JPS63183167A - 切削工具の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般的には耐摩耗性被膜を具備する金属加工
用の、特に切削用の工具に関し、特にこのような切削工
具の製造方法に関する。

本発明の切削工具の製造方法は、苛酷な用途のドリル、
シングルポイント工具、ミリングカッターのような、鉄
基合金製特に鋼製の種々の切削工具に適用できる。

〔従来の技術〕

今日の工具製造法の大きなすう勢の一つは、耐摩耗性被
膜の被覆によって切削工具の耐久性を向上させるもので
あり、且つこの被膜を周期律表の第３族から第６族まで
の金属を基礎とする侵入型元素相で作るものである。こ
れらの金属、たとえばＺｒ、Ｈｆ、Ｌａ、Ａｔ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｍｎは、１０００℃程度の温度から室温まで冷却
されると、多形変換を起こしやすく、あるいはやはシ冷
却時に多形変換できる種々の変態の侵入型元素相を形成
しやすい。

一般に知られているように、金属および侵入型元素相の
多形変換には必ず格子構造の変化が伴い、その結果、内
部に応力が発生し、物理的性質（たとえば比容、磁気ヒ
ステリシス）が変わシ、機械的性質（特に塑性）が劣化
したシする。

上記金属あるいは侵入型元素相が液体状態あるいは蒸気
状態から結晶化する場合に、これらの組織中に多形変換
していない不安定な変態がいく分か残留する。その結果
、そのような金属および侵入型元素相は不均一な相構成
によって機椋的特性が不安定になる。

当業界における公知方法の一つは、冷却時に多形変換し
やすい侵入型元素相（酸化アルミニウム）を基礎とする
耐摩耗性被膜を具備した超硬合金製品の製造方法である
（参照：米国特許第３，９６７．０３５号、国際分類Ｃ
２３Ｃ１１１０８，発行１９７６年６月２９日）。この
耐摩耗性被膜は高温加熱（９００〜１２５０℃）が特徴
である気相法によって超硬合金製品上に堆積させられて
いる。

処理中の製品はアルミニウム・ガライド（ａｌｕｍｉｎ
ｉｕｍ　ｇａｌｌｉｄ＠）、蒸気、および水素の雰囲気
中に１〜３時間時間上変温保持される。アルファ変態ア
ルミナの耐摩耗性被膜を形成するためには、水素に対す
る蒸気の比は０．０２５〜２．０の範囲内とすべきであ
る。上記アルファ変態アルミナは２０００℃までの加熱
に対する安定性が最も高く、これよりも安定性の低い他
のアルミナの変態中に存在するアルカリ金属の混合物を
含有していない。

上記の方法は超硬製物品上に遷移金属の侵入型元素相で
形成された耐摩耗性被膜を堆積させるためには役立つ。

しかし、鋼製の切削工具については、鋼は軟化点が超硬
よシ低いので、そのような被膜の堆積にこの方法を適用
することはできない。

侵入型元素相に基ずく耐摩耗性被膜を具備した鉄基合金
製切削工具を製造するもう一つの従来方法（参照：　ｒ
　Ｐｈｙｓｌｅｓ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ
ｍａｔｓ＋ｒｉａｌｓ　ｔｒｅａｔｍ＠ｎｔ　Ｊ誌、　
Ｎａｕｋａ出版、Ａ２．１９７９．ｐｐ、１６９−１７
０）においては、真空容器内に配置された切削工具にバ
イアス電圧を印加し、アーク放電忙よって蒸発し得る陰
極物質のイオンで衝撃することによって該工具を加熱し
且つ清浄化し、その後該バイアス電圧を耐摩耗性被膜が
形成される値にまで減少させ、そして蒸発している陰極
物質と該真空容器中に導入された反応ガスとの相互作用
によって所定厚さの耐摩耗性被膜を形成し、その後該切
削工具を焼鈍する。

上記の方法によると、陰極物質として冷却時に多形変換
しにくいモリブデン基合金を用い、耐摩耗性被膜が炭化
モリブデンで形成される。しかし、炭化モリブデンは耐
酸化性、熱安定性、および熱伝導性が低く、熱力学的な
安定性が不十分なのが特徴であって、その上、融点よ）
低温で分解し易い。その結果、炭化モリブデン被膜は不
十分な耐摩耗性を具備するに過ぎない。

炭化モリブデン系耐摩耗性被膜の残留応力を解放するた
めに、切削工具に真空階段焼鈍を施す。

ここで重要な点は、この真空焼鈍によって耐摩耗性被膜
も切削工具自体も硬さが低下して工具の耐久性に逆効果
になるということである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の基本的且つ本質的な目的は、そのような熱処理
条件を含む切削工具の製造方法であって、多形変換性を
有する金属の侵入型元素相に基ずく耐摩耗性被膜を被覆
した場合に、切削工具の表面層でおよび耐摩耗性被膜の
微小体積中で該金属の最も安定な変態を得ることおよび
それによって切削工具の耐久力を高めることができる製
造方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、 切削工具を真空容器内に配置する工程、該工具にバイア
ス電圧を印加する工程、該工具を、アーク放電によって
蒸発し得る陰極物質のイオンで衝撃を与えられることに
よって、予熱し且つ清浄化する工程、 その後該バイアス電圧を耐摩耗性被膜が形成される値に
まで減少させる工程、 そして、蒸発している該陰極物質と該真空容器中に導入
された反応ガスとの相互作用によった、所定厚さを有す
る該耐摩耗性被膜を形成する工程、および その後該切削工具を焼鈍する工程 から成る、侵入型元素相系耐摩耗性被膜を具備する鉄基
合金製切削工具の製造方法において、該陰極物質として
チタンまたはチタン基合金を用い、 該所定厚さの該耐摩耗性被膜の形成に引き続き該バイア
ス電圧を、該工具の該予熱および該清浄化において有効
なバイアス電圧の値と等しい値にまで増加させ、 その後、該切削工具を「鉄・チタン」擬二元系における
共析晶分解温度にまで加熱するために、酸素を含有する
酸化還元ガス（レドックスガス）またはガス状混合物を
該真空容器に供給し、且つ、該切削工具の焼鈍を、酸素
を含有する酸化還元ガスまたはガス状混合物中で、１０
〜４０分間、「鉄・チタン」擬二元系における１ルチン
サイト変態の温度で行なう 本発明の、侵入型元素相系耐摩耗性被膜を具備する鉄基
合金製切削工具の製造方法、 によって達成される。

切削工具の寿命が増加する理由は、チタンの侵大型元素
相に基ずく、特に、多形変換し得ない最も耐火性の高い
チタン化合物である窒化チタンに基ずく、耐摩耗性被膜
自体の耐久性が高いととであり、更に、切削工具の表面
層でおよびその表面層上に堆積した耐摩耗性被膜自体の
中で冷却時に多形変換するチタンが安定なアルファ変態
の形であるということである。その結果、内部応力は耐
摩耗性被膜自体においても且つ上にこの被膜が堆積して
いる切削工具の表面層においても減少する。

それによって、耐摩耗性被膜は切削工具の表面層によシ
強力に結合し、切削工具の使用中の耐摩耗性被膜の離脱
が防止される。切削工具表面層および耐摩耗性被膜自体
の中におけるチタンの存在は、耐摩耗性を堆積させるイ
オン衝撃の条件に依存するのであシ、特に、耐摩耗性被
膜の形成前に行なう切削工具の加熱中および清浄化中に
該工具の表面層中にチタンが侵入する能力に依存する。

チタンはその耐火性化合物に基ずく耐摩耗性被膜の微小
体積中にも滴状相として存在する。

安定な平衡アルファ変態チタンは、耐摩耗性被膜の堆積
後に行なう真空容器中での切削工具の加熱の条件および
その後の切削工具の焼鈍条件を適切に選択することＫよ
って得られる。

切削工具を真空容器中で「鉄・チタン」擬二元系の共析
晶分解温度に加熱することによって、不安定なベータ変
態チタンは分解して安定なアルファ変態および種々の中
間不安定変態（α′、αりになシ、これら中間不安定変
態は焼鈍時に「鉄・チタン」擬二元系のマルテンサイト
変態温度に加熱されるとやは多安定な平衡アルファ変態
チタンに変わりやすい。

酸素を含有する酸化還元ガスまたはガス状混合物が、特
にその構成成分である酸素のようなものの存在も、安定
なアルファ変態チタンの形成を促すｅ 以下の実施例によって本発明を更に詳細に説明する。

〔実加例〕

本発明の、切削工具の製造方法は以下のように行う。ま
ず、切削工具は鉄基合金、特に、たとえば用途によって
高速度鋼で作られ得る工具材料で作られる。

次に切削工具を真空容器内に配置する。この真空容器中
には、耐摩耗性被膜の一部を成す多形金属または合金で
作られた陰極が設けられている。

陰極はある特定の場合にはチタンまたはチタン基合金で
作られている。

次に真空容器を排気し、その中で陰極物質を蒸発させる
ためにアーク放電で打撃する。次に８００〜１ｏｏｏｖ
のバイアス電圧を切削工具に印加し、蒸発している陰極
物質のイオンで衝撃を加えることによって切削工具の表
面全加熱し且つ清浄化する。その結果、切削工具は硬さ
が低下しない温度に加熱される。その温度は／ｌｌマロ
ータで確認される。

その後、切削工具に印加されたバイアス電圧を、蒸発し
ている陰極物質が自由に切削工具表面に凝縮する値Ｋｔ
で減少させる。この電圧値は２５〜７５０ｖであること
が公知である。同時Ｋ、真空容器に、蒸発している陰極
物質と相互作用して耐摩耗性被膜を形成する反応ガスを
供給する。反応ガスとしては、窒素、メタン、〆ランの
ようなガスを用いる。反応ガスを真空容器中に５　Ｘ　
１０”２〜５Ｘ１０ｆｌｌＩＨｇ　　の圧力で供給する
ことが公知である。

反応ガス供給時間に応じ所定厚さの耐摩耗性被膜が形成
されたら、酸素を含有する酸化還元（レドックス）ガス
またはガス状混合物を、上記に反応ガスについて規定し
た圧力範囲内で、真空容器中に供給する。

酸素を含有する酸化還元ガスまたはガス状混合物として
は環境中の大気が最も一般的に用いられるが、その他の
、たとえば二酸化炭素または一酸化窒素のようなガスも
使える。

酸素を含有する酸化還元ガスまたはガス状混合物を真空
容器に供給しながら、切削工具に印加されたバイアス電
圧を清浄化および加熱に有効な値、すなわち８００〜１
００ＯＶに増加して切削工具を鉄・チタン擬二元系の共
析晶分解温度にまで加熱する。切削工具の表層をチタン
イオンの衝撃によって清浄化および加熱する過程で、該
表層中には「鉄・チタン」擬二元系の合金が形成される
。

上記擬二元系の「鉄」は切削工具が作られている特定な
組成の鋼を意味し、「チタン」は陰極が作られている金
属チタンまたはチタン合金の意味である。

不安定なベータ変態チタンが種々の中間相、たとえばα
１．αｌ、および安定なアルファ変態チタンに分解する
のは上記の温度においてである。イオン衝撃の条件下に
おける共析晶分解温度の特定値は、実験的に求められる
ものであシ、「鉄・チタン」擬二元系の組成に依存して
おシ、３５０〜５００℃であることが公知である。切削
工具の加熱は酸素を含有する酸化還元ガスまたはガス状
混合物の存在下で行なわれ、これらガスの構成成分、特
に酸素がアルファ変態チタンの形成に貢献する。

切削工具を上記温度範囲外の温度に加熱するとベータ変
態の分解は起きない。

温度を７４イロメータで監視し、上記温度に達したら直
ちに反応ガスの供給と酸素を含有する酸化還元ガスまた
はガス状混合物の供給とを停止し、切削工具へのバイア
ス電圧印加を停止し、そしてアーク放電を消す。

次に切削工具を焼鈍する。この焼鈍は、従来公知の加熱
設備、たとえば加熱炉で、酸素を含有する酸化還元ガス
またはガス状混合物の雰囲気中で、「鉄・チタン」擬二
元系のマルテンサイト変態温度で行なう。上記のガスま
たはガス状混合物は被膜の堆積に引き続いて行なう加熱
の場合と同じでよい。

不安定中間相のα′、αＩが平衡アルファ変態チタンに
変わるのはこのマルテンサイト変態温度においてである
。マルテンサイト変態温度も実験的に求められる値であ
シ、擬二元系の構成成分に依存し、１５０〜３８０℃の
範囲内である。

工具を焼鈍温度に保持する時間はこの温度値に依存して
おシ、すなわち、温度が高いほど焼鈍時間は短い。しか
し、１０分未満の工具保持時間は擬二元系の合金が完全
にマルテンサイト変態するには不足しておシ、上記変態
が４０分以内で完全に起こるので４０分を超える保持時
間は必要ない。

工具を焼鈍後に室温まで冷却する。

以下の実施例によって本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ １０、ト１０本の直径５ｆｉのツイストドリルを、重量
パーセントでｃ：ｏ、ｓｓ、Ｃｒ：３．６、Ｗ：６．０
、Ｖ：２．ＯｌＭｏ　：　５．０、残部：Ｆ６の組成を
持つ高速度鋼で作りた。機械的不純物を除去し且つ脱脂
した該ロフトのドリルを、イオン衝撃による金属の凝縮
法によつて耐摩耗性被膜を堆積させるための公知設備の
真空容器内に配置した。真空容器を５Ｘ１０ｍＨｆの圧
力まで減圧し、ドリルに１１００Ｖのバイアス電圧を印
加し、チタン陰極を蒸発させるために真空容器内にアー
ク放電を発生させ、ドリルの表面を清浄化し且つ５２０
℃に加熱した。その結果、「鉄・チタン」擬二元系の合
金がドリルの表面層に形成された。ここで上記の系の「
鉄」という語は前記組成の高速度鋼を指す。

次にバイアス電圧を２００ＶＫ減少させ、反応ガスすな
わち窒素を真空容器内に供給し、真空容器内の圧力を３
　Ｘ　１０　　ｖｙｔＨｇとした。窒素の供給を１時間
行なって、厚さ６μｍの窒化チタン耐摩耗性被膜をドリ
ルの表面に形成した。

その後、ドリルに印加されたバイアス電圧を１１００Ｖ
すなわちドリルの加熱と清浄化に有効な値にまで再び増
加させ、酸素を含有する酸化還元ガス状混合物として空
気を真空容器中に供給し、真空容器内の圧力はそれまで
のレベルに維持した。

耐摩耗性被膜を被覆されたドリルを５００℃すなわち前
記「鉄・チタン」擬二元系の共析晶分解温度に°加熱し
た。該温度に達した後直ちに、反応ガスの供給を停止し
、アーク放電を消し、バイアス電圧を切シ、ドリルを真
空容器内で室温まで冷却した。次にドリルを焼鈍した。

焼鈍は、ドリルを炉内に配置し、酸素を含有する酸化還
元ガス状混合物として用いた空気雰囲気中で、３００℃
すなわち該「鉄・チタン」擬二元系のマルテンサイト変
態温度に加熱し、その後その温度に３０分間保持すると
とによつて行りた。次にドリルを室温まで冷却した。と
の１０ツトの直径５ｆｉのドリルの耐久性を試験するた
めに１重量パーセントでＣ：０．４２〜０．４９％、残
部：鉄の組成を持つ鋼の孔開けを行なった。直立ゾール
盤を用い、通常の公知の切削冷却剤を用い、切削速度Ｖ
＝４５ｍ／分、送シ速度Ｓ　＝　０．１８　ｗ／　ｒａ
ｙ、孔開は深さｔ＝３ｄ＝１５ｍの切削条件で行なった
。

ドリルの鈍化の徴候をきしみ音で判断した。

ドリル１本当シの平均孔開は数は３３０であった。

実施例２ １０、トのツイストドリルを実施例１と同様に作シ、耐
摩耗性被膜を次の１点を除き実施例１と同様な方法でこ
のドリル上に堆積させた。すなわち、陰極物質として重
量ノ々−セント組成がＡｔ：１．４、Ｍｎ　：　１．３
、残部：Ｔｉのチタン基合金を用いた。ドリルの表面に
は窒化チタン系侵入型元素相の厚さ６μｍの耐摩耗性被
膜が堆積した。

次の点を除き実施例１と同様の方法を更に行なりた。す
なわち、ドリルを４８０℃すカわち「鉄・チタン」擬二
元系の共析晶分解温度に加熱した。

ここで用語「鉄」は前記組成の高速度鋼を意味し、用語
「チタン」は陰極材料として用いた前記組成のチタン基
合金を指す、焼鈍としてドリルを２００℃すなわち前記
擬二元系のマルテンサイト変態温度に加熱し、その温度
に４０分間保持した。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
った。ドリル１本当シの平均孔開は数は３１５であった
。

実施例３ １ａ、トのツイストドリルを実施例１と同様に作シ、次
の点を除き実施例１と同様な方法でこれらのドリル上に
耐摩耗性被膜を堆積させた。すなわち、陰極物質として
重量ノ々−セント組成がＡｔ：２．５、Ｍｎ　：　１．
２、残部：Ｔｌのチタン基合金を用いた。ドリルの表面
にはＴｉＮ系侵入型元素相の厚さ６μｍの耐摩耗性被膜
が堆積した。

次の１点を除き実施例１と同様の方法を更に行なった。

すなわち、ドリルを４９０℃すなわち「鉄・チタン」擬
二元系の共析晶分塀温度に加熱した。とこで用語「鉄」
は前記組成の高速度鋼を意味し、用語「チタン」は陰極
材料として用いた前記組成のチタン基合金を指す。焼鈍
としてドリルを２８０℃す力わち前記擬二元系のマルテ
ンサイト変態温度に加熱し、その温度に２０分間保持し
た。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
った。ドリル１本当）の平均孔開は数は３１０でありた
。

実施例４ １０、トのツイストドリルを実施例１と同様に作り、次
の点を除き実施例１と同様立方法でこのドリル上に耐摩
耗性被膜を堆積させた。すなわち、陰極物質として重量
パーセント組成ｉ、Ｚ　Ａｔ　：　６．０、Ｓｎ：３．
Ｏ１残部：Ｔｌのチタン基合金を用いた。ドリルの表面
にはＴＩＮ系侵入型元素相の厚さ６μｍの耐摩耗性被膜
が堆積した。

次の１点を除き実施例１と同様の方法を更に行なった。

すなわち、ドリルを３５０℃すなわち、「鉄・チタン」
擬二元系の共析晶分解温度に加熱した。ここで用語「鉄
」は前記組成の高速度鋼を意味し、用語「チタン」は陰
極材料として用いた前記組成のチタン基合金を指す。焼
鈍としてドリルを３２０℃すなわち前記擬二元系のマル
テンサイト変態温度に加熱し、その温度に２０分間保持
した。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
った。ドリル１本当υの平均孔開は数は３５０であった
。

実施例５ １０ツトのツイストドリルを実施例１と同様に作シ、次
の点を除き実施例１と同様な方法でこれらのドリル上に
耐摩耗性被膜を堆積させた。すなわち、陰極物質として
重量パーセント組成がＡｔ：６、Ｏ１残部：Ｔ１のチタ
ン基合金を用いた。ＴＩＮ系侵入型元素相の厚さ６μｍ
の耐摩耗性被膜が堆積した、次に、バイアス電圧を１１
００ｖに増加させ、同時に、酸素を含有する酸化還元ガ
スとじて二酸化炭素を真空容器中に供給した。ドリルを
４００℃すなわち「鉄・チタン」擬二元系の共析晶分解
温度に加熱した。ここで用語「鉄」は前記組成の高速度
鋼を意味し、用語「チタン」は陰極材料として用いた前
記組成のチタン基合金を指す。

焼鈍としてドリルを二酸化炭素の雰囲気中で２９０℃す
なわち前記擬二元系のマルテンサイト変態温度に加熱し
、その温度に３５分間炉内で保持した。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
りた。ドリル１本幽シの平均孔開は数は３００であった
。

実施例６ １０ツトのツイストドリルを実施例１と同様に作シ、次
の点を除き実施例１と同様な方法でこのドリル上に耐摩
耗性被膜を堆積させた。すなわち陰極物質として重量パ
ーセント組成がＡｔ：３０、残部二Ｔ１のチタン基合金
を用いた。ＴＩＮ系侵入型元素相の厚さ６μｍの耐摩耗
性被膜が堆積した。

次に、ドリルに印加されたバイアス電圧を１１００Ｖに
増加させ、同時に、酸素を含有する酸化還元ガスとして
一酸化窒素を真空容器中に供給した。

ドリルを４８０℃すなわち「鉄・チタン」擬二元系の共
析晶分解温度に加熱した。ここで用語「鉄」は前記組成
の高速度鋼を意味し、用語「チタン」は陰極材料として
用いた前記組成のチタン基合金を指す。焼鈍として、ド
リルを一酸化窒素雰囲気中で３８０℃すなわち前記擬二
元系のマルテンサイト変態温度に加熱し、その温度に１
０分間炉内で保持した。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
った。ドリル１本当υの平均孔開は数は３００であった
。

実施例７ １０、トのツイストドリルを実施例１と同様に作シ、次
の点を除き実施例１と同様な方法で該ドリル上に耐摩耗
性被膜を堆積させた。すなわち、陰極物質として重量パ
ーセント組成がＡｔ：６．０、Ｖ：４．０．残部：Ｔ１
のチタン基合金を用いた。ドリルの表面にはＴ％Ｎ系侵
入型元素相の厚さ６μｍの耐摩耗性被膜が堆積した。

次の１点を除き実施例１と同様の方法を更に行なった。

す力わち、ドリルを４５０℃すなわち、「鉄・チタン」
接部元系の共析晶分解温度に加熱した。ここで用語「鉄
」は前記組成の高速度鋼を意味し、用語「チタン」は陰
極材料として用いた前記組成のチタン基合金を指す。焼
鈍として、ドリルを二酸化炭素雰囲気中で３１０℃すな
わち前記接部元系のマルテンサイト変態温度に加熱し、
その温度に２５分間炉内で保持した。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
りた。ドリル１本当シの平均孔開は数は３３５であった
。

実施例８ １０ツトのツイストドリルを実施例１と同様に作シ、次
の点を除き実施例１と同様な方法で該ドリル上に耐摩耗
性被膜を堆積させた。すなわち、陰極物質として重量パ
ーセント組成が人Ｚ：Ｓ、０１Ｎｂ：２．０１Ｔａ：１
．Ｏ，残部二Ｔｌのチタン基合金を用い、反応ガスとし
てメタンを用いた。ＴｉＣ系侵入型元素相の厚さ６μｍ
の耐摩耗性被膜が堆積した。

次の１点を除き実施例１と同様の方法を更に行なった。

すなわち、ドリルを５００℃すなわち、「鉄・チタン」
接部元系の共析晶分解温度に加熱した。ここで用語「鉄
」は前記組成の高速度鋼を意味し、用語「チタン」は陰
極材料として用いた前記組成のチタン基合金を指す。焼
鈍として、ドリルを３２０℃すなわち前記接部元系のマ
ルテンサイト変態温度に加熱し、その温度に３０分間炉
内で保持した。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
った。ドリル１本当シの平均孔開は数は３０９であった
。

実施例９ １０ツトのツイストドリルを実施例１と同様に作シ、次
の点を除き実施例１と同様な方法で該ドリル上に耐摩耗
性被膜を堆積させた。すなわち、陰極物質として重量・
ぐ−セント組成がＰｄ：０．３、残部：Ｔ１のチタン基
合金を用い、反応ガスとしてがランを用いた。二はう化
チタン系侵入型元素相の厚さ６μｍの耐摩耗性被膜が堆
積した。

次の１点を除き実施例１と同様の方法を更に行なった。

すなわち、ドリルを４９０℃すなわち。

「鉄・チタン」接部元系の共析晶分解温度に加熱した。

ここで用語「鉄」は前記組成の高速度鋼を意味し、用語
「チタン」は陰極材料として用いた前記組成のチタン基
合金を指す。焼鈍として、ドリルを３００℃すなわち前
記接部元系のマルテンサイト変態温度に加熱し、その温
度に３５分間保持した。

実施例１と同様な方法で上記ドリルの耐久性試験を行な
った。ドリル１本当シの平均孔開は数は３１９でありた
。

実施例１０ １０ット１０本の直径５ｎのツイストドリルを、重量ツ
ク−セントでＣ：１．０、Ｃｒ　：　６．０、Ｗ：１．
３゜Ｖ：Ｏ，Ｓ、残部Ｆｅの組成を持つ高速度鋼で作っ
た。

機械的不純物を除去し且つ脱脂した該口、トのドリルを
、イオン衝撃による金属の凝縮によって耐摩耗性被膜を
堆積させるための公知設備の真空容器内に配置した。真
空容器を５Ｘ１０ｍＨｇの圧力まで減圧し、ドリルに９
００ｖのバイアス電圧を印加し、重量ツク−セント組成
がＡＬ：６．５．　Ｃｒ：０．９、Ｓｌ：０．４、Ｆｅ
：０．６、Ｂ：０．１．残部二Ｔｌのチタン基合金陰極
を蒸発させるために真空容器内にアーク放電を発生させ
た。次に、ドリルの表面を清浄化し、２００℃に加熱し
た。その結果、「鉄・チタン」接部元系の合金がドリル
の表面層に形成された。ここで上記の系の「鉄」という
語は前記組成の高速度鋼を指し、「チタン」という語は
陰極物質として用いた前記組成のチタン基合金を指す。

次にバイアス電圧を８０ｖに減少させ。

反応ガスとして窒素を真空容器内に供給し、真空容器内
の圧力を２Ｘ１０　０Ｈｇとした。窒素と蒸発し得る陰
極物質とを１時間相互作用させて、厚さ６ｐｙｉの窒化
チタン系耐摩耗性被膜をドリルの表面に形成した。その
後、酸素を含有する酸化還元ガス状混合物として環境中
の空気を真空容器中に供給し、真空容器内の圧力はそれ
までのレイルに維持した。同時に、ドリルに印加された
バイアス−電圧を９００ｖすなわちドリルの加熱を清浄
化に有効な値にまで再び増加させた。ドリルを３５０℃
すなわち前記「鉄・チタン」接部元系の共析晶分解温度
に加熱した。該温度に達した後直ちに、反応ガスの供給
を停止し、アーク放電を消し、バイアス電圧を切シ、ド
リルを真空容器内で室温まで冷却した。次にドリルを焼
鈍した。焼鈍は、ドリルを炉内に配置し、空気雰囲気中
で、１５０℃すなわち該「鉄・チタン」接部元系のマル
テンサイト変態温度に加熱し、その温度に３０分間炉内
で保持することによって行った。次にドリルを室温まで
冷却した。

次の点を除き実施例１と同様な方法でこのロフトのドリ
ルの耐久性試験を行なった。すなわち、切削速度を３２
ｍ／分とし、孔開は深さをｔ＝ｄ＝　５　ｒｎ＊とした
。

ドリル１本当シの平均孔開は数は７０であった。

〔発明の効果〕

本発明の切削工具の製造方法によって、切削工具の性能
特性を向上させ且つその耐久性を少なくとも１．５倍に
増加させることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、切削工具を真空容器内に配置する工程、該工具にバ
   イアス電圧を印加する工程、 該工具を、アーク放電によって蒸発し得る陰極物質のイ
   オンで衝撃を与えられることによって、予熱し且つ清浄
   化する工程、 その後該バイアス電圧を耐摩耗性被膜が形成される値に
   まで減少させる工程、 そして、蒸発している該陰極物質と該真空容器中に導入
   された反応ガスとの相互作用によって、所定厚さを有す
   る該耐摩耗性被膜を形成する工程および その後該切削工具を焼鈍する工程 から成る、侵入型元素相系耐摩耗性被膜を具備する鉄基
   合金製切削工具の製造方法において、該陰極物質として
   チタンまたはチタン基合金を用い、 該所定厚さの該耐摩耗性被膜の形成に引き続き該バイア
   ス電圧を、該工具の該予熱および該清浄化において有効
   なバイアス電圧の値と等しい値にまで増加させ、 その後、該切削工具を「鉄・チタン」擬二元系における
   共析晶分解温度にまで加熱するために、酸素を含有する
   酸化還元ガスまたはガス状混合物を該真空容器に供給し
   、 且つ、該切削工具の焼鈍を、酸素を含有する酸化還元ガ
   スまたはガス状混合物中で、１０〜４０分間、「鉄・チ
   タン」擬二元系におけるマルテンサイト変態の温度で行
   なう ことを特徴とする侵入型元素相系耐摩耗性被膜を具備す
   る鉄基合金製切削工具の製造方法。