JPS6210301B2 - - Google Patents
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- JPS6210301B2 JPS6210301B2 JP58041707A JP4170783A JPS6210301B2 JP S6210301 B2 JPS6210301 B2 JP S6210301B2 JP 58041707 A JP58041707 A JP 58041707A JP 4170783 A JP4170783 A JP 4170783A JP S6210301 B2 JPS6210301 B2 JP S6210301B2
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- Japan
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- cutting
- layer
- coated
- carbonitrides
- tool
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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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
この発明は、すぐれた耐摩耗性を有し、切削、
耐摩耗、および研削の分野で使用するのに適した
表面被覆工具部材に関するものである。 従来、例えば、粉末冶金法にて製造された、硬
質分散相が主として元素周期律表の4a，5a、およ
び6a族の金属、並びにSiの炭化物、窒化物、炭窒
化物、および炭酸窒化物のうちの１種または２種
以上で構成され、一方結合相が主として鉄族金
属、並びに同5aおよび6a族の金属のうちの１種ま
たは２種以上で構成された超硬質合金基体工具部
材の表面に、同4a，5a、および6a族の金属、並び
にSiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、およ
び炭酸窒化物のうちの１種の単層または２種以上
の複層で構成された硬質化合物層からなる表面被
覆層を化学蒸着法や物理蒸着法などを用いて形成
してなる表面被覆超硬質合金部材が切削工具とし
て用いられていることは良く知られるところであ
る。 しかし、このような従来表面被覆超硬質合金部
材においては、鋼や鋳鉄の切削では比較的すぐれ
た切削性能を示すものの、被削材が、例えば硬質
のガラス繊維を内蔵したプラスチツク（FRP）
やセラミツク〓焼体などである場合には、耐摩耗
性不足が原因して所望の切削寿命を示さないもの
であつた。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、特にFRPやセラミツク〓焼体などの被削材
の切削に切削工具として用いるのに適した工具部
材を得べく研究を行なつた結果、 基体工具部材を、鉄族金属のうちの少なくとも
１種を主成分とする合金、すなわちFe基合金、
Ni基合金、またはCo基合金で構成し、 かつこの基体工具部材の表面に形成される表面
被覆層を、気相合成法により形成されたダイヤモ
ンド層の少なくとも１層と、化学蒸着法や物理蒸
着法などにより形成された、元素周期律表の4a，
5a、および6a族の金属、並びにSiおよびＢの炭化
物、窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のうち
の１種の単層または２種以上の複層からなる硬質
化合物層の少なくとも１層との交互積層構造とし
た表面被覆工具部材は、前記表面被覆層中に存在
する１層以上のダイヤモンド粒によつて、著しく
すぐれた耐摩耗性をもつようになり、したがつ
て、これを切削工具として用いた場合には、鋼お
よび鋳鉄は勿論のこと、FRPやセラミツク〓焼
体などの被削材の切削においてすぐれた切削性能
を発揮し、さらに、このようにすぐれた耐摩耗性
を有するので、金属熱間加工および金属成形用部
材やダイス類などの耐摩耗工具や、砥石およびラ
ツプ板などの研削工具として用いた場合にもすぐ
れた性能を発揮する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、鉄族金属のうちの少なくとも１種を
主成分とする合金基体工具部材の表面に、気相合
成法により形成されたダイヤモンド層の少なくと
も１層と、化学蒸着法や物理蒸着法などにより形
成された、元素周期律表の4a，5a、および6a族の
金属、並びにSiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒
化物、および炭酸窒化物のうちの１種の単層また
は２種以上の複層で構成された硬質化合物層の少
なくとも１層との交互積層構造を有する表面被覆
層を形成してなり、特に切削工具、耐摩耗工具、
および研削工具として用いるのに適した表面被覆
工具部材に特徴を有するものである。 なお、この発明の表面被覆層におけるダイヤモ
ンド層は、気相合成装置のフイラメントより蒸発
したＷ，Mo、あるいはTaなどを不純物として１
〜10原子％程度含有する場合がある。 つぎに、この発明の表面被覆工具部材を実施例
により具体的に説明する。 実施例 基体工具部材として、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
切削チツプを用意し、これら基体工具部材に対し
て、通常の気相合成装置を用い、 反応炉：内径75mmφの石英管、 Ｗフイラメントの加熱温度：2000℃、 切削チツプとＷフイラメントの間隔：1.5cm、 反応炉内に流される反応ガス：容量割合で
CH3／H2＝0.005の混合ガス、 反応中保持される反応炉内雰囲気圧力：
20torr、 反応時間：３〜10時間、 の条件での気相合成処理、並びに、通常のマグネ
トロン・スパツタリング装置を用い、 ターゲツトの材質：それぞれ第１表における硬
質化合物層を構成する化合物と同じもの 反応炉内雰囲気：２×10-2torrのAr、 ターゲツトへの印加電圧：−400V、 切削チツプの加熱温度：500℃、 反応時間：１〜３時間、 の条件での化学蒸着処理とを交互に行ない、それ
ぞれ第１表に示される平均層厚の少なくとも１層
のダイヤモンド層と、同じくそれぞれ第１表に示
される化合物および平均層厚の単層または複層か
らなる硬質化合物の少なくとも１層との交互積層
にて構成された表面被覆層を、前記切削チツプの
表面に形成することによつて本発明被覆切削チツ
プ１〜13をそれぞれ製造した。 また、比較の目的で、気相合成法によるダイヤ
モンド層の形成を行なわず、上記のマグネトロ
ン・スパツタリングによる化学蒸着処理のみを第
１表に示される組成の切削チツプ表面に施し、同
じくそれ
耐摩耗、および研削の分野で使用するのに適した
表面被覆工具部材に関するものである。 従来、例えば、粉末冶金法にて製造された、硬
質分散相が主として元素周期律表の4a，5a、およ
び6a族の金属、並びにSiの炭化物、窒化物、炭窒
化物、および炭酸窒化物のうちの１種または２種
以上で構成され、一方結合相が主として鉄族金
属、並びに同5aおよび6a族の金属のうちの１種ま
たは２種以上で構成された超硬質合金基体工具部
材の表面に、同4a，5a、および6a族の金属、並び
にSiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、およ
び炭酸窒化物のうちの１種の単層または２種以上
の複層で構成された硬質化合物層からなる表面被
覆層を化学蒸着法や物理蒸着法などを用いて形成
してなる表面被覆超硬質合金部材が切削工具とし
て用いられていることは良く知られるところであ
る。 しかし、このような従来表面被覆超硬質合金部
材においては、鋼や鋳鉄の切削では比較的すぐれ
た切削性能を示すものの、被削材が、例えば硬質
のガラス繊維を内蔵したプラスチツク（FRP）
やセラミツク〓焼体などである場合には、耐摩耗
性不足が原因して所望の切削寿命を示さないもの
であつた。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、特にFRPやセラミツク〓焼体などの被削材
の切削に切削工具として用いるのに適した工具部
材を得べく研究を行なつた結果、 基体工具部材を、鉄族金属のうちの少なくとも
１種を主成分とする合金、すなわちFe基合金、
Ni基合金、またはCo基合金で構成し、 かつこの基体工具部材の表面に形成される表面
被覆層を、気相合成法により形成されたダイヤモ
ンド層の少なくとも１層と、化学蒸着法や物理蒸
着法などにより形成された、元素周期律表の4a，
5a、および6a族の金属、並びにSiおよびＢの炭化
物、窒化物、炭窒化物、および炭酸窒化物のうち
の１種の単層または２種以上の複層からなる硬質
化合物層の少なくとも１層との交互積層構造とし
た表面被覆工具部材は、前記表面被覆層中に存在
する１層以上のダイヤモンド粒によつて、著しく
すぐれた耐摩耗性をもつようになり、したがつ
て、これを切削工具として用いた場合には、鋼お
よび鋳鉄は勿論のこと、FRPやセラミツク〓焼
体などの被削材の切削においてすぐれた切削性能
を発揮し、さらに、このようにすぐれた耐摩耗性
を有するので、金属熱間加工および金属成形用部
材やダイス類などの耐摩耗工具や、砥石およびラ
ツプ板などの研削工具として用いた場合にもすぐ
れた性能を発揮する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、鉄族金属のうちの少なくとも１種を
主成分とする合金基体工具部材の表面に、気相合
成法により形成されたダイヤモンド層の少なくと
も１層と、化学蒸着法や物理蒸着法などにより形
成された、元素周期律表の4a，5a、および6a族の
金属、並びにSiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒
化物、および炭酸窒化物のうちの１種の単層また
は２種以上の複層で構成された硬質化合物層の少
なくとも１層との交互積層構造を有する表面被覆
層を形成してなり、特に切削工具、耐摩耗工具、
および研削工具として用いるのに適した表面被覆
工具部材に特徴を有するものである。 なお、この発明の表面被覆層におけるダイヤモ
ンド層は、気相合成装置のフイラメントより蒸発
したＷ，Mo、あるいはTaなどを不純物として１
〜10原子％程度含有する場合がある。 つぎに、この発明の表面被覆工具部材を実施例
により具体的に説明する。 実施例 基体工具部材として、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
切削チツプを用意し、これら基体工具部材に対し
て、通常の気相合成装置を用い、 反応炉：内径75mmφの石英管、 Ｗフイラメントの加熱温度：2000℃、 切削チツプとＷフイラメントの間隔：1.5cm、 反応炉内に流される反応ガス：容量割合で
CH3／H2＝0.005の混合ガス、 反応中保持される反応炉内雰囲気圧力：
20torr、 反応時間：３〜10時間、 の条件での気相合成処理、並びに、通常のマグネ
トロン・スパツタリング装置を用い、 ターゲツトの材質：それぞれ第１表における硬
質化合物層を構成する化合物と同じもの 反応炉内雰囲気：２×10-2torrのAr、 ターゲツトへの印加電圧：−400V、 切削チツプの加熱温度：500℃、 反応時間：１〜３時間、 の条件での化学蒸着処理とを交互に行ない、それ
ぞれ第１表に示される平均層厚の少なくとも１層
のダイヤモンド層と、同じくそれぞれ第１表に示
される化合物および平均層厚の単層または複層か
らなる硬質化合物の少なくとも１層との交互積層
にて構成された表面被覆層を、前記切削チツプの
表面に形成することによつて本発明被覆切削チツ
プ１〜13をそれぞれ製造した。 また、比較の目的で、気相合成法によるダイヤ
モンド層の形成を行なわず、上記のマグネトロ
ン・スパツタリングによる化学蒸着処理のみを第
１表に示される組成の切削チツプ表面に施し、同
じくそれ
【表】
【表】
ぞれ第１表に示される硬質化合物層および平均層
厚の単層または複層からなる表面被覆層を形成す
ることによつて、従来被覆切削チツプ１〜５をそ
れぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた本発明被覆切削チツ
プ１〜13および従来被覆切削チツプ１〜５につい
て、 被削材：FRP、 切削速度：80ｍ／min、 送り：0.2mm／rev.、 切込み：１mm、 切削時間：3min、 の条件で連続切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩
耗幅を測定した。この測定結果を第１表に示し
た。 第１表に示される結果から、本発明被覆切削チ
ツプ１〜13は、著しくすぐれた耐摩耗性を有する
ので、FRPの切削において、従来被覆切削チツ
プに比して、すぐれた切削性能を長期に亘つて発
揮することが明らかである。 上述のように、この発明の表面被覆工具部材
は、表面被覆層中における少なくとも１層以上の
ダイヤモンド層の存在によつて、すぐれた耐摩耗
性を有するので、鋼や鋳鉄は勿論のこと、FRP
やセラミツク〓焼体、さらにAlおよびAl合金な
どの被削材の切削に切削工具として用いるのに適
するばかりでなく、耐摩耗工具や研削工具などと
して用いた場合にもすぐれた性能を著しく長期に
亘つて発揮するのである。
厚の単層または複層からなる表面被覆層を形成す
ることによつて、従来被覆切削チツプ１〜５をそ
れぞれ製造した。 つぎに、この結果得られた本発明被覆切削チツ
プ１〜13および従来被覆切削チツプ１〜５につい
て、 被削材：FRP、 切削速度：80ｍ／min、 送り：0.2mm／rev.、 切込み：１mm、 切削時間：3min、 の条件で連続切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩
耗幅を測定した。この測定結果を第１表に示し
た。 第１表に示される結果から、本発明被覆切削チ
ツプ１〜13は、著しくすぐれた耐摩耗性を有する
ので、FRPの切削において、従来被覆切削チツ
プに比して、すぐれた切削性能を長期に亘つて発
揮することが明らかである。 上述のように、この発明の表面被覆工具部材
は、表面被覆層中における少なくとも１層以上の
ダイヤモンド層の存在によつて、すぐれた耐摩耗
性を有するので、鋼や鋳鉄は勿論のこと、FRP
やセラミツク〓焼体、さらにAlおよびAl合金な
どの被削材の切削に切削工具として用いるのに適
するばかりでなく、耐摩耗工具や研削工具などと
して用いた場合にもすぐれた性能を著しく長期に
亘つて発揮するのである。
Claims (1)
- １ 鉄族金属のうちの少なくとも１種を主成分と
する合金基体工具部材の表面に、気相合成法によ
り形成されたダイヤモンド層の少なくとも１層
と、元素周期律表の4a，5a、および6a族の金属、
並びにSiおよびＢの炭化物、窒化物、炭窒化物、
および炭酸窒化物のうちの１種の単層または２種
以上の複層で構成された硬質化合物層の少なくと
も１層との交互積層構造を有する表面被覆層を形
成してなる耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170783A JPS59170262A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170783A JPS59170262A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170262A JPS59170262A (ja) | 1984-09-26 |
| JPS6210301B2 true JPS6210301B2 (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=12615895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4170783A Granted JPS59170262A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170262A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63269402A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-11-07 | アルツール・フイツシヤー・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 引出し部材を備えた保存容器 |
Families Citing this family (10)
| 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 |
| JPH0710443B2 (ja) * | 1984-12-28 | 1995-02-08 | 京セラ株式会社 | 切削用チップ |
| FR2596775B1 (fr) * | 1986-04-07 | 1992-11-13 | Univ Limoges | Revetement dur multicouches elabore par depot ionique de nitrure de titane, carbonitrure de titane et i-carbone |
| KR900008505B1 (ko) * | 1987-02-24 | 1990-11-24 | 세미콘덕터 에너지 라보라터리 캄파니 리미티드 | 탄소 석출을 위한 마이크로파 강화 cvd 방법 |
| US6224952B1 (en) | 1988-03-07 | 2001-05-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrostatic-erasing abrasion-proof coating and method for forming the same |
| US5190824A (en) | 1988-03-07 | 1993-03-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrostatic-erasing abrasion-proof coating |
| JP2995705B2 (ja) * | 1989-10-31 | 1999-12-27 | 株式会社島津製作所 | 硬質カーボン膜形成方法 |
| DE4111238A1 (de) * | 1991-04-08 | 1992-10-15 | Hilti Ag | Werkzeug zur zerspanung von werkstoffen |
| BE1008229A3 (nl) * | 1993-10-29 | 1996-02-20 | Vito | Werkwijze voor het aanbrengen van een tegen slijtage beschermende laag op een substraat. |
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Citations (6)
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| JPS52110209A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-16 | Mitsubishi Metal Corp | Coated hard alloy tool |
| JPS566920A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-24 | Philips Nv | Dry lubricating bearing |
| JPS5641372A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-18 | Mitsubishi Metal Corp | Surface covered ultra hard alloy member for cutting tool |
| JPS56108876A (en) * | 1980-02-04 | 1981-08-28 | Citizen Watch Co Ltd | Silver plated exterior decorative parts for watch and their manufacture |
| JPS572148A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-07 | Hitachi Ltd | Ternary-to-binary code converting device |
| JPS57100989A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-23 | Sumitomo Electric Industries | Coated ceramic tool |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4170783A patent/JPS59170262A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63269402A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-11-07 | アルツール・フイツシヤー・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 引出し部材を備えた保存容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59170262A (ja) | 1984-09-26 |
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