JPS60122785A - ダイヤモンド被覆工具部材 - Google Patents
ダイヤモンド被覆工具部材Info
- Publication number
- JPS60122785A JPS60122785A JP58231918A JP23191883A JPS60122785A JP S60122785 A JPS60122785 A JP S60122785A JP 58231918 A JP58231918 A JP 58231918A JP 23191883 A JP23191883 A JP 23191883A JP S60122785 A JPS60122785 A JP S60122785A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- tool member
- coating
- coated
- coated tool
- Prior art date
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- Pending
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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】
工具材料や研磨材料としては、工具鋼、ダイス綱、超硬
合金、サーメット〒セラミックスなどがあるが、本発明
はセラミックスの中でも特にチン化ケイ素−炭化ケイ素
式サイアロン等Ｓｉの化合物を主成分とするセラミック
スにダイヤモンドを被覆することにより、一層長寿命を
発揮する工具部材及び耐層部材に関するものである。
合金、サーメット〒セラミックスなどがあるが、本発明
はセラミックスの中でも特にチン化ケイ素−炭化ケイ素
式サイアロン等Ｓｉの化合物を主成分とするセラミック
スにダイヤモンドを被覆することにより、一層長寿命を
発揮する工具部材及び耐層部材に関するものである。
上記のとと（Ｓｉを主成分とするセラミックス（以下Ｓ
ｉ系セラミックス）は、切削工具をはじめ、ダイス、ロ
ール、ノズル、プラクなとで、ダイス鋼や超硬合金にか
わって使用されるようになってきた。Ｓ１系セラミツク
スは、ダイス鋼Ｓ や超硬合金などより耐熱性−＄優れ化学的に安定である
こと、熱膨張率が小さく、くり返しの熱衝撃に強いこと
がその理由である。
ｉ系セラミックス）は、切削工具をはじめ、ダイス、ロ
ール、ノズル、プラクなとで、ダイス鋼や超硬合金にか
わって使用されるようになってきた。Ｓ１系セラミツク
スは、ダイス鋼Ｓ や超硬合金などより耐熱性−＄優れ化学的に安定である
こと、熱膨張率が小さく、くり返しの熱衝撃に強いこと
がその理由である。
しかし、テラ化ケイ素やサイアロンは硬度がそれほど高
くなく、炭化ケイ素とともに一層の寿命延長が望まれて
いた。
くなく、炭化ケイ素とともに一層の寿命延長が望まれて
いた。
そこで上記Ｓｉ系セラミックスの表面に層厚０、蔦〜２
０μ乳、好ましくは０．５〜ｌＯμｍのダイヤモンドを
被覆することにより、鋳鉄や非鉄金属月相用の切削工具
として、あるいは、非鉄ＡＡＡＳＩやニクロムなど硬い
材料の加工用の耐磨耗工具ｉ’ｉｌｆ月として、より長
寿命を発揮できるようになった。
０μ乳、好ましくは０．５〜ｌＯμｍのダイヤモンドを
被覆することにより、鋳鉄や非鉄金属月相用の切削工具
として、あるいは、非鉄ＡＡＡＳＩやニクロムなど硬い
材料の加工用の耐磨耗工具ｉ’ｉｌｆ月として、より長
寿命を発揮できるようになった。
ダイヤモンドの被覆層は最低でもＩｂｙ ５０００以上
あり、硬さ測定用のダイヤモンドの汀子に、１：つても
キズのつかないことも多し・。このように硬いダイヤモ
ンド層を被覆することにより、切削工具としであるいは
耐磨耗工具として有効なことは、ダイヤモンド焼結体に
よる性質によっても明らかである。しかしダイヤモンド
焼結体によるものでは、この点でも、さらにコスト的に
も大幅に改善された。
あり、硬さ測定用のダイヤモンドの汀子に、１：つても
キズのつかないことも多し・。このように硬いダイヤモ
ンド層を被覆することにより、切削工具としであるいは
耐磨耗工具として有効なことは、ダイヤモンド焼結体に
よる性質によっても明らかである。しかしダイヤモンド
焼結体によるものでは、この点でも、さらにコスト的に
も大幅に改善された。
あるが、それ以下では寿命延長の効果は少なし・。
一方、膜厚が厚くなりすぎると被覆膜自身カーチッピン
グし易くなり耐磨耗用工具部材への応用でも２０μｍ以
下にすべぎであり、さらに１０μｍ以下の方が異常磨耗
を起こしにく（安定である。
グし易くなり耐磨耗用工具部材への応用でも２０μｍ以
下にすべぎであり、さらに１０μｍ以下の方が異常磨耗
を起こしにく（安定である。
本発明の、ダイヤモンド被覆用の基体となるＳｉ系セラ
ミックスは、先に述べたように、３ｉＮ。
ミックスは、先に述べたように、３ｉＮ。
ｓｌｃ、ｆサイアロン、ｄサイアロン及びそれらを主成
分として含有するセラミックスであり、これらのセラミ
ックスには、Ｘ Ｏｓ （イツトリア）やＭｇ０（マグ
ネシア）及び希土類の化合物などあるいは、Ａｌ２Ｏ３
、ＴｉＮ 、 ｉ’ｉｃ 、 ７．ｒｏ□などを添加元
素として含むことも多い。
分として含有するセラミックスであり、これらのセラミ
ックスには、Ｘ Ｏｓ （イツトリア）やＭｇ０（マグ
ネシア）及び希土類の化合物などあるいは、Ａｌ２Ｏ３
、ＴｉＮ 、 ｉ’ｉｃ 、 ７．ｒｏ□などを添加元
素として含むことも多い。
しかし、ダイヤモンド被覆用の基体としては、Ｓｉの化
合物が全体の６０ｖｏ１％以上であることがより望まれ
る。これはダイヤモンド被覆時の初期における核発生と
太いに関係がある。すなわちＳｉの含有量が多いとダイ
ヤモンドの核発生が容易になり良質のダイヤモンド膜が
得易いことが明らかとなったからである。
合物が全体の６０ｖｏ１％以上であることがより望まれ
る。これはダイヤモンド被覆時の初期における核発生と
太いに関係がある。すなわちＳｉの含有量が多いとダイ
ヤモンドの核発生が容易になり良質のダイヤモンド膜が
得易いことが明らかとなったからである。
これは周期律表で８１がダイヤモンドと同じＩＶ族であ
り同じ結晶構造をもつことと密な関係にあると思われる
。また、ダイヤモンドの被榎前にＳｉ系セラミックスの
表面を少し酸化、そしてその後還元した。のちダイヤモ
ンドをコーティングすると一層核発生が良好になる。こ
の場合ダイヤモンド層の下の、Ｓ１系セラミックス基体
ある。
り同じ結晶構造をもつことと密な関係にあると思われる
。また、ダイヤモンドの被榎前にＳｉ系セラミックスの
表面を少し酸化、そしてその後還元した。のちダイヤモ
ンドをコーティングすると一層核発生が良好になる。こ
の場合ダイヤモンド層の下の、Ｓ１系セラミックス基体
ある。
実施例１
Ｓｉ３Ｎ、７２ｖｏ１％、ＴｉＮ ２２ｖｏｌｅ！ｋＡ
Ｉ、 ０３１ｖｏ１％、Ｙ２Ｏ３５ｖｏ１％からなるチ
ツ化ケイ素セラミックスをホットプレス法で作成し、内
接円１２．７ｍｍ厚み４．８ｍｍの試料を作った。そし
て試料な石英管の中に保持し、一度１０４ａｔｍまで引
いたのち９００’Ｃ−ｊで真空加熱した。そのままＨ２
−１−ＣＨ，を２０Ｔｏｒｒになるように調節しながら
５００ｍ１／ｉｎｉ ｎ流した。この時の労ス比はＣＨ
，／１（２二０．０２となるようにした。
Ｉ、 ０３１ｖｏ１％、Ｙ２Ｏ３５ｖｏ１％からなるチ
ツ化ケイ素セラミックスをホットプレス法で作成し、内
接円１２．７ｍｍ厚み４．８ｍｍの試料を作った。そし
て試料な石英管の中に保持し、一度１０４ａｔｍまで引
いたのち９００’Ｃ−ｊで真空加熱した。そのままＨ２
−１−ＣＨ，を２０Ｔｏｒｒになるように調節しながら
５００ｍ１／ｉｎｉ ｎ流した。この時の労ス比はＣＨ
，／１（２二０．０２となるようにした。
さらに２４５０ＭＩ（Ｚのマイクロ波を試料空間に導入
ドの結晶構造を持っていることを確認した。
ドの結晶構造を持っていることを確認した。
上記ダイヤモンドを被槙した１〕削試験片と、コーティ
ングのない試験片との切削性能の比較を行った。
ングのない試験片との切削性能の比較を行った。
切削条件は、被剛材はＦｅ１２ 、切削速度は４５０ｒ
＋ｙ’ｍ ｉ ｎ送りは０．２５府凶施、切込みは２１
ｎ、乾式切削で行った。その結果本発明によるものは２
倍以上の長寿命であった。
＋ｙ’ｍ ｉ ｎ送りは０．２５府凶施、切込みは２１
ｎ、乾式切削で行った。その結果本発明によるものは２
倍以上の長寿命であった。
寿命時間
比較片被覆層なし ３０分
未発明試験片 ダイヤモンド被覆４μ７ａ ７０分実施
例２ ｓｉ３Ｎ４８９％、Ａｌ２ｏ、 ６％、ＡＩＮ ２．５
％、Ｙ２Ｏ３２，５％からなる外径２０ｍｍｇ、内径４
７ｕｍ９６深さ２０ｍｍの線引４μｍ、１０μｍ１２０
μｍ１３０μｍそれぞれ被覆した試験片を作った。それ
らを試験片ａ、ｂ、ｃＳｄ１ｅと呼ぶ。
例２ ｓｉ３Ｎ４８９％、Ａｌ２ｏ、 ６％、ＡＩＮ ２．５
％、Ｙ２Ｏ３２，５％からなる外径２０ｍｍｇ、内径４
７ｕｍ９６深さ２０ｍｍの線引４μｍ、１０μｍ１２０
μｍ１３０μｍそれぞれ被覆した試験片を作った。それ
らを試験片ａ、ｂ、ｃＳｄ１ｅと呼ぶ。
また、ダイヤモンド層を被覆する前に上記基体に前処理
を行った。試料を石英管に保持し真空にし、＃＃キ９０
０℃まで加熱したのち、０．５％の酸素（または相当分
の水）を含むＡｒガスをｌＴｏｒｒ−２０ｍ／／ｉｎｉ
ｎ−６０ｍｉｎの条件で流し表面を酸化させた。ついで
、１１２をＩＯＴｏｒｒ−１００ｍ４ｚｉｎｉｎの条件
で２０ｍ１ｎ流したこの時、実施例１と同様にマイクロ
波を照射し基体表面を還元した。このように基体表面を
処理したのち、実施例１と同一条件で１−１２＋Ｃｌ−
１，を流しダイヤモンドを被覆した。被覆層厚みは、上
記試験片ａ〜ｅと同様に膜厚を変えたものを作り試験片
ｒ−ｊと呼ぶ。オージェ電子顕微鏡による観測での面粗
度で判断した。
を行った。試料を石英管に保持し真空にし、＃＃キ９０
０℃まで加熱したのち、０．５％の酸素（または相当分
の水）を含むＡｒガスをｌＴｏｒｒ−２０ｍ／／ｉｎｉ
ｎ−６０ｍｉｎの条件で流し表面を酸化させた。ついで
、１１２をＩＯＴｏｒｒ−１００ｍ４ｚｉｎｉｎの条件
で２０ｍ１ｎ流したこの時、実施例１と同様にマイクロ
波を照射し基体表面を還元した。このように基体表面を
処理したのち、実施例１と同一条件で１−１２＋Ｃｌ−
１，を流しダイヤモンドを被覆した。被覆層厚みは、上
記試験片ａ〜ｅと同様に膜厚を変えたものを作り試験片
ｒ−ｊと呼ぶ。オージェ電子顕微鏡による観測での面粗
度で判断した。
実施例３
ＳｉＣ９８％、Ｓｉ２％、からなる外径７０ｍｍｙｉの
温間圧延ｏ −＃ Ｋ 実施例１のようにしてダイヤモ
ンドを４ＩｔＩ１１被覆し、被覆しないものと比較試験
した。
温間圧延ｏ −＃ Ｋ 実施例１のようにしてダイヤモ
ンドを４ＩｔＩ１１被覆し、被覆しないものと比較試験
した。
１０ｍｍｙＩの純銅を８０１ｎＡｎｉｎの速度で圧延し
た。
た。
条件は銅線の表面肌で判断した。本発明は４倍の寿命で
あった。
あった。
ダイヤモンド層 対合
本発明試験片 ４μ ８ｋｍ
試験片 なし ２ｋｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｓｉの窒化物、炭化物の１種または２種以上を６０
体積％以上含有する基体の表面に、層厚０．１〜２０μ
ｍのダイヤモンドを被覆したことを特徴とする耐磨耗用
および切削用工具部材。 ２ 基体がＳｉとＡＩの酸窒化物であることを特徴とす
る第１項記載の工具部材。 ３ 基体の表面に１μｍ以下のＳｉの酸化物層を介して
０．５〜１０μｍのダイヤモンドを被覆したことを特徴
とする第１および２項記載の工具部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231918A JPS60122785A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | ダイヤモンド被覆工具部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231918A JPS60122785A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | ダイヤモンド被覆工具部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60122785A true JPS60122785A (ja) | 1985-07-01 |
Family
ID=16931096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231918A Pending JPS60122785A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | ダイヤモンド被覆工具部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60122785A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107067A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-18 | Kyocera Corp | ダイヤモンド被覆切削工具 |
| JPS63185859A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-01 | 株式会社 呉英製作所 | 焼結ダイヤモンドにおけるダイヤモンド被膜形成方法およびダイヤモンド被膜焼結ダイヤモンド |
| JPH02224349A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ボンディングツール |
| EP0428759A1 (en) * | 1989-06-15 | 1991-05-29 | Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. | Diamond-coated member |
| WO1992005904A1 (en) * | 1990-10-05 | 1992-04-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard material clad with diamond, throwaway chip, and method of making said material and chip |
| US5137398A (en) * | 1990-04-27 | 1992-08-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Drill bit having a diamond-coated sintered body |
| WO1992014689A1 (fr) * | 1991-02-18 | 1992-09-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Materiau dur a revetement en diamant, pointe a jeter et procede de fabrication de ce materiau et de cette pointe |
| US5154550A (en) * | 1990-02-20 | 1992-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill bit |
| US5334453A (en) * | 1989-12-28 | 1994-08-02 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated bodies and process for preparation thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641372A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-18 | Mitsubishi Metal Corp | Surface covered ultra hard alloy member for cutting tool |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP58231918A patent/JPS60122785A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641372A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-18 | Mitsubishi Metal Corp | Surface covered ultra hard alloy member for cutting tool |
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| JPS62107067A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-18 | Kyocera Corp | ダイヤモンド被覆切削工具 |
| JPH0581558B2 (ja) * | 1987-01-28 | 1993-11-15 | Goei Seisakusho Kk | |
| JPS63185859A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-01 | 株式会社 呉英製作所 | 焼結ダイヤモンドにおけるダイヤモンド被膜形成方法およびダイヤモンド被膜焼結ダイヤモンド |
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| EP0428759A1 (en) * | 1989-06-15 | 1991-05-29 | Idemitsu Petrochemical Co. Ltd. | Diamond-coated member |
| US5318836A (en) * | 1989-06-15 | 1994-06-07 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated body |
| US5334453A (en) * | 1989-12-28 | 1994-08-02 | Ngk Spark Plug Company Limited | Diamond-coated bodies and process for preparation thereof |
| US5154550A (en) * | 1990-02-20 | 1992-10-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away tipped drill bit |
| US5137398A (en) * | 1990-04-27 | 1992-08-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Drill bit having a diamond-coated sintered body |
| EP0504424A1 (en) * | 1990-10-05 | 1992-09-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard material clad with diamond, throwaway chip, and method of making said material and chip |
| WO1992005904A1 (en) * | 1990-10-05 | 1992-04-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard material clad with diamond, throwaway chip, and method of making said material and chip |
| EP0504424A4 (en) * | 1990-10-05 | 1994-08-17 | Sumitomo Electric Industries | Hard material clad with diamond, throwaway chip, and method of making said material and chip |
| WO1992014689A1 (fr) * | 1991-02-18 | 1992-09-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Materiau dur a revetement en diamant, pointe a jeter et procede de fabrication de ce materiau et de cette pointe |
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