JPS6353269A - ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプ - Google Patents
ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプInfo
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- JPS6353269A JPS6353269A JP15678186A JP15678186A JPS6353269A JP S6353269 A JPS6353269 A JP S6353269A JP 15678186 A JP15678186 A JP 15678186A JP 15678186 A JP15678186 A JP 15678186A JP S6353269 A JPS6353269 A JP S6353269A
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Landscapes
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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。
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〕
この発明は、ダイヤモンド被覆層の付着強度が著しく高
く、したがってきわめて長期に亘ってすぐれた切削性能
を発揮するダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合
金製切削工具チップに関するものである。
く、したがってきわめて長期に亘ってすぐれた切削性能
を発揮するダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合
金製切削工具チップに関するものである。
近年、各種基体の表面にダイヤモンド被覆層を形成する
研究が多く行なわれ、その方法として、Ｃｌ−１４など
のガスの熱分解によるＣＶＤ法（化学蒸着法）や、カー
ボンイオンをヰ体に衝突させるＰＶＤ法（物理蒸着法）
などの低圧気相合成法が提案されている。
研究が多く行なわれ、その方法として、Ｃｌ−１４など
のガスの熱分解によるＣＶＤ法（化学蒸着法）や、カー
ボンイオンをヰ体に衝突させるＰＶＤ法（物理蒸着法）
などの低圧気相合成法が提案されている。
しかし、上記の低圧気相合成法によって形成されたダイ
ヤモンド被覆層は、基体との付着強度が低いために、こ
れを高負荷のかかる切削工具ブツブとして実用化するこ
とは不可能であるのが現状である。
ヤモンド被覆層は、基体との付着強度が低いために、こ
れを高負荷のかかる切削工具ブツブとして実用化するこ
とは不可能であるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、基体に
対する付着強度の高いダイヤモンド被覆層を形成し、も
って切削工具としての利用を可能とすべく、特に基体と
して炭化タングステン（以下ＷＣで示す）超超硬合金に
着目し、研究を行なった結果、 （ａ）ＷＣＣ超超硬合金基体表面での低圧気相合成法に
おけるダイヤモンド核の発生は、ＷＣ上で起り、Ｃｏ上
ではダイヤモンドの一部がグラファイト化してしまうこ
と。
対する付着強度の高いダイヤモンド被覆層を形成し、も
って切削工具としての利用を可能とすべく、特に基体と
して炭化タングステン（以下ＷＣで示す）超超硬合金に
着目し、研究を行なった結果、 （ａ）ＷＣＣ超超硬合金基体表面での低圧気相合成法に
おけるダイヤモンド核の発生は、ＷＣ上で起り、Ｃｏ上
ではダイヤモンドの一部がグラファイト化してしまうこ
と。
（ｂ）シたがって、ＷＣＣ超超硬合金基体おける結合相
としてのＣＯはできるだけ少ない方がよいが、あまり少
なくすると合金強度の低下をきたすようになることと考
え合わせ、Ｃｏ含有伍を１〜４重量％とじた場合に、ダ
イヤモンド被覆層の付着強度が高く、かつ切削工具とし
ての強度も確保できること。
としてのＣＯはできるだけ少ない方がよいが、あまり少
なくすると合金強度の低下をきたすようになることと考
え合わせ、Ｃｏ含有伍を１〜４重量％とじた場合に、ダ
イヤモンド被覆層の付着強度が高く、かつ切削工具とし
ての強度も確保できること。
（Ｃ）ＷＣＣ超超硬合金おけるＷＣの粒径を粗粒として
、２〜１０ｔ１７ｒＬの平均粒径をもつものとすると、
ダイヤモンド被覆層の形成も速くなり、かつその付着強
度も高くなること。
、２〜１０ｔ１７ｒＬの平均粒径をもつものとすると、
ダイヤモンド被覆層の形成も速くなり、かつその付着強
度も高くなること。
（ｄ）さらに、ＷＣＣ超超硬合金基体表面をエツチング
して、結合相形成成分としてのＧｏを除いたエツチング
層、望ましくは０．１〜１μｍの平均層厚を有するエツ
チング層を介してダイヤモンド被覆層を形成すると、こ
のダイヤモンド被覆層の前記基体への付着強度が一段と
向上するようになること。
して、結合相形成成分としてのＧｏを除いたエツチング
層、望ましくは０．１〜１μｍの平均層厚を有するエツ
チング層を介してダイヤモンド被覆層を形成すると、こ
のダイヤモンド被覆層の前記基体への付着強度が一段と
向上するようになること。
以上（ａ）〜（１）に示される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っ
て、Ｃｏ：１〜４重量％を含有し、残りがＷＣと不可避
不純物からなる組成、並びにＷＣの平均粒径が２〜１０
μｍの粗粒組織を右するＷＣＣ超超硬合金基体表面に、
エツチング層を介して低圧気相合成ダイヤモンド被覆層
を形成してなるダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具チップに特徴を有するものである。
て、Ｃｏ：１〜４重量％を含有し、残りがＷＣと不可避
不純物からなる組成、並びにＷＣの平均粒径が２〜１０
μｍの粗粒組織を右するＷＣＣ超超硬合金基体表面に、
エツチング層を介して低圧気相合成ダイヤモンド被覆層
を形成してなるダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具チップに特徴を有するものである。
なＪ３、この発明のダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬含金製
切削工具チップ（以下、ｍ覆切削チップと略記する）に
おいて、ＣＯ含有伍を１〜４重渚％と限定したのは、上
記のようにその含有ｊが１重グ％未満では切削工具チッ
プに要求される基体強度を確保することができず、一方
その含有ｍが４重量％を越えると、ダイヤモンド被覆層
の形成速度が遅くなるばかりでなく、ダイヤモンドの一
部がグラファイト化して、所望のすぐれた耐摩耗性およ
び付着強度を確保することができなくなるという理由に
よるものであり、またＷＣの平均粒径を２〜１０μｍの
粗粒としたのは、その平均粒径が２μｍ未満では、上記
のようにダイヤモンド被覆層の形成速度が著しく遅くな
るばかりでなく、その付着強度も低いものとなり、一方
１０μｍを越えた平均粒径を有するＷＣＣ超超硬合金製
造は困難であることから、その平均粒径を２〜１０μｍ
と定めたのである。
切削工具チップ（以下、ｍ覆切削チップと略記する）に
おいて、ＣＯ含有伍を１〜４重渚％と限定したのは、上
記のようにその含有ｊが１重グ％未満では切削工具チッ
プに要求される基体強度を確保することができず、一方
その含有ｍが４重量％を越えると、ダイヤモンド被覆層
の形成速度が遅くなるばかりでなく、ダイヤモンドの一
部がグラファイト化して、所望のすぐれた耐摩耗性およ
び付着強度を確保することができなくなるという理由に
よるものであり、またＷＣの平均粒径を２〜１０μｍの
粗粒としたのは、その平均粒径が２μｍ未満では、上記
のようにダイヤモンド被覆層の形成速度が著しく遅くな
るばかりでなく、その付着強度も低いものとなり、一方
１０μｍを越えた平均粒径を有するＷＣＣ超超硬合金製
造は困難であることから、その平均粒径を２〜１０μｍ
と定めたのである。
（実施例）
つぎに、この発明の被覆切削チップを実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
まず、原料粉末として、２〜１０μｍの範囲内の所定の
平均粒径を有する各種のＷＣ粉末および同１．２μｍの
ＣＯ粉末を用い、これら原料粉末を所定の配合組成に配
合し、以後、通常の条件で混合し、プレス成形し、焼結
しく焼結温度：１４３０〜１５００℃の範囲内の所定温
度）、ついで研磨して、Ｃｌ５（超硬工具協会）規格５
ＰＰ４３２の形状を有し、かつそれぞれ第１表に示され
る成分組成、ＷＣの平均粒径、およびＯツクウェル硬さ
く△スケール）をｂつたＷＣＣ超超硬合金基体してのス
ローアウェイチップを形成し、引続いて、同じく第１表
に示される条件にてエツヂン ・グを行ない、前記スロ
ーアウェイチップの表面にエツチング層を形成し、この
スローアウェイチップの表面に、ＣＶＤ法を用い、 反応容器：直径１２０Ｈの石英管、 使用フィラメント：全屈Ｗ、 フィラメント温度： ２０００℃、 基体温度ニア００℃、 雰囲気：１０ｔｏｒｒのＣＨ４＋Ｈ２、反応ガス割合：
ＣＨ４／ ｌ−１２＝ ０．００５、反応時間：３〜
６時間 の条件でダイヤモンド被覆を行ない、同じく第１表に示
される平均層厚を右するダイヤモンド被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆切削デツプ１〜７および比較
被覆切削チップ１〜３をぞれぞれ製造した。
平均粒径を有する各種のＷＣ粉末および同１．２μｍの
ＣＯ粉末を用い、これら原料粉末を所定の配合組成に配
合し、以後、通常の条件で混合し、プレス成形し、焼結
しく焼結温度：１４３０〜１５００℃の範囲内の所定温
度）、ついで研磨して、Ｃｌ５（超硬工具協会）規格５
ＰＰ４３２の形状を有し、かつそれぞれ第１表に示され
る成分組成、ＷＣの平均粒径、およびＯツクウェル硬さ
く△スケール）をｂつたＷＣＣ超超硬合金基体してのス
ローアウェイチップを形成し、引続いて、同じく第１表
に示される条件にてエツヂン ・グを行ない、前記スロ
ーアウェイチップの表面にエツチング層を形成し、この
スローアウェイチップの表面に、ＣＶＤ法を用い、 反応容器：直径１２０Ｈの石英管、 使用フィラメント：全屈Ｗ、 フィラメント温度： ２０００℃、 基体温度ニア００℃、 雰囲気：１０ｔｏｒｒのＣＨ４＋Ｈ２、反応ガス割合：
ＣＨ４／ ｌ−１２＝ ０．００５、反応時間：３〜
６時間 の条件でダイヤモンド被覆を行ない、同じく第１表に示
される平均層厚を右するダイヤモンド被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆切削デツプ１〜７および比較
被覆切削チップ１〜３をぞれぞれ製造した。
なお、比較被１切削デツプ１〜３は、いずれも基体の成
分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれかの条件が
この発明の範囲から外れたものである。
分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれかの条件が
この発明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結果得られた本発明被覆切削デツプ１〜７
および比較被覆切削チップ１〜３について、 補剛材：△ｔ−１８重量％３ｉ合金、 カッタ径：直径１６０＃のダブルポジタイプ、切削速度
： ５２０ ｍ／ｎ＋ｔ、 送 リ：０．１８ｍｍ／刃、 切込み ：１．５ 馴、 切削時間二８０分、 の条件でフライス切削試験を行ない、試験後の切刃にお
けるダイヤモンド被覆層の剥離状態、被削材の溶着状態
、切刃自体の状態を観察し、さらに摩耗ａを測定した。
および比較被覆切削チップ１〜３について、 補剛材：△ｔ−１８重量％３ｉ合金、 カッタ径：直径１６０＃のダブルポジタイプ、切削速度
： ５２０ ｍ／ｎ＋ｔ、 送 リ：０．１８ｍｍ／刃、 切込み ：１．５ 馴、 切削時間二８０分、 の条件でフライス切削試験を行ない、試験後の切刃にお
けるダイヤモンド被覆層の剥離状態、被削材の溶着状態
、切刃自体の状態を観察し、さらに摩耗ａを測定した。
これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆切削チップ１〜
７は、いずれもダイヤモンド被７２層の形成が速く、か
つ基体に対する付着強度も著しく高いので、被覆層の剥
離や、切刃に対する被削材の溶着がほとんどなく、かつ
切刃も正常摩耗を示し、さらにすぐれた耐摩耗性を示す
のに対して、比較被覆切削チップ１〜３に見られるよう
に、基体の成分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいず
れかでもこの発明の範囲から外れると、ダイヤモンド被
覆層の形成速度が遅く、あるいは付着強度が低下するよ
うになることから、切削工具として望ましくない現象が
切刃に現われるようになり、かつ所望の耐摩耗性を示さ
ないことが明らかである。
７は、いずれもダイヤモンド被７２層の形成が速く、か
つ基体に対する付着強度も著しく高いので、被覆層の剥
離や、切刃に対する被削材の溶着がほとんどなく、かつ
切刃も正常摩耗を示し、さらにすぐれた耐摩耗性を示す
のに対して、比較被覆切削チップ１〜３に見られるよう
に、基体の成分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいず
れかでもこの発明の範囲から外れると、ダイヤモンド被
覆層の形成速度が遅く、あるいは付着強度が低下するよ
うになることから、切削工具として望ましくない現象が
切刃に現われるようになり、かつ所望の耐摩耗性を示さ
ないことが明らかである。
上述のように、この発明のダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬
合金製切削工具チップにおいては、ダイヤモンド被覆層
のＷＣＣ超超硬合金基体表面対する付着強度が著しく高
いので、きわめて長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
するのである。
合金製切削工具チップにおいては、ダイヤモンド被覆層
のＷＣＣ超超硬合金基体表面対する付着強度が著しく高
いので、きわめて長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
するのである。
Claims (1)
- Ｃｏ：１〜４重量％を含有し、残りが炭化タングステン
と不可避不純物からなる組成、並びに炭化タングステン
の平均粒径が２〜１０μｍの粗粒組織を有する炭化タン
グステン基超硬合金基体の表面に、エッチング層を介し
て低圧気相合成ダイヤモンド被覆層を形成してなるダイ
ヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チ
ップ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/066,698 US4731296A (en) | 1986-07-03 | 1987-06-24 | Diamond-coated tungsten carbide-base sintered hard alloy material for insert of a cutting tool |
| DE8787109298T DE3765588D1 (de) | 1986-07-03 | 1987-06-28 | Diamant-beschichtetes gesintertes hartmetallmaterial auf der basis von wolframcarbid, geeignet als schneidwerkzeugeinsatz. |
| EP87109298A EP0251264B1 (en) | 1986-07-03 | 1987-06-28 | Diamond-coated tungsten carbide base sintered hard alloy material for insert of a cutting tool |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9566486 | 1986-04-24 | ||
| JP61-95664 | 1986-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353269A true JPS6353269A (ja) | 1988-03-07 |
| JPH0791651B2 JPH0791651B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=14143760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15678186A Expired - Lifetime JPH0791651B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-07-03 | ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791651B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0320467A (ja) * | 1989-04-21 | 1991-01-29 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 密着性にすぐれたダイヤモンド被覆焼結体及びその製造方法 |
| JPH03237066A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Ngk Insulators Ltd | 窒化珪素焼結体およびその製造法 |
| US5236740A (en) * | 1991-04-26 | 1993-08-17 | National Center For Manufacturing Sciences | Methods for coating adherent diamond films on cemented tungsten carbide substrates |
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| US6027808A (en) * | 1996-11-11 | 2000-02-22 | Shinko Kobelco Tool Co., Ltd. | Cemented carbide for a drill, and for a drill forming holes in printed circuit boards which is made of the cemented carbide |
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-
1986
- 1986-07-03 JP JP15678186A patent/JPH0791651B2/ja not_active Expired - Lifetime
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