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
- 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.)
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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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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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