JPH0457604A - 炭化ホウ素被覆切削工具 - Google Patents
炭化ホウ素被覆切削工具Info
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- JPH0457604A JPH0457604A JP16931390A JP16931390A JPH0457604A JP H0457604 A JPH0457604 A JP H0457604A JP 16931390 A JP16931390 A JP 16931390A JP 16931390 A JP16931390 A JP 16931390A JP H0457604 A JPH0457604 A JP H0457604A
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- boron carbide
- carbide
- cutting tool
- boron
- layer
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Landscapes
- Drilling Tools (AREA)
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特に、銅、アルミニウム、などの炭素およ
びホウ素と化合物を作らない非鉄金属およびその合金、
並びに合成樹脂などの切削および穴明は加工に用いる炭
化ホウ素被覆切削工具、例えば、Ａ、９切削用スローア
ウエイチツプ、プリント基板穴明は加工用ミニチュアド
リルなどに関するものである。
びホウ素と化合物を作らない非鉄金属およびその合金、
並びに合成樹脂などの切削および穴明は加工に用いる炭
化ホウ素被覆切削工具、例えば、Ａ、９切削用スローア
ウエイチツプ、プリント基板穴明は加工用ミニチュアド
リルなどに関するものである。
一般に、炭化ホウ素は、ＢＣからＢｅＣまであるとされ
ており、そのなかでも８４Ｃは、最も硬く、ビッカース
硬さで４０００〜５０００あり、そのため、従来から、
炭化ホウ素は、回転部品、時計ケースなどの外装品、ガ
ラス製品などに被覆し、耐摩耗性の向上、表面子ズ発生
の防止などに役立てられている（特開昭５０−１５５４
８０号公報、特開昭５４１５４８１号公報、特開昭６３
−２０３７６０号公報参照）。
ており、そのなかでも８４Ｃは、最も硬く、ビッカース
硬さで４０００〜５０００あり、そのため、従来から、
炭化ホウ素は、回転部品、時計ケースなどの外装品、ガ
ラス製品などに被覆し、耐摩耗性の向上、表面子ズ発生
の防止などに役立てられている（特開昭５０−１５５４
８０号公報、特開昭５４１５４８１号公報、特開昭６３
−２０３７６０号公報参照）。
しかし、Ｂ４Ｃは、炭化タングステン基超硬合金母材表
面に対する付着強度が弱く、８４Ｃ被覆層を炭化タング
ステン基超硬合金母材表面に形成した切削工具は、切削
中に８４Ｃ被覆層が剥離しやすいという問題点があった
。
面に対する付着強度が弱く、８４Ｃ被覆層を炭化タング
ステン基超硬合金母材表面に形成した切削工具は、切削
中に８４Ｃ被覆層が剥離しやすいという問題点があった
。
そこで、本発明者らは、上述のような問題を解決し、付
着強度の優れた８４Ｃ被覆炭化タングステン基超硬合金
切削工具を得るべく研究を行った結果、 炭化タングステン基超硬合金母材に対しては、Ｂ４Ｃよ
りもＢの少なＬＭ（Ｃの多い）炭化ホウ素はど付着強度
が優れているという知見を得たのである。
着強度の優れた８４Ｃ被覆炭化タングステン基超硬合金
切削工具を得るべく研究を行った結果、 炭化タングステン基超硬合金母材に対しては、Ｂ４Ｃよ
りもＢの少なＬＭ（Ｃの多い）炭化ホウ素はど付着強度
が優れているという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいて成されたものであ
って、 炭化タングステン基超硬合金母材に炭化ホウ素被覆層を
形成した切削工具において、 上記炭化ホウ素被覆層は、厚さ：０．５〜２．０ｕｒｎ
を有し組成式： Ｂ Ｃ（ｘ：３．５〜４．５）で表
わされる最外層および炭化タングステン基超硬合金母材
に接し厚さ： ０．０５〜０．２−有し組成式二ＢＣ（
ｘ ：０．５〜２）で表わされる最内層とを含む炭化ホ
ウ素被覆切削工具に特徴がある。
って、 炭化タングステン基超硬合金母材に炭化ホウ素被覆層を
形成した切削工具において、 上記炭化ホウ素被覆層は、厚さ：０．５〜２．０ｕｒｎ
を有し組成式： Ｂ Ｃ（ｘ：３．５〜４．５）で表
わされる最外層および炭化タングステン基超硬合金母材
に接し厚さ： ０．０５〜０．２−有し組成式二ＢＣ（
ｘ ：０．５〜２）で表わされる最内層とを含む炭化ホ
ウ素被覆切削工具に特徴がある。
上記炭化ホウ素被覆層は、上記最外層から上記最内層に
向かって厚さ方向にホウ素濃度が連続または不連続的に
漸減することが好ましく、炭化タングステン基超硬合金
母材に接する最内層の組成は、ＢＣであることが最も好
ましい。
向かって厚さ方向にホウ素濃度が連続または不連続的に
漸減することが好ましく、炭化タングステン基超硬合金
母材に接する最内層の組成は、ＢＣであることが最も好
ましい。
上記炭化ホウ素被覆層の最外層は、組成式Ｂ Ｃ（ｘ
：３．５〜４．５）で表わされる炭化ホウ素であれば十
分であるが、炭化ホウ素の内でも最も硬いＢ４Ｃからな
ることが最も好ましく、切削に直接影響するので層厚は
厚いほど良いが、０．５ｕｎ未満では８４Ｃの持つ硬さ
を十分に生かしきれず、一方、２．０ｕｒｓを越えると
剥離し易くなるので好ましくない。また、最内層は、密
着性を高めるために必要とする層であるからＢ含有量の
少ない炭化ホウ素層であることが必要であるが、組成式
ＢＣにおけるＸが０．５未満であると炭化タングステン
基超硬合金母材と最内層の界面に未反応のＣが析出し、
密着性を低下せしめるので好ましくなく、一方、上記組
成式ＢＣにおけるＸが２を越えると良好な密着性が得ら
れないことから最内層は、組成式Ｂ Ｃ（ｘ：０．５
〜２）で表わされる炭化ホウ素であることが好ましく、
その厚さは、できるだけ薄い方が良く、０．０５〜０．
２庫に定めた。
：３．５〜４．５）で表わされる炭化ホウ素であれば十
分であるが、炭化ホウ素の内でも最も硬いＢ４Ｃからな
ることが最も好ましく、切削に直接影響するので層厚は
厚いほど良いが、０．５ｕｎ未満では８４Ｃの持つ硬さ
を十分に生かしきれず、一方、２．０ｕｒｓを越えると
剥離し易くなるので好ましくない。また、最内層は、密
着性を高めるために必要とする層であるからＢ含有量の
少ない炭化ホウ素層であることが必要であるが、組成式
ＢＣにおけるＸが０．５未満であると炭化タングステン
基超硬合金母材と最内層の界面に未反応のＣが析出し、
密着性を低下せしめるので好ましくなく、一方、上記組
成式ＢＣにおけるＸが２を越えると良好な密着性が得ら
れないことから最内層は、組成式Ｂ Ｃ（ｘ：０．５
〜２）で表わされる炭化ホウ素であることが好ましく、
その厚さは、できるだけ薄い方が良く、０．０５〜０．
２庫に定めた。
組成式Ｂ Ｃ（ｘ：０．５〜２）で表わされる炭化ホ
つ素の中でも最内層としてはｘ−１であるＢＣからなる
層が最も好ましい。
つ素の中でも最内層としてはｘ−１であるＢＣからなる
層が最も好ましい。
つぎに、この発明の炭化ホウ素被覆切削工具を実施例に
基づいて具体的に説明する。
基づいて具体的に説明する。
実施例 Ｉ
Ｃｏ：９重量％、残り：ｗｃおよび不可避不純物からな
り、Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ １２０３０Ｂの形状を有するＷＣ
Ｃ超超硬合金製チップよび平均粒径：３μｍのＢ４Ｃ粉
末をホットプレスして得られた直径： １００鰭、厚さ
：１０龍のＢ４Ｃターゲットを用意し、このＷＣＣ超超
硬合金製チップよびＢ４Ｃターゲットをアークイオンブ
レーティング装置にセットした。つぎに、アークイオン
ブレーティング装置内の圧力を５ ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒ
ｒの真空に保持し、ついで、上記ＷＣＣ超超硬合金製チ
ップ約５００’Ｃに加熱すると共に２５０ｖの負電圧を
印荷した。
り、Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ １２０３０Ｂの形状を有するＷＣ
Ｃ超超硬合金製チップよび平均粒径：３μｍのＢ４Ｃ粉
末をホットプレスして得られた直径： １００鰭、厚さ
：１０龍のＢ４Ｃターゲットを用意し、このＷＣＣ超超
硬合金製チップよびＢ４Ｃターゲットをアークイオンブ
レーティング装置にセットした。つぎに、アークイオン
ブレーティング装置内の圧力を５ ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒ
ｒの真空に保持し、ついで、上記ＷＣＣ超超硬合金製チ
ップ約５００’Ｃに加熱すると共に２５０ｖの負電圧を
印荷した。
一方、上記Ｂ４ Ｃターゲットをカソードとし、このＢ
４Ｃターゲットの表面をアークにより１時的に高温度に
してＢ４Ｃをアーク蒸発させ、陽イオン化したＢ４Ｃを
上記ＷＣＣ超超硬合金製チップ表面に生成させた。なお
、Ｂ４Ｃよりもホウ素−比率の少ない組成式Ｂ Ｃ（
ｘ；Ｑ、５〜２）で表わされる炭化ホウ素層は、反応中
の雰囲気ガスのＣＨ４ガス分圧を制御することにより得
られた。
４Ｃターゲットの表面をアークにより１時的に高温度に
してＢ４Ｃをアーク蒸発させ、陽イオン化したＢ４Ｃを
上記ＷＣＣ超超硬合金製チップ表面に生成させた。なお
、Ｂ４Ｃよりもホウ素−比率の少ない組成式Ｂ Ｃ（
ｘ；Ｑ、５〜２）で表わされる炭化ホウ素層は、反応中
の雰囲気ガスのＣＨ４ガス分圧を制御することにより得
られた。
第１表には、種々の炭化ホウ素被覆条件およびその条件
で得られた、本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チ
ップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チッ
プ１〜６、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製
チップを用いて下記の切削試験条件で乾式切削し、逃げ
面摩耗幅が０．３ｍｍに達した時を寿命としてそれまで
の切削時間を測定し、さらに、チップの摩耗状態を観察
し、それらの結果を第１表に示した。
で得られた、本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チ
ップ１〜９、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チッ
プ１〜６、および従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製
チップを用いて下記の切削試験条件で乾式切削し、逃げ
面摩耗幅が０．３ｍｍに達した時を寿命としてそれまで
の切削時間を測定し、さらに、チップの摩耗状態を観察
し、それらの結果を第１表に示した。
切削試験条件
被削材：１２％Ｓｉ含をＡ、Ｑ合金、
切削速度：１０００ｍ／ｗｉｎ。
送 り二〇。２ｏｓ／刃、
切込み：１．５龍、
なお、比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製チップ１〜
６は、炭化ホウ素成分含有量がこの発明の範囲から外れ
たもの（第１表において※印を付して示した）である。
６は、炭化ホウ素成分含有量がこの発明の範囲から外れ
たもの（第１表において※印を付して示した）である。
実施例 ２
Ｃｏ：１２重量％を含有し、残り：ＷＣおよび不可避不
純物からなり、先端径が０６讃爾の寸法を有するＷＣＣ
超超硬合金製ミニチュアドリル用意し、このミニチュア
ドリルを上記実施例１で用意した直径：１００ｉ＋鵬、
厚さ：１０關のＢ４Ｃターゲットとともに実施例１で用
いたアークイオンブレーティング装置にセットした。
純物からなり、先端径が０６讃爾の寸法を有するＷＣＣ
超超硬合金製ミニチュアドリル用意し、このミニチュア
ドリルを上記実施例１で用意した直径：１００ｉ＋鵬、
厚さ：１０關のＢ４Ｃターゲットとともに実施例１で用
いたアークイオンブレーティング装置にセットした。
つぎに、アークイオンブレーティング装置内の圧力を５
Ｘ １０ ”Ｔｏｒｒの真空に保持し、ついで、上記
ＷＣＣ超超硬合金製ミニチュアドリル約４５０℃に加熱
すると共に１００ｖの負電圧を印荷し、方、上記Ｂ４Ｃ
ターゲットをカソードとし、このＢＣターゲットの表面
をアークにより１時的に高温度にして８４Ｃをアーク蒸
発させ、陽イオン化したＢ４Ｃを上記ＷＣＣ超超硬合金
製ミニチュアドリル先端部表面に生成させた。なお、８
４Ｃよりもホウ素比率の少ない組成式ＢＣ（ｘ：０．５
〜２）で表わされる炭化ホウ素層は、反応中の雰囲気ガ
スのＣＨ４ガス分圧を制御することにより得られた。
Ｘ １０ ”Ｔｏｒｒの真空に保持し、ついで、上記
ＷＣＣ超超硬合金製ミニチュアドリル約４５０℃に加熱
すると共に１００ｖの負電圧を印荷し、方、上記Ｂ４Ｃ
ターゲットをカソードとし、このＢＣターゲットの表面
をアークにより１時的に高温度にして８４Ｃをアーク蒸
発させ、陽イオン化したＢ４Ｃを上記ＷＣＣ超超硬合金
製ミニチュアドリル先端部表面に生成させた。なお、８
４Ｃよりもホウ素比率の少ない組成式ＢＣ（ｘ：０．５
〜２）で表わされる炭化ホウ素層は、反応中の雰囲気ガ
スのＣＨ４ガス分圧を制御することにより得られた。
第２表には、種々の炭化ホウ素被覆条件およびその条件
で得られた、本発明炭化ホウ素被讃ＷＣ基超硬さ金製ミ
ニチュアドリル１〜９、比較炭化ホウ集波５！ＷＣ基超
硬合金製ミニチュアドリル１〜６、および従来炭化ホウ
素被！！ｗｃ基超硬合金製ミニチュアドリルを用い、厚
さ＝１．６關の銅の６層プリント基板を２枚重ねた板を
、ドリル回転速度ゴ００００ｒ、ｐ、ｍ、、穴明は送り
速度：２．Ｉｍ／ｗｉｎの条件で穴明けを施し、ドリル
の先端エツジ部の摩耗が原因で切削面に荒れが生しるよ
うになった時点を寿命と見てそれまでの穴明は数を測定
し、その結果を第２表に示した。
で得られた、本発明炭化ホウ素被讃ＷＣ基超硬さ金製ミ
ニチュアドリル１〜９、比較炭化ホウ集波５！ＷＣ基超
硬合金製ミニチュアドリル１〜６、および従来炭化ホウ
素被！！ｗｃ基超硬合金製ミニチュアドリルを用い、厚
さ＝１．６關の銅の６層プリント基板を２枚重ねた板を
、ドリル回転速度ゴ００００ｒ、ｐ、ｍ、、穴明は送り
速度：２．Ｉｍ／ｗｉｎの条件で穴明けを施し、ドリル
の先端エツジ部の摩耗が原因で切削面に荒れが生しるよ
うになった時点を寿命と見てそれまでの穴明は数を測定
し、その結果を第２表に示した。
第１表に示される結果から、本発明炭化ホウ素被覆ＷＣ
基超硬合金製チップ１〜９は、いずれも従来炭化ホウ素
被覆ＷＣ基超硬合金製チップに比べて、チップが寿命と
なるまでの切削時間が大幅に長く、−段と優れた耐摩耗
性を有することがわかる。また比較炭化ホウ素被覆ＷＣ
基超硬合金製チップ１〜６に見られるように、この発明
の範囲から外れると、寿命となるまでの切削時間が短く
なることが明らかである。
基超硬合金製チップ１〜９は、いずれも従来炭化ホウ素
被覆ＷＣ基超硬合金製チップに比べて、チップが寿命と
なるまでの切削時間が大幅に長く、−段と優れた耐摩耗
性を有することがわかる。また比較炭化ホウ素被覆ＷＣ
基超硬合金製チップ１〜６に見られるように、この発明
の範囲から外れると、寿命となるまでの切削時間が短く
なることが明らかである。
さらに、第２表に示される結果から、本発明炭化ホウ素
被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜９は、いず
れも従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアド
リルに比べて、ドリルが寿命となるまでの穴明は数が多
く、−段と優れた耐摩耗性を有することがわかる。また
比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル
１〜６に見られるように、この発明の範囲から外れる（
第２表において※印を付して示した）と、寿命となるま
での穴明は数が少なくなることが明らかである。
被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル１〜９は、いず
れも従来炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアド
リルに比べて、ドリルが寿命となるまでの穴明は数が多
く、−段と優れた耐摩耗性を有することがわかる。また
比較炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合金製ミニチュアドリル
１〜６に見られるように、この発明の範囲から外れる（
第２表において※印を付して示した）と、寿命となるま
での穴明は数が少なくなることが明らかである。
上述のように、この発明の炭化ホウ素被覆ＷＣ基超硬合
金切削工具は、優れた耐摩耗性を有し、実用に際しては
、優れた性能を長期にわたって発揮することにより工業
上優れた効果をもたらすものである。
金切削工具は、優れた耐摩耗性を有し、実用に際しては
、優れた性能を長期にわたって発揮することにより工業
上優れた効果をもたらすものである。
Claims (4)
- （１）炭化タングステン基超硬合金母材に炭化ホウ素被
覆層を形成した切削工具において、 上記炭化ホウ素被覆層は、厚さ：０．５〜２．０μｍの
組成式：Ｂ＿ｘＣ（ｘ：３．５〜４．５）で表わされる
最外層と、炭化タングステン基超硬合金母材に接し厚さ
：０．０５〜０．２μｍの組成式：Ｂ＿ｘＣ（ｘ：０．
５〜２）で表わされる最内層とを含むことを特徴とする
炭化ホウ素被覆切削工具。 - （２）上記炭化ホウ素被覆層は、上記最外層から上記最
内層に向かって厚さ方向にホウ素濃度が連続または不連
続的に漸減することを特徴とする請求項１記載の炭化ホ
ウ素被覆切削工具。 - （３）上記最内層は、ＢＣからなる炭化ホウ素被覆層で
あることを特徴とする請求項１記載の炭化ホウ素被覆切
削工具。 - （４）上記炭化ホウ素被覆切削工具は、切削用チップお
よび穴明け加工用ドリルを含むことを特徴とする請求項
１，２または３記載の炭化ホウ素被覆切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16931390A JPH0457604A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16931390A JPH0457604A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0457604A true JPH0457604A (ja) | 1992-02-25 |
Family
ID=15884222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16931390A Pending JPH0457604A (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 炭化ホウ素被覆切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0457604A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7264883B2 (en) | 2002-12-27 | 2007-09-04 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating film excellent in adhesion and manufacturing method thereof |
-
1990
- 1990-06-27 JP JP16931390A patent/JPH0457604A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7264883B2 (en) | 2002-12-27 | 2007-09-04 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating film excellent in adhesion and manufacturing method thereof |
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