JPS63100182A - ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプ - Google Patents
ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプInfo
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- JPS63100182A JPS63100182A JP15678286A JP15678286A JPS63100182A JP S63100182 A JPS63100182 A JP S63100182A JP 15678286 A JP15678286 A JP 15678286A JP 15678286 A JP15678286 A JP 15678286A JP S63100182 A JPS63100182 A JP S63100182A
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- tip
- cutting
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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〕
この発明は、ダイヤモンド被覆層の付４強度が著しく高
く、したがってきわめて長期に■ってすぐれた切削性能
を発揮するダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合
金製切削工具チップに関するものである。
く、したがってきわめて長期に■ってすぐれた切削性能
を発揮するダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合
金製切削工具チップに関するものである。
近年、各種基体の表面にダイヤモンド被覆層を形成する
研究が多く行なわれ、その方法として、ＣＨ４などのガ
スの熱分解によるＣＶＤ法（化学蒸着法）や、カーボン
イオンを基体に衝突さＵるＰＶＤ法（物理蒸着法）など
の低圧気相合成法が提案されている。
研究が多く行なわれ、その方法として、ＣＨ４などのガ
スの熱分解によるＣＶＤ法（化学蒸着法）や、カーボン
イオンを基体に衝突さＵるＰＶＤ法（物理蒸着法）など
の低圧気相合成法が提案されている。
しかし、上記の低圧気相合成法によって形成されたダイ
ヤモンド被覆層は、基体との付着強度が低いために、こ
れを高負荷のかかる切削工具チップとして実用化するこ
とは不可能であるのが現状である。
ヤモンド被覆層は、基体との付着強度が低いために、こ
れを高負荷のかかる切削工具チップとして実用化するこ
とは不可能であるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、基体に
対する付着強度の高いダイヤモンド被覆層を形成し、も
って切削工具としての利用を可能とすべく、特に基体と
して炭化タングステン（以下ＷＣで示す）超超硬合金に
看目し、研究を行なった結果、 （ａ）ＷＣＣ超超硬合金基体表面での低圧気相合成法に
おけるダイヤモンド核の発生は、ＷＣ上で起り、Ｃｏ上
ではダイヤモンドの一部がグラファイト化してしまうこ
と。
対する付着強度の高いダイヤモンド被覆層を形成し、も
って切削工具としての利用を可能とすべく、特に基体と
して炭化タングステン（以下ＷＣで示す）超超硬合金に
看目し、研究を行なった結果、 （ａ）ＷＣＣ超超硬合金基体表面での低圧気相合成法に
おけるダイヤモンド核の発生は、ＷＣ上で起り、Ｃｏ上
ではダイヤモンドの一部がグラファイト化してしまうこ
と。
（ｂ）シたがって、ＷＣＣ超超硬合金基体おける結合相
としてのＣｏはできるだけ少ない方がよいが、あまり少
なくすると合金強度の低下をきたすようになることと考
え合わせ、Ｃｏ含有通を１〜４ｆｆｌｆｆｉ％とした場
合に、ダイヤモンド被覆層の付着強度が高く、かつ切削
工具としての強度も確保できること。
としてのＣｏはできるだけ少ない方がよいが、あまり少
なくすると合金強度の低下をきたすようになることと考
え合わせ、Ｃｏ含有通を１〜４ｆｆｌｆｆｉ％とした場
合に、ダイヤモンド被覆層の付着強度が高く、かつ切削
工具としての強度も確保できること。
（Ｃ）ＷＣ３超硬合金におけるＷＣの粒径を粗粒として
、２〜１０μｍの平均粒径をもつものとすると、ダイヤ
モンド被Ｗｉ層の形成も速くなり、かつその付着強度も
高くなること。
、２〜１０μｍの平均粒径をもつものとすると、ダイヤ
モンド被Ｗｉ層の形成も速くなり、かつその付着強度も
高くなること。
（ｄ）ＷＣ基超超合金基体中に、微母の遊離炭素を均一
微細に分散しておくと、ダイヤモンドがグラファイト化
しにくくなると共に、形成されたダイヤモンド被覆層が
剥離しにくくなること。
微細に分散しておくと、ダイヤモンドがグラファイト化
しにくくなると共に、形成されたダイヤモンド被覆層が
剥離しにくくなること。
（ｅ）さらに、ＷＣＣ超超硬合金基体表面をエツチング
して、結合相形成成分としてのＣｏを除いたエツチング
層、望ましくは０．１〜１μｍの平均層厚を有するエツ
チング層を介してダイヤモンド被ｒｉ層を形成すると、
このダイヤモンド被ｍＦ＋の前記基体への付着強度が一
段と向上するようになること。
して、結合相形成成分としてのＣｏを除いたエツチング
層、望ましくは０．１〜１μｍの平均層厚を有するエツ
チング層を介してダイヤモンド被ｒｉ層を形成すると、
このダイヤモンド被ｍＦ＋の前記基体への付着強度が一
段と向上するようになること。
以上（ａ）〜（ｅ）に示される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、 Ｃｏ：１〜４重１％を含有し、残りが実質的にＷＣと微
ｍの遊離炭素からなる組成、並びに前記遊離炭素が微細
均一に分散し、かつＷＣの平均粒径が２〜１０μｍの粗
粒組織を有するＷＣｖ超硬合金基体の表面に、エツチン
グ層を介して低圧気相合成ダイヤモンド被覆層を形成し
てなるダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具チッ
プに特徴を有するものである。
て、 Ｃｏ：１〜４重１％を含有し、残りが実質的にＷＣと微
ｍの遊離炭素からなる組成、並びに前記遊離炭素が微細
均一に分散し、かつＷＣの平均粒径が２〜１０μｍの粗
粒組織を有するＷＣｖ超硬合金基体の表面に、エツチン
グ層を介して低圧気相合成ダイヤモンド被覆層を形成し
てなるダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具チッ
プに特徴を有するものである。
なお、この発明のダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切
削工具チップ（以下、被覆切削チップと略記する）にお
いて、Ｃｏ含有品を１〜４重但％と限定したのは、上記
のようにその含有ｍが１重Ｄ％未満では切削工具チップ
に要求される基体強度を確保することができず、一方そ
の含有ｍが４重Ｃ％を越えると、ダイヤモンド被？ｒｉ
層の形成速度が遅くなるばかりでなく、ダイヤモンドの
一部がグラファイト化して、所望のすぐれた耐摩耗性お
よび付着強度を確保することができなくなるという理由
によるものであり、またＷＣの平均粒径を２〜１０μｍ
の粗粒としたのは、その平均粒径が２μｍ未満では、上
記のようにダイヤモンド被覆層の形成速度が著しく遅く
なるばかりでなく、その付着強度も低いものとなり、一
方１０μｍを越えた平均粒径を有するｗｃｕＥｉ硬合金
の装造は困難であることから、その平均粒径を２〜１０
μｍと定めたのである。
削工具チップ（以下、被覆切削チップと略記する）にお
いて、Ｃｏ含有品を１〜４重但％と限定したのは、上記
のようにその含有ｍが１重Ｄ％未満では切削工具チップ
に要求される基体強度を確保することができず、一方そ
の含有ｍが４重Ｃ％を越えると、ダイヤモンド被？ｒｉ
層の形成速度が遅くなるばかりでなく、ダイヤモンドの
一部がグラファイト化して、所望のすぐれた耐摩耗性お
よび付着強度を確保することができなくなるという理由
によるものであり、またＷＣの平均粒径を２〜１０μｍ
の粗粒としたのは、その平均粒径が２μｍ未満では、上
記のようにダイヤモンド被覆層の形成速度が著しく遅く
なるばかりでなく、その付着強度も低いものとなり、一
方１０μｍを越えた平均粒径を有するｗｃｕＥｉ硬合金
の装造は困難であることから、その平均粒径を２〜１０
μｍと定めたのである。
つぎに、この発明の被覆切削チップを実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
まず、原料粉末として、２〜１０μｍの範囲内の所定の
平均粒径を右する各種のＷＣ粉末、同１．２μｍのＣｏ
粉末、および微細なカーボンブラックを用い、これら原
料粉末を所定の配合組成に配合し、以後、通常の条件で
混合し、プレス成形し、焼結しく焼結温度： １４３０
〜１５００’Ｃ（１）範囲内の所定温度）、ついで研磨
して、Ｃｌ５（超硬工具協会）規格５ＰＰ４２２の形状
を右し、かつそれぞれ第１表に示される成分組成（この
場合遊離炭素の含有１はＣＩＳ規格による）、ｗｃの平
均粒径、およびロックウェル硬さく△スケール）をもっ
たＷＯ３１超硬合金基体としてのスローアウェイチップ
を形成し、引続いて、同じく第１表に示される条件にて
エツチングを行ない、前記スローアウェイチップの表面
にエツチング層を形成し、このスローアウェイチップの
表面に、ＣＶＤ法を用い、 反応容器：ｖＸ径１２０馴の石英管、 使用フィラメント：金ａＷ１ フィラメント温度： ２０００℃、 基体温度ニア００℃、 雰囲気： １０ｔ、ＯｒｒのＣＨ４＋Ｈ２、反応ガス割
合： ＣＨａ ／ ｌ−１２−０，００５、反応時間：
３〜６時間 の条件でダイヤモンド被覆を行ない、同じく第１表に示
される平均層厚を有するダイヤモンド被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆切削チップ１〜７および比較
被覆切削チップ１〜３をそれぞれ製造した。
平均粒径を右する各種のＷＣ粉末、同１．２μｍのＣｏ
粉末、および微細なカーボンブラックを用い、これら原
料粉末を所定の配合組成に配合し、以後、通常の条件で
混合し、プレス成形し、焼結しく焼結温度： １４３０
〜１５００’Ｃ（１）範囲内の所定温度）、ついで研磨
して、Ｃｌ５（超硬工具協会）規格５ＰＰ４２２の形状
を右し、かつそれぞれ第１表に示される成分組成（この
場合遊離炭素の含有１はＣＩＳ規格による）、ｗｃの平
均粒径、およびロックウェル硬さく△スケール）をもっ
たＷＯ３１超硬合金基体としてのスローアウェイチップ
を形成し、引続いて、同じく第１表に示される条件にて
エツチングを行ない、前記スローアウェイチップの表面
にエツチング層を形成し、このスローアウェイチップの
表面に、ＣＶＤ法を用い、 反応容器：ｖＸ径１２０馴の石英管、 使用フィラメント：金ａＷ１ フィラメント温度： ２０００℃、 基体温度ニア００℃、 雰囲気： １０ｔ、ＯｒｒのＣＨ４＋Ｈ２、反応ガス割
合： ＣＨａ ／ ｌ−１２−０，００５、反応時間：
３〜６時間 の条件でダイヤモンド被覆を行ない、同じく第１表に示
される平均層厚を有するダイヤモンド被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆切削チップ１〜７および比較
被覆切削チップ１〜３をそれぞれ製造した。
なお、比較被覆切削チップ１〜３は、いずれも基体の成
分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれかの条件が
この発明の範囲から外れたものである。
分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれかの条件が
この発明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結ｒＸ！得られた本発明被覆切削チップ１
〜７および比較被覆切削チップ１〜３について、 被削材：／ｌ−１６ｆＥｉ量％Ｓｉ合金、カッタ径：直
径１６０ｊｗ＋のダブルポジタイプ、切削速度： ５７
０ ｍ／＋ｎｉｔ、 送 リ＋０．１９ａＩＩＩ＋／刃、 切込み ：１ａ＊。
〜７および比較被覆切削チップ１〜３について、 被削材：／ｌ−１６ｆＥｉ量％Ｓｉ合金、カッタ径：直
径１６０ｊｗ＋のダブルポジタイプ、切削速度： ５７
０ ｍ／＋ｎｉｔ、 送 リ＋０．１９ａＩＩＩ＋／刃、 切込み ：１ａ＊。
切削時間ニア０分、
の条件で７ライス切削試験を行ない、試験後の切刃にお
けるダイヤモンド被覆層の剥離状態、被削材のｗＪ着状
態、切刃自体の状態を観察し、さらに摩耗旦を測定した
。これらの結果を第１表に示した。
けるダイヤモンド被覆層の剥離状態、被削材のｗＪ着状
態、切刃自体の状態を観察し、さらに摩耗旦を測定した
。これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆切削チップ１〜
７は、いずれもダイヤモンド被覆層の形成が速く、かつ
基体に対する付着強度も茗しく高いので、被覆層の剥離
や、切刃に対する被剛材の溶着がほとんどなく、かつ切
刃も正常摩耗を示し、さらにすぐれた耐摩耗性を示すの
に対して、比較被覆切削チップ１〜３に見られるように
、基体の成分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれ
かでもこの発明の範囲から外れると、ダイヤモンド被覆
層の形成速度が遅く、あるいは付着強度が低下するよう
になることから、切削工具として望ましくない現象が切
刃に現われるようになり、かつ所望の１４ＦＪ耗性を示
さないことが明らかである。
７は、いずれもダイヤモンド被覆層の形成が速く、かつ
基体に対する付着強度も茗しく高いので、被覆層の剥離
や、切刃に対する被剛材の溶着がほとんどなく、かつ切
刃も正常摩耗を示し、さらにすぐれた耐摩耗性を示すの
に対して、比較被覆切削チップ１〜３に見られるように
、基体の成分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれ
かでもこの発明の範囲から外れると、ダイヤモンド被覆
層の形成速度が遅く、あるいは付着強度が低下するよう
になることから、切削工具として望ましくない現象が切
刃に現われるようになり、かつ所望の１４ＦＪ耗性を示
さないことが明らかである。
上述のように、この発明のダイヤモンド被覆ＷＣＵ超硬
合金製切削工具チップにおいては、ダイヤモンド被覆層
のＷＣ基超超合金ヰ体表面に対する付着強度が著しく高
いので、きわめて長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
するのである。
合金製切削工具チップにおいては、ダイヤモンド被覆層
のＷＣ基超超合金ヰ体表面に対する付着強度が著しく高
いので、きわめて長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
するのである。
Claims (1)
- Ｃｏ：１〜４重量％を含有し、残りが実質的に炭化タン
グステンと微量の遊離炭素からなる組成、並びに前記遊
離炭素が微細均一に分散し、かつ炭化タングステンの平
均粒径が２〜１０μｍの粗粒組織を有する炭化タングス
テン基超硬合金基体の表面に、エッチング層を介して低
圧気相合成ダイヤモンド被覆層を形成してなるダイヤモ
ンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チップ
。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/066,698 US4731296A (en) | 1986-07-03 | 1987-06-24 | Diamond-coated tungsten carbide-base sintered hard alloy material for insert of a cutting tool |
| DE8787109298T DE3765588D1 (de) | 1986-07-03 | 1987-06-28 | Diamant-beschichtetes gesintertes hartmetallmaterial auf der basis von wolframcarbid, geeignet als schneidwerkzeugeinsatz. |
| EP87109298A EP0251264B1 (en) | 1986-07-03 | 1987-06-28 | Diamond-coated tungsten carbide base sintered hard alloy material for insert of a cutting tool |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-95665 | 1986-04-24 | ||
| JP9566586 | 1986-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100182A true JPS63100182A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH0568548B2 JPH0568548B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=14143788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15678286A Granted JPS63100182A (ja) | 1986-04-24 | 1986-07-03 | ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100182A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319648A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-25 | Mitsubishi Metal Corp | ＡｌおよびＡｌ合金材の深絞り加工金型 |
| JPH02293385A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-04 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 付着性にすぐれたダイヤモンド被覆焼結体及びその製造方法 |
| WO1990015787A1 (fr) * | 1989-06-15 | 1990-12-27 | Idemitsu Petrochemical Company Limited | Element enrobe de diamant |
| JPH0320467A (ja) * | 1989-04-21 | 1991-01-29 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 密着性にすぐれたダイヤモンド被覆焼結体及びその製造方法 |
| JPH0394062A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド被覆超硬合金 |
| US5236740A (en) * | 1991-04-26 | 1993-08-17 | National Center For Manufacturing Sciences | Methods for coating adherent diamond films on cemented tungsten carbide substrates |
| JPH05311443A (ja) * | 1991-03-26 | 1993-11-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | ダイヤモンドコーティング部材作製方法 |
| WO1994013852A1 (fr) | 1992-12-08 | 1994-06-23 | Osaka Diamond Industrial Co., Ltd. | Materiau recouvert d'un film ultra-dure et son procede de production |
| US5334453A (en) * | 1989-12-28 | 1994-08-02 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated bodies and process for preparation thereof |
| EP0518631A3 (en) * | 1991-06-10 | 1995-05-17 | De Beers Ind Diamond | Tool components |
| US5585176A (en) * | 1993-11-30 | 1996-12-17 | Kennametal Inc. | Diamond coated tools and wear parts |
| US5716170A (en) * | 1996-05-15 | 1998-02-10 | Kennametal Inc. | Diamond coated cutting member and method of making the same |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP15678286A patent/JPS63100182A/ja active Granted
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319648A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-25 | Mitsubishi Metal Corp | ＡｌおよびＡｌ合金材の深絞り加工金型 |
| JPH0320467A (ja) * | 1989-04-21 | 1991-01-29 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 密着性にすぐれたダイヤモンド被覆焼結体及びその製造方法 |
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| WO1990015787A1 (fr) * | 1989-06-15 | 1990-12-27 | Idemitsu Petrochemical Company Limited | Element enrobe de diamant |
| US5318836A (en) * | 1989-06-15 | 1994-06-07 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated body |
| JPH0394062A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド被覆超硬合金 |
| US5334453A (en) * | 1989-12-28 | 1994-08-02 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated bodies and process for preparation thereof |
| JPH05311443A (ja) * | 1991-03-26 | 1993-11-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | ダイヤモンドコーティング部材作製方法 |
| US5236740A (en) * | 1991-04-26 | 1993-08-17 | National Center For Manufacturing Sciences | Methods for coating adherent diamond films on cemented tungsten carbide substrates |
| EP0518631A3 (en) * | 1991-06-10 | 1995-05-17 | De Beers Ind Diamond | Tool components |
| WO1994013852A1 (fr) | 1992-12-08 | 1994-06-23 | Osaka Diamond Industrial Co., Ltd. | Materiau recouvert d'un film ultra-dure et son procede de production |
| US5955212A (en) * | 1992-12-08 | 1999-09-21 | Osaka Diamond Industrial Co., Ltd. | Superhard film-coated member and method of manufacturing the same |
| US5585176A (en) * | 1993-11-30 | 1996-12-17 | Kennametal Inc. | Diamond coated tools and wear parts |
| US5648119A (en) * | 1993-11-30 | 1997-07-15 | Kennametal Inc. | Process for making diamond coated tools and wear parts |
| US6287682B1 (en) | 1993-11-30 | 2001-09-11 | Kennametal Pc Inc. | Diamond coated tools and process for making |
| US5716170A (en) * | 1996-05-15 | 1998-02-10 | Kennametal Inc. | Diamond coated cutting member and method of making the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0568548B2 (ja) | 1993-09-29 |
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