JPH05123905A - 人工ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 - Google Patents
人工ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具Info
- Publication number
- JPH05123905A JPH05123905A JP3313558A JP31355891A JPH05123905A JP H05123905 A JPH05123905 A JP H05123905A JP 3313558 A JP3313558 A JP 3313558A JP 31355891 A JP31355891 A JP 31355891A JP H05123905 A JPH05123905 A JP H05123905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- artificial diamond
- cutting tool
- cemented carbide
- thickness
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 人工ダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具における人工ダイヤモンド層の密着性向上をはか
る。 【構成】 人工ダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具において、これを構成する人工ダイヤモンド層の基
体接合面側における平均層厚：１μｍ〜（上記人工ダイ
ヤモンド層の平均層厚：３〜１５μｍ）×０．５μｍの
範囲内の所定厚さに亘ってＢ成分を０．０５〜２重量％
含有させる。
工具における人工ダイヤモンド層の密着性向上をはか
る。 【構成】 人工ダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具において、これを構成する人工ダイヤモンド層の基
体接合面側における平均層厚：１μｍ〜（上記人工ダイ
ヤモンド層の平均層厚：３〜１５μｍ）×０．５μｍの
範囲内の所定厚さに亘ってＢ成分を０．０５〜２重量％
含有させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人工ダイヤモンド層
の基体表面に対する密着性のすぐれた人工ダイヤモンド
被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具に関するも
のである。
の基体表面に対する密着性のすぐれた人工ダイヤモンド
被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、炭化タングステン（以
下、ＷＣで示す）基超硬合金基体の表面を、熱電子放射
法やマイクロ波法、さらに高周波プラズマ法などの気相
合成法にて形成した、平均層厚：３〜１５μｍの人工ダ
イヤモンド層で被覆してなる人工ダイヤモンド被覆ＷＣ
基超硬合金製切削工具が、ドリルやエンドミル、さらに
スローアウエイチップなどとして適用されていることは
良く知られるところである。
下、ＷＣで示す）基超硬合金基体の表面を、熱電子放射
法やマイクロ波法、さらに高周波プラズマ法などの気相
合成法にて形成した、平均層厚：３〜１５μｍの人工ダ
イヤモンド層で被覆してなる人工ダイヤモンド被覆ＷＣ
基超硬合金製切削工具が、ドリルやエンドミル、さらに
スローアウエイチップなどとして適用されていることは
良く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
の省力化に対する要求は厳しく、これに伴なって切削条
件は一段と苛酷さを増す傾向にあるが、上記の従来人工
ダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を、例えば
高送りあるいは高切込みの断続切削（フライス切削）な
どの苛酷な条件での切削に用いた場合、人工ダイヤモン
ド層の基体表面に対する密着性が不十分なために剥離が
発生し易く、満足な切削性能を長期に亘って発揮するこ
とができないのが現状である。
の省力化に対する要求は厳しく、これに伴なって切削条
件は一段と苛酷さを増す傾向にあるが、上記の従来人工
ダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を、例えば
高送りあるいは高切込みの断続切削（フライス切削）な
どの苛酷な条件での切削に用いた場合、人工ダイヤモン
ド層の基体表面に対する密着性が不十分なために剥離が
発生し易く、満足な切削性能を長期に亘って発揮するこ
とができないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、人工ダイヤモンド層のＷＣ基超
硬合金基体表面に対する密着性のすぐれた人工ダイヤモ
ンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を開発すべく研究を
行なった結果、人工ダイヤモンド層の基体接合面側に所
定の厚さに亘ってＢ成分を含有させると、このＢ成分の
作用で人工ダイヤモンド層のＷＣ基超硬合金基体に対す
る密着性が著しく向上するようになるという研究結果を
得たのである。
上述のような観点から、人工ダイヤモンド層のＷＣ基超
硬合金基体表面に対する密着性のすぐれた人工ダイヤモ
ンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を開発すべく研究を
行なった結果、人工ダイヤモンド層の基体接合面側に所
定の厚さに亘ってＢ成分を含有させると、このＢ成分の
作用で人工ダイヤモンド層のＷＣ基超硬合金基体に対す
る密着性が著しく向上するようになるという研究結果を
得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、ＷＣ基超硬合金基体の表面を、
平均層厚：３〜１５μｍの人工ダイヤモンド層で被覆し
てなる人工ダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具
において、上記人工ダイヤモンド層の基体接合面側にお
ける平均層厚：１μｍ〜（上記人工ダイヤモンド層の平
均層厚、以下Δｔで示す）×０．５μｍの範囲内の所定
厚さに亘ってＢ成分を０．０５〜２重量％含有させるこ
とにより上記人工ダイヤモンド層の上記基体表面に対す
る密着性を著しく向上せしめてなる人工ダイヤモンド被
覆ＷＣ基超硬合金製切削工具に特徴を有するものであ
る。
なされたものであって、ＷＣ基超硬合金基体の表面を、
平均層厚：３〜１５μｍの人工ダイヤモンド層で被覆し
てなる人工ダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具
において、上記人工ダイヤモンド層の基体接合面側にお
ける平均層厚：１μｍ〜（上記人工ダイヤモンド層の平
均層厚、以下Δｔで示す）×０．５μｍの範囲内の所定
厚さに亘ってＢ成分を０．０５〜２重量％含有させるこ
とにより上記人工ダイヤモンド層の上記基体表面に対す
る密着性を著しく向上せしめてなる人工ダイヤモンド被
覆ＷＣ基超硬合金製切削工具に特徴を有するものであ
る。
【０００６】なお、この発明の切削工具において、人工
ダイヤモンド層におけるＢ含有厚さを、平均層厚で１μ
ｍ〜Δｔ×０．５μｍと限定したのは、その厚さが１μ
ｍ未満では所望のすぐれた密着性を確保することができ
ず、一方その厚さがΔｔ×０．５μｍを越えると、人工
ダイヤモンド層におけるＢ含有厚さが厚くなりすぎ、相
対的にＢ成分を含有しない表面部の人工ダイヤモンド層
の厚さが薄くなってしまうために、これのもつすぐれた
耐摩耗性を長期に亘って発揮することができなくなるこ
とから、その厚さを１μｍ〜Δｔ×０．５μｍと定め
た。
ダイヤモンド層におけるＢ含有厚さを、平均層厚で１μ
ｍ〜Δｔ×０．５μｍと限定したのは、その厚さが１μ
ｍ未満では所望のすぐれた密着性を確保することができ
ず、一方その厚さがΔｔ×０．５μｍを越えると、人工
ダイヤモンド層におけるＢ含有厚さが厚くなりすぎ、相
対的にＢ成分を含有しない表面部の人工ダイヤモンド層
の厚さが薄くなってしまうために、これのもつすぐれた
耐摩耗性を長期に亘って発揮することができなくなるこ
とから、その厚さを１μｍ〜Δｔ×０．５μｍと定め
た。
【０００７】また、この発明の切削工具の人工ダイヤモ
ンド層におけるＢ成分の濃度分布は、密着性および耐摩
耗性の点から、基体接合面に向って連続的あるいは断続
的に上昇、すなわち基体接合面で最も高く、層内部に向
かうにしたがって漸次減少するのが望ましい。
ンド層におけるＢ成分の濃度分布は、密着性および耐摩
耗性の点から、基体接合面に向って連続的あるいは断続
的に上昇、すなわち基体接合面で最も高く、層内部に向
かうにしたがって漸次減少するのが望ましい。
【０００８】さらに、この発明の切削工具の人工ダイヤ
モンド層におけるＢ成分の含有量を０．０５〜２重量％
としたのは、その含有量が０．０５重量％未満では所望
のすぐれた密着性を確保することができず、一方その含
有量が２重量％を越えると、すぐれたダイヤモンドの特
性が失なわれる共に、生成速度が遅くなるという理由に
よるものである。
モンド層におけるＢ成分の含有量を０．０５〜２重量％
としたのは、その含有量が０．０５重量％未満では所望
のすぐれた密着性を確保することができず、一方その含
有量が２重量％を越えると、すぐれたダイヤモンドの特
性が失なわれる共に、生成速度が遅くなるという理由に
よるものである。
【０００９】また、人工ダイヤモンド層の平均層厚を３
〜１５μｍとしたのは、その厚さが３μｍ未満では所望
のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その
厚さが１５μｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが
発生し易くなるという理由にもとづくものである。
〜１５μｍとしたのは、その厚さが３μｍ未満では所望
のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その
厚さが１５μｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが
発生し易くなるという理由にもとづくものである。
【００１０】
【実施例】つぎに、この発明の切削工具を実施例により
具体的に説明する。基体として、Ｃｏ：６重量％、Ｗ
Ｃ：残りからなる組成、並びにＩＳＯ規格ＳＮＭＧ１２
０４０８に則した形状をもったＷＣ基超硬合金製スロー
アウエイチップを用意し、この基体の表面に、マイクロ
波プラズマ法を用い、 周波数：２．４５ＧＨz 、出力：６００Ｗ、 基体温度：８００℃、 反応ガス供給割合：５００cc/min、 の条件とし、かつ反応ガス組成および該反応ガス組成で
の処理時間をそれぞれ表１に示される条件として人工ダ
イヤモンド層を形成することにより本発明人工ダイヤモ
ンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具（以下、本発明被覆
切削工具という）１〜５、および人工ダイヤモンド層中
にＢ成分を含有しない従来人工ダイヤモンド被覆ＷＣ基
超硬合金製切削工具（以下、従来被覆切削工具という）
１〜３をそれぞれ製造した。
具体的に説明する。基体として、Ｃｏ：６重量％、Ｗ
Ｃ：残りからなる組成、並びにＩＳＯ規格ＳＮＭＧ１２
０４０８に則した形状をもったＷＣ基超硬合金製スロー
アウエイチップを用意し、この基体の表面に、マイクロ
波プラズマ法を用い、 周波数：２．４５ＧＨz 、出力：６００Ｗ、 基体温度：８００℃、 反応ガス供給割合：５００cc/min、 の条件とし、かつ反応ガス組成および該反応ガス組成で
の処理時間をそれぞれ表１に示される条件として人工ダ
イヤモンド層を形成することにより本発明人工ダイヤモ
ンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具（以下、本発明被覆
切削工具という）１〜５、および人工ダイヤモンド層中
にＢ成分を含有しない従来人工ダイヤモンド被覆ＷＣ基
超硬合金製切削工具（以下、従来被覆切削工具という）
１〜３をそれぞれ製造した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】ついで、この結果得られた各種の被覆切削
工具について、人工ダイヤモンド層の平均層厚、並びに
このうちのＢ含有層の平均層厚およびＢ含有量を測定
し、表２に示した。 また、上記各種の被覆切削工具について、 被削材：Ａｌ−１８％Ｓｉ合金、 切削速度：５００ｍ/min．、 切込み：０．５mm、 送り：０．３mm/rev．、 の条件で高送りフライス切削（断続切削）を行ない、使
用寿命に至るまでの切削時間を測定した。この測定結果
も表２に示した。
工具について、人工ダイヤモンド層の平均層厚、並びに
このうちのＢ含有層の平均層厚およびＢ含有量を測定
し、表２に示した。 また、上記各種の被覆切削工具について、 被削材：Ａｌ−１８％Ｓｉ合金、 切削速度：５００ｍ/min．、 切込み：０．５mm、 送り：０．３mm/rev．、 の条件で高送りフライス切削（断続切削）を行ない、使
用寿命に至るまでの切削時間を測定した。この測定結果
も表２に示した。
【００１４】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明被
覆切削工具１〜５は、いずれも人工ダイヤモンド層中に
含有するＢ成分によって、これの基体表面に対する密着
性のすぐれたものになっているので、苛酷な条件での切
削にもすぐれた耐摩耗性を示すのに対して、従来被覆切
削工具１〜３は、人工ダイヤモンド層の基体表面に対す
る密着性が不十分なために比較的短時間で剥離が発生
し、相対的に短かい使用寿命しか示さないことが明らか
である。
覆切削工具１〜５は、いずれも人工ダイヤモンド層中に
含有するＢ成分によって、これの基体表面に対する密着
性のすぐれたものになっているので、苛酷な条件での切
削にもすぐれた耐摩耗性を示すのに対して、従来被覆切
削工具１〜３は、人工ダイヤモンド層の基体表面に対す
る密着性が不十分なために比較的短時間で剥離が発生
し、相対的に短かい使用寿命しか示さないことが明らか
である。
【００１５】上述のように、この発明の人工ダイヤモン
ド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は、人工ダイヤモンド
層中に含有するＢ成分によって、これの基体表面に対す
る密着性がすぐれたものになっており、かつ前記Ｂ成分
の含有は基体接合面側の限られた厚さに特定されている
ので、人工ダイヤモンド層のもつすぐれた耐摩耗性が損
なわれることもないことから、例えば高送りや高切込み
などのフライス切削などの苛酷な条件下での切削にも人
工ダイヤモンド層に剥離の発生なく、すぐれた耐摩耗性
を示し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するので
ある。
ド被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は、人工ダイヤモンド
層中に含有するＢ成分によって、これの基体表面に対す
る密着性がすぐれたものになっており、かつ前記Ｂ成分
の含有は基体接合面側の限られた厚さに特定されている
ので、人工ダイヤモンド層のもつすぐれた耐摩耗性が損
なわれることもないことから、例えば高送りや高切込み
などのフライス切削などの苛酷な条件下での切削にも人
工ダイヤモンド層に剥離の発生なく、すぐれた耐摩耗性
を示し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 寿彦 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社筑波製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体の表面
を、平均層厚：３〜１５μｍの人工ダイヤモンド層で被
覆してなる人工ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超
硬合金製切削工具において、 上記人工ダイヤモンド層の基体接合面側における平均層
厚：１μｍ〜（上記人工ダイヤモンド層の平均層厚）×
０．５μｍの範囲内の所定厚さに亘ってＢ成分を０．０
５〜２重量％含有せしめたことを特徴とする人工ダイヤ
モンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313558A JPH05123905A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 人工ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313558A JPH05123905A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 人工ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05123905A true JPH05123905A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18042764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3313558A Pending JPH05123905A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 人工ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05123905A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020522610A (ja) * | 2017-04-27 | 2020-07-30 | インディアン インスティテュート オブ テクノロジー マドラス（アイアイティー マドラス） | ＷＣ−Ｃｏ切削工具における高密着性ボロンドープ傾斜ダイヤモンド層 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03197677A (ja) * | 1989-12-25 | 1991-08-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドコーティング工具及びその製造法 |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP3313558A patent/JPH05123905A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03197677A (ja) * | 1989-12-25 | 1991-08-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンドコーティング工具及びその製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020522610A (ja) * | 2017-04-27 | 2020-07-30 | インディアン インスティテュート オブ テクノロジー マドラス（アイアイティー マドラス） | ＷＣ−Ｃｏ切削工具における高密着性ボロンドープ傾斜ダイヤモンド層 |
| US11739419B2 (en) * | 2017-04-27 | 2023-08-29 | INDIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY MADRAS (IIT Madras) | Highly adhesive CVD grown boron doped diamond graded layer on WC-Co |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000104 |