JPS6148568A - 多層硬質膜被覆工具 - Google Patents
多層硬質膜被覆工具Info
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- JPS6148568A JPS6148568A JP16767684A JP16767684A JPS6148568A JP S6148568 A JPS6148568 A JP S6148568A JP 16767684 A JP16767684 A JP 16767684A JP 16767684 A JP16767684 A JP 16767684A JP S6148568 A JPS6148568 A JP S6148568A
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Classifications
-
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- 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
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- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
-
- 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
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/342—Boron nitride
Landscapes
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、硬質合金、サーメット、セラミックスのうち
の少なくとも一つを基体とし、その表面に複数層からな
る被膜を形成した３００ ｒｒＶ／ｍｉｎを超える高速
切削に切削工具として使用可能な多層硬質膜被覆工具に
関する。
の少なくとも一つを基体とし、その表面に複数層からな
る被膜を形成した３００ ｒｒＶ／ｍｉｎを超える高速
切削に切削工具として使用可能な多層硬質膜被覆工具に
関する。
超硬合金の表面に耐摩耗性の優れたＴｉＣ，ＴｉＮ １
ＡｔＯなどの硬質物質を１種又は２種以上の単層又は２
層以」二被覆した被覆超硬合金は既番こ実用化されてい
る。その中でもＡ１２ｏ゛３を外層とした二重被覆超硬
合金工具は、Ａｌ２Ｏ３のもつ耐熱性、耐酸化性等のた
め優れた耐摩耗性を示すことが知られている。切削工具
に要求される切削条件は年々過酷になってきており、切
削速度も３００ ｍ／ｍｉｎを超える場合も多くなって
おり、より耐摩耗性の高し）切削工具が要求されるよう
になっている。これらの要求に対して、Ａｔ２０３膜厚
を厚くする方向がある。
ＡｔＯなどの硬質物質を１種又は２種以上の単層又は２
層以」二被覆した被覆超硬合金は既番こ実用化されてい
る。その中でもＡ１２ｏ゛３を外層とした二重被覆超硬
合金工具は、Ａｌ２Ｏ３のもつ耐熱性、耐酸化性等のた
め優れた耐摩耗性を示すことが知られている。切削工具
に要求される切削条件は年々過酷になってきており、切
削速度も３００ ｍ／ｍｉｎを超える場合も多くなって
おり、より耐摩耗性の高し）切削工具が要求されるよう
になっている。これらの要求に対して、Ａｔ２０３膜厚
を厚くする方向がある。
しかしながら、ＡＡ Ｏ自体は脆性材料のため、厚膜化
することは靭性低下につながり、耐摩耗性と靭性を兼ね
そなえる汎用工具としては、靭性面で不満足のものであ
る。
することは靭性低下につながり、耐摩耗性と靭性を兼ね
そなえる汎用工具としては、靭性面で不満足のものであ
る。
本発明は上述した従来のものよりも耐摩耗性と靭性に優
れた多層硬質膜被覆工具を提供することを目的とする。
れた多層硬質膜被覆工具を提供することを目的とする。
本発明はこの目的を達するために、硬質合金、サーメッ
ト、セラミックスのうちの少なくとも一つからなる基体
と、Ｉｖａ、■ａ 、 ＶＩａ族の炭化物、窒化物、酸
化物、Ａ４０．ＢＮのうちの少なくとも一つ、これらの
固溶体、混合物からなる第１層、第１層に接して形成さ
れ■ａ 、 ＶＩＬ 、 ■ａ族の窒化物、ＢＮの一方
又は両方からなる第２層、第２層に接して形成され立方
晶ＢＮからなるか立方晶ＢＮを含む層からなる第３層を
一組とし第１層を基体側にして基体表面に形成された二
〜六組の被膜を有し、この被膜の厚さが２〜２０μｍで
あり、第３層の膜厚が０．５〜５μｍであることを特徴
とする多層硬質膜被覆工具を構成したことにある。
ト、セラミックスのうちの少なくとも一つからなる基体
と、Ｉｖａ、■ａ 、 ＶＩａ族の炭化物、窒化物、酸
化物、Ａ４０．ＢＮのうちの少なくとも一つ、これらの
固溶体、混合物からなる第１層、第１層に接して形成さ
れ■ａ 、 ＶＩＬ 、 ■ａ族の窒化物、ＢＮの一方
又は両方からなる第２層、第２層に接して形成され立方
晶ＢＮからなるか立方晶ＢＮを含む層からなる第３層を
一組とし第１層を基体側にして基体表面に形成された二
〜六組の被膜を有し、この被膜の厚さが２〜２０μｍで
あり、第３層の膜厚が０．５〜５μｍであることを特徴
とする多層硬質膜被覆工具を構成したことにある。
本発明被覆工具の被膜は例えば次のようにして形成でき
る。
る。
第１層の炭化物、窒化物、酸化物はＯ’ＶＤ法で、第２
層の窒化物と又はＢＮは、ＣＶＤ法あるいはプラズマＯ
’ＶＤ法でコーティングし、第３層のＯＢＮは、Ｂを含
む水素化合物とＮを含む化合物でプラズマＯＶＤ法で合
成させる。この工程を繰り返して多重層を得る。又、本
発明においてＴｉＯ，、Ｔ工Ｎ・Ａ７０など生成過程で
プラズマＯＶＤ法とＣＶＤ法を交互に、いわゆる間欠プ
ラズマＣｖＤ法によって被覆した場合これら膜中に非晶
質部分があっても効果がある。
層の窒化物と又はＢＮは、ＣＶＤ法あるいはプラズマＯ
’ＶＤ法でコーティングし、第３層のＯＢＮは、Ｂを含
む水素化合物とＮを含む化合物でプラズマＯＶＤ法で合
成させる。この工程を繰り返して多重層を得る。又、本
発明においてＴｉＯ，、Ｔ工Ｎ・Ａ７０など生成過程で
プラズマＯＶＤ法とＣＶＤ法を交互に、いわゆる間欠プ
ラズマＣｖＤ法によって被覆した場合これら膜中に非晶
質部分があっても効果がある。
本発明に用いられる基板は、超硬合金に限らず、耐摩耗
性を若干おとした高靭性サーメット、セラミックスを用
いることができる。
性を若干おとした高靭性サーメット、セラミックスを用
いることができる。
基体に最近接する第１層は、密着性の点で■ａ −ＩＶ
ａ 、 ■ａ族の炭化物、窒化物、酸化物及びＡｌ２Ｏ
３から選ばれる。超硬合金、サーメットを基体とする場
合は、炭化物、窒化物が、セラミックスでは酸化物、Ａ
ｔ Ｏが好ましい。第２層はＩＶａ Ｘｖａ’。
ａ 、 ■ａ族の炭化物、窒化物、酸化物及びＡｌ２Ｏ
３から選ばれる。超硬合金、サーメットを基体とする場
合は、炭化物、窒化物が、セラミックスでは酸化物、Ａ
ｔ Ｏが好ましい。第２層はＩＶａ Ｘｖａ’。
ＶＩａ族の窒化物と又はＢＮ層が選ばれ、これらの物質
は、第１層との接着性もよく、又は第３層であるＯＢＮ
とも密着性が良いことから選ばれる。第８層はＯＢＮで
あるが、このＯＥＭは全部、又は一部がＯＢＮであって
、残部はアモルファス状もしくは六方晶の混合相であっ
てもよく、若干耐摩耗性は劣るが、密着性の点では少量
のアモルファスもしくは大方晶が存在するのが好ましい
。
は、第１層との接着性もよく、又は第３層であるＯＢＮ
とも密着性が良いことから選ばれる。第８層はＯＢＮで
あるが、このＯＥＭは全部、又は一部がＯＢＮであって
、残部はアモルファス状もしくは六方晶の混合相であっ
てもよく、若干耐摩耗性は劣るが、密着性の点では少量
のアモルファスもしくは大方晶が存在するのが好ましい
。
これら３層を一組として二組以上、六組以下となる構造
をとる。このような多重層をとることで、膜表面又は膜
内部より発生した亀裂伝搬阻止又は進展速度を減じる効
果がある。しかし、六組以上の多層となると、各構成膜
間の応力が無視できず膜軸離の原因となり、又耐摩耗性
への効果も少ないため、二〜四組が好ましい。
をとる。このような多重層をとることで、膜表面又は膜
内部より発生した亀裂伝搬阻止又は進展速度を減じる効
果がある。しかし、六組以上の多層となると、各構成膜
間の応力が無視できず膜軸離の原因となり、又耐摩耗性
への効果も少ないため、二〜四組が好ましい。
これらの膜厚は２〜２０μｍであって、２μｍ以下では
耐摩耗性に効果なく、２０μｍを超えると靭性低下して
好ましくない。又、該被膜中のＯＥＭを含む層の膜厚は
０．５μｍ以上、３μｍ以下である。０．５μｍ未満で
は、耐摩耗性に効果なく、５μｍを超えると耐摩耗性に
優れるも靭性低下が著しく大きくなり１本発明の目的を
逸脱する。
耐摩耗性に効果なく、２０μｍを超えると靭性低下して
好ましくない。又、該被膜中のＯＥＭを含む層の膜厚は
０．５μｍ以上、３μｍ以下である。０．５μｍ未満で
は、耐摩耗性に効果なく、５μｍを超えると耐摩耗性に
優れるも靭性低下が著しく大きくなり１本発明の目的を
逸脱する。
以下実施例について説明する。
実施例１）
ＷＯ−１０重量％ｃｏ合金に、Ｔ１０１ 、 ＯＨＸＨ
の混合ガス中、１０００ ＣにてＣＶＤ法でＴｉ０８
Ａｍ被覆した後、Ｔｉ０１％ Ｎ ＸＨ中でＴｉＮ １
μｍを被覆した。
の混合ガス中、１０００ ＣにてＣＶＤ法でＴｉ０８
Ａｍ被覆した後、Ｔｉ０１％ Ｎ ＸＨ中でＴｉＮ １
μｍを被覆した。
しかるのち、プラズマＯＶＤ法で１００ｃＩ”、 ０．
１容量％Ｂ２Ｈ６と１容量％ＮＨ３と残Ｈ２中、２．４
５ ＧＨｚ 。
１容量％Ｂ２Ｈ６と１容量％ＮＨ３と残Ｈ２中、２．４
５ ＧＨｚ 。
２００Ｗ下でＯＢＮを２μｍコーティングした。さらに
、ＣＶＤ法でＴｉＮ 、プラズマＣｖＤ法でＢＮ、最後
にＯＢＮを被覆した。（合計１２μｍ） 比較のために５μｍＡｌ０／３μｍＴｉ０のコーティン
グチツブを作って下記の切削条件で切削テストを行なっ
た。− 切削条件 被削材 ＳＯＭ ＋３５ （Ｈ３００）切削速度
Φ００ ｒｒＶｍｉｎ送 リ
０，３０ 霞シ’ｒｅｖ切込み
１．５ｍｍ 切削時間 １ｏ分 本発明品はにげ面摩耗ｏ、ａｏｍｍであったが、比較品
は５分後、０．５０ｍｍを超え・切削不能であった。
、ＣＶＤ法でＴｉＮ 、プラズマＣｖＤ法でＢＮ、最後
にＯＢＮを被覆した。（合計１２μｍ） 比較のために５μｍＡｌ０／３μｍＴｉ０のコーティン
グチツブを作って下記の切削条件で切削テストを行なっ
た。− 切削条件 被削材 ＳＯＭ ＋３５ （Ｈ３００）切削速度
Φ００ ｒｒＶｍｉｎ送 リ
０，３０ 霞シ’ｒｅｖ切込み
１．５ｍｍ 切削時間 １ｏ分 本発明品はにげ面摩耗ｏ、ａｏｍｍであったが、比較品
は５分後、０．５０ｍｍを超え・切削不能であった。
実施例２）
１０容量％の結合相（ａＯｌＮｉ）で硬質相が６０重量
％ＴｉＯ、８重量％ＴｉＮ ％ ２重量％ＭＯＯ％残Ｗ
Ｏの組成からなるサーメット、及び７０重量％Ａ７０
ｚ ３０重量％ＴＩＣのセラミックを基体としてサー
メットには、Ｉ Ａｍ ＴｉＮ ｚ １ μｍ ＢＮ
Ｓ４μｍ ＯＥＭ ％を第１組、次いで３ μｍ ＡＩ
Ｏ、］μｍＴｉＮ５２μｍ０ＢＮを第２組の層として
コーティングした。（Ａ）又、セラミック上には、２μ
ｍＡ４０ 、］μｍ ＴｉＮ１２μｍ ＯＢＮを第１
組とし、Ｉ Ｉ’ｍ ＢＮ ％ １μｍのＢＮとＴｉＮ
の混合物、２μｍ０ＢＮを第２組の層としてコーティン
グした。（Ｂ） 比較のために、サーメットに３μｍＴｉＮ５５μｍＡｌ
０ をコーティングしたもの（ａ）及びセラミックに１
μｍ’Ｉ’１ｏｓ５μｒｒ＋Ａｌｏコーティングしタモ
ノ（Ｄ）１ を作９て実施例“０切削条件７切削
した・本発明品ＴＡ） 、（Ｂ）はにげ面摩耗が０．１
８閣、０．１５ｔｎｍのところ、（ａ）は８分切削で０
．５０ ｆｎｓ 、 Ｑ））はｏ、＋ｓｍｍであった。
％ＴｉＯ、８重量％ＴｉＮ ％ ２重量％ＭＯＯ％残Ｗ
Ｏの組成からなるサーメット、及び７０重量％Ａ７０
ｚ ３０重量％ＴＩＣのセラミックを基体としてサー
メットには、Ｉ Ａｍ ＴｉＮ ｚ １ μｍ ＢＮ
Ｓ４μｍ ＯＥＭ ％を第１組、次いで３ μｍ ＡＩ
Ｏ、］μｍＴｉＮ５２μｍ０ＢＮを第２組の層として
コーティングした。（Ａ）又、セラミック上には、２μ
ｍＡ４０ 、］μｍ ＴｉＮ１２μｍ ＯＢＮを第１
組とし、Ｉ Ｉ’ｍ ＢＮ ％ １μｍのＢＮとＴｉＮ
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グした。（Ｂ） 比較のために、サーメットに３μｍＴｉＮ５５μｍＡｌ
０ をコーティングしたもの（ａ）及びセラミックに１
μｍ’Ｉ’１ｏｓ５μｒｒ＋Ａｌｏコーティングしタモ
ノ（Ｄ）１ を作９て実施例“０切削条件７切削
した・本発明品ＴＡ） 、（Ｂ）はにげ面摩耗が０．１
８閣、０．１５ｔｎｍのところ、（ａ）は８分切削で０
．５０ ｆｎｓ 、 Ｑ））はｏ、＋ｓｍｍであった。
本発明の多層硬質膜被覆工具によれば、表面被覆の優れ
た耐摩耗性によって、基体の耐摩耗性が補なわれるので
、高靭性、高耐摩耗性に優れ、高速切削用工具材料とし
て使用可能で、従来品よりも著しく使用寿命を延長する
ことができる。
た耐摩耗性によって、基体の耐摩耗性が補なわれるので
、高靭性、高耐摩耗性に優れ、高速切削用工具材料とし
て使用可能で、従来品よりも著しく使用寿命を延長する
ことができる。
Claims (1)
- （１）硬質合金、サーメット、セラミックスのうちの少
なくとも一つからなる基体と、IVａ、Ｖａ、VIａ族の炭
化物、窒化物、酸化物、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＢＮのうちの
少なくとも一つ、これらの固溶体、混合物からなる第１
層、第１層に接して形成されIVａ、Ｖａ、VIａ族の窒化
物、ＢＮの一方又は両方からなる第２層、第２層に接し
て形成され立方晶ＢＮからなるか立方晶ＢＮを含む層か
らなる第３層を一組とし第１層を基体側にして基体表面
に形成された二〜六組の被膜を有し、この被膜の厚さが
２〜２０μｍであり、第３層の膜厚が０．５〜５μｍで
あることを特徴とする多層硬質膜被覆工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16767684A JPS6148568A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 多層硬質膜被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16767684A JPS6148568A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 多層硬質膜被覆工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148568A true JPS6148568A (ja) | 1986-03-10 |
| JPH0515786B2 JPH0515786B2 (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=15854151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16767684A Granted JPS6148568A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 多層硬質膜被覆工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148568A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0701982A1 (en) * | 1994-09-16 | 1996-03-20 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Layered film made of ultrafine particles and a hard composite material for tools possessing the film |
| JP2007169743A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆部材 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH074385U (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-24 | 公雄 服部 | レトルト食品収納用容器材 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52110209A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-16 | Mitsubishi Metal Corp | Coated hard alloy tool |
| JPS56208A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-06 | Mitsubishi Metal Corp | Composite sintered part for cutting tool and its manufacture |
| JPS57174453A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated superhard alloy tool |
-
1984
- 1984-08-09 JP JP16767684A patent/JPS6148568A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52110209A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-16 | Mitsubishi Metal Corp | Coated hard alloy tool |
| JPS56208A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-06 | Mitsubishi Metal Corp | Composite sintered part for cutting tool and its manufacture |
| JPS57174453A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated superhard alloy tool |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0701982A1 (en) * | 1994-09-16 | 1996-03-20 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Layered film made of ultrafine particles and a hard composite material for tools possessing the film |
| JP2007169743A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0515786B2 (ja) | 1993-03-02 |
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