JPH02138458A - 複合硬質材料及びその製造方法 - Google Patents
複合硬質材料及びその製造方法Info
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- JPH02138458A JPH02138458A JP28973488A JP28973488A JPH02138458A JP H02138458 A JPH02138458 A JP H02138458A JP 28973488 A JP28973488 A JP 28973488A JP 28973488 A JP28973488 A JP 28973488A JP H02138458 A JPH02138458 A JP H02138458A
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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、複合硬質材料及びその製造方法に関し、特に
耐摩耗性の優れた複合硬質材料及びその製造方法に係わ
る。
耐摩耗性の優れた複合硬質材料及びその製造方法に係わ
る。
［従来の技術及び課題］
ＴＩ Ｃ，、ＴＩ Ｎを初めとしてＴｉ （Ｃ−Ｎ）
、（Ｔｌ、Ｈｆ’）Ｎ、（ＴＩ、Ｚｒ）Ｎ等の耐摩耗性
を有する硬質材料を高速度鋼、超硬合金に被覆した複合
硬質材料は耐摩耗部品、切削工具等で長年に亙って工業
的に利用されてきている。しかしながら、工業的利用の
面から更に苛酷な使用条件に耐える複合硬質材料が要望
されている。
、（Ｔｌ、Ｈｆ’）Ｎ、（ＴＩ、Ｚｒ）Ｎ等の耐摩耗性
を有する硬質材料を高速度鋼、超硬合金に被覆した複合
硬質材料は耐摩耗部品、切削工具等で長年に亙って工業
的に利用されてきている。しかしながら、工業的利用の
面から更に苛酷な使用条件に耐える複合硬質材料が要望
されている。
上述した要望から、３元系の複合材料に止まらず更に４
元系へと多元系への開発が進んでいる。その中で（Ｔｌ
、Ａｐ、Ｖ）Ｎ系の複合材料はＡｐ、Ｖ成分を含むため
、耐摩耗性に優れており、該複合材料を基材被覆した複
合硬質材料は、従来の複合硬質材料（例えば基材上にＴ
ｉＮを被覆したもの）に比べてクレータ及びフランク摩
耗量が少ないため、有望な切削工具用材料と考えられて
いる。
元系へと多元系への開発が進んでいる。その中で（Ｔｌ
、Ａｐ、Ｖ）Ｎ系の複合材料はＡｐ、Ｖ成分を含むため
、耐摩耗性に優れており、該複合材料を基材被覆した複
合硬質材料は、従来の複合硬質材料（例えば基材上にＴ
ｉＮを被覆したもの）に比べてクレータ及びフランク摩
耗量が少ないため、有望な切削工具用材料と考えられて
いる。
しかしながら、（Ｔｆ 、Ａｌ１．Ｖ）Ｎの組成の複合
被膜を所望の基材上に直接被覆すると、基材と複合被膜
との化学組成、結晶構造の相違からそれらの界面での構
成ギャップにより密着性が不十分となったり、熱膨張係
数のギャップにより熱応力下で界面から複合被膜が剥離
する等の問題があった。
被膜を所望の基材上に直接被覆すると、基材と複合被膜
との化学組成、結晶構造の相違からそれらの界面での構
成ギャップにより密着性が不十分となったり、熱膨張係
数のギャップにより熱応力下で界面から複合被膜が剥離
する等の問題があった。
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、耐摩耗性の優れた（ＴＩ、ｌ！。
ので、耐摩耗性の優れた（ＴＩ、ｌ！。
Ｖ）Ｎ組成を有する複合被膜を基材上にそれら界面での
クラックや剥離発生等を招くことなく良好に密着させた
複合硬質材料、並びにかかる複合硬質材料を簡単な工程
により製造し得る方法を提供しようとするものである。
クラックや剥離発生等を招くことなく良好に密着させた
複合硬質材料、並びにかかる複合硬質材料を簡単な工程
により製造し得る方法を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、基材上に、該基材側からＡｌｌ量又はＶｆｆ
ｉを段階的もしくは連続的に増加させた（ＴＩ 。
ｉを段階的もしくは連続的に増加させた（ＴＩ 。
Ａ、Ｑ、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する複合被膜を被覆し
たことを特徴とする複合硬質材料である。
たことを特徴とする複合硬質材料である。
上記基材としては、例えば高速度鋼、超硬合金、サーメ
ット等からなるものを挙げることができる。
ット等からなるものを挙げることができる。
また、本発明方法は基材上にＴＩ 、Ａｌ及びＶ又はそ
れら金属の合金を蒸着すると同時にイオン源より窒素イ
オンを照射するイオンミキシング法により該基材側から
Ａｇｆｆ１又はＶｉｌを段階的もしくは連続的に増加さ
せた（ＴＩ 、Ａ［、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する複合
被膜を形成することを特徴とする複合硬質材料の製造方
法である。
れら金属の合金を蒸着すると同時にイオン源より窒素イ
オンを照射するイオンミキシング法により該基材側から
Ａｇｆｆ１又はＶｉｌを段階的もしくは連続的に増加さ
せた（ＴＩ 、Ａ［、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する複合
被膜を形成することを特徴とする複合硬質材料の製造方
法である。
上記Ｔｉ５ＡＩＩＳＶの蒸着手段としては、ターゲット
を利用したイオンビームスパッタ法と、電子ビームによ
る真空蒸着を挙げることができる。
を利用したイオンビームスパッタ法と、電子ビームによ
る真空蒸着を挙げることができる。
前者の方法では、所定の化学組成を有するＴｌＡ１１−
Ｖ合金ターゲットを利用してもよく、或いはＴｉ 、Ａ
ｉ）及びＶの単体の金属ターゲットに順次スパッタイオ
ンビームを照射して合金膜を基材表面に蒸着してもよい
。この場合、スパッタイオンビームの加速電圧、ビーム
電流を調節したり、ターゲットにイオンビームを照射す
る時間を調節することにより蒸着組成を制御することが
可能となる。また、電子ビームを用いる真空蒸着法の場
合はトリプルハース方式で電子ビームによりＴｌとＡｌ
とＶを蒸着するが、ＴＩとＡｇとＶとを連続的に蒸着す
ることも可能であり、適当な時間間隔をおいて蒸着する
ことも可能であり、組成制御も可能である。
Ｖ合金ターゲットを利用してもよく、或いはＴｉ 、Ａ
ｉ）及びＶの単体の金属ターゲットに順次スパッタイオ
ンビームを照射して合金膜を基材表面に蒸着してもよい
。この場合、スパッタイオンビームの加速電圧、ビーム
電流を調節したり、ターゲットにイオンビームを照射す
る時間を調節することにより蒸着組成を制御することが
可能となる。また、電子ビームを用いる真空蒸着法の場
合はトリプルハース方式で電子ビームによりＴｌとＡｌ
とＶを蒸着するが、ＴＩとＡｇとＶとを連続的に蒸着す
ることも可能であり、適当な時間間隔をおいて蒸着する
ことも可能であり、組成制御も可能である。
前記イオン源より照射する窒素イオンは、蒸着と独立し
て操作することが可能である。このため、蒸着量と窒素
イオンの相対的な組成比率は自由に調節でき、目的とす
る所定比率の（ＴＩ ＳＡ［。
て操作することが可能である。このため、蒸着量と窒素
イオンの相対的な組成比率は自由に調節でき、目的とす
る所定比率の（ＴＩ ＳＡ［。
Ｖ）Ｎの被膜を形成することが可能であり、組成を段階
的もしくは連続的に制御することが可能である。
的もしくは連続的に制御することが可能である。
［作用］
本発明によれば、基材上に、該基材側からＡｌｌ量又は
Ｖ量を段階的もしくは連続的に増加させた（ＴＩ 、Ａ
ｌｌ、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する複合被膜を被覆する
ことによって、基材と接する複合被膜の界面での極端な
組成の落差に起因する複合被膜のクラックや剥離等の発
生を防止できると共に基材に対する密着性を向上できる
。また、（Ｔ１ 、Ａｌ、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する
複合被膜において、Ａｇｆｆ１リツチ側ではＡｆｆｆｆ
ｉの増大に伴ってフランク摩耗が少なくなるが、反面ク
レータ摩耗が多くなる傾向がある。一方、Ｖ量すッチ側
ではＶ量の増大に伴ってクレータ摩耗が少なくなるが、
反面フランク摩耗が多くなる傾向がある。このようなこ
とから、複合被膜中の１ｍ又はｖｆｆｉを基材側から段
階的もしくは連続的に増加させることによって、単一の
（Ｔｉ 、Ａｇ、ｖ）Ｎ組成構造を有する複合被膜の前
記欠点を補って総合的に安定した耐摩耗性を有する複合
被膜を基材上に被覆した複合硬質材料を得ることができ
る。
Ｖ量を段階的もしくは連続的に増加させた（ＴＩ 、Ａ
ｌｌ、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する複合被膜を被覆する
ことによって、基材と接する複合被膜の界面での極端な
組成の落差に起因する複合被膜のクラックや剥離等の発
生を防止できると共に基材に対する密着性を向上できる
。また、（Ｔ１ 、Ａｌ、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する
複合被膜において、Ａｇｆｆ１リツチ側ではＡｆｆｆｆ
ｉの増大に伴ってフランク摩耗が少なくなるが、反面ク
レータ摩耗が多くなる傾向がある。一方、Ｖ量すッチ側
ではＶ量の増大に伴ってクレータ摩耗が少なくなるが、
反面フランク摩耗が多くなる傾向がある。このようなこ
とから、複合被膜中の１ｍ又はｖｆｆｉを基材側から段
階的もしくは連続的に増加させることによって、単一の
（Ｔｉ 、Ａｇ、ｖ）Ｎ組成構造を有する複合被膜の前
記欠点を補って総合的に安定した耐摩耗性を有する複合
被膜を基材上に被覆した複合硬質材料を得ることができ
る。
更に、本発明によれば組成制御、組成の段階的もしくは
連続的な制御が容易なイオンミキシング法を採用するこ
とによって、既述したような耐摩耗性を有する複合被膜
を基材上に対してクラック等を発生せずに良好に密着、
被覆した複合硬質材料を簡単に製造することができる。
連続的な制御が容易なイオンミキシング法を採用するこ
とによって、既述したような耐摩耗性を有する複合被膜
を基材上に対してクラック等を発生せずに良好に密着、
被覆した複合硬質材料を簡単に製造することができる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１
まず、基材としての３０Ｘ ＢＯＸ ２ ａｍの寸法の
高速度鋼板及びＴｉ板を用意し、これらの板をイオン照
射と蒸着機能を備えた真空チャンバ内のホルダに夫々保
持した。つづいて、このチャンバ内を５Ｘ １０−６ｔ
ｏｒｒに真空引きした後、イオン源から加速電圧５ｋＶ
のＡｒイオンを引き出し、前記板に照射して表面清浄化
のための前処理を施した。次いで、ＴＩ Ａｉ）及び
Ｖをトリプルハース方式の電子ビーム蒸着法で、まず前
記高速度鋼板又はＴｉ板１こＴｌを３．０人／ｓｅｅ、
Ｖを０．１６人／ ｓｅｅの蒸着速度で蒸着しながら、
ＡＩを０．１０〜０．８４人／ ｓｅｅの蒸着速度で次
第に蒸着速度を増大させて、ＴＩ−Ａｇ−■の組成変化
がなされた連続膜を形成すると同時にイオン源から窒素
イオンを加速電圧１０ｋＶ、イオン電流密度０．５ｍＡ
／ｃ−の条件で引き出し、該連続膜に照射して厚さ４μ
ｍの複合窒化物膜を形成して複合硬質材料を製造した。
高速度鋼板及びＴｉ板を用意し、これらの板をイオン照
射と蒸着機能を備えた真空チャンバ内のホルダに夫々保
持した。つづいて、このチャンバ内を５Ｘ １０−６ｔ
ｏｒｒに真空引きした後、イオン源から加速電圧５ｋＶ
のＡｒイオンを引き出し、前記板に照射して表面清浄化
のための前処理を施した。次いで、ＴＩ Ａｉ）及び
Ｖをトリプルハース方式の電子ビーム蒸着法で、まず前
記高速度鋼板又はＴｉ板１こＴｌを３．０人／ｓｅｅ、
Ｖを０．１６人／ ｓｅｅの蒸着速度で蒸着しながら、
ＡＩを０．１０〜０．８４人／ ｓｅｅの蒸着速度で次
第に蒸着速度を増大させて、ＴＩ−Ａｇ−■の組成変化
がなされた連続膜を形成すると同時にイオン源から窒素
イオンを加速電圧１０ｋＶ、イオン電流密度０．５ｍＡ
／ｃ−の条件で引き出し、該連続膜に照射して厚さ４μ
ｍの複合窒化物膜を形成して複合硬質材料を製造した。
この複合硬質材料の複合窒化物膜の最上層の組成はｆｌ
／２ （７５ａｔ％Ｔｉ −２１ａｔ％Ａｊ！−４
ａｔ％Ｖ）１５０ａｔ％Ｎであることが薄膜用Ｘ線回折
及びＸ線マイクロアナライザ分析で確認された。
／２ （７５ａｔ％Ｔｉ −２１ａｔ％Ａｊ！−４
ａｔ％Ｖ）１５０ａｔ％Ｎであることが薄膜用Ｘ線回折
及びＸ線マイクロアナライザ分析で確認された。
比較例１
前記実施例１と同様な前処理を施した高速度鋼板及びＴ
ｌ板に電子ビームによるトリプルハース方式と窒素イオ
ンの照射により厚さ４μｍの（１／２ （７５ａｔ％
Ｔｉ −２１ａｔ％Ａ４７−４ａｔ％Ｖ）＋５０８ｔ％
Ｎの組成を持つ複合被膜を直接形成して複合硬質材料を
製造した。なお、各金属の蒸着速度はＴｉを３．０人／
ｓｅｅ、Ａｐを０．８４人／ｓｅｅ、Ｖを０．１６人／
′Ｓｅｅとし、窒素イオンの照射を加速電圧１０ｋＶ、
イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃｄの条件で行なった。
ｌ板に電子ビームによるトリプルハース方式と窒素イオ
ンの照射により厚さ４μｍの（１／２ （７５ａｔ％
Ｔｉ −２１ａｔ％Ａ４７−４ａｔ％Ｖ）＋５０８ｔ％
Ｎの組成を持つ複合被膜を直接形成して複合硬質材料を
製造した。なお、各金属の蒸着速度はＴｉを３．０人／
ｓｅｅ、Ａｐを０．８４人／ｓｅｅ、Ｖを０．１６人／
′Ｓｅｅとし、窒素イオンの照射を加速電圧１０ｋＶ、
イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃｄの条件で行なった。
しかして、真空チャンバから取出した本実施例１及び比
較例１の複合硬質材料を切断し、断面をＳＥＭで観察し
た。その結果、比較例１の複合硬質材料では基材として
高速度鋼板を用いた場合、基材と複合被膜の界面付近で
複合被膜内に僅かであるがマイクロクラックの発生が認
められ、また基材としてＴｉ板を用いた場合、基材と複
合被膜の界面付近で複合被膜の剥離が多少認められた。
較例１の複合硬質材料を切断し、断面をＳＥＭで観察し
た。その結果、比較例１の複合硬質材料では基材として
高速度鋼板を用いた場合、基材と複合被膜の界面付近で
複合被膜内に僅かであるがマイクロクラックの発生が認
められ、また基材としてＴｉ板を用いた場合、基材と複
合被膜の界面付近で複合被膜の剥離が多少認められた。
これに対し、本実施例１の複合硬質材料では高速度鋼板
、Ｔｌ板いずれにおいても、これら板と複合被膜との界
面にも何等の欠陥も観察されず良好な被覆構造を有する
ことが確認された。
、Ｔｌ板いずれにおいても、これら板と複合被膜との界
面にも何等の欠陥も観察されず良好な被覆構造を有する
ことが確認された。
実施例２
一般的なＣＶＤ法によりＴｉ Ｎ膜が被覆された超硬合
金チップをイオン照射と蒸着機能を備えた真空チャンバ
内のホルダに保持した。つづいて、このチャンバ内を５
Ｘ ！Ｏ−６ｔｏｒｒに真空引きした後、イオン源か
ら加速電圧５ｋＶのＡｒイオンを引き出し、前記チップ
表面に５分間照射して表面清浄化のための前処理を施し
た。ひきつづき、同一の回転体に取付けられたＴＩ
Ａｆｉ、Ｖの夫々の単体ターゲットを所定の時間間隔を
もって回転し、これにスパッタイオン源より加速電圧３
．５ｋＶ、イオン電流２．ＯＡで引出したＡｒイオンを
照射して前記チップにスパッタ蒸着すると同時に他のイ
オン源から窒素イオンを加速電圧１０ｋＶ。
金チップをイオン照射と蒸着機能を備えた真空チャンバ
内のホルダに保持した。つづいて、このチャンバ内を５
Ｘ ！Ｏ−６ｔｏｒｒに真空引きした後、イオン源か
ら加速電圧５ｋＶのＡｒイオンを引き出し、前記チップ
表面に５分間照射して表面清浄化のための前処理を施し
た。ひきつづき、同一の回転体に取付けられたＴＩ
Ａｆｉ、Ｖの夫々の単体ターゲットを所定の時間間隔を
もって回転し、これにスパッタイオン源より加速電圧３
．５ｋＶ、イオン電流２．ＯＡで引出したＡｒイオンを
照射して前記チップにスパッタ蒸着すると同時に他のイ
オン源から窒素イオンを加速電圧１０ｋＶ。
イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃシの条件で引き出し、該
スパッタ蒸着膜に照射して厚さ４μｍの（Ｔｉ。
スパッタ蒸着膜に照射して厚さ４μｍの（Ｔｉ。
Ａｌ１．Ｖ）Ｎの組成を有する複合窒化物膜を形成して
複合硬質材料を製造した。なお、各金属のスパッタ蒸着
量はＡｒイオン照射時間を所定の値にコントロールし、
ＴＩ 、Ａｇターゲットに対して一定の照射時間とし、
■ターゲットに対して成膜の初期から次第にスパッタ量
を増加せしめて最終的には所定の一定値にコントロール
して複合被膜を形成した。得られた複合硬質材料の断面
を研磨し、複合被膜のＸ線マイクロアナライザ分析及び
オージェ分析による線分析を行なったところ、基材とし
てのチップとの界面からＶＱが増加していることが判明
し、定量分析により最上層が（１／２ （７５ａｔ％
Ｔｌ−２１ａｔ％ＡＮ−４ａｔ％Ｖ） ｌ ５０ａｔ％
Ｎの組成となっていることが確認された。
複合硬質材料を製造した。なお、各金属のスパッタ蒸着
量はＡｒイオン照射時間を所定の値にコントロールし、
ＴＩ 、Ａｇターゲットに対して一定の照射時間とし、
■ターゲットに対して成膜の初期から次第にスパッタ量
を増加せしめて最終的には所定の一定値にコントロール
して複合被膜を形成した。得られた複合硬質材料の断面
を研磨し、複合被膜のＸ線マイクロアナライザ分析及び
オージェ分析による線分析を行なったところ、基材とし
てのチップとの界面からＶＱが増加していることが判明
し、定量分析により最上層が（１／２ （７５ａｔ％
Ｔｌ−２１ａｔ％ＡＮ−４ａｔ％Ｖ） ｌ ５０ａｔ％
Ｎの組成となっていることが確認された。
比較例２
前記実施例２と同様に表面清浄化処理されたＴｉＮ膜が
被覆された超硬合金チップにスパッタ蒸着と窒素イオン
の照射により厚さ４μｍのｆｌ ／２ （７５ａｔ％
Ｔｌ −２１ａｔ％ＡＲ−４ａｔ％Ｖ）１５０ａｔ％Ｎ
組成を有する複合窒化物膜のみを形成して複合硬質材料
を製造した。
被覆された超硬合金チップにスパッタ蒸着と窒素イオン
の照射により厚さ４μｍのｆｌ ／２ （７５ａｔ％
Ｔｌ −２１ａｔ％ＡＲ−４ａｔ％Ｖ）１５０ａｔ％Ｎ
組成を有する複合窒化物膜のみを形成して複合硬質材料
を製造した。
しかして、本実施例２及び比較例２の複合硬質材料１．
：ヨリＨｅ −２８０（７）ＳＮＣＭ８鋼をＶ −２２
０ｍ／＋ｇｌｎ Ｓ ｆ −０，２８ｍｍ／ｒ
ｅｖ Ｓ ｔ −１，５ｍｍ （１回の切削
時での切り込み量）の条件で切削した時の耐摩耗性を調
べた。その結果、本実施例２の複合硬質材料では１０分
間でＶＢ−０，１０ｍｍであったが、比較例２の複合硬
質材料では１０分間でＶｓ＝０．２５關と劣っていた。
：ヨリＨｅ −２８０（７）ＳＮＣＭ８鋼をＶ −２２
０ｍ／＋ｇｌｎ Ｓ ｆ −０，２８ｍｍ／ｒ
ｅｖ Ｓ ｔ −１，５ｍｍ （１回の切削
時での切り込み量）の条件で切削した時の耐摩耗性を調
べた。その結果、本実施例２の複合硬質材料では１０分
間でＶＢ−０，１０ｍｍであったが、比較例２の複合硬
質材料では１０分間でＶｓ＝０．２５關と劣っていた。
実施例３
超硬合金チップをイオン照射と蒸着機能を備えた真空チ
ャンバ内のホルダに夫々保持した。つづいて、このチャ
ンバ内を５ Ｘ ＩＰ ６ｔｏｒｒに真空引きした後、
イオン源から加速電圧５ｋＶのＡｒイオンを引き出し、
前記チップに５分間照射して表面清浄化のための前処理
を施した。次いで、ＴＩ。
ャンバ内のホルダに夫々保持した。つづいて、このチャ
ンバ内を５ Ｘ ＩＰ ６ｔｏｒｒに真空引きした後、
イオン源から加速電圧５ｋＶのＡｒイオンを引き出し、
前記チップに５分間照射して表面清浄化のための前処理
を施した。次いで、ＴＩ。
Ａ、Ｑ及びＶをトリプルハース方式の電子ビーム蒸着法
で超硬合金チップ表面に蒸着すると同時にイオン源から
引出した窒素イオンを照射するイオンミキシング法によ
り複合窒化物膜を形成して複合硬質材料を製造した。な
お、各金属の蒸着速度はＴ１を３．０人／５ｅｅＳＶを
０．１６人／ｓｅｅの一定速度で、Ａｌは最初０．２８
人／ｓｅｅの速度で続いて０．５６人／ ｓｅｅの速度
で最後に０．８４人／ ｓｅｅの速度の３段階の成膜を
行なって３層膜を形成し、窒素イオンの照射は加速電圧
１０ｋＶ、イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃシの条件で行
なった。
で超硬合金チップ表面に蒸着すると同時にイオン源から
引出した窒素イオンを照射するイオンミキシング法によ
り複合窒化物膜を形成して複合硬質材料を製造した。な
お、各金属の蒸着速度はＴ１を３．０人／５ｅｅＳＶを
０．１６人／ｓｅｅの一定速度で、Ａｌは最初０．２８
人／ｓｅｅの速度で続いて０．５６人／ ｓｅｅの速度
で最後に０．８４人／ ｓｅｅの速度の３段階の成膜を
行なって３層膜を形成し、窒素イオンの照射は加速電圧
１０ｋＶ、イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃシの条件で行
なった。
形成された複合被膜の断面をＥＰＭＡによる分析を行な
ったところ、上記３つの層はチップ側からｌ １ ／
２（７５ｍｍ％Ｔｉ−７ａｔ％Ａｇ−４ａｔ％Ｖ）＋５
０ｍｍ％Ｎ、 （１／２ （７５ｍｍ％Ｔ１−１４
ａｔ％Ａρ−４ａｔ％Ｖ） ） ５０ｍｍ％Ｎ、 （
１／２ （７５ｍｍ％Ｔｊ２１ａｔ％ＡＮ−４ａｔ％
Ｖ） ｌ ５０ｍｍ％Ｎに相当する組成を有する複合窒
化物膜であることが確認された。
ったところ、上記３つの層はチップ側からｌ １ ／
２（７５ｍｍ％Ｔｉ−７ａｔ％Ａｇ−４ａｔ％Ｖ）＋５
０ｍｍ％Ｎ、 （１／２ （７５ｍｍ％Ｔ１−１４
ａｔ％Ａρ−４ａｔ％Ｖ） ） ５０ｍｍ％Ｎ、 （
１／２ （７５ｍｍ％Ｔｊ２１ａｔ％ＡＮ−４ａｔ％
Ｖ） ｌ ５０ｍｍ％Ｎに相当する組成を有する複合窒
化物膜であることが確認された。
比較例３
超硬合金チップに電子ビームによるトリプルハース方式
と窒素イオンの照射により厚さ４μｍの（１／２ （
７５ｍｍ％Ｔｉ −２４ｍｍ％ＡＮ−４ａｔ％Ｖ）＋５
０ｍｍ％Ｎの組成を持つ複合被膜を直接形成して複合硬
質材料を製造した。なお、各金属の蒸着速度はＴ１を３
．０人／ｓｅａ、Ａｌを０．８４人／ｓｅｅ、Ｖを０，
１６人／ｓｅｅとし、窒素イオンの照射を加速電圧１０
ｋＶ、イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃｄの条件で行なっ
た。
と窒素イオンの照射により厚さ４μｍの（１／２ （
７５ｍｍ％Ｔｉ −２４ｍｍ％ＡＮ−４ａｔ％Ｖ）＋５
０ｍｍ％Ｎの組成を持つ複合被膜を直接形成して複合硬
質材料を製造した。なお、各金属の蒸着速度はＴ１を３
．０人／ｓｅａ、Ａｌを０．８４人／ｓｅｅ、Ｖを０，
１６人／ｓｅｅとし、窒素イオンの照射を加速電圧１０
ｋＶ、イオン電流密度０．５ｍＡ／ｃｄの条件で行なっ
た。
しかして、本実施例３及び比較例３の複合硬質材料ｊ：
ヨリＨｓ ＝２８０ （７）ＳＮＣＭ８鋼をＶ −２２
０ｍ／１Ｗｉｎ 、 ｆ −０，２８ｍｍ／ｒｅｖ 、
ｔ −１，５ａｒｍ （１回の切削時での切り込みｆ
ｆ１）の条件で切削した時の耐摩耗性を調べた。その結
果、本実施例３の複合硬質材料では１０分間でＶ ａ
” ０．１５＋ｕであったが、比較例３の複合硬質材料
では１０分間でＶ、−０，２５１と劣っていた。
ヨリＨｓ ＝２８０ （７）ＳＮＣＭ８鋼をＶ −２２
０ｍ／１Ｗｉｎ 、 ｆ −０，２８ｍｍ／ｒｅｖ 、
ｔ −１，５ａｒｍ （１回の切削時での切り込みｆ
ｆ１）の条件で切削した時の耐摩耗性を調べた。その結
果、本実施例３の複合硬質材料では１０分間でＶ ａ
” ０．１５＋ｕであったが、比較例３の複合硬質材料
では１０分間でＶ、−０，２５１と劣っていた。
なお、上記実施例では基材上に該基材側からＡｆｉ量又
はｖ量を段階的もしくは連続的に増大させた（ＴＩ 、
Ａｌｌ、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する複合被膜を被覆し
た複合硬質材料について説明したが、基材の種類や結晶
構造等により該基材側からＡ１ｆｆ１又はＶ量を段階的
もしくは連続的に減少させた（ＴＩ 、ｌ！、Ｖ）Ｎ系
の組成構造を有する複合被膜を基材上に被覆したり、Ａ
、９量又はＶ量を段階的もしくは連続的に増減させた複
合被膜を基材上に被覆してもよい。
はｖ量を段階的もしくは連続的に増大させた（ＴＩ 、
Ａｌｌ、Ｖ）Ｎ系の組成構造を有する複合被膜を被覆し
た複合硬質材料について説明したが、基材の種類や結晶
構造等により該基材側からＡ１ｆｆ１又はＶ量を段階的
もしくは連続的に減少させた（ＴＩ 、ｌ！、Ｖ）Ｎ系
の組成構造を有する複合被膜を基材上に被覆したり、Ａ
、９量又はＶ量を段階的もしくは連続的に増減させた複
合被膜を基材上に被覆してもよい。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によれば耐摩耗性の優れた（
Ｔｉ 、ＡＩ、Ｖ）Ｎ組成を有する複合被膜を基材上に
それら界面でのクラックや剥離発生等を招くことなく良
好に密着させた耐摩耗部品や切削工具等に好適な複合硬
質材料、並びにかかる複合硬質材料を簡単な工程により
製造し得る方法を提供できる。
Ｔｉ 、ＡＩ、Ｖ）Ｎ組成を有する複合被膜を基材上に
それら界面でのクラックや剥離発生等を招くことなく良
好に密着させた耐摩耗部品や切削工具等に好適な複合硬
質材料、並びにかかる複合硬質材料を簡単な工程により
製造し得る方法を提供できる。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (2)
- （１）、基材上に、該基材側からＡｌ量又はＶ量を段階
的もしくは連続的に増加させた（Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ）Ｎ系
の組成構造を有する複合被膜を被覆したことを特徴とす
る複合硬質材料。 - （２）、基材上にＴｉ、Ａｌ及びＶ又はこれら金属合金
を蒸着すると同時にイオン源より窒素イオンを照射する
イオンミキシング法により該基材側からＡｌ量又はＶ量
を段階的もしくは連続的に増加させた（Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ
）Ｎ系の組成構造を有する複合被膜を形成することを特
徴とする複合硬質材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28973488A JPH02138458A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 複合硬質材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28973488A JPH02138458A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 複合硬質材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02138458A true JPH02138458A (ja) | 1990-05-28 |
| JPH0588309B2 JPH0588309B2 (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=17747062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28973488A Granted JPH02138458A (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 複合硬質材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02138458A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04103755A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 表面被覆鋼製品及びその製造方法 |
| JPH09256138A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-09-30 | Kobe Steel Ltd | 耐酸化性および耐摩耗性に優れたＴｉ基合金部材 |
| JPH10237628A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆工具およびその製造方法 |
| WO2006114610A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Sheffield Hallam University | Pvd coated substrate |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5376374B2 (ja) * | 2010-02-12 | 2013-12-25 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
| JP5376375B2 (ja) * | 2010-02-12 | 2013-12-25 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP28973488A patent/JPH02138458A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04103755A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 表面被覆鋼製品及びその製造方法 |
| JPH09256138A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-09-30 | Kobe Steel Ltd | 耐酸化性および耐摩耗性に優れたＴｉ基合金部材 |
| JPH10237628A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆工具およびその製造方法 |
| JP4528373B2 (ja) * | 1997-02-20 | 2010-08-18 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 被覆工具およびその製造方法 |
| WO2006114610A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Sheffield Hallam University | Pvd coated substrate |
| US8173248B2 (en) | 2005-04-27 | 2012-05-08 | Sheffield Hallam University | PVD coated substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0588309B2 (ja) | 1993-12-21 |
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