JPH0623601A - Diamond covered super hard alloy tool - Google Patents
Diamond covered super hard alloy toolInfo
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- JPH0623601A JPH0623601A JP17844192A JP17844192A JPH0623601A JP H0623601 A JPH0623601 A JP H0623601A JP 17844192 A JP17844192 A JP 17844192A JP 17844192 A JP17844192 A JP 17844192A JP H0623601 A JPH0623601 A JP H0623601A
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- carbide
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Abstract
Description
【０００１】[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および／また
はダイヤモンド状カーボン（以下、ダイヤモンドで代表
する）の被覆層を形成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。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention uses a WC-based or TiC-based cemented carbide as a base material, and forms a coating layer of diamond and / or diamond-like carbon (hereinafter represented by diamond) on the base material. The present invention relates to a diamond-coated cemented carbide tool. The base materials used in the present invention include WC-Co type, Ti-Ni-Mo type, TiC-WC type.
Although various cemented carbides such as -TaC-Ni-Mo-Co type can be mentioned, the following description will be made mainly on the WC-Co type cemented carbide.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Cemented carbide tool steel is widely used as a material for cutting tools, wear-resistant tools and the like, as well as high speed tool steel, and WC-Co type cemented carbide is the mainstream.
【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。In recent years, a coated cemented carbide tool in which the surface of the cemented carbide is coated with a substance having higher wear resistance by a vapor deposition method to improve the machinability of the tool has rapidly spread. TiC and TiN are typical examples of such a coating material. For example, a TiC-coated cemented carbide is superior to a WC-based cemented carbide tool or a TiC-based cemented carbide tool in strength at high temperature and high pressure, What has been difficult to cut with a conventional uncoated cemented carbide tool can be cut by using a TiC coated cemented carbide tool.
【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。However, the coated cemented carbide tool exhibits excellent wear resistance when the work material is steel or cast iron, but
For example, when a high Si-Al alloy or FRP containing a very hard glass fiber is used as a work material, the wear resistance becomes insufficient, the tool life becomes short, and the tool cannot withstand long-term use.
【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。On the other hand, as a dedicated cutting tool for processing a hard material, a diamond sintered body tool using diamond synthesized by sintering at ultrahigh pressure and high temperature is known, but it is expensive, In addition, when it is applied to an ultra-fine drill for punching a printed circuit board or the like, conversely, it is difficult to process because it has no higher hardness than diamond, and the shape is also restricted.
【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覆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。Recently, it has been possible to synthesize particulate or film-like diamond by a chemical vapor phase synthesis method utilizing a hydrocarbon-hydrogen mixed gas plasma generated by microwaves or hot filaments. Development of diamond-coated cemented carbide tools coated with diamond film by applying technology is also in progress.
【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。However, the cemented carbide used as the base material is, for example, WC-Co type, and contains about 5 to 20% of C as a binder.
Even if a diamond film is formed on the surface of such a cemented carbide, diamond will be transformed into graphite by the action of Co and will intervene, resulting in uniform hardness and adhesion. It is impossible to form a perfect diamond film. Such a situation similarly occurs when Ni is contained as a binder.
【０００８】[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。Although the above-mentioned inconvenience occurs when the diamond film is directly formed on the cemented carbide, various techniques for solving such inconvenience have been proposed. For example, in JP-A-1-201475, WC-Co
There has been proposed a technique of forming a diamond film after etching Co of the surface layer of a sintered sintered chip by acid treatment. However, since this technique elutes Co, which is the binder of the WC-Co based cemented carbide base material, with an acid, there is a problem that the base material itself is deteriorated.
【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 Ｏ3 ，ＡＩＮ，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
５９−１８４７９２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。On the other hand, a technique has also been proposed in which a base layer is formed on the surface of a base material and a diamond film is formed on the surface of the base layer. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 58-126972, carbides, nitrides, borides, oxides of IVa, Va and VIa groups and their compounds, mixtures and Al 2 O 3 , AIN, are formed on the surface of a cemented carbide base material. B 4 C, SiC, Si 3 N 4 ,
A diamond-coated cemented carbide tool has been proposed in which an underlayer made of at least one selected from SiO 2 is formed, and a diamond film is formed on this underlayer. Further, in JP-A-59-184792, a coating layer (underlayer) made of W or Nb is formed on the surface of a base material made of iron group metal, cermet or ceramics, and a diamond coating is formed on the surface of this underlayer. The technology to do is proposed.
【００１０】しかしながらこれらの技術では、下地層が
硬質であるため、ダイヤモンド合成時の基板温度である
６００〜１０００℃から常温までに冷却する際に、ダイ
ヤモンドと超硬合金母材との熱膨張係数差から生じる内
部応力を緩和できず、ダイヤモンドと下地層との密着性
が不充分となり、切削中に剥離を生じるという欠点があ
る。However, in these techniques, since the underlayer is hard, the coefficient of thermal expansion between the diamond and the cemented carbide base material is cooled when cooling from the substrate temperature of 600 to 1000 ° C. during diamond synthesis to room temperature. There is a drawback in that the internal stress caused by the difference cannot be relaxed, the adhesion between the diamond and the underlayer becomes insufficient, and peeling occurs during cutting.
【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、上記の様な内部応力を緩和
しつつ、超硬合金母材に対して密着性が良いダイヤモン
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。The present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to form a diamond film having good adhesion to a cemented carbide base material while alleviating the above internal stress. (EN) Provided is a diamond-coated cemented carbide tool having excellent machinability and wear resistance.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、超硬合金を工具母材とし、下地層上にダイヤ
モンドおよび／またはダイヤモンド状カーボンの被覆層
が形成された超硬合金工具において、前記下地層は、下
地表面側から母材に接する側に向けて下記第１層から第
５層が該記載順序で積層して形成されるものである。 (1) 第１層：IVａ，Ｖａ，VIａ族元素、ＢおよびＳｉよ
りなる群から選ばれる１種以上の元素の炭化物からなる
層、または該炭化物が主成分である層。 (2) 第２層：上記第１層の炭化物を形成する元素と下記
第３層を構成する金属元素との合金層、または傾斜組成
合金層。 (3) 第３層：Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕのいずれかの単独層、ま
たはこれらの金属の少なくとも１種を主成分とする合金
からなる層。 (4) 第４層：上記第３層を構成する金属元素と下記第５
層の炭化物を形成する元素との合金属、または傾斜組成
合金層。 (5) 第５層：IVａ，Ｖａ，VIａ族元素，ＢおよびＳｉよ
りなる群から選ばれる１種以上の元素の炭化物からなる
元素、または該炭化物が主成分である層。Means for Solving the Problems The present invention which has achieved the above object means that a cemented carbide is used as a tool base material and a coating layer of diamond and / or diamond-like carbon is formed on an underlayer. In the alloy tool, the base layer is formed by laminating the following first to fifth layers in the order described from the base surface side to the side in contact with the base material. (1) First layer: a layer made of a carbide of one or more elements selected from the group consisting of IVa, Va, VIa group elements, B and Si, or a layer containing the carbide as a main component. (2) Second layer: An alloy layer of an element forming the carbide of the first layer and a metal element forming the following third layer, or a gradient composition alloy layer. (3) Third layer: a single layer of any one of Au, Ag, and Cu, or a layer made of an alloy containing at least one of these metals as a main component. (4) Fourth layer: the metal element forming the third layer and the following fifth layer
A mixed metal with an element forming a carbide of the layer, or a gradient composition alloy layer. (5) Fifth layer: an element made of a carbide of one or more elements selected from the group consisting of IVa, Va, VIa group elements, B and Si, or a layer containing the carbide as a main component.
【００１３】[0013]
【作用】本発明者らは、超硬合金母材にダイヤモンド被
覆層を形成する為の下地層として最適な形態について、
様々な角度から検討した。その結果、上記の様な５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、超硬合金母材とダイヤモン
ドとの熱膨張係数差から生じる内部応力を緩和しつつ、
密着性の良好なダイヤモンド膜が形成できたのである。The present inventors have found that the optimum form of the underlayer for forming the diamond coating layer on the cemented carbide base material is
Considered from various angles. As a result, they have found that an underlayer having a five-layer structure as described above is optimal. That is,
If the underlayer as described above, while relaxing the internal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the cemented carbide base material and diamond,
A diamond film with good adhesion could be formed.
【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層および第２層は、後述す
る第３層とダイヤモンド被覆層との密着性を確保する為
に形成される。即ち、後述する第３層はダイヤモンド被
覆層との密着性が良いとはいえず、両者を直接積層する
と剥離するので、これを防止する為にダイヤモンド被覆
層側に第１層を形成し、第１層と第３層の密着性を更に
向上させる為に、両者に密着性の良い第２層を形成した
のである。尚第１層および第２層の厚みは、合計で０．
０１〜１０μｍとするのが良い。即ち、第１層および第
２層の合計厚みが０．０１μｍ未満では第２層と第３層
との密着性が確保されず、第２層と第３層の界面付近で
切削中に剥離を生じる。また該厚みが１０μｍを超える
と、第３層の塑性変形による応力緩和（後述する）が不
充分となり、切削中にダイヤモンド被覆層の剥離を生じ
る。The effects of each layer of the underlayer in the present invention are as follows. First, the first layer and the second layer are formed in order to secure the adhesiveness between the third layer described below and the diamond coating layer. That is, the third layer described later does not have good adhesion to the diamond coating layer and peels off when both layers are directly laminated. Therefore, in order to prevent this, the first layer is formed on the diamond coating layer side. In order to further improve the adhesiveness between the first layer and the third layer, the second layer having good adhesiveness was formed on both layers. The total thickness of the first layer and the second layer was 0.
It is preferable that the thickness is from 01 to 10 μm. That is, when the total thickness of the first layer and the second layer is less than 0.01 μm, the adhesiveness between the second layer and the third layer is not secured, and peeling occurs during cutting near the interface between the second layer and the third layer. Occurs. When the thickness exceeds 10 μm, stress relaxation (described later) due to plastic deformation of the third layer becomes insufficient and the diamond coating layer peels off during cutting.
【００１５】次に、第３層はダイヤモンド被服層の熱膨
張係数に起因する内部応力を緩和する為に形成される。
即ち、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等は軟質金属であり、応力が加
わると容易に塑性変形して応力を緩和する。尚第３層の
厚みは０．１〜１００μｍとするのが良い。即ち第３層
の厚みが０．１μｍ未満では上記の様な応力緩和効果が
充分に発揮されず、１００μｍを超えると切削時に加わ
る外力によって第３層が塑性変形してしまい、かえって
ダイヤモンド被服層に亀裂や剥離を生じ易くなる。Next, the third layer is formed to relieve the internal stress caused by the coefficient of thermal expansion of the diamond coating layer.
That is, Au, Ag, Cu, etc. are soft metals, and when stress is applied, they are easily plastically deformed to relax the stress. The thickness of the third layer is preferably 0.1-100 μm. That is, when the thickness of the third layer is less than 0.1 μm, the stress relaxation effect as described above is not sufficiently exerted, and when it exceeds 100 μm, the third layer is plastically deformed by the external force applied during cutting, rather, the diamond coating layer is not formed. Cracks and peeling are likely to occur.
【００１６】次に第４層および第５層は、前記第３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、前記第３層は超硬合金母材との密着性が良くないの
で、第３層を直接超硬合金母材表面にコーティングする
と、第３層と超硬合金母材表面間で剥離を生じ易いが、
超硬合金母材と密着性の良好な第５層、および該第５層
と第３層の密着性を向上させる為の第４層を介在させる
ことによって、第３層と超硬合金母材との密着性が確保
できるのである。尚第４層および第５層の厚みは、合計
で０．０１〜１０μｍとするのが良い。即ち、第４層お
よび第５層の合計厚みが０．０１μｍ未満では第３層と
第４層との密着性が確保されず、第３層と第４層の界面
付近で切削中に剥離を生じる。また該厚みが１０μｍを
超えると、前記第３層と超硬合金母材における熱膨張係
数の差によって密着不良となり、切削中に剥離が生じ
る。Next, the fourth layer and the fifth layer are formed to ensure the adhesion between the third layer and the cemented carbide base material. That is, since the third layer does not have good adhesion with the cemented carbide base material, when the third layer is directly coated on the surface of the cemented carbide base material, peeling occurs between the third layer and the cemented carbide base material surface. It is easy to occur,
By interposing a fifth layer having good adhesion to the cemented carbide base material and a fourth layer for improving the adhesion between the fifth layer and the third layer, the third layer and the cemented carbide base material It is possible to secure close contact with. The total thickness of the fourth layer and the fifth layer is preferably 0.01 to 10 μm. That is, when the total thickness of the fourth layer and the fifth layer is less than 0.01 μm, the adhesiveness between the third layer and the fourth layer is not secured, and peeling occurs during cutting near the interface between the third layer and the fourth layer. Occurs. On the other hand, if the thickness exceeds 10 μm, the adhesion will be poor due to the difference in thermal expansion coefficient between the third layer and the cemented carbide base material, resulting in peeling during cutting.
【００１７】尚本発明において、超硬合金母材上に下地
層を形成する手段については特に限定されるものではな
く、イオンプレーティング，スパッタリング，真空蒸着
およびめっき処理等、様々な方法を採用することができ
る。In the present invention, the means for forming the underlayer on the cemented carbide base material is not particularly limited, and various methods such as ion plating, sputtering, vacuum deposition and plating treatment are adopted. be able to.
【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・後記の趣向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。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and any modification of the design can be made according to the idea described above and the following. It is included in the target range. For example, in the following examples, the case where a WC-Co type cemented carbide is used as a base material is shown, but the present invention is not limited to such a case, and TiC-Ni-Mo type or TiC-WC-Ta type is used.
The use of cemented carbide such as C-Ni-Mo-Co system as the base material is also within the technical range.
【００１９】[0019]
【実施例】 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−１０％Ｃ
ｏのＩＳＯ規格ＳＰＧＮ４２２型のチップを準備した。
このチップ上に、イオンプレーティング法によって、Ｔ
ｉＣ層（第５層），Ｔｉ・Ｃｕ混合層（第４層），Ｃｕ
層（第３層），Ｔｉ・Ｃｕ混合層（第２層），ＴｉＣ層
（第１層）の順に積層して下地層を形成した。尚このと
きの（第１層＋第２層）および（第４層＋第５層）の厚
みは夫々２μｍとし、第３層の厚みは３０μｍとした。
この様にして下地層を形成したチップを、マイクロ波プ
ラズマＣＶＤ装置に装入し、ＣＨ4 ：２ｃｃ／ｍｉｎ，
Ｈ2 ：１００ｃｃ／ｍｉｎ，圧力４０Ｔｏｒｒ，マイク
ロ波出力１ＫＷ，母材温度８５０℃の条件にて、反応ガ
スを供給しながら４時間の気相合成を行ない、下地層上
に４μｍのダイヤモンド膜を形成した。Example 1 A diamond-coated cemented carbide chip was produced according to the procedure shown below. As a cemented carbide base material, WC-10% C
An ISO standard SPGN422 type chip of o was prepared.
On this chip, the T
iC layer (fifth layer), Ti / Cu mixed layer (fourth layer), Cu
A layer (third layer), a Ti / Cu mixed layer (second layer), and a TiC layer (first layer) were laminated in this order to form a base layer. The thicknesses of the (first layer + second layer) and the (fourth layer + fifth layer) at this time were 2 μm, and the thickness of the third layer was 30 μm.
The tip forming the undercoat layer in this manner, were charged to a microwave plasma CVD apparatus, CH 4: 2cc / min,
H 2 : 100 cc / min, pressure 40 Torr, microwave output 1 kW, base material temperature 850 ° C., 4 hours of vapor phase synthesis while supplying reaction gas to form 4 μm diamond film on underlayer. did.
【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 ：０．２ｍｍ／ｒｅｖ 切込み ：０．２５ｍｍ 切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ 切削時間：６０分The diamond-coated cemented carbide chip thus obtained was subjected to a continuous cutting test under the following cutting conditions, and the flank wear width of the chip after the test was measured. (Cutting conditions) Work material: Al-20% Si alloy Feed: 0.2 mm / rev Cutting depth: 0.25 mm Cutting speed: 500 m / min Cutting time: 60 minutes
【００２１】その結果を、表１に示す。尚表１には、比
較例としてＷＣ−１０％Ｃｏ系超硬合金母材にＴｉＣ膜
をコーティング（２ｍｍ）した後ダイヤモンド膜を形成
したチップを用いた場合（比較例Ｉ）、ＷＣ−１０％Ｃ
ｏ系超硬合金母材を酸処理してチップ表面のＣｏを抽出
した後下地処理せずにダイヤモンド膜を形成したチップ
を用いた場合（比較例II）等についての結果も示した。The results are shown in Table 1. In Table 1, as a comparative example, a chip having a diamond film formed after coating a TiC film (2 mm) on a WC-10% Co cemented carbide base material (Comparative Example I), WC-10% C
The results are also shown for the case (Comparative Example II) in which a chip formed with a diamond film without acid treatment of an o-type cemented carbide base material to extract Co on the surface of the chip and then without undercoating was used.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 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、比較例Ｉ，IIに比べ密
着性が良好で、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。As is clear from Table 1, the diamond-coated cemented carbide chips according to the present invention have better adhesion than Comparative Examples I and II and exhibit excellent machinability and wear resistance. I understand.
【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ド
リルを作製した。超硬合金母材として、ＷＣ−１３％Ｃ
ｏの小径ドリル（ドリル径：６ｍｍ）を準備し、これに
イオンプレーティング法によって各種下地層を形成した
後、実施例１と同様にしてダイヤモンド被覆層を形成し
た。得られたダイヤモンド被覆超硬合金ドリルについ
て、下記の穴あけ条件で穴あけ試験を行ない、ダイヤモ
ンド被覆層の剥離の有無を調べた。Example 2 A diamond-coated cemented carbide drill was prepared according to the following procedure. As cemented carbide base material, WC-13% C
A small-diameter drill (drill diameter: 6 mm) of o was prepared, various underlayers were formed on the drill by an ion plating method, and then a diamond coating layer was formed in the same manner as in Example 1. The obtained diamond-coated cemented carbide drill was subjected to a drilling test under the following drilling conditions to check whether the diamond coating layer was peeled off.
【００２５】（穴あけ条件） 被削材 ：Ａｌ−１６％Ｓｉ合金（厚さ：２０ｍｍ） 切削速度 ：１００ｍ／ｍｉｎ 送り ：０．２ｍｍ／ｒｅｖ 穴あけ個数：５０００個の貫通穴あけ(Drilling conditions) Work material: Al-16% Si alloy (thickness: 20 mm) Cutting speed: 100 m / min Feed: 0.2 mm / rev Number of drilled holes: 5000 through holes
【００２６】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、超硬合金
母材ドリルで酸処理して表面のＣｏを抽出処理した後下
地処理をせずにダイヤモンド被覆層と形成したもの（N
o.１４）、および超硬合金母材ドリルにＳｉＣ膜とコー
ティング（２μｍ）した後ダイヤモンド膜を形成したも
の（No.１５）等による結果についても示した。The results are shown in Table 2 together with the constitution of the diamond-coated cemented carbide drill. Table 2 shows that a diamond coating layer was formed without acid treatment by acid treatment with a cemented carbide base metal drill and then Co treatment on the surface (N
14), and a result obtained by coating a cemented carbide base material drill with a SiC film (2 μm) and then forming a diamond film (No. 15).
【００２７】[0027]
【表２】 [Table 2]
【００２８】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、いずれも優れた密着性
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。また下地層の各層厚さを適切な値に設
定することが効果的であることがわかる。As is clear from Table 2, it is clear that the diamond-coated cemented carbide drills according to the present invention all exhibit excellent adhesion and exhibit superior performance to conventional materials. . It is also effective to set the thickness of each underlayer to an appropriate value.
【００２９】[0029]
【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の良い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。EFFECTS OF THE INVENTION The present invention is configured as described above, and a diamond-coated cemented carbide that can form a diamond film having good adhesion to a cemented carbide base material and that exhibits excellent machinability and wear resistance. The tool was realized.
Claims (2)
イヤモンドおよび／またはダイヤモンド状カーボンの被
覆層が形成された超硬合金工具において、前記下地層
は、下地表面側から母材に接する側に向けて下記第１層
から第５層が該記載順序で積層して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。 (1) 第１層：IVａ，Ｖａ，VIａ族元素，ＢおよびＳｉよ
りなる群から選ばれる１種以上の元素の炭化物からなる
層、または該炭化物が主成分である層。 (2) 第２層：上記第１層の炭化物を形成する元素と下記
第３層を構成する金属元素との合金層、または傾斜組成
合金層。 (3) 第３層：Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕのいずれかの単独層、ま
たはこれらの金属の少なくとも１種を主成分とする合金
からなる層。 (4) 第４層：上記第３層を構成する金属元素と下記第５
層の炭化物を形成する元素との合金属、または傾斜組成
合金層。 (5) 第５層：IVａ，Ｖａ，VIａ族元素，ＢおよびＳｉよ
りなる群から選ばれる１種以上の元素の炭化物からなる
元素、または該炭化物が主成分である層。1. A cemented carbide tool in which a cemented carbide is used as a tool base material and a coating layer of diamond and / or diamond-like carbon is formed on the base layer, wherein the base layer is formed from the base surface side to the base material. A diamond-coated cemented carbide tool, characterized in that the following first to fifth layers are laminated in the stated order toward the contact side. (1) First layer: a layer made of a carbide of at least one element selected from the group consisting of IVa, Va, VIa group elements, B and Si, or a layer containing the carbide as a main component. (2) Second layer: An alloy layer of an element forming the carbide of the first layer and a metal element forming the following third layer, or a gradient composition alloy layer. (3) Third layer: a single layer of any one of Au, Ag, and Cu, or a layer made of an alloy containing at least one of these metals as a main component. (4) Fourth layer: the metal element forming the third layer and the following fifth layer
A mixed metal with an element forming a carbide of the layer, or a gradient composition alloy layer. (5) Fifth layer: an element made of a carbide of one or more elements selected from the group consisting of IVa, Va, VIa group elements, B and Si, or a layer containing the carbide as a main component.
層と第５層の合計厚みが夫々０．０１〜１０μｍであ
り、且つ第３層の厚みが０．１〜１００μｍである請求
項１に記載のダイヤモンド超硬合金工具。2. A total thickness of the first layer and the second layer, and a fourth thickness.
The diamond cemented carbide tool according to claim 1, wherein the total thickness of the layer and the fifth layer is 0.01 to 10 µm, and the thickness of the third layer is 0.1 to 100 µm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17844192A JPH0623601A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Diamond covered super hard alloy tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17844192A JPH0623601A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Diamond covered super hard alloy tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0623601A true JPH0623601A (en) | 1994-02-01 |
Family
ID=16048580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17844192A Withdrawn JPH0623601A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Diamond covered super hard alloy tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623601A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002513087A (en) * | 1998-04-29 | 2002-05-08 | ユナキス・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト | Tools or mechanical parts and methods for increasing the wear resistance of such parts |
| WO2013153614A1 (en) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | オーエスジー株式会社 | Hard coating for cutting tool, and cutting tool coated with hard coating |
| CN104203466A (en) * | 2012-04-02 | 2014-12-10 | Osg株式会社 | Hard coating film for cutting tool and cutting tool coated with hard coating film |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP17844192A patent/JPH0623601A/en not_active Withdrawn
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| US9409238B2 (en) | 2012-04-09 | 2016-08-09 | Osg Corporation | Hard coating for cutting tool, and cutting tool coated with hard coating |
| CN104203467B (en) * | 2012-04-09 | 2016-08-24 | Osg株式会社 | Hard film for cutting tool and hard film coated cutting tool |
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