JPH0397867A - 被覆耐摩工具 - Google Patents
被覆耐摩工具Info
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- JPH0397867A JPH0397867A JP23382789A JP23382789A JPH0397867A JP H0397867 A JPH0397867 A JP H0397867A JP 23382789 A JP23382789 A JP 23382789A JP 23382789 A JP23382789 A JP 23382789A JP H0397867 A JPH0397867 A JP H0397867A
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Landscapes
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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１二の利用分野コ
ト発明は耐摩Ｔ．具の改良に関するものである。
詳細には、基体の表面部ｌこ緻畜質な腹により耐食忰、
耐摩耗性を向−１ニした被覆工Ｈに関する。
耐摩耗性を向−１ニした被覆工Ｈに関する。
「従來の技術〕
従東 金型、パンチ、機械部品等の機械産業分野の構造
部材としては合金工具鋼、超硬合金、セラミック等の硬
質材料に様々な表面処理した複合材科が使用されている
。その目的は長！？命化を計る事であり、様々な材料を
蒸着したものが検討されている。しかし、硬質材科の複
合化は切削用の様番ご小さく、単純な形状の場合ｔこは
対応し易いが大型、複雑形状となると十分に｛ｊゎれで
ぃないのが実状である。
部材としては合金工具鋼、超硬合金、セラミック等の硬
質材料に様々な表面処理した複合材科が使用されている
。その目的は長！？命化を計る事であり、様々な材料を
蒸着したものが検討されている。しかし、硬質材科の複
合化は切削用の様番ご小さく、単純な形状の場合ｔこは
対応し易いが大型、複雑形状となると十分に｛ｊゎれで
ぃないのが実状である。
すなわち、硬霞相がＷＣ及びＣｏがらなる超硬合金やそ
れにＣｒ，Ｎｉを添加した耐食超硬合金はその特性を生
かしていろいろな用途に使用されている。また、それら
を基体としてＴｊ．Ｃ，ＡＩ２０３、ＴｊＣＮ，ＴｉＮ
等を種々絹ミ合わセた多層被覆工具も、部分的に使用さ
れはじめている。
れにＣｒ，Ｎｉを添加した耐食超硬合金はその特性を生
かしていろいろな用途に使用されている。また、それら
を基体としてＴｊ．Ｃ，ＡＩ２０３、ＴｊＣＮ，ＴｉＮ
等を種々絹ミ合わセた多層被覆工具も、部分的に使用さ
れはじめている。
その製造方法は主としてＣＶＤ法、ＰＶＤ法が用いられ
ているが、プロセス技術の違歩により様々な被覆方法も
取られている。
ているが、プロセス技術の違歩により様々な被覆方法も
取られている。
［発明が解決しようとする問題点）
しかし、耐摩部材はその用途上、強度が優先するため被
覆処理に関しては一長一短があった。
覆処理に関しては一長一短があった。
また、耐ｆＪ耗と表現しても、その要因は数多くあり、
その用途により特長を持たせる事も可能である。そのた
め物理蒸着法（ＰＶＤ）の特長を生かして、強度を優先
する分野への適用が可能である。しかし、複雑形状に均
−に被覆処理をする事がむずかしく、特に内径を使用す
る製品では対応できなかった。化学蒸着法（ＣＶＤ）は
、強度の劣化が大きいという面から酎ＦＪ工具に適さな
いが５．ガス系の反応による被覆のため、複雑形状に均
一に被覆処理をする事が可能であり、特に内径を使用す
る製品には対応しやすい、 強度の劣化は、ＰＶＤｉ去においてはＴｉＮまたは丁ｉ
ＣＮを被覆する際、ＣＶＤ法に比較し、低温で被覆処理
するｊ＝ ｄ）、Ｃの移動が少な＜ＣＶＤの様なｔａ弱
な相を生成しないた♂〕であり、ＰＶＤの蒸着温度は５
００℃−６００゜Ｃ、Ｃ Ｖ Ｄの蒸着温度は１０００
℃〜１０５０゜Ｃによるためと考えられる。
その用途により特長を持たせる事も可能である。そのた
め物理蒸着法（ＰＶＤ）の特長を生かして、強度を優先
する分野への適用が可能である。しかし、複雑形状に均
−に被覆処理をする事がむずかしく、特に内径を使用す
る製品では対応できなかった。化学蒸着法（ＣＶＤ）は
、強度の劣化が大きいという面から酎ＦＪ工具に適さな
いが５．ガス系の反応による被覆のため、複雑形状に均
一に被覆処理をする事が可能であり、特に内径を使用す
る製品には対応しやすい、 強度の劣化は、ＰＶＤｉ去においてはＴｉＮまたは丁ｉ
ＣＮを被覆する際、ＣＶＤ法に比較し、低温で被覆処理
するｊ＝ ｄ）、Ｃの移動が少な＜ＣＶＤの様なｔａ弱
な相を生成しないた♂〕であり、ＰＶＤの蒸着温度は５
００℃−６００゜Ｃ、Ｃ Ｖ Ｄの蒸着温度は１０００
℃〜１０５０゜Ｃによるためと考えられる。
［問題点を解決するｆ” ！２ ）
Ｌ，かじながら、本発明者らはＪＩＳ Ｖ系超硬白金
において両法で脆弱な脱炭層の生成の防止に関して種々
検討した結果、ＣＶＤ成模温度を８００“Ｃ前後に低温
化さゼ和ば、脱炭層の原因となるカーボンの移動が減少
し脱炭層の生成が著Ｅ、く減少する傾向があることをみ
いだした．特にこの傾向は、Ｗ Ｃ − Ｃ ｏ系合金
では顕著である．ＣＶＤの低温化には、通常｛テわれて
いる化学々貴法はｔｎｏｏ℃〜１０５０℃で力〜ボン詮
とＩ、てメタンガス、窒素源として窒素ガス、ＴｉｆＬ
どしてハロゲ〉・化チタンを用いて、ＴｉＣＮを成膜オ
る（以接 高潟化学蒸着法［ Ｔ − Ｃ Ｖ Ｄと０
１ −ｔ ）が、低温化にはよ０反応性の高いガスが必
堡′？−あり、カーボンＬ 窒素ぶとしてイＩ機ＣＮ化
合和平のガス、Ｔｉｉｌｌと一してハロゲン化チタンを
用い下、ＴｉＣＮを成膜する（以擾中温化学蒸着法トｆ
ＴＣＶＤと称す）も０であ７１．．またＴ ｉ． Ｎ
ｆ７’．’）成膜（九その一雫成エネルギーが低いため
， ８５０℃１′Ｊ丁でも十分成膵Ｅ＝ｆ能で”ある．
，低温化に、より、カーボンの移動が抑えられるため説
炭層の−牛成が減／ｐ １、、強度の劣化がより少なく
なる，またＭ Ｔ − Ｃ Ｖ ．Ｄ法の特長としてＴ
ｉＣＮ基台金においても同様番，′：成震できるため、
サーメットへの応用も１゛分にｌ！ｆ能？″あ る。
において両法で脆弱な脱炭層の生成の防止に関して種々
検討した結果、ＣＶＤ成模温度を８００“Ｃ前後に低温
化さゼ和ば、脱炭層の原因となるカーボンの移動が減少
し脱炭層の生成が著Ｅ、く減少する傾向があることをみ
いだした．特にこの傾向は、Ｗ Ｃ − Ｃ ｏ系合金
では顕著である．ＣＶＤの低温化には、通常｛テわれて
いる化学々貴法はｔｎｏｏ℃〜１０５０℃で力〜ボン詮
とＩ、てメタンガス、窒素源として窒素ガス、ＴｉｆＬ
どしてハロゲ〉・化チタンを用いて、ＴｉＣＮを成膜オ
る（以接 高潟化学蒸着法［ Ｔ − Ｃ Ｖ Ｄと０
１ −ｔ ）が、低温化にはよ０反応性の高いガスが必
堡′？−あり、カーボンＬ 窒素ぶとしてイＩ機ＣＮ化
合和平のガス、Ｔｉｉｌｌと一してハロゲン化チタンを
用い下、ＴｉＣＮを成膜する（以擾中温化学蒸着法トｆ
ＴＣＶＤと称す）も０であ７１．．またＴ ｉ． Ｎ
ｆ７’．’）成膜（九その一雫成エネルギーが低いため
， ８５０℃１′Ｊ丁でも十分成膵Ｅ＝ｆ能で”ある．
，低温化に、より、カーボンの移動が抑えられるため説
炭層の−牛成が減／ｐ １、、強度の劣化がより少なく
なる，またＭ Ｔ − Ｃ Ｖ ．Ｄ法の特長としてＴ
ｉＣＮ基台金においても同様番，′：成震できるため、
サーメットへの応用も１゛分にｌ！ｆ能？″あ る。
丁作用〕
以上のごと〈２ 本発明は周期律表の４８．，５ａｔ６
ａ族の炭化物、窒化物、炭窒化物の】沖ｕｃＪ−と６１
’ｔｉＬＣｒ族の１種ふ２．Ｊ−よりなる超硬朽合金を
蓼体とＬ， 暴体十に７ ００〜９（）０℃以下の温
度で成農する窒化チタン、炭窒化チタニの１挿ま六は２
種以−上０．５−１５ミクロンを被覆したことを特徴と
する被ｆｆ耐摩工具である． 本発明による被覆工具の膜は以下の理由により限定 さ
れ る． １）Ｍ’ｌ’−ＣＶＤｌ去 ０．５＝１５３クロン窒化
チタン及び７，′叉け炭窒化チタンの】挿または２種以
上 Ｍ Ｔ − Ｃ Ｖ Ｄ法の膜厚が０． Ｓミク口ン
未満では充分なｆ１摩耗性を付与することが出来ず、１
５ミクロンをこえると剥屠を生じ易くなるｋめ、 ０．
５〜１５ミクロンとした． ３）ＣＶＤ冫去 ０． ５〜１５ミクロン窒化チタン ＣＶＩ）法のＰＨ’メが０．５ミクロン末満では充分な
耐摩耗性を付与することが出来ず、 １５ミ′７Ｉ′７
ンをこえると剥離を生じ易くなるため、 ０，ン）１５
ミクロンとした。
ａ族の炭化物、窒化物、炭窒化物の】沖ｕｃＪ−と６１
’ｔｉＬＣｒ族の１種ふ２．Ｊ−よりなる超硬朽合金を
蓼体とＬ， 暴体十に７ ００〜９（）０℃以下の温
度で成農する窒化チタン、炭窒化チタニの１挿ま六は２
種以−上０．５−１５ミクロンを被覆したことを特徴と
する被ｆｆ耐摩工具である． 本発明による被覆工具の膜は以下の理由により限定 さ
れ る． １）Ｍ’ｌ’−ＣＶＤｌ去 ０．５＝１５３クロン窒化
チタン及び７，′叉け炭窒化チタンの】挿または２種以
上 Ｍ Ｔ − Ｃ Ｖ Ｄ法の膜厚が０． Ｓミク口ン
未満では充分なｆ１摩耗性を付与することが出来ず、１
５ミクロンをこえると剥屠を生じ易くなるｋめ、 ０．
５〜１５ミクロンとした． ３）ＣＶＤ冫去 ０． ５〜１５ミクロン窒化チタン ＣＶＩ）法のＰＨ’メが０．５ミクロン末満では充分な
耐摩耗性を付与することが出来ず、 １５ミ′７Ｉ′７
ンをこえると剥離を生じ易くなるため、 ０，ン）１５
ミクロンとした。
以下、本発明に関し具体的に説明する。
［実施例１〕
ガスによる腐食が問題となるプラスチック成几，用金型
に使用するＪＩＳ Ｖ４相当のＢＲ合（か＾７通常の
粉末冶金法により制作し、ＩＣ封Ｉｈ材（丁７ボキシ樹
脂系）のタブレット成形用金型を製作｛た。その概略を
第１図に示す。ダイ、上ｆのパンチ部分にはＢｆｉ！合
金を用い、パンチ部分１二｛の目的ｉ：応じて、様々な
表面処理を実施した。
に使用するＪＩＳ Ｖ４相当のＢＲ合（か＾７通常の
粉末冶金法により制作し、ＩＣ封Ｉｈ材（丁７ボキシ樹
脂系）のタブレット成形用金型を製作｛た。その概略を
第１図に示す。ダイ、上ｆのパンチ部分にはＢｆｉ！合
金を用い、パンチ部分１二｛の目的ｉ：応じて、様々な
表面処理を実施した。
■化学蒸舞法（ Ｍ Ｔ − Ｃ ｖＤ ）ＴｉＮ汲厚
２− ０ミクロン ＣＶＤ反応炉中に設置し、Ｈ ，ガスを流しなが１，、
８００゜Ｃまで昇温しＴｉＣ１． ２％、Ｎ， ２
％、 Ｈ，残からなる混合気体を流ｖ７り・・２争ター
／ ｍ ｉ ｎ 圧力４ ０ ｍ ｍ Ｈ ｇの菜件
で供給１，、２時間反応させ基休ＬにＴｉＮを２ミクロ
ンの被？！！層を形成させた。 （ＭＴ−ＣＶＤ）■イ
オンブレーテイング法 ＴｉＮｍＦＪ ｌ． ２ミ’；’ロン（：０ 化
学 ％ ｔＨ去 （ Ｈ Ｔ − Ｃ Ｖ
Ｄ ）ＴｉＮｆｉ’ｔＪ厚 ２．０ミクロン ■無処理 シングルタイプトランスファーモールド型において使用
するレジンの成形に用いる金型に於いて、少際の樹脂成
形作業にてその性能を確認した。その概絡を第２図に示
し、耐用回数で比較した。レジンＰｆｊ未どし２てエポ
キシ樹脂と合成シリカの混合粉４ミを用い、混合し、予
熱したレジン粉末を充填接、加斤成形し、タブレットを
製作する。その過稈においてレジンとａ型表面の圧着に
よるものが残り（第２図）、 タブレットに空隙部分を
生じ（第３図）、その後レジンタブレットは■． Ｃ等
のＬｆ ｄ一用樹脂として使用される九、１↑止作業に
おいて〒気を巻き込む原因となり不具合を生ずる。尚成
形温度は１８０度にて行った。
２− ０ミクロン ＣＶＤ反応炉中に設置し、Ｈ ，ガスを流しなが１，、
８００゜Ｃまで昇温しＴｉＣ１． ２％、Ｎ， ２
％、 Ｈ，残からなる混合気体を流ｖ７り・・２争ター
／ ｍ ｉ ｎ 圧力４ ０ ｍ ｍ Ｈ ｇの菜件
で供給１，、２時間反応させ基休ＬにＴｉＮを２ミクロ
ンの被？！！層を形成させた。 （ＭＴ−ＣＶＤ）■イ
オンブレーテイング法 ＴｉＮｍＦＪ ｌ． ２ミ’；’ロン（：０ 化
学 ％ ｔＨ去 （ Ｈ Ｔ − Ｃ Ｖ
Ｄ ）ＴｉＮｆｉ’ｔＪ厚 ２．０ミクロン ■無処理 シングルタイプトランスファーモールド型において使用
するレジンの成形に用いる金型に於いて、少際の樹脂成
形作業にてその性能を確認した。その概絡を第２図に示
し、耐用回数で比較した。レジンＰｆｊ未どし２てエポ
キシ樹脂と合成シリカの混合粉４ミを用い、混合し、予
熱したレジン粉末を充填接、加斤成形し、タブレットを
製作する。その過稈においてレジンとａ型表面の圧着に
よるものが残り（第２図）、 タブレットに空隙部分を
生じ（第３図）、その後レジンタブレットは■． Ｃ等
のＬｆ ｄ一用樹脂として使用される九、１↑止作業に
おいて〒気を巻き込む原因となり不具合を生ずる。尚成
形温度は１８０度にて行った。
その結栽 ■樹脂の圧着がほとんどなくなり、タブレッ
トの部分的な空隙も減少すると同時に、金型汚れが減少
し、 １２００〜１３００ショット毎のクリーニングま
で延びた。皮膜のため腐食が少なくまた、膜の剥離もな
く、クリーニング徨もほぼ安定したショット数を示した
。。
トの部分的な空隙も減少すると同時に、金型汚れが減少
し、 １２００〜１３００ショット毎のクリーニングま
で延びた。皮膜のため腐食が少なくまた、膜の剥離もな
く、クリーニング徨もほぼ安定したショット数を示した
。。
■■と同様な傾向、 １０００〜１１００ショットでク
リーニングが必要となった。またクリーニング擾の表面
は膜の剥離が見られ、密着性に問題が有ると考えられる
。
リーニングが必要となった。またクリーニング擾の表面
は膜の剥離が見られ、密着性に問題が有ると考えられる
。
■樹脂の圧着はやや減少したが６００ショッｌ・＋ｆｉ
Ｊ情でクリーニングが必要となった。また皮護には局部
的に膜の剥離が見られ、皮膜の欠陥部が損傷されている
と考えられる． ■２００〜２５０ショットで第２図のような圧雑物が残
りクリーニングしたが、ａ面にはレジンの加熱はよって
生ずるガスの為、結合相が腐食されパンチ表面が荒れて
いた。そのため４−５回のクリーニングで再研磨か必要
となった。
Ｊ情でクリーニングが必要となった。また皮護には局部
的に膜の剥離が見られ、皮膜の欠陥部が損傷されている
と考えられる． ■２００〜２５０ショットで第２図のような圧雑物が残
りクリーニングしたが、ａ面にはレジンの加熱はよって
生ずるガスの為、結合相が腐食されパンチ表面が荒れて
いた。そのため４−５回のクリーニングで再研磨か必要
となった。
この試験Ｅ：おいては、農の密着性、およびレジンとの
反応一腐食一が寿命に大きく影響する事がＷｉ認できた
．その両者に効果を刊する方法として化学蒸社法が初期
の腹の剥離が少なく、腐食によるＩｆｆ傷が防止された
、正常摩耗により長寿命化が達成された。
反応一腐食一が寿命に大きく影響する事がＷｉ認できた
．その両者に効果を刊する方法として化学蒸社法が初期
の腹の剥離が少なく、腐食によるＩｆｆ傷が防止された
、正常摩耗により長寿命化が達成された。
ｒ実施例２〕
機械的衝撃が問題となる冷間打ち抜き型を製作するため
屯版のＷＣ粉末（平均粒度５．０μｍ）及び結合相とし
てＣｏを使用して、一般に機械構込用部品として使用さ
れるＪＩＳＥ３相当（ ＩＩＩ成９０ＷＣ− １ ０Ｃ
ｏ）になるように通常の粉末冶金法で製作した。次に、
このチップに実施例１と同様のｈ法で被覆した後、電子
部品の打ち抜き加１′．に供した．素材は純鉄１ｍｍ板
、丸穴を打ち抜く加工である。
屯版のＷＣ粉末（平均粒度５．０μｍ）及び結合相とし
てＣｏを使用して、一般に機械構込用部品として使用さ
れるＪＩＳＥ３相当（ ＩＩＩ成９０ＷＣ− １ ０Ｃ
ｏ）になるように通常の粉末冶金法で製作した。次に、
このチップに実施例１と同様のｈ法で被覆した後、電子
部品の打ち抜き加１′．に供した．素材は純鉄１ｍｍ板
、丸穴を打ち抜く加工である。
その結果、■表面が鏡面のような光沢があり、再研磨ま
で１５万〜１６万ショットまで延びた。
で１５万〜１６万ショットまで延びた。
皮１のため初期の抵抗が少なく安定した性能を示１，、
た。
た。
■■と同様な傾向、 １１万〜１２万ショット。
（、９初期に折損した。
（Ｊ） ５万〜６万ショット摩耗のためｔチ命となった
。
。
この試験１こおいては、膜の密着性、および機械的な衝
撃による強度が寿命に大きく影響する事が確認できた．
その両者に効果を有する方法としてＭＴ−ＣＶＤ法が初
期の膜の剥離が少なく、強度的にも劣化が少なく、正常
摩耗により長寿命化が達成された． 〔発明の効果］ 硬質相と結合相からなる超硬費合金において、中温化学
蒸着法ＭＴ−ＣＶＤ法において成膜したＴｉＣＮ，Ｔｉ
Ｎを被覆した部材は、摩擦係数、耐腐食性、ｒＩ４摩耗
性に優れ、基体のみに比較し５その用途に遺した特性を
付加できるため、８適な材料が供給できる。
撃による強度が寿命に大きく影響する事が確認できた．
その両者に効果を有する方法としてＭＴ−ＣＶＤ法が初
期の膜の剥離が少なく、強度的にも劣化が少なく、正常
摩耗により長寿命化が達成された． 〔発明の効果］ 硬質相と結合相からなる超硬費合金において、中温化学
蒸着法ＭＴ−ＣＶＤ法において成膜したＴｉＣＮ，Ｔｉ
Ｎを被覆した部材は、摩擦係数、耐腐食性、ｒＩ４摩耗
性に優れ、基体のみに比較し５その用途に遺した特性を
付加できるため、８適な材料が供給できる。
第１図にタブレット成形用金型の概略を示す。
第２図にパンチにレジンが付着した場合の概略を、また
第３図にはタブレットに空隙部分が生じた場合の概略を
示す。
第３図にはタブレットに空隙部分が生じた場合の概略を
示す。
Claims (1)
- 周期律表の４ａ、５ａ、６ａ族の炭化物、窒化物、炭
窒化物の１種以上と、Ｆｅ族、Ｃｒ族の１種以上よりな
る超硬質合金を基体とし、基体上に７００〜９００℃以
下の温度で成膜する窒化チタン、炭窒化チタンの１種ま
たは２種以上０．５−１５ミクロンを被覆したことを特
徴とする被覆耐摩工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23382789A JPH0397867A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 被覆耐摩工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23382789A JPH0397867A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 被覆耐摩工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0397867A true JPH0397867A (ja) | 1991-04-23 |
Family
ID=16961185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23382789A Pending JPH0397867A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 被覆耐摩工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0397867A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008074719A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Lion Corp | 錠剤の製造方法及び錠剤、並びに打錠用杵 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6244572A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-26 | Hitachi Carbide Tools Ltd | 表面被覆工具 |
| JPS6288509A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-23 | Hitachi Carbide Tools Ltd | 表面被覆超硬エンドミル |
| JPS63103070A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-07 | Hitachi Tool Eng Ltd | 表面被覆超硬合金 |
| JPH01233825A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Victor Co Of Japan Ltd | 巡回型ノイズリデューサ回路 |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP23382789A patent/JPH0397867A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6244572A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-26 | Hitachi Carbide Tools Ltd | 表面被覆工具 |
| JPS6288509A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-23 | Hitachi Carbide Tools Ltd | 表面被覆超硬エンドミル |
| JPS63103070A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-07 | Hitachi Tool Eng Ltd | 表面被覆超硬合金 |
| JPH01233825A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-19 | Victor Co Of Japan Ltd | 巡回型ノイズリデューサ回路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008074719A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Lion Corp | 錠剤の製造方法及び錠剤、並びに打錠用杵 |
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