JP2990936B2 - 複合硬質膜被覆切削工具 - Google Patents

複合硬質膜被覆切削工具

Info

Publication number
JP2990936B2
JP2990936B2 JP4085970A JP8597092A JP2990936B2 JP 2990936 B2 JP2990936 B2 JP 2990936B2 JP 4085970 A JP4085970 A JP 4085970A JP 8597092 A JP8597092 A JP 8597092A JP 2990936 B2 JP2990936 B2 JP 2990936B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
cbn
diamond
cutting tool
coated
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 - Fee Related
Application number
JP4085970A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05253708A (ja
Inventor
寿彦 岡村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP4085970A priority Critical patent/JP2990936B2/ja
Publication of JPH05253708A publication Critical patent/JPH05253708A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2990936B2 publication Critical patent/JP2990936B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、普通鋼、ステンレス
鋼、鋳鋼などの鉄系合金を切削することができる最表面
に立方晶窒化ホウ素(以下、cBNと記す)膜を被覆し
てなる複合硬質膜被覆切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、cBNは結晶構造がダイヤモン
ドに近似し、硬い物質であるところから焼結基体に被覆
するなどして切削工具として用いられている。このcB
N被覆切削工具は、cBN自体がダイヤモンドのように
高温で鉄と反応することがないので、鉄系合金の切削に
使用することができるなどの利点をもっている。
【0003】上記cBN被覆切削工具としてはすでにい
ろいろなものが開示されており、特開昭57−9588
1号公報には超硬合金基体表面にcBN膜を被覆したc
BN被覆切削工具が記載されており、さらに特開昭61
−41768号公報には、超硬合金基体の表面にcBN
を主体とし、これに六方晶窒化ホウ素、非晶質窒化ホウ
素、周期律表4a,5a,6a族金属の炭化物、窒化
物、ホウ化物およびAl2 3 の少なくとも1種を混合
してなるcBN混合膜を被覆した切削工具が開示されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、cBNは一般
に超硬合金に対する密着性が低いところから、上記公知
のcBN膜またはcBNを主体とする混合膜を被覆した
切削工具は切削中に膜の剥離を起しやすく長期の使用に
耐えることができないために実用に供することができな
かった。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、従
来よりも長期間使用することのできるcBN膜被覆切削
工具を得るべく研究を行った結果、(1) cBN膜は
ダイヤモンドに対する密着性が優れており、基体となる
超硬合金に対してはcBN膜よりもダイヤモンド膜の方
が密着性が優れているところから、超硬合金基体表面に
気相合成法によりダイヤモンド膜を被覆し、ついで上記
ダイヤモンド膜の上にcBN膜を被覆してなる複合硬質
膜被覆切削工具は、ダイヤモンド膜を下地層とすること
によりcBN膜の基体に対する密着性が大幅に向上し、
耐剥離性および耐摩耗性が大幅に向上する、(2) こ
の場合、cBN膜とダイヤモンド膜の間にcBNとダイ
ヤモンドの混合膜を介在させることによりダイヤモンド
膜とcBN膜の強度が向上するとともに耐剥離性および
耐摩耗性が一層向上する、などの知見を得たのである。
【0006】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、通常のWC基超硬合金基体表面に、
cBN膜が最外面となるように、cBN膜およびダイヤ
モンド膜からなる複合膜またはcBN膜とダイヤモンド
膜の間にcBNとダイヤモンドの混合膜を介在させてな
る複合膜を被覆してなるcBNおよびダイヤモンドから
なる複合硬質膜被覆切削工具に特徴を有するものであ
る。
【0007】上記cBNとダイヤモンドの混合膜は、c
BNとダイヤモンドの濃度分布が均一であってもよい
が、濃度傾斜がある方が一層好ましい。
【0008】次に、この発明のcBNおよびダイヤモン
ドからなる複合硬質膜被覆切削工具の製造法を図1にも
とづいて具体的に説明する。
【0009】図1において、1は超硬合金基体、2は基
体支持台、3は石英管、4はタングステンフィラメン
ト、5はRFプラズマコイル、6はホウ素イミドB
2 (NH)3 を充填したボンベ、7はメタンを、8はH
2 はそれぞれ充填したボンベを示す。
【0010】図1に示された装置において、タングステ
ンフィラメント4を加熱しておくと共に基体支持台2を
加熱することにより支持台2上の基体1を加熱してお
き、さらにRFプラズマコイル5により基体1に高周波
プラズマが印加される状態にしておく。かかる状態にお
いてボンベ7および8を開放し、CH4 およびH2 を石
英管3内に導入するとCH4 ガスは励起され、基体1の
表面にダイヤモンド膜を形成する。
【0011】ついでボンベ7のバルブ7′を締め、ボン
ベ6が開放されるように切換えると、ホウ素イミドは石
英管3内にてB2 (NH)3 →2BN+NH3 の如く分
解され、上記ダイヤモンド膜の上にcBN膜が形成され
る。
【0012】また、ボンベ6,7および8のバルブ
6′,7′および8′を同時に開放すると、ダイヤモン
ドとcBNの混合膜が形成される。
【0013】上記cBN膜の生成は赤外線吸収スペクト
ルの吸収ピークを測定することにより判定される。
【0014】
【実施例】
実施例1 図1の支持台2にISO規格TNGN160408の形
状を有するWC基超硬合金製チップを基体1として載置
し、上記チップを温度:800℃に加熱し、タングステ
ンフィラメント4を温度:2000℃に加熱しながらR
Fプラズマコイル5に300Wの電力を供給した。
【0015】ついで、石英管5内にメタンガスおよび水
素ガスを CH4 :10cc/min.、 H2 :1000cc/min.、 となるように流し、チップ表面に厚さ:3μmのダイヤ
モンド膜を形成し、さらに、上記メタンガスの供給を停
止し、ホウ素イミドガスおよび水素ガスを石英管5に、 B2 (NH)3 :10cc/min.、 H2 :1000cc/min.、 となるように供給することにより上記ダイヤモンド膜の
上に厚さ:2μmのcBN膜を形成し、全体の膜厚が5
μmの複合硬質膜を形成し、本発明複合硬質膜被覆チッ
プ(以下、本発明チップ)1を作製した。
【0016】上記本発明チップ1を用い、 被削材:SUS304の丸棒、 切削速度:100m/min.、 送り:0.1mm/rev.、 切込み:0.05mm、 切削時間:20分、 なる条件で連続切削試験し、チップの逃げ面摩耗幅を測
定したところ0.05mmであった。
【0017】実施例2 実施例1で用意したISO規格TNGN160408の
形状を有するWC基超硬合金製チップの表面に実施例1
と同一条件で厚さ:5μmのダイヤモンド膜を形成し、
さらにホウ素イミドガス、メタンガスおよび水素ガスを B2 (NH)3 :5cc/min.、 CH4 :5cc/min.、 H2 :1000cc/min.、 となるように供給し、それにより厚さ:3μmのダイヤ
モンドとcBNの混合比が1:1の混合膜を形成した。
【0018】上記ダイヤモンドとcBNの混合膜を形成
したのち、メタンガスの供給を停止し、 B2 (NH)3 :10cc/min.、 H2 :1000cc/min.、 となるように流すことにより厚さ:2μmのcBN膜を
形成し、全体の膜厚が10μmの複合硬質膜を形成し、
本発明チップ2を作製した。このようにして作製された
本発明チップ2についても実施例1と同一条件の連続切
削試験を行ない、チップの逃げ面摩耗幅を測定したとこ
ろ、0.03mmであった。 実施例3 実施例2において、混合膜を形成するに際し、ホウ素イ
ミドおよびメタンの流量を、 B2 (NH)3 :0cc/min.→10cc/min.、 CH4 :10cc/min.→0cc/min.、 となるように変化させながら供給し、同時に水素ガスを H2 :1000cc/min.(一定)、 となるように供給することにより、ダイヤモンドとcB
Nの混合割合が膜厚方向に変化する厚さ:8μmの混合
膜を形成し、それ以外は実施例2と同一条件でダイヤモ
ンド膜およびcBN膜を形成し、全体の膜厚が15μm
となる複合硬質膜を有する本発明チップ3を作製した。
【0019】この本発明チップ3についても実施例1に
示した条件と同一条件の連続切削試験を行ない、逃げ面
摩耗幅を測定したところ、0.03mmであった。
【0020】従来例1 実施例1で用意したISO規格TNGN160408の
形状を有するWC基超硬合金製チップを基体とし、ホウ
素イミドガスおよび水素ガスを石英管に、 B2 (NH)3 :10cc/min.、 H2 :1000cc/min.、 となるように供給し、厚さ:10μmのcBN単層膜を
形成することにより従来チップ1を作製した。
【0021】この従来チップ1についても実施例1で行
った連続切削試験と同一の条件で切削試験したところ、
10分でチッピングが発生し、それ以降は切削すること
ができなかった。
【0022】以上の実施例1〜3および従来例1で得ら
れた本発明チップ1〜3および従来チップ1の硬質膜お
よび連続切削試験結果をまとめると表1の如くなる。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】表1に示される結果から、本発明チップ
1〜3は、従来チップ1と比較して耐摩耗性に優れてい
ると共に長期間の使用に耐えることができ、この発明の
切削工具を用いることにより、従来よりもチップの交換
回数を減らすことができ、産業上すぐれた効果をもたら
すものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明で使用する装置の概略図である。
【符号の説明】
1 基体 2 基体支持台 3 石英管 4 タングステンフィラメント 5 RFプラズマコイル 6 B2 (NH)3 ボンベ 7 CH4 ボンベ 8 H2 ボンベ 6′ バルブ 7′ バルブ 8′ バルブ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C30B 25/02 C30B 25/02 P 29/04 29/04 X

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通常の超硬合金基体の表面に、ダイヤモ
    ンド膜および立方晶窒化ホウ素(以下、cBNと記す)
    膜からなる複合硬質膜を上記cBN膜が最外面となるよ
    うに被覆してなることを特徴とする複合硬質膜被覆切削
    工具。
  2. 【請求項2】 上記複合硬質膜は、ダイヤモンド膜、ダ
    イヤモンドとcBNの混合膜およびcBN膜からなり、
    上記混合膜はダイヤモンド膜とcBN膜の間に介在して
    いることを特徴とする請求項1記載の複合硬質膜被覆切
    削工具。
  3. 【請求項3】 上記混合膜は、ダイヤモンド膜方向に向
    ってダイヤモンド濃度が増加し、cBN膜方向に向って
    cBN濃度が増加している傾斜濃度を有することを特徴
    とする請求項2記載の複合硬質膜被覆切削工具。
JP4085970A 1992-03-09 1992-03-09 複合硬質膜被覆切削工具 Expired - Fee Related JP2990936B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4085970A JP2990936B2 (ja) 1992-03-09 1992-03-09 複合硬質膜被覆切削工具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4085970A JP2990936B2 (ja) 1992-03-09 1992-03-09 複合硬質膜被覆切削工具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05253708A JPH05253708A (ja) 1993-10-05
JP2990936B2 true JP2990936B2 (ja) 1999-12-13

Family

ID=13873588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4085970A Expired - Fee Related JP2990936B2 (ja) 1992-03-09 1992-03-09 複合硬質膜被覆切削工具

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2990936B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05253708A (ja) 1993-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ashfold et al. Thin film diamond by chemical vapour deposition methods
Inspektor et al. Superhard coatings for metal cutting applications
US5435815A (en) Cutting tool employing vapor-deposited polycrystalline diamond for cutting edge and method of manufacturing the same
CN1134470A (zh) 涂层切削刀片
JPH01153228A (ja) 気相合成ダイヤモンド工具の製造法
CN111482622B (zh) 一种涂层切削刀具及其制备方法
JPS61124573A (ja) ダイヤモンド被覆基材及びその製造方法
Lux et al. Diamond for tooling and abrasives
Karner et al. CVD diamond coated cemented carbide cutting tools
EP1165860B1 (en) Diamond-coated tool
JP2990936B2 (ja) 複合硬質膜被覆切削工具
JP2990935B2 (ja) 複合硬質厚膜被覆切削工具
JPS6267174A (ja) 硬質炭素膜被覆超硬合金の製造法
US5567522A (en) Diamond cutting tool and method of manufacturing the same
JPH0196073A (ja) ダイヤモンドの鑞付け方法
Murakawa et al. Forming of a grinding wheel using a dresser with brazed diamond film
JPH04263074A (ja) ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素被覆硬質材料
JPH01317112A (ja) 高強度多結晶ダイヤモンド及びその製造方法
JPH0671503A (ja) ダイヤモンド切削工具およびその製造方法
JP4133150B2 (ja) ダイヤモンド膜被覆部材の製造方法
US5492770A (en) Method and apparatus for vapor deposition of diamond film
JPH08151297A (ja) ダイヤモンドの製造方法
Söderberg et al. Properties and performance of diamond coated ceramic cutting tools
JPH04168276A (ja) ダイヤモンド被覆超硬合金工具
JPH07237996A (ja) ダイヤモンド膜の形成方法、ダイヤモンド膜を被覆した工具の製造方法及びダイヤモンド膜を被覆した工具

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990914

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071015

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015

Year of fee payment: 10

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101015

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees