KR810001150B1 - 표면 피복된 초경합금 제품 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

표면 피복된 초경합금 제품

첨부도면은 본 발명의 절삭시험에 사용되는 시편의 단면도.

본 발명은 표면이 피복된 초경합금 제품에 관한 것으로 특히 산화물류와 탄화물류 및 질화물류로 된 하나이상의 피복층을 갖는 절삭공구와 같은 초경합금 제품 또는 부품에 관한 것이다.

초경합금류는 주로 철족금속에 의해 경화되고, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 콜룸븀, 탄탈, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐에서 선택된 하나이상의 금속의 탄화물 및 /또는 질화탄소류를 함유하는 적당한 인성 및 내마모성을 갖는 소결산물이다. 상기 초경합금을 절삭공구로 사용하는 경우, 공구의 수명은 공구날의 마모여하에 좌우되므로 내마모성을 증가시키는 것이 중요한 문제가 된다. 초경합금보다 우수한 내마모성을 갖는 티타늄, 지르코늄 및 하프늄의 탄화물류, 질화물류 또는 질화탄소류 및 알루미늄과 지르코늄의 산화물류로 초경합금을 피복하여 인성 및 내마모성이 우수한 피복 삽입편을 얻으려는 시도가 수차 실시되어 왔다. 그러나, 상기한 시도는 단지 피복층 수의 증가 또는 피복층의 종류의 변화에 관한 것으로 초경합금의 인성의 개량에는 도움이 되지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 기술의 결점을 보완할 수 있는 우수한 내마모성을 갖는 표면이 피복된 초경합금을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 인성이 우수한 절삭공구 또는 절삭삽입편을 제공하는데 있다.

절삭공구, 다이스, 밸브, 베어링 등 여러용도에 유용한 다수의 피복층을 갖는 탄화 텅스텐을 주재로한 초경합금을 제공하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.

또한, 본 발명은 피복층과 초경합금 본체사이에 증가된 응착강도를 제공하고 있다.

상기 목적들은 산화물류, 탄화물류, 질화물류 및 그 혼합물 또는 화합물에서 선택된 하나이상의 물질로 구성된 단층 또는 다층의 표면피막을 갖는 초경합금에 의해 달성될 수 있으며, 초경합금 표면과 접해있는 최심층은 IVa족, Va족 및 VIa족 원소의 탄화물 및 질화탄소류에서 선택된 하나 이상의 물질로 구성되고, 초경합금 표면과 최심피복층간의 탈탄층(η상)의 두께는 계면 곡률이 0인 경우 0.5미크론 또는 그 이하이며 피복된 초경합금의 결합금속의 격자정수는 계면에서 50미크론까지의 평균치로서 철족금속 고용체의 격자정수보다 0.005Å 적다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하는 바 결과적으로 피복 삽입편의 인성은 지금까지는 열등 제품으로 간주되었던 유리탄소를 함유하는 초경합금을 사용함으로써 증시킬수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 초경합금의 피복층의 응착강도를 알기 위해 통상 사용되는 화학적 증기 침전법에 의해 탄화물류, 질화물류, 질화탄소류 및 산화물류등으로 초경합금 본체를 피복시킬때 응착강도는 탄화물류, 질화탄소류, 질화물류, 산화류의 순으로 낮으며, 탄화물류 및 질화탄소류는 비실용적이며, 또한 다층인 경우 초경합금 본체에 최심 피복층의 응착력이 문제가 된다는 것을 발견하였다. 본 발명은 상기한 제반 발견에 그 기초를 둔다.

본 발명의 표면 피복된 초경합금에 있어서, 일반적으로 30중량%까지의 철족금속, 즉, 철, 니켈 및 코발트등에서 선택된 하나 이상의 금속에 의해 경화되고 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 콜룸븀, 탄탈, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐에서 선택된 하나 이상의 금속의 탄화류 및 질화탄소류에서 선택된 하나 이상의 물질을 함유하는 소결산물인 초경합금이 기재(基材)가 된다. 초경합금 본체와 접촉하는 최심층은 IVa족, Va족 및 VIa족 원소군의 탄화물류 및 질화 탄소류에서 선택된 하나 이상의 물질로 구성되며, 일반적으로 0.1-10미크론, 바람직하게는 0.1-6미크론의 두께를 갖는다.

IVa족 원소는 리타늄, 지르코늄, 하프늄등이며, Va족 원소는 바나듐, 콜룸븀, 탄탈등이고, VIa족 원소는 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐등이다. 본 발명의 표면 피복된 초경합금 제품에 있어서 초경합금 기질과 접촉하는 최심층을 IVa족, Va족 및 VIa족 원소의 탄화물류 및 질화탄소류 등에서 선택된 하나이상의 물질로 구성되나, 본 발명에서는 티타늄, 즉, 탄화티타늄의 경우에 대해 상세히 설명하는 바 그 이유는 상기 경우가 티타늄 질화탄소의 경우와 사실상 같기 때문이다. 탄화티타늄을 이용한 초경합금 기질의 피복은 일반적으로 예정된 비율로 메탄 및 수소와 같은 탄화수소, 4염화티타늄과 같은 티타늄 할라이드의 기체상의 혼합물로부터 약 1000℃의 고온에서 탄화티타늄을 침전시키는 소위 화학적 증기 침전법으로 수행된다.

상기 방법에 의한 탄화티타늄의 침전반응 기구는 매우 복잡하나 단순한 일례로 다음의 2단계로 나타낼 수 있다. 즉, (1)은 유리금속 티타늄의 생성과, (2) 유리금속 티타늄의 침탄 :

TiCl₄+2H₂→Ti+4HCl……………(1)

Ti+C→TiC…………………………(2)

반응식(2)에 의한 유리티타늄의 침탄은 기체상의 혼합물의 탄화수소가 분해하여 생성된 유리탄소 및 초경합금으로부터 제공된 탄소에 의해 수행된다. 기체상의 혼합물에서 탄화수소의 농도가 낮으면 탄화티타늄을 형성하는데 필요한 탄소의 대부분은 초경합금에 함유된 탄소의 확산에 의해 제공되며, 탄화티타늄 피복층의 직하에 소위 η상이라고 하는 취약한 탈탄상이 형성되어 피복 삽입편의 현저한 인성의 저하를 야기시킨다. 반면에 기체상의 혼합물의 탄화수소 농도가 증가하면 탄화티타늄을 형성하는데 필요한 대부분의 탄소는 기체상으로부터 제공되며, 상기한 η상이 없는 피복 삽입편을 얻는 것이 가능하다. 그러나 이러한 방법으로 얻어진 피복삽입편은 탄화티타늄 피복층 및 초경합금 기질간의 응착강도가 약하며, 상기 피복삽입편을 이용하여 절삭작업이 수행될때 초경합금 기질로부터 피복층이 작은 조각으로 떨어져 나가는 현상(flaking)이 생겨 인성의 저하를 야기시킨다.

상기한 η상의 생성 및 피복층의 플레이킹의 문제를 해결하기 위해, 초경합금 기질에 유리탄소의 형태로 탄소를 축적하는 것이 효과적이며, 비록 유리탄소의 존재가 일반적으로 초경합금의 내마모성을 저하시킨다고 알려졌으나, 본 발명의 표면이 피복된 초경합금 제품의 내마모성은 그 표면 피막때문에 유리탄소를 함유하는 초경합금 기질이 사용된다하더라도 내마모성이 별로 저하되지 않는데 그 근거를 둔다.

상기한 바를 근거로하여 화학적 증기 침전법에 의해 유리탄소를 함유하는 초경합금 기질을 피복시킬때, η상을 갖지 않고 피복층의 플레이킹 문제가 야기되지 않는 표면이 피복된 초경합금의 제조가 가능하다는 것을 발견하였다. 이러한 경우 η상을 갖지않는 구역은 탄화티타늄 피복층과 초경합금 기질간의 계면곡률이 0이 되는 지역에 한하며, 탄소가 불충분하게 공급되고 곡률이 큰 가장자리에서는 곡률에 상응하여 η상이 출현한다. 또한 초경합금 기질에서 탄화티타늄을 형성하기 위한 유리탄소가 화학적 증기 침전법에 의한 정상적 피복조건하에서 50미크론 까지이며 유리탄소가 적어도 50미크론의 깊이로 침전되는 것이 바람직하다는 것이 발견되었다. 유리탄소의 양은 0.01-0.50중량%범위가 바람직하며 그 이유는 0.01중량%이하이면 η상의 두께가 0.5미크론을 초과하여 초경합금의 인성의 저하를 가져오며, 반면 0.50중량% 이상이면 피복후의 내마모성이 저하되기 때문이다. 가장 바람직한 범위는 0.05-0.35중량%이다. 시편을 질산 및 볼화수소산의 혼합산으로 분해되는 혼합산 분합법에 의해 유리탄소의 정량분석을 하며 그후 잔재를 분석하고 탄소의 정량분석을 전량계(電量計)로 실시한다.

화합적증기 침전법에 의해 탄화티타늄으로 초경합금을 피복할때 일반적으로 탄화티타늄 피복층의 두께는 수미크론정도로 얇아서 피복후 잔류하는 유리탄소의 량에 거의 차이가 없으나, 다음과 같은 특별한 경우도 있다. 초경합금 기질에 함유된 유리탄소의 량이 화학적 증기 침전법에 의해 탄화티타늄을 피복시킨후의 량보다 적은 경우, 본체의 전 유리탄소는 탄화티타늄 피복층의 형성에 소모되며, 그것은 유리탄소를 함유하지 않는 초경합금 기질이 사용된 것처럼 보인다. 그러나, 상기의 경우 η상의 두께가 곡률이 큰 가장자리에서는 수미크론에 이르나 곡률이 0인 구역에서는 탄소의 충분한 공급때문에 0.5미크론 이하이다. 피복층의 적하 100미크론의 깊이까지의 결합상 금속의 격자정수는 탄화텅스텐주재 초경합금의 결합상 금속으로서 코발트를 사용하여 X-선 회절에 의해 측정하며 그 값은 3. 550Å 또는 그 이하이다(순수코발트의 격자정수 : 3.545Å). 따라서 탄화티타늄 피복층을 형성하기 위해 탄소는 탄화 텅스텐으로 부터가 아닌 유리 탄소로부터 공급되기 때문에 유리탄소를 함유하는 초경합금 기질이 사용됨이 이해될 것이다. 실제로 이상적인 피복된 초경합금은 η상의 두께가 0.5미크론 이하일때와 피복된 초경합금으로부터 탄화티타늄층을 제거하고 탄화나트륨의 10%용액을 사용하여 50미크론의 두께로 탄화텅스텐층을 전해적으로 제거하여 측정된 결합상의 격자정수가 0.005Å 또는 그 이상으로 철족 금속고용체의 격자정수보다 크지 않다. 즉, 코발트의 경우는 3.550Å 또는 그 이하이다.

화학적 증기 침전법에 의해 탄화티타늄 피막을 형성하는 경우와 같이 고온에서 장시간 초경합금을 가열할때, Co₃W는 침전하여 초경합금을 취약하게하나, Co₃W의 침전도는 초경합금에 함유된 탄소의 양에 좌우되며 탄소량이 많을때는 Co₃W는 침전하기가 어렵다. 이러한 점에서 본 발명은 매우 유리하다.

본 발명에서, 초경합금 기질의 유리탄소는 탄화티타늄 피막을 형성할 목적으로 사용되며, 결과적으로 유리탄소를 포함하는 탄소의 농도구배는 표면에서 50미크론의 두께의 내부까지 나타난다. 초경합금 기질을 탄화티타늄으로 피복시킬때, 초경합금 제품의 내부에 큰 경도구배가 생기며 인성은 절삭사용시 때로는 저하된다. 그것은 초경합금 제품의 특성, 특히 경도가 탄소함량에 크게 좌우되기 때문이다. 상기한 경우, 탄소의 확산 및 균일처리가 때로는 바람직하다. 이러한 목적으로 950-1100℃, 바람직하게는 1000-1050℃의 온도로 0.5-10시간, 바람직하게는 1-5시간동안 열처리를 하여야 한다. 950℃ 및 0.5시간 이하이면 탄소가 확산되기가 어렵고 반면 1100℃ 및 10시간 이상이면 피복층과 초경합금 제품간의 계면에 결합상금속이 다량으로 축적되어 내마모성의 현저한 저해를 야기시킨다.

상술한 설명은 단지 단층의 피막에 한정되었으나 초경합금 기질의 표면과 직접 접촉하는 최심 피복층이 IVa, Va 및 VIa족 원소군의 탄화물류 및 질화탄소류로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질로 구성되어 있는 한, 다종의 산화물류, 탄화물류, 질화물 및 그 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 물질은 최심층위에 피복되어 다층으로 피복된 초경합금 제품을 형성한다. 이러한 경우 피복층간의 응착강도를 증가시키기 위해 상기 피복층간에 중간조성을 갖는 중간층을 삽입시키는 것이 바람직하다. 예를들면, 질화티타늄을 최외각 피복층에 선정하고 탄화티타늄을 최심층에 선정할때, 티타늄질화탄소는 중간층으로 적합하며 산화알루미늄이 최외각층에 선정되고, 티타늄 질화탄소가 최심층에 선정될때는 티타늄 옥시카아보나이트라이드가 중간층으로 되는 것이 바람직하다. 이러한 중간피복층의 사용은 중간피복층을 사용하지 않는 것과 비교할때 다층피복의 큰 응착강도를 나타낸다.

또한, 하나 또는 그 이상의 산화물층이 피복되는 곳에서는 다음의 효과 또는 장점이 기대된다. 예를들면, 주기율표의 Ⅲ-Ⅵ족에 속하며 산화마그네슘, 산화베릴륨, 산화토륨, 산화하프늄, 산화티타늄, 산화지르코늄, 산화크롬, 산화알루미늄 또는 상기 산화물중 적어도 하나와 알루미늄과의 혼합물, 화합물 또는 고용체, 산화알루미늄의 3원 고용체, 산화칼슘 및 산화규소등과 같은 융점에 이르기까지 활성이 없는 원소군의 하나이상의 산화물류로 초경합금 본체를 피복시킴으로써 내마모성을 크게 증가시킬 수 있다. 그러나, 상기 피복은 초경합금 기질의 산소의 확산을 유발시켜 기질을 취약하게 하는 단점이 있다. 상기 장애를 제거하기 위하여, IVa, Va 및 VIa족 원소군의 하나이상의 탄화물류, 질화물류, 질화탄소류 및 그 외에 산소를 함유하는 물질을 기질과 산화물 층간에 삽입시켜 산소의 확산을 방지한다. 예를들면, 산화알루미늄을 최외각층으로 하고 산화티타늄을 중간층 그리고 상기한 탄화물을 최심층으로 한다.

상기한 탄화물류, 질화물류, 질화탄소류, 또는 그것에 부가하여 산소를 함유하는 화합물등은 금속조성에 대한 비금속 조성의 비가 증가함에 따라 보다 효과적으로 산소의 확산을 방지하며, 유리탄소를 함유하는 초경합금기질을 사용할때 상기한 비율은 크게 증가하여 기질에서의 산소 확산을 억제하며, 따라서 매우 높은 인성을 갖는 절삭 삽입부를 얻을 수 있는 것이다. 주로 산화알루미늄 또는 산화지르코늄으로 구성된 산화물로을 피복시, 초경합금 기질과 접촉하는 최심층에 탄화티타늄 또는 질화탄소류등과 같은 탄화물류를 사용하는 것이 효과적이며, 산화물층과 접촉하는 내부층으로서 산소를 함유하는 질화물류 또는 질화탄소류를 사용함이 바람직하다. 그로인해 산화물층의 산소 포텐셜이 증가하고 산화물층의 분해로 야기되는 산소의 유입이 감소되거나 있다손 치더라도 무시될 정도이다.

다음의 실시예로 본 발명은 보다 상세히 설명하는 바이다.

[실시예 1]

상용의 초경합금제품 ISO P-30과 같은 조성을 갖고 0.08중량%의 유리탄소를 함유하는 초경합금기질(SNU 432형)을 인코넬(인코코오포레이티드에서 생상된 니켈 주재합금의 상업상 명칭)리액터에서 1000℃의 온도로 가열하였고, 상기 리액터에 수소 86%, 7%의 4염화티타늄 및 7%의 메탄등의 기체혼합물을 40torr의 압력하에서 통과시켜 예정된 두께로 탄화티타늄을 피복시켰고, 그후 리액터를 0.1torr로 비우고 1000℃에서 5시간 유지시켰다. 냉각 후 삽입편을 절단 및 시험할때 본체를 5미크론의 두께로 탄화티타늄으로 피복시켰고 그때 초경합금기질과 피복층간의 계면에 η상이 나타나지 않았다. 계면에서 100미크론까지 초경합금의 격자정수는 3.547Å이었다.

상기 방법으로 얻어진 삽입편 및 5미크론의 두께로 탄화티타늄으로 동일조건하에서 피복된 유리탄소가 제거된 초경합금 ISOP-30(SNU 432형)(이하 Tic 피복 삽입편이라 칭함)으로 구성된 피복된 삽입편을 그 후 다음 조건하에서 절삭시험을 행하였다.

절삭조건 (1)

본 발명의 삽입편에는 0.23mm의 플랭크(flank)마모가 생겼고 반면 Tic피복 삽입편에는 0.22mm의 플랭크마모가 생겼다. 양자간에는 거의 차이가 없음이 나타났다.

절삭조건 (2)

첨부도면과 같은 형의 시편 (a=500mm, b=125mm, c=15mm) SCM 3(H_Ｂ=280)

상기 조건하에서 절삭시험을 100회 실시할때 본 발명의 삽입편에는 0%의 파손률이 나타났고 반면 Tic피복 삽입편은 33%의 파손톱을 나타내었다. 상기 결과로 본 발명의 삽입편이 인성에 있어서 훨씬 양호하다는 것이 명확해졌다.

[실시예 2]

표 1에 표시한 바와 같은 탄화티타늄으로 피복된 초경합금(ISOP-30, TNMG 432 ENZ형)의 시료 A-F를 제조하여 다음 조건하에서 절삭시험을 실시하였다.

절삭조건 (3)

결과는 표 1에 나타나 있다.

[표 1]

[실시예 3]

실시예 1에서 사용한 것과 동일한 0.08%의 유리탄소를 함유하는 ISOP-30 초경합금 기질(TNMG 432 ENZ형)을 인코넬 리액터에서 950℃의 온도로 가열하였고, 80%의 수소, 5%의 4염화지르코늄, 5%의 메탄 및 10%의 질소 등을 갖는 기체혼합물을 80torr의 압력하에서 리액터를 통과시켜 지르코늄 카아보나이트라이드를 피복시켰다. 냉각 후, 피복된 삽입편을 취해 시험을 할때 기질을 5미크론의 두께로 지르코늄 카아보나이트라이드로 피복시켰고 η상은 나타나지 않았다.

최종 삽입편을 실시예 2의 절삭조건(2)에 의해 절삭시험을 행할때, 158개의 절삭편을 취할 수 있었다.

[실시예 4]

ISOP-30 초경합금과 동일한 조성을 갖고 유리탄소(시료번호 G)를 함유하지 않고 0.15%의 유리탄소(시료번호 H)를 함유하는 2개의 초경합금 기질을 각각 인코넬 리액터에서 1000℃의 온도로 가열하고, 86%의 수소, 7%의 4염화티타늄 및 7%의 메탄으로 된 기체혼합물을 40torr의 압력하에서 통과시켜 5미크론의 두께로 탄화티타늄을 피복시켰고 그후 80%의 수소, 3%의 이산화탄소, 12%의 일산화탄소 및 염화알루미늄등으로 된 기체상혼합물을 20torr의 압력에서 통과시켜 약 1.5미크론의 두께를 갖는 산화알루미늄 피막을 형성시켰다.

그후 피복된 삽입편을 실시예 1의 절삭조건(1)에 의해 절삭시험을 실시할 때, 시료 G는 0.21mm의 플랭크 마모가 생겼고 시료 H에는 0.22mm의 플랭크 마모가 생겼다. 이들 사이에서 차이점을 발견한다는 것은 매우 어렵다.

상기 삽입편을 사용하여 실시예 1의 절삭조건(2)하에서 100회의 절삭을 행할때 시료 G는 파손률이 67%이었고 반면 시료 H는 5%의 파손률을 나타내었다. 상기 결과로부터 본 발명에 의한 삽입편이 인성에 있어서 훨씬 양호한 것이 명백해졌다.

[실시예 5]

실시예 1에서 사용한 것과 같은 0.08%의 유리탄소를 함유하는 동일한 ISOP-30 초경합금 기질(TNMG 432ENZ형을)을 인코넬 리액터에서 1000℃의 온도로 가열하고, 86%의 수소, 7%의 4염화티타늄 및 7%의 메탄으로된 기체혼합물을 40torr의 압력하에서 통과시키고, 그후 80%의 수소, 7%의 4염화티타늄, 7%의 메탄 및 10%의 질소로된 기체혼합물 80torr의 압력하에서 통과시키고, 그후 70%의 수소, 7%의 4염화티타늄 및 23%의 질소로 된 기체혼합물을 80torr의 압력하에서 통과시킨 다음에 리액터를 0.1torr로 비게하고 1000℃에서 3시간 유지시켰다. 냉각 후, 삽입편을 취해 절삭시험을 할때 기질을 내부로부터 2미크론의 탄화티타늄, 3미크론의 티타늄카아보나이트라이드 및 1미크론의 질화티타늄을 피복시켰다(시료번호 Ⅰ).

유사한 방법으로, 내부로부터 2미크론의 탄화티타늄 및 4미크론의 질화티타늄으로 피복된 절삭용 삽입편(시료번호 Ⅰ)을 제조하였다.

상기 삽입편을 그후 실시예 2의 절삭조건(3)에 의해 절삭시험을 행할때, 시료 Ⅰ는 143개의 절삭편으로, 시료 J는 91개의 절삭편으로 절삭 가능하였다.

[실시예 6]

실시예 4에서 사용한 것과 동일한 초경합금 기질을 탄화티타늄으로 3미크론 두께로 피복하였고 그후 1미크론 두께로 산화지르코늄을 피복시켜 삽입편을 제조하였다.

유리탄소를 함유하지 않는 초경합금 기질의 경우에는 6미크론 두께의 취익한 η상이 기질과 저층간에 형성되었고, 기질이 유리탄소를 함유하는 경우에는 η상이 존재하지 않았다.

[실시예 7]

실시예 2에서 사용한 것과 같은 초경합금 기질을 실시예 1과 유사한 방법으로 3미크론의 두께로 탄화티타늄을 피복시킨 다음 겔레나이트(산화칼슘-산화알루미늄-산화규소의 화합물)를 2미크론의 두께로 피복시켰다.

유리탄소를 함유하는 기질의 경우 기질과 저층간에 η상이 나타나지 않았으나, 유리탄소를 함유하지 않는 경우는 4미크론 두께의 η상이 나타났다.

[실시예 8]

실시예 1에서 사용한 것과 같은 0.08%의 유리탄소를 함유하는 동일한 ISO P-30 초경합금 기질(SNU 432형)을 실시예 1에서와 동일한 조건하에서 인코넬 리액터내에서 5미크론의 두께로 탄화티타늄을 피복시키고, 상기 리액터를 통해 7%의 4염화티타늄, 3.5%의 메탄, 3.5%의 일산화탄소 및 그 잔여분이 수소로 된 기체혼합물을 40torr의 압력과 1000℃의 온도로 통과시켜 1미크론 두께의 티타늄 옥시카아바이드층을 형성시켰다. 그후 또 다른 리액터에 5%의 염화알루미늄, 3%의 이산화탄소, 12%의 일산화탄소 및 그 잔여분이 수소로된 기체혼합물을 1000℃, 20torr로 유입시켜 1미크론 두께의 산화알루미늄을 피복시켜 절삭용 삽입편을 얻었다(시료번호 K).

한편, 유리탄소를 함유하지 않는 ISO P-30 초경합금 기질을 5미크론 두께로 탄화티타늄을 피복시킨후, 또 다른 리액터에서 2미크론의 두께로 산화알루미늄을 피복시켜 절삭용 삽입편을 얻었다(시료번호 L).

상기 삽입편을 이용하여, S 35C의 단조재를 절삭속도 120m/min, 공급속도 0.30mm/rev 및 절삭깊이 1-3mm의 조건하에서 절삭하였고 플랭크 마모가 0.30mm에 달하는 시간에 의해 그 수명이 좌우되었다. 시료 L은 단지 165분간 절삭에 견디었고 반면 본 발명에 의한 시료 K는 218분간 견디었다.

[실시예 9]

실시예 1에서 사용한 것과 같은 0.08%의 유리탄소를 함유하는 동일한 ISO P-30 초경합금 기질 (SNU 432형)을 실시예 8과 유사한 방법으로 5미크론 두께로 탄화티타늄을 피복시킨 후 7%의 4염화티타늄, 7%의 이산화탄소 및 잔여분이 수소로된 기체혼합물을 1000℃의 온도, 40torr의 압력으로 유입시켜 산화티타늄을 피복시켰다. 그후 피복된 삽입편을 실시예 8과 유사한 방법으로 또 다른 리액터에서 1미크론 두께로 산화알루미늄을 피복시켜 절삭 삽입편(시료번호 M)을 얻었다.

한편, 유리탄소를 함유하지 않는 ISO P-30 초경합금 기질(SNU 432형)을 피복시켜 절삭 삽입편(시료번호 N)을 얻었다.

상기 삽입편을 사용하여 SCM 21의 단조재를 절삭속도 120m/min, 공급속도 0.30mm/rev 및 절삭깊이 1-3mm의 조건으로 절삭하였고, 그 수명은 플랭크 마모가 0.30mm에 달하는 시간에 의해 좌우되었다. 시료 N은 절삭에 대해 226분간 견디었고 반면, 시료 M는 절삭에 대해 281분간 견디었다.

Claims (1)

1. 초경합금 기질이 초기에 자유탄소를 표면으로부터 적어도 50미크론 깊이까지 0.01-0.50중량% 함유하고, 산화물류, 탄화물류, 질화물류, 질화탄소류와 이들이 복합물이나 화합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나이상의 재료로 구성된 적어도 하나이상의 피복된 층을 가지며, 초경합금 기질의 표면과 접해있는 최심층이 IVa, Va 및 VIa족 원소군의 탄화물류 및 질화탄소류에서 선택된 하나이상의 물질로 구성되고, 상기 제품이 초경합금 기질과 최심 피복층사이에 위치한 η상이라 불리는 탈탄층이 없는 것을 가지거나 계면의 곡률이 0인 경우 두께가 기껏해야 0.5미크론 정도인 η상을 함유하고, 계면으로부터 50미크론까지의 평균 거리로서의 초경합금중의 결합금속의 격자상수가 초경합금중의 철족금속 고용체에서보다 적어도 0.005Å 작음을 특징으로 하는 표면이 피복된 초경합금제품.

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