JPH0525638A - ダイヤモンド被覆超硬合金工具 - Google Patents
ダイヤモンド被覆超硬合金工具Info
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- JPH0525638A JPH0525638A JP20331791A JP20331791A JPH0525638A JP H0525638 A JPH0525638 A JP H0525638A JP 20331791 A JP20331791 A JP 20331791A JP 20331791 A JP20331791 A JP 20331791A JP H0525638 A JPH0525638 A JP H0525638A
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- cemented carbide
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超硬合金母材に対して密着性が良く且つ均一
にダイヤモンド膜を形成でき、優れた切削性および耐摩
耗性を有するダイヤモンド被覆超硬合金工具を提供す
る。 【構成】 超硬合金を母材とし下地層上にダイヤモンド
被覆が形成された超硬合金工具において、前記下地層の
うち前記母材に接する第１層としてＴｉまたはＴｉ合金
からなる層が厚み0.05〜５μｍ形成されると共に、該下
地の表面層としてＳｉ層が厚み0.05〜５μｍ形成された
ものである。また前記下地層として、Ｔｉ−Ｓｉ化合物
からなる層を形成してもよい。
にダイヤモンド膜を形成でき、優れた切削性および耐摩
耗性を有するダイヤモンド被覆超硬合金工具を提供す
る。 【構成】 超硬合金を母材とし下地層上にダイヤモンド
被覆が形成された超硬合金工具において、前記下地層の
うち前記母材に接する第１層としてＴｉまたはＴｉ合金
からなる層が厚み0.05〜５μｍ形成されると共に、該下
地の表面層としてＳｉ層が厚み0.05〜５μｍ形成された
ものである。また前記下地層として、Ｔｉ−Ｓｉ化合物
からなる層を形成してもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＷＣ系やＴｉＣ系の超
硬合金を母材とし、該母材にダイヤモンドを被覆したダ
イヤモンド被覆超硬合金工具に関するものである。尚本
発明で用いる母材としては、ＷＣ−Ｃｏ系，Ｔｉ−Ｎｉ
−Ｍｏ系，ＴｉＣ−ＷＣ−ＴａＣ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｏ系
等様々な超硬合金が挙げられるが以下の説明ではＷＣ−
Ｃｏ系超硬合金を主体にして説明を進める。
硬合金を母材とし、該母材にダイヤモンドを被覆したダ
イヤモンド被覆超硬合金工具に関するものである。尚本
発明で用いる母材としては、ＷＣ−Ｃｏ系，Ｔｉ−Ｎｉ
−Ｍｏ系，ＴｉＣ−ＷＣ−ＴａＣ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｏ系
等様々な超硬合金が挙げられるが以下の説明ではＷＣ−
Ｃｏ系超硬合金を主体にして説明を進める。
【０００２】
【従来の技術】超硬合金工具鋼は高速度工具鋼と並ん
で、切削工具や耐摩工具等の素材として幅広く利用され
ており、特にＷＣ−Ｃｏ系超硬合金が主流を占めてい
る。
で、切削工具や耐摩工具等の素材として幅広く利用され
ており、特にＷＣ−Ｃｏ系超硬合金が主流を占めてい
る。
【０００３】近年、超硬合金の表面に、耐摩耗性のより
優れた物質を気相蒸着法によって被覆して工具の切削性
を改善した被覆超硬合金工具が急速に普及している。こ
うした被覆物質としてはＴｉＣやＴｉＮが代表的なもの
であり、例えばＴｉＣ被覆超硬合金工具は、ＷＣ系超硬
合金工具やＴｉＣ系超硬合金工具よりも高温高圧時の強
度に優れたものとなり、被覆の施されていない従来の超
硬合金工具では切削困難であったものがＴｉＣ被覆超硬
合金工具を用いることによって切削可能となっている。
優れた物質を気相蒸着法によって被覆して工具の切削性
を改善した被覆超硬合金工具が急速に普及している。こ
うした被覆物質としてはＴｉＣやＴｉＮが代表的なもの
であり、例えばＴｉＣ被覆超硬合金工具は、ＷＣ系超硬
合金工具やＴｉＣ系超硬合金工具よりも高温高圧時の強
度に優れたものとなり、被覆の施されていない従来の超
硬合金工具では切削困難であったものがＴｉＣ被覆超硬
合金工具を用いることによって切削可能となっている。
【０００４】しかしながら上記被覆超硬合金工具は、被
削材が鋼や鋳鉄等の場合には優れた耐摩耗性を示すが、
例えば高Ｓｉ−Ａｌ合金や、非常に硬質のガラス繊維を
内蔵したＦＲＰ等を被削材とした場合には耐摩耗性不足
を来たし、工具寿命が短くなって長期使用に耐え得なく
なる。
削材が鋼や鋳鉄等の場合には優れた耐摩耗性を示すが、
例えば高Ｓｉ−Ａｌ合金や、非常に硬質のガラス繊維を
内蔵したＦＲＰ等を被削材とした場合には耐摩耗性不足
を来たし、工具寿命が短くなって長期使用に耐え得なく
なる。
【０００５】一方硬い材料を加工する為の専用切削工具
としては、超高圧・高温下で焼結して合成されたダイヤ
モンドを用いたダイヤモンド焼結体工具も知られている
が、高価であり、またプリント基板穴明け用極細ミニド
リル等に応用する場合等においては、逆にダイヤモンド
より高硬度のものが無いという理由によって却って加工
が困難であり、形状的にも制約を受けることになる。
としては、超高圧・高温下で焼結して合成されたダイヤ
モンドを用いたダイヤモンド焼結体工具も知られている
が、高価であり、またプリント基板穴明け用極細ミニド
リル等に応用する場合等においては、逆にダイヤモンド
より高硬度のものが無いという理由によって却って加工
が困難であり、形状的にも制約を受けることになる。
【０００６】最近ではマイクロ波や熱フィラメント等に
よって生成した炭化水素−水素混合ガスプラズマを利用
した化学気相合成法によって、粒子状や膜状のダイヤモ
ンドを合成することが可能となっており、こうした技術
を応用してダイヤモンド膜を被膜したダイヤモンド被膜
超硬合金工具の開発も進められている。
よって生成した炭化水素−水素混合ガスプラズマを利用
した化学気相合成法によって、粒子状や膜状のダイヤモ
ンドを合成することが可能となっており、こうした技術
を応用してダイヤモンド膜を被膜したダイヤモンド被膜
超硬合金工具の開発も進められている。
【０００７】しかしながら母材となる超硬合金は、例え
ばＷＣ−Ｃｏ系の様に結合剤として５〜２０％程度のＣ
ｏを含んでおり、この様な超硬合金の表面にダイヤモン
ド膜を形成してもＣｏの作用によってダイヤモンドがグ
ラファイトに変態してそれが介在されることになり、硬
度および密着性の良好な均一なダイヤモンド膜を形成す
ることはできない。この様な事態は結合剤としてＮｉを
含んでいる場合にも同様に生じる。
ばＷＣ−Ｃｏ系の様に結合剤として５〜２０％程度のＣ
ｏを含んでおり、この様な超硬合金の表面にダイヤモン
ド膜を形成してもＣｏの作用によってダイヤモンドがグ
ラファイトに変態してそれが介在されることになり、硬
度および密着性の良好な均一なダイヤモンド膜を形成す
ることはできない。この様な事態は結合剤としてＮｉを
含んでいる場合にも同様に生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】超硬合金にダイヤモン
ド膜を直接形成するには、上述の様な不都合が生じる
が、こうした不都合を解消する技術も種々提案されてい
る。例えば特開平１−２０１４７５号には、ＷＣ−Ｃｏ
系焼結チップ表面層のＣｏを酸処理によってエッチング
した後に、ダイヤモンド膜を形成する技術が提案されて
いる。しかしながらこの技術は、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金
母材の結合剤であるＣｏを酸によって溶出するものであ
るので、母材自体の劣化を招くという問題がある。
ド膜を直接形成するには、上述の様な不都合が生じる
が、こうした不都合を解消する技術も種々提案されてい
る。例えば特開平１−２０１４７５号には、ＷＣ−Ｃｏ
系焼結チップ表面層のＣｏを酸処理によってエッチング
した後に、ダイヤモンド膜を形成する技術が提案されて
いる。しかしながらこの技術は、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金
母材の結合剤であるＣｏを酸によって溶出するものであ
るので、母材自体の劣化を招くという問題がある。
【０００９】一方母材表面に下地層を形成し、この下地
層表面にダイヤモンド膜を形成する技術も提案されてい
る。例えば特開昭５８−１２６９７２号には、超硬合金
母材表面に、IVa,Va,VIa族の炭化物，窒化物，硼化物，
酸化物およびこれらの化合物、混合物並びにＡｌ2 Ｏ
3 ，ＡｌＮ，Ｂ4 Ｃ，ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 か
ら選ばれた１種以上からなる下地層を形成し、この下地
層の上へダイヤモンド膜を形成したダイヤモンド被覆超
硬合金工具が提案されている。また特開昭５９−１８４
７９２号には、鉄族金属，サーメットあるいはセラミッ
クスからなる母材表面に、ＷまたはＮｂからなる被膜層
（下地層）を形成し、この下地層の表面にダイヤモンド
被膜を形成する技術が提案されている。
層表面にダイヤモンド膜を形成する技術も提案されてい
る。例えば特開昭５８−１２６９７２号には、超硬合金
母材表面に、IVa,Va,VIa族の炭化物，窒化物，硼化物，
酸化物およびこれらの化合物、混合物並びにＡｌ2 Ｏ
3 ，ＡｌＮ，Ｂ4 Ｃ，ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｉＯ2 か
ら選ばれた１種以上からなる下地層を形成し、この下地
層の上へダイヤモンド膜を形成したダイヤモンド被覆超
硬合金工具が提案されている。また特開昭５９−１８４
７９２号には、鉄族金属，サーメットあるいはセラミッ
クスからなる母材表面に、ＷまたはＮｂからなる被膜層
（下地層）を形成し、この下地層の表面にダイヤモンド
被膜を形成する技術が提案されている。
【００１０】しかしながらこれらの技術では、下地層が
ダイヤモンドとの界面で結合層を形成しにくく、ダイヤ
モンドと下地層との密着性が充分であるとは言えないと
いう欠点がある。
ダイヤモンドとの界面で結合層を形成しにくく、ダイヤ
モンドと下地層との密着性が充分であるとは言えないと
いう欠点がある。
【００１１】本発明はこうした事情に着目してなされた
ものであって、その目的は、超硬合金母材に対して密着
性が良く且つ均一なダイヤモンド膜を形成でき、優れた
切削性および耐摩耗性を有するダイヤモンド被覆超硬合
金工具を提供することにある。
ものであって、その目的は、超硬合金母材に対して密着
性が良く且つ均一なダイヤモンド膜を形成でき、優れた
切削性および耐摩耗性を有するダイヤモンド被覆超硬合
金工具を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決する為の手段】上記目的を達成し得た本発
明とは、超硬合金を母材とし下地層上にダイヤモンド被
覆が形成された超硬合金工具において、前記下地層のう
ち前記母材に接する側にＴｉまたはＴｉ合金からなる層
が0.05〜５μｍ厚さで形成されると共に、該下地の表面
層としてＳｉ層が0.05〜５μｍ厚さで形成されたもので
ある点に要旨を有するダイヤモンド被覆超硬合金工具で
ある。また前記下地層としてＴｉ−Ｓｉ化合物からなる
層が0.05〜５μｍ形成されたものである様な構成を採用
することによっても、本発明の目的が達成される。
明とは、超硬合金を母材とし下地層上にダイヤモンド被
覆が形成された超硬合金工具において、前記下地層のう
ち前記母材に接する側にＴｉまたはＴｉ合金からなる層
が0.05〜５μｍ厚さで形成されると共に、該下地の表面
層としてＳｉ層が0.05〜５μｍ厚さで形成されたもので
ある点に要旨を有するダイヤモンド被覆超硬合金工具で
ある。また前記下地層としてＴｉ−Ｓｉ化合物からなる
層が0.05〜５μｍ形成されたものである様な構成を採用
することによっても、本発明の目的が達成される。
【００１３】
【作用】本発明者らは、超硬合金母材にダイヤモンド膜
を形成する為の下地層として最適な物質について、様々
な角度から検討した。その結果、（Ｉ）母材に接する第
１層としてのＴｉまたはＴｉ合金層、（II）下地表面層
としてのＳｉ層、の２層構造からなる下地層が最適であ
ることを見出した。即ち、上記の様な下地層であれば、
超硬合金中のＣｏやＮｉによるダイヤモンド合成への悪
影響を回避しつつ、密着性の良好な均一なダイヤモンド
膜が形成できたのである。
を形成する為の下地層として最適な物質について、様々
な角度から検討した。その結果、（Ｉ）母材に接する第
１層としてのＴｉまたはＴｉ合金層、（II）下地表面層
としてのＳｉ層、の２層構造からなる下地層が最適であ
ることを見出した。即ち、上記の様な下地層であれば、
超硬合金中のＣｏやＮｉによるダイヤモンド合成への悪
影響を回避しつつ、密着性の良好な均一なダイヤモンド
膜が形成できたのである。
【００１４】本発明における下地層の各層の作用効果は
下記の通りである。まず第１層としてのＴｉまたはＴｉ
合金層は、下地層と超硬合金母材との密着性を確保する
為に形成される。即ち、後述するＳｉ層は超硬合金母材
との密着性が良くないので、Ｓｉ層を直接超硬合金母材
表面にコーティングするとＳｉ層と超硬合金母材表面間
で剥離を生じ易いが、ＴｉまたはＴｉ合金層を介在させ
ることによって母材との密着性が確保できるのである。
ＴｉまたはＴｉ合金層は、ダイヤモンド合成中にＳｉ層
との間にＴｉ−Ｓｉ化合物であるチタンシリサイドを形
成し、Ｓｉ層との密着性も良好となる。尚ＴｉまたはＴ
ｉ合金層の厚みは0.05〜５μｍとするのが良い。即ちあ
まり薄いと第１層としての効果が現われず、あまり厚過
ぎると切削時に第１層が塑性変形し、Ｓｉ層やダイヤモ
ンドに亀裂が生じ易くなる。また本発明のＴｉまたはＴ
ｉ合金層は、超硬合金母材との密着性を確保する為のも
のであり、その効果を達成することができるものであれ
ば、ある程度の不純物を含んでいてもよく、また合金組
成も限定されない。
下記の通りである。まず第１層としてのＴｉまたはＴｉ
合金層は、下地層と超硬合金母材との密着性を確保する
為に形成される。即ち、後述するＳｉ層は超硬合金母材
との密着性が良くないので、Ｓｉ層を直接超硬合金母材
表面にコーティングするとＳｉ層と超硬合金母材表面間
で剥離を生じ易いが、ＴｉまたはＴｉ合金層を介在させ
ることによって母材との密着性が確保できるのである。
ＴｉまたはＴｉ合金層は、ダイヤモンド合成中にＳｉ層
との間にＴｉ−Ｓｉ化合物であるチタンシリサイドを形
成し、Ｓｉ層との密着性も良好となる。尚ＴｉまたはＴ
ｉ合金層の厚みは0.05〜５μｍとするのが良い。即ちあ
まり薄いと第１層としての効果が現われず、あまり厚過
ぎると切削時に第１層が塑性変形し、Ｓｉ層やダイヤモ
ンドに亀裂が生じ易くなる。また本発明のＴｉまたはＴ
ｉ合金層は、超硬合金母材との密着性を確保する為のも
のであり、その効果を達成することができるものであれ
ば、ある程度の不純物を含んでいてもよく、また合金組
成も限定されない。
【００１５】次に下地表面層としてのＳｉ層は、ダイヤ
モンドとＳｉが反応し、ダイヤモンド−Ｓｉ界面にＳｉ
Ｃの反応層が容易に形成され、ダイヤモンド膜との密着
性を確保する。またＳｉ層は、第１層のＴｉ層を表面に
露出させないという作用を有し、Ｔｉが露出するとダイ
ヤモンド合成の際にＴｉＣが形成されダイヤモンド層が
形成されにくくなる。尚Ｓｉ層の厚みは、0.05〜５μｍ
とするのが良い。即ちあまり薄いとダイヤモンドを合成
する際に水素プラズマによってエッチングされ、Ｓｉ層
がなくなってしまい期待される効果が得られず、あまり
厚過ぎると靭性が不足するため切削中にＳｉ層に割れが
生じ易くなる。またＳｉ層はダイヤモンドとの密着性が
確保できるものであれば、ある程度の不純物を含んでい
てもよい。
モンドとＳｉが反応し、ダイヤモンド−Ｓｉ界面にＳｉ
Ｃの反応層が容易に形成され、ダイヤモンド膜との密着
性を確保する。またＳｉ層は、第１層のＴｉ層を表面に
露出させないという作用を有し、Ｔｉが露出するとダイ
ヤモンド合成の際にＴｉＣが形成されダイヤモンド層が
形成されにくくなる。尚Ｓｉ層の厚みは、0.05〜５μｍ
とするのが良い。即ちあまり薄いとダイヤモンドを合成
する際に水素プラズマによってエッチングされ、Ｓｉ層
がなくなってしまい期待される効果が得られず、あまり
厚過ぎると靭性が不足するため切削中にＳｉ層に割れが
生じ易くなる。またＳｉ層はダイヤモンドとの密着性が
確保できるものであれば、ある程度の不純物を含んでい
てもよい。
【００１６】下地層として上記の様な２層構成を採用す
ることによって、本発明の目的が一応達成されたのであ
るが、本発明者らが実験によって追認したところによる
と、ＴｉとＳｉを同時に蒸着してＴｉ−Ｓｉ化合物（チ
タンシリサイド）からなる化合物を母材表面に下地層と
して形成しても本発明の目的が達成されることがわかっ
た。またこの様な構成を採用するに当たっては、蒸着の
際の電子ビーム出力を制御する等の手段によって、母材
側をＴｉ／Ｓｉの高い組成として下地表面側になるにつ
れてＴｉ／Ｓｉが低下する様な、濃度勾配を有する傾斜
組成膜とするのが好ましい。これは母材との密着性を高
Ｔｉ組成によって確保し、ダイヤモンドとの密着性を高
Ｓｉ組成によって確保するためである。
ることによって、本発明の目的が一応達成されたのであ
るが、本発明者らが実験によって追認したところによる
と、ＴｉとＳｉを同時に蒸着してＴｉ−Ｓｉ化合物（チ
タンシリサイド）からなる化合物を母材表面に下地層と
して形成しても本発明の目的が達成されることがわかっ
た。またこの様な構成を採用するに当たっては、蒸着の
際の電子ビーム出力を制御する等の手段によって、母材
側をＴｉ／Ｓｉの高い組成として下地表面側になるにつ
れてＴｉ／Ｓｉが低下する様な、濃度勾配を有する傾斜
組成膜とするのが好ましい。これは母材との密着性を高
Ｔｉ組成によって確保し、ダイヤモンドとの密着性を高
Ｓｉ組成によって確保するためである。
【００１７】尚Ｔｉ−Ｓｉ化合物を下地層として形成す
る場合の厚さは、0.05〜５μｍの範囲とするのが良い。
即ち、下地層の厚みが0.05μｍ未満であると、下地層を
形成した後その上にダイヤモンド膜を合成する際に水素
プラズマによってエッチングされてしまい、下地層がほ
とんどなくなって期待される効果が得られなくなる。一
方、下地層の厚さが５μｍを超えると、靭性が低下し膜
に割れが生じることがある。
る場合の厚さは、0.05〜５μｍの範囲とするのが良い。
即ち、下地層の厚みが0.05μｍ未満であると、下地層を
形成した後その上にダイヤモンド膜を合成する際に水素
プラズマによってエッチングされてしまい、下地層がほ
とんどなくなって期待される効果が得られなくなる。一
方、下地層の厚さが５μｍを超えると、靭性が低下し膜
に割れが生じることがある。
【００１８】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明は下記実施例によって限定されるもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。例
えば、下記実施例では母材としてＷＣ−Ｃｏ系超硬合金
を用いる場合について示したが、本発明はこの様な場合
に限らず、ＴｉＣ−Ｎｉ−Ｍｏ系やＴｉＣ−ＷＣ−Ｔａ
Ｃ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｏ系等の超硬合金を母材として用い
る場合もその技術的範囲とするものである。
明するが、本発明は下記実施例によって限定されるもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは
いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。例
えば、下記実施例では母材としてＷＣ−Ｃｏ系超硬合金
を用いる場合について示したが、本発明はこの様な場合
に限らず、ＴｉＣ−Ｎｉ−Ｍｏ系やＴｉＣ−ＷＣ−Ｔａ
Ｃ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｏ系等の超硬合金を母材として用い
る場合もその技術的範囲とするものである。
【００１９】
実施例１
下記に示す手順に従って、ダイヤモンド被覆超硬合金チ
ップを作製した。超硬合金母材として、ＷＣ−５％Ｃ
ｏ，ＷＣ−１０％Ｃｏの２種類のＩＳＯ規格ＳＰＧＮ４
２２型のチップを準備した。これを真空蒸着装置に装入
し、まずＴｉのエレクトロンビーム蒸発によって母材表
面にＴｉ膜を形成し、その後Ｓｉのエレクトロンビーム
蒸発によって前記Ｔｉ膜上にＳｉ膜を形成して下地層と
した。この様にして下地処理したチップをマイクロ波プ
ラズマ装置に装入し、ＣＨ4 ／Ｈ2＝１／２００，圧力
４０Ｔｏｒｒ，マイクロ波出力１ＫＷ，母材温度９００
℃の条件にて、反応ガスを供給しながら４〜８時間の気
相合成を行ない、下地層上にダイヤモンド膜を形成し
た。
ップを作製した。超硬合金母材として、ＷＣ−５％Ｃ
ｏ，ＷＣ−１０％Ｃｏの２種類のＩＳＯ規格ＳＰＧＮ４
２２型のチップを準備した。これを真空蒸着装置に装入
し、まずＴｉのエレクトロンビーム蒸発によって母材表
面にＴｉ膜を形成し、その後Ｓｉのエレクトロンビーム
蒸発によって前記Ｔｉ膜上にＳｉ膜を形成して下地層と
した。この様にして下地処理したチップをマイクロ波プ
ラズマ装置に装入し、ＣＨ4 ／Ｈ2＝１／２００，圧力
４０Ｔｏｒｒ，マイクロ波出力１ＫＷ，母材温度９００
℃の条件にて、反応ガスを供給しながら４〜８時間の気
相合成を行ない、下地層上にダイヤモンド膜を形成し
た。
【００２０】得られたダイヤモンド被覆超硬合金チップ
について、下記の切削条件で連続切削試験を行ない、試
験後のチップにおける逃げ面摩耗幅を測定した。 （切削条件） 被削材 ：Ａｌ−２０％Ｓｉ合金 送り ：0.1mm/rev 切込み ：0.2mm 切削速度：５００m/min 切削時間：３０分
について、下記の切削条件で連続切削試験を行ない、試
験後のチップにおける逃げ面摩耗幅を測定した。 （切削条件） 被削材 ：Ａｌ−２０％Ｓｉ合金 送り ：0.1mm/rev 切込み ：0.2mm 切削速度：５００m/min 切削時間：３０分
【００２１】その結果を、ダイヤモンド被覆超硬合金チ
ップの構成と共に表１に示す。尚表１には、従来例とし
て(a) ＷＣ−５％Ｃｏ系超硬合金母材にＴｉＣ膜をコー
ティングした後ダイヤモンド膜を形成したチップを用い
た場合（Ｎo.１０）、(b) 下地処理せずに母材に直接的
にダイヤモンド膜を形成したチップを用いた場合（Ｎo.
１１，１２）、(c) ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金自体を切削材
として用いた場合（Ｎo.１３）等についての結果も示し
た。
ップの構成と共に表１に示す。尚表１には、従来例とし
て(a) ＷＣ−５％Ｃｏ系超硬合金母材にＴｉＣ膜をコー
ティングした後ダイヤモンド膜を形成したチップを用い
た場合（Ｎo.１０）、(b) 下地処理せずに母材に直接的
にダイヤモンド膜を形成したチップを用いた場合（Ｎo.
１１，１２）、(c) ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金自体を切削材
として用いた場合（Ｎo.１３）等についての結果も示し
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１から明らかな様に、本発明に係るダイ
ヤモンド被覆超硬合金チップは、いずれも優れた切削性
および耐摩耗性を示し、従来材に比べて優れた性能を発
揮していることがよくわかる。
ヤモンド被覆超硬合金チップは、いずれも優れた切削性
および耐摩耗性を示し、従来材に比べて優れた性能を発
揮していることがよくわかる。
【００２４】実施例２
下記に示す手順に従って、ダイヤモンド被覆超硬合金ミ
ニチュアドリルを作製した。超硬合金母材として、ＷＣ
−１３％ＣｏのＩＣ基板穴明け用小径ドリル（ドリル
径：1.0mm ）を準備し、これを真空蒸着装置に装入し、
実施例１と同様にして母材表面に下地層を形成した。
ニチュアドリルを作製した。超硬合金母材として、ＷＣ
−１３％ＣｏのＩＣ基板穴明け用小径ドリル（ドリル
径：1.0mm ）を準備し、これを真空蒸着装置に装入し、
実施例１と同様にして母材表面に下地層を形成した。
【００２５】下地処理を施したドリルを、マイクロ波プ
ラズマ装置に装入し、実施例１と同様にしてダイヤモン
ド膜を形成した。
ラズマ装置に装入し、実施例１と同様にしてダイヤモン
ド膜を形成した。
【００２６】得られたダイヤモンド被覆超硬合金ドリル
について、下記の穴あけ条件で穴あけ試験を行ない、そ
の使用寿命に至るまでの穴あけ個数を測定した。 （穴あけ条件） 被削材：Ｓｉ５重量％含有エポキシ板（厚さ0.6mm ）５
板と、銅薄板５板の交互積層板からなるＩＣ基板 ドリル回転速度：８０００r.p.m. 送りスピード：0.08mm/rev
について、下記の穴あけ条件で穴あけ試験を行ない、そ
の使用寿命に至るまでの穴あけ個数を測定した。 （穴あけ条件） 被削材：Ｓｉ５重量％含有エポキシ板（厚さ0.6mm ）５
板と、銅薄板５板の交互積層板からなるＩＣ基板 ドリル回転速度：８０００r.p.m. 送りスピード：0.08mm/rev
【００２７】その結果を、ダイヤモンド被覆超硬合金ド
リルの構成と共に、表２に示す。尚表２には、実施例１
で示したのと同様の従来材を用いて作成したドリルによ
る結果についても示した。
リルの構成と共に、表２に示す。尚表２には、実施例１
で示したのと同様の従来材を用いて作成したドリルによ
る結果についても示した。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２から明らかな様に、本発明に係るダイ
ヤモンド被覆超硬合金ドリルは、いずれも優れた耐摩耗
性を示し、従来材に比べて優れた性能を発揮しているこ
とが明らかである。
ヤモンド被覆超硬合金ドリルは、いずれも優れた耐摩耗
性を示し、従来材に比べて優れた性能を発揮しているこ
とが明らかである。
【００３０】実施例３
ＴｉおよびＳｉのエレクトンビーム蒸発によって母材表
面にＴｉ−Ｓｉ化合物層を下地層として形成する以外
は、実施例１と同様にしてダイヤモンド被覆超硬合金チ
ップを作製した。得られたダイヤモンド被覆超硬合金チ
ップについて、実施例１と同じ条件で連続切削試験を行
ない、試験後のチップにおける逃げ面摩耗幅を測定し
た。その結果を、ダイヤモンド被覆超硬合金チップの構
成と共に表３に示すが、本発明に係るダイヤモンド被覆
超硬合金チップは、いずれも優れた切削性および耐摩耗
性を示していることがよくわかる。
面にＴｉ−Ｓｉ化合物層を下地層として形成する以外
は、実施例１と同様にしてダイヤモンド被覆超硬合金チ
ップを作製した。得られたダイヤモンド被覆超硬合金チ
ップについて、実施例１と同じ条件で連続切削試験を行
ない、試験後のチップにおける逃げ面摩耗幅を測定し
た。その結果を、ダイヤモンド被覆超硬合金チップの構
成と共に表３に示すが、本発明に係るダイヤモンド被覆
超硬合金チップは、いずれも優れた切削性および耐摩耗
性を示していることがよくわかる。
【００３１】
【表３】
【００３２】実施例４
ＴｉおよびＳｉのエレクトンビーム蒸発によって母材表
面にＴｉ−Ｓｉ化合物層を下地層として形成する以外
は、実施例２と同様にしてダイヤモンド被覆超硬合金ミ
ニチュアドリルを作製した。得られたダイヤモンド被覆
超硬合金ドリルについて、実施例２と同じ条件で穴あけ
試験を行ない、その使用寿命に至るまでの穴あけ個数を
測定した。その結果を、ダイヤモンド被覆超硬合金ドリ
ルの構成と共に表４に示すが、本発明に係るダイヤモン
ド被覆超硬合金ドリルは、いずれも優れた耐摩耗性を示
しているのがよくわかる。
面にＴｉ−Ｓｉ化合物層を下地層として形成する以外
は、実施例２と同様にしてダイヤモンド被覆超硬合金ミ
ニチュアドリルを作製した。得られたダイヤモンド被覆
超硬合金ドリルについて、実施例２と同じ条件で穴あけ
試験を行ない、その使用寿命に至るまでの穴あけ個数を
測定した。その結果を、ダイヤモンド被覆超硬合金ドリ
ルの構成と共に表４に示すが、本発明に係るダイヤモン
ド被覆超硬合金ドリルは、いずれも優れた耐摩耗性を示
しているのがよくわかる。
【００３３】
【表４】
【００３４】実施例５
蒸着の際の電子ビーム出力を制御し、母材側をＴｉ／Ｓ
ｉの高い組成として下地表面側になるにつれてＴｉ／Ｓ
ｉが低下する様な、濃度勾配を有するＴｉ／Ｓｉ傾斜組
成膜を下地層とする以外は、実施例３と同様にしてダイ
ヤモンド被覆超硬合金チップを作製した。得られたダイ
ヤモンド被覆超硬合金チップについて、実施例１と同じ
条件で連続切削試験を行ない、試験後のチップにおける
逃げ面摩耗幅を測定した。その結果を、ダイヤモンド被
覆超硬合金チップの構成と共に表５に示すが、本発明に
係るダイヤモンド被覆超硬合金チップは、いずれも優れ
た切削性および耐摩耗性を示していることがよくわか
る。
ｉの高い組成として下地表面側になるにつれてＴｉ／Ｓ
ｉが低下する様な、濃度勾配を有するＴｉ／Ｓｉ傾斜組
成膜を下地層とする以外は、実施例３と同様にしてダイ
ヤモンド被覆超硬合金チップを作製した。得られたダイ
ヤモンド被覆超硬合金チップについて、実施例１と同じ
条件で連続切削試験を行ない、試験後のチップにおける
逃げ面摩耗幅を測定した。その結果を、ダイヤモンド被
覆超硬合金チップの構成と共に表５に示すが、本発明に
係るダイヤモンド被覆超硬合金チップは、いずれも優れ
た切削性および耐摩耗性を示していることがよくわか
る。
【００３５】
【表５】
【００３６】実施例６
蒸着の際の電子ビーム出力を制御し、母材側をＴｉ／Ｓ
ｉの高い組成として下地表面側になるにつれてＴｉ／Ｓ
ｉ傾斜組成膜を下地層とする以外は、実施例４と同様に
してダイヤモンド被覆超硬合金ミニチュアドリルを作製
した。得られたダイヤモンド被覆超硬合金ドリルについ
て、実施例２と同じ条件で穴あけ試験を行ない、その使
用寿命に至るまでの穴あけ個数を測定した。その結果
を、ダイヤモンド被覆超硬合金ドリルの構成と共に表６
に示すが、本発明に係るダイヤモンド被覆超硬合金ドリ
ルは、いずれも優れた耐摩耗性を示していることがよく
わかる。
ｉの高い組成として下地表面側になるにつれてＴｉ／Ｓ
ｉ傾斜組成膜を下地層とする以外は、実施例４と同様に
してダイヤモンド被覆超硬合金ミニチュアドリルを作製
した。得られたダイヤモンド被覆超硬合金ドリルについ
て、実施例２と同じ条件で穴あけ試験を行ない、その使
用寿命に至るまでの穴あけ個数を測定した。その結果
を、ダイヤモンド被覆超硬合金ドリルの構成と共に表６
に示すが、本発明に係るダイヤモンド被覆超硬合金ドリ
ルは、いずれも優れた耐摩耗性を示していることがよく
わかる。
【００３７】
【表６】
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、超
硬合金母材に対して密着性良く且つ均一にダイヤモンド
膜を形成でき、優れた切削性および耐摩耗性を示すダイ
ヤモンド被覆超硬合金工具が実現できた。
硬合金母材に対して密着性良く且つ均一にダイヤモンド
膜を形成でき、優れた切削性および耐摩耗性を示すダイ
ヤモンド被覆超硬合金工具が実現できた。
Claims (3)
- 【請求項１】 超硬合金を母材とし下地層上にダイヤモ
ンド被覆が形成された超硬合金工具において、前記下地
層のうち前記母材に接する側にＴｉまたはＴｉ合金から
なる層が0.05〜５μｍ厚さで形成されると共に、該下地
層のうち表面側にＳｉ層が0.05〜５μｍ厚さで形成され
たものであることを特徴とするダイヤモンド被覆超硬合
金工具。 - 【請求項２】 超硬合金を母材とし下地層上にダイヤモ
ンド被覆が形成された超硬合金工具において、前記下地
層としてＴｉ−Ｓｉ化合物からなる層が0.05〜５μｍ厚
さで形成されたものであることを特徴とするダイヤモン
ド被覆超硬合金工具。 - 【請求項３】 Ｔｉ−Ｓｉ化合物からなる層が、母材側
から下地表面側になるにつれて、Ｔｉ／Ｓｉが低くなる
様な濃度勾配を有する傾斜組成膜である請求項２に記載
のダイヤモンド被覆超硬合金工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20331791A JPH0525638A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | ダイヤモンド被覆超硬合金工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20331791A JPH0525638A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | ダイヤモンド被覆超硬合金工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525638A true JPH0525638A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16472024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20331791A Withdrawn JPH0525638A (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | ダイヤモンド被覆超硬合金工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0525638A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006161075A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Shinko Seiki Co Ltd | 硬質炭素膜およびその形成方法 |
| KR20140105796A (ko) * | 2011-12-05 | 2014-09-02 | 프라운호퍼-게젤샤프트 추르 푀르데룽 데어 안제반텐 포르슝 에 파우 | 금속, 초경질물, 서멧 또는 세라믹으로 구성된 경질물-코팅된 바디, 및 상기 바디의 제조방법 |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP20331791A patent/JPH0525638A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006161075A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Shinko Seiki Co Ltd | 硬質炭素膜およびその形成方法 |
| KR20140105796A (ko) * | 2011-12-05 | 2014-09-02 | 프라운호퍼-게젤샤프트 추르 푀르데룽 데어 안제반텐 포르슝 에 파우 | 금속, 초경질물, 서멧 또는 세라믹으로 구성된 경질물-코팅된 바디, 및 상기 바디의 제조방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |