JPS60152676A - 表面被覆超硬質部材 - Google Patents

表面被覆超硬質部材

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JPS60152676A
JPS60152676A JP767984A JP767984A JPS60152676A JP S60152676 A JPS60152676 A JP S60152676A JP 767984 A JP767984 A JP 767984A JP 767984 A JP767984 A JP 767984A JP S60152676 A JPS60152676 A JP S60152676A
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hard carbon
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JP767984A
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Haruhiko Honda
本田 晴彦
Masayuki Matsuzaki
松崎 正幸
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Moldino Tool Engineering Ltd
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Hitachi Carbide Tools Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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
    • C23C16/26Deposition of carbon only

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非鉄金属および金属と非金属との複合材外ど
の切削および加工などに使用した場合。
すぐれた耐摩耗性、耐剥離性および耐チッピング性を有
する表面被覆硬質部材に関するものである。
WCC超超硬合金Ill i C基サーメットまたはT
1CN基サーメットなどを母部材とし、その表面に母部
材より耐摩れ性に富む9周期率表の4a。
5aおよび6a族の金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、
酸炭窒化物のいずれか一種または二種以上を一層もしく
はそれ以上の層に積層し、また必要に応じ、1t203
層を被覆したいわゆる表面被覆超硬合金およびサーメッ
ト部材は、母材のじん性と表面被覆層の耐摩耗性をかね
そなえており、切削工具としては、従来のWCC超超硬
合金Tie基サーメットあるいはT1CN基サーメット
などより特に優れた切削性能を有することは広く知られ
ている。
一方、高性能および長寿命化を目的としてダイヤモンド
コンパクト工具も広く知られているが。
ダイヤモンドコンパクト工具を製造するには。
高圧、高温を必要とするため、高価であり、また任意の
形状にすることは不可能に近いものである。しかし被覆
技術の進歩により、イオンピームチポジション、ガス中
でのプラズマを利用1〜たイオンブレーティング法およ
び気相合成法などを利用して、ダイヤモンドの硬さに近
いダイヤモンドライクカーボンやi−カーボンと呼ばれ
る硬質炭素被覆が可能となった。
硬質炭素被覆層はプラスチックの保護膜やエレクトロニ
クス関係の絶縁膜・保護膜などの用途には向くが、切削
工具に関しては、大きな期待があるものの被覆層の密着
性に問題があり、切削中に被覆層の剥離やチッピングが
常に伴ない実用に耐えなかった。
本発明は上記脆弱な密着性を改善し、母部材と被覆層と
の強固な密着性を有する硬質炭素被覆硬質部材を提供す
ることを目的とするものであり、さらには最も使用電性
が苛酷な切削工具を提供するものである。
硬質炭素被覆硬質部材を開発すべく研究を重ねた結果器
部材の面粗さを向上させることによりまた硬質炭素被覆
層の面粗さを向上させることにより母部材と硬質炭素被
覆層との安定かつ強固な密着性が持続することを見出し
1本発明に至った。
母部材の面粗さが向上すれば、母部材に影響される被覆
層の面粗さも向上し、耐剥離性および耐チッピング性に
著しい向上が見られ、特に切削工具として用いたとき耐
摩耗性、耐剥離性および耐チッピング性の点で実用上満
足いくものが得られるようになった。すなわち本発明は
面粗さが0.5S以下の母部材に硬質炭素被覆を行ない
目的を達成し得たものである。母部材および被覆層を0
.58以下に仕上げる方法としては砥粒による力学的な
仕上、化学的な仕上、電気化学的な仕上、電気的な仕上
、熱的仕上など。
どの方法を用いても良い。
本発明は上記知見にもとすいてなされたものであるが、
母部材の面粗さが0.58を越えると密着性が問題にな
り切削中被覆層の剥離やチッピングが生じ、耐摩耗性の
点で信頼性がない。また硬質炭素被覆後2面粗さを0.
58以下に前述の方法を用いて仕上を行なうと被覆層の
耐剥離性および耐チッピング性がさらに向上する。
硬質炭素被覆層を0.1〜10μmとしたのは、その被
覆層厚さが0.1μm未満では耐摩耗性が不十分であり
、一方10μmを越えると被覆層の耐剥離性および耐チ
ッピング性が劣るようになるという理由にもとすくもの
である。
母部材の材質としては、前述のWC基超硬合金TiC基
サーメットおよびTieN基サーメットの他、 Afi
2Q、系セラミックス高速度鋼などが用途により適時使
用されるものであるが、母部材の硬さ、靭性のバランス
の点から一般用特に切削工具用の母部材としてWC基超
硬合金Tie基またはT1CN基サーメットが良い。
つぎに本発明の表面被覆硬質部材を実施例により説明す
る。
実施例1 硬質器部材としてI80使用分類MIOWC基超硬合金
チップ(形状は8NGN 432のスローアウェイチッ
プ)を使用し、洗剤、純水および溶剤による超音波洗浄
を十分性なった後、1.イオンプレティング装置に母部
材をセットし、装置内を1o−” 〜tcr’Paまで
排気する。2.1(F−’Pa で希ガス放電により母
部材金イオンボンバード洗浄を行なう。3.10’〜l
 Paの圧力において炭化水素とArガスの混合ガスを
用い炭化水素プラズマ(CxHy+イオン)を生成し、
イオン化された炭化水素は、負電圧−2000Vに印加
された母部材に向かって加速され、掛部材上で硬質炭素
被覆層を形成する。4.硬質炭素被覆硬質部材の冷却を
行なう。
上記のガス中プラズマを用いたイオンブレーティングに
より硬質炭素被覆超硬合金チップを作成した。
次の条件で切削試験を行なった。結果を第1表に示した
。試料N18の被覆層表面の硬さはビッカースで4,0
00であった。(母部材の硬さはビッカースで1.75
0)巷金井 被削材ニアルミニウム合金(13’It 81−AI)
外径加工切削速度: 800m/swa 切り込み:1.0簡 送 リ 二 0.2 露票/rev 第 1 表 実施例2 硬質母部材として180使用分類KIO超硬合金(形状
はψ1sIIのマイクロドリル)を用い実施例1.と同
じ方法により、硬質炭素被覆硬質部材を作成した。
次の条件で切削試験を行なった。
結果を第2表に示した。
被削材 ニガラスエポキシ樹脂(厚さ1.6 m )穴
あ巾ロ工切削速度:180m/sm 送 リ : 0.0 5 w/ rey第 2 表 実施例3 硬質母部材としてサイアロン(形状は一08■線引ダイ
ス)を用い、プラズマ蒸着法を用い900℃に加熱した
器部材上に高周波グロー放電で活性化した炭化水素と希
ガスを導き硬質炭素被覆層を3・−生成した。’78i
−Ari合金を線引き奮 したとき未処理のサイアロンダイスに対し本俸門のダイ
スは約35倍の線引きが可能であったなお被覆層の剥離
は皆無であった。
このように面粗さが0.58以下の硬質部材の表面に硬
質炭素を被覆することにより耐摩耗性、耐剥離性および
耐チッピング性に優れた硬質炭素被覆硬質部材を得るこ
とが出来る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)面粗さが0.5S以下の硬質部材の表面に硬質炭素
    被覆層を形成したことを特徴とする表面被覆硬質部材。 2、特許請求の範囲第1項において硬質炭素被覆層の面
    粗さ1o、5s以下にした表面被覆硬質部材。 3) !許請求の範囲第1項または第2項において、硬
    質炭素被覆層の膜厚は0.1〜1011mである表面被
    覆硬質部材。 4)特許請求の範囲第1項において硬質部材がWCC超
    超硬合金111i:基サーメット、およびTi CN基
    サーメットのいずれかであることを特徴とする表面被覆
    硬質部材。
JP767984A 1984-01-18 1984-01-18 表面被覆超硬質部材 Granted JPS60152676A (ja)

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