JPS5848663A - 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 - Google Patents
切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材Info
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- JPS5848663A JPS5848663A JP14589681A JP14589681A JPS5848663A JP S5848663 A JPS5848663 A JP S5848663A JP 14589681 A JP14589681 A JP 14589681A JP 14589681 A JP14589681 A JP 14589681A JP S5848663 A JPS5848663 A JP S5848663A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、切削工具および耐摩耗工具として使用され
る超硬質合金部材および表面被覆超硬質合金部材の表面
に、耐摩耗性および密着性のすぐれた被覆層を形成して
なる表面被覆超硬質合金部材に関するものである。
る超硬質合金部材および表面被覆超硬質合金部材の表面
に、耐摩耗性および密着性のすぐれた被覆層を形成して
なる表面被覆超硬質合金部材に関するものである。
従来、一般に、硬質相が主として元素周期律表の４ａ、
５ａ、および６ａ族の金属の炭化物、窒化物、および炭
窒化物のうちの１種または２種以上で構成され、一方結
合相が主として鉄族金属のうちの１種または２種以上で
構成された超硬質合金部材の表面に、すぐれた耐摩耗性
を付与する目的で酸化アルミニウム（以下Ａｌ２Ｏ３で
示す）からなる被覆層を形成してなる表面被覆超硬質合
金部材が、切削工具や耐摩耗工具として使用されている
ことはよく知られるところである。また、上記超硬質合
金部材の表面に、同じく耐摩耗性を向上させる目的で、
Ｔｉの炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、およびこれら
の２種以上の固溶体（以下これらを総称してＴ１化合物
という）のうちの１種の単層または２種以上の複層から
なる被覆層を形成し、さらにその上にＡｌ 、 ０３被
覆層を形成してなる表面被覆超硬質合金部材が、上記の
分野で広く実用に供されていることもよく知られている
。さらに、これらの従来表面被覆超硬質合金部材におい
て、超硬質合金基体の表面部に、基体内部よシ硬さの低
い軟化層を５〜２００μｍの層厚で形成したものや、超
硬質合金基体を遊離炭素が存在する組織としたものなど
が提案されている。
５ａ、および６ａ族の金属の炭化物、窒化物、および炭
窒化物のうちの１種または２種以上で構成され、一方結
合相が主として鉄族金属のうちの１種または２種以上で
構成された超硬質合金部材の表面に、すぐれた耐摩耗性
を付与する目的で酸化アルミニウム（以下Ａｌ２Ｏ３で
示す）からなる被覆層を形成してなる表面被覆超硬質合
金部材が、切削工具や耐摩耗工具として使用されている
ことはよく知られるところである。また、上記超硬質合
金部材の表面に、同じく耐摩耗性を向上させる目的で、
Ｔｉの炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、およびこれら
の２種以上の固溶体（以下これらを総称してＴ１化合物
という）のうちの１種の単層または２種以上の複層から
なる被覆層を形成し、さらにその上にＡｌ 、 ０３被
覆層を形成してなる表面被覆超硬質合金部材が、上記の
分野で広く実用に供されていることもよく知られている
。さらに、これらの従来表面被覆超硬質合金部材におい
て、超硬質合金基体の表面部に、基体内部よシ硬さの低
い軟化層を５〜２００μｍの層厚で形成したものや、超
硬質合金基体を遊離炭素が存在する組織としたものなど
が提案されている。
しかしながら、これらの最上表面層がＭ２Ｏ，被覆層か
らなる従来表面被覆超硬質合金部材においては、ＡＨ２
０３被覆層と超硬質合金基体あるいはＴ１化合物被覆層
との層間結合力が弱いために、特に苛酷な使用条件では
Ｍ ２０３被覆層が剥゛離しやすく、さらにＭ２Ｏ３自
体の粒子間結合力も弱いために、使用中に微小な剥離現
象が発生し、この結果として摩耗の進行がはやめられる
ものであった。
らなる従来表面被覆超硬質合金部材においては、ＡＨ２
０３被覆層と超硬質合金基体あるいはＴ１化合物被覆層
との層間結合力が弱いために、特に苛酷な使用条件では
Ｍ ２０３被覆層が剥゛離しやすく、さらにＭ２Ｏ３自
体の粒子間結合力も弱いために、使用中に微小な剥離現
象が発生し、この結果として摩耗の進行がはやめられる
ものであった。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、従来表
面被覆超硬質合金部材におけるＡｌ２Ｏ，被覆層のもつ
問題点を解決すべく研究を行なった結果、表面被覆超硬
質合金部材における被覆層全体あるいは最上表面層を、
珪素炭化物（以下ＳｉＣで示す）：１０〜８０容量％、
Ａｆｆｉ２０３および不可避不純物：残シからなる
組成、平均粒径：ｌｐｍ以下の微細均質なＳｉＣとＡＭ
、０３との混合組織、並びに１〜１０μｍの層厚を有す
る被覆層で構成すると、この被覆層は、すぐれた耐摩耗
性を有すると共に、超硬質合金基体およびＴ１化合物被
覆層七の密着力が著しく高く、さらにＳｉＣとＵ、Ｏ３
との粒子間結合力も強力なものであるから、この結果の
表面被覆超硬質合金部材は、Ｍ２Ｏ３被覆層を有する従
来表面被覆超硬質合金部材に比して、一段とすぐれた使
用寿命を示すようになるという知見を得たのである。
面被覆超硬質合金部材におけるＡｌ２Ｏ，被覆層のもつ
問題点を解決すべく研究を行なった結果、表面被覆超硬
質合金部材における被覆層全体あるいは最上表面層を、
珪素炭化物（以下ＳｉＣで示す）：１０〜８０容量％、
Ａｆｆｉ２０３および不可避不純物：残シからなる
組成、平均粒径：ｌｐｍ以下の微細均質なＳｉＣとＡＭ
、０３との混合組織、並びに１〜１０μｍの層厚を有す
る被覆層で構成すると、この被覆層は、すぐれた耐摩耗
性を有すると共に、超硬質合金基体およびＴ１化合物被
覆層七の密着力が著しく高く、さらにＳｉＣとＵ、Ｏ３
との粒子間結合力も強力なものであるから、この結果の
表面被覆超硬質合金部材は、Ｍ２Ｏ３被覆層を有する従
来表面被覆超硬質合金部材に比して、一段とすぐれた使
用寿命を示すようになるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下にこの発明にかかる被覆層に関して上記の通シ
に数値限定した理由を説明する。
て、以下にこの発明にかかる被覆層に関して上記の通シ
に数値限定した理由を説明する。
（ａ） 成分組成
ＳｉＣの含有量が１０容量−未満では、相対的にＡＡ
２０３の含有量が多くなシすぎて、超硬質合金基体ある
いはＴ１化合物被覆層との間に所望の強力な層間密着力
を確保できないばかシでなく、被覆層を構成する粒子間
結合力も弱くなって、実用に際して剥離現象の発生を避
けることができず、一方、ＳｉＣの含有量が８０容量チ
を越えると、逆にＡｔ２０３の含有量が少なくな多すぎ
てＡｌ２Ｏ，のもつ化学的安定性に欠けるようになって
、例えば切削工具として使用した場合、すくい面摩耗が
大きくなることから、ＳｉＣの含有量を１０〜８０容量
チと定めた。
２０３の含有量が多くなシすぎて、超硬質合金基体ある
いはＴ１化合物被覆層との間に所望の強力な層間密着力
を確保できないばかシでなく、被覆層を構成する粒子間
結合力も弱くなって、実用に際して剥離現象の発生を避
けることができず、一方、ＳｉＣの含有量が８０容量チ
を越えると、逆にＡｔ２０３の含有量が少なくな多すぎ
てＡｌ２Ｏ，のもつ化学的安定性に欠けるようになって
、例えば切削工具として使用した場合、すくい面摩耗が
大きくなることから、ＳｉＣの含有量を１０〜８０容量
チと定めた。
（ｂ） 平均粒径
被覆層を構成する粒子の平均粒径を細かくしてゆくと、
１μｍを境にして急激に耐摩耗性が向上するようになる
という経験的知見にもとづき、その平均粒径を１μｍ以
下と定めた。なお、被覆層の平均粒径が１μｍ以下にな
ると、これを構成するＳｉＣおよびＡｌ２Ｏ，に関し、
Ｘ線回折による明瞭な回折線を見出すのは困難と々つて
きて、むしろ、これら粒子は相互に隣接部分で部分固溶
しているか、あるいは極端に微細な場合には実質的に相
互に固溶しているものと考えられる。
１μｍを境にして急激に耐摩耗性が向上するようになる
という経験的知見にもとづき、その平均粒径を１μｍ以
下と定めた。なお、被覆層の平均粒径が１μｍ以下にな
ると、これを構成するＳｉＣおよびＡｌ２Ｏ，に関し、
Ｘ線回折による明瞭な回折線を見出すのは困難と々つて
きて、むしろ、これら粒子は相互に隣接部分で部分固溶
しているか、あるいは極端に微細な場合には実質的に相
互に固溶しているものと考えられる。
（Ｃ） 層厚
層厚が１μｍ未満では長期に亘って所望の耐摩耗性を確
保することができず、一方１０μｍを越えた層厚にして
もよシ一層の改善効果は見られず、経済性を考慮して、
層厚を１〜１０μｍと定めた。
保することができず、一方１０μｍを越えた層厚にして
もよシ一層の改善効果は見られず、経済性を考慮して、
層厚を１〜１０μｍと定めた。
なお、この発明の被覆層を構成するＳｉＣに関し、Ｓｉ
Ｃは、マイクロビッカース硬さ＝３５００ ｋｇ／７の
高硬度を有し、かつ温度が上昇しても硬さの低下がほと
んどなく、耐摩耗性のすぐれたものであり、また熱膨張
係数も５×１０７℃と低く、したがって熱歪を起し難い
ものである。また、実用に際して、被覆層最上面部のＳ
ｉＣは主として５１０２からなる酸化物に変化し、この
５１０２はＡｌ２Ｏ３と強固に結合、すなわち容易に固
溶し合い、安定な酸化膜を形成するため、酸化が進行せ
ず、この結果被覆層はすぐれた耐酸化性をもつようにな
るのである。さらに、ＳｉＣは、［ＳｉＣ：）の化学式
をもち、その化学量論組成は１：１でおるが、低温での
被覆層形成に際してはアモルファス層となるため、必ず
しもその組成は１：１とはならないが、高温での被覆層
形成では結晶化するため、その組成は化学量論組成に近
いものとなる。ただし、アモルファス層と結晶層とは硬
さがアモルファス層の方がい。
Ｃは、マイクロビッカース硬さ＝３５００ ｋｇ／７の
高硬度を有し、かつ温度が上昇しても硬さの低下がほと
んどなく、耐摩耗性のすぐれたものであり、また熱膨張
係数も５×１０７℃と低く、したがって熱歪を起し難い
ものである。また、実用に際して、被覆層最上面部のＳ
ｉＣは主として５１０２からなる酸化物に変化し、この
５１０２はＡｌ２Ｏ３と強固に結合、すなわち容易に固
溶し合い、安定な酸化膜を形成するため、酸化が進行せ
ず、この結果被覆層はすぐれた耐酸化性をもつようにな
るのである。さらに、ＳｉＣは、［ＳｉＣ：）の化学式
をもち、その化学量論組成は１：１でおるが、低温での
被覆層形成に際してはアモルファス層となるため、必ず
しもその組成は１：１とはならないが、高温での被覆層
形成では結晶化するため、その組成は化学量論組成に近
いものとなる。ただし、アモルファス層と結晶層とは硬
さがアモルファス層の方がい。
また、この発明の被覆層は、化学蒸着法を適用する場合
は１．まず超硬質合金部材あるいは表面被覆超硬質合金
部材を化学蒸着装置内に装着し、この装置内を９００〜
１２００℃に加熱した状態で、これに反応ガスとしてＭ
Ｃｔ ３ と、Ｃｏ、などの酸化性ガスと、Ｈ２から
なる混合ガスを導入して前記部材の表面にＡｉＩ＝Ｏｓ
を化学蒸着しくこの場合のＡｌ２Ｏ３の生成速度は０．
００５〜ｏ、ｏ５ｐｍ／ｒｒｉｎ ）、ついで同じく反
応ガスとして５ｉＣ２４や５ｉＨＣｔ、などのＳｉの塩
化物、および５ｉＣＨ３Ｃ４３やＳｉＨ４などのＳｉの
化合物のうちの１種以上と、炭化水素（ただし５ｉＣＨ
ＩＣ６１を用いる場合は不必要）と、Ｈ７からなる混合
ガスを導入してＳｉＣ（ただしＳｌとＣの割合は必ずし
も１：ｌではなく、またｌ：１である必要もない）を蒸
着し、この両工程を交互に繰シ返し行ない、１〜１０μ
ｍの所定層厚になるまで連続あるいは断続的に行なうこ
とによって形成されるものである。ただし、この場合、
１工程の蒸着時間をできるだけ短かくして層状構造の形
成並びに粒子の粗大化による平均粒径が１μｍを越えた
粒子の形成を阻止する必要がある。また、この発明の被
覆層は、物理蒸着法によって形成することもでき、例え
ば物理蒸着法のうちで最も有効なスパッタリング法によ
シ行なう場合には、前記部材をＳｉＣとＡｉ、ｏ、の２
つのターゲット間を一定時間毎に往復動させることによ
って化学蒸着法の場合と同様に平均粒径：１μｍ以下の
微細均質なＳ〒ＣとＡ９．２０３との混合組織を形成す
ることができる。
は１．まず超硬質合金部材あるいは表面被覆超硬質合金
部材を化学蒸着装置内に装着し、この装置内を９００〜
１２００℃に加熱した状態で、これに反応ガスとしてＭ
Ｃｔ ３ と、Ｃｏ、などの酸化性ガスと、Ｈ２から
なる混合ガスを導入して前記部材の表面にＡｉＩ＝Ｏｓ
を化学蒸着しくこの場合のＡｌ２Ｏ３の生成速度は０．
００５〜ｏ、ｏ５ｐｍ／ｒｒｉｎ ）、ついで同じく反
応ガスとして５ｉＣ２４や５ｉＨＣｔ、などのＳｉの塩
化物、および５ｉＣＨ３Ｃ４３やＳｉＨ４などのＳｉの
化合物のうちの１種以上と、炭化水素（ただし５ｉＣＨ
ＩＣ６１を用いる場合は不必要）と、Ｈ７からなる混合
ガスを導入してＳｉＣ（ただしＳｌとＣの割合は必ずし
も１：ｌではなく、またｌ：１である必要もない）を蒸
着し、この両工程を交互に繰シ返し行ない、１〜１０μ
ｍの所定層厚になるまで連続あるいは断続的に行なうこ
とによって形成されるものである。ただし、この場合、
１工程の蒸着時間をできるだけ短かくして層状構造の形
成並びに粒子の粗大化による平均粒径が１μｍを越えた
粒子の形成を阻止する必要がある。また、この発明の被
覆層は、物理蒸着法によって形成することもでき、例え
ば物理蒸着法のうちで最も有効なスパッタリング法によ
シ行なう場合には、前記部材をＳｉＣとＡｉ、ｏ、の２
つのターゲット間を一定時間毎に往復動させることによ
って化学蒸着法の場合と同様に平均粒径：１μｍ以下の
微細均質なＳ〒ＣとＡ９．２０３との混合組織を形成す
ることができる。
つぎに、この発明の表面被覆超硬質合金部材を □実施
例によシ従来例および比較例と対比しながら具体的に説
明する。
例によシ従来例および比較例と対比しながら具体的に説
明する。
実施例 １
超硬質合金部材としてＰ４０グレードの切削用スローア
ウェイチップ：１０００個を用意し、これらチップを耐
熱合金製反応容器内に装着し、これをＡｒ雰囲気中、温
度：１０００℃に加熱した後、ＡＡＣＺ３ ＋ Ｃｏ
２ ＋およびＨ２からなる混合ガスを、流量： ３５１
／ｍ１ｙｒ 、圧カニ ２０ ’０ｔｏｒｒの条件で１
０分間導入し、引続いて真空ポンプで容器内を排気した
後、５ＩＣＨ３Ｃｔ３およびＨ２からなる混合ガスを、
流量： ４０４７ｍｍ 、圧カニ ２００ｔｏｒｒの条
件で１０分間導入し、これらの両工程を交互に各８回縁
シ返し行ない、最終的にＡｒ雰囲気中で冷却することに
よって、結晶化ＳｉＣ： ５０容量チ、 Ａｉ！、ｏ３
および不可避不純物：残シからなる組成、平均粒径：０
．２μｍの微細均質のＳｉＣとＡｌ２Ｏ３との混合組織
、並びに５μｍの層厚を有する被覆層を前記チップ表面
に形成した。この結果得られた本発明表面被覆スローア
ウェイチップ（以下本発明被覆チップという）と、被覆
層が層厚：５μｍのＡ１２ ｏ ３単層からなる従来表
面被覆スローアウェイチップ（以下従来被覆チップとい
う）について、被削材： ＪＩｓ−８ＮＣＭ−８（硬さ
：ＨＢ２１０）、切削速度：１５ｏｍ／ｍ、切込み＝１
．５順、送シ：０．４５ｍ１／ｒｅｖ、 、 チップ
形状： ＳＮＭＮ ４３２の条件で切削試験を行ない、
寿命時間を測定した。
ウェイチップ：１０００個を用意し、これらチップを耐
熱合金製反応容器内に装着し、これをＡｒ雰囲気中、温
度：１０００℃に加熱した後、ＡＡＣＺ３ ＋ Ｃｏ
２ ＋およびＨ２からなる混合ガスを、流量： ３５１
／ｍ１ｙｒ 、圧カニ ２０ ’０ｔｏｒｒの条件で１
０分間導入し、引続いて真空ポンプで容器内を排気した
後、５ＩＣＨ３Ｃｔ３およびＨ２からなる混合ガスを、
流量： ４０４７ｍｍ 、圧カニ ２００ｔｏｒｒの条
件で１０分間導入し、これらの両工程を交互に各８回縁
シ返し行ない、最終的にＡｒ雰囲気中で冷却することに
よって、結晶化ＳｉＣ： ５０容量チ、 Ａｉ！、ｏ３
および不可避不純物：残シからなる組成、平均粒径：０
．２μｍの微細均質のＳｉＣとＡｌ２Ｏ３との混合組織
、並びに５μｍの層厚を有する被覆層を前記チップ表面
に形成した。この結果得られた本発明表面被覆スローア
ウェイチップ（以下本発明被覆チップという）と、被覆
層が層厚：５μｍのＡ１２ ｏ ３単層からなる従来表
面被覆スローアウェイチップ（以下従来被覆チップとい
う）について、被削材： ＪＩｓ−８ＮＣＭ−８（硬さ
：ＨＢ２１０）、切削速度：１５ｏｍ／ｍ、切込み＝１
．５順、送シ：０．４５ｍ１／ｒｅｖ、 、 チップ
形状： ＳＮＭＮ ４３２の条件で切削試験を行ない、
寿命時間を測定した。
この結果本発明被覆チップは５０分の寿命時間を示した
のに対して、従来被覆チップは１５分のきわめて短かい
寿命時間しか示さなかった。
のに対して、従来被覆チップは１５分のきわめて短かい
寿命時間しか示さなかった。
実施例 ２
超硬質合金部材および表面被覆超硬質合金部材として、
それぞれ第１表に示される種類の切削用スロー ７ ｆ
ｙエイチップを用意し、これらチップの表面に実施例１
におけると同様な操作で、いずれも平均粒径：１μｍを
有し、かつそれぞれ第１表に示される組成並びに層厚を
有するＳｉＣとＡｔ ２０３の混合組織からなる被覆層
を形成することによって、本発明被覆チップ１〜７およ
び比較被覆チップ１〜３をそれぞれ製造した。なお、比
較被覆チップ１〜３は、成分組成および層厚のうちのい
ずれかがこの発明の範囲から外れるものである。
それぞれ第１表に示される種類の切削用スロー ７ ｆ
ｙエイチップを用意し、これらチップの表面に実施例１
におけると同様な操作で、いずれも平均粒径：１μｍを
有し、かつそれぞれ第１表に示される組成並びに層厚を
有するＳｉＣとＡｔ ２０３の混合組織からなる被覆層
を形成することによって、本発明被覆チップ１〜７およ
び比較被覆チップ１〜３をそれぞれ製造した。なお、比
較被覆チップ１〜３は、成分組成および層厚のうちのい
ずれかがこの発明の範囲から外れるものである。
ついで、この結果の被覆チップ並びに従来チップ１〜３
について、被剛材： ＪＩＳ−Ｆｅ１２（硬さ：ＨＢ１
８０）、切削速度：２００ｍ１ｍ１ｎ、切込み：２ｍｍ
＋ 送シ：０．４５酊／ｒｅｖ０．チップ形状：ＳＮＭ
Ｎ４３２の条件で切削試験を行ない、その寿命時間を測
定した。この測定結果を第１表に合せて示したが、第１
表に示される通シ、本発囮被覆チップ１〜′７はいずれ
もすぐれた使用寿命を示すのに対して、組成および層厚
のいずれかがこの発明の範囲から外れた比較被覆チップ
１〜３および従来チップ１〜３は短かい使用寿命しか示
さないことが明らかである。
について、被剛材： ＪＩＳ−Ｆｅ１２（硬さ：ＨＢ１
８０）、切削速度：２００ｍ１ｍ１ｎ、切込み：２ｍｍ
＋ 送シ：０．４５酊／ｒｅｖ０．チップ形状：ＳＮＭ
Ｎ４３２の条件で切削試験を行ない、その寿命時間を測
定した。この測定結果を第１表に合せて示したが、第１
表に示される通シ、本発囮被覆チップ１〜′７はいずれ
もすぐれた使用寿命を示すのに対して、組成および層厚
のいずれかがこの発明の範囲から外れた比較被覆チップ
１〜３および従来チップ１〜３は短かい使用寿命しか示
さないことが明らかである。
実施例 ３
超硬質合金部材としてｐ４０グレードの切削用スローア
ウェイチップを用意し、このチップをＳｉＣとＡｌ 、
０３の２つのターゲットを有する高周波スパッタリン
グ装置内に装着し、これを４００℃に加熱した後、装置
内をＡｒ雰囲気として１×１Ｏ−２ｔｏｒｒの真空度に
保持した状態でスパッタリングを行ない、この間前記チ
ップの支持台をそれぞれのターゲットの下に交互に２０
分間づつ静止保持し、これを繰シ返し５時間行なうこと
によって、本発明被覆チップを製造した。この結果得ら
れた本発明核種チップの被覆層は、ＳｉＣ： ５０容量
％、 ＡＩ！、０３および不可避不純物：残シからなる
組成、平均粒径：０．３μｍの微細均質なＳｉＣとＡｌ
、０３との混合組織、並びに３μｍの層厚を有するもの
であった。
ウェイチップを用意し、このチップをＳｉＣとＡｌ 、
０３の２つのターゲットを有する高周波スパッタリン
グ装置内に装着し、これを４００℃に加熱した後、装置
内をＡｒ雰囲気として１×１Ｏ−２ｔｏｒｒの真空度に
保持した状態でスパッタリングを行ない、この間前記チ
ップの支持台をそれぞれのターゲットの下に交互に２０
分間づつ静止保持し、これを繰シ返し５時間行なうこと
によって、本発明被覆チップを製造した。この結果得ら
れた本発明核種チップの被覆層は、ＳｉＣ： ５０容量
％、 ＡＩ！、０３および不可避不純物：残シからなる
組成、平均粒径：０．３μｍの微細均質なＳｉＣとＡｌ
、０３との混合組織、並びに３μｍの層厚を有するもの
であった。
この本発明被覆チップを実施例１におけると同一の条件
で切削試験に供したところ、４０分のきわめて長い使用
寿命番示した。
で切削試験に供したところ、４０分のきわめて長い使用
寿命番示した。
実施例 ４
ＳｉＣ形成のための混合ガスを５ＩＨＣｔ３ 、 Ｃ２
Ｈ２。
Ｈ２。
およびＨ２から構成し、またＡ１．２０３形成のための
混合ガスを１ｄｃｔ３１ Ｈ２Ｏ１およびＨ３から構成
し、かつ被覆層の形成を７００℃で２時間行なう以外は
、実施例１におけると同一の条件にて本発明被覆チップ
を製造した。この結果得られた本発明被覆チップにおけ
る被覆層は、平均粒径：０．１μｍの微細なアモルファ
スのＳｉＣとＡｔ、０３とが均質に混合し合った組織で
構成され、かつその層厚は３μｍであった。この本発明
被覆チップを実施例１におけると同一の条件での切削試
験に供したところ、４０分の著しく長い使用寿命を示し
た。
混合ガスを１ｄｃｔ３１ Ｈ２Ｏ１およびＨ３から構成
し、かつ被覆層の形成を７００℃で２時間行なう以外は
、実施例１におけると同一の条件にて本発明被覆チップ
を製造した。この結果得られた本発明被覆チップにおけ
る被覆層は、平均粒径：０．１μｍの微細なアモルファ
スのＳｉＣとＡｔ、０３とが均質に混合し合った組織で
構成され、かつその層厚は３μｍであった。この本発明
被覆チップを実施例１におけると同一の条件での切削試
験に供したところ、４０分の著しく長い使用寿命を示し
た。
上述のように、この発明の表面被覆超硬質合金部材は、
その最上表面層が、超硬質合金部材の基体表面や゛、表
面被覆超硬質合金部材におけるＴ１化合物被覆層との密
着性にすぐれ、かつこれを構成するＳｉＣとＡｌ ２０
３との粒子間結合力も強力であシ、さらにこれ自体化学
的にきわめて安定したものであると共に、耐摩耗性にす
ぐれたものであるから、これを切削工具や耐摩耗工具と
して使用した場合著しく長期に亘ってすぐれた性能を発
揮するのである。
その最上表面層が、超硬質合金部材の基体表面や゛、表
面被覆超硬質合金部材におけるＴ１化合物被覆層との密
着性にすぐれ、かつこれを構成するＳｉＣとＡｌ ２０
３との粒子間結合力も強力であシ、さらにこれ自体化学
的にきわめて安定したものであると共に、耐摩耗性にす
ぐれたものであるから、これを切削工具や耐摩耗工具と
して使用した場合著しく長期に亘ってすぐれた性能を発
揮するのである。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 １） 和 夫
Claims (2)
- （１） 硬質相が主として元素周期律表の４ａ。 ５ａ、および６ａ族の金属の炭化物、窒化物、および炭
窒化物のうちの１種または２種以上で構成され、一方結
合相が主として鉄族金属のうちの１種または２種以上で
構成された超硬質合金部材において、その表面に、珪素
炭化物：１０〜８０容量チ、酸化アルミニウムおよび不
可避不純物：残シからなる組成、平均粒径：１μｍ以下
の微細均質な珪素炭化物と酸化アルミニウムとの混合組
織。 並びに１〜１０μｍの層厚を有する被覆層を形成してな
る切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材。 - （２）硬質相が主として元素周期律表の４ａ。 ５ａ、および６ａ族の金属の炭化物、窒化物、および炭
窒化物のうちの１種または２種以上で構成され、一方結
合相が主として鉄族金属のうちの１種または２種以上で
構成された超硬質合金部材の表面に、Ｔ１の炭化物、窒
化物、酸化物、硼化物。 およびこれらの２種以上の固溶体のうちの１種の単層ま
たは２種以上の複層を被覆してなる表面被覆超硬質合金
部材において、その表面に、−さらに珪素炭化物：１０
〜８０容量襲、酸化アルミニウムおよび不可避不純物：
残シからなる組成、平均粒径：１μｍ以下の微細均質な
珪素炭化物と酸化アルミニウムとの混合組織、並びに１
〜１０μｍの層厚を有する被覆層を形成してなる切削お
よび耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589681A JPS6033189B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589681A JPS6033189B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848663A true JPS5848663A (ja) | 1983-03-22 |
| JPS6033189B2 JPS6033189B2 (ja) | 1985-08-01 |
Family
ID=15395552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14589681A Expired JPS6033189B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | 切削および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033189B2 (ja) |
-
1981
- 1981-09-16 JP JP14589681A patent/JPS6033189B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6033189B2 (ja) | 1985-08-01 |
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