JPH01129971A - 被覆切削工具製造法 - Google Patents
被覆切削工具製造法Info
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- JPH01129971A JPH01129971A JP28542487A JP28542487A JPH01129971A JP H01129971 A JPH01129971 A JP H01129971A JP 28542487 A JP28542487 A JP 28542487A JP 28542487 A JP28542487 A JP 28542487A JP H01129971 A JPH01129971 A JP H01129971A
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Links
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は化学蒸着法により切削工具基体に被覆を施し、
該被覆が基体に対し強度な密着力を有し、耐摩耗性、耐
欠損性に優れた被覆切削工具を製造する方法に関するも
のでろる。
該被覆が基体に対し強度な密着力を有し、耐摩耗性、耐
欠損性に優れた被覆切削工具を製造する方法に関するも
のでろる。
被覆切削工具製造法の一つとして従来がらqVD法(化
学蒸着法)が知られているが、最近に、従来の1000
℃以上で行なう)IT−OVD法(高温化学蒸着法)に
比べて比較的低温で被覆するMT−OVD法(中温化学
蒸着法)がよく利用されている。MT−OVD法によれ
ば被膜組織が微粒化し、優れた耐欠損性を有する被覆切
削工具が得られる[文献: MetalProgres
a、 Feb、 1986. p、35〜45 ]。
学蒸着法)が知られているが、最近に、従来の1000
℃以上で行なう)IT−OVD法(高温化学蒸着法)に
比べて比較的低温で被覆するMT−OVD法(中温化学
蒸着法)がよく利用されている。MT−OVD法によれ
ば被膜組織が微粒化し、優れた耐欠損性を有する被覆切
削工具が得られる[文献: MetalProgres
a、 Feb、 1986. p、35〜45 ]。
しかしながら、MT−OVD法に原料とじて低温でも分
解しやすい有機化合物を用いているため、被覆時に被覆
層と基体の界面に遊離炭素(pcと略す)が析出し、被
覆の基体への密着強度を著しく低下させ、これによシ該
被覆が剥離し易くなるに加え、被覆自体の強度も低下し
、切削工具の耐欠損性をも低下させるという問題があっ
た。
解しやすい有機化合物を用いているため、被覆時に被覆
層と基体の界面に遊離炭素(pcと略す)が析出し、被
覆の基体への密着強度を著しく低下させ、これによシ該
被覆が剥離し易くなるに加え、被覆自体の強度も低下し
、切削工具の耐欠損性をも低下させるという問題があっ
た。
例えば、TiO4とOH,C!Mとを原料ガスに用い7
’jMT−OVD法によるTi(C!、 M) O被
覆は例えば特開昭62−44572号公報記載の方法に
よると下記(2)式で表わされている。
’jMT−OVD法によるTi(C!、 M) O被
覆は例えば特開昭62−44572号公報記載の方法に
よると下記(2)式で表わされている。
2 TiO4+ 20BBOM + 3 H1→2TI
CO,M)+6HO1+2CjHIO1@)しかしなが
ら、(2)式に従う化学量論比に各ガス流1を調整して
反応させても、実際には副生成ガスである0HIC2t
jはとんど生成せずにNPCが析出する。
CO,M)+6HO1+2CjHIO1@)しかしなが
ら、(2)式に従う化学量論比に各ガス流1を調整して
反応させても、実際には副生成ガスである0HIC2t
jはとんど生成せずにNPCが析出する。
発明者らは、これを解決するためにH1OIi=C1i
流量に対して、TiO4流量を大過剰にし、Cool中
の0及び11111[子をすべてT i O4と反応さ
せて、cBscwからのP○析出を低下させればよいこ
とを見い出した。ところが、TiO4流!iを大過剰に
すると、今度に被覆時に大量の塩素原子(at)が被膜
に含有され、被覆強度が低下し、耐欠損性が著しく低下
するという副作用が生じるのである。
流量に対して、TiO4流量を大過剰にし、Cool中
の0及び11111[子をすべてT i O4と反応さ
せて、cBscwからのP○析出を低下させればよいこ
とを見い出した。ところが、TiO4流!iを大過剰に
すると、今度に被覆時に大量の塩素原子(at)が被膜
に含有され、被覆強度が低下し、耐欠損性が著しく低下
するという副作用が生じるのである。
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであって
、その目的とするところdMT−OVD法によって基体
との密着強度及び被膜強度の向上した被覆を形成でき、
耐摩耗性、耐欠損性に優れた被覆切削工具を製造できる
方法を提供することにある。
、その目的とするところdMT−OVD法によって基体
との密着強度及び被膜強度の向上した被覆を形成でき、
耐摩耗性、耐欠損性に優れた被覆切削工具を製造できる
方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は超硬
合金又はサーメットからなる基体に化学蒸着法によりM
a族金属の炭窒化物を被覆するにア九シ、被覆層の金属
源としてのVa族金属の塩化物、炭窒素源としての有機
窒素化合物及びII重 ガスの混合ガスを、温度70
0〜900℃において、この際の各ガス量比が1、0
<−<五〇(I) bm c 〉2000 X −(1) (九九しa:Ma族金属塩化物ガス流量b:有機窒素化
合物ガス流量 c:B黛 ガス流量 m:有機窒素化合物−分子中の炭 素原子数と窒素原子数の和 ) 上記(1)及び(…)式を満足する値となるように制御
して反応させることを特徴とする被覆切削工具製造法に
関する。
合金又はサーメットからなる基体に化学蒸着法によりM
a族金属の炭窒化物を被覆するにア九シ、被覆層の金属
源としてのVa族金属の塩化物、炭窒素源としての有機
窒素化合物及びII重 ガスの混合ガスを、温度70
0〜900℃において、この際の各ガス量比が1、0
<−<五〇(I) bm c 〉2000 X −(1) (九九しa:Ma族金属塩化物ガス流量b:有機窒素化
合物ガス流量 c:B黛 ガス流量 m:有機窒素化合物−分子中の炭 素原子数と窒素原子数の和 ) 上記(1)及び(…)式を満足する値となるように制御
して反応させることを特徴とする被覆切削工具製造法に
関する。
上記問題点を解決すべく研究努力の結果、本発明者らは
、原料ガス及びH,ガスの流量比を上記(1)式及び(
II)式の範囲内に制御することにより、IPC及びa
t含有量の極めて少ない被膜を得ることができることを
経験的に見い出した。
、原料ガス及びH,ガスの流量比を上記(1)式及び(
II)式の範囲内に制御することにより、IPC及びa
t含有量の極めて少ない被膜を得ることができることを
経験的に見い出した。
本発明におけるfVafA金属の炭窒化物の原料として
は、lVa属金異金属わちTi、Zr、Hfの塩化物例
えばT1ol@ 、 Zr04 、 Hf04等を金
桟源とし、このガスの流量iaとする。また、炭窒素源
としては有機窒素化合物、例えば0H1011、(!1
1111 、 ’ 0H1(HE CCm0He 0−
01J tCHl (OHl )10 M t CH
B OHl N Hl t H011等を用いること
ができるが、これ等のうちでは副生成物を生じ難く安全
性、の高い点でOH畠am 、 OH,NH=。
は、lVa属金異金属わちTi、Zr、Hfの塩化物例
えばT1ol@ 、 Zr04 、 Hf04等を金
桟源とし、このガスの流量iaとする。また、炭窒素源
としては有機窒素化合物、例えば0H1011、(!1
1111 、 ’ 0H1(HE CCm0He 0−
01J tCHl (OHl )10 M t CH
B OHl N Hl t H011等を用いること
ができるが、これ等のうちでは副生成物を生じ難く安全
性、の高い点でOH畠am 、 OH,NH=。
cn、(1An)、am、が好ましい。この有機窒素化
合物ガスの流量をbとする。またこのときの該有機窒素
化合物−分子中の炭素原子数と窒素原子数の和をmとす
る。
合物ガスの流量をbとする。またこのときの該有機窒素
化合物−分子中の炭素原子数と窒素原子数の和をmとす
る。
本発明に以上のIVa族金属塩化物(iffia)と有
機窒素化合物(tI!、量b)及びH! ガス(流量C
)を、 to≦□く工O・・・(1) bm C≧2000 X□ ・・・(II)となるよ
うに混合し、温度700〜900℃で反応させる。
機窒素化合物(tI!、量b)及びH! ガス(流量C
)を、 to≦□く工O・・・(1) bm C≧2000 X□ ・・・(II)となるよ
うに混合し、温度700〜900℃で反応させる。
ここで、& / bm =L Dとは、混合ガス中の金
属原子数と((!+ll’l原子数(炭素原子数と窒素
原子数との和)が等しい、つまシ有機窒素化合物中のす
べてのC,N原子を被膜の構成原子とすることができる
化学量論値であり、a/bm〈1.0のときriHz流
量にかかわらずpcが析出する。またa/bm)五〇の
ときは、混合ガス中の金属塩化物量が過剰にすぎて、T
1! 流量にかかわらず被膜中に大量の残留ct が
含有される。
属原子数と((!+ll’l原子数(炭素原子数と窒素
原子数との和)が等しい、つまシ有機窒素化合物中のす
べてのC,N原子を被膜の構成原子とすることができる
化学量論値であり、a/bm〈1.0のときriHz流
量にかかわらずpcが析出する。またa/bm)五〇の
ときは、混合ガス中の金属塩化物量が過剰にすぎて、T
1! 流量にかかわらず被膜中に大量の残留ct が
含有される。
FC,残留OLのいずれも含有されない被膜を得るため
には、0)式の条件を満足し、かつ(n)式の条件にな
るように、Hl 流量を大過剰にすることが必要であ
ると、種々の実験から判つ念。
には、0)式の条件を満足し、かつ(n)式の条件にな
るように、Hl 流量を大過剰にすることが必要であ
ると、種々の実験から判つ念。
すなわち、(1)式のa/bm = 1. Of@、あ
くまでも化学量論的な値であり、実際の反応でに有機化
合物のC及びN原子に金属原子と反応しにくく、(り式
を満足したのみでに依然としてpcが析出する。
くまでも化学量論的な値であり、実際の反応でに有機化
合物のC及びN原子に金属原子と反応しにくく、(り式
を満足したのみでに依然としてpcが析出する。
そこで(II)式に従って、Hl ガスを大過剰にす
ると、下記(財)式の反応の平衡を大きく右にずらし、
FCヲCH4ガスとすることができるのである。H,ガ
ス流量が(■)式を満足しない場合には下記(転)式の
反応が進みにくいので、効果が得られない。
ると、下記(財)式の反応の平衡を大きく右にずらし、
FCヲCH4ガスとすることができるのである。H,ガ
ス流量が(■)式を満足しない場合には下記(転)式の
反応が進みにくいので、効果が得られない。
Cj(s) + 2Hm −e CH4頓(iv)
本発明の温度域に700〜900℃が好ましく、700
℃未満でに切削工具にと9望ましい膜・基材間の密着強
度が得、られす、900℃を越えると膜組織が粗粒化し
、コーティング温度の低温化の効果が無になる。なお、
反応系内の圧力に20〜200 torr 程度の通常
の減圧条件でよい。なお本発明を実施する装置は、公知
のOVD装置を用いることができる。
本発明の温度域に700〜900℃が好ましく、700
℃未満でに切削工具にと9望ましい膜・基材間の密着強
度が得、られす、900℃を越えると膜組織が粗粒化し
、コーティング温度の低温化の効果が無になる。なお、
反応系内の圧力に20〜200 torr 程度の通常
の減圧条件でよい。なお本発明を実施する装置は、公知
のOVD装置を用いることができる。
上記のように、ガス流量比を制御して、温度700〜9
00℃で化学蒸着を行なうことによ、9、FC及び残留
aZ含有量が極めて少なく、よって耐摩耗性に優れ被膜
強度、密着強度の高い被膜を得ることができる。本発明
による被覆切削工具は耐摩耗性と耐欠損性の両方を必要
とする7ライス切削工具に最適である。
00℃で化学蒸着を行なうことによ、9、FC及び残留
aZ含有量が極めて少なく、よって耐摩耗性に優れ被膜
強度、密着強度の高い被膜を得ることができる。本発明
による被覆切削工具は耐摩耗性と耐欠損性の両方を必要
とする7ライス切削工具に最適である。
以下、実施例を挙げて、本発明の限定範囲が有効である
ことと、本発明による被覆切削工具の性能が優れること
を具体的に示す。
ことと、本発明による被覆切削工具の性能が優れること
を具体的に示す。
実施例1
we −1o%CO超硬合金(住友電工製、型番sna
432 )を基体とし、lVa属金属塩化物ガスとし
て、TiCt、又d HfC4,、有機窒素化合物とし
てCH30N 、 CBl(lIH)10迅又Fl
CHsMH* およびam ガスを用い、各ガス流量
比を表1に示すようにして、温度850℃で基体上にT
i(0,N)またはHf(C,N)を2μm厚さに被覆
した。得られた一1〜Na13の被覆合金について被膜
と基材の密着強度をスクラッチテスターで測定した。
432 )を基体とし、lVa属金属塩化物ガスとし
て、TiCt、又d HfC4,、有機窒素化合物とし
てCH30N 、 CBl(lIH)10迅又Fl
CHsMH* およびam ガスを用い、各ガス流量
比を表1に示すようにして、温度850℃で基体上にT
i(0,N)またはHf(C,N)を2μm厚さに被覆
した。得られた一1〜Na13の被覆合金について被膜
と基材の密着強度をスクラッチテスターで測定した。
なお、スクラッチテスターはスイス時計社製でダイヤ圧
子先端角130℃、ダイヤ圧子先端径200μmであっ
た。結果を表1に示すが、ガス流量単位に(wl /
win )である。
子先端角130℃、ダイヤ圧子先端径200μmであっ
た。結果を表1に示すが、ガス流量単位に(wl /
win )である。
また、NI&1〜Na13の各被覆合金を用いて以下の
条件で旋削テスト’2行った。テスト結果を表1にまと
めて示す。
条件で旋削テスト’2行った。テスト結果を表1にまと
めて示す。
切削条件(切削速度: 200 m / min s被
削材: 80M 455、送シ:α25■/刃、切込み
:2.0■、切削油:なし) 実施例2 サーメット(住友゛鑞工製、型番spMn 422 )
を基体とし、TiC2a、 CHmCN 、 HI
ガx2表2に示す流量比で混合して、温度850℃
で反応させ、基体上にT1(c、11)t−2μm厚さ
で被覆した。得られた1lj14〜Na18の被覆サー
メットについて、以下の条件で4溝靭性テストを行なっ
た。このテストの結果を破損率価)として表2にまとめ
て示す。ガスfll量単位は―/ minである。
削材: 80M 455、送シ:α25■/刃、切込み
:2.0■、切削油:なし) 実施例2 サーメット(住友゛鑞工製、型番spMn 422 )
を基体とし、TiC2a、 CHmCN 、 HI
ガx2表2に示す流量比で混合して、温度850℃
で反応させ、基体上にT1(c、11)t−2μm厚さ
で被覆した。得られた1lj14〜Na18の被覆サー
メットについて、以下の条件で4溝靭性テストを行なっ
た。このテストの結果を破損率価)として表2にまとめ
て示す。ガスfll量単位は―/ minである。
切削条件(切削速度: 150 m/min、送シ:I
125〜flk17m/刃、切込:2.0m、切削時間
:30sec、繰シ返し数:8回、被削材:8(!M
455、切削油:なし) 実施例5 we −10% Co超硬合金(住友電工製、型番8N
G 452 )を基体とし、Zr04 、 0RB(N
H)*OHs #1!、 ガスを表5に示す流量比で
混合して、850℃で反応させ、Z r (0* 11
’)を2pm厚さで被覆した。得られた119〜24
の試料について以下の条件で4溝靭性テストを行なった
。結果を表2と同様に表3に示す。
125〜flk17m/刃、切込:2.0m、切削時間
:30sec、繰シ返し数:8回、被削材:8(!M
455、切削油:なし) 実施例5 we −10% Co超硬合金(住友電工製、型番8N
G 452 )を基体とし、Zr04 、 0RB(N
H)*OHs #1!、 ガスを表5に示す流量比で
混合して、850℃で反応させ、Z r (0* 11
’)を2pm厚さで被覆した。得られた119〜24
の試料について以下の条件で4溝靭性テストを行なった
。結果を表2と同様に表3に示す。
切削条件(切削速度: 150 m7 min、送り:
l115〜cL20gIl/刃、切込:2m、切削時間
:30sec、繰シ返し数=8回、被4り材:SCM
440、切削油:なし) 〔発明の効果] 本発明により、被膜中に遊離炭素pcが存在せず、その
結果被覆と基体間に強固な密着強度を得ることができ、
まな被覆膜中の残留塩素量が極めて少ない強固な被膜5
を得ることができる。
l115〜cL20gIl/刃、切込:2m、切削時間
:30sec、繰シ返し数=8回、被4り材:SCM
440、切削油:なし) 〔発明の効果] 本発明により、被膜中に遊離炭素pcが存在せず、その
結果被覆と基体間に強固な密着強度を得ることができ、
まな被覆膜中の残留塩素量が極めて少ない強固な被膜5
を得ることができる。
従って本発明による被覆切削工具は、耐摩耗性、耐欠損
性共に優れた特性を示し、耐欠損性を特に要求される7
ライス切削工具に最適である。
性共に優れた特性を示し、耐欠損性を特に要求される7
ライス切削工具に最適である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 超硬合金又はサーメットからなる基体に化学蒸着法によ
りIVa族金属の炭窒化物を被覆するにあたり、被覆層の
金属源としてのIVa族金属の塩化物、炭窒素源としての
有機窒素化合物及びH_2ガスの混合ガスを、温度70
0〜900℃において、この際の各ガス量比が 1.0≦a/(bm)≦3.0( I ) c≧2000×(bm)/a(II) (ただしa:IVa族金属塩化物ガス流量 b:有機窒素化合物ガス流量 c:H_2ガス流量 m:有機窒素化合物一分子中の炭 素原子数と窒素原子数の和) 上記( I )及び(II)式を満足する値となるように制
御して反応させることを特徴とする被覆切削工具製造法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28542487A JPH01129971A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 被覆切削工具製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28542487A JPH01129971A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 被覆切削工具製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01129971A true JPH01129971A (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=17691343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28542487A Pending JPH01129971A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 被覆切削工具製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01129971A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04231468A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-20 | Kyocera Corp | 表面被覆TiCN基サーメット |
JPH04231469A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-20 | Kyocera Corp | 被覆TiCN基サーメット |
US5589223A (en) * | 1990-01-31 | 1996-12-31 | Mitsubishi Material Corp. | Process for producing cermet cutting tools having both longitudinal and granular crystal structures |
US5981078A (en) * | 1995-08-19 | 1999-11-09 | Widia Gmbh | Composite body and process for its production |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28542487A patent/JPH01129971A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5589223A (en) * | 1990-01-31 | 1996-12-31 | Mitsubishi Material Corp. | Process for producing cermet cutting tools having both longitudinal and granular crystal structures |
JPH04231468A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-20 | Kyocera Corp | 表面被覆TiCN基サーメット |
JPH04231469A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-20 | Kyocera Corp | 被覆TiCN基サーメット |
US5981078A (en) * | 1995-08-19 | 1999-11-09 | Widia Gmbh | Composite body and process for its production |
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