JPS58209553A - 多重被覆材料およびその製造法 - Google Patents

多重被覆材料およびその製造法

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JPS58209553A
JPS58209553A JP9279082A JP9279082A JPS58209553A JP S58209553 A JPS58209553 A JP S58209553A JP 9279082 A JP9279082 A JP 9279082A JP 9279082 A JP9279082 A JP 9279082A JP S58209553 A JPS58209553 A JP S58209553A
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JP
Japan
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layers
layer
coating
coated
wear
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Pending
Application number
JP9279082A
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English (en)
Inventor
健 宮崎
裕介 井寄
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硬質物質を被覆した材料、特に耐摩耗性、耐欠
損1/l:に有効な多重被覆の施された材料およびての
製造法に関する。
W C&4超硬合金、1−iC丼1ノーメット、および
1’iN!、!リーメッ1−に硬質物質を被覆して耐摩
耗性を白土させることが従来より行なわれてきた。
しかし耐摩耗性といっても、摩耗は、フランク部にみら
れるアブレツシブ摩耗、クレータ一部にみられる被削材
との化学反応に基づく摩耗、および境界摩耗でみられる
主として酸化摩耗の3つの1v耗に大別され、アブレッ
シブな摩耗には硬さの高いもの、クレータ−摩耗には化
学的安定性が大さいしの、境界摩耗には耐酸化性ととも
に熱伝導口の^いものが、でれでれ有効であることが知
られ(いる。
このため従来から、炭化物、窒化物等の111一層を被
覆するかわりに、 ■内層ど外層の2層、あるいは内層、中間層、外層の3
層にそれぞれ異なる性質をもった硬質物質を被覆する方
法。
■箕なった性質を有する2・〜3種の硬質物質の固溶物
質、例えば炭窒化物を被覆する方法等が耐摩耗性の改善
方法として取られてきた。
しかし、上記■の場合には当然のことながら、例えば、
外層はフランク部での耐摩耗性は良好だがクレータ一部
の耐摩耗性が劣化する、等の現象が生じるため、飛躍的
な耐摩耗性向上は望めない。
また、熱膨服率の異なる異種物質をかなりの厚みに被覆
するために、熱の変動に弱く切削時に欠損しPずい、と
いう欠点はまぬがれない。
また上記■の場合には、一般に異種硬質物質の固溶体は
、硬質物質のそれぞれの特長が助長されるよりはむしろ
欠点が助長される傾向がある、という問題点がある。
従−〕でL記■または■の方法は、共に有効な改善方)
人であるとはいえなかった。
本発明は上記従来技術の欠点を改良し、耐摩耗、耐欠損
性に優れたl′i規なコーフイング工具を提供すること
を目的とする。
本発明はWCu超硬合金、T1Clサーメツl−1;L
: /=l:LT i NfJ:4J’−メツt・(7
)表面に一1TtBNおよびTiNよりなる被覆層が、
単層の厚さ 1μm以−ド、好ましくは0.5μm未満
で合計2〜15μmの19ざにTi BN、i’i N
を交互に少くとも6層成1、望ましくは20層以上多重
被覆したことを特徴どするものである。
本発明による材料は、単層の厚さが1μm以下、好まし
くは0.5μm未満であるので、熱膨張係数の大きいT
iBNの欠点をカバーすることが可能となり、究極的に
被覆材料層間の歪が均一に分散しC応力集中を排除し、
耐熱!i撃性を高めることがCさる。
−りだ、Ti BNは−riNに比べて硬さが高くかつ
熱1ム導性に優れるため、耐フランク摩耗性のみならず
耐境界摩耗性をも著しく改善する。また、1− i 1
3 Nは鉄系合金との親和性が大きいため、鋼P&/+
鉄等を切削した場合、単独ではクレータ−摩耗の進行が
早い傾向にあるが、本発明においては、化学的安定性の
高いTiNと交互に薄層を多重波1■し−Cいるので、
この欠点は回避できる。
また、本発明において被覆層を重ねる順序は、バロa、
−r;  [3N、  T+  N、ri BN、  
Tr  N、  ・・・・・・でもよく、母材、Ti 
N、Ti BN、Ti N。
T’113N・・・・・・の順序の何れでも良い。
本発明による製造方法、特に被覆層の形成方法は、化学
気相蒸谷法において従来から用いられているTi、l−
1およびNを含んだ混合ガス、例えばTiC1,l−1
およびN の混合ガスに間欠的にBを含んだガス、例え
ばBCI  を混入することで、簡潔かつ有効に多重被
覆膜形成が可能となる。
ざらに従来より知られているように、化学蒸霜法を用い
る場合、TiN被膜形成温度は約970℃、1−iRN
?Ili膜形成温度は920℃と低い。したがってTi
BN被覆からTiN被覆へ、あるいは逆にTiN被覆か
らTir3N被覆へと切替えるときに被覆渇疫を変更す
る必要があり、このときに被覆粒・子の異状成長が生じ
ることが避けられず、被膜のtZI質が劣化する原因と
なっている。
ところが本願発明省らは、ガスを間欠的に混入した場合
には、気相からの析出粒子の核生成頻度は多り4jるが
成長速度は遅くなることを見出し、これに以づいて本発
明を完成した。従って、本発明においては、ガスを間欠
的に混入させることが望ましく、これにより、TiNを
被覆ダる温度をri[3Nど同一の温瑣に選んでも、微
細な粒子を1!lることかできるという優れた効果が得
られる。
この場r)、電磁場をかけてプラズマ状態として活Pj
化蒸谷を行なうことも、もちろん可能である。
また、本発明にa3いて、多重波@層は少なくと68層
以1−1望ましくは20層以上が良い。8層未満ではl
′Iu述した多重被覆の効果が十分発揮できない。また
各中層の厚み(、末、被覆材料層間の歪を均一に分子i
t(ざぜるために、1 ft m以下好ましくは0、5
71 nl以[ζが良い。これは、1μmを越えると耐
入損t11が劣化りるためである。
実り色l+111 WC−6%(、o超硬合金上にTi N、 Ti 13
tSI被膜を交互に各層0.1μm1合計6μmの被膜
を被覆した。このチップを試II Aとする。
同時に比較材として、上記超硬合金上に下層に−riN
、土層にTi[3Nをそれぞれ3μmずつ0剖 0μm
の膜厚を有する被膜を被覆した。このチップを試i!I
 Bとする。これら2梗の試料を以下の切削条1′1、
叩ら、 被削(オ   S CM 3 切削速度  200m/m!n 送   リ        0.3mm/ rev切り
込み  2 n+ m にて切削アス1−をfiなった。比較量のBチップは1
3分でフランク部の摩耗が進行し寿命に至ったのに対し
、本発明によるAチップは30分間の切削でも良好な切
削性能を示した。
実施例2 W C−8%T i −C−8%TaC−6%CO超硬
合余上にTi N、Ti BN被膜を各層0.05μI
II合一18μmの被膜を被覆した。このチップを試料
0とJる。同時に比較材どし−C同じ超硬合金上に上層
にriBN、上層に1−iNをそれぞれ3μm。
511m、金側 8μmの膜厚を右する被膜を被覆した
。このチップを試nDとする。
次にこれら2種の試料を以下の断続切削条件、即ら 切削速度   200m/min 送   リ          0.4+11111/
 rOVQノリ込み    1.5n++++ 被削材    S CM 3 101幅の溝付き にて切削アストを行なった。比較材のDチップは40回
の衝撃ぐ欠損したが、本発明のCは920回の衝12(
・も欠損に至らなかった。
1ズL詳述した如く、本発明によれば、Ti BN。
−11Nの薄い被膜を交互に多重被覆づることにより、
1耐摩耗↑1、耐!i撃↑11に富む被覆超硬合金を得
るξとがてさるのでイの工業上の効果は大である。
f’I+i’l−1:l  長 自′ 反)・It f
’lのノ、示 昭 和57.1’: υ1・許l「)(I第 9279
0  ’r;″ “II+  (7)  名f4;  
 多重肢覆材料及び壬の、5法r山11゛をする各 r、  U   +5081 1 し’t、it 属株
式会r1−代ノ・古河野 −典夫 代     pHJs 1、弓  117    東++C都丁代[(1区丸の
内”l−111番2)J明細書の清書(内容に変更なし

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、WCl、を超W合金、T−i C基IJ−メツl−
    、マタは“ri Nuナーメットの表面に、TiBNJ
    >よび−TiNよりなる被苗層が、11層の厚さ1μm
    以1・C・あ・)で、合ム12−15μmの厚さに交豆
    に少くどb B層以、[多重被覆されでなることを特徴
    とりる多重被覆材料。 2.1−記中層の〜さが0,5μIII以下であること
    4特徴とづる特許請求の範囲第1項記載の多重被覆+)
    Jオ’l 、。 3、上記被vr1層が20層1ス土であることを1.′
    I徴とりる特許請求の範囲第1項または第2項記載の多
    重被覆材料。 =1 、 W C!’J超硬合金、1°IC基リーメッ
    ト、または]゛IN基り一−メットを基体どじて装入し
    Cある炉内に、I−i 、 l−18よびNを含んだ混
    合ガスと前記ガスに13を含んだガスを、交亙に間欠的
    に導入し、化学/7!i谷法に’(Ti13Nと一1’
    iNを交ηにか′つ多層被覆づることを特徴とする多重
    被覆材料の製j告 )人 。
JP9279082A 1982-05-31 1982-05-31 多重被覆材料およびその製造法 Pending JPS58209553A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7267701B2 (en) * 2002-05-21 2007-09-11 Walter Aktiengesellschaft TiBN coating
US8293359B2 (en) 2007-04-02 2012-10-23 Ceratizit Austria Gesellschaft Mbh Multilayer CVD-coating and tool with such a coating

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7267701B2 (en) * 2002-05-21 2007-09-11 Walter Aktiengesellschaft TiBN coating
US8293359B2 (en) 2007-04-02 2012-10-23 Ceratizit Austria Gesellschaft Mbh Multilayer CVD-coating and tool with such a coating

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