JPS5867803A - 被覆超硬合金およびその製造法 - Google Patents
被覆超硬合金およびその製造法Info
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- JPS5867803A JPS5867803A JP56164779A JP16477981A JPS5867803A JP S5867803 A JPS5867803 A JP S5867803A JP 56164779 A JP56164779 A JP 56164779A JP 16477981 A JP16477981 A JP 16477981A JP S5867803 A JPS5867803 A JP S5867803A
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- JP
- Japan
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- hard alloy
- coated
- cemented carbide
- thickness
- sintered hard
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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】
本発明は被覆超硬合金部品に関するものである。
超硬合金にAtm0m硬質皮候を被覆した被覆超硬合金
は耐摩耗性、耐溶着性、耐化学反応性にすぐれ広く実用
に供されている。しかし基体と皮膜の接着強度はまだ十
分とはいえず仕上げ用に用いられないとか、カッター用
には供せられないなど実用面からは制限も多い。この接
着強度は基体−皮膜物質の物理的・化学的な接合のみな
らず、切削時には基体中のWとAlzOBが化学反応を
しWの酸化物が生成して基体−皮膜界面強度を劣化させ
る。
は耐摩耗性、耐溶着性、耐化学反応性にすぐれ広く実用
に供されている。しかし基体と皮膜の接着強度はまだ十
分とはいえず仕上げ用に用いられないとか、カッター用
には供せられないなど実用面からは制限も多い。この接
着強度は基体−皮膜物質の物理的・化学的な接合のみな
らず、切削時には基体中のWとAlzOBが化学反応を
しWの酸化物が生成して基体−皮膜界面強度を劣化させ
る。
このため今日まで種々の界面強度改善案が研究されてい
る。そのうち基体−ヌOaの中間にT10層を設けるこ
とが最も一般的に行なわれている。しかしこの場合、切
削中Wの酸化物は生成されないが基体表面直下にイータ
相と呼ばれる脆化相が生じることがさけがたい。このイ
ータ相の発生に関しては、例えば浸炭処理と称し被覆処
理の前にOHg十Hs噛 の混合ガス等により基体表面より0を拡散させイータ相
の発生を防止する方法が用・いられる。
る。そのうち基体−ヌOaの中間にT10層を設けるこ
とが最も一般的に行なわれている。しかしこの場合、切
削中Wの酸化物は生成されないが基体表面直下にイータ
相と呼ばれる脆化相が生じることがさけがたい。このイ
ータ相の発生に関しては、例えば浸炭処理と称し被覆処
理の前にOHg十Hs噛 の混合ガス等により基体表面より0を拡散させイータ相
の発生を防止する方法が用・いられる。
しかしこの方法は十分な効果を得ていないのが実状であ
る。その理由は基体中のOOが基体−TiO%面強度を
低下させること、あるいは浸炭処理の場合処理時間が2
〜4時間と長いことに加え基体の含有aidによりOの
浸炭量を調整する必要があるが、実際上はむずかしい等
のためである。
る。その理由は基体中のOOが基体−TiO%面強度を
低下させること、あるいは浸炭処理の場合処理時間が2
〜4時間と長いことに加え基体の含有aidによりOの
浸炭量を調整する必要があるが、実際上はむずかしい等
のためである。
本発明は上記従来技術の欠点を改良し、超硬母材と皮膜
の接着強度を改善し、熱衝撃性、機械的靭性に★れる新
規な被覆超硬合金を提供することを目的とする。
の接着強度を改善し、熱衝撃性、機械的靭性に★れる新
規な被覆超硬合金を提供することを目的とする。
本発明の特徴は超硬基体表面にOoがほとんど存在せず
、かつB−1型固溶炭化物相が冨化濱れた基体を用いそ
の表面に値接TiOを被覆し、その後μgosを被覆す
る点にある。B−1型固溶体は周勘律表の4a、5mお
よび6&族の金属の炭化物および窒化物のうちの1種ま
たは2種以上からなるNa0t型結晶構造化合物である
。このような基体を得る方法はすでに特開昭55−15
4561号公報で公知のごとく、焼結雰囲気中のN、分
圧を調整することによって可能である。すなわち該超硬
部材のB−1型固溶体の平衡N3分圧よりも焼結雰囲気
の1分圧を大きくすることによりB−1型固溶体と結合
相とのぬれ性の関係から表面上にはほとんど00は存在
しなくなり、かつB−4型固溶体がほぼ完全に表面をお
おってしまう。
、かつB−1型固溶炭化物相が冨化濱れた基体を用いそ
の表面に値接TiOを被覆し、その後μgosを被覆す
る点にある。B−1型固溶体は周勘律表の4a、5mお
よび6&族の金属の炭化物および窒化物のうちの1種ま
たは2種以上からなるNa0t型結晶構造化合物である
。このような基体を得る方法はすでに特開昭55−15
4561号公報で公知のごとく、焼結雰囲気中のN、分
圧を調整することによって可能である。すなわち該超硬
部材のB−1型固溶体の平衡N3分圧よりも焼結雰囲気
の1分圧を大きくすることによりB−1型固溶体と結合
相とのぬれ性の関係から表面上にはほとんど00は存在
しなくなり、かつB−4型固溶体がほぼ完全に表面をお
おってしまう。
本発明の特徴はこのB−1型固溶体が表面に富化された
基体にまずTiOを被覆しその上にA4.Ollを被覆
することにあり鳩OsまたはZr8廊を直接被覆するこ
とを特徴とする特開昭55−154561号公報記載の
発明と明らかに相違するすぐれた点である。
基体にまずTiOを被覆しその上にA4.Ollを被覆
することにあり鳩OsまたはZr8廊を直接被覆するこ
とを特徴とする特開昭55−154561号公報記載の
発明と明らかに相違するすぐれた点である。
まず従来のTiO−ALsOs被覆超硬合金とくらべて
本発明がすぐれる理由は、第1に化学的被覆処理を行な
った場合に脆化相であるイータ相が生じないことにある
。被覆処理の初期段階では基体から被膜表面へ0が拡散
するため、従来のTiO−u寓On被覆超硬合金ではイ
ータ相の発生はさけられない。ところが本発明では基体
表面にB−1型固溶体が富化されており、B−1型固溶
体はOの結合比率の巾が大きいためB−1相中のOが皮
膜へ拡散しても脱炭相であるイータ相は発生しない。第
2にB差 −IIJ固溶体とTiO皮展の熱膨張、率の脆は基体と
Ti000が存在しないために界面強度が上昇すると共
に基体から皮膜への00の拡散がないために皮膜の耐摩
耗性が着しく向上する。
本発明がすぐれる理由は、第1に化学的被覆処理を行な
った場合に脆化相であるイータ相が生じないことにある
。被覆処理の初期段階では基体から被膜表面へ0が拡散
するため、従来のTiO−u寓On被覆超硬合金ではイ
ータ相の発生はさけられない。ところが本発明では基体
表面にB−1型固溶体が富化されており、B−1型固溶
体はOの結合比率の巾が大きいためB−1相中のOが皮
膜へ拡散しても脱炭相であるイータ相は発生しない。第
2にB差 −IIJ固溶体とTiO皮展の熱膨張、率の脆は基体と
Ti000が存在しないために界面強度が上昇すると共
に基体から皮膜への00の拡散がないために皮膜の耐摩
耗性が着しく向上する。
次に表面にB−1i固溶体を皇化した基体に直ym2o
、を被板する場合と比較するとu208被菰ではB−1
型固溶体中のWとAl−306が化学反応をおこし非常
に脆いW O’) 酸化物が界面に生じることがたしか
められ界面強度が劣化する。一方T10被置ではTiO
がB−1型固溶体の構成要素であるため脆化反応相は生
じない。この点が先に引用した特開昭゛55−1545
61号公報記載の発明からは容易に推考できない111
項である。
、を被板する場合と比較するとu208被菰ではB−1
型固溶体中のWとAl−306が化学反応をおこし非常
に脆いW O’) 酸化物が界面に生じることがたしか
められ界面強度が劣化する。一方T10被置ではTiO
がB−1型固溶体の構成要素であるため脆化反応相は生
じない。この点が先に引用した特開昭゛55−1545
61号公報記載の発明からは容易に推考できない111
項である。
ここで基体表向2If@のB−1型固浴体の−が少くと
も40容−%とじた理由は40%未満では化学的被覆処
理を行うとイータ相が発生するおそれがあり、かつ基体
と皮膜の熱膨張差が十分に縮まらず切削時のはくlll
lf強度が向上しない。また基体表面近傍のOo−を超
硬合金内部におけるOo金含有の20%以下とした理由
は20%を越えると皮膜との接着強度が劣化し、かつ皮
膜の耐摩耗性が減する。次に表面近傍を「少なくとも秤
」と規定した理由はそれ以下ではイータ相、切削時のは
<m等か生じるためである。
も40容−%とじた理由は40%未満では化学的被覆処
理を行うとイータ相が発生するおそれがあり、かつ基体
と皮膜の熱膨張差が十分に縮まらず切削時のはくlll
lf強度が向上しない。また基体表面近傍のOo−を超
硬合金内部におけるOo金含有の20%以下とした理由
は20%を越えると皮膜との接着強度が劣化し、かつ皮
膜の耐摩耗性が減する。次に表面近傍を「少なくとも秤
」と規定した理由はそれ以下ではイータ相、切削時のは
<m等か生じるためである。
次にTiOの被覆層の厚みを02〜6μmに限定した理
由は02μm未満では基体との接着強度が十分でなく6
μm以上では靭性がやや低下するためである。また鳩O
Iの被覆層の厚みを1〜5μmに限定した理由は1μm
未満では化学安定性に富む)l黛OHの性質が十分に工
具に表われず、また5μmを越えた場合軸性の低下をき
たすためである。
由は02μm未満では基体との接着強度が十分でなく6
μm以上では靭性がやや低下するためである。また鳩O
Iの被覆層の厚みを1〜5μmに限定した理由は1μm
未満では化学安定性に富む)l黛OHの性質が十分に工
具に表われず、また5μmを越えた場合軸性の低下をき
たすためである。
尚、基体表面にB−1型固溶体をρ化するにあたり、N
1分圧を1〜700Torrとした理由はl Torr
未満ではその効果が十分でな(700Torrを越えt
:96合は表面の粗度が悪くなり、TiO被田超硬部材
としては適さない。また温度を1200 C〜1600
[に限定した理由は1600 Cを越える温度下では基
体の炭化物が粒成長し実用に供しないこと、および12
00 C未満の温度ではN、ガスの効果が十分でないこ
とによるO 実施例1 72W○−10Tio 1OTao −80oなる組
成に粉末を配合し真空中1400 Uで1時間焼結を行
ないその後N、ガガス5 Torr導入し、そのまま冷
却し、超硬合金基体(A)を作製した。同時に比較材と
してM、ガスを導入しない基体(B)を作製した。次に
この基体上にTiO4、HI N OHaガスを用いて
化学蒸着処理を行ないTiOを5μmの厚さに被覆し、
次にALxO3、Hll 、OO*ガスを用いてAL露
Onを1μmの厚さに被覆した。
1分圧を1〜700Torrとした理由はl Torr
未満ではその効果が十分でな(700Torrを越えt
:96合は表面の粗度が悪くなり、TiO被田超硬部材
としては適さない。また温度を1200 C〜1600
[に限定した理由は1600 Cを越える温度下では基
体の炭化物が粒成長し実用に供しないこと、および12
00 C未満の温度ではN、ガスの効果が十分でないこ
とによるO 実施例1 72W○−10Tio 1OTao −80oなる組
成に粉末を配合し真空中1400 Uで1時間焼結を行
ないその後N、ガガス5 Torr導入し、そのまま冷
却し、超硬合金基体(A)を作製した。同時に比較材と
してM、ガスを導入しない基体(B)を作製した。次に
この基体上にTiO4、HI N OHaガスを用いて
化学蒸着処理を行ないTiOを5μmの厚さに被覆し、
次にALxO3、Hll 、OO*ガスを用いてAL露
Onを1μmの厚さに被覆した。
これら2種を以下の切削条件、即ち
鴇削材 80M3
切削速度 250m/min
送 リ 04131/
r @ V切り込み L51ILIK 水溶性切削油使用 にて切削テストを行なった。
r @ V切り込み L51ILIK 水溶性切削油使用 にて切削テストを行なった。
比較品のBチップは被amがはく離して15分間しか切
削できなかったのに対し、本発明のAチップは30分間
の切削でもはく離は発生せず良好な摩耗jし態を示した
。
削できなかったのに対し、本発明のAチップは30分間
の切削でもはく離は発生せず良好な摩耗jし態を示した
。
実施例2
79W() −3TiO−3TlN −4Ta O−2
NbO−90oなる組成に粉末を配合し真空中1400
Cで1時間焼結を行ないひき続きM3ガスを100’:
orr導入し炉中冷却した超硬合金基体(0)を作製し
た。同時に比較材としてN。
NbO−90oなる組成に粉末を配合し真空中1400
Cで1時間焼結を行ないひき続きM3ガスを100’:
orr導入し炉中冷却した超硬合金基体(0)を作製し
た。同時に比較材としてN。
ガスを導入しない基体(D)を作製した。次にこの基体
上にTi0j4 、Hl 、OHaガスを用いて化学蒸
着処理を行ないTiOを6μmの厚さに被覆した。次に
u、HOH、HH□o1ガスを用いμ、05を2μmの
厚さに被覆した。次にこれら(2種の断面を観察したと
ころ(0)にはまったくイータ相が認められなかったが
(D)には基体の表面直下に2〜3μmの厚さにわたっ
てイータ相か観察された。
上にTi0j4 、Hl 、OHaガスを用いて化学蒸
着処理を行ないTiOを6μmの厚さに被覆した。次に
u、HOH、HH□o1ガスを用いμ、05を2μmの
厚さに被覆した。次にこれら(2種の断面を観察したと
ころ(0)にはまったくイータ相が認められなかったが
(D)には基体の表面直下に2〜3μmの厚さにわたっ
てイータ相か観察された。
またこれら2種を以下の断続切削条件、即ち切削速度
200m/min 送 リ α4翼票/T @
V切り込み L5鶴 被削材 50M3 1ONの溝付き にて切削を行なった。
200m/min 送 リ α4翼票/T @
V切り込み L5鶴 被削材 50M3 1ONの溝付き にて切削を行なった。
比較品の(ml)チップはgo@の衝撃で欠損したが、
本発明の(0)は800回の*Wでも欠損にいたらなか
った。
本発明の(0)は800回の*Wでも欠損にいたらなか
った。
このように表W1のOoを減少させ、かつ表面にB−1
型固溶体を車体した超硬合金基体上に下層にTiO2上
層にAt凸を被覆することにより、イータ相の発生を防
止し、熱衝撃、機械的衝撃に冨む被覆超硬合金を得るこ
とができる。
型固溶体を車体した超硬合金基体上に下層にTiO2上
層にAt凸を被覆することにより、イータ相の発生を防
止し、熱衝撃、機械的衝撃に冨む被覆超硬合金を得るこ
とができる。
代理人 出 中 寿 俯
手続補正書(1党)
u、、(Iu 57.5+112u
f、s1i午 庁 長 自゛ h役
・1¥f′1の表示
昭和5611七’11.i’l’14(i第 1647
79 翼驚明の Y+ 、(8・被al超硬合金およ
びその製造法i山1(をJ〜る8 ・l’l’l j、I)関+j+ i〜 11′
l 出 紛f1 ノ(+1 ・+1 東
ジ;〔都「−代Il1山内の内211I l市2〉;)
″、 1ラ ・sngll l +’/、 5
?、 l’J’51末式公?1代 ル li
jl(!l’ F ljj 八代
理 人 1・、’ I’ll 東4;町都H(111
区丸山内21’1llNr2i;11・’Ifkバ株式
公?1内札話 東京2B4−4642および「発明の詳
細な説明」の− 線面の内容311紙。とおり す1;1正の内界 1 明細書の「特t11ta求の範囲」の−の記載を次
のとおり訂正する。
79 翼驚明の Y+ 、(8・被al超硬合金およ
びその製造法i山1(をJ〜る8 ・l’l’l j、I)関+j+ i〜 11′
l 出 紛f1 ノ(+1 ・+1 東
ジ;〔都「−代Il1山内の内211I l市2〉;)
″、 1ラ ・sngll l +’/、 5
?、 l’J’51末式公?1代 ル li
jl(!l’ F ljj 八代
理 人 1・、’ I’ll 東4;町都H(111
区丸山内21’1llNr2i;11・’Ifkバ株式
公?1内札話 東京2B4−4642および「発明の詳
細な説明」の− 線面の内容311紙。とおり す1;1正の内界 1 明細書の「特t11ta求の範囲」の−の記載を次
のとおり訂正する。
「:+、、waとB−1型固浴体とを硬質相とし、これ
を鉄族金縞で結合した超硬合金にu205を被演した扱
&を超硬合金において、被板膜と接する起硬合金の表出
1から少くとも1μの深さの部分における00含有毎か
削記超硬合金の内筒5における00含翁鼠の40%以下
であり、かつB−1型固浴悴が40容柑%以−180’
8量%未満含まれる起硬合金を基体としその表面に接し
てTiOを0.2〜6μm被握しその上にAt203を
1〜5μm1ffiすることを特徴とする被筒超硬合金
。
を鉄族金縞で結合した超硬合金にu205を被演した扱
&を超硬合金において、被板膜と接する起硬合金の表出
1から少くとも1μの深さの部分における00含有毎か
削記超硬合金の内筒5における00含翁鼠の40%以下
であり、かつB−1型固浴悴が40容柑%以−180’
8量%未満含まれる起硬合金を基体としその表面に接し
てTiOを0.2〜6μm被握しその上にAt203を
1〜5μm1ffiすることを特徴とする被筒超硬合金
。
Z WOとB−1型固浴体を硬質相とし、これを鉄族
金族で結合した超硬合金部品の表面に下に’tにQ、2
μm〜6μmの厚みのTiO、上層に1〜5μmの厚み
のAt20Bの被板膜を施すにあたり、予め前期超硬合
金部品をN2の分圧か1〜700Torrの雰り気中1
200C〜1600C″′clO分〜5時間保持すルコ
とを相徴とする被覆超硬合金の製造法。」 璽 明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を次のと
おり訂正する。
金族で結合した超硬合金部品の表面に下に’tにQ、2
μm〜6μmの厚みのTiO、上層に1〜5μmの厚み
のAt20Bの被板膜を施すにあたり、予め前期超硬合
金部品をN2の分圧か1〜700Torrの雰り気中1
200C〜1600C″′clO分〜5時間保持すルコ
とを相徴とする被覆超硬合金の製造法。」 璽 明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を次のと
おり訂正する。
(1) 明細書第5頁第18行の「向上しない。」の
後に「また、80%未満とした理由はB−1型固溶体が
本質的にWOよりもろいために一部WOを残存させる必
要があるからである。」を挿入する。
後に「また、80%未満とした理由はB−1型固溶体が
本質的にWOよりもろいために一部WOを残存させる必
要があるからである。」を挿入する。
(2) 同誉同頁第19行の「2o」を「4o」に訂
正する。
正する。
(3) 同省同頁第20行の「20%lを「40%I
に訂正する。
に訂正する。
(4) 同書第7頁第6行の1作製した。」の後に下
記文を挿入する。
記文を挿入する。
記
表面の各相の容量%は下表の通りであった。
(5) 同書第8頁第6行の「作製した。」の後に下
記文を挿入する。
記文を挿入する。
記
基体表面の各相の容量%は下表の通りであった。
第2表
(容量%)
以 、上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、WOとB−4型固溶体とを硬質相とし、これを鉄族
金属で結合した超硬合金にAlzOBを被板した被覆超
硬合金において、被積層と接する超硬合金の表面から少
くとも1μの深さの部分における00自有蝋が前記超硬
合金の内部における00含有艦の20%以下であり、か
つB−1m固溶体が40谷菫%以上含まれる超硬合金を
基体としその表面に接してTiOをQ、2〜6μm被墳
しその上に)d、303を1〜5μm被櫨することを特
徴とする被覆超硬合金。 Z WOとB−1型固溶体を硬質相とし、これを鉄族
金属で結合した超峡合金部品の表向に)層に0.2へ6
μmの厚みのT10、上層に1〜5μmの厚みのALm
Omの被覆膜を弛すにあたり、予めiσ期超超硬合金
部品N3の分圧が1〜700T o r rの雰囲気中
12001:l’ 〜1600Cで10分〜5時間保持
することを特徴とする被覆超硬合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56164779A JPS5867803A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 被覆超硬合金およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56164779A JPS5867803A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 被覆超硬合金およびその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5867803A true JPS5867803A (ja) | 1983-04-22 |
JPH0219188B2 JPH0219188B2 (ja) | 1990-04-27 |
Family
ID=15799777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56164779A Granted JPS5867803A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | 被覆超硬合金およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5867803A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0353060A2 (en) * | 1988-07-28 | 1990-01-31 | Nippon Steel Corporation | Multi ceramic layer-coated metal plate and process for manufacturing same |
JPH0382767A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-08 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
US8968834B2 (en) | 2008-09-15 | 2015-03-03 | Igor Yuri Konyashin | Wear part with hard facing |
-
1981
- 1981-10-15 JP JP56164779A patent/JPS5867803A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0353060A2 (en) * | 1988-07-28 | 1990-01-31 | Nippon Steel Corporation | Multi ceramic layer-coated metal plate and process for manufacturing same |
JPH0382767A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-08 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層の密着性にすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
US8968834B2 (en) | 2008-09-15 | 2015-03-03 | Igor Yuri Konyashin | Wear part with hard facing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0219188B2 (ja) | 1990-04-27 |
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