JP2823592B2 - 被覆工程で脱炭可能な基体の被覆体 - Google Patents
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- Laminated Bodies (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄く摩耗抵抗が極端に高度な表面層で被覆さ
れた焼結超硬質炭化物体（セメンテッドカーバイド体）
に関する。特に本発明は薄い酸素含有層が基体に隣接し
て沈積され、それにより被覆体の特性を向上させる、斯
かる被覆セメンテッドカーバイド体に関する。
れた焼結超硬質炭化物体（セメンテッドカーバイド体）
に関する。特に本発明は薄い酸素含有層が基体に隣接し
て沈積され、それにより被覆体の特性を向上させる、斯
かる被覆セメンテッドカーバイド体に関する。
被覆切削工具は工作業界において鉄や鉄基合金を工作
するのに広く利用されている。この種の切削工具の寿命
を炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物等の被覆によって
増長させることは今や確立された技術である。切削イン
サートは通常チタンやこれに関連する金属の炭化物、窒
化物或いは炭窒化物の１種又は複種から或る複層で被覆
されている。あるケースでは、この種の被覆物がAl2O3
やZrO2等の外層を含んでいる。
するのに広く利用されている。この種の切削工具の寿命
を炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物等の被覆によって
増長させることは今や確立された技術である。切削イン
サートは通常チタンやこれに関連する金属の炭化物、窒
化物或いは炭窒化物の１種又は複種から或る複層で被覆
されている。あるケースでは、この種の被覆物がAl2O3
やZrO2等の外層を含んでいる。
アルミナやジルコニアは通常のCVD法によってセメン
テッドカーバイド基体上に都合よく直接沈積することは
出来ない。従って、これまではチタンの炭化物、炭窒化
物及び／或いは窒化物の層をAl2O3及び／或いはZrO2の
沈積の前に沈積形成するのが通常の方法である。例えば
USP 4,341,834,USP 4,463,033及びEP 83043のような特
定の先行文献の技術によれば、TiCOやTiCONを基体と酸
化物の被覆物の間や或いは下地のTiC,Ti（C,N）又はTiN
の被覆物とその上に重積される酸化物の被覆の間に介在
する中間被覆物として使用して、酸化物の被覆とその下
の被覆物／基体との間の接着を改良する。USP Re 29420
には、基体中にエータ（eta）相を生成させるために硬
質金属面をそれにTiCを被覆する前に酸化（或いは窒
化）することが開示されている。またこの特許文献に
は、アルミナ被覆物の前に施こした中間のTiC又はTiNの
被覆物を酸化（或いは窒化）する方法を開示している。
この場合、これらの方法工程は外層のAl2O3被覆物の沈
積と接着にとって有益である。
テッドカーバイド基体上に都合よく直接沈積することは
出来ない。従って、これまではチタンの炭化物、炭窒化
物及び／或いは窒化物の層をAl2O3及び／或いはZrO2の
沈積の前に沈積形成するのが通常の方法である。例えば
USP 4,341,834,USP 4,463,033及びEP 83043のような特
定の先行文献の技術によれば、TiCOやTiCONを基体と酸
化物の被覆物の間や或いは下地のTiC,Ti（C,N）又はTiN
の被覆物とその上に重積される酸化物の被覆の間に介在
する中間被覆物として使用して、酸化物の被覆とその下
の被覆物／基体との間の接着を改良する。USP Re 29420
には、基体中にエータ（eta）相を生成させるために硬
質金属面をそれにTiCを被覆する前に酸化（或いは窒
化）することが開示されている。またこの特許文献に
は、アルミナ被覆物の前に施こした中間のTiC又はTiNの
被覆物を酸化（或いは窒化）する方法を開示している。
この場合、これらの方法工程は外層のAl2O3被覆物の沈
積と接着にとって有益である。
JP−Ａ（特開昭）54−68779には、使用済みの切削チ
ップエッヂを未使用のものと区分けするのを容易にする
ためにある種を色彩をおびる酸素含有層と酸素を含有し
ない層を使用する方法を開示している。酸素含有層の使
用はこれらの層が色彩を帯びる場合にのみ好ましいもの
として意味を持つ。このカラー付き被覆物の好ましい層
厚は少くとも２μｍである。DE3,039,772はセメンテッ
ドカーバイド基体と主要耐摩耗性被覆層との間に介在さ
せる中間被覆物としてアルミナの使用を開示している。
ップエッヂを未使用のものと区分けするのを容易にする
ためにある種を色彩をおびる酸素含有層と酸素を含有し
ない層を使用する方法を開示している。酸素含有層の使
用はこれらの層が色彩を帯びる場合にのみ好ましいもの
として意味を持つ。このカラー付き被覆物の好ましい層
厚は少くとも２μｍである。DE3,039,772はセメンテッ
ドカーバイド基体と主要耐摩耗性被覆層との間に介在さ
せる中間被覆物としてアルミナの使用を開示している。
セメンテッドカーバイド工具に耐摩耗性の炭化物、炭
窒化物或いは窒化物をCVD法（約800〜1200℃）によって
被覆すると、基体から被覆物への拡散が生じる。この拡
散に伴うよく知られた問題は沈積した炭化物、炭窒化物
又は窒化物に隣接した基体に脱炭によりカーボン貧、脆
性相が生成されることにある。この種の相は通常エータ
（eta）相と称されCo3W3C,Co6W6C及び／或いはその他類
似の相から成るセメンテッドカーバイドから成る場合の
ものである。
窒化物或いは窒化物をCVD法（約800〜1200℃）によって
被覆すると、基体から被覆物への拡散が生じる。この拡
散に伴うよく知られた問題は沈積した炭化物、炭窒化物
又は窒化物に隣接した基体に脱炭によりカーボン貧、脆
性相が生成されることにある。この種の相は通常エータ
（eta）相と称されCo3W3C,Co6W6C及び／或いはその他類
似の相から成るセメンテッドカーバイドから成る場合の
ものである。
セメンテッドカーバイド基体の脱炭が基体の平面域に
較べ非平面的な切刃面域に最も集中する傾向があるが故
に、エータ相の生成は切刃面域において最もはっきりと
出現する。この事実はある種の工作、例えば、フライス
工作や突切り工作のような断続切削での工具寿命を短縮
させる原因となる。これらの場合、脆化エータ相は切刃
特性をしばしば害するので、脆性エータ相の量を少くす
ることが肝要となる。
較べ非平面的な切刃面域に最も集中する傾向があるが故
に、エータ相の生成は切刃面域において最もはっきりと
出現する。この事実はある種の工作、例えば、フライス
工作や突切り工作のような断続切削での工具寿命を短縮
させる原因となる。これらの場合、脆化エータ相は切刃
特性をしばしば害するので、脆性エータ相の量を少くす
ることが肝要となる。
第１層としてAl2O3やTiN被覆物を使用したり、或いは
高沈積速度被覆条件（脱炭が少ない）を単に適用する等
の別の方法によって目的被覆物の下に生じるエータ相を
減じることも実用化されている。しかしながら、後者の
場合、例えば何千個という多数の被処理インサートを長
尺の被覆浴に配置して、その全域に配置されている全て
のインサート群に同じ肉厚のTiC被覆層を生成させよう
としても、同じ肉厚が保証されないという深刻な問題が
ある。他のケースでは、第１層の補助的被覆物がTiC等
の目的被覆物の成長を妨害したり、或いはエータ相を抑
える機能に限界があり、及び／又は接着特性を害する。
高沈積速度被覆条件（脱炭が少ない）を単に適用する等
の別の方法によって目的被覆物の下に生じるエータ相を
減じることも実用化されている。しかしながら、後者の
場合、例えば何千個という多数の被処理インサートを長
尺の被覆浴に配置して、その全域に配置されている全て
のインサート群に同じ肉厚のTiC被覆層を生成させよう
としても、同じ肉厚が保証されないという深刻な問題が
ある。他のケースでは、第１層の補助的被覆物がTiC等
の目的被覆物の成長を妨害したり、或いはエータ相を抑
える機能に限界があり、及び／又は接着特性を害する。
本発明の目的は上記問題点に鑑み、改良された表面被
覆セメンテッドカーバイド物品を提供することにある。
覆セメンテッドカーバイド物品を提供することにある。
本発明によれば、炭化物、窒化物、炭窒化物等を被覆
する工程で脱炭可能な基体と、その上に被覆されて成る
表面層として：基体に隣接した第１層、即ち最内層とし
てMet CxOyNz、但しｘ≧0,y＞0.1,z≧０及びｘ＋ｙ＋ｚ
＜1.3、から成るカーボン拡散バリア被覆物；及びその
上の第２被覆物としてMetC,MetN及びMetCNのいづれか１
種或いは複種の少くとも１層から成る耐摩耗性被覆物を
含んで成る、但しMetはTi,Hf,V,Zr,Si,B及び周期律表の
第３族〜第７族のその他の金属のいづれか１種或いは複
種の金属であり、且つ第１被覆物が第２被覆物より肉薄
である、斯ゝる構成の表面層とから成る被覆工程で脱炭
可能な基体の被覆体が提供される。
する工程で脱炭可能な基体と、その上に被覆されて成る
表面層として：基体に隣接した第１層、即ち最内層とし
てMet CxOyNz、但しｘ≧0,y＞0.1,z≧０及びｘ＋ｙ＋ｚ
＜1.3、から成るカーボン拡散バリア被覆物；及びその
上の第２被覆物としてMetC,MetN及びMetCNのいづれか１
種或いは複種の少くとも１層から成る耐摩耗性被覆物を
含んで成る、但しMetはTi,Hf,V,Zr,Si,B及び周期律表の
第３族〜第７族のその他の金属のいづれか１種或いは複
種の金属であり、且つ第１被覆物が第２被覆物より肉薄
である、斯ゝる構成の表面層とから成る被覆工程で脱炭
可能な基体の被覆体が提供される。
上記構成に係るMet CxOyNzの第１層〔即ち、基体と外
層に対して両者の間に配位する「中間被覆物（層）」で
ある〕を基体に直接生成させることにより、基体から被
覆層へのカーボン（Ｃ）の拡散を減じ、即ち脱炭を減
じ、その結果脆性エータ相の生成を抑制したり、遅延さ
せることが出来る。
層に対して両者の間に配位する「中間被覆物（層）」で
ある〕を基体に直接生成させることにより、基体から被
覆層へのカーボン（Ｃ）の拡散を減じ、即ち脱炭を減
じ、その結果脆性エータ相の生成を抑制したり、遅延さ
せることが出来る。
上記組成式Met CxOyNzにおいて、好ましくは0.5＜ｘ
＋ｙ＋ｚ＜1.05、最も好ましくは0.8＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜1.0
5及びｙ＞0.1、好ましくはｙ＞0.2であり、好ましくは
ｘ＋ｚ＞0.05、最も好ましくはｘ＋ｚ＞0.1の関係にあ
る。この中間被覆物、即ち第１層は0.05μｍ厚程度に薄
肉でもよいが、好ましくは0.2μｍより大で５μｍま
で、好ましくは２μｍまで、最も好ましくは１μｍまで
の層厚である。
＋ｙ＋ｚ＜1.05、最も好ましくは0.8＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜1.0
5及びｙ＞0.1、好ましくはｙ＞0.2であり、好ましくは
ｘ＋ｚ＞0.05、最も好ましくはｘ＋ｚ＞0.1の関係にあ
る。この中間被覆物、即ち第１層は0.05μｍ厚程度に薄
肉でもよいが、好ましくは0.2μｍより大で５μｍま
で、好ましくは２μｍまで、最も好ましくは１μｍまで
の層厚である。
第２層（第１層の上の層）は0.2μｍより大、好まし
くは0.5〜20μｍ、最も好ましくは１〜10μｍの層厚で
ある。第１層は上位の耐摩耗被覆物より好ましくは肉薄
で、最も好ましくはそれの75％より肉薄である。第１層
はその肉厚が全被覆厚の２〜25％のときでさえ有効であ
る。第１層自体は順次重積した多重層であってもよい。
更に、耐摩耗被覆物の上に更に別の被覆層を沈積形成し
てもよい。例えば、第３層としてAl2O3を、更にはその
上の第４層としてTiNを沈積させてもよい。或いは又、G
B 2048960とDE 2341783に開示のような多重層被覆物に
してもよい。
くは0.5〜20μｍ、最も好ましくは１〜10μｍの層厚で
ある。第１層は上位の耐摩耗被覆物より好ましくは肉薄
で、最も好ましくはそれの75％より肉薄である。第１層
はその肉厚が全被覆厚の２〜25％のときでさえ有効であ
る。第１層自体は順次重積した多重層であってもよい。
更に、耐摩耗被覆物の上に更に別の被覆層を沈積形成し
てもよい。例えば、第３層としてAl2O3を、更にはその
上の第４層としてTiNを沈積させてもよい。或いは又、G
B 2048960とDE 2341783に開示のような多重層被覆物に
してもよい。
なお、ここでは「中間層（中間被覆物）」とは基体と
目的被覆物との間に介在させる補助的被覆物を意味し、
全被覆物層から見れば、第１層になる。
目的被覆物との間に介在させる補助的被覆物を意味し、
全被覆物層から見れば、第１層になる。
基体の脱炭がそれ程高いレベルで発生しない限り、酸
素含有層と基体との間に0.1〜１μｍ厚、好ましくは0.2
〜0.7μｍ厚の薄い酸素含有量層を沈積介在させてもよ
い。このように肉薄な層の沈積でよい理由は接着度合を
高め、或いは金属の重積被覆物に或いは基体に引き込
み、結果として基体被覆インタフェース領域の延性を向
上させ得ることにある。
素含有層と基体との間に0.1〜１μｍ厚、好ましくは0.2
〜0.7μｍ厚の薄い酸素含有量層を沈積介在させてもよ
い。このように肉薄な層の沈積でよい理由は接着度合を
高め、或いは金属の重積被覆物に或いは基体に引き込
み、結果として基体被覆インタフェース領域の延性を向
上させ得ることにある。
本発明の好ましい実施態様では、拡散バリア（障壁）
被覆材料がTiC/TiN/TiOの固溶体から成り、その全ての
化合物が同じf.c.c.結晶構造を有し、個々のアニオン間
の比がCVD法パラメータによって制御されている。
被覆材料がTiC/TiN/TiOの固溶体から成り、その全ての
化合物が同じf.c.c.結晶構造を有し、個々のアニオン間
の比がCVD法パラメータによって制御されている。
本発明を第１図〜第３図を参照して説明すると次の通
りである。
りである。
第1a図は本発明に係わる中間層を被覆したセメンテッ
ドカーバイド体の研摩断面を示す光学顕微鏡写真である
が、その中間層は基体Ａと目的被覆物である上位被覆物
Ｂの間にダーク領域として出現している。
ドカーバイド体の研摩断面を示す光学顕微鏡写真である
が、その中間層は基体Ａと目的被覆物である上位被覆物
Ｂの間にダーク領域として出現している。
第1b図はムラカミ溶液（Murakami solution）中で腐
食された従来の被覆インサートを第1a図に対応して示す
光学顕微鏡写真である。
食された従来の被覆インサートを第1a図に対応して示す
光学顕微鏡写真である。
第2a図は本発明に係わる被覆セメンテッドカーバイド
インサートの切刃線における断面を示す光学顕微鏡写真
である。
インサートの切刃線における断面を示す光学顕微鏡写真
である。
第2b図は従来品の被覆セメンテッドカーバイドインサ
ートの切刃線における断面を示す第2a図に対応した光学
顕微鏡写真である。
ートの切刃線における断面を示す第2a図に対応した光学
顕微鏡写真である。
第3a図と第3b図は本発明の被覆インサートと従来品の
被覆インサートに関し、工作テスト後の切刃線のミクロ
損傷の相違を夫々示すSEM顕微鏡写真である。
被覆インサートに関し、工作テスト後の切刃線のミクロ
損傷の相違を夫々示すSEM顕微鏡写真である。
両写真から明らかなように、従来品の被覆インサート
はこのテストにより切刃線上で深刻な損傷が出現してい
るが、本発明品の被覆インサートはこのテストによって
も損傷のない切刃線を呈している。
はこのテストにより切刃線上で深刻な損傷が出現してい
るが、本発明品の被覆インサートはこのテストによって
も損傷のない切刃線を呈している。
従来から工程ガス中の酸素（例えばセメンテッドカー
バイドの炉処理用の保護ガスが湿気を含む場合にその中
の酸素）が高度の脱炭剤として作用することが知られて
いる（更にはUSP 3,616,506参照）だけに、本発明に係
る脱炭禁止手段としての拡散バリア被覆物中の酸素の作
用は驚くべきものと云える。カーボン拡散遅延効果はお
そらく酸素の、例えばチタンとの高親和度に起因してい
ると思われる。酸素とチタン間の高度の結合力はTiCxOy
Nz格子中でのカーボン（Ｃ）の可動性を減じ、これがカ
ーボン拡散を抑制していると考えられる。
バイドの炉処理用の保護ガスが湿気を含む場合にその中
の酸素）が高度の脱炭剤として作用することが知られて
いる（更にはUSP 3,616,506参照）だけに、本発明に係
る脱炭禁止手段としての拡散バリア被覆物中の酸素の作
用は驚くべきものと云える。カーボン拡散遅延効果はお
そらく酸素の、例えばチタンとの高親和度に起因してい
ると思われる。酸素とチタン間の高度の結合力はTiCxOy
Nz格子中でのカーボン（Ｃ）の可動性を減じ、これがカ
ーボン拡散を抑制していると考えられる。
本発明に係わる中間層（第１層）の存在は基体が、例
えばUSP 4,610,931やUSP 4,277,283に開示のような、表
面域でバインダ相（Co,Ni,Fe,Mo）を高含有している場
合、即ち基体が富バインダ相表面域を有している場合
に、特に重要なものとなる。なお、基体の富バインダ相
表面域とは、基体の平均バインダ相含有量より大なるバ
インダ相含有量を有している基体表面域を意味する。
えばUSP 4,610,931やUSP 4,277,283に開示のような、表
面域でバインダ相（Co,Ni,Fe,Mo）を高含有している場
合、即ち基体が富バインダ相表面域を有している場合
に、特に重要なものとなる。なお、基体の富バインダ相
表面域とは、基体の平均バインダ相含有量より大なるバ
インダ相含有量を有している基体表面域を意味する。
例えば富Co表面域のミクロ構造はプロセス条件に依存
して変化する。通常、上述の表面域は10〜25μｍ厚であ
り、バインダ相、WC及び全然存在しないか有るとしても
極く少量存在するB1構造の立方晶系の炭化物を含有して
いる。この表面域のバインダ相富化は表面から５〜15μ
ｍの所で最も顕著である。
して変化する。通常、上述の表面域は10〜25μｍ厚であ
り、バインダ相、WC及び全然存在しないか有るとしても
極く少量存在するB1構造の立方晶系の炭化物を含有して
いる。この表面域のバインダ相富化は表面から５〜15μ
ｍの所で最も顕著である。
或いは、表面域はバインダ相が表面に概して平行な層
における表面近くの層でCoを最も多量に含有する、所謂
層化バインダ富化状に配位している、斯かる構造を表面
域は呈するものもある。この表面域は通常15〜25μｍ厚
であり、そこではB1構造の立方晶系炭化物の濃度が減少
している。
における表面近くの層でCoを最も多量に含有する、所謂
層化バインダ富化状に配位している、斯かる構造を表面
域は呈するものもある。この表面域は通常15〜25μｍ厚
であり、そこではB1構造の立方晶系炭化物の濃度が減少
している。
これら富バインダ相表面域、特に層化状のものは、CO
含有溶解カーボンが多量であることにより、TiC,Ti（C,
N）又はTiN沈積のための従来のCVD法を適用すると極め
て炭脱化し易い。カーボンの拡散ロスとその後の脆化エ
ータ相の生成がこの種の表面域を有する基体にとって格
別に深刻な事態である。この種の基体に本発明に係わる
酸素含有中間層（第１層）を被覆することにより、TiC,
TiN及び／或いはTi（C,N）層へのカーボン拡散が遅延さ
れ得るし、その結果としてエータ相の生成が回避される
か或いは少くとも最小限度に抑えられる。
含有溶解カーボンが多量であることにより、TiC,Ti（C,
N）又はTiN沈積のための従来のCVD法を適用すると極め
て炭脱化し易い。カーボンの拡散ロスとその後の脆化エ
ータ相の生成がこの種の表面域を有する基体にとって格
別に深刻な事態である。この種の基体に本発明に係わる
酸素含有中間層（第１層）を被覆することにより、TiC,
TiN及び／或いはTi（C,N）層へのカーボン拡散が遅延さ
れ得るし、その結果としてエータ相の生成が回避される
か或いは少くとも最小限度に抑えられる。
同様に、バインダ相に溶解したカーボン量が小さいセ
メンテッドカーバイド基体（この種の基体はフライス工
作用として利用される）は特にエータ相生成を蒙り易
く、従ってこの種の基体は本発明に係わる中間層、即ち
第１層を補助的被覆物として被覆するのに特に適してい
る。
メンテッドカーバイド基体（この種の基体はフライス工
作用として利用される）は特にエータ相生成を蒙り易
く、従ってこの種の基体は本発明に係わる中間層、即ち
第１層を補助的被覆物として被覆するのに特に適してい
る。
本発明に係わる中間層は基体表面に隣接した個所がバ
インダ金属に富んだ或いは低カーボン容量の斯かる基体
に被覆したときに格別に有用であるとはいえ、この中間
層は従来品のセメンテッドカーバイド基体に被覆しても
有用である。
インダ金属に富んだ或いは低カーボン容量の斯かる基体
に被覆したときに格別に有用であるとはいえ、この中間
層は従来品のセメンテッドカーバイド基体に被覆しても
有用である。
セメンテッドカーバイド体の他にも、本発明は目的被
覆物の炭化物、炭窒化物或いは窒化物の被覆に際して脱
炭し易いその他の基体にこれらの被覆物を施こす場合に
あっても有益である。この種の基体には、例えばスチー
ル、高速度スチール、Co,Ni及び／或いはFeのバインダ
相を含むチタン基硬質材料等がある。
覆物の炭化物、炭窒化物或いは窒化物の被覆に際して脱
炭し易いその他の基体にこれらの被覆物を施こす場合に
あっても有益である。この種の基体には、例えばスチー
ル、高速度スチール、Co,Ni及び／或いはFeのバインダ
相を含むチタン基硬質材料等がある。
チタンの代わりに、酸素含有カーボン拡散バリア層が
Hf,V,Zr,Si,B或いは元素周期律表の第3,4,5,6或いは７
族の金属或いはこれらを組合せたものに基いたものであ
り得る。第一義的な関心は、チタンと同様（アナロジ
イ）に酸素溶解性を有する炭化物及び／或いは炭窒化物
を生成する上記の元素がMetCxOyNz層（但し、Metは上記
金属の１つ）を生成するので（或る種の酸化物などのよ
うな他の酸素含有化合物は別の被覆とよく結合し合うと
はいえ）、これらの層はTiCxOyNz層と同じ有益な効果を
発揮し得る。酸素含有中間層は順次重積した多重のMetC
xOyNz層群であり得る。また、同様にして基体を沈積工
程中に脱炭化するHf,V,Zr,Si,B及び周期律表の第3,4,5,
6或いは７族のその他の金属或いはこれらの組合せから
成る金属の硬質耐摩耗性炭化物、窒化物及び／或いは炭
窒化物も本発明に係わる前被覆（中間層を）された基体
に沈積被覆して有効である。チタンを含む上記金属元素
のこの種耐摩耗性炭化物、炭窒化物及び／或いは窒化物
の被覆物はある程度の量の不純物又は添加物、例えば酸
素、硫黄及び／或いはリンを含み得る。
Hf,V,Zr,Si,B或いは元素周期律表の第3,4,5,6或いは７
族の金属或いはこれらを組合せたものに基いたものであ
り得る。第一義的な関心は、チタンと同様（アナロジ
イ）に酸素溶解性を有する炭化物及び／或いは炭窒化物
を生成する上記の元素がMetCxOyNz層（但し、Metは上記
金属の１つ）を生成するので（或る種の酸化物などのよ
うな他の酸素含有化合物は別の被覆とよく結合し合うと
はいえ）、これらの層はTiCxOyNz層と同じ有益な効果を
発揮し得る。酸素含有中間層は順次重積した多重のMetC
xOyNz層群であり得る。また、同様にして基体を沈積工
程中に脱炭化するHf,V,Zr,Si,B及び周期律表の第3,4,5,
6或いは７族のその他の金属或いはこれらの組合せから
成る金属の硬質耐摩耗性炭化物、窒化物及び／或いは炭
窒化物も本発明に係わる前被覆（中間層を）された基体
に沈積被覆して有効である。チタンを含む上記金属元素
のこの種耐摩耗性炭化物、炭窒化物及び／或いは窒化物
の被覆物はある程度の量の不純物又は添加物、例えば酸
素、硫黄及び／或いはリンを含み得る。
本発明に係わる酸素含有中間層は従来のCVD法（USP
3,837,896参照）によって沈積生成し得る。或いはこの
被覆は反応マグネトロンスパッタ法、イオンプレーティ
ング法、陰極アーク放電沈積法等のPVD法によっても実
行出来る。
3,837,896参照）によって沈積生成し得る。或いはこの
被覆は反応マグネトロンスパッタ法、イオンプレーティ
ング法、陰極アーク放電沈積法等のPVD法によっても実
行出来る。
CVD法による酸素含有中間層の沈積のためには低圧領
域の0.1〜200mbarか相対的に高圧領域の例えば大気圧の
いづれかを選択的に適用出来る。CVD法の場合の沈積温
度は800〜1200℃、好ましくは900〜1050℃の範囲のもの
でよい。同一被覆装置或いは異なる被覆装置のいづれを
使用する場合であっても、異なる工程を実施し得る。窒
素と炭素以外の原子、例えば硫黄（Ｓ）、テルル（T
e）、セレン（Se）、リン（Ｐ）及び／或いは砒素（A
s）のMetCxOyNz層への混入は、酸素含有ガス減種の選定
に依存して起こり得る。
域の0.1〜200mbarか相対的に高圧領域の例えば大気圧の
いづれかを選択的に適用出来る。CVD法の場合の沈積温
度は800〜1200℃、好ましくは900〜1050℃の範囲のもの
でよい。同一被覆装置或いは異なる被覆装置のいづれを
使用する場合であっても、異なる工程を実施し得る。窒
素と炭素以外の原子、例えば硫黄（Ｓ）、テルル（T
e）、セレン（Se）、リン（Ｐ）及び／或いは砒素（A
s）のMetCxOyNz層への混入は、酸素含有ガス減種の選定
に依存して起こり得る。
例１ セメンテッドカーバイド切削インサートは夫々下
記の組成と相条件にある三種のものを用いた。
記の組成と相条件にある三種のものを用いた。
インサート1:約85.9％のWC、55％のCo及び8.6％の立
方晶系の炭化物（TiC−TaC−NbC）を含み、バインダ相
が溶解カーボンに関して殆んど飽和している。
方晶系の炭化物（TiC−TaC−NbC）を含み、バインダ相
が溶解カーボンに関して殆んど飽和している。
インサート2:上記１と同じ組成であるが、バインダ相
（Co）が溶解カーボンに関して飽和からはるかに外れて
エータ相析出限界に近い。
（Co）が溶解カーボンに関して飽和からはるかに外れて
エータ相析出限界に近い。
インサート3:上記１と同じ組成であるが、表面域が立
方晶系炭化物（TiC−TaC−NbC）に関しては欠乏してい
るがバインダ相（Co）に関しては約15μｍの深さまで富
んでおり、このバインダ相は溶解カーボンに関して殆ん
ど飽和している。
方晶系炭化物（TiC−TaC−NbC）に関しては欠乏してい
るがバインダ相（Co）に関しては約15μｍの深さまで富
んでおり、このバインダ相は溶解カーボンに関して殆ん
ど飽和している。
上記1,2及び３の基体に本発明に係わるCVD法による被
覆処理を下記の通り施こした。
覆処理を下記の通り施こした。
セメンテッドカーバイド切削インサート900個を全部
反応器で1000℃に加熱した。この反応器は耐熱合金で製
作されている。
反応器で1000℃に加熱した。この反応器は耐熱合金で製
作されている。
３％のTiCl4,1％のCO及び残部H2から成る反応ガス混
合体を反応器に30分間、6.5／分の流速で流通させ
た。
合体を反応器に30分間、6.5／分の流速で流通させ
た。
次いで、下記条件に従ってTiCの追加被覆処理を施こ
した。
した。
TiCl4 ３％ CH4 10％ H2 残部 ガス流速:6.5／分 反応時間:4時間 この被覆処理による沈積で、基体に隣接して非常に微
細なグレンのTiCO被覆物が0.6μｍ厚で生成され、それ
に続いてTiC被覆物が生成された（これについては更に
表１を参照）。
細なグレンのTiCO被覆物が0.6μｍ厚で生成され、それ
に続いてTiC被覆物が生成された（これについては更に
表１を参照）。
上記三種のインサートは次のように特徴付けられる。
即ち、インサート１ではエータ相生成の傾向が最も弱
く、この傾向はインサート３次いでインサート２の順で
強まっていた。即ち、インサート２の場合が最もエータ
相の生成する傾向は強い。インサート３ではＸ線回折分
析によればTiCO被覆物の組成式は概略TiC0.2Ｏ0.8であ
ることが明らかになった。
即ち、インサート１ではエータ相生成の傾向が最も弱
く、この傾向はインサート３次いでインサート２の順で
強まっていた。即ち、インサート２の場合が最もエータ
相の生成する傾向は強い。インサート３ではＸ線回折分
析によればTiCO被覆物の組成式は概略TiC0.2Ｏ0.8であ
ることが明らかになった。
例２（比較例） 例１と同じ組成のセメンテッドカーバイドインサート
に下記のパラメータに従った沈積方法を施こした。
に下記のパラメータに従った沈積方法を施こした。
TiCl4 ３％ CH4 10％ H2 残部 ガス流速:6.5／分 反応時間:4.0時間 温 度 :1000℃ 沈積は例１と同種の反応器で実行され、その結果約５
μｍ厚のTiC被覆物が生成された。エータ相は全ての種
類の基体（インサート1,2,3）に生成されたがその程度
には差異があった（表１参照）。例１と例２の比較から
基体とTiC層の間に中間TiCO層を介在させた場合、セメ
ンテッドカーバイドインサートからのカーボン拡散作用
が抑制（減少）されていることが明らかになった。
μｍ厚のTiC被覆物が生成された。エータ相は全ての種
類の基体（インサート1,2,3）に生成されたがその程度
には差異があった（表１参照）。例１と例２の比較から
基体とTiC層の間に中間TiCO層を介在させた場合、セメ
ンテッドカーバイドインサートからのカーボン拡散作用
が抑制（減少）されていることが明らかになった。
例 ３ 例１のインサート２に下記のパラメータに従ったCVD
法を施こした。このインサート２は前記例と同じ反応器
で1000℃に加熱された。３％のTiCl4,1％のCO,10％のN2
及び残部H2を含む反応混合ガスを流速6.5／分で15分
間反応器に流した。この後、下記条件に従ってTiCNの被
覆を行った。
法を施こした。このインサート２は前記例と同じ反応器
で1000℃に加熱された。３％のTiCl4,1％のCO,10％のN2
及び残部H2を含む反応混合ガスを流速6.5／分で15分
間反応器に流した。この後、下記条件に従ってTiCNの被
覆を行った。
TiCl4 ３％ CH4 10％ N2 10％ H2 残部 反応時間:3時間 その後、アルミナとTiNの被覆を従来方法に従って実
行した。
行した。
以上の処理の結果は１μｍより小さいが光学顕微鏡で
1000倍においてもなお完全に視ることが出来た層厚のTi
CON被覆物が得られた。また、このTiCON層の上には４μ
ｍと６μｍの間の層厚のTiCN層が被覆され、その上に更
にアルミナ（Al2O3）とTiNの二種の層が順次夫々2.5μ
ｍと0.5μｍ厚で被覆されていた。
1000倍においてもなお完全に視ることが出来た層厚のTi
CON被覆物が得られた。また、このTiCON層の上には４μ
ｍと６μｍの間の層厚のTiCN層が被覆され、その上に更
にアルミナ（Al2O3）とTiNの二種の層が順次夫々2.5μ
ｍと0.5μｍ厚で被覆されていた。
例４（比較例） 例１のインサート２に下記パラメータに従ってCVD法
を施こした。
を施こした。
下記ガス組成の反応混合ガスを反応器に流した。
TiCl4 ３％ CH4 10％ N2 10％ H2 残部 ガス流速:6.5／分 反応時間:3時間15分 温 度 :1000℃ 上記処理の後、例３と同じAl2O3被覆工程とTiN被覆工
程が順次引続き実行された。上記処理の結果、エータ相
が表２に示す通り基体表面に生成されていた。
程が順次引続き実行された。上記処理の結果、エータ相
が表２に示す通り基体表面に生成されていた。
例５ 例１の三種のインサート1,2及び３及び11％のCO,5％
のNi,20％のTiN,6％のTaC,4％のVC,9％のMo2C,16％のWC
及び29％のTiCを含むチタン基硬質材インサートを用
い、これらに前記のものと同じ反応器でCVD法を施こ
し、1000℃に加熱した。
のNi,20％のTiN,6％のTaC,4％のVC,9％のMo2C,16％のWC
及び29％のTiCを含むチタン基硬質材インサートを用
い、これらに前記のものと同じ反応器でCVD法を施こ
し、1000℃に加熱した。
１％のN2O,3％のTiCl4,3％のCH4、残部のH2から成る
反応混合ガスを全ガス流速5.6／分で以って15分間反
応器を通した。
反応混合ガスを全ガス流速5.6／分で以って15分間反
応器を通した。
更に、例３と例４と同じパラメータに従ってTiCN層を
含む被覆物の生成工程を３時間に亘って実行した。この
結果として、TiCON被覆物が0.5μｍより小なる層厚で、
そしてTiCN層が５μｍ厚で夫々生成されていた。
含む被覆物の生成工程を３時間に亘って実行した。この
結果として、TiCON被覆物が0.5μｍより小なる層厚で、
そしてTiCN層が５μｍ厚で夫々生成されていた。
インサート２のみが可視量のエータ相を呈していた。
このエータ相は切刃域で最大１μｍ深さに達する小さな
スポットで出現していた。レーキ面ではエータ相は検出
されなかった。
このエータ相は切刃域で最大１μｍ深さに達する小さな
スポットで出現していた。レーキ面ではエータ相は検出
されなかった。
チタン基硬質材基体では脱炭のこん跡（トレース）は
観測されず、Ni3Tiのような中間相が何ら生成されてい
なかった。
観測されず、Ni3Tiのような中間相が何ら生成されてい
なかった。
例 ６ 例１のインサート１を寸法を除き主要な全ての点で前
述の使用装置に対応した完全スケールの被覆装置に挿填
した。
述の使用装置に対応した完全スケールの被覆装置に挿填
した。
この反応基を1000℃に加熱し、下記のパラメータに従
った被覆法を実行した。
った被覆法を実行した。
TiCl4 ３％ CH4 ３％ CO １％ H2 残部 ガス流速：約8000／時 時 間 :15分 その後、下記パラメータに従ったTiC被覆法を実行し
た。
た。
TiCl4 ３％ CH4 ９％ H2 残部 ガス流速：約8000／時 時 間 :3.5時間 この結果のTiCO層は0.5μｍより小なる層厚であり、T
iC層を含む全被覆物の肉厚は約4.7μｍであった。
iC層を含む全被覆物の肉厚は約4.7μｍであった。
エータ相は検出されなかった。
例７（比較例） 例６と同じ組成のセメンテッドカーバイドインサート
を例６と同じCVD被覆装置に挿填した。この反応器は100
0℃に加熱され、インサートに下記のパラメータに従っ
た被覆法を施こした。
を例６と同じCVD被覆装置に挿填した。この反応器は100
0℃に加熱され、インサートに下記のパラメータに従っ
た被覆法を施こした。
TiCl4 ３％ CH4 ９％ H2 残部 ガス流速：約8000／時 時 間 :3時間45分 その結果、沈積したTiC層は4.0μｍ厚であった。これ
をエッチングすると、１μｍ厚のエータ相領域が切刃域
に見られた。
をエッチングすると、１μｍ厚のエータ相領域が切刃域
に見られた。
例 ８ 例１のインサート１に下記パラメータに従ったCVD被
覆法を施こした。
覆法を施こした。
インサートを980℃に加熱し、反応器を67ミリバール
（mbars）の圧力にまでガス抜きした。
（mbars）の圧力にまでガス抜きした。
４％のTiCl4,1％のCO,3％のCH4及び残部のH2を含有す
る反応混合気を30分間反応器に通した。
る反応混合気を30分間反応器に通した。
この後に、４％のTiCl4,4％のCH4,27.5％のN2及び残
部のH2を含有する反応混合気を３時間30分反応器に通
し、TiCNの被覆処理を実行した。
部のH2を含有する反応混合気を３時間30分反応器に通
し、TiCNの被覆処理を実行した。
この結果、0.2μｍより小なる層厚のTiCO層とそれに
続く２μｍ厚のTiCN層が順次生成されていた。
続く２μｍ厚のTiCN層が順次生成されていた。
１μｍ厚のエータ相領域（ゾーン）がインサートの切
刃域に見い出された。レーキ面にはエータ相のトレース
のみが検出されたに過ぎない。
刃域に見い出された。レーキ面にはエータ相のトレース
のみが検出されたに過ぎない。
例９（比較例） 例１のインサートに下記パラメータに従った被覆法を
施こした。
施こした。
インサートは980℃に加熱され、反応器は67ミリバー
ルまでガス抜きされた。
ルまでガス抜きされた。
４％のTiCl4,4％のCH4,27.5％のN2及び残部のH2から
成る反応混合気を３時間反応器に通した。
成る反応混合気を３時間反応器に通した。
この結果、３μｍ厚のTiCN層が生成された。エータ相
はレーキ面に３μｍ深さまで生成され、切刃域では５μ
ｍ深さまで生成されていた。
はレーキ面に３μｍ深さまで生成され、切刃域では５μ
ｍ深さまで生成されていた。
例 10 例１の三種のインサート1,2及び３に下記パラメータ
に従ったCVD被覆法を施こした。
に従ったCVD被覆法を施こした。
３％のTiCl4,1％のCO,3％のCH4及び残部のH2から成る
混合気を反応器に温度1070℃、大気圧で30分間通した。
混合気を反応器に温度1070℃、大気圧で30分間通した。
この後、更に約２％のHfCl4,20％のN2,8％のCH4及び
残部のH2の混合気を用いて100ミリバールでHfCNの被覆
と約２％のHfCl4,20％のN2、及び残部H2の混合気を用い
てHfNの被覆を実行した。これら二種の被覆時間は夫々
２時間と８時間であった。
残部のH2の混合気を用いて100ミリバールでHfCNの被覆
と約２％のHfCl4,20％のN2、及び残部H2の混合気を用い
てHfNの被覆を実行した。これら二種の被覆時間は夫々
２時間と８時間であった。
この結果、1.3〜1.5μｍ厚のTiCO被覆物、１〜２μｍ
厚のHfCN被覆物及び５μｍ厚のHfN被覆物が生成され
た。
厚のHfCN被覆物及び５μｍ厚のHfN被覆物が生成され
た。
エータ相はムラカミ溶液によるエッチングの後、どの
タイプのインサートにおいても検出されなかった。
タイプのインサートにおいても検出されなかった。
例 11 例１の三種のインサート1,2及び３に下記パラメータ
に従ったCVD被覆法を施こした。
に従ったCVD被覆法を施こした。
反応器は1000℃に加熱され、50ミリバールの圧力まで
ガス抜きされた。
ガス抜きされた。
３％のTiCl4,1％のCO,3％のCH4及び残部のH2を含む反
応混合気を15分間反応器に通した。その後TiCl4ガスの
みを同量のSiCl4ガスに代えた。この代替操作により、
次にSiCとSiO2の二相から成る層が15分間沈積された。
この後SiH4,CH4及びH2の混合気を用いて５時間SiCの沈
積を行った。
応混合気を15分間反応器に通した。その後TiCl4ガスの
みを同量のSiCl4ガスに代えた。この代替操作により、
次にSiCとSiO2の二相から成る層が15分間沈積された。
この後SiH4,CH4及びH2の混合気を用いて５時間SiCの沈
積を行った。
その結果、TiCO−SiC/SiO2の沈積層が0.5μｍ厚で生
成され、その上に４〜５μｍ厚のSiC層が生成された。
エータ相はどの種のインサートにも出現しなかった。
成され、その上に４〜５μｍ厚のSiC層が生成された。
エータ相はどの種のインサートにも出現しなかった。
例 12 例１の三種のインサート1,2及び３に、例11の方法に
従ってTiCOを30分間被覆した。この被覆インサートに
は、３％のB4C,3％のCH4及び残部のH2の反応混合気を67
ミリバール圧で1050℃の温度において、反応器に通すこ
とによりB4Cを更に被覆した。これにより３μｍ厚の被
覆物が沈積された。前記TiCO層の沈積層は0.5〜0.7μｍ
であった。エータ相は、ムラカミ溶液によるエッチング
処理後如何るインサート基体の場合にも検出されなかっ
た。
従ってTiCOを30分間被覆した。この被覆インサートに
は、３％のB4C,3％のCH4及び残部のH2の反応混合気を67
ミリバール圧で1050℃の温度において、反応器に通すこ
とによりB4Cを更に被覆した。これにより３μｍ厚の被
覆物が沈積された。前記TiCO層の沈積層は0.5〜0.7μｍ
であった。エータ相は、ムラカミ溶液によるエッチング
処理後如何るインサート基体の場合にも検出されなかっ
た。
本例（12）と例11のいづれの場合にもＢとSi及びセメ
ンテッドカーバイド間に中間層が沈積層から基体への例
えばＢとSiの拡散を減じているという事態を明確に示し
た如何る相互作用の形跡も観察されなかった。
ンテッドカーバイド間に中間層が沈積層から基体への例
えばＢとSiの拡散を減じているという事態を明確に示し
た如何る相互作用の形跡も観察されなかった。
例 13 例１の三種インサート1,2及び３に下記のパラメータ
に従ったCVD被覆方法を施こした。
に従ったCVD被覆方法を施こした。
反応器は1030℃に加熱し、300ミリバール圧まで脱気
された。約３％のVCl4,1％のCO,3％のCH4及び残部のH2
を含む反応混合気を30分間反応器に通した。この後、２
μｍ厚のTiC層と３μｍ厚のTiN層をこの順番で更に沈積
生成した。その後、0.3−0.4μｍ厚のVCOの層を更に沈
積生成した。その結果のいづれの被覆体からもエータ相
は検出されなかった。
された。約３％のVCl4,1％のCO,3％のCH4及び残部のH2
を含む反応混合気を30分間反応器に通した。この後、２
μｍ厚のTiC層と３μｍ厚のTiN層をこの順番で更に沈積
生成した。その後、0.3−0.4μｍ厚のVCOの層を更に沈
積生成した。その結果のいづれの被覆体からもエータ相
は検出されなかった。
例 14 例１の三種インサート1,2及び３に下記のパラメータ
に従ったCVD被覆方法を施こした。
に従ったCVD被覆方法を施こした。
インサートを耐熱反応器で1000℃に加熱した。
３％のCH4,1％のCO,3％のTiCl4及び残部のH2の反応混
合気を15分間反応器に通した。
合気を15分間反応器に通した。
この後、TiC,Al2O3及びTiNを順次被覆する処理を続行
した。被覆物厚は表３に示してある。
した。被覆物厚は表３に示してある。
例15（比較例） 例１の三種インサート1,2及び３に、例14の方法に相
当するが、但しTiCO層を沈積させないCVD被覆方法を施
こした。結果の被覆物厚（μｍ）は表３に示してある。
当するが、但しTiCO層を沈積させないCVD被覆方法を施
こした。結果の被覆物厚（μｍ）は表３に示してある。
例16 １の三種のインサート1,2及び３及び８％のCO,6％のN
i,16％のWC,39％のTiC,12％のTiN,6％のTaC,4％のVC及
び９％のMo2Cを含有するチタン基硬質材インサートにダ
ブルマグネトロン形式のPVP被覆装置を用い、TiCOを反
応スパッタ法で被覆した。
i,16％のWC,39％のTiC,12％のTiN,6％のTaC,4％のVC及
び９％のMo2Cを含有するチタン基硬質材インサートにダ
ブルマグネトロン形式のPVP被覆装置を用い、TiCOを反
応スパッタ法で被覆した。
工程サイクル中では、基体はTiターゲットを具備した
二つの同じ陰極（カソード）の間に対称的に配置され
た。
二つの同じ陰極（カソード）の間に対称的に配置され
た。
被覆物を沈積させる前に、基体群の或るものは、43×
10-3ミリバール圧のアルゴン雰囲気で400〜500℃に加熱
しながらスパッタエッチング処理によって清浄化され
た。この清浄工程は、一般的にエッチングが適度にされ
ていないならば被覆物の接着が弱くなるが故に、極めて
重要である。
10-3ミリバール圧のアルゴン雰囲気で400〜500℃に加熱
しながらスパッタエッチング処理によって清浄化され
た。この清浄工程は、一般的にエッチングが適度にされ
ていないならば被覆物の接着が弱くなるが故に、極めて
重要である。
被覆工程の間、インサートサンプルを回転させ、且つ
これらに−200Vの負のバイアスを印加した。この被覆工
程はArとCOの混合気中で３×10-3ミリバールの圧力にお
いて約３分間実行された。この結果、１μｍ厚のTiCOが
被覆生成された。
これらに−200Vの負のバイアスを印加した。この被覆工
程はArとCOの混合気中で３×10-3ミリバールの圧力にお
いて約３分間実行された。この結果、１μｍ厚のTiCOが
被覆生成された。
その後、これら被覆インサートをCVD反応器に移し変
えて、例14と例15のものと同じパラメータに従ったCVD
法によりTiCとアルミナをこれらに更に被覆した。
えて、例14と例15のものと同じパラメータに従ったCVD
法によりTiCとアルミナをこれらに更に被覆した。
この結果、TiCO（PVD被覆）が１μｍ厚、TiCが５μｍ
厚,Al2O3が2.5μｍ厚及びTiNが0.5μｍ厚で以って被覆
生成されていた。
厚,Al2O3が2.5μｍ厚及びTiNが0.5μｍ厚で以って被覆
生成されていた。
エータ相は、ムラカミ溶液でのエッチングの後、いづ
れの種類のインサート基体からも検出されなかった。
れの種類のインサート基体からも検出されなかった。
チタン基硬質材インサートでは、脱炭の形跡は観察さ
れず、またNi3Tiのような中間相も生成されていなかっ
た。
れず、またNi3Tiのような中間相も生成されていなかっ
た。
スパッタエッチングされた基体、この種エッチングさ
れていない基体のいづれも基体と目的被覆物の優れた接
着を示しており、これは中間層のもう１つの利点を表す
ものといえる。
れていない基体のいづれも基体と目的被覆物の優れた接
着を示しており、これは中間層のもう１つの利点を表す
ものといえる。
本例（16）は明らかに、CVD法により達成されるもの
と同じ有益な効果が同じく酸素含有中間層を沈積させる
ためのCVD法とは違う別の方法を用いても得られること
を示している。
と同じ有益な効果が同じく酸素含有中間層を沈積させる
ためのCVD法とは違う別の方法を用いても得られること
を示している。
例 17 エータ相は、切刃（エッヂ）の強度が強く要求されて
いる、例えばフライス工作の断続切削のようなある種の
工作中に切刃ラインを損傷させる原因となることは知ら
れている。
いる、例えばフライス工作の断続切削のようなある種の
工作中に切刃ラインを損傷させる原因となることは知ら
れている。
上述の実験から得られた幾つかのインサートを切削工
具の切刃タフネスをテストするように特別に設計された
工作試験にかけた。その結果は表４に要約表示されてい
る。
具の切刃タフネスをテストするように特別に設計された
工作試験にかけた。その結果は表４に要約表示されてい
る。
第1a図は本発明に係わる中間層（第１層）を介在させて
目的被覆物を被覆して成る被覆セメンテッドカーバイド
インサートの研磨断面を示す図面に代わる金属組織の光
学顕微鏡写真、 第1b図はムラカミ溶液でエッチングされてセメンテッド
カーバイド基体と目的被覆物間にエータ相が表われてい
る従来品の被覆インサートを示す第1a図に対応した図面
に代わる金属組織の光学顕微鏡写真、 第2a図は本発明に係わる被覆セメンテッドカーバイドイ
ンサートの切刃ラインの断面を示す図面に代わる金属組
織の光学顕微鏡写真、 第2b図は従来品の被覆セメンテッドカーバイドインサー
トの切刃ラインの断面を示す第2a図に対応する図面に代
わる金属組織の光学顕微鏡写真、 第3a図及び第3b図は本発明に係わる被覆インサートと従
来品の被覆インサート間の工作テスト後の切刃ラインの
ミクロ損傷における相違を夫々示す図面に代わる金属組
織のSEM顕微鏡写真である。
目的被覆物を被覆して成る被覆セメンテッドカーバイド
インサートの研磨断面を示す図面に代わる金属組織の光
学顕微鏡写真、 第1b図はムラカミ溶液でエッチングされてセメンテッド
カーバイド基体と目的被覆物間にエータ相が表われてい
る従来品の被覆インサートを示す第1a図に対応した図面
に代わる金属組織の光学顕微鏡写真、 第2a図は本発明に係わる被覆セメンテッドカーバイドイ
ンサートの切刃ラインの断面を示す図面に代わる金属組
織の光学顕微鏡写真、 第2b図は従来品の被覆セメンテッドカーバイドインサー
トの切刃ラインの断面を示す第2a図に対応する図面に代
わる金属組織の光学顕微鏡写真、 第3a図及び第3b図は本発明に係わる被覆インサートと従
来品の被覆インサート間の工作テスト後の切刃ラインの
ミクロ損傷における相違を夫々示す図面に代わる金属組
織のSEM顕微鏡写真である。
フロントページの続き (72)発明者 マッツ エリック クリステル シェー ストランド スウェーデン国，エス―164 33 キス タ，スタバンゲルガタン 42 (72)発明者 レイフ アルネ エルンスト オーケソ ン スウェーデン国，エス―125 31 エル フショー，ボールゴルダベーゲン 24 (56)参考文献 特開 昭60−238481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−152677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−114572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−98670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−29312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−68779（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−148763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−19372（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】炭化物、窒化物、炭窒化物等を被覆する工
程で脱炭可能な基体と、その上に被覆されて成る表面層
として：基体に隣接した第１被覆物、即ち最内層として
Met CO、Met CON及びMet ONの１種或いは複種から成る
カーボン拡散バリア被覆物；及びその上の第２被覆物と
してMetC,MetN及びMetCNのいづれか１種或いは複種の少
くとも１層から成る耐摩耗性被覆物を含んで成る、但し
MetはTi,Hf,V,Zr,Si,B及び周期律表の第３族〜第７族の
その他の金属のいづれか１種或いは複種の金属であり、
且つ第１被覆物が0.05〜５μｍ厚でありかつ第１被覆物
の肉厚が全被覆厚の２〜25％である、斯ゝる構成の表面
層とから成る被覆工程で脱炭可能な基体の被覆体。 - 【請求項２】基体に隣接した第一被覆層がMet CxOyNzか
ら成り、前記第１被覆層において、ｙ＞0.2及び0.8＜ｘ
＋ｙ＋ｚ＜1.05である、特許請求の範囲第１項に記載の
被覆体。 - 【請求項３】基体がセメンテッドカーバイドから成る特
許請求の範囲第１項乃至第２項のいづれか１項に記載の
被覆体。 - 【請求項４】第２被覆物が0.2μｍより大なる層厚であ
る特許請求の範囲第１項乃至第３項のいづれか１項に記
載の被覆体。 - 【請求項５】第２被覆物の上にアルミナの第３被覆物を
有する特許請求の範囲第１項乃至第４項のいづれか１項
に記載の被覆体。 - 【請求項６】最外層被覆物がTiNから成る特許請求の範
囲第１項乃至第５項のいづれか１項に記載の被覆体。 - 【請求項７】第１被覆物の上の外層被覆物が多重層被覆
物である特許請求の範囲第１項乃至第６項のいづれか１
項に記載の被覆体。 - 【請求項８】基体が平均バインダ相含有量より大なるバ
インダ相を含有する表面域、即ち富バインダ相表面域を
有する特許請求の範囲第１項乃至第７項のいづれか１項
に記載の被覆物。
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|---|---|---|---|---|
| SE9101469D0 (sv) * | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Sandvik Ab | Etsmetod |
| US5665431A (en) * | 1991-09-03 | 1997-09-09 | Valenite Inc. | Titanium carbonitride coated stratified substrate and cutting inserts made from the same |
| US5372873A (en) * | 1992-10-22 | 1994-12-13 | Mitsubishi Materials Corporation | Multilayer coated hard alloy cutting tool |
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| JPH10130865A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-05-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 |
| SE510778C2 (sv) * | 1996-07-11 | 1999-06-21 | Sandvik Ab | Belagt skär för finfräsning av grått gjutjärn |
| USRE40005E1 (en) | 1996-09-06 | 2008-01-15 | Sandvik Intellectual Property Ab | Coated cutting insert |
| SE509560C2 (sv) * | 1996-09-06 | 1999-02-08 | Sandvik Ab | Belagt hårdmetallskär för bearbetning av gjutjärn |
| EP1067210A3 (en) | 1996-09-06 | 2002-11-13 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for providing a hard carbon film on a substrate and electric shaver blade |
| DE19641468A1 (de) * | 1996-10-09 | 1998-04-16 | Widia Gmbh | Verbundkörper |
| ES2157021T3 (es) | 1996-10-09 | 2001-08-01 | Widia Gmbh | Cuerpo compuesto, procedimiento para su fabricacion y utilizacion del cuerpo compuesto. |
| WO1998023786A1 (de) * | 1996-11-29 | 1998-06-04 | W. Blösch AG | Verfahren zur erzeugung von pvd- und/oder pecvd-hartstoffschichten |
| SE511211C2 (sv) * | 1996-12-20 | 1999-08-23 | Sandvik Ab | Ett multiskiktbelagt skärverktyg av polykristallin kubisk bornitrid |
| JP3402146B2 (ja) * | 1997-09-02 | 2003-04-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆超硬合金製エンドミル |
| JP3573256B2 (ja) * | 1998-07-27 | 2004-10-06 | 住友電気工業株式会社 | Ａｌ２Ｏ３被覆ｃＢＮ基焼結体切削工具 |
| US6492011B1 (en) * | 1998-09-02 | 2002-12-10 | Unaxis Trading Ag | Wear-resistant workpiece and method for producing same |
| AU4589301A (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-08 | Kennametal Inc | Cemented carbide tool and method of making |
| US6533910B2 (en) | 2000-12-29 | 2003-03-18 | Lam Research Corporation | Carbonitride coated component of semiconductor processing equipment and method of manufacturing thereof |
| US6988858B2 (en) | 2001-02-28 | 2006-01-24 | Kennametal Inc. | Oxidation-resistant cutting assembly |
| US7311946B2 (en) * | 2003-05-02 | 2007-12-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Methods for depositing metal films on diffusion barrier layers by CVD or ALD processes |
| JP3896358B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2007-03-22 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気ヘッド用基板材料、磁気ヘッド用基板、ヘッドスライダおよび磁気ヘッド用基板の製造方法 |
| US7455918B2 (en) * | 2004-03-12 | 2008-11-25 | Kennametal Inc. | Alumina coating, coated product and method of making the same |
| US7207374B2 (en) * | 2004-10-26 | 2007-04-24 | United Technologies Corporation | Non-oxidizable coating |
| US8637127B2 (en) | 2005-06-27 | 2014-01-28 | Kennametal Inc. | Composite article with coolant channels and tool fabrication method |
| JP2009535536A (ja) | 2006-04-27 | 2009-10-01 | ティーディーワイ・インダストリーズ・インコーポレーテッド | モジュール型の固定カッターボーリングビット、モジュール型の固定カッターボーリングビット本体及びそれに関連する方法 |
| TW200814156A (en) * | 2006-07-21 | 2008-03-16 | Toshiba Kk | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
| CN101522930B (zh) | 2006-10-25 | 2012-07-18 | Tdy工业公司 | 具有改进的抗热开裂性的制品 |
| US8512882B2 (en) * | 2007-02-19 | 2013-08-20 | TDY Industries, LLC | Carbide cutting insert |
| JP2009068047A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Kobe Steel Ltd | 硬質皮膜、硬質皮膜被覆材および冷間塑性加工用金型 |
| US8790439B2 (en) | 2008-06-02 | 2014-07-29 | Kennametal Inc. | Composite sintered powder metal articles |
| US8025112B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-09-27 | Tdy Industries, Inc. | Earth-boring bits and other parts including cemented carbide |
| US9050673B2 (en) * | 2009-06-19 | 2015-06-09 | Extreme Surface Protection Ltd. | Multilayer overlays and methods for applying multilayer overlays |
| US8440314B2 (en) | 2009-08-25 | 2013-05-14 | TDY Industries, LLC | Coated cutting tools having a platinum group metal concentration gradient and related processes |
| US9643236B2 (en) | 2009-11-11 | 2017-05-09 | Landis Solutions Llc | Thread rolling die and method of making same |
| CN102758172A (zh) * | 2011-04-27 | 2012-10-31 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 铁基合金表面镀膜方法及由该方法制得的镀膜件 |
| US8800848B2 (en) | 2011-08-31 | 2014-08-12 | Kennametal Inc. | Methods of forming wear resistant layers on metallic surfaces |
| US9016406B2 (en) | 2011-09-22 | 2015-04-28 | Kennametal Inc. | Cutting inserts for earth-boring bits |
| KR102513060B1 (ko) * | 2017-03-09 | 2023-03-22 | 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 | 코팅된 절삭 공구 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2972556A (en) * | 1958-12-09 | 1961-02-21 | Union Carbide Corp | Composite coated carbonaceous article and process of making the same |
| US4101703A (en) * | 1972-02-04 | 1978-07-18 | Schwarzkopf Development Corporation | Coated cemented carbide elements |
| US3911188A (en) * | 1973-07-09 | 1975-10-07 | Norton Co | High strength composite ceramic structure |
| US4018631A (en) * | 1975-06-12 | 1977-04-19 | General Electric Company | Coated cemented carbide product |
| US4035541A (en) * | 1975-11-17 | 1977-07-12 | Kennametal Inc. | Sintered cemented carbide body coated with three layers |
| FR2357321A1 (fr) * | 1976-07-05 | 1978-02-03 | Stellram Sa | Revetement protecteur stratifie pour pieces d'usure et outils de coupe en metal dur |
| JPS537513A (en) * | 1976-07-10 | 1978-01-24 | Mitsubishi Metal Corp | Covered hard alloy product |
| JPS6055595B2 (ja) * | 1977-08-09 | 1985-12-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆超硬質合金の製造法 |
| JPS5468779A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Coated super-hard alloy material |
| DE2851584B2 (de) * | 1978-11-29 | 1980-09-04 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Verbundkörper |
| US4282289A (en) * | 1980-04-16 | 1981-08-04 | Sandvik Aktiebolag | Method of preparing coated cemented carbide product and resulting product |
| JPS55148763A (en) * | 1980-04-24 | 1980-11-19 | Mitsubishi Metal Corp | Super hard alloy member having hard surface-coating layer with high adhesive strength |
| JPS5719372A (en) * | 1980-07-09 | 1982-02-01 | Hitachi Metals Ltd | Surface coated superhard alloy |
| JPS5798670A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Cutting tool of coated sintered hard alloy |
| IL63802A (en) * | 1981-09-11 | 1984-10-31 | Iscar Ltd | Sintered hard metal products having a multi-layer wear-resistant coating |
| US4490191A (en) * | 1981-12-16 | 1984-12-25 | General Electric Company | Coated product and process |
| US4447263A (en) * | 1981-12-22 | 1984-05-08 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Blade member of cermet having surface reaction layer and process for producing same |
| JPS6089574A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-20 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆焼結硬質合金部材 |
| JPS60114572A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-21 | Mitsubishi Metal Corp | 超硬質被覆層を有する超硬合金部材 |
| JPS60152677A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 立方晶窒化硼素被覆硬質体の製造方法 |
| JPS60238481A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多重層被覆超硬合金 |
| JPS60248879A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-09 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 表面被覆硬質合金及びその製造方法 |
| SE453474B (sv) * | 1984-06-27 | 1988-02-08 | Santrade Ltd | Kompoundkropp belagd med skikt av polykristallin diamant |
| JPH0732961B2 (ja) * | 1986-10-03 | 1995-04-12 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
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