JPS6210299B2 - - Google Patents
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- JPS6210299B2 JPS6210299B2 JP58033956A JP3395683A JPS6210299B2 JP S6210299 B2 JPS6210299 B2 JP S6210299B2 JP 58033956 A JP58033956 A JP 58033956A JP 3395683 A JP3395683 A JP 3395683A JP S6210299 B2 JPS6210299 B2 JP S6210299B2
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Classifications
-
- 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
- C23C16/26—Deposition of carbon only
- C23C16/27—Diamond only
-
- 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
この発明は、すぐれた耐摩耗性を有し、特に
AlおよびAl合金などの軽金属やプラスチツク、
さらに金属焼結材、セラミツク、およびガラスな
どの切削に切削工具として、また製管用シーミン
グロールや熱間加工用ガイドローラー、さらに製
糸機のガイド部材などの耐摩耗工具として用いた
場合に、すぐれた性能を発揮する表面被覆耐摩耗
性部材に関するものである。 従来、一般に、切削工具としては、炭化タング
ステン基超硬合金やサーメツト、さらにセラミツ
クなどからなる基体の表面に、Tiの炭化物や窒
化物、並びに炭窒化物、さらに酸化アルミニウム
などからなる被覆層を形成してなる表面被覆部材
が知られ、また、耐摩耗工具としては、ステンレ
ス鋼や高速度鋼などの基体の表面に、炭化チタン
や酸化アルミニウムなどの被覆層を形成してなる
表面被覆部材が知られている。 しかし、これらの切削工具においては、被削材
が鋼や鋳鉄などの場合には比較的すぐれた耐摩耗
性を示すが、被削材が、例えばAl合金などの軽
合金である場合や、FRPのような非常に硬質の
ガラス繊維を内蔵したプラスチツクなどの場合に
は耐摩耗性不足をきたし、工具寿命の短かいもの
であり、このことは上記の耐摩耗性工具において
も同様であつて、耐摩耗性不足が原因で所望の使
用を示さないものである。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、このような従来切削工具および耐摩耗工具の
もつ問題点を解決すべく研究を行なつた結果、基
体材料がＷ，Nb，Ta，Ｖ，Cr，およびHf，並び
にこれらの成分を主成分とする合金からなる場合
には、その表面に、現存する材料の中で最も硬
く、かつAlなどに対してすぐれた耐溶着性を示
すダイヤモンド被覆層を、気相合成法にて人工的
に形成することができ、しかもこのダイヤモンド
被覆層は析出核が多く、すなわち核形成密度が非
常に高く、ダイヤモンド粒子同志が連なつた状態
で膜を形成しているので、基体に対して著しく高
い付着強度をもつという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、Ｗ，Nb，Ta，およびHf，並びにこ
れらの成分を主成分とする合金からなる金属基体
表面に、気相合成法により形成したダイヤモンド
被覆層を有してなる切削工具および耐摩耗工具用
表面被覆耐摩耗性部材に特徴を有するものであ
る。 なお、この発明のダイヤモンド被覆層は、気相
合成装置のフイラメントとして、ＷまたはMoを
使用した場合には、不純物としてＷまたはMoを
１〜10原子％程度含有する。 つぎに、この発明の表面被覆耐摩耗性部材を実
施例により具体的に説明する。 実施例 基体部材として、それぞれ第１表に示される組
成をもち、かつJIS・SNP431の形状をもつた切削
試験用スローアウエイチツプと、直径：60mmφ×
厚さ：８mmの寸法をもつた摩耗試験用円板を用意
し、これら基体部材を、それぞれ直径：75mmφを
有する石英管内に装入し、この基体部材の装入位
置から１〜２cm離れた位置にセツトしたＷフイラ
メントを2000℃に加熱すると共に、前記石英管内
を、圧力：20torr、温度：700℃の雰囲気に調整
し、この状態で前記石英管内に、CH4／H2＝
0.005の割合に調整した反応ガスを送りながら、
６〜10時間の気相合成反応を行ない、前記基体部
材の表面にダイヤモンドを析出させることによつ
て、それぞれ第１表に示される平均層厚を有し、
かついずれも層状組織をもつたダイヤモンド被覆
層を有する本発明表面被覆部材１〜９を製造し
た。 ついで、この結果得られた本発明表面被覆部材
１〜９について、 被削材：純Al、 切削速度：500ｍ／min、 送り：0.05mm／rev、 切込み：0.5mm、 切削時間：3min、 の条件でAl連続切削試験を行ない、切削後の被
削材の表面粗さを測定すると共に、 被削材：FRP、 切削速度：70ｍ／min、 送り：0.1mm／rev、 切込み：１mm、 切削時間：5min、 の条件でFRP連続切削試験を行ない、試験後の
切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。
AlおよびAl合金などの軽金属やプラスチツク、
さらに金属焼結材、セラミツク、およびガラスな
どの切削に切削工具として、また製管用シーミン
グロールや熱間加工用ガイドローラー、さらに製
糸機のガイド部材などの耐摩耗工具として用いた
場合に、すぐれた性能を発揮する表面被覆耐摩耗
性部材に関するものである。 従来、一般に、切削工具としては、炭化タング
ステン基超硬合金やサーメツト、さらにセラミツ
クなどからなる基体の表面に、Tiの炭化物や窒
化物、並びに炭窒化物、さらに酸化アルミニウム
などからなる被覆層を形成してなる表面被覆部材
が知られ、また、耐摩耗工具としては、ステンレ
ス鋼や高速度鋼などの基体の表面に、炭化チタン
や酸化アルミニウムなどの被覆層を形成してなる
表面被覆部材が知られている。 しかし、これらの切削工具においては、被削材
が鋼や鋳鉄などの場合には比較的すぐれた耐摩耗
性を示すが、被削材が、例えばAl合金などの軽
合金である場合や、FRPのような非常に硬質の
ガラス繊維を内蔵したプラスチツクなどの場合に
は耐摩耗性不足をきたし、工具寿命の短かいもの
であり、このことは上記の耐摩耗性工具において
も同様であつて、耐摩耗性不足が原因で所望の使
用を示さないものである。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、このような従来切削工具および耐摩耗工具の
もつ問題点を解決すべく研究を行なつた結果、基
体材料がＷ，Nb，Ta，Ｖ，Cr，およびHf，並び
にこれらの成分を主成分とする合金からなる場合
には、その表面に、現存する材料の中で最も硬
く、かつAlなどに対してすぐれた耐溶着性を示
すダイヤモンド被覆層を、気相合成法にて人工的
に形成することができ、しかもこのダイヤモンド
被覆層は析出核が多く、すなわち核形成密度が非
常に高く、ダイヤモンド粒子同志が連なつた状態
で膜を形成しているので、基体に対して著しく高
い付着強度をもつという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、Ｗ，Nb，Ta，およびHf，並びにこ
れらの成分を主成分とする合金からなる金属基体
表面に、気相合成法により形成したダイヤモンド
被覆層を有してなる切削工具および耐摩耗工具用
表面被覆耐摩耗性部材に特徴を有するものであ
る。 なお、この発明のダイヤモンド被覆層は、気相
合成装置のフイラメントとして、ＷまたはMoを
使用した場合には、不純物としてＷまたはMoを
１〜10原子％程度含有する。 つぎに、この発明の表面被覆耐摩耗性部材を実
施例により具体的に説明する。 実施例 基体部材として、それぞれ第１表に示される組
成をもち、かつJIS・SNP431の形状をもつた切削
試験用スローアウエイチツプと、直径：60mmφ×
厚さ：８mmの寸法をもつた摩耗試験用円板を用意
し、これら基体部材を、それぞれ直径：75mmφを
有する石英管内に装入し、この基体部材の装入位
置から１〜２cm離れた位置にセツトしたＷフイラ
メントを2000℃に加熱すると共に、前記石英管内
を、圧力：20torr、温度：700℃の雰囲気に調整
し、この状態で前記石英管内に、CH4／H2＝
0.005の割合に調整した反応ガスを送りながら、
６〜10時間の気相合成反応を行ない、前記基体部
材の表面にダイヤモンドを析出させることによつ
て、それぞれ第１表に示される平均層厚を有し、
かついずれも層状組織をもつたダイヤモンド被覆
層を有する本発明表面被覆部材１〜９を製造し
た。 ついで、この結果得られた本発明表面被覆部材
１〜９について、 被削材：純Al、 切削速度：500ｍ／min、 送り：0.05mm／rev、 切込み：0.5mm、 切削時間：3min、 の条件でAl連続切削試験を行ない、切削後の被
削材の表面粗さを測定すると共に、 被削材：FRP、 切削速度：70ｍ／min、 送り：0.1mm／rev、 切込み：１mm、 切削時間：5min、 の条件でFRP連続切削試験を行ない、試験後の
切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。
【表】
また、上記本発明表面被覆部材１〜９につい
て、JIS・K10（Co：５重量％、WC：残り）の
炭化タングステン基超硬合金製にして、直径：２
mmφを有するピンを用い、このピンを前記部材
（円板）のダイヤモンド被覆面に300ｇ／mm2の加重
で押しつけ、この状態で前記部材を380r.p.m.の
速度で、１時間回転の条件で摩耗試験を行ない、
試験後のダイヤモンド被覆層の摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を第１表に合せて示した。 さらに、第１表には、比較の目的で、市販の
JIS・K10製スローアウエイチツプ（以下従来切
削チツプという）の同一条件での切削試験結果、
並びに従来のJIS・K10製基体部材（円板）の表
面に炭化チタンからなる被覆層を５μｍの平均層
厚で被覆したものからなる従来表面被覆部材の同
一条件での連続切削試験結果および摩耗試験結果
も合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明表面被覆部
材１〜９は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示し、
切削試験および摩耗試験において、従来部材に比
してすぐれた性能を発揮することが明らかであ
る。また、Alの連続切削において、被削材たる
Alの切削仕上面を観察したところ、本発明表面
被覆部材１〜９による場合は、いずれも鏡面を呈
するのに対して、従来切削チツプを使用した場合
には、チツプ自体の溶着によつて、その切削面は
荒れ、全く光沢のないものであつた。 上述のように、この発明の表面被覆部材は、気
相合成法による付着強度の非常に高いダイヤモン
ド被覆層の形成によつて、すぐれた耐摩耗性およ
び耐溶着性を有するようになり、特に軽金属やサ
ーメツト、セラミツク、ガラス、および金属焼結
体などの切削に切削工具として、さらに製管用シ
ーミングロールや熱間加工用ガイドローラー、お
よび製糸機のガイド部材などの耐摩耗工具として
使用した場合に著しく長期に亘つて安定的性能を
発揮するのである。
て、JIS・K10（Co：５重量％、WC：残り）の
炭化タングステン基超硬合金製にして、直径：２
mmφを有するピンを用い、このピンを前記部材
（円板）のダイヤモンド被覆面に300ｇ／mm2の加重
で押しつけ、この状態で前記部材を380r.p.m.の
速度で、１時間回転の条件で摩耗試験を行ない、
試験後のダイヤモンド被覆層の摩耗深さを測定し
た。これらの測定結果を第１表に合せて示した。 さらに、第１表には、比較の目的で、市販の
JIS・K10製スローアウエイチツプ（以下従来切
削チツプという）の同一条件での切削試験結果、
並びに従来のJIS・K10製基体部材（円板）の表
面に炭化チタンからなる被覆層を５μｍの平均層
厚で被覆したものからなる従来表面被覆部材の同
一条件での連続切削試験結果および摩耗試験結果
も合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明表面被覆部
材１〜９は、いずれもすぐれた耐摩耗性を示し、
切削試験および摩耗試験において、従来部材に比
してすぐれた性能を発揮することが明らかであ
る。また、Alの連続切削において、被削材たる
Alの切削仕上面を観察したところ、本発明表面
被覆部材１〜９による場合は、いずれも鏡面を呈
するのに対して、従来切削チツプを使用した場合
には、チツプ自体の溶着によつて、その切削面は
荒れ、全く光沢のないものであつた。 上述のように、この発明の表面被覆部材は、気
相合成法による付着強度の非常に高いダイヤモン
ド被覆層の形成によつて、すぐれた耐摩耗性およ
び耐溶着性を有するようになり、特に軽金属やサ
ーメツト、セラミツク、ガラス、および金属焼結
体などの切削に切削工具として、さらに製管用シ
ーミングロールや熱間加工用ガイドローラー、お
よび製糸機のガイド部材などの耐摩耗工具として
使用した場合に著しく長期に亘つて安定的性能を
発揮するのである。
Claims (1)
- １ Ｗ，Nb，Ta，Ｖ，Cr，およびHf，並びにこ
れらの成分を主成分とする合金からなる金属基体
表面に、気相合成法により形成したダイヤモンド
被覆層を有してなる切削工具および耐摩耗工具用
表面被覆耐摩耗性部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3395683A JPS59159981A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆耐摩耗性部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3395683A JPS59159981A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆耐摩耗性部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159981A JPS59159981A (ja) | 1984-09-10 |
| JPS6210299B2 true JPS6210299B2 (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=12400938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3395683A Granted JPS59159981A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆耐摩耗性部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159981A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01103792U (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-13 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE453474B (sv) * | 1984-06-27 | 1988-02-08 | Santrade Ltd | Kompoundkropp belagd med skikt av polykristallin diamant |
| JPS6399102A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-30 | Asahi Daiyamondo Kogyo Kk | 被覆タングステン工具 |
| KR920000801B1 (ko) * | 1988-02-04 | 1992-01-23 | 이데미쯔세끼유가가꾸 가부시기가이샤 | 다이아몬드박막부착 초경합금의 제조방법 |
| JPH01259172A (ja) * | 1988-04-09 | 1989-10-16 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 粉砕機 |
| AT511950B1 (de) | 2012-03-14 | 2013-04-15 | Boehlerit Gmbh & Co Kg | Beschichteter Körper und Verfahren zum Beschichten eines Körpers |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS566920A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-24 | Philips Nv | Dry lubricating bearing |
| JPS5629665A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-25 | Mitsubishi Metal Corp | Surface coated cemented carbide part material for cutting tool |
| JPS57100989A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Sumitomo Electric Industries | Coated ceramic tool |
-
1983
- 1983-03-02 JP JP3395683A patent/JPS59159981A/ja active Granted
Patent Citations (3)
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| JPS566920A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-24 | Philips Nv | Dry lubricating bearing |
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| JPS57100989A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Sumitomo Electric Industries | Coated ceramic tool |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01103792U (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59159981A (ja) | 1984-09-10 |
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