JPS6274076A - 多重層被覆硬質合金の製造法 - Google Patents
多重層被覆硬質合金の製造法Info
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- JPS6274076A JPS6274076A JP21566685A JP21566685A JPS6274076A JP S6274076 A JPS6274076 A JP S6274076A JP 21566685 A JP21566685 A JP 21566685A JP 21566685 A JP21566685 A JP 21566685A JP S6274076 A JPS6274076 A JP S6274076A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (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】
〔技術分野〕
本発明は、高速切削用のコーティング工具に関する。
周期律表ＩＶａ、Ｖａ及びＶｌａ族遷移金属の１種以上
と、Ｃ，Ｎ及びＯからなる群より選ばれた非金属元素の
１種以上を含有する化合物の１種以上とをＦｅ、Ｇｏ、
Ｎｉ、Ｃｒ、−〇、−からなる群より選ばれた一種以上
の金属で結合した超硬合金やサーノ７）、セラミックを
基材とし、その表面に酸化アルミニウム、炭化チタン、
窒化チタン等からなる￥ｉｉ膜を１層もしくはそれ以上
、厚さ５〜１０μ被覆してなる被覆超硬合金は、基材の
強靭性と、表面被覆層の耐摩耗性を兼ね備えた材質を持
つものとして、従来の超硬合金切削工具材料にかわって
広く実用に供されている。
と、Ｃ，Ｎ及びＯからなる群より選ばれた非金属元素の
１種以上を含有する化合物の１種以上とをＦｅ、Ｇｏ、
Ｎｉ、Ｃｒ、−〇、−からなる群より選ばれた一種以上
の金属で結合した超硬合金やサーノ７）、セラミックを
基材とし、その表面に酸化アルミニウム、炭化チタン、
窒化チタン等からなる￥ｉｉ膜を１層もしくはそれ以上
、厚さ５〜１０μ被覆してなる被覆超硬合金は、基材の
強靭性と、表面被覆層の耐摩耗性を兼ね備えた材質を持
つものとして、従来の超硬合金切削工具材料にかわって
広く実用に供されている。
特に近時実業界においては、コストの軽減を追求するた
めもあって、高速切削に適した工具材料への関心が急激
に高まっており、被覆超硬合金においても、ＴｔＣ，Ｔ
ｉＮ等の被覆膜に始まり、より高速切削に適した酸化ア
ルミニウムを被覆したものへと移行しつつある。
めもあって、高速切削に適した工具材料への関心が急激
に高まっており、被覆超硬合金においても、ＴｔＣ，Ｔ
ｉＮ等の被覆膜に始まり、より高速切削に適した酸化ア
ルミニウムを被覆したものへと移行しつつある。
〔発明が解決し７ようとする問題点〕
しかしながら、酸化アルミニウムを被覆してなる被覆超
硬合金は、炭化チタンの被覆膜厚みが５〜１５μであっ
たのに対し、酸化アルミニウムの被覆膜厚は１．０〜４
．０μ程度にとどまっていた。
硬合金は、炭化チタンの被覆膜厚みが５〜１５μであっ
たのに対し、酸化アルミニウムの被覆膜厚は１．０〜４
．０μ程度にとどまっていた。
その理由は、アルミナの靭性が、ＴｉＣに比較し、劣る
という欠点をもつことのほか、アルミナ膜は、ＴｉＣと
異なり、切削チップ全体に均一にコーティングすること
が出来ないためと考えられる。
という欠点をもつことのほか、アルミナ膜は、ＴｉＣと
異なり、切削チップ全体に均一にコーティングすること
が出来ないためと考えられる。
即ち、切刃稜線部は、他の部分に比較し、アルミナ膜が
数倍以上に厚くなり、この結果、平均的なアルミナ膜は
、たかだか４μｍにとどまっているのである。本発明の
目的は３〜１０μｍの厚いアルミナを均一にコーティン
グする方法を提供することにある。
数倍以上に厚くなり、この結果、平均的なアルミナ膜は
、たかだか４μｍにとどまっているのである。本発明の
目的は３〜１０μｍの厚いアルミナを均一にコーティン
グする方法を提供することにある。
上述の□問題点を解決するため、発明者は種々検討した
結果、アルミナ膜に、Ｖ、Ｐ、Ｂの１種以上を固溶せし
め、しかる後、１１００〜１４００℃の真空あるいはハ
ロゲンガス中、又は還元性雰囲気中において加熱処理を
行えばよいことを見い出した。これらＶ、Ｉ”、Ｂ、の
酸化物は、Ａｌ２Ｏ：ｌニ固溶し２、あルイｉ、を化合
物を生し、比較的、１０００”Ｃｉ’ｉｉｉ後の低温に
て液相を生しるので、この液相を通して表面での物質移
動が極めて活発となり、切刃稜線部との他の部位との成
長速度の差が緩和されるためと考えられた。さらにＶ、
Ｐ、 Ｂの炭化物や窒化物あるいは、これらの化合物
を中間層として、アルミナを分割し。
結果、アルミナ膜に、Ｖ、Ｐ、Ｂの１種以上を固溶せし
め、しかる後、１１００〜１４００℃の真空あるいはハ
ロゲンガス中、又は還元性雰囲気中において加熱処理を
行えばよいことを見い出した。これらＶ、Ｉ”、Ｂ、の
酸化物は、Ａｌ２Ｏ：ｌニ固溶し２、あルイｉ、を化合
物を生し、比較的、１０００”Ｃｉ’ｉｉｉ後の低温に
て液相を生しるので、この液相を通して表面での物質移
動が極めて活発となり、切刃稜線部との他の部位との成
長速度の差が緩和されるためと考えられた。さらにＶ、
Ｐ、 Ｂの炭化物や窒化物あるいは、これらの化合物
を中間層として、アルミナを分割し。
た多重層構造をとればよいことを見い出した。
これらの中間層は、アルミナ中のＶ、Ｐ、Ｂの一部を吸
収し、成長するので、アルミナと密着性良く、かつ強度
的にも優れるので、アルミナの靭性改良に効果がある。
収し、成長するので、アルミナと密着性良く、かつ強度
的にも優れるので、アルミナの靭性改良に効果がある。
一方かような物質の存在は、アルミナの耐熱性を低下さ
せるので、本構造を構成する各コーテイング膜の生成工
程中、又は後に、１１００〜１４００℃中の温度で、真
空中あるいはハロゲンガス中又は還元性雰囲気中で加熱
処理を施して、アルミナ中のＬ Ｐ、 Ｂを減少せしめ
ればよいことも見い出した。
せるので、本構造を構成する各コーテイング膜の生成工
程中、又は後に、１１００〜１４００℃中の温度で、真
空中あるいはハロゲンガス中又は還元性雰囲気中で加熱
処理を施して、アルミナ中のＬ Ｐ、 Ｂを減少せしめ
ればよいことも見い出した。
１１００〜１４００℃中でｌ１ｃ１等のハロゲンガス中
、あるいは■２等の還元性雰囲気又は真空中で加熱する
と、Ｖ、Ｐ、Ｂの酸化物が優先的に反応あるいは蒸発し
、アルミナの純度が高くなるので、膜の耐熱性を向上せ
しめることが出来る。さらには、中間層生成工程中、あ
るいは工程後に、真空中で、加熱処理を行えば、アルミ
ナ中より、Ｖ、Ｐ、Ｂが中間層に拡散してアルミナ中の
濃度が低下して、アルミナの耐熱性向上の効果を存する
。’１ｌＯＯ℃以下では、ν。
、あるいは■２等の還元性雰囲気又は真空中で加熱する
と、Ｖ、Ｐ、Ｂの酸化物が優先的に反応あるいは蒸発し
、アルミナの純度が高くなるので、膜の耐熱性を向上せ
しめることが出来る。さらには、中間層生成工程中、あ
るいは工程後に、真空中で、加熱処理を行えば、アルミ
ナ中より、Ｖ、Ｐ、Ｂが中間層に拡散してアルミナ中の
濃度が低下して、アルミナの耐熱性向上の効果を存する
。’１ｌＯＯ℃以下では、ν。
Ｐ、Ｂの拡散が遅＜ １４００℃を越えると、母材の硬
質相が粗大化するので好ましくない。
質相が粗大化するので好ましくない。
以上、アルミナについてのみ説明してきたが、アルミナ
にＴｉあるいはＺｒの酸化物を固溶せしめた場合も、同
様の効果がある。
にＴｉあるいはＺｒの酸化物を固溶せしめた場合も、同
様の効果がある。
本発明によって、４μｍを越えるアルミナ膜を均一に被
覆することが出来るので耐欠損性もよく、高速切削も可
能な工具を提供することができる。
覆することが出来るので耐欠損性もよく、高速切削も可
能な工具を提供することができる。
実施例１
８５重量％−〇、１０重量％（Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ）Ｃ及び
５重量％Ｃｏからなる超硬合金に、１０００℃にて、５
容量χのＴｉＣｊ４ とＣ１＋、残）１□ガスよりＴｉ
Ｃ３，ｃ１ｍコーティング後、第２層として５容量χＵ
ａ、、Ｓ容、５ｉχＣＯ２゜５容量Ｉ ＶＣｌ、残１
１．ガス中で、Ａ／ ｚＯ，と Ｖの酸化物層 １μｍ
を生成せしめ、しかる後、５容量χ−（〜シ Ｖｃｆ、５０容Ｍｚｓｚ、 残Ｈ２中テＶＮヲ：）
−−ｒ イ：／Ｉ、１１００℃にてｌＩＣ７ガス中で加
熱後、第４層として５容量χｕ ｃｌ ｓ、 ５容量χ
Ｂ（Ｊｘ、５容１ｘｃｏ２、残１１□中で＾！２０．
とＢ酸化物層２ｔｔｍを生成し、しかる後同様に潰空中
で加熱した。この後５容廿χのＢＣＩ、、及びＴｉ（Ｊ
、とｓｚ、 Ｉ＋□の混合ガス中ｒ（ｌｈ／Ｎ２ ＝
１）Ｔｉ （ＢＮ）を生成し、最終層として、５容量χ
ＡＩ Ｃ１ｚ、 ０ 、１容量！Ｐｃ１ｔ５容蟹χＣＯ
７残１１□ガスこのコーティングチップの断面ＩＪ１ｉ
ｔを観察すると、刃先稜線部と他の部分でのアルミーノ
・膜厚の差は、小さく、本発明によらないものは、２倍
の差があった。これらのチップを切削速度３００ｍ ／
ｍｉｎ送り０．３０ｍｍ／ｒｅｖ、切込み２１１Ｉｍで
ＳＣ？Ｉ ４３５（ＩＩ、１２８０）で切削テストを行
った。
５重量％Ｃｏからなる超硬合金に、１０００℃にて、５
容量χのＴｉＣｊ４ とＣ１＋、残）１□ガスよりＴｉ
Ｃ３，ｃ１ｍコーティング後、第２層として５容量χＵ
ａ、、Ｓ容、５ｉχＣＯ２゜５容量Ｉ ＶＣｌ、残１
１．ガス中で、Ａ／ ｚＯ，と Ｖの酸化物層 １μｍ
を生成せしめ、しかる後、５容量χ−（〜シ Ｖｃｆ、５０容Ｍｚｓｚ、 残Ｈ２中テＶＮヲ：）
−−ｒ イ：／Ｉ、１１００℃にてｌＩＣ７ガス中で加
熱後、第４層として５容量χｕ ｃｌ ｓ、 ５容量χ
Ｂ（Ｊｘ、５容１ｘｃｏ２、残１１□中で＾！２０．
とＢ酸化物層２ｔｔｍを生成し、しかる後同様に潰空中
で加熱した。この後５容廿χのＢＣＩ、、及びＴｉ（Ｊ
、とｓｚ、 Ｉ＋□の混合ガス中ｒ（ｌｈ／Ｎ２ ＝
１）Ｔｉ （ＢＮ）を生成し、最終層として、５容量χ
ＡＩ Ｃ１ｚ、 ０ 、１容量！Ｐｃ１ｔ５容蟹χＣＯ
７残１１□ガスこのコーティングチップの断面ＩＪ１ｉ
ｔを観察すると、刃先稜線部と他の部分でのアルミーノ
・膜厚の差は、小さく、本発明によらないものは、２倍
の差があった。これらのチップを切削速度３００ｍ ／
ｍｉｎ送り０．３０ｍｍ／ｒｅｖ、切込み２１１Ｉｍで
ＳＣ？Ｉ ４３５（ＩＩ、１２８０）で切削テストを行
った。
本発明品は、Ｖ、・０．３０ｍｍまでの時間が１２分の
ところ、本発明によらないものは、１分にて異常摩耗を
生じた・
ところ、本発明によらないものは、１分にて異常摩耗を
生じた・
Claims (1)
- （１）超硬合金、サーメット、セラミックスを母材とし
て、該母材表面に、IVａ、Ｖａ、VIａ族金属及び、Ｂか
らなる群から選ばれた１種もしくは、それ以上の炭化物
および／又は窒化物とＴｉ、Ｚｒ、Ａｌの酸化物の１種
以上からなる硬質膜を被覆し、かかる酸化物膜中にＶ、
Ｐ、Ｂの１種以上を含有せしめ、該酸化物膜をＶ、Ｐ、
Ｂ、の１種又はそれ以上を含む固溶体あるいは化合物又
は混合物からなる中間層で分割してなり、各被覆工程中
、あるいは工程後に、１１００〜１４００℃の温度にて
、真空中あるいはハロゲンガス中又は、還元性雰囲気中
で加熱処理を行うことを特徴とする多重層被覆硬質合金
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21566685A JPS6274076A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 多重層被覆硬質合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21566685A JPS6274076A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 多重層被覆硬質合金の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6274076A true JPS6274076A (ja) | 1987-04-04 |
Family
ID=16676158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21566685A Pending JPS6274076A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 多重層被覆硬質合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6274076A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846784A3 (en) * | 1996-12-04 | 2000-12-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool and method of manufacturing the same |
| EP1452621A3 (en) * | 2002-09-04 | 2004-09-08 | Seco Tools Ab | Composite structured wear resistant coating |
| FR2936817A1 (fr) * | 2008-10-07 | 2010-04-09 | Varel Europ | Procece pour fabriquer une piece comprenant un bloc en materiau dense du type carbure cemente, presentant un grandient de proprietes et piece obtenue |
| US8647562B2 (en) | 2007-03-27 | 2014-02-11 | Varel International Ind., L.P. | Process for the production of an element comprising at least one block of dense material constituted by hard particles dispersed in a binder phase: application to cutting or drilling tools |
| US8858871B2 (en) | 2007-03-27 | 2014-10-14 | Varel International Ind., L.P. | Process for the production of a thermally stable polycrystalline diamond compact |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21566685A patent/JPS6274076A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846784A3 (en) * | 1996-12-04 | 2000-12-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool and method of manufacturing the same |
| EP1452621A3 (en) * | 2002-09-04 | 2004-09-08 | Seco Tools Ab | Composite structured wear resistant coating |
| US7083868B2 (en) | 2002-09-04 | 2006-08-01 | Seco Tools Ab | Composite structured wear resistant coating |
| US8647562B2 (en) | 2007-03-27 | 2014-02-11 | Varel International Ind., L.P. | Process for the production of an element comprising at least one block of dense material constituted by hard particles dispersed in a binder phase: application to cutting or drilling tools |
| US8858871B2 (en) | 2007-03-27 | 2014-10-14 | Varel International Ind., L.P. | Process for the production of a thermally stable polycrystalline diamond compact |
| FR2936817A1 (fr) * | 2008-10-07 | 2010-04-09 | Varel Europ | Procece pour fabriquer une piece comprenant un bloc en materiau dense du type carbure cemente, presentant un grandient de proprietes et piece obtenue |
| WO2010040953A1 (fr) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | Varel Europe | Procede de fabrication d'une piece comprenant un bloc en materiau dense constitue de particules dures et de phase liante presentant un grandient de proprietes, et piece ainsi obtenue |
| US8602131B2 (en) | 2008-10-07 | 2013-12-10 | Varel International, Ind., L.P. | Process for manufacturing a part comprising a block of dense material constituted of hard particles and of binder phase having a gradient of properties, and resulting part |
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