JPS6119777A - 耐摩、耐熱性被覆超硬合金部材 - Google Patents

耐摩、耐熱性被覆超硬合金部材

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JPS6119777A
JPS6119777A JP633185A JP633185A JPS6119777A JP S6119777 A JPS6119777 A JP S6119777A JP 633185 A JP633185 A JP 633185A JP 633185 A JP633185 A JP 633185A JP S6119777 A JPS6119777 A JP S6119777A
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正明 飛岡
Naoharu Fujimori
直治 藤森
Takeshi Asai
浅井 毅
Takaharu Yamamoto
山本 孝春
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 超硬合金部材、例えばTLZr+Hf、V、 Nb、T
atCr、Mo、Wの一種もしくはそれ以上の炭化物お
よび/又は炭窒化物の一種もしくはそれ以上を主として
鉄族元素の一種もしくはそれ以上にて結合した超硬合金
部材の表面に、より耐摩耗性の富むTic。
TiN、T1CN等を被覆した、いわゆる被覆超硬合金
部材は、母材の強靭性と表面の耐摩耗性を兼ねそなえて
おり、従来からの超硬合金部材に比して、優れた切削工
具として広く実用に供している。
本発明の目的はこの被覆超硬合金部材のよりすぐれた切
削特性を有する被覆超硬合金部材を提供することにある
Ticを被覆した超硬合金部品は耐フランク摩耗特性が
優れているものの耐クレータ摩耗特性(特に鋼切削時に
おける)に劣り、TiNを被覆した超硬合金部材は逆に
耐クレーター摩耗特性に優れているものの、耐フランク
摩耗特性に劣る。
この両者の特性を兼ねそなえたものがT1CN被覆ある
いは、TiN/Tic二重被覆超硬合金部材として現在
一部実際に使用されている。
TiC,TiN、およびT1CN等を被覆した被覆超硬
合金部材は従来からの超硬合金部材に比して確かに優れ
た切削工具ではあるが、TiC,TiN、およびT1C
N等の炭化物、窒化物および/又は炭窒化物はいずれも
耐酸化性に劣り、いわゆる耐熱性に欠ける為、高速高速
り切削、特に鋳物の高速高送り切削には特にクレータ−
摩耗が進行する為、不向きである。この耐酸化性に欠け
る。ことを解決すべり、M2O3やZrO,等を°被覆
することが提案されている。(特公昭50−14237
号u s p’、3.736,107゜u  s  p
  、3,836,392)しかしながらこれ等酸化物
を直接超硬合金に被覆すると該超硬合金中のCOおよび
Cの触媒作用の為、酸化物粒子が異常成長する為、好ま
しくないので、CoおよびC(いずれも該超硬合金部材
に含まれているもの)のバリヤーとしてTi+ ’Z 
r+Hfおよび/又はTaの炭化物および/又は窒化物
の一種またはそれ以上の被覆の一つまたはそれ以上を該
超硬合金部材に被覆したのち、酸化物を被覆することが
提案されている。
(特公昭52−13201号)この考えに従ったMzO
s/TiC二重被覆超硬合二重被覆超硬合一部材際に使
用されている。しかしながら発明者が実際に詳しく検討
したところ、なるほど鋳物の高速高送り切削では、著し
く耐クレーター摩耗特性が向上したものの、鋼切削時に
は、従来から使用されてきたT1CN被覆超硬合金部材
、TiN/TiC二重被覆超硬合金部材の優れた耐クレ
ーター摩耗特性には今−歩およばないことが判明した。
 (勿論TiC被覆超硬合金部材に比すと、格段と優れ
てはいるが、)このT1CN被覆超硬合金部材、TiN
/TiC二重被覆超硬合金部材の優れた耐クレーター摩
耗性はなにによるか、真の理由は不明なるも、これ等I
Va族元素の窒化物および/又は炭窒化物が被削材たる
鋼との潤滑性に非常に優れている故といわれており、要
はTVa族元素の窒化物および/又は炭窒化物固有の特
性と考えられ、これは被覆最外層にIVa族元素の窒化
物および/又は炭窒化物が存在する必要があることを示
している。一方、ngoff+Zr0z等の酸化物被覆
層はその耐熱性に富む理由として耐酸化性に冨むこと、
高温での熱伝導率が低いことが挙げられるが、後者の低
熱伝導率をうるためには、’ !J+ ZrO2等の酸
化物被覆層が最外層    処にある必要はなく、前者
の耐酸化性の効果についでも酸化物層の外側にIVa族
元素の窒化物および/又は炭窒化物が存在してもこれ等
は耐酸化性に劣る故、高速高送り切削時には、実際上は
酸化されてしまう為、直接Mzoff、Zro□等酸化
物層が露出することにより、それより内部への酸化を防
げるので何隻不都合ではない。
即ち、最外層にZ r、 Hfの一種もしくはそれ以上
の窒化物および/又は炭窒化物を被覆し、被覆最内層に
Zr’、Hfの一種もしくはそれ以上の炭化物および/
又は炭窒化物を被覆し、両被覆の中間に酸化物好ましく
はMLz03.ZrO□および/又はその混合物を用い
れば、格段と優れた切削特性を示すに違いないと考えた
。尚、発明者らは■a〜Via族元素の炭化物、炭窒化
物、窒化物と超硬合金部品との接着強度はこの順に低゛
下し、かつ炭窒化物までが実用に供すること、およびI
V a、 V a、 Vl a族元素ではVIa族が最
も好ましいことを既に確認している。この考えに従って
実際に試作してみたところ、予想どおりの効果が得られ
、本発明の優秀性が示された。なお本発明を実行するに
あたり、通常の化学蒸着法によることが最も好ましいも
のの、スパフタリング、イオンブレーティング等の物理
蒸着法でも、又その他メタライジング法、電着法等でも
かまわないことはいうまでもない。
なお、被覆最外層と酸化物層、被覆最内層と酸化物層そ
れぞれの中間層として、Ti、Zr、Hfの一種もしく
はそれ以上の酸炭化物、酸窒化物および/又は酸炭窒化
物を用いても同等の効果が得られた。
以下実施例にて詳しく説明する。
実施例1 1SOP30超硬合余部品(遊離炭素0.03重量%析
出)型番5NU432をインコネル(インコ社製ニッケ
ル合金商品名)製反応容器中にて1000”cに加熱、
H2+ CH4,Tic I14混合気流(容積比にて
H2: CH4:Ti c i 4= 86:74)を
ガス圧40 torrにて流した。しかるのち、焼結ア
ルミナ製反応容器中にて950℃に加熱、HL CO2
,A (l Cj23混合気流(容積比ニアHz:Co
x:AAC/s =95:3:2)をガス圧60 to
rrにて流した。、しかるのち最初の工程と同一反応容
器中にて950℃に加熱H2,N 2. ZrCl2混
合気流(容積比にてHz:N、:ZrCp 、 =80
:15:5)をガス圧100torrにて流した。この
チップを冷却后しらべると外側よりZrNが2μ、 A
it203 1μTiCが3μ被覆されていた。比較の
為、同一母材を同様の工程にて、M、0. 1μ+ T
+ C5μ被覆して以下の条件にて切削試験を行った。
被削材   30M3  (HB=280)切削速度 
 170m/min 送  リ       0.36mm/rev切り込み
  2mm 本発明のチップは48分間切削可能であったのに比して
、比較のチップは、クレータ−摩耗の為、31分間しか
切削出来なかった。
実施例2 実施例1と同一超硬合金部品を用い、実施例1と同様の
工程を用いて、A−Gまでのチップを試作した。実施例
1と同し切削試験を行った結果を表1に示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被覆最外層が、Zr、Hfの一種もしくはそれ以
    上の窒化物および/又は炭窒化物から成り、被覆最内層
    がTi、Zr、Hfの一種もしくはそれ以上の炭化物お
    よび/又は炭窒化物から成り、被覆中間層が酸化物から
    成ることを特徴とする耐摩、耐熱性被覆超硬合金部材。
  2. (2)酸化物がAl_2O_3および/又はZrO_2
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐
    摩、耐熱性被覆超硬合金部材。
JP633185A 1985-01-16 1985-01-16 耐摩、耐熱性被覆超硬合金部材 Granted JPS6119777A (ja)

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