JPS5925971A - 被覆超硬合金とその製造法 - Google Patents
被覆超硬合金とその製造法Info
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- JPS5925971A JPS5925971A JP13544182A JP13544182A JPS5925971A JP S5925971 A JPS5925971 A JP S5925971A JP 13544182 A JP13544182 A JP 13544182A JP 13544182 A JP13544182 A JP 13544182A JP S5925971 A JPS5925971 A JP S5925971A
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- Japan
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- layer
- al2o3
- thickness
- inner layer
- vapor deposition
- Prior art date
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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
- 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
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- 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
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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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】
〔技術の背景〕
超硬合金に内層としてＴｉＣ，ＴｉＮを被覆したのち、
Ａｌ２Ｏ２を外層としたコーティング工具は、表面の耐
摩耗性と母材の強靭性を兼ねそなえており、優れた切削
工具として広く使用されている。しかし、切削条件は年
々苛酷になってきており１、切削速度が２００ｍ／ｍｉ
ｎから３００ｍ／ｍｉｎを越える場合も多くなっている
。このような高速切削域では、従来、５〜１０μｍのＴ
ｉ Ｃの上に１−３μｍのＡｔ２０ｓ膜厚をもつアル
ミナコーティング工具でも寿命が短く、より高性能のア
ルミナコーティング工具が要求されるようになっている
。高性能なアルミナコーティング工具は、表面層のアル
ミナ膜厚をより厚膜化することによすＡｔＱ０３の耐酸
化性、耐熱性、耐摩耗性の特性によって達成しうろこと
が考えられる。
Ａｌ２Ｏ２を外層としたコーティング工具は、表面の耐
摩耗性と母材の強靭性を兼ねそなえており、優れた切削
工具として広く使用されている。しかし、切削条件は年
々苛酷になってきており１、切削速度が２００ｍ／ｍｉ
ｎから３００ｍ／ｍｉｎを越える場合も多くなっている
。このような高速切削域では、従来、５〜１０μｍのＴ
ｉ Ｃの上に１−３μｍのＡｔ２０ｓ膜厚をもつアル
ミナコーティング工具でも寿命が短く、より高性能のア
ルミナコーティング工具が要求されるようになっている
。高性能なアルミナコーティング工具は、表面層のアル
ミナ膜厚をより厚膜化することによすＡｔＱ０３の耐酸
化性、耐熱性、耐摩耗性の特性によって達成しうろこと
が考えられる。
しかし、適状行なわれている化学蒸着法ではＡｔ２０Ｂ
膜は成長速度が遅く、良好な膜質のＡｔ２０３層は得ら
れにくいのが現状である。化学蒸着法では、成長速度を
高めるために、温度を上げるか、ドーピング剤を添加す
るなどの手法が用いられるが、Ａｔ２０ａ粒度が粗くな
る、Ａｔ２０３膜の純度が低下し、性能が劣下するなど
の欠点があり好ましくない。
膜は成長速度が遅く、良好な膜質のＡｔ２０３層は得ら
れにくいのが現状である。化学蒸着法では、成長速度を
高めるために、温度を上げるか、ドーピング剤を添加す
るなどの手法が用いられるが、Ａｔ２０ａ粒度が粗くな
る、Ａｔ２０３膜の純度が低下し、性能が劣下するなど
の欠点があり好ましくない。
又、スパッタリング等の物理蒸着法及び従来のプラズマ
化学蒸着法は、成長速度は高いが、接着強度が低く、高
速用切削工具には不適と考えられ良好な厚膜アルミナコ
ーティング工具を提供することにある。
化学蒸着法は、成長速度は高いが、接着強度が低く、高
速用切削工具には不適と考えられ良好な厚膜アルミナコ
ーティング工具を提供することにある。
本発明の効果は、以下の方法によって達成しうる。超硬
合金母材にＴ ｉ Ｃ、Ｔ ｉ ＮあるいはＴ ｉ Ｃ
Ｎ又は、ＳｉＣ，５ｉａＮ、の一種、又は、それ以上か
らなる１〜ｌＯμｍの内層に厚み、２１１ｍまでは化学
蒸着法にて化アルミナから成る最外層を形成させる。本
発明の方法によれば内層に最近接するアルミナ膜は、化
学蒸着法で生成させるため、密着性が良好であり、プラ
ズマ化学蒸着法の欠点である密着強度がカバーされ、引
き続いて行なわれるプラズマ化学蒸着法で生成するアル
ミナは、“成長速度が高いため、このアルミナ膜で膜厚
をかせぐことが用来る。
合金母材にＴ ｉ Ｃ、Ｔ ｉ ＮあるいはＴ ｉ Ｃ
Ｎ又は、ＳｉＣ，５ｉａＮ、の一種、又は、それ以上か
らなる１〜ｌＯμｍの内層に厚み、２１１ｍまでは化学
蒸着法にて化アルミナから成る最外層を形成させる。本
発明の方法によれば内層に最近接するアルミナ膜は、化
学蒸着法で生成させるため、密着性が良好であり、プラ
ズマ化学蒸着法の欠点である密着強度がカバーされ、引
き続いて行なわれるプラズマ化学蒸着法で生成するアル
ミナは、“成長速度が高いため、このアルミナ膜で膜厚
をかせぐことが用来る。
この内層に近接するアルミナ層と外表部のアルミナは、
きわめて接着性がよく、従来のプラズマ化学蒸着法にみ
られる下層とのノ・クリ等の現象が全くみられなかった
。外表部のアルミナ膜質は、非晶質もしくは、非晶質と
結晶化アルミナ膜にすることによって、比較的粒度の細
かい膜が得られる。
きわめて接着性がよく、従来のプラズマ化学蒸着法にみ
られる下層とのノ・クリ等の現象が全くみられなかった
。外表部のアルミナ膜質は、非晶質もしくは、非晶質と
結晶化アルミナ膜にすることによって、比較的粒度の細
かい膜が得られる。
外表部が全て結晶化アルミナであると、やや粗粒な膜質
となるが、アルミナのもつ耐熱性、化学的安定性は損な
われておらず、本発明の範囲内である。内層は、アルミ
ナよりも超硬合金ｒｆｆ：利と密着性の良い物質が選択
されているが、その膜厚は、１〜１０μｍが良好であっ
て、この範囲外では密着性の向上は難しい。又、アルミ
ナ膜厚は、１０μｍを越えると靭性が低下するため好ま
しくない。２μｍ以下では本発明の特徴である、化学蒸
着法、プラズマ化学蒸着法の連続プロセスを用いること
の利点が失なわれる。内層に最近接する、化学蒸着法で
生成されるアルミナ膜厚は、１μｍ以上あれば、切削に
耐えうる接着性がある。
となるが、アルミナのもつ耐熱性、化学的安定性は損な
われておらず、本発明の範囲内である。内層は、アルミ
ナよりも超硬合金ｒｆｆ：利と密着性の良い物質が選択
されているが、その膜厚は、１〜１０μｍが良好であっ
て、この範囲外では密着性の向上は難しい。又、アルミ
ナ膜厚は、１０μｍを越えると靭性が低下するため好ま
しくない。２μｍ以下では本発明の特徴である、化学蒸
着法、プラズマ化学蒸着法の連続プロセスを用いること
の利点が失なわれる。内層に最近接する、化学蒸着法で
生成されるアルミナ膜厚は、１μｍ以上あれば、切削に
耐えうる接着性がある。
実施例ｌ
ｌ５Ｏ，ＭＩＯ超硬合金に４μｍのＴｉＣを被覆し、こ
の表面に化学蒸着法で、０．５μ、１μ、２μのアルミ
ナを被覆し、引き続いて高周波電力を用いてプラズマ化
学蒸着法でアルミナを２．５μ、２μ、１／７ 被覆し
た。
の表面に化学蒸着法で、０．５μ、１μ、２μのアルミ
ナを被覆し、引き続いて高周波電力を用いてプラズマ化
学蒸着法でアルミナを２．５μ、２μ、１／７ 被覆し
た。
（Ａ、Ｂ、Ｃ）これらと比較のため、適状の化学蒸着法
で外層に３μのアルミナ、内層に３μＴ ｉ Ｃをコー
ティングしたチップを用いて下記の条件で切削テストを
行った。
で外層に３μのアルミナ、内層に３μＴ ｉ Ｃをコー
ティングしたチップを用いて下記の条件で切削テストを
行った。
被 削 ＠’ Ｆ Ｃ３０切削速度
３００ｍ／ｍｉ ｎ 切り込み ０．５薗 送 リ
０． ４ ｍｍ／ｒｅｖテスト結果を表１に示す。
３００ｍ／ｍｉ ｎ 切り込み ０．５薗 送 リ
０． ４ ｍｍ／ｒｅｖテスト結果を表１に示す。
Ａ、Ｂ、ＣはＸ線回折及び電子線回折にて調べたところ
外表部のアルミナは、非晶質からなっていた。
外表部のアルミナは、非晶質からなっていた。
実施例２
ＩＳＯ，Ｐ３０超硬合金に化学蒸着法で６／１Ｔｉｃと
を被覆した。この表面に化学蒸着法で９５０°Ｃにて、
アルミナを、１μ、引き続いて１０００°Ｃでプラズマ
化学蒸着法によりアルミナを５．１０．１５μコーテイ
ングした（Ｄ、Ｅ、Ｆ）。又、比較のために、外層に５
μのＡｔ２０３．内層に５μのＴ ｉ Ｃをコーティン
グしたものも て、実施例１の切削条件と同じ条件で
切削テストを行った。結果を表２に示す。
を被覆した。この表面に化学蒸着法で９５０°Ｃにて、
アルミナを、１μ、引き続いて１０００°Ｃでプラズマ
化学蒸着法によりアルミナを５．１０．１５μコーテイ
ングした（Ｄ、Ｅ、Ｆ）。又、比較のために、外層に５
μのＡｔ２０３．内層に５μのＴ ｉ Ｃをコーティン
グしたものも て、実施例１の切削条件と同じ条件で
切削テストを行った。結果を表２に示す。
表 ２
Ｉ）、Ｅ、Ｆの外表部アルミナは、非晶質と結晶質（α
−型アルミナ）からなっていた。
−型アルミナ）からなっていた。
Claims (2)
- （１）超硬合金を基体とし基体に隣接する内層がＴｉの
炭化物、窒化物、炭窒化物、Ｓｉの炭化物、窒化物から
選ばれる一種またはそれ以上からなり厚みが１〜１０μ
ｍであり、外層が全体厚みで２〜１０μｍで内層の最外
表面から２μｍ以内は結晶化Ａｚ２ｏｓであり、２μｍ
以上の部分が非晶質Ａｔ２０ｇまたは非晶質と結晶化Ａ
Ａｇ０３の混合体であることを特徴とする被覆超硬合金
。 - （２）超硬合金を基体とし基体に隣接する内層がＴｉの
炭化物、窒化物、炭窒化物、Ｓｉの炭化物、窒化物から
選ばれる一種またはそれ以上からなり厚みが１〜１０μ
ｍであり、外層が全体厚みで２〜１０μｍで内層の最外
表面から２μｍ以内は結晶化Ａｌ−５０３であり、２μ
ｍ以上の部分が非晶質Ａｚ２ｏｓまたは非晶質と結晶化
ＡＡｇＯｓの混合体である被覆超硬合金の製造法におい
て、内層を化学蒸着法で形成した後、外層のＡム０８層
を生成過程においては先ず化学蒸着法で結晶化ＡｌＲＯ
ａ層を形成し引き続きプラズマ化学蒸着法にて非晶質又
は非晶質と結晶化Ａｔ２０３の混合体を形成せしめるこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP13544182A JPS5925971A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 被覆超硬合金とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13544182A JPS5925971A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 被覆超硬合金とその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925971A true JPS5925971A (ja) | 1984-02-10 |
| JPS6136586B2 JPS6136586B2 (ja) | 1986-08-19 |
Family
ID=15151788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13544182A Granted JPS5925971A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 被覆超硬合金とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925971A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174379A (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化硅素被覆超硬合金部品およびその製造法 |
| US5587233A (en) * | 1992-03-27 | 1996-12-24 | Widia Gmbh | Composite body and its use |
| JP2014018886A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた初期なじみ性、耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 |
-
1982
- 1982-08-02 JP JP13544182A patent/JPS5925971A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174379A (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化硅素被覆超硬合金部品およびその製造法 |
| US5587233A (en) * | 1992-03-27 | 1996-12-24 | Widia Gmbh | Composite body and its use |
| JP2014018886A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層がすぐれた初期なじみ性、耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6136586B2 (ja) | 1986-08-19 |
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