Ｗ、反応系内圧力Ｑ、５ＴｏｒｒでＮｚ＋１５
’１４ＳｉＨ４雰囲気中で行なった。この場合被覆速度
は、０、５μｍ／ｈ ｒ であった。ま九、外層であ
るダイヤモンド層の被覆は、周波数２４５０ ＭＨｚの
マイクロ波でプラズマＣＶＴ）によ９行なった。その被
覆条件は、マイクロ波出力３００Ｗ１反応系内圧力３０
’Ｉ’ｏｒｒでＨ２＋１ ％ ＣＨ４雰囲気中０．５
μｍ ／ ｈｒの被覆速度で行ない本発明品とした。
Ｙ２Ｏ３セラミックス焼結体（８ｉｓＮ４系χＡｌ＊ｏ
ｓ −２０チＴｉｃ−５チＭｇＯセラミックス焼結体（
Ａに０．系）、ＴｉＣ−８％ＶＣ−８％ＮｂＣセラミッ
クス焼結体（ＴｉＣ系）、を用いてＣＩＳ規格の８ＮＧ
４３２形状に研磨作成し、これを蒸留水及び有機溶剤
で洗浄後乾燥して、第１表に示すようなダイヤモンド被
覆工具を作成した。内層としてのＳｉ、・Ｎ４層の被覆
は、周波数１３．５６ ＭＨ，の高周波によるプラズマ
ＣＶＤ法によシ行なった。その被覆条件は、高周波出力
２００Ｗ、反応系内圧力Ｑ、５ＴｏｒｒでＮｚ＋１５
’１４ＳｉＨ４雰囲気中で行なった。この場合被覆速度
は、０、５μｍ／ｈ ｒ であった。ま九、外層であ
るダイヤモンド層の被覆は、周波数２４５０ ＭＨｚの
マイクロ波でプラズマＣＶＴ）によ９行なった。その被
覆条件は、マイクロ波出力３００Ｗ１反応系内圧力３０
’Ｉ’ｏｒｒでＨ２＋１ ％ ＣＨ４雰囲気中０．５
μｍ ／ ｈｒの被覆速度で行ない本発明品とした。
比較用として、上記の内５４３Ｎａ層からなる内層を被
覆する工程を除いて基体に直接ダイヤモンド＃を被覆し
て比較品とした。
覆する工程を除いて基体に直接ダイヤモンド＃を被覆し
て比較品とした。
これらの方法で得た本発明品と比較品を被剛材Ａｌ−ｔ
ｓ＊ｓｔ、切削速度７５０ ｍ ／ｍｉｎ、送りＱ、
ｌ ｍｍ ／ ｒｅｖ 、切込みＱ、 ５ ｍｍの切削
条件で旋削試験を行なった。この結果を第１表に併記し
た。
ｓ＊ｓｔ、切削速度７５０ ｍ ／ｍｉｎ、送りＱ、
ｌ ｍｍ ／ ｒｅｖ 、切込みＱ、 ５ ｍｍの切削
条件で旋削試験を行なった。この結果を第１表に併記し
た。
実施例２
基体として、を轍俤でＳｉ ３Ｎ４−４−チＭｇＯ−４
チＹ２Ｏ３セラミックス焼結体（Ｆ３ｉ３Ｎ４系）、’
ｒｔｃ−１０＊ＴｉＮ−１０４ＮｂＣ−１０％ＶＣセラ
ミックス焼結体（Ｔｔｃ系）を用いてＣＩＳ規格８ＮＧ
４３２形状に研磨作成し、これを蒸留水及び有機浴剤で
洗浄後乾燥して、第２表に示すような本発明のダイヤモ
ンド被覆工具を作成した。内層であるＳｉ３Ｎ４層は、
スパッタ法により３ｉａＮ４焼結体をターゲットとし、
Ａｒ 雰囲気中５ Ｘ １０−” ’［’ｏｒｒ圧力
、高周波出力３００Ｗにて基体表面に被覆した。析出速
度は１．８μｍ ／ ｈ ｒであった。また、Ｓｉ３Ｎ
４層を被覆後２×１０ ＴＯｒｒの真空中９００℃で１
時間熱処理を行なった。次に外層であるダイヤモンド層
は、圧力２０ Ｔｏｒｒ 、外部加熱９００℃、Ｗフィ
ラメント温度２２００℃、原料ガスＴ（２＋０．５＊
Ｃ２Ｈ＠ による熱フィラメントｃｖｎ法で被覆し九こ
のときの析出速度は１．２μｍ ／ ｈ ｒであっ友。
チＹ２Ｏ３セラミックス焼結体（Ｆ３ｉ３Ｎ４系）、’
ｒｔｃ−１０＊ＴｉＮ−１０４ＮｂＣ−１０％ＶＣセラ
ミックス焼結体（Ｔｔｃ系）を用いてＣＩＳ規格８ＮＧ
４３２形状に研磨作成し、これを蒸留水及び有機浴剤で
洗浄後乾燥して、第２表に示すような本発明のダイヤモ
ンド被覆工具を作成した。内層であるＳｉ３Ｎ４層は、
スパッタ法により３ｉａＮ４焼結体をターゲットとし、
Ａｒ 雰囲気中５ Ｘ １０−” ’［’ｏｒｒ圧力
、高周波出力３００Ｗにて基体表面に被覆した。析出速
度は１．８μｍ ／ ｈ ｒであった。また、Ｓｉ３Ｎ
４層を被覆後２×１０ ＴＯｒｒの真空中９００℃で１
時間熱処理を行なった。次に外層であるダイヤモンド層
は、圧力２０ Ｔｏｒｒ 、外部加熱９００℃、Ｗフィ
ラメント温度２２００℃、原料ガスＴ（２＋０．５＊
Ｃ２Ｈ＠ による熱フィラメントｃｖｎ法で被覆し九こ
のときの析出速度は１．２μｍ ／ ｈ ｒであっ友。
比較用として、上記の内３ｉｘＮ４からなる内層全被覆
する工程を除いて華木ｔ／ｃ直接ダイヤモンド１りを被
覆して比較品とした。
する工程を除いて華木ｔ／ｃ直接ダイヤモンド１りを被
覆して比較品とした。
これらの方法でｌ）た本発明品と比較品を等間隔に４本
のスロットの入ったＡｌ−１０慢８ｉ 合金を被剛材と
して、切削速度１５０ ｍ ／ｍｉｎ、送り０、１ ｍ
ｍ ／ ｒｅｖ、切込み１．Ｑ ｍｍの切削条件で断続
による旋削試険を行なった。この結果を第２表に併記し
た。
のスロットの入ったＡｌ−１０慢８ｉ 合金を被剛材と
して、切削速度１５０ ｍ ／ｍｉｎ、送り０、１ ｍ
ｍ ／ ｒｅｖ、切込み１．Ｑ ｍｍの切削条件で断続
による旋削試険を行なった。この結果を第２表に併記し
た。
以下余白
尚、本発明品試料４の被覆層を顕微鏡観察及び走査オー
ジェ電子分光法で分析したところ０、外層は約０．５〜
１μｍの微細結晶が緻密に結合しており、内層は外層に
接触する側がＳｉＣ層で基体に接触する側が３ｉｓＮ４
からなる２層になっていた。
ジェ電子分光法で分析したところ０、外層は約０．５〜
１μｍの微細結晶が緻密に結合しており、内層は外層に
接触する側がＳｉＣ層で基体に接触する側が３ｉｓＮ４
からなる２層になっていた。
以上の結果、本発明のダイヤモンド被覆工具は、耐摩耗
性と被覆層の耐剥離性にすぐれていることから静的な耐
摩耗用工具のみでなく成る程度衝撃力が加わる用途、例
えば、旋削工具は勿論のこと断続を共なうような旋削工
具、スライス工具、゛エンドミル、ドリル、半導体基板
用ミクロ／ドリルなどの穴あけ工具を含めた切削用工具
、又、印字ピンのピン先端もしくは紙及びカセット用テ
ープ等の切断用スリ７ターを含めた耐摩耗用工具に応用
できる産業上有用な材料である。
性と被覆層の耐剥離性にすぐれていることから静的な耐
摩耗用工具のみでなく成る程度衝撃力が加わる用途、例
えば、旋削工具は勿論のこと断続を共なうような旋削工
具、スライス工具、゛エンドミル、ドリル、半導体基板
用ミクロ／ドリルなどの穴あけ工具を含めた切削用工具
、又、印字ピンのピン先端もしくは紙及びカセット用テ
ープ等の切断用スリ７ターを含めた耐摩耗用工具に応用
できる産業上有用な材料である。
Claims (5)
- （１）セラミックス焼結体からなる基体の表面に窒化ケ
イ素、炭化ケイ素、窒炭化ケイ素の中の少なくとも１種
の単層もしくは２種以上の多重層でなる内層と該内層の
表面にダイヤモンド及び／又はダイヤモンド状カーボン
からなる外層とを被覆したことを特徴とするダイヤモン
ド被覆工具。 - （２）上記内層が窒化ケイ素及び／又は炭化ケイ素であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のダイヤ
モンド被覆工具。 - （３）上記内層が０．１μｍ〜２０μｍの厚さであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載の
ダイヤモンド被覆工具。 - （４）上記外層が０．１μｍ〜２０μｍの厚さであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項及び第３
項記載のダイヤモンド被覆工具。 - （５）上記基体が窒化ケイ素を主体としたセラミックス
焼結体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
第２項、第３項及び第４項記載のダイヤモンド被覆工具
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22732784A JPS61109628A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | ダイヤモンド被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22732784A JPS61109628A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | ダイヤモンド被覆工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109628A true JPS61109628A (ja) | 1986-05-28 |
Family
ID=16859070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22732784A Pending JPS61109628A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | ダイヤモンド被覆工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109628A (ja) |
Cited By (10)
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-
1984
- 1984-10-29 JP JP22732784A patent/JPS61109628A/ja active Pending
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| US12128482B2 (en) | 2018-06-19 | 2024-10-29 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Diamond joined body and method for manufacturing diamond joined body |
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