JPS5918474B2 - 被覆超硬合金 - Google Patents
被覆超硬合金Info
- Publication number
- JPS5918474B2 JPS5918474B2 JP50105259A JP10525975A JPS5918474B2 JP S5918474 B2 JPS5918474 B2 JP S5918474B2 JP 50105259 A JP50105259 A JP 50105259A JP 10525975 A JP10525975 A JP 10525975A JP S5918474 B2 JPS5918474 B2 JP S5918474B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cemented carbide
- coated
- coated cemented
- coating film
- titanium
- 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.)
- Expired
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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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被覆超硬合金に関するものである。
ｗｃ基超硬合金を母材とし、その表面に■−ａ族金属（
チタン、ジルコニウ、μ、ハフニウム）の、炭化物、窒
化物、あるいは炭窒化物（いずれの場合も酸素を含んで
いてもよい）を、数ミクロンの厚さに被覆したいわゆる
コーティングチップは、母材の靭性と、表面の耐摩耗性
を兼ねそなえており、切削工具として従来の超硬合金よ
り優れた特性を有する。本発明の目的は、このようなコ
ーティングチップの特性を一段と向上させたものを提供
するにある。
チタン、ジルコニウ、μ、ハフニウム）の、炭化物、窒
化物、あるいは炭窒化物（いずれの場合も酸素を含んで
いてもよい）を、数ミクロンの厚さに被覆したいわゆる
コーティングチップは、母材の靭性と、表面の耐摩耗性
を兼ねそなえており、切削工具として従来の超硬合金よ
り優れた特性を有する。本発明の目的は、このようなコ
ーティングチップの特性を一段と向上させたものを提供
するにある。
一般にＸ線回折により、物質の結晶構造等を分析する方
法が行なわれているが、Ｘ線回折曲線の半価幅がいかな
る意味を持つかは異論のあるところである。
法が行なわれているが、Ｘ線回折曲線の半価幅がいかな
る意味を持つかは異論のあるところである。
一説によると、試料中のディスロケーション密度による
とされており、半価幅の広いもの程、ディスロケーショ
ン密度は高いとされている。そこで、発明者らは、被覆
超硬合金の被膜中のディスロケーション密度が高いと、
切削時に工具切刃の被膜に発生する亀裂の進行はおさえ
られると考えた。
とされており、半価幅の広いもの程、ディスロケーショ
ン密度は高いとされている。そこで、発明者らは、被覆
超硬合金の被膜中のディスロケーション密度が高いと、
切削時に工具切刃の被膜に発生する亀裂の進行はおさえ
られると考えた。
このような考えに従つて形成した一定以上の半価幅を示
す被覆超硬合金は、通常の被覆超硬合金と比較すると、
予想どおり非常に優れた靭性を示すことが判明した。な
おこのような被覆超硬合金を作成する方法は、化学蒸着
法でも良いが、物理蒸着法、特に活性化蒸着法、イオン
メツキ法等で作成するのが簡便である。
す被覆超硬合金は、通常の被覆超硬合金と比較すると、
予想どおり非常に優れた靭性を示すことが判明した。な
おこのような被覆超硬合金を作成する方法は、化学蒸着
法でも良いが、物理蒸着法、特に活性化蒸着法、イオン
メツキ法等で作成するのが簡便である。
第１図は、本発明の被覆超硬合金を作成する為に用いた
イオンプレーテイング装置の概略を示す。
イオンプレーテイング装置の概略を示す。
図において、１は真空槽であつて、排気管２により排気
される。前記真空槽１内には、基板電源３により負の電
圧が印加される基板４と、イオン化電源５により正の電
圧がかけられるイオン化電極６と、反応ガス導入パイプ
７と、電子ビームにより加熱される蒸発源８が配置され
ている。いま電子ビームを蒸発源８に照射し、これを溶
解・蒸発させると、金属蒸気はイオン化電極６との間で
イオン化して正イオンとなり、負の高電圧のかかつた基
板に向かい、反応ガスと反応しながら基板に支持された
超硬合金チツプに付着して被膜を形成するのである。以
下に実帷例を示す。
される。前記真空槽１内には、基板電源３により負の電
圧が印加される基板４と、イオン化電源５により正の電
圧がかけられるイオン化電極６と、反応ガス導入パイプ
７と、電子ビームにより加熱される蒸発源８が配置され
ている。いま電子ビームを蒸発源８に照射し、これを溶
解・蒸発させると、金属蒸気はイオン化電極６との間で
イオン化して正イオンとなり、負の高電圧のかかつた基
板に向かい、反応ガスと反応しながら基板に支持された
超硬合金チツプに付着して被膜を形成するのである。以
下に実帷例を示す。
なお実帷例中の半価幅は、銅ターゲツト、ニツケルフイ
ルタを用いたデイフラクトメータによりＣｕ−Ｋα線の
回析曲線を測定し、この回析曲線のバツクグランドとピ
ークとの１／２の高さの部分の回析曲線の幅をもつてし
た。また、蒸発源とイオン化電極間の距離を５０１１１
蒸発源と基板間の距離を２５０ｍ１とする。実施例 １
超硬合金（Ｐ３Ｏ，ＳＮＵ４３２）を、第１図に示すイ
オンプレーテイング装置により、電子ビームにて加熱蒸
発させたチタンをイオン化電圧十１００でイオン化し、
−３ＫＶの基板電圧をかけて、アセチレンガス雰囲気中
３×１０−４ｔ０ｒｒ．にて一時間、４００スＣに保持
した。
ルタを用いたデイフラクトメータによりＣｕ−Ｋα線の
回析曲線を測定し、この回析曲線のバツクグランドとピ
ークとの１／２の高さの部分の回析曲線の幅をもつてし
た。また、蒸発源とイオン化電極間の距離を５０１１１
蒸発源と基板間の距離を２５０ｍ１とする。実施例 １
超硬合金（Ｐ３Ｏ，ＳＮＵ４３２）を、第１図に示すイ
オンプレーテイング装置により、電子ビームにて加熱蒸
発させたチタンをイオン化電圧十１００でイオン化し、
−３ＫＶの基板電圧をかけて、アセチレンガス雰囲気中
３×１０−４ｔ０ｒｒ．にて一時間、４００スＣに保持
した。
得られたチツプを切断して調べたところ６μの炭化チタ
ンが被覆されていた。この被覆膜（２００）面からのＣ
ｕ−Ｋα線による回析曲線は、第２図に示すとおり、半
価幅２θで０．８線であつた。比較例として、通常の化
学蒸着法によつて炭化チタンを被覆した超硬合金（Ｐ３
Ｏ）の被覆膜（２００）面からのＣｕ−Ｋα線による回
析曲線を第３図に示す。
ンが被覆されていた。この被覆膜（２００）面からのＣ
ｕ−Ｋα線による回析曲線は、第２図に示すとおり、半
価幅２θで０．８線であつた。比較例として、通常の化
学蒸着法によつて炭化チタンを被覆した超硬合金（Ｐ３
Ｏ）の被覆膜（２００）面からのＣｕ−Ｋα線による回
析曲線を第３図に示す。
その半価幅は２θで０．２曲であつた。本発明のチツプ
と、前記の通常の被覆超硬合金と、市販のＰｌＯ超硬合
金と、炭化チタン基サーメツトの４者を用い、第４図の
ような断面（径ａ＝１５０詣，ｂ−２５１１，Ｃ＝２５
ｍ１）の被削材（ＳＣＭ３）を、切削速度１００ｍ／Ｍ
ｊｌ．、切込４１ｉ７！Ｌ１送り０．２５ｍ／Ｒｅ．で
２分間切削し、切刃の被損率を調べたところ、本発明の
チツプはＯ％、通常の被覆超硬合金は４０％、ＰｌＯ超
硬合金は５００ｋ）、サーメツトは８０％であつた。
と、前記の通常の被覆超硬合金と、市販のＰｌＯ超硬合
金と、炭化チタン基サーメツトの４者を用い、第４図の
ような断面（径ａ＝１５０詣，ｂ−２５１１，Ｃ＝２５
ｍ１）の被削材（ＳＣＭ３）を、切削速度１００ｍ／Ｍ
ｊｌ．、切込４１ｉ７！Ｌ１送り０．２５ｍ／Ｒｅ．で
２分間切削し、切刃の被損率を調べたところ、本発明の
チツプはＯ％、通常の被覆超硬合金は４０％、ＰｌＯ超
硬合金は５００ｋ）、サーメツトは８０％であつた。
一方耐摩耗性に関して、本発明のチツプは、前記通常の
被覆超硬合金と何等差異がなかつた。実施例 ２ 超硬合金（Ｐ３Ｏ，ＣＳＮ４３Ｍ）を、実施例１と同じ
装置により、電子ビームで加熱蒸発させたチタンをイオ
ン化電圧＋１００でイオン化し、−２．５ＫＶの基板電
圧をかけ、窒素ガス雰囲気中２×１０−４ｔ０ｒｒ．で
１時間、４００雰Ｃに保持した。
被覆超硬合金と何等差異がなかつた。実施例 ２ 超硬合金（Ｐ３Ｏ，ＣＳＮ４３Ｍ）を、実施例１と同じ
装置により、電子ビームで加熱蒸発させたチタンをイオ
ン化電圧＋１００でイオン化し、−２．５ＫＶの基板電
圧をかけ、窒素ガス雰囲気中２×１０−４ｔ０ｒｒ．で
１時間、４００雰Ｃに保持した。
得られたチツプを切断したところ、６μの窒化チタンが
被覆されていた。このチツプの被覆膜（２００）面から
のＣｕ−Ｋα線による回析曲線の半価幅は２θで１，１
−であつた。一方、通常の化学蒸着法により、窒化チタ
ンを被覆した超硬合金（Ｐ３Ｏ）の、被覆膜（２００）
面からのＣｕ−Ｋα線による回析曲線の半価幅は、２θ
で０，１５Ｋであつた。
被覆されていた。このチツプの被覆膜（２００）面から
のＣｕ−Ｋα線による回析曲線の半価幅は２θで１，１
−であつた。一方、通常の化学蒸着法により、窒化チタ
ンを被覆した超硬合金（Ｐ３Ｏ）の、被覆膜（２００）
面からのＣｕ−Ｋα線による回析曲線の半価幅は、２θ
で０，１５Ｋであつた。
本発明のチツプと、前記通常の被覆超硬合金と、市販の
ＰｌＯ超硬合金と、炭化チタン基サーメツトの４者を用
い、幅１００１ＷＬ１長さ３００１Ｕの被削材（Ｓ５Ｏ
Ｃ，ＨＢ＝１８０〜２５０）を、ミリングカツタ（ＮＬ
ＦＯ６Ｒ）１枚刃で、切削速度１２０ｍ／Ｍｉｎ．、切
込４ｍ１１送り０．２５１１／ＴＯＯｔｈにて５パス切
削し、ブランク摩耗及び表面の剥離状態を調べた。
ＰｌＯ超硬合金と、炭化チタン基サーメツトの４者を用
い、幅１００１ＷＬ１長さ３００１Ｕの被削材（Ｓ５Ｏ
Ｃ，ＨＢ＝１８０〜２５０）を、ミリングカツタ（ＮＬ
ＦＯ６Ｒ）１枚刃で、切削速度１２０ｍ／Ｍｉｎ．、切
込４ｍ１１送り０．２５１１／ＴＯＯｔｈにて５パス切
削し、ブランク摩耗及び表面の剥離状態を調べた。
本発明のチツプは正常摩耗を示しＢ＝０．１８詣、通常
の被覆超硬合金は剥離状摩耗を示しＶＢ＝０．５５ｍ１
１市販のＰｌＯ超硬合金では正常摩耗を示しＢ＝０．３
４７ｎｍであつた。
の被覆超硬合金は剥離状摩耗を示しＶＢ＝０．５５ｍ１
１市販のＰｌＯ超硬合金では正常摩耗を示しＢ＝０．３
４７ｎｍであつた。
一方サーメツトは、熱亀裂欠損により３パス切削時に破
損した。以上の各実帷例における様に、本発明の被覆超
硬合金チツプは優れた籾性を示すことが分つたが、被覆
膜（２００）面からのＣｕ−Ｋα線による回析曲線の半
価幅が、２θで０．４Ｋ以下になれば、靭性の向上は見
られなかつた。なお本発明は、実施例と異なる組成の被
覆膜を有するもの、或は被覆膜が多重層の場合にも適用
できることはいうまでもない。
損した。以上の各実帷例における様に、本発明の被覆超
硬合金チツプは優れた籾性を示すことが分つたが、被覆
膜（２００）面からのＣｕ−Ｋα線による回析曲線の半
価幅が、２θで０．４Ｋ以下になれば、靭性の向上は見
られなかつた。なお本発明は、実施例と異なる組成の被
覆膜を有するもの、或は被覆膜が多重層の場合にも適用
できることはいうまでもない。
本発明によれば、以上の様に、被覆超硬合金における被
覆膜（２００）面からのＣｕ−Ｋα線による回析曲線の
半価幅が２θで０．４を形成することにより、従来のも
のよりも優れた靭性を示す被覆超硬合金チツプを得るこ
とができたのである。
覆膜（２００）面からのＣｕ−Ｋα線による回析曲線の
半価幅が２θで０．４を形成することにより、従来のも
のよりも優れた靭性を示す被覆超硬合金チツプを得るこ
とができたのである。
第１図はイオンプレーテイング装置を示す線図、第２図
及び第３図はＣｕ−Ｋα線図による回析曲線を示すグラ
フ、第４図は被削材の断面図である。 １・・・・・・真空槽、３・・・・・・基板電源、４・
・・・・・基板、５・・・・・・イオン化電源、６・・
・・・・イオン化電極、７・・・・・・反応ガス導入パ
イプ、８・・・・・・蒸発源。
及び第３図はＣｕ−Ｋα線図による回析曲線を示すグラ
フ、第４図は被削材の断面図である。 １・・・・・・真空槽、３・・・・・・基板電源、４・
・・・・・基板、５・・・・・・イオン化電源、６・・
・・・・イオン化電極、７・・・・・・反応ガス導入パ
イプ、８・・・・・・蒸発源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超硬合金の表面を皮覆した被覆超硬合金チップにお
いて、皮覆膜の組成がＭ（Ｃｕ，Ｎｖ，Ｏｗ）ｚ（Ｍは
IV−ａ族金族（チタン、ジルコニウム、ハフニウム）、
Ｃ、Ｎ、Ｏはそれぞれ炭素、窒素、酸素を示し、ｕ、ｖ
、ｗはそれぞれＣ、Ｎ、Ｏの原子比を示し、かつｕ＋ｖ
＋ｗ＝１、ｕ、ｖ、ｗ≧０であり、ｚは金属成分に対す
る非金属成分の比即ち化学量論比を示す。 ）なるＢ１型固溶体の被覆膜（２００）面からのＣｕ−
Ｋα線による回析曲線の半価幅が２θで０．４゜以上で
あることを特徴とする切削用被覆超硬合金チップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50105259A JPS5918474B2 (ja) | 1975-08-29 | 1975-08-29 | 被覆超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50105259A JPS5918474B2 (ja) | 1975-08-29 | 1975-08-29 | 被覆超硬合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5228478A JPS5228478A (en) | 1977-03-03 |
| JPS5918474B2 true JPS5918474B2 (ja) | 1984-04-27 |
Family
ID=14402646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50105259A Expired JPS5918474B2 (ja) | 1975-08-29 | 1975-08-29 | 被覆超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918474B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3876604A (en) * | 1973-02-14 | 1975-04-08 | Du Pont | Curing with dispersed complexes of selected diamines and alkali salts |
| JPS537513A (en) * | 1976-07-10 | 1978-01-24 | Mitsubishi Metal Corp | Covered hard alloy product |
| JPS5333984A (en) * | 1976-09-10 | 1978-03-30 | Hitachi Metals Ltd | Process for coating cemented carbide alloy with film |
| JPS53153041U (ja) * | 1977-05-09 | 1978-12-01 | ||
| JPS62164879A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-21 | Hitachi Carbide Tools Ltd | 表面被覆超硬質合金 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49115367A (ja) * | 1973-03-05 | 1974-11-05 | ||
| JPS49122482A (ja) * | 1973-03-27 | 1974-11-22 | ||
| JPS5076295A (ja) * | 1973-11-02 | 1975-06-21 | ||
| JPS50131631A (ja) * | 1974-04-08 | 1975-10-17 | ||
| JPS51107287A (ja) * | 1975-03-18 | 1976-09-22 | Fujikoshi Kk | Koshitsuhimakukeiseisochi |
| JPS51120985A (en) * | 1975-04-15 | 1976-10-22 | Nachi Fujikoshi Corp | Method of ion plating a metal surface |
-
1975
- 1975-08-29 JP JP50105259A patent/JPS5918474B2/ja not_active Expired
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49115367A (ja) * | 1973-03-05 | 1974-11-05 | ||
| JPS49122482A (ja) * | 1973-03-27 | 1974-11-22 | ||
| JPS5076295A (ja) * | 1973-11-02 | 1975-06-21 | ||
| JPS50131631A (ja) * | 1974-04-08 | 1975-10-17 | ||
| JPS51107287A (ja) * | 1975-03-18 | 1976-09-22 | Fujikoshi Kk | Koshitsuhimakukeiseisochi |
| JPS51120985A (en) * | 1975-04-15 | 1976-10-22 | Nachi Fujikoshi Corp | Method of ion plating a metal surface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5228478A (en) | 1977-03-03 |
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