KR820000586B1 - 표면이 피복된 소결 경질체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

표면이 피복된 소결 경질체

본 발명은 우수한 특성을 가지는 피복 초경합금 부품에 관한 것이다.

Ti,Zr, Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W의 일종 혹은 그 이상의 탄화물 또는 탄질화물의 일종 또는 그 이상을 주로 철족(鐵族) 금속의 일종 또는 그 이상으로 결합한 소위 초경합금부품에 보다 내마모성이 있는 TiC의 엷은 층을 피복한 소위 피복 초경합금 부품은, 초경합금부품 모재의 강인성과, 표면 TiC의 마모성을 겸비하고 있어, 종래부터 사용되어 온 초경합금부품 보다도 우수한 절삭 공구로서 널리 실용에 제공되고 있다.

TiC 피복 초경합금은 종래의 초경합금부품에 의하여 우수한 절삭성능을 나타내고 있으나, 그 절삭성능의 향상은 어느 한도까지밖에 개량되어 있지 않았다. 이것은 TiC가 고온에 있어서는 경도의 저하가 심하고 내산화성이 부족하다는 두 가지 이유 때문이다.

이러한 점을 개량하기 위하여 Al₂O₃,ZrO₂등 세라믹(Ceramic) 질을 피복한 피복초경합금부품도 제안되어 있다. 이들 세라믹 피복 초경합금부품은, 그러나 초경합금부품 소재와의 접착강도가 불충분하기 때문에 실용상 적합하지 않으므로 Al₂O₃를 세라믹층과 초경합금부품과의 사이에 Ti, Zr등 금속의 탄화물 또는 질화물을 사용하는 것이 제안되고 일부 실용에 제공되고 있다. 그러나 이와 같이 Ti의 탄화물 또는 질화물 등을 Al₂O₃층의 하층으로서 사용한다면 TiC 피복초경합금부품이 갖는 상기 두 개의 결점중, 고온에서의 내산화성의 부족은 표면에 Al₂O₃층을 피복하므로서 개선되기는 하나 고온에서의 경도의 저하는 일부밖에 개선되지 않는다. 즉 아무리 고온에서 경도의 저하가 적은 세라믹질을 표면에 피복하드라도 그 하층에 TiC를 사용하는 한 표면 피복층 총체로서의 고온에서의 경도의 저하는 변할 수가 없다.

여기에서 본 발명자 등은 고온에서 경도의 저하가 적고, 또한 초경합금부품 Al₂O₃,ZrO₂등 세라믹질과 충분한 접착강도를 보유하는 물질을 양자의 중간층으로서 선택하면 된다는 점에 착안하여 본 발명을 완성시킨 것이다.

본 발명자 등은 이미 화학증착법에 의하여 IVa, Va, VIa 족 천이금속의 탄화물, 질화물, 산화물 및 이들의 혼합물, 화합물을 초경합금부품에 피복했을 때 피복층과 초경합금 모재와의 접착강도는 탄화물, 질화물, 산화물의 순서로 저하한다는 것, 또 실용상은 탄화물, 탄질화물이 바람직하다는 것을 발견하고 있다.

한편, 본 발명자 등은 이러한 IVa,Va,VIa족 천이금속의 탄화물, 질화물, 산화물 및 이들의 혼합물, 화합물의 비금속 구성원소의 일부 또는 전부를 비로소 치환한 것이 고온에 있어서 경도의 저하가 적다는 것을 발견하였다.

여기에서 초경합금부품을 피복함에 있어서 피복층을 내외 2층으로 하고 외층은 내산화성의 견지에서 Al₂O₃,ZrO₂또는 그 혼합물, 화합물(고용체와 같은 1상(相)의 것)로 된 것으로 하며, 내층은 1층 또는 적층 구조로 하고 그 구성성분은 IVa, Va, VIa족 천이금속의 탄화물, 탄질화물, 질화물 또는 이들의 비금속성 원소의 일부를 산소로 치환한 것으로 또한 내층중의 적어도 일층이 IVa, Va, VIa족 천이금속의 탄화물, 탄질화물, 질화물의 비금속구성 원소의 일부 또는 전부를 비소로서 치환한 것(내층이 1층의 경우는 일부)으로 하므로서 고온 특성이 극히 우수한 적층 피복 초경합금을 얻을 수 있다는 것을 발견하여 본 발명에 도달한 것이다.

본 발명에 있어서 IVa족 금속은 Ti, Zr, Hf를, Va족 금속은 V, Nb, Ta를, VIa족 금속은 Cr,Mo,W를 들 수 있으며, 그 중에서도 Ti가 공업적으로는 가장 바람직하다. 또 내층중, 초경합금부품과 상접하는 피복 최내층은 IVa.Va,VIa족 천이금속의 탄화물 또는 탄질화물인 것이 바람직하며, 피복외층과 상접하는 피복 내층의 최외층은 비금속 구성 원소의 일부를 산소로서 치환한 경질화합물을 사용하는 것이 좋다. 또한 내층이 정확한 적층구조가 아니고 조성이 연속적으로 변화하는 경우에도 본 발명의 효과는 변하지 않는다.

본 발명 피복부분의 두께로서는 외층이 0.1-5μ, 내층이 0.1-10μ 전체로서 2μ-10μ의 범위가 바람직하고, 그 피복방법은 화학증착법 외에 물리 증착법, 용사법등, 여러가지 방법이 사용된다.

[실시예]

ISO P.30 초경합금부품(유리탄소 0.03% 석출)형 번호 SNU 432를 인코넬(인코사제 닛켈합금 상품명)제의 반응 용기중에서 TiCl₄, CH₄, H₂, N₂혼합기류 중에서 가열, Ti(CN)를 석출 피복시킨 후 동일 용기내에서 TiCl₄, BCI₃,H₂,N₂혼합기류중에서 Ti(BN)(TiN의 B치환체)를 석출 피복시켰다. 다시 동일 용기중에서 TiCl₄, CH₄, CO,H₂혼합 기류중에서 Ti(Co)(TiC의 O치환체)를 석출 피복시켰다. 내층은 총계 6μ이었다. 냉각후 소결알루미나 자기제의 반응관중에서 AlCl₃,Co₂,H₂혼합기류중에서 가열, Al₂O₃를 1μ석출 피복하였다. 이와 같이 하여 얻어진 칩을 A로 한다.

같은 방법으로서 제1표에 표시하는 바와 같은 각종 칩B~L을 작성하였다. 또 비교하기 위하여, 시판의 TiC 피복체(M), AlCl₃/TiC 피복체(N)을 작성하고 A~H의 체에 대하여 다음의 조건으로서 절삭시험을 하였다. 그 결과를 제1표에 표시한다.

[제1표]

Claims (1)

1. 소결된 경질합금과 Na,Va,VIa족 원소의 질화붕소와 붕소질화탄소(borocarbonitride)에서 선택된 적어도 하나의 재료로 구성되는 적어도 하나의 피복층으로 구성됨을 특징으로 하는 표면이 피복된 소결 경질체.