JPS586970A - 被覆超硬合金部材 - Google Patents
被覆超硬合金部材Info
- Publication number
- JPS586970A JPS586970A JP10605481A JP10605481A JPS586970A JP S586970 A JPS586970 A JP S586970A JP 10605481 A JP10605481 A JP 10605481A JP 10605481 A JP10605481 A JP 10605481A JP S586970 A JPS586970 A JP S586970A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- alumina
- tic
- coated
- hard alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- 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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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】
超硬合金にアルミナ被覆したいわゆるアルミナコーティ
ング工具は市場の切削速度の高速化にともない主カニ具
として広く使用されている。
ング工具は市場の切削速度の高速化にともない主カニ具
として広く使用されている。
アルミナコーティング工具はアルミナの持つ高い耐摩耗
性と母材超硬合金の靭性を併せ持つ現在まで望は最も合
理的な考え方の工具と言える。
性と母材超硬合金の靭性を併せ持つ現在まで望は最も合
理的な考え方の工具と言える。
しかし超硬合金に直接アルミナを被覆した場合種々問題
があり、ＩＶａ ＋ Ｖａ ｅ Ｖｉａ 族元素の炭化
物、窒化物で被覆した後、その外層にアルミナを被覆す
るという考え方が優れていると言える（特公昭５３−１
３２０１ 号公報）。
があり、ＩＶａ ＋ Ｖａ ｅ Ｖｉａ 族元素の炭化
物、窒化物で被覆した後、その外層にアルミナを被覆す
るという考え方が優れていると言える（特公昭５３−１
３２０１ 号公報）。
工業的にはＴｉ の炭化物や窒化物を使用することが
通常行われる化学蒸着法（以下ＣＶＤと略す）を用いる
場合には特に有効と考えられる。なぜならＴｉ は供
給源としてＴｉＣｌ４という安価で気化点の低い物質が
あるからである。
通常行われる化学蒸着法（以下ＣＶＤと略す）を用いる
場合には特に有効と考えられる。なぜならＴｉ は供
給源としてＴｉＣｌ４という安価で気化点の低い物質が
あるからである。
ＴｉＣを内層として使用しこれにアルミナを被覆する場
合、酸化雰囲気に曝されるところから、特に被覆初期に
おいてＴｉＣが部分的に侵され、アルミナとＴｉｃの界
面強度は低下すると考えられる。
合、酸化雰囲気に曝されるところから、特に被覆初期に
おいてＴｉＣが部分的に侵され、アルミナとＴｉｃの界
面強度は低下すると考えられる。
一方ＴｉＮを被覆した場合にはＴｉＮの耐酸化性はＴｉ
Ｃに比して優れているので界面が強いがＴｉＮの高温で
の硬度は低いため、アルミナがはがれた部分での摩耗の
進行は著しく汎用工具としての性能は十分とは言えない
。
Ｃに比して優れているので界面が強いがＴｉＮの高温で
の硬度は低いため、アルミナがはがれた部分での摩耗の
進行は著しく汎用工具としての性能は十分とは言えない
。
以上のような理由に鑑みてＴｉ （ＣＮ）を内層とし
。
。
て被覆した後アルミナを被覆するという提案もある（特
開昭５２−９６９１１ 号公報）。しかしこの提案は
所詮上述のＴｉＣとＴｉＮの中間的な考え方を示してい
るに過ぎない。
開昭５２−９６９１１ 号公報）。しかしこの提案は
所詮上述のＴｉＣとＴｉＮの中間的な考え方を示してい
るに過ぎない。
発明者は、アルミナの持つ高い耐摩耗性を最下限に引き
出し得る内層構造について種々検討し本発明を得るに至
った。
出し得る内層構造について種々検討し本発明を得るに至
った。
本発明はＴｉＣとＴｉ （ＢＮ）層の２層をアルミナ層
の内層とすることに特徴がある。
の内層とすることに特徴がある。
Ｔｉ （ＢＮ）層は、高温硬度が高いため１０００℃付
近の切削工具刃先がさらされる温度においては、Ａｌ
ｓｏ ｓ層直下の領域での微小な塑性変形が少なく、Ａ
ｌ ｇｏ ｓ層の損傷が極小に抑えるｔ合参俳櫟喝こと
が出来る。さらに、Ｔｉ （ＢＮ）層は耐酸化性に優れ
ており、アルミナ層を被覆する場合には好適な下地物質
と云える。さらに、Ｔｉ （ＢＮ）層上では、Ａｈ０８
粒度が細かく、均一に析出させることが出来、微粒なＡ
Ｊ ２ｏ、層を被覆させることが出来る。
近の切削工具刃先がさらされる温度においては、Ａｌ
ｓｏ ｓ層直下の領域での微小な塑性変形が少なく、Ａ
ｌ ｇｏ ｓ層の損傷が極小に抑えるｔ合参俳櫟喝こと
が出来る。さらに、Ｔｉ （ＢＮ）層は耐酸化性に優れ
ており、アルミナ層を被覆する場合には好適な下地物質
と云える。さらに、Ｔｉ （ＢＮ）層上では、Ａｈ０８
粒度が細かく、均一に析出させることが出来、微粒なＡ
Ｊ ２ｏ、層を被覆させることが出来る。
しかしＴｉ （ＢＮ）を超硬合金に直接被覆した場合、
超硬合金が主として炭化物で構成されているために接着
力としては十分でない。超硬合金に直接隣接する層とし
てはＴｉＣが最も適している。このように超硬合金にＴ
ｉｃを被覆しさらにＴｉ （ＢＮ）を被覆すれば、さら
に外層にアルミナ被覆した場合量も強固な接着度で切削
性能が優れた組合わせができると言える。
超硬合金が主として炭化物で構成されているために接着
力としては十分でない。超硬合金に直接隣接する層とし
てはＴｉＣが最も適している。このように超硬合金にＴ
ｉｃを被覆しさらにＴｉ （ＢＮ）を被覆すれば、さら
に外層にアルミナ被覆した場合量も強固な接着度で切削
性能が優れた組合わせができると言える。
しかし本発明の構造においても実際の切削加工において
最適な性能とするにはそれぞれの層厚はき他めで厳密に
決定されなくてはならない。
最適な性能とするにはそれぞれの層厚はき他めで厳密に
決定されなくてはならない。
ＴｉＣは超硬合金との接着のために重要であるので０．
５μあればその効果を表わすが、９μを越えると工具全
体の強度の低下をきたし欠損しやすくなるので０．５μ
〜９μ がよい。
５μあればその効果を表わすが、９μを越えると工具全
体の強度の低下をきたし欠損しやすくなるので０．５μ
〜９μ がよい。
Ｔｉ （ＢＮ）はＴｉＣをしやへいするためには０．２
μ以上必要であるが３μ以上になると効果は上昇しなく
なりＴｉＣを厚くした場合と同じとなる。
μ以上必要であるが３μ以上になると効果は上昇しなく
なりＴｉＣを厚くした場合と同じとなる。
Ａ１５０８は０．５μ以下では耐摩耗性の向上は望めず
５μ以上では欠損しやすくなり工具としての汎用 、
１．１性を損う。
５μ以上では欠損しやすくなり工具としての汎用 、
１．１性を損う。
また、Ｔｉ （ＢＮ）層は、正確には、Ｔｉ （ＢＸＮ
Ｉ−Ｘ）Ｚと表わされる。Ｔｉ （ＢｘＮｌ−ｘ）ｚ層
は、Ｘ、Ｚ値によってその諸物性が大きく変化する。さ
らに、このＴｉ （ＢＸＮｌ−ｘ）２ 層上でのＡｌ
２Ｏ５層の粒度はＸ ｅ Ｚに依存し、１（０，）；ｚ
＜１．０で）Ｊ、粒度の粗いＡｉｊ２０ｓになりやすく
、ｌ又、ｘ ＞ ０．８ 、 ｚ ＞ １．７のＴｉ
（ＢＸＮ、−ｘ）２ 層上では、柱状なＡＩ！２０ｇ
が成長しやすい。０．１＜ｘ＜０．８１．０ ＜ ｚ
＜１．７ 、好ましくは、０．２ ＜ｘ Ｏ，５、１，
０＜ｚ ＜１．５の組成のＴｉ （ＢＸＮＩ−Ｘ）Ｚ
層上で微粒なＡｌｇＯｇ層を生成させることが出来る
。
Ｉ−Ｘ）Ｚと表わされる。Ｔｉ （ＢｘＮｌ−ｘ）ｚ層
は、Ｘ、Ｚ値によってその諸物性が大きく変化する。さ
らに、このＴｉ （ＢＸＮｌ−ｘ）２ 層上でのＡｌ
２Ｏ５層の粒度はＸ ｅ Ｚに依存し、１（０，）；ｚ
＜１．０で）Ｊ、粒度の粗いＡｉｊ２０ｓになりやすく
、ｌ又、ｘ ＞ ０．８ 、 ｚ ＞ １．７のＴｉ
（ＢＸＮ、−ｘ）２ 層上では、柱状なＡＩ！２０ｇ
が成長しやすい。０．１＜ｘ＜０．８１．０ ＜ ｚ
＜１．７ 、好ましくは、０．２ ＜ｘ Ｏ，５、１，
０＜ｚ ＜１．５の組成のＴｉ （ＢＸＮＩ−Ｘ）Ｚ
層上で微粒なＡｌｇＯｇ層を生成させることが出来る
。
この微粒なＡｌ５Ｏｓは、接着強度も良好で、耐摩耗性
と靭性に優れている。
と靭性に優れている。
本発明は必ずしもＣＶＤ法によらなくともイオンブレー
ティング、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等の被覆法
を用いても何ら効果は変りがな〈発明の範囲である。
ティング、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等の被覆法
を用いても何ら効果は変りがな〈発明の範囲である。
またＴｉｃ層中に微量のＯｉｋはＮを入れることも本発
明の効果は損わない。同様にＴｊ （ＢｘＮｌ−ｘ）ｚ
層中に微量のＣまたはＯを入れることも本発明の範囲で
ある。
明の効果は損わない。同様にＴｊ （ＢｘＮｌ−ｘ）ｚ
層中に微量のＣまたはＯを入れることも本発明の範囲で
ある。
〔実施例１〕
Ｉｓ□Ｐ３０超硬合金（形状ＳＮＧ ４３２） チッ
プを公知（７） ＣＶＤ装置ニ入れ１０００℃に加熱し
、ＴＥＣ１’４４Ｑ−ｒＨ２ＣＨ４の混合ガス雰囲気中
で２時間のＴｉｃ被覆を行った。いったん真空にした後
同温度にてＴｉＣ１４＊Ｈ２ｅＢｃ１ ｓ ｅＮＢ
の混合ガス雰囲気とし１時間のＴｉ （ＢＮ）被覆を行
った。さらに再び真空とした後９００℃に温度を下げ、
ＡｌＣｌ ｓ ｓ Ｈ２＋ ＣＯ２＋ Ｃｏの混合ガス
雰囲気にて８時間のＡ１ｇＯｓ被覆を行った。
プを公知（７） ＣＶＤ装置ニ入れ１０００℃に加熱し
、ＴＥＣ１’４４Ｑ−ｒＨ２ＣＨ４の混合ガス雰囲気中
で２時間のＴｉｃ被覆を行った。いったん真空にした後
同温度にてＴｉＣ１４＊Ｈ２ｅＢｃ１ ｓ ｅＮＢ
の混合ガス雰囲気とし１時間のＴｉ （ＢＮ）被覆を行
った。さらに再び真空とした後９００℃に温度を下げ、
ＡｌＣｌ ｓ ｓ Ｈ２＋ ＣＯ２＋ Ｃｏの混合ガス
雰囲気にて８時間のＡ１ｇＯｓ被覆を行った。
以上の被覆工程を終了した後真空で冷却し、表面からの
Ｘ線回折、オージェ電子分析器およびＸ線マイクロアナ
ライザー等によりＡｌ２Ｏ８１，２μｓ Ｔｉ（ＢＯＪ
５ Ｎｏ、７６ ） ｔ、ｏ １．５μｍＴｉｃ ４μ
の被覆層であることが明らかとなった。
Ｘ線回折、オージェ電子分析器およびＸ線マイクロアナ
ライザー等によりＡｌ２Ｏ８１，２μｓ Ｔｉ（ＢＯＪ
５ Ｎｏ、７６ ） ｔ、ｏ １．５μｍＴｉｃ ４μ
の被覆層であることが明らかとなった。
この発明品を表１に示す比較品と切削試験にて比較した
。
。
切削試験は以下のとおりであった。
テストＡ テストＢ
切削方式 旋 削 旋 副
液削材 ＳＣＭ３ ５０Ｍ８溝材（第３図）速
度 １６０ｍ／、ｌｌｌ １０θｍ／−切
込み ２Ｂｌ、５肌 送 リ ０．３６ＢＶｒｅ
ｖ Ｏ，２０ｍｘ／ ｒｅｖ表１に示す
結果を得た。
度 １６０ｍ／、ｌｌｌ １０θｍ／−切
込み ２Ｂｌ、５肌 送 リ ０．３６ＢＶｒｅ
ｖ Ｏ，２０ｍｘ／ ｒｅｖ表１に示す
結果を得た。
〔実施例２〕
実施例１と同様の方法にてＩ Ｓｏ Ｍｌ Ｏ超硬合金
（形状５ＮＧ４３２）にＴｉＣを４μ被覆した後表２に
示す組成のＴｉ （ＢＸＮＩ−ｚ）ｚ 層を１．５μ
被覆し、実施例１と同様にＡｌ２０ｇを１μ被覆した。
（形状５ＮＧ４３２）にＴｉＣを４μ被覆した後表２に
示す組成のＴｉ （ＢＸＮＩ−ｚ）ｚ 層を１．５μ
被覆し、実施例１と同様にＡｌ２０ｇを１μ被覆した。
これを実施例１と同様切削試験Ａ、Ｂを行って比較した
。結果を表２に示す。
。結果を表２に示す。
表２
×ｌ ＝ＶＢ ・・・フランク摩耗 ×２：ＫＴ・・・
クレータ−摩耗（３）、（４）、（６）、（７）のＴｉ
（ＢｘＮｌ−ｘ）ｚ 層上にコーティングしたＡ１
１２０ｓ層粒度は、平均０．５μ、最大１μであった。
クレータ−摩耗（３）、（４）、（６）、（７）のＴｉ
（ＢｘＮｌ−ｘ）ｚ 層上にコーティングしたＡ１
１２０ｓ層粒度は、平均０．５μ、最大１μであった。
一方、（２）、（５）、（８）では平均１〜２μであり
、（１）では最大３μの粒度をもつＡ７７ａＯｓ層であ
った。
、（１）では最大３μの粒度をもつＡ７７ａＯｓ層であ
った。
〔実施例３〕
実施例１と同様にしてＩＳＯＭＩＯ超硬合金に表３
・パ・１に示す如きＴｉｃ ｌ Ｔｉ （Ｂｏ、ｓｓ
Ｎｏ、ｅｓ ） ｔａ５ とＡｌｇＯｓを被覆して
実施例１と同様の切削試験Ａ、Ｂを行って比較した。そ
の結果を表３に示す。
・パ・１に示す如きＴｉｃ ｌ Ｔｉ （Ｂｏ、ｓｓ
Ｎｏ、ｅｓ ） ｔａ５ とＡｌｇＯｓを被覆して
実施例１と同様の切削試験Ａ、Ｂを行って比較した。そ
の結果を表３に示す。
表３
手続補正書（方式）
％式％
１、事件の表示
２、発明考案の名称
被覆超硬合金部材
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 大阪市東区北浜５丁目１５番地名称（２
１３） 住友電気工業株式会社代表者 社長 亀 井
正 夫 生代理人 住 所 大阪市此花区島屋１丁目１番３号住
友電気工業株式会社内 昭和５６年１１月２４日 ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１頁第１４行目と１５行目の間に［３、発明の
詳細な説明］を挿入する。
１３） 住友電気工業株式会社代表者 社長 亀 井
正 夫 生代理人 住 所 大阪市此花区島屋１丁目１番３号住
友電気工業株式会社内 昭和５６年１１月２４日 ６、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１頁第１４行目と１５行目の間に［３、発明の
詳細な説明］を挿入する。
Claims (1)
- （１）外層をアルミナ、中間層硼窒化チタン、内層が炭
化チタンを被覆した超硬合金において、該硼窒化チタン
を、Ｔｉ （ＢｘＮｌ −ｘ ）Ｚ で表わした場合
、０．１ ＜ ｘ ＜ ０．８ １．０≦ｚ＜１．７ であることを特徴とする被覆超硬合金部材。 （２、特許請求の範囲（１）において、アルミナ層が０
．５〜５μ、硼窒化チタン層が０．２〜３μ、炭化チタ
ン層が０．５〜θμであることを特徴とする被覆超硬合
金部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10605481A JPS6037189B2 (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 被覆超硬合金部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10605481A JPS6037189B2 (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 被覆超硬合金部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586970A true JPS586970A (ja) | 1983-01-14 |
| JPS6037189B2 JPS6037189B2 (ja) | 1985-08-24 |
Family
ID=14423898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10605481A Expired JPS6037189B2 (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 被覆超硬合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037189B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0306077A2 (de) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Plansee Tizit Gesellschaft M.B.H. | Verfahren zur Herstellung mehrlagig beschichteter Hartmetallteile |
| JPH0426756A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-29 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性皮膜 |
| US6079913A (en) * | 1995-11-24 | 2000-06-27 | Widia Gmbh | Cutting tool, process for coating a cutting tool and use thereof |
| EP1473101A1 (en) * | 2002-01-18 | 2004-11-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Surface-coated cutting tool |
-
1981
- 1981-07-06 JP JP10605481A patent/JPS6037189B2/ja not_active Expired
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0306077A2 (de) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Plansee Tizit Gesellschaft M.B.H. | Verfahren zur Herstellung mehrlagig beschichteter Hartmetallteile |
| JPH0426756A (ja) * | 1990-05-17 | 1992-01-29 | Kobe Steel Ltd | 耐摩耗性皮膜 |
| US6079913A (en) * | 1995-11-24 | 2000-06-27 | Widia Gmbh | Cutting tool, process for coating a cutting tool and use thereof |
| EP1473101A1 (en) * | 2002-01-18 | 2004-11-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Surface-coated cutting tool |
| EP1473101A4 (en) * | 2002-01-18 | 2007-10-24 | Sumitomo Electric Industries | SURFACE-FINISHED CUTTING TOOL |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6037189B2 (ja) | 1985-08-24 |
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