JPS59129775A - 被覆硬質部材の製造法 - Google Patents

被覆硬質部材の製造法

Info

Publication number
JPS59129775A
JPS59129775A JP611683A JP611683A JPS59129775A JP S59129775 A JPS59129775 A JP S59129775A JP 611683 A JP611683 A JP 611683A JP 611683 A JP611683 A JP 611683A JP S59129775 A JPS59129775 A JP S59129775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating layer
layer
inner coating
hard member
nitrogen
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
Application number
JP611683A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6360831B2 (ja
Inventor
Minoru Nakano
稔 中野
Akira Doi
陽 土居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP611683A priority Critical patent/JPS59129775A/ja
Publication of JPS59129775A publication Critical patent/JPS59129775A/ja
Publication of JPS6360831B2 publication Critical patent/JPS6360831B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (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。

Description

【発明の詳細な説明】 超硬合金の表面に、これより耐摩耗性に優れたTiO、
TiN 、 A70  などの硬質物質の一種又は二 
 3 種以上の単層又は複数層を被覆した被覆超硬合金は既に
実用に供されている。その中でもAl2O3を外層とし
た二重被覆超硬合金工具は、AI Oのも  3 つ耐熱性、耐酸化性等のため優れた耐摩耗性を示すこと
が知られている。しかしAlO自体は脆性  3 材料で靭性に劣るという欠点があり、そのため被覆する
母材としては靭性の高い超硬合金を用いる必要があった
。一方切削工具に要求される切削条件は年々荷酷になっ
てきており、切削速度も300m/m i nを超える
場合も多く、より高靭性、耐摩耗性の高い切削工具用部
材が要求されている。
本発明はこうした要求に答え、より耐摩耗性、靭性の優
れた切削工具用の被覆硬質部材とその製造法を提供する
ことにあり、他の目的は、他の各種の広範囲の用途に使
用しうる安価な被覆硬質部材とその製造法を提供するこ
とにある。
本発明は」―記の目的を達成するため特許請求の範囲に
記載の被覆硬質部材及びその製造法を構成したことにあ
る。
At OとAIHの混合層はAINが含有されること3 によって緻密で密着性がよく、従って靭性もA/!20
3のみからなる被覆層より高い。しかしAlNを含有す
ることによってAIOのみからなる層に比し耐3 摩耗性が若干劣る。本発明は、外側被覆層をAl2O3
のみからなる層とし、基体である硬質部材と外側被覆層
との間にAt203とAINからなる内側被覆層を介在
せしめることにより、AtOのみからなる  3 耐摩耗性に優れた外側被覆層の靭性と密着性を改善した
被覆硬質部材を構成したものである。
外側被覆層の厚みは7〜10μmで耐摩耗性を発揮させ
ることができる。7μm未満では、耐摩耗性を発揮でき
ず、708mを越えると靭性の低下が大きいため好まし
く′ない。内側被覆層の厚みは0.3〜.20μmの範
囲であれば効果が認められるが好ましい範囲は2〜33
mである。
At203とAtHの混合層あるいは一固溶体層は、A
lのハロゲン化物と水素と、N 1アンモニアガス等を
用いることによって形成しうるが、層の硬質部材への密
着性が不充分で、多孔質の層を生じたり、層中に塩化ア
ンモニウム等の副生成物を生じ反応を妨害する等の現象
が生じるため好ましい方法ではない。
本発明はAlのハロゲン化物と水素と共に一酸化窒素、
二酸化窒素の一方又は両方をグ00〜/ 、200Cで
反応せしめ」二重の問題を解決した内側被覆層を形成す
る際、内側被覆層の硬質部材からSμm以内の厚さの層
を形成する際、前記反応系に窒素、アンモニアの一方又
は両方を窒素供給源として存在させ、内側被覆層の平均
の窒素含有量より50〜90%窒素含有量を富化するこ
とにより、内側被覆層と硬質部材との密着性を著しく向
上できることを見出したものである。このとき窒素の富
化層の窒素富化量が内側被覆層平均の30%未満では密
着性の向上が現われず、90%を越えると耐摩耗性が悪
くなる。
本発明は、又、内側被覆層の外側被−覆層に最も近いS
μm以内の層をAlのハロゲン化物、水素及び−酸化窒
素、二酸化窒素の一方又は両方を反応させて形成する際
、反応系に一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気のうちの一
つ以上を酸素供給源として存在させ、内側被覆層の平均
の酸素含有量よりり0〜qO%酸素含有量を富化するこ
とにより、内側被覆層と外側被覆層の密着性を向上でき
ることを見出したものである。このとき酸素富化量が3
0%未満では外側被覆層との密着性の゛向上に効果が薄
く、ワO%を越えると、靭性が損なわれるので好ましく
ない。
上記窒素含有量は反応系中の一酸化窒素、二酸化窒素、
の比率を、また酸素含有量は一酸化炭素、二酸化炭素、
水蒸気の比率を調整することにより変化させることがで
きる。
上記被覆層を形成する温度はグθ0〜/200 Cてあ
れば良いが、好ましくは900〜1000 Cである。
/、2θ0C以上では反応性が高くなり制御が難かしく
、グ00C以下では成長速度が遅すぎる。この被覆層は
化学蒸着法(0−CVD)は勿論のことプラズマ化学蒸
着法(P−CVD)、物理蒸着法でも生成可能である。
上記の被覆層は、従来のAtO単体からなる被  3 電層よりも靭性が高いため、基体の硬質部材としては超
硬合金の他、■a 、 Va 、 ■a族元素の炭−化
物、窒化物、炭窒化物等の硬質相のみからなるサーメッ
ト、及びAt Oを主成分とするセラミック、  3 あるいはSin、SiN  のセラミックなど靭性の低
い硬質部材を使用することができる。またこれら硬質相
を70容N%(以下%は容量%を現わす)以下のCo、
Ni、Or、MO,WSFeを結合相として結合した硬
質部材を基体として使用することもできる0この硬質部
材において結合相が70%を越えると靭性が高くなり、
本発明の待機である被覆層の有する高靭性、密着性を発
揮しえなくなる0実施例/ 乙0 % TiC%  g  % TiN  X 、2
  % Mo  C、,2汐 % wa。
5%C01Ni  (Co/N1−))結合相の組成か
らなる硬質部材を基体とし、その表面に3%AlCl3
.90%H,&%Noのガス雰囲気を1000 Cで反
応させ、Sμmの厚さの内側被覆層を形成した。この内
側被覆層を、オージェ外米分析をX線回折で調べたとこ
ろ、I Oに窒素が固溶されていて、一部3 分は酸素を含んだiNも検出された。この外表面にり%
Al0l、 70%co 、、g左%Hのガス雰囲気3
           2          2を反
応させ、0.汐、/、左、10.20μmの厚さの外側
被覆層を形成した。別に比較品として上記基体に/、1
0μmのAlO1−0μmの厚さの被覆層を  3 それぞれ一層形成した切削用チップを作り、下記の条件
で切削試験を行なった。その結果を第1表    ゛に
示す。
明細書の浄書(内容に変更なし) 切削条件  被削材   1102!r切削速度  4
00 m/mim 送り     θ、3tJw/rOv 切り込み  /、j;m+++ 第1表 実施例 C01Ni  (Co / Ni = 2 )の結合相
が0.10、−0%で、40%’r:tcXg%TiN
 % 2MO20z残がweからなる硬質部材を基体と
し、その表面に、S%Alal、s%NO1,2%NO
ζgg%Hのガス雰囲気3             
    2        2を1000 Cて反応さ
せ、0.汐、51101.30 μmの厚さのAlOと
AINとからなる内側被覆層をそれぞ  3 れに形成した。この内側被覆層の表面に、実施例/と同
様にして3μmの厚さのAIOからなる外側3 被覆層を形成した切削用チップを作った。比較品として
前記基体の表面にA7! Oの3μmの厚さの被3 電層を一層のみ設けた切削用チップを作り、下記の条件
で切削試験を行なった。試験結果を第2表に示す。
切削条件  被削材   SMCグ3S切削速度  3
00 m/m1n 送す0.2 mQ/rev 切込み   /、り朋 明細書の浄書(内容に変更なし) 第2表 内5jQ被8層  結合相量  試り角結果(厚さμm
)      (%)     (個/切刃)実施例3 93%hto−s%Tioのセラミックからなる硬  
3 質部材を基体とし、内側被85層を実施例λと同一条件
で!;/Jraの厚さに形成した。このSμmの厚さの
内側被覆層のうち基体に近い2μmの厚さの層の生成中
に、全ガス流層の3%、70%を窒素、アンモニアを流
して形成し、内側波WA−W形成後、その外側に実施例
/と同様にして5μmの厚さのAl。
a からなる外側波M層を形成した切削用チップを9種作っ
た。
別に、上記と同じ基体に同厚さの内側被覆層を形成した
。この内側被覆層の表面から2μmの厚さの部分を生成
中に、全ガス流量の夕%のcoXao。
HOガス、/θ%HOガスを流して形成した。内側2 
                   2被覆層を形
成後、その外側に左μmの厚さのA7!203からなる
外側被覆層を実施例/と同様にして形成した9種の切削
用チップを作った。
これらデツプの内側被覆層について、オージェ分光分析
、X線回折を行なって組成を分析し、内側被覆層の平均
酸素含有散に対する、内側被覆層中の内側及び外側λμ
m厚層の酸素(窒素)相対比較量を求めたところ第3表
の結果が得られた。
第3表 特に添加したガス    酸素(窒素)の相対比較用A
、lt%窒素         (/、り)B   3
%アンモニア       (/、7)a   io%
窒素         (/、g)D    10%ア
ンモニア       (/、q)K    &%CO
ガス        7.7′F   左%COガス 
         /、り0 15%HO/、g H/θ%H〇           八ツ上記基体にA
lOを一層のみSμm170μmの厚  3 さに被覆した切削用チップを比較量aXbとして作り、
実施例コと同条件で切削試験を行なった。
試験結果を第9表に示す。
明細書の浄書(内容に変更なし) 第    t   表 個/切刃 出願人、  住友電気工業株式会社 代理人 弁理土中村H成 手続袖正書 (方式) 昭和3g年 特  許 願第00乙//乙号2発明の名
称  被覆硬質部材とその製造法3 補正をする者 事件との関係  出 願 人 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  IVa族、va族、Via族元素の炭化物、
    窒化物、炭窒化物、酸化物、A7!203、Siの炭化
    物、窒化物のうちの一種以上からなるか、これらにFe
    、Co、N1、Or、W、Moのうちの一種以上を70
    容量゛%以下含有する硬質部材の表面に、0.5〜20
    μmの厚さのi 0  とAINの混合層と  3 /又は固溶体層からなる内側被覆層と、内側被覆層の外
    側に被覆された7〜10μmの厚さのA40  からな
    る外側波H層を有することを特徴  3 とする被覆硬質部材。 (2J  IVa族、Va族、Vla族元素の炭化物、
    窒化物、炭窒化物、酸化物、At’O、Siの炭化物、
      3 窒化物のうちの一種以上からなるか、これらにFe、C
    o、Ni 、 Or 、 WXMoのうちの一種以上を
    70容量%以下含有する硬質部材の表面に、Atのハロ
    ゲン化物、水素、および−酸化窒素、二酸化窒素の一方
    又は両方を反応せしめて0.5〜.20μmの厚さのA
    40  とAINの混合層と/又  3 は固溶体層からなる内側被覆層を形成する際、前記反応
    系に窒素アンモニアの一方又は両方を存在させ内側被覆
    層の硬質部材から3μm以内の厚さ層の窒素、含有量を
    内側被覆層の窒素含有量の平均値よりり0〜90%富化
    せしめた内側被覆層を形成し、内側被覆層の外側にAl
    のハロゲン化物と水素及び二酸化炭素、水蒸気の一方又
    は両方を反応せしめi 0  からなる外側被覆層3 を形成することを特徴とする被覆硬質部材の製造法。 (3)  IVa族、va族、■a族元素の炭化物、窒
    化物、炭窒化物、酸化物、AI O、Siの炭化物、窒
      3 化物のうちの一種以上からなるか、これらにFe 。 00、、Ni、Or、WXMoのうちの一種以上を70
    容量%以下含有する硬質部材の表面に、Alのハロゲン
    化物、水素、および−酸化窒素、二酸化窒素の一方又は
    両方を反応せしめて0.5〜.20μmの厚さのAA 
    OとAINの混合層と/又は固  3 溶体層からなる内側被覆層を形成する際、前記反応系に
    一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気のうちの少なくとも一
    つを存在させ、内側被覆層の外側から3 ttm以内の
    層の酸素含有量を内側被覆層の酸素含有量、の平均値よ
    り30〜70%富化せしめた内側被覆層を形成し、この
    外側にA4のハロゲン化物と水素及び二酸化炭素、水蒸
    気の一方又は両方を反応せしめてi 0  の被覆層を
      3 形成することを特徴とする被覆硬質部材の製造法。
JP611683A 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法 Granted JPS59129775A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP611683A JPS59129775A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP611683A JPS59129775A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59129775A true JPS59129775A (ja) 1984-07-26
JPS6360831B2 JPS6360831B2 (ja) 1988-11-25

Family

ID=11629528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP611683A Granted JPS59129775A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 被覆硬質部材の製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59129775A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4840853A (en) * 1986-03-08 1989-06-20 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Surface structure of AlN substrate and a process for producing the same
US4892792A (en) * 1987-10-01 1990-01-09 Gte Laboratories Incorporated A1N coated silicon nitride based cutting tools
US5712030A (en) * 1994-12-01 1998-01-27 Sumitomo Electric Industries Ltd. Sintered body insert for cutting and method of manufacturing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5429185A (en) * 1977-08-05 1979-03-05 Ngk Spark Plug Co Ltd High-speed cutting tool

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5429185A (en) * 1977-08-05 1979-03-05 Ngk Spark Plug Co Ltd High-speed cutting tool

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4840853A (en) * 1986-03-08 1989-06-20 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Surface structure of AlN substrate and a process for producing the same
US4892703A (en) * 1986-03-08 1990-01-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Surface structure of A1N substrate and a process for producing the same
US4892792A (en) * 1987-10-01 1990-01-09 Gte Laboratories Incorporated A1N coated silicon nitride based cutting tools
US5712030A (en) * 1994-12-01 1998-01-27 Sumitomo Electric Industries Ltd. Sintered body insert for cutting and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6360831B2 (ja) 1988-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH068010A (ja) 耐チッピング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
JPH11256336A (ja) 炭窒化チタン被覆工具
JPH03226576A (ja) 耐摩耗性に優れたコーティングサーメットの製造法
JPH068008A (ja) 耐チッピング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
JPS63195268A (ja) 表面被覆硬質合金製切削工具
JPS59129775A (ja) 被覆硬質部材の製造法
JPS61163273A (ja) 被覆硬質部材
JP2001239404A (ja) 耐チッピング性のすぐれた表面被覆超硬合金製切削工具
JPS586969A (ja) 切削工具用表面被覆超硬合金部材
JPS61163275A (ja) 被覆硬質部材
JPH0364469A (ja) 被覆超硬質合金工具
JPH09125249A (ja) 被覆超硬合金工具
JPS5824501B2 (ja) タングステンカ−バイド被膜層の製造方法
JPS6119777A (ja) 耐摩、耐熱性被覆超硬合金部材
JPS62290870A (ja) 被覆硬質部材の製造法
JPH0234733B2 (ja)
JPH0433865B2 (ja)
JPS6123871B2 (ja)
JP2002192401A (ja) 被覆工具及びその製造方法
JPS6214220B2 (ja)
JPS6234830B2 (ja)
JPH01180980A (ja) 被覆工具材料
JPH0515786B2 (ja)
JP2001170804A (ja) ジルコニウム含有膜被覆工具
JP2002205204A (ja) 多層被覆工具