JPH01255657A - 被覆硬質合金およびその製造方法 - Google Patents
被覆硬質合金およびその製造方法Info
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- JPH01255657A JPH01255657A JP8205688A JP8205688A JPH01255657A JP H01255657 A JPH01255657 A JP H01255657A JP 8205688 A JP8205688 A JP 8205688A JP 8205688 A JP8205688 A JP 8205688A JP H01255657 A JPH01255657 A JP H01255657A
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Landscapes
- Physical 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】
イ１発明の目的
（ａ）産業上の利用分野
本発明は、耐摩耗性、耐衝撃性及び耐剥離性に優れた被
覆硬質合金に関するものである。
覆硬質合金に関するものである。
（ｂ）従来の技術
従来より、化学蒸着法（以下ＣＶＤと称す）により、超
硬合金やサーメット上に周期律表４ａ。
硬合金やサーメット上に周期律表４ａ。
５ａまたは６ａ族の炭化物、窒化物、炭窒化物または酸
化アルミニウムの１種または２種以上から構成される１
層以上の膜を被覆し、耐摩耗性を向上させるという技術
は周知である。また、物理蒸着法（以下ＰＶＤと称す）
により、上記基体の上に、上記の化合物から構成される
被覆層を形成し、靭性を損なうことなく耐摩耗性を向上
させるという技術も周知である。なお、ＰＶＤ法による
被膜のＣｕＫα線による（ ２００）面からの回折曲線
の半価幅が２０で０．４°以上である被覆硬質合金が靭
性。
化アルミニウムの１種または２種以上から構成される１
層以上の膜を被覆し、耐摩耗性を向上させるという技術
は周知である。また、物理蒸着法（以下ＰＶＤと称す）
により、上記基体の上に、上記の化合物から構成される
被覆層を形成し、靭性を損なうことなく耐摩耗性を向上
させるという技術も周知である。なお、ＰＶＤ法による
被膜のＣｕＫα線による（ ２００）面からの回折曲線
の半価幅が２０で０．４°以上である被覆硬質合金が靭
性。
耐摩耗性に特に優れることは例えば特開昭５９−１８４
７４号公報に示されている。これらの膜が被覆された超
硬合金やサーメットは回転工具やフライス用工具に用い
られている。
７４号公報に示されている。これらの膜が被覆された超
硬合金やサーメットは回転工具やフライス用工具に用い
られている。
（ｃ）発明が解決しようとする課題
しかし、ＣＶＤ法により被覆された被覆硬質合金は蒸着
温度が高いために被ｍ膜と母材の界面においてＣｏ、
Ｗ等の原子拡散を起こし、被膜と母材の密着強度が高
くなる反面、η相等の脆化層を生じたり、膜の粒成長に
よる緻密性の低下、又被膜に引張残留応力が生じている
こと等から靭性が低下するという問題があった。またＰ
ＶＤ法により被覆した被覆硬質合金は一般にＣＶＤ法（
同じ母材に同じ膜厚で被覆した被覆硬質合金）に比べ、
被膜の構成物質の粒度が細かく、また圧縮応力があり強
靭な膜質である反面、被膜の密着強度がＣＶＤの２〜４
割と低く、特に鋼の高速フライス切削や高送り切削では
膜が初期に剥離してしまうという問題があった。またＰ
ＶＤ法で被覆温度を上げれば密着強度が高くなることは
知られているが、ＣＶＤと同様に靭性が低下してしまう
という問題があった。
温度が高いために被ｍ膜と母材の界面においてＣｏ、
Ｗ等の原子拡散を起こし、被膜と母材の密着強度が高
くなる反面、η相等の脆化層を生じたり、膜の粒成長に
よる緻密性の低下、又被膜に引張残留応力が生じている
こと等から靭性が低下するという問題があった。またＰ
ＶＤ法により被覆した被覆硬質合金は一般にＣＶＤ法（
同じ母材に同じ膜厚で被覆した被覆硬質合金）に比べ、
被膜の構成物質の粒度が細かく、また圧縮応力があり強
靭な膜質である反面、被膜の密着強度がＣＶＤの２〜４
割と低く、特に鋼の高速フライス切削や高送り切削では
膜が初期に剥離してしまうという問題があった。またＰ
ＶＤ法で被覆温度を上げれば密着強度が高くなることは
知られているが、ＣＶＤと同様に靭性が低下してしまう
という問題があった。
口０発明の構成
（ａ）課題を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決する為なされたもので、特
に高速断続切削やねじ切り、溝入れ切削等、被膜の耐剥
離性、耐衝撃性を特に要求される用途に優れた効果を発
揮する被覆硬質合金及びその製造方法を提供することを
目的とする。
に高速断続切削やねじ切り、溝入れ切削等、被膜の耐剥
離性、耐衝撃性を特に要求される用途に優れた効果を発
揮する被覆硬質合金及びその製造方法を提供することを
目的とする。
即ち、超硬合金、サーメット等の硬質合金表面に元素周
期律表４ａ、５ａ又は６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭
窒化物、硼化物又は酸化アルミニウムからなる群より選
ばれた化合物の１種又は２種以上から構成される１層以
上の膜が形成されてなる被覆硬質合金において、当該被
ｍ膜と基材の接着強度がダイヤ圧子を用いたスクラッチ
試験機（図１参照）により測定した剥離臨界荷重が周知
のＣＶＤ法ニヨリ１０００〜１０５０℃ｌ： テＴ ｉ
Ｃヲ被覆した被覆硬質合金のそれと比べ６０％以上で
あり、かつ当該被覆膜のＣｕＫａ線による（２００面）
の回折曲線の半価幅が２θで０．４以上となるようにＰ
ＶＤ法により基板の温度を５５０℃以上９００℃以下、
基板に負荷する電圧を−５０〜−１０ＫＶとし形成する
ものである。
期律表４ａ、５ａ又は６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭
窒化物、硼化物又は酸化アルミニウムからなる群より選
ばれた化合物の１種又は２種以上から構成される１層以
上の膜が形成されてなる被覆硬質合金において、当該被
ｍ膜と基材の接着強度がダイヤ圧子を用いたスクラッチ
試験機（図１参照）により測定した剥離臨界荷重が周知
のＣＶＤ法ニヨリ１０００〜１０５０℃ｌ： テＴ ｉ
Ｃヲ被覆した被覆硬質合金のそれと比べ６０％以上で
あり、かつ当該被覆膜のＣｕＫａ線による（２００面）
の回折曲線の半価幅が２θで０．４以上となるようにＰ
ＶＤ法により基板の温度を５５０℃以上９００℃以下、
基板に負荷する電圧を−５０〜−１０ＫＶとし形成する
ものである。
（ｂ）作用
ここで密着強度が従来のＰＶＤ法では、前記測定方法に
よる臨界応力でＣＶＤの２０〜４０％と低く、種々検討
した結果、鋼の高速フライス切削や、ねじ切、溝入れ切
削においてＣＶＤの６０％以上の密着強度が必要な事が
解った。ここで６０％未満では切削初期において膜が剥
離し、そこから異常摩耗やクレータ−摩耗が進行し工具
が短寿命になる。
よる臨界応力でＣＶＤの２０〜４０％と低く、種々検討
した結果、鋼の高速フライス切削や、ねじ切、溝入れ切
削においてＣＶＤの６０％以上の密着強度が必要な事が
解った。ここで６０％未満では切削初期において膜が剥
離し、そこから異常摩耗やクレータ−摩耗が進行し工具
が短寿命になる。
また、被膜のＣｕＫαによる回折曲線の（２００）面の
半価幅は０．４°以上であれば、被膜の強度が高く靭性
も基板並みとなるが、０．４°未満では被膜の強度が不
足し、チッピング欠は等を起こし短寿命となる。
半価幅は０．４°以上であれば、被膜の強度が高く靭性
も基板並みとなるが、０．４°未満では被膜の強度が不
足し、チッピング欠は等を起こし短寿命となる。
本発明の製造方法については、基板温度が５５０℃未満
の場合被膜と基材の密着強度が低くなり、又は９００℃
を越えると、被膜が粒成長し、又導入された被膜の歪も
低減し、半価幅が０．４°未満となり被膜強度が低下す
る。基板に負荷する電圧は一５０Ｖ以下になると、イオ
ンの加速による運動エネルギーが減少し、基板粒表面の
温度が低下し密着強度が低下する。また、−１０ＫＶ以
上になると加速電圧が高すぎ蒸着イオンがスパッターさ
れ成膜速度が非常に遅くなり実用的でない。
の場合被膜と基材の密着強度が低くなり、又は９００℃
を越えると、被膜が粒成長し、又導入された被膜の歪も
低減し、半価幅が０．４°未満となり被膜強度が低下す
る。基板に負荷する電圧は一５０Ｖ以下になると、イオ
ンの加速による運動エネルギーが減少し、基板粒表面の
温度が低下し密着強度が低下する。また、−１０ＫＶ以
上になると加速電圧が高すぎ蒸着イオンがスパッターさ
れ成膜速度が非常に遅くなり実用的でない。
又基板に負荷する電圧が一５０Ｖ以下になると同じくイ
オンの加速による運動エネルギーが減少することから、
成膜した被覆膜中の歪が減少してしまい、靭性が低下す
るため好ましくないし被膜のＣｕＫａ線による回折曲線
の（２００）面からの半価幅も０．４°以下となってし
まう。
オンの加速による運動エネルギーが減少することから、
成膜した被覆膜中の歪が減少してしまい、靭性が低下す
るため好ましくないし被膜のＣｕＫａ線による回折曲線
の（２００）面からの半価幅も０．４°以下となってし
まう。
実施例
ＪＩＳＰ３０超硬合金のスローアウェイチップ（Ｓ Ｐ
Ｇ ４２２）を基体としその上にＣＶＤ、ＰＶＤ法に
より表に示す条件で被覆し、被覆超硬合金を作製した。
Ｇ ４２２）を基体としその上にＣＶＤ、ＰＶＤ法に
より表に示す条件で被覆し、被覆超硬合金を作製した。
以上のスローアウェイチップを用い、フライス切削試験
を行った。
を行った。
切削条件は被削材Ｓ ＣＭ ４３５．切削速度３００ｍ
／ｍｉｎ、送り０．２ｍｍ ／刃、切込２ｍｍの条件
で行った。
／ｍｉｎ、送り０．２ｍｍ ／刃、切込２ｍｍの条件
で行った。
この条件で１０分切削後の切刃のフランク摩耗量（■、
）を比較した。
）を比較した。
また上記切削チップを自動スクラッチ試験機（Ｃ３ＥＭ
社製のＲＥＶＥＴＥＳＴ）により、臨界剥離筒重重（ク
リティカルロードと示す）を測定した。
社製のＲＥＶＥＴＥＳＴ）により、臨界剥離筒重重（ク
リティカルロードと示す）を測定した。
また、ＣｕＫａ線による（ ２００）面からの回折曲線
の半価幅を測定した。以上の結果をｍ１表にまとめる。
の半価幅を測定した。以上の結果をｍ１表にまとめる。
以上説明した通り本発明による被覆超硬合金は高い密着
強度と強靭な被膜を具備しており、鋼の高速フライス切
削等に優れた効果を発揮する。
強度と強靭な被膜を具備しており、鋼の高速フライス切
削等に優れた効果を発揮する。
第１図は、被覆膜の接着強度を測定するためのスクラッ
チ試験の概念図を示す。図中、１はダイヤモンド圧子、
２はＡＥセンサー、３はコーティングチップを示す。 １ タ゛４ヤモソド、圧子 ２ ＡＥセンサー ３ コー力しグテップ
チ試験の概念図を示す。図中、１はダイヤモンド圧子、
２はＡＥセンサー、３はコーティングチップを示す。 １ タ゛４ヤモソド、圧子 ２ ＡＥセンサー ３ コー力しグテップ
Claims (2)
- （１）超硬合金、サーメット等の硬質合金表面に元素周
期律表４ａ、５ａ又は６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭
窒化物、硼化物または酸化アルミニウムからなる群より
選ばれた化合物の１種又は２種以上から構成された１層
以上の膜が形成されてなる被覆硬質合金において、当該
被覆膜と基材の接着強度がダイヤ圧子を用いたスクラッ
チ試験機により測定した剥離臨界荷重がＣＶＤ法により
１０００〜１０５０℃にてＴｉＣを被覆した被覆硬質合
金のそれと比べ６０％以上であり、かつ当該被覆膜のＣ
ｕＫα線による（２００）面の回折曲線の半価幅が２θ
で０．４゜以上であることを特徴とする被覆硬質合金。 - （２）ＰＶＤ法により請求項１の被覆合金を製造するに
当り温度基材を５５０℃以上９００℃以下、基板に負荷
する電圧を−５０Ｖ〜−１０ＫＶとすることを特徴とす
る被覆硬質合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8205688A JPH01255657A (ja) | 1988-04-02 | 1988-04-02 | 被覆硬質合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8205688A JPH01255657A (ja) | 1988-04-02 | 1988-04-02 | 被覆硬質合金およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01255657A true JPH01255657A (ja) | 1989-10-12 |
Family
ID=13763859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8205688A Pending JPH01255657A (ja) | 1988-04-02 | 1988-04-02 | 被覆硬質合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01255657A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5334813A (en) * | 1976-09-13 | 1978-03-31 | Sumitomo Electric Industries | Coated highhspeed steel |
| JPS56156767A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Highly hard substance covering material |
| JPS5918474A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-30 | Seiko Epson Corp | 平板状物体の反射式検出装置 |
-
1988
- 1988-04-02 JP JP8205688A patent/JPH01255657A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5334813A (en) * | 1976-09-13 | 1978-03-31 | Sumitomo Electric Industries | Coated highhspeed steel |
| JPS56156767A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Highly hard substance covering material |
| JPS5918474A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-30 | Seiko Epson Corp | 平板状物体の反射式検出装置 |
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