JPS59166402A - 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 - Google Patents
切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材Info
- Publication number
- JPS59166402A JPS59166402A JP3958283A JP3958283A JPS59166402A JP S59166402 A JPS59166402 A JP S59166402A JP 3958283 A JP3958283 A JP 3958283A JP 3958283 A JP3958283 A JP 3958283A JP S59166402 A JPS59166402 A JP S59166402A
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- JP
- Japan
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- diamond
- metals
- abrasion
- hard alloy
- cutting
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- Pending
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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
-
- 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
- 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
- C23C16/26—Deposition of carbon only
- C23C16/27—Diamond only
- C23C16/271—Diamond only using hot filaments
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】
この発明は、特にＡＱおよびＡＩ！合金などの軽合金１
− やプラスチック、さらに金属焼結材、セラミック仮焼体
、およびガラスなどの切削に切削工具として、また製缶
用シーミングロールやガイドローラー、さらに製糸機の
がイド部材々どの耐摩耗工具として用いるのに適した表
面被覆超硬質合金部材に関するものである。
− やプラスチック、さらに金属焼結材、セラミック仮焼体
、およびガラスなどの切削に切削工具として、また製缶
用シーミングロールやガイドローラー、さらに製糸機の
がイド部材々どの耐摩耗工具として用いるのに適した表
面被覆超硬質合金部材に関するものである。
従来、一般に、硬質分散相が主として元素周期律表の４
ａ、５ａ、および６ａ族の金属、並びにＳｊの炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの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
、並びに同、５ ａおよび６ａ族の金属のうちの］１種
または２種以上で構成された超硬質合金基体部材の表面
に１．同４ａ、５ａ。
ａ、５ａ、および６ａ族の金属、並びにＳｊの炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの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
、並びに同、５ ａおよび６ａ族の金属のうちの］１種
または２種以上で構成された超硬質合金基体部材の表面
に１．同４ａ、５ａ。
および６ａ族の金属の炭化物、窒化物、および酸化物、
並びにこれらの２種以上の固溶体、さらに酸化アルミニ
ウムなどのうちの１種の単層または２種以上の複層−か
らなる表面波＆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用いられていることは
良く知られるところである。
並びにこれらの２種以上の固溶体、さらに酸化アルミニ
ウムなどのうちの１種の単層または２種以上の複層−か
らなる表面波＆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用いられていることは
良く知られるところである。
しかし、このような従来表面被覆超硬質合金部材におい
ては、これが切削工具として用いられた場合、被剛材が
、例えばＡＱおよびＡＱ合金などの軽合金や、非常に硬
質のガラス繊維を内蔵したプラスチック（ＦＲＰ）など
である場合には、酬摩耗性不足が原因して所望の切削寿
命を示さず、捷だ、これを例えばＡＱ製缶用シーミング
ロールなどの耐摩耗工具として使用した場合、／Ｖの溶
着が原因して異常摩耗を起し、実用に供し得ないもので
ある。
ては、これが切削工具として用いられた場合、被剛材が
、例えばＡＱおよびＡＱ合金などの軽合金や、非常に硬
質のガラス繊維を内蔵したプラスチック（ＦＲＰ）など
である場合には、酬摩耗性不足が原因して所望の切削寿
命を示さず、捷だ、これを例えばＡＱ製缶用シーミング
ロールなどの耐摩耗工具として使用した場合、／Ｖの溶
着が原因して異常摩耗を起し、実用に供し得ないもので
ある。
そこで、本発明者等は、上記のような従来表面被覆超硬
質合金部材のもつ問題点を解決すべく研究を行なった結
果、硬質分散相が主として元素周期律表の４ａ、５ａ、
および６ａ族の金属、並びに８１の炭化物、窒化物、炭
窒化物、および炭酸窒化物のうちの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、並びに同
５ａおよび６ａ族の金属のうちの１種または２種以上で
構成された超硬質合金基体部材の表面を、水素とメタン
の混合ガスを約２０００℃程度に加熱したタングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ ’） 、タンタル（Ｔａ）
、あるいは炭素（Ｃ）製フィラメントに通過させてダイ
ヤモンドを析出形成させることからなるダイヤモンド気
相合成法にて処理すると、前記超硬質合金基体部材を構
成する硬質分散相および結合相がダイヤモンド核形成に
有利に作用し、前記基体部材の表面には、ダイヤモンド
の核が非常に多く発生するようになることから、ダイヤ
モンドの析出粒子が連なった膜が形成されるようになり
、この結果形成されたダイヤモンド被覆層は前記基体部
材の表面に対する付着強度が著しく高く、かつ天然ダイ
ヤモンドと同等の高硬度をもち、耐摩耗性のきわめてす
ぐれたものであシ、シたがって、このダイヤモンド被覆
層を有する表面被覆超硬質合金部材を、軽合金やＦＲＰ
などの切削に切削工具として用いた場合にすぐれた切削
性能を発揮し、さらに上記のような耐摩耗工具として用
いた場合にもすぐれた耐摩耗性を示すという知見を得だ
のである。
質合金部材のもつ問題点を解決すべく研究を行なった結
果、硬質分散相が主として元素周期律表の４ａ、５ａ、
および６ａ族の金属、並びに８１の炭化物、窒化物、炭
窒化物、および炭酸窒化物のうちの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、並びに同
５ａおよび６ａ族の金属のうちの１種または２種以上で
構成された超硬質合金基体部材の表面を、水素とメタン
の混合ガスを約２０００℃程度に加熱したタングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ ’） 、タンタル（Ｔａ）
、あるいは炭素（Ｃ）製フィラメントに通過させてダイ
ヤモンドを析出形成させることからなるダイヤモンド気
相合成法にて処理すると、前記超硬質合金基体部材を構
成する硬質分散相および結合相がダイヤモンド核形成に
有利に作用し、前記基体部材の表面には、ダイヤモンド
の核が非常に多く発生するようになることから、ダイヤ
モンドの析出粒子が連なった膜が形成されるようになり
、この結果形成されたダイヤモンド被覆層は前記基体部
材の表面に対する付着強度が著しく高く、かつ天然ダイ
ヤモンドと同等の高硬度をもち、耐摩耗性のきわめてす
ぐれたものであシ、シたがって、このダイヤモンド被覆
層を有する表面被覆超硬質合金部材を、軽合金やＦＲＰ
などの切削に切削工具として用いた場合にすぐれた切削
性能を発揮し、さらに上記のような耐摩耗工具として用
いた場合にもすぐれた耐摩耗性を示すという知見を得だ
のである。
したがって、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、硬質分散相が主とじて元素周期律表の
４ａ、５ａ、および６ａ族の金属。
たものであって、硬質分散相が主とじて元素周期律表の
４ａ、５ａ、および６ａ族の金属。
並びに８１の炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭酸窒
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、並びに同５ａおよび６ａ族の金
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
基体部材の表面に気相合成法により形成したダイヤモン
ド被覆層を有してなる切削工具および耐摩耗工具用表面
被覆超硬質合金部材に特徴を有するものである。
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、並びに同５ａおよび６ａ族の金
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
基体部材の表面に気相合成法により形成したダイヤモン
ド被覆層を有してなる切削工具および耐摩耗工具用表面
被覆超硬質合金部材に特徴を有するものである。
なお、この発明のダイヤモンド被覆層は、不純物として
Ｗ、’Ｔａ、あるいはＭＯなどを１〜１０原子チ含有す
る場合があるが、これは、気相合成法によるダイヤモン
ド被覆層形成時に、使用した装置におけるフィラメント
を構成する前記の成分が蒸発し、この蒸発した成分が混
入したものである。
Ｗ、’Ｔａ、あるいはＭＯなどを１〜１０原子チ含有す
る場合があるが、これは、気相合成法によるダイヤモン
ド被覆層形成時に、使用した装置におけるフィラメント
を構成する前記の成分が蒸発し、この蒸発した成分が混
入したものである。
つぎに、この発明の表面被覆超硬質合金部材を実施例に
より具体的に説明する。
より具体的に説明する。
実施例
基体部材として、それぞれ第１表に示される組成をもち
、かつＪ Ｉ Ｓ −ＳＮＰ ４３］−の形状をも ５
一 つた切削試験用スローアウェイチップと、直径。
、かつＪ Ｉ Ｓ −ＳＮＰ ４３］−の形状をも ５
一 つた切削試験用スローアウェイチップと、直径。
６０朋φ×厚さ：８闘の寸法をもった摩耗試験用円板を
用意し、これら基体部材を、それぞれ直径ニア５朋φを
有する石英管内に装入し、この基体部材の装入位置から
２ｃＩｒＬ離れだ位置にセットしだＷフィラメントを２
１００℃に加熱すると共に、前記石英管内を、圧カニ
３０ｔｏｒｒ 、温度：６００℃の雰囲気に調整し、こ
の状態で前記石英管内に、ＣＨ４／Ｈ２＝ Ｏ，ＯＯ５
の割合に調整した反応ガスを送りながら、６〜１０時間
の気相合成反応を行ない、前記基体部材の表面にダイヤ
モンドを析出させることによって、それぞれ第１表に示
される平均層厚を有し、かついずれも層状組織をもった
ダイヤモンド被覆層を有する本発明表面被覆部材１〜１
０を製造した。
用意し、これら基体部材を、それぞれ直径ニア５朋φを
有する石英管内に装入し、この基体部材の装入位置から
２ｃＩｒＬ離れだ位置にセットしだＷフィラメントを２
１００℃に加熱すると共に、前記石英管内を、圧カニ
３０ｔｏｒｒ 、温度：６００℃の雰囲気に調整し、こ
の状態で前記石英管内に、ＣＨ４／Ｈ２＝ Ｏ，ＯＯ５
の割合に調整した反応ガスを送りながら、６〜１０時間
の気相合成反応を行ない、前記基体部材の表面にダイヤ
モンドを析出させることによって、それぞれ第１表に示
される平均層厚を有し、かついずれも層状組織をもった
ダイヤモンド被覆層を有する本発明表面被覆部材１〜１
０を製造した。
ついで、この結果得られた本発明表面被覆部材１〜１０
について、 被削材：純ＡＡ、 切削速度： ５００ ｍ／ｍｍ 。
について、 被削材：純ＡＡ、 切削速度： ５００ ｍ／ｍｍ 。
送り： ０．０５ ｍｍ／ ｒｅｖｏ、 ６−
−マ −
切込み：０．５ｍ、
切削時間：：ｖｍｉｎ、
の条件でＡＵ連続切削試験を行ない、被剛材だる純ＡＩ
！の表面粗さを測定し、さらに、 被削材：ＦＲＰ。
！の表面粗さを測定し、さらに、 被削材：ＦＲＰ。
切削速度ニア０ｍ／ｙｎｍ。
送シ：０．１闘／ ｒｅｖ・、
切込み：１ｍｍ。
切削時間：５ｍ１ｎ。
の条件でＦＲＰ連続切削試験を行ない、試験後の切刃の
逃げ面摩耗幅を測定した。
逃げ面摩耗幅を測定した。
また、上記本発明表面被覆部材１〜１０について、ＪＩ
Ｓ−に１０（Ｃｏ：５重量％、ｗｅ：残シ）の炭化タン
グステン基超硬合金製にして、直径：２ｗｎφを有する
ピンを用い、このピンを前記部材（円板）のダイヤモン
ド被覆面に３５０ ｇ／ｍａ ｔＤ加重で押しつけ、こ
の状態で前記部材を５００ｒ、ｐ、ｍ、の速度で、１時
間回転の条件で摩耗試験を行ない、試験後のダイヤモン
ド被覆層の摩耗深さを測定した。これらの測定結果を第
１表に合せて８− 示した。
Ｓ−に１０（Ｃｏ：５重量％、ｗｅ：残シ）の炭化タン
グステン基超硬合金製にして、直径：２ｗｎφを有する
ピンを用い、このピンを前記部材（円板）のダイヤモン
ド被覆面に３５０ ｇ／ｍａ ｔＤ加重で押しつけ、こ
の状態で前記部材を５００ｒ、ｐ、ｍ、の速度で、１時
間回転の条件で摩耗試験を行ない、試験後のダイヤモン
ド被覆層の摩耗深さを測定した。これらの測定結果を第
１表に合せて８− 示した。
さらに、第１表には、比較の目的で、いずれもＪＩＳ・
ＫＩＯ製の切削試験用スローアウェイチップと摩耗試験
用円板の表面に、化学蒸着法にて平均層厚：１０μｍの
炭化チタンを被覆したものからなる従来表面被覆部材の
同一条件での切削試験結果および摩耗試験結果を示した
。
ＫＩＯ製の切削試験用スローアウェイチップと摩耗試験
用円板の表面に、化学蒸着法にて平均層厚：１０μｍの
炭化チタンを被覆したものからなる従来表面被覆部材の
同一条件での切削試験結果および摩耗試験結果を示した
。
第１表に示される結果から、本発明表面被覆部材１〜１
０は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示し、切削試験およ
び摩耗試験において、従来表面被覆部材に比してすぐれ
た性能を発揮することが明らかである。また、 Ａｌの
連続切削において、被剛材たるＡｌの切削仕上面を観察
したところ、本発明表面被覆部材１〜１０による場合材
、いずれも鏡面を呈するのに対して、従来表面被覆部材
を用いた場合には、Ａｆｉが切刃に溶着することに原因
して。
０は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示し、切削試験およ
び摩耗試験において、従来表面被覆部材に比してすぐれ
た性能を発揮することが明らかである。また、 Ａｌの
連続切削において、被剛材たるＡｌの切削仕上面を観察
したところ、本発明表面被覆部材１〜１０による場合材
、いずれも鏡面を呈するのに対して、従来表面被覆部材
を用いた場合には、Ａｆｉが切刃に溶着することに原因
して。
その切削面は荒れ、全く光沢のないものであった。
上述のように、この発明の表面被覆超硬質合金部材は、
気相合成法による付着強度の非常に高いダイヤモンド被
覆層の形成によって、すぐれた耐−つ − 摩耗性および耐溶着性を有するようになシ、特に軽金属
やサーメット、セラミック仮焼体、ガラス。
気相合成法による付着強度の非常に高いダイヤモンド被
覆層の形成によって、すぐれた耐−つ − 摩耗性および耐溶着性を有するようになシ、特に軽金属
やサーメット、セラミック仮焼体、ガラス。
および金属焼結材などの切削に切削工具として、さらに
製缶用シーミングロールやガイドローラー。
製缶用シーミングロールやガイドローラー。
および製糸機のガイド部材などの耐摩耗工具として使用
した場合に著しく長期に亘って安定的性能を発揮するの
である。
した場合に著しく長期に亘って安定的性能を発揮するの
である。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 １） 和・ 夫 外１名１０−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 硬質分散相が主として元素周期律表の４ ａ 、 ５ａ
。 お・よび６ａ族の金属、並びに８１の炭化物、窒化物。 炭窒化物、および炭酸窒化物のうちの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、並びに
元素周期律表の５ａおよび６ａ族の金属のうちの１種ま
たは２種以上で構成された超硬質合金基体部材の表面に
、気相合成法により形成したダイヤモンド被覆層を有し
てなる切削工具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 |
|---|---|---|---|
| JP3958283A JPS59166402A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 切削工具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 |
|---|---|---|---|
| JP3958283A JPS59166402A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆超硬質合金部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59166402A true JPS59166402A (ja) | 1984-09-19 |
Family
ID=12557081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3958283A Pending JPS59166402A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | 切削工具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) | JPS59166402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0166708A2 (en) * | 1984-06-27 | 1986-01-02 | Santrade Ltd. | Body with superhard coating |
| JPH02186128A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-20 | Atsugi Unisia Corp | クラッチ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58126972A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド被覆超硬合金工具 |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP3958283A patent/JPS59166402A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58126972A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド被覆超硬合金工具 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0166708A2 (en) * | 1984-06-27 | 1986-01-02 | Santrade Ltd. | Body with superhard coating |
| JPH02186128A (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-20 | Atsugi Unisia Corp | クラッチ装置 |
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