JPS635470B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS635470B2 JPS635470B2 JP2605687A JP2605687A JPS635470B2 JP S635470 B2 JPS635470 B2 JP S635470B2 JP 2605687 A JP2605687 A JP 2605687A JP 2605687 A JP2605687 A JP 2605687A JP S635470 B2 JPS635470 B2 JP S635470B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metals
- layer
- carbonitrides
- nitrides
- cutting
- 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.)
- Expired
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、すぐれた耐摩耗性を有し、切削、
耐摩耗、および研削の分野で使用するのに適した
表面被覆工具部材に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、例えば、粉末冶金法にて製造された、硬
質分散相が、主として元素周期律表の4a，5a、
および6a族の金属、並びにSiの炭化物、窒化物、
炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの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、並びに同5aおよび6a族の金属のうちの
１種または２種以上で構成された超硬質合金基体
工具部材の表面に、同4a，5a、および6a族の金
属、並びにSiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒化
物、および炭酸窒化物のうちの１種の単層または
２種以上の複層で構成された硬質化合物層からな
る表面被覆層を化学蒸着法や物理蒸着法などを用
いて形成してなる表面被覆超硬質合金部材が切削
工具として用いられていることは良く知られると
ころである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、このような従来表面被覆超硬質合金部
材においては、鋼や鋳鉄の切削では比較的すぐれ
た切削性能を示すものの、被削材が、例えば硬質
のガラス繊維を内蔵したプラスチツク（FRP）
やセラミツク〓焼体などである場合には、耐摩耗
性不足が原因して所望の切削寿命を示さないもの
であつた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、特にFRPやセラミツク〓焼体などの被削材
の切削に切削工具として用いるのに適した工具部
材を得べく研究を行なつた結果、 基体工具部材を、硬質分散相が、主として元素
周期律表の4a，5a、および6a族の金属、並びに
Siの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化
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、並びに元素周期律
表の5aおよび6a族の金属のうちの１種または２
種以上で構成された超硬質合金とし、 かつこの基体工具部材の表面に形成される表面
被覆層を、化学蒸着法や物理蒸着法などにより形
成された同4a，5a、および6a族の金属、並びに
SiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、および
炭酸窒化物のうちの１種の単層または２種以上の
複層からなる硬質化合物層を最内層として、この
硬質化合物層の少なくとも２層と、気相合成法に
より形成したダイヤモンド層の少なくとも１層と
からなる交互積層構造とした表面被覆工具部材
は、前記表面被覆層中に存在する１層以上のダイ
ヤモンド層によつて、著しくすぐれた耐摩耗性を
もつようになり、したがつて、これを切削工具と
して用いた場合には、鋼および鋳鉄は勿論のこ
と、FRPやセラミツク〓焼体などの被削材の切
削においてすぐれた切削性能を発揮し、さらに、
このようにすぐれた耐摩耗性を有するので、金属
熱間加工および金属成形用部材やダイス類などの
耐摩耗工具や、砥石およびラツプ板などの研削工
具として用いた場合にもすぐれた性能を発揮する
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
のであつて、硬質分散相が、主として元素周期律
表の4a，5a、および6a族の金属、並びにSiの炭
化物、窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のう
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、並びに元素周期律表の
5aおよび6a族の金属のうちの１種または２種以
上で構成された超硬質合金基体工具部材の表面
に、化学蒸着法や物理蒸着法などにより形成され
た、同4a，5a、および6a族の金属、並びにSiお
よびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭酸
窒化物のうちの１種の単層または２種以上の複層
で構成された硬質化合物層を最内層として、この
硬質化合物層の少なくとも２層と、気相合成法に
より形成したダイヤモンド層の少なくとも１層と
からなる交互積層構造を有する表面被覆層を形成
してなり、特に切削工具、耐摩耗工具、および研
削工具として用いるのに適した表面被覆工具部材
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層は、気相合成
装置のフイラメントより蒸発したＷ，Ta、ある
いはMoなどを不純物として１〜10原子％程度含
有する場合がある。 〔実施例〕 つぎに、この発明の表面被覆工具部材を実施例
により具体的に説明する。 基体工具部材として、それぞれ第１表に示され
る組成をもち、かつJIS・SNP431の形状をもつ
た超硬質合金製切削チツプを用意し、これら基体
工具部材に対して、通常の気相合成装置を用い、 反応炉：内径75mmφの石英管、 Ｗフイラメントの加熱温度：2000℃、 切削チツプとＷフイラメントの間隔：１〜２
cm、 反応炉内に流される反応ガス：容量割合で
CH3／H2＝0.005の混合ガス、 反応中保持される反応炉内雰囲気圧力：
20torr、 反応時間：３〜10時間、 の条件での気相合成処理、並びに、通常のマグネ
トロン・スパツタリング装置を用い、 ターゲツトの材質：それぞれ第１表における硬
質化合物層を構成する化合物と同じもの、 反応炉内雰囲気：２×10-2torrのAr、 ターゲツトへの印加電圧：−400V、 切削チツプの加熱温度：500℃、 反応時間：１〜３時間、 の条件での化学蒸着処理とを交互に行ない、硬質
化合物を最内層として、それぞれ第１表に示され
る平均層厚の少なくとも１層のダイヤモンド層
と、同じくそれぞれ第１表に示される化合物およ
び平均層厚の単層または複層からなる硬質化合物
の少なくとも２層との交互積層にて構成された表
面被覆層を、前記切削チツプの表面に形成するこ
とによつて本発明被覆切削チツプ１〜13をそれぞ
れ製造した。
耐摩耗、および研削の分野で使用するのに適した
表面被覆工具部材に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、例えば、粉末冶金法にて製造された、硬
質分散相が、主として元素周期律表の4a，5a、
および6a族の金属、並びにSiの炭化物、窒化物、
炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの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、並びに同5aおよび6a族の金属のうちの
１種または２種以上で構成された超硬質合金基体
工具部材の表面に、同4a，5a、および6a族の金
属、並びにSiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒化
物、および炭酸窒化物のうちの１種の単層または
２種以上の複層で構成された硬質化合物層からな
る表面被覆層を化学蒸着法や物理蒸着法などを用
いて形成してなる表面被覆超硬質合金部材が切削
工具として用いられていることは良く知られると
ころである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、このような従来表面被覆超硬質合金部
材においては、鋼や鋳鉄の切削では比較的すぐれ
た切削性能を示すものの、被削材が、例えば硬質
のガラス繊維を内蔵したプラスチツク（FRP）
やセラミツク〓焼体などである場合には、耐摩耗
性不足が原因して所望の切削寿命を示さないもの
であつた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、特にFRPやセラミツク〓焼体などの被削材
の切削に切削工具として用いるのに適した工具部
材を得べく研究を行なつた結果、 基体工具部材を、硬質分散相が、主として元素
周期律表の4a，5a、および6a族の金属、並びに
Siの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化
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、並びに元素周期律
表の5aおよび6a族の金属のうちの１種または２
種以上で構成された超硬質合金とし、 かつこの基体工具部材の表面に形成される表面
被覆層を、化学蒸着法や物理蒸着法などにより形
成された同4a，5a、および6a族の金属、並びに
SiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、および
炭酸窒化物のうちの１種の単層または２種以上の
複層からなる硬質化合物層を最内層として、この
硬質化合物層の少なくとも２層と、気相合成法に
より形成したダイヤモンド層の少なくとも１層と
からなる交互積層構造とした表面被覆工具部材
は、前記表面被覆層中に存在する１層以上のダイ
ヤモンド層によつて、著しくすぐれた耐摩耗性を
もつようになり、したがつて、これを切削工具と
して用いた場合には、鋼および鋳鉄は勿論のこ
と、FRPやセラミツク〓焼体などの被削材の切
削においてすぐれた切削性能を発揮し、さらに、
このようにすぐれた耐摩耗性を有するので、金属
熱間加工および金属成形用部材やダイス類などの
耐摩耗工具や、砥石およびラツプ板などの研削工
具として用いた場合にもすぐれた性能を発揮する
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
のであつて、硬質分散相が、主として元素周期律
表の4a，5a、および6a族の金属、並びにSiの炭
化物、窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のう
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、並びに元素周期律表の
5aおよび6a族の金属のうちの１種または２種以
上で構成された超硬質合金基体工具部材の表面
に、化学蒸着法や物理蒸着法などにより形成され
た、同4a，5a、および6a族の金属、並びにSiお
よびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭酸
窒化物のうちの１種の単層または２種以上の複層
で構成された硬質化合物層を最内層として、この
硬質化合物層の少なくとも２層と、気相合成法に
より形成したダイヤモンド層の少なくとも１層と
からなる交互積層構造を有する表面被覆層を形成
してなり、特に切削工具、耐摩耗工具、および研
削工具として用いるのに適した表面被覆工具部材
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層は、気相合成
装置のフイラメントより蒸発したＷ，Ta、ある
いはMoなどを不純物として１〜10原子％程度含
有する場合がある。 〔実施例〕 つぎに、この発明の表面被覆工具部材を実施例
により具体的に説明する。 基体工具部材として、それぞれ第１表に示され
る組成をもち、かつJIS・SNP431の形状をもつ
た超硬質合金製切削チツプを用意し、これら基体
工具部材に対して、通常の気相合成装置を用い、 反応炉：内径75mmφの石英管、 Ｗフイラメントの加熱温度：2000℃、 切削チツプとＷフイラメントの間隔：１〜２
cm、 反応炉内に流される反応ガス：容量割合で
CH3／H2＝0.005の混合ガス、 反応中保持される反応炉内雰囲気圧力：
20torr、 反応時間：３〜10時間、 の条件での気相合成処理、並びに、通常のマグネ
トロン・スパツタリング装置を用い、 ターゲツトの材質：それぞれ第１表における硬
質化合物層を構成する化合物と同じもの、 反応炉内雰囲気：２×10-2torrのAr、 ターゲツトへの印加電圧：−400V、 切削チツプの加熱温度：500℃、 反応時間：１〜３時間、 の条件での化学蒸着処理とを交互に行ない、硬質
化合物を最内層として、それぞれ第１表に示され
る平均層厚の少なくとも１層のダイヤモンド層
と、同じくそれぞれ第１表に示される化合物およ
び平均層厚の単層または複層からなる硬質化合物
の少なくとも２層との交互積層にて構成された表
面被覆層を、前記切削チツプの表面に形成するこ
とによつて本発明被覆切削チツプ１〜13をそれぞ
れ製造した。
【表】
第１表に示される結果から、本発明被覆切削チ
ツプ１〜13は、著しくすぐれた耐摩耗性を有する
ので、FRPの切削において、従来被覆切削チツ
プに比して、すぐれた切削性能を長期に亘つて発
揮することが明らかである。 上述のように、この発明の表面被覆工具部材
は、表面被覆層中におけるダイヤモンド層の存在
によつて、すぐれた耐摩耗性を有するので、鋼や
鋳鉄は勿論のこと、FRPやセラミツク〓焼体、
さらにAlおよびAl合金などの被削材の切削に切
削工具として用いるのに適するばかりでなく、耐
摩耗工具や研削工具などとして用いた場合にもす
ぐれた性能を著しく長期に亘つて発揮するのであ
る。
ツプ１〜13は、著しくすぐれた耐摩耗性を有する
ので、FRPの切削において、従来被覆切削チツ
プに比して、すぐれた切削性能を長期に亘つて発
揮することが明らかである。 上述のように、この発明の表面被覆工具部材
は、表面被覆層中におけるダイヤモンド層の存在
によつて、すぐれた耐摩耗性を有するので、鋼や
鋳鉄は勿論のこと、FRPやセラミツク〓焼体、
さらにAlおよびAl合金などの被削材の切削に切
削工具として用いるのに適するばかりでなく、耐
摩耗工具や研削工具などとして用いた場合にもす
ぐれた性能を著しく長期に亘つて発揮するのであ
る。
Claims (1)
- １ 硬質分散相が、主として元素周期律表の4a，
5a、および6a族の金属、並びにSiの炭化物、窒
化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの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、並びに元素周期律表の５ａおよび
6a族の金属のうちの１種または２種以上で構成
された超硬質合金基体工具部材の表面に、元素周
期律表の4a，5a、および6a族の金属、並びにSi
およびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭
酸窒化物のうちの１種の単層または２種以上の複
層で構成された硬質化合物層を最内層として、こ
の硬質化合物層の少なくとも２層と、気相合成法
により形成したダイヤモンド層の少なくとも１層
とからなる交互積層構造を有する表面被覆層を形
成してなる耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2605687A JPS62218566A (ja) | 1983-03-11 | 1987-02-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028883A JPS59166672A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
| JP2605687A JPS62218566A (ja) | 1983-03-11 | 1987-02-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4028883A Division JPS59166672A (ja) | 1983-03-11 | 1983-03-11 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62218566A JPS62218566A (ja) | 1987-09-25 |
| JPS635470B2 true JPS635470B2 (ja) | 1988-02-03 |
Family
ID=26363793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2605687A Granted JPS62218566A (ja) | 1983-03-11 | 1987-02-06 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62218566A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0774449B2 (ja) * | 1987-10-15 | 1995-08-09 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンド被覆水素脆性金属の製造方法 |
| JPH0794707B2 (ja) * | 1990-06-25 | 1995-10-11 | 東洋鋼鈑株式会社 | 耐摩耗性、耐食性に優れたコーティング薄膜の製造方法 |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP2605687A patent/JPS62218566A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62218566A (ja) | 1987-09-25 |
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