JP2002038205A - 硬質複合層を有する被覆超硬合金およびその製造方法 - Google Patents
硬質複合層を有する被覆超硬合金およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 超硬合金母材に化学蒸着法で硬質膜を被覆し
てなる表面被覆超硬合金では、高速切削や断続切削にお
いて母材の塑性変形や硬質膜の剥離により、寿命が低下
すると言う課題がある。 【解決手段】 炭化タングステン、あるいは炭化タング
ステンと周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、
窒化物、炭窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種
以上からなる立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を
結合相とする母材表面から均一に結合相を除去した後
に、低温で周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元素、Ａｌ、
Ｓｉの炭化物、窒化物、酸化物などの化合物を単相また
は積層からなる硬質膜成分の被覆処理を施せば、結合相
が除去されてできた微細な連続巣孔に硬質膜成分を注入
されて、結合相と硬質膜成分が置換された硬質複合層が
形成される。この硬質複合層が、母材の塑性変形を抑制
すると共に、硬質膜との密着性や耐摩耗性を向上させ
る。
てなる表面被覆超硬合金では、高速切削や断続切削にお
いて母材の塑性変形や硬質膜の剥離により、寿命が低下
すると言う課題がある。 【解決手段】 炭化タングステン、あるいは炭化タング
ステンと周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、
窒化物、炭窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種
以上からなる立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を
結合相とする母材表面から均一に結合相を除去した後
に、低温で周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元素、Ａｌ、
Ｓｉの炭化物、窒化物、酸化物などの化合物を単相また
は積層からなる硬質膜成分の被覆処理を施せば、結合相
が除去されてできた微細な連続巣孔に硬質膜成分を注入
されて、結合相と硬質膜成分が置換された硬質複合層が
形成される。この硬質複合層が、母材の塑性変形を抑制
すると共に、硬質膜との密着性や耐摩耗性を向上させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ，ドリル，
エンドミルに代表される切削工具や各種の耐摩耗工具・
部品に使用される被覆超硬合金とその製造方法に関し、
具体的には、超硬合金表面に結合相が含有されていない
硬質複合層を形成させることにより、耐摩耗性，耐塑性
変形性，膜の密着性を改善して工具寿命を向上させた硬
質複合層を有する被覆超硬合金に関し、また、超硬合金
表面から均一に結合相を除去した後に硬質膜被覆処理を
施することにより、硬質複合層を形成させながら硬質膜
を連続被覆した硬質複合層を有する被覆超硬合金の製造
方法に関するものである。
エンドミルに代表される切削工具や各種の耐摩耗工具・
部品に使用される被覆超硬合金とその製造方法に関し、
具体的には、超硬合金表面に結合相が含有されていない
硬質複合層を形成させることにより、耐摩耗性，耐塑性
変形性，膜の密着性を改善して工具寿命を向上させた硬
質複合層を有する被覆超硬合金に関し、また、超硬合金
表面から均一に結合相を除去した後に硬質膜被覆処理を
施することにより、硬質複合層を形成させながら硬質膜
を連続被覆した硬質複合層を有する被覆超硬合金の製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超硬合金母材にＴｉＣ，ＴｉＣＮ，Ｔｉ
Ｎ，Ａｌ2Ｏ3などの硬質膜を被覆してなる被覆超硬合金
は、母材の強度，靱性と硬質膜の耐摩耗性を兼備してい
るため、切削工具や耐摩耗工具，部品として多用されて
いる。しかし、母材の耐塑性変形性や膜との密着性が劣
ると、使用時の刃先変形や膜剥離によって急激に摩耗し
て寿命が低下する。塑性変形に関しては、一般に母材の
結合相Ｃｏの低減、ＷＣの粗粒化などの方法による改善
が採られているが、強度や靱性が低下して欠損やチッピ
ングを起こし易くなると言う問題がある。一方、密着性
に関しては、母材表面の調整処理，下地層の膜質選定，
下地層のコーティング条件最適化などの方法が試みられ
ているが、母材成分と硬質膜成分が異なるために母材／
硬質膜界面での脆化層の生成、母材と膜との熱膨張差に
よる応力発生などの問題があるために根本的な改善に至
ってない。そこで、母材表面近傍を改質して耐塑性変形
性の改善を試みた先行技術には、特開平２−２２４５３
号公報，特開昭６３−２２９０３号公報などが、表面処
理による密着性改善には、特開昭６３−６０２８０号公
報，特表平１１−５１０８５８号公報などがある。
Ｎ，Ａｌ2Ｏ3などの硬質膜を被覆してなる被覆超硬合金
は、母材の強度，靱性と硬質膜の耐摩耗性を兼備してい
るため、切削工具や耐摩耗工具，部品として多用されて
いる。しかし、母材の耐塑性変形性や膜との密着性が劣
ると、使用時の刃先変形や膜剥離によって急激に摩耗し
て寿命が低下する。塑性変形に関しては、一般に母材の
結合相Ｃｏの低減、ＷＣの粗粒化などの方法による改善
が採られているが、強度や靱性が低下して欠損やチッピ
ングを起こし易くなると言う問題がある。一方、密着性
に関しては、母材表面の調整処理，下地層の膜質選定，
下地層のコーティング条件最適化などの方法が試みられ
ているが、母材成分と硬質膜成分が異なるために母材／
硬質膜界面での脆化層の生成、母材と膜との熱膨張差に
よる応力発生などの問題があるために根本的な改善に至
ってない。そこで、母材表面近傍を改質して耐塑性変形
性の改善を試みた先行技術には、特開平２−２２４５３
号公報，特開昭６３−２２９０３号公報などが、表面処
理による密着性改善には、特開昭６３−６０２８０号公
報，特表平１１−５１０８５８号公報などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】先行技術である母材表
面近傍の改質に関し、特開平２−２２４５３号公報に
は、表面部に、内部から表面に向かってＣｏ量が連続的
に減少、硬さが連続的に増加する表面硬質層を形成した
ＷＣ基超硬合金基体の表面に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの炭化
物，窒化物などや酸化アルミニウムを０．５〜２０μｍ
の平均層厚で被覆した切削工具用表面被覆炭化タングス
テン基超硬合金が開示されている。この公報に開示され
ている被覆超硬合金母材は、表面近傍が硬化されている
ために切削時の耐塑性変形性は向上するものの、母材と
被覆膜との密着性は変わらず、熱応力の発生はむしろ大
きくなると言う問題がある。
面近傍の改質に関し、特開平２−２２４５３号公報に
は、表面部に、内部から表面に向かってＣｏ量が連続的
に減少、硬さが連続的に増加する表面硬質層を形成した
ＷＣ基超硬合金基体の表面に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの炭化
物，窒化物などや酸化アルミニウムを０．５〜２０μｍ
の平均層厚で被覆した切削工具用表面被覆炭化タングス
テン基超硬合金が開示されている。この公報に開示され
ている被覆超硬合金母材は、表面近傍が硬化されている
ために切削時の耐塑性変形性は向上するものの、母材と
被覆膜との密着性は変わらず、熱応力の発生はむしろ大
きくなると言う問題がある。
【０００４】また、特開昭６３−２２９０３号公報に
は、内部組成がＷＣとＣｏとＴｉおよびＷを主成分とす
る複合金属炭窒化物とからなり、表面部には該複合金属
炭窒化物を含有しない５〜２０μｍのＣｏ富化層を介し
て、平均層厚が０．０１〜５μｍの該複合金属炭窒化物
のみからなる硬質表面層を存在させた超硬合金表面に、
炭化チタン，窒化チタン，炭窒化チタン，酸化アルミニ
ウムなどを順次被覆した表面被覆超硬合金製切削工具が
開示されている。この公報に開示されている被覆超硬合
金母材は、表面近傍が複合金属炭窒化物により硬化され
て耐塑性変形性を向上させ、また複合金属炭窒化物の介
在により母材と被覆膜との密着性も改善される。しか
し、複合金属炭窒化物は硬脆く、また熱膨張係数が大き
くて母材との間に高い残留応力を生じるために、切削時
の熱および機械的衝撃によって逆に膜剥離を起こし易く
なると言う問題がある。
は、内部組成がＷＣとＣｏとＴｉおよびＷを主成分とす
る複合金属炭窒化物とからなり、表面部には該複合金属
炭窒化物を含有しない５〜２０μｍのＣｏ富化層を介し
て、平均層厚が０．０１〜５μｍの該複合金属炭窒化物
のみからなる硬質表面層を存在させた超硬合金表面に、
炭化チタン，窒化チタン，炭窒化チタン，酸化アルミニ
ウムなどを順次被覆した表面被覆超硬合金製切削工具が
開示されている。この公報に開示されている被覆超硬合
金母材は、表面近傍が複合金属炭窒化物により硬化され
て耐塑性変形性を向上させ、また複合金属炭窒化物の介
在により母材と被覆膜との密着性も改善される。しか
し、複合金属炭窒化物は硬脆く、また熱膨張係数が大き
くて母材との間に高い残留応力を生じるために、切削時
の熱および機械的衝撃によって逆に膜剥離を起こし易く
なると言う問題がある。
【０００５】一方、先行技術の内、表面処理による密着
性改善に関し、特開昭６３−６０２８０号公報には、予
め超硬合金基体の表面を酸にてエッチングして表面部の
結合相を除去した後、硬質被覆層を化学蒸着法にて形成
する表面被覆炭化タングステン基超硬合金の製造方法が
開示されている。この公報に開示された方法は、約１０
００℃の高温で行われる化学蒸着中での反応ガスによる
表面清浄化が不十分なために、前処理として酸洗浄を行
って超硬合金表面の結合相をエッチング除去することに
より、硬質被覆層との付着強度を高めたものである。し
かし、結合相の除去過多による巣孔発生や最表面のＷＣ
層（結合相無し）と硬質被覆層との熱膨張差による熱応
力発生の問題がある。
性改善に関し、特開昭６３−６０２８０号公報には、予
め超硬合金基体の表面を酸にてエッチングして表面部の
結合相を除去した後、硬質被覆層を化学蒸着法にて形成
する表面被覆炭化タングステン基超硬合金の製造方法が
開示されている。この公報に開示された方法は、約１０
００℃の高温で行われる化学蒸着中での反応ガスによる
表面清浄化が不十分なために、前処理として酸洗浄を行
って超硬合金表面の結合相をエッチング除去することに
より、硬質被覆層との付着強度を高めたものである。し
かし、結合相の除去過多による巣孔発生や最表面のＷＣ
層（結合相無し）と硬質被覆層との熱膨張差による熱応
力発生の問題がある。
【０００６】また、特表平１１−５１０８５８号公報に
は、表面を電解処理により最大１０μｍまでの深さに亘
ってバインダー相が除去されたカーバイド支持体にダイ
ヤモンド膜を被覆する超硬合金支持体の処理方法が開示
されている。この公報に開示された方法は、支持体表面
でのバインダー相（Ｃｏ，Ｎｉ）の存在による非ダイヤ
モンド構造の炭素生成を抑制してダイヤモンド膜との密
着性を向上させるもので、上記公報と同様の問題があ
る。
は、表面を電解処理により最大１０μｍまでの深さに亘
ってバインダー相が除去されたカーバイド支持体にダイ
ヤモンド膜を被覆する超硬合金支持体の処理方法が開示
されている。この公報に開示された方法は、支持体表面
でのバインダー相（Ｃｏ，Ｎｉ）の存在による非ダイヤ
モンド構造の炭素生成を抑制してダイヤモンド膜との密
着性を向上させるもので、上記公報と同様の問題があ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、表面被覆
超硬合金について長年に亘り、母材表面近傍の塑性変形
性を向上させると共に、膜との密着性を大幅に改善させ
る方法について検討していた所、超硬合金母材表面に結
合相が無くて硬質相粒子と硬質膜粒子とからなる複合硬
質複合層を設けた後に硬質膜を被覆すると、硬質複合層
が母材の塑性変形を抑制すると同時に、硬質膜との密着
性や耐摩耗性をも向上させること、また、母材表面から
均一に結合相を除去した後に硬質膜を被覆すれば、結合
相と硬質膜成分が置換された硬質複合層が形成され、結
合相が除去されてできた微細な連続巣孔に硬質膜成分を
注入するには、比較的低温でのＣＶＤ法が最適であると
言う知見を得て、本発明を完成するに至ったものであ
る。
超硬合金について長年に亘り、母材表面近傍の塑性変形
性を向上させると共に、膜との密着性を大幅に改善させ
る方法について検討していた所、超硬合金母材表面に結
合相が無くて硬質相粒子と硬質膜粒子とからなる複合硬
質複合層を設けた後に硬質膜を被覆すると、硬質複合層
が母材の塑性変形を抑制すると同時に、硬質膜との密着
性や耐摩耗性をも向上させること、また、母材表面から
均一に結合相を除去した後に硬質膜を被覆すれば、結合
相と硬質膜成分が置換された硬質複合層が形成され、結
合相が除去されてできた微細な連続巣孔に硬質膜成分を
注入するには、比較的低温でのＣＶＤ法が最適であると
言う知見を得て、本発明を完成するに至ったものであ
る。
【０００８】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
は、炭化タングステン、あるいは炭化タングステンと周
期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物，炭
窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種以上からな
る立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を結合相とす
る超硬合金を母材とし、該母材表面に周期律表の４ａ，
５ａ，６ａ族元素，アルミニウム，シリコンの炭化物，
窒化物，酸化物、およびこれらの相互固溶体の中から選
ばれた１種以上の化合物でなる単層または２層以上の積
層でなる０．５〜２０μｍの硬質膜を被覆してなる被覆
超硬合金において、該母材表面から内部に向かって３〜
２０μｍの深さに亘って、該結合相量が０．５重量％以
下で、かつ母材の該硬質相粒子と該硬質膜成分粒子とか
ら構成された均一な硬質複合層が存在することを特徴と
するものである。
は、炭化タングステン、あるいは炭化タングステンと周
期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物，炭
窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種以上からな
る立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を結合相とす
る超硬合金を母材とし、該母材表面に周期律表の４ａ，
５ａ，６ａ族元素，アルミニウム，シリコンの炭化物，
窒化物，酸化物、およびこれらの相互固溶体の中から選
ばれた１種以上の化合物でなる単層または２層以上の積
層でなる０．５〜２０μｍの硬質膜を被覆してなる被覆
超硬合金において、該母材表面から内部に向かって３〜
２０μｍの深さに亘って、該結合相量が０．５重量％以
下で、かつ母材の該硬質相粒子と該硬質膜成分粒子とか
ら構成された均一な硬質複合層が存在することを特徴と
するものである。
【０００９】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
における母材は、具体的には、硬質相粒子が炭化タング
ステンのみからなるＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−（ＮｉＣｒ）
系合金や、炭化タングステンと立方晶系化合物とからな
るＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａ）Ｃ−Ｃ
ｏ系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａＮｂ）（ＣＮ）−Ｃｏ系合金
で、鉄族金属の結合相量として３〜３０体積％程度のも
のを挙げることができる。ここで、窒素あるいは酸素が
添加されているＷＣ−（ＷＴｉＴａ）（ＣＮ）−Ｃｏ
系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａ）（ＣＯ）−Ｃｏ系合金などで
は、表面に立方晶系化合物がなくてＣｏ量が増加した５
〜３０μｍの強靱表面層が形成されている。
における母材は、具体的には、硬質相粒子が炭化タング
ステンのみからなるＷＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−（ＮｉＣｒ）
系合金や、炭化タングステンと立方晶系化合物とからな
るＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａ）Ｃ−Ｃ
ｏ系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａＮｂ）（ＣＮ）−Ｃｏ系合金
で、鉄族金属の結合相量として３〜３０体積％程度のも
のを挙げることができる。ここで、窒素あるいは酸素が
添加されているＷＣ−（ＷＴｉＴａ）（ＣＮ）−Ｃｏ
系，ＷＣ−（ＷＴｉＴａ）（ＣＯ）−Ｃｏ系合金などで
は、表面に立方晶系化合物がなくてＣｏ量が増加した５
〜３０μｍの強靱表面層が形成されている。
【００１０】また硬質膜は、具体的には、化学蒸着法あ
るいは物理蒸着法で作製される０．５〜２０μｍの厚み
でなるＴｉＣ，ＴｉＣＮ，ＴｉＮ，（ＴｉＺｒ）Ｎ，
（ＴｉＡｌ）Ｎ，ＣｒＮなどの単層膜や、母材側からＴ
ｉＣ／ＴｉＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＮ，ＴｉＮ／ＴｉＣ／Ａ
ｌ2Ｏ3，ＴｉＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3／Ｔｉ
Ｎ，ＴｉＮ／（ＴｉＡｌ）Ｎ／ＴｉＮ，ＴｉＮ／Ｓｉ3
Ｎ4，ＣｒＮ／ＶＮなどの積層膜を挙げることができ
る。ここで、硬質膜の厚みは、０．５μｍ未満では硬質
複合膜の効果のみで、耐摩耗性が不十分であり、２０μ
ｍを超えて厚くなると強度低下が著しくて耐欠損性，耐
チッピング性に劣る。
るいは物理蒸着法で作製される０．５〜２０μｍの厚み
でなるＴｉＣ，ＴｉＣＮ，ＴｉＮ，（ＴｉＺｒ）Ｎ，
（ＴｉＡｌ）Ｎ，ＣｒＮなどの単層膜や、母材側からＴ
ｉＣ／ＴｉＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＮ，ＴｉＮ／ＴｉＣ／Ａ
ｌ2Ｏ3，ＴｉＮ／ＴｉＣＮ／ＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3／Ｔｉ
Ｎ，ＴｉＮ／（ＴｉＡｌ）Ｎ／ＴｉＮ，ＴｉＮ／Ｓｉ3
Ｎ4，ＣｒＮ／ＶＮなどの積層膜を挙げることができ
る。ここで、硬質膜の厚みは、０．５μｍ未満では硬質
複合膜の効果のみで、耐摩耗性が不十分であり、２０μ
ｍを超えて厚くなると強度低下が著しくて耐欠損性，耐
チッピング性に劣る。
【００１１】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
における硬質複合層は、ＷＣおよびＴａＣ，（ＷＴｉＴ
ａ）Ｃ，（ＷＴｉＴａＮｂ）（ＣＮ）などの超硬合金中
の硬質相粒子とＴｉＣ，ＴｉＣＮ，ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4など化学蒸着法によ
って得られる硬質膜成分粒子との混合物で、具体的に
は、ＷＣとＴｉＮ，ＷＣとＡｌ2Ｏ3，ＷＣと（ＷＴｉＴ
ａ）ＣとＴｉＣＮなどの混合物であり、硬質相粒子は超
硬合金中と同一組成、同一粒径で存在し、硬質膜成分粒
子は超硬合金中では結合相であった部分に存在するもの
である。ここで、硬質複合膜の厚みは、３μｍ未満では
耐塑性変形と耐摩耗性の改善効果が低く、また２０μｍ
を超えて厚くなると、製作が困難で、かつ耐欠損性，耐
チッピング性が低下する。また、硬質複合層中での結合
相量は、２．０重量％を超えて多くなると、耐塑性変形
と耐摩耗性が低下する。
における硬質複合層は、ＷＣおよびＴａＣ，（ＷＴｉＴ
ａ）Ｃ，（ＷＴｉＴａＮｂ）（ＣＮ）などの超硬合金中
の硬質相粒子とＴｉＣ，ＴｉＣＮ，ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4など化学蒸着法によ
って得られる硬質膜成分粒子との混合物で、具体的に
は、ＷＣとＴｉＮ，ＷＣとＡｌ2Ｏ3，ＷＣと（ＷＴｉＴ
ａ）ＣとＴｉＣＮなどの混合物であり、硬質相粒子は超
硬合金中と同一組成、同一粒径で存在し、硬質膜成分粒
子は超硬合金中では結合相であった部分に存在するもの
である。ここで、硬質複合膜の厚みは、３μｍ未満では
耐塑性変形と耐摩耗性の改善効果が低く、また２０μｍ
を超えて厚くなると、製作が困難で、かつ耐欠損性，耐
チッピング性が低下する。また、硬質複合層中での結合
相量は、２．０重量％を超えて多くなると、耐塑性変形
と耐摩耗性が低下する。
【００１２】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
における硬質複合層は、硬質膜成分粒子が異なる複数層
からなると、硬質複合層に耐摩耗性、耐溶着性、耐塑性
変形性、強度など異なる性質を付加して性能が向上する
ので好ましい。具体的には、第１層（母材内部側から）
が２μｍの硬質膜成分粒子：ＴｉＮ、第２層が２μｍの
硬質膜成分粒子：Ａｌ2Ｏ3、第３層が１μｍの硬質膜成
分粒子：ＴｉＣを挙げることができる。また、硬質複合
層の硬質膜成分粒子がチタンの炭化物，窒化物，炭窒化
物および酸化アルミニウムの中の１種以上であると、硬
質複合層の製作が容易なこと、硬質膜との密着性が良好
なこと、切削性能のバランスが良いことなどのために好
ましい。
における硬質複合層は、硬質膜成分粒子が異なる複数層
からなると、硬質複合層に耐摩耗性、耐溶着性、耐塑性
変形性、強度など異なる性質を付加して性能が向上する
ので好ましい。具体的には、第１層（母材内部側から）
が２μｍの硬質膜成分粒子：ＴｉＮ、第２層が２μｍの
硬質膜成分粒子：Ａｌ2Ｏ3、第３層が１μｍの硬質膜成
分粒子：ＴｉＣを挙げることができる。また、硬質複合
層の硬質膜成分粒子がチタンの炭化物，窒化物，炭窒化
物および酸化アルミニウムの中の１種以上であると、硬
質複合層の製作が容易なこと、硬質膜との密着性が良好
なこと、切削性能のバランスが良いことなどのために好
ましい。
【００１３】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
における母材は、硬質複合層から内部に向かって３〜２
０μｍの深さに亘って、結合相量が母材のさらに内部
（約１００μｍ）より多くなっている結合相富化層およ
び／又は立方晶化合物量が少ない立方晶化合物貧化層が
存在すると、耐塑性変形性を損なうことなく耐欠損性，
耐チッピング性が向上するので好ましい。すなわち、硬
質複合層中が厚くなった場合の欠点をカバーすることが
できる。
における母材は、硬質複合層から内部に向かって３〜２
０μｍの深さに亘って、結合相量が母材のさらに内部
（約１００μｍ）より多くなっている結合相富化層およ
び／又は立方晶化合物量が少ない立方晶化合物貧化層が
存在すると、耐塑性変形性を損なうことなく耐欠損性，
耐チッピング性が向上するので好ましい。すなわち、硬
質複合層中が厚くなった場合の欠点をカバーすることが
できる。
【００１４】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
の製造方法は、炭化タングステン、あるいは炭化タング
ステンと周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，
窒化物，炭窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種
以上からなる立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を
結合相とする超硬合金において、該超硬合金の表面から
２〜２５μｍの深さに亘って該結合相を均一に除去して
連続空孔とした後、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元
素，アルミニウム，シリコンの炭化物，窒化物，酸化
物、およびこれらの相互固溶体の中から選ばれた１種以
上の化合物で該連続空孔を封止することにより３〜２０
μｍの硬質複合層を形成させ、続けて該化合物の単層ま
たは２層以上の積層でなる０．５〜２０μｍの硬質膜を
被覆することを特徴とする製造方法である。
の製造方法は、炭化タングステン、あるいは炭化タング
ステンと周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，
窒化物，炭窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種
以上からなる立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を
結合相とする超硬合金において、該超硬合金の表面から
２〜２５μｍの深さに亘って該結合相を均一に除去して
連続空孔とした後、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元
素，アルミニウム，シリコンの炭化物，窒化物，酸化
物、およびこれらの相互固溶体の中から選ばれた１種以
上の化合物で該連続空孔を封止することにより３〜２０
μｍの硬質複合層を形成させ、続けて該化合物の単層ま
たは２層以上の積層でなる０．５〜２０μｍの硬質膜を
被覆することを特徴とする製造方法である。
【００１５】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
の製造方法における超硬合金母材表面からの結合相の除
去方法は、具体的には、塩酸，硝酸，硫酸，りん酸など
無機酸による通常の浸漬処理を挙げることができるが、
ギ酸，酢酸，シュウ酸などの有機酸を用いた弱酸性水溶
液中での電解処理であると、超硬合金中の硬質粒子成分
の変質，溶解なしに、結合相だけを完全かつ表面から均
一に除去できるので好ましい。ここで、結合相が除去さ
れた超硬合金母材表面は、硬質粒子のみのスケルトンか
ら構成され、除去された結合相部が表面から連続した空
孔（通気孔）を形成しているものである。結合相の除去
深さは、硬質複合層の形成厚みに関係するが、形成時の
結合相移動を考慮すると、２〜２５μｍの範囲となる。
の製造方法における超硬合金母材表面からの結合相の除
去方法は、具体的には、塩酸，硝酸，硫酸，りん酸など
無機酸による通常の浸漬処理を挙げることができるが、
ギ酸，酢酸，シュウ酸などの有機酸を用いた弱酸性水溶
液中での電解処理であると、超硬合金中の硬質粒子成分
の変質，溶解なしに、結合相だけを完全かつ表面から均
一に除去できるので好ましい。ここで、結合相が除去さ
れた超硬合金母材表面は、硬質粒子のみのスケルトンか
ら構成され、除去された結合相部が表面から連続した空
孔（通気孔）を形成しているものである。結合相の除去
深さは、硬質複合層の形成厚みに関係するが、形成時の
結合相移動を考慮すると、２〜２５μｍの範囲となる。
【００１６】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金
の製造方法における硬質複合層の形成方法は、具体的に
は、表面に連続空孔を有する超硬合金母材をＣＶＤ法で
もって該連続空孔を封止するものである。ＣＶＤ法は微
細孔中にも反応ガスが浸入して硬質物質を析出させるこ
とができるので、結合相が除去された超硬合金母材表面
に硬質粒子のスケルトンとＣＶＤにより析出した硬質物
質とからなる硬質複合層を形成させることができる。こ
こで、ＣＶＤ方法が有機金属化合物を使用したＭＯＣＶ
Ｄ，低温あるいは中温ＣＶＤ，プラズマＣＶＤなどであ
ると、硬質複合層中への結合相移動が無いこと、超硬合
金中の硬質粒子とＣＶＤ析出した硬質物質との反応が少
ないこと、緻密で微細粒子の硬質物質となるなどのため
に、硬さと靱性に優れた硬質複合膜が得られるので好ま
しい。
の製造方法における硬質複合層の形成方法は、具体的に
は、表面に連続空孔を有する超硬合金母材をＣＶＤ法で
もって該連続空孔を封止するものである。ＣＶＤ法は微
細孔中にも反応ガスが浸入して硬質物質を析出させるこ
とができるので、結合相が除去された超硬合金母材表面
に硬質粒子のスケルトンとＣＶＤにより析出した硬質物
質とからなる硬質複合層を形成させることができる。こ
こで、ＣＶＤ方法が有機金属化合物を使用したＭＯＣＶ
Ｄ，低温あるいは中温ＣＶＤ，プラズマＣＶＤなどであ
ると、硬質複合層中への結合相移動が無いこと、超硬合
金中の硬質粒子とＣＶＤ析出した硬質物質との反応が少
ないこと、緻密で微細粒子の硬質物質となるなどのため
に、硬さと靱性に優れた硬質複合膜が得られるので好ま
しい。
【００１７】
【作用】本発明の硬質複合層を有する被覆超硬合金は、
母材表面近傍に結合相が無くて硬質相粒子と硬質膜粒子
とからなる硬質複合層を有し、形成させた硬質複合層が
母材の耐塑性変形性，被覆膜との密着性，耐摩耗性など
を向上させて工具寿命を延長させる作用をし、その製造
方法は、母材表面から均一に結合相を除去した後に被覆
処理する硬質膜成分が生成した連続空孔に浸入して超硬
合金母材中の硬質層粒子を再結合して硬質複合層を形成
するする作用をしているものである。
母材表面近傍に結合相が無くて硬質相粒子と硬質膜粒子
とからなる硬質複合層を有し、形成させた硬質複合層が
母材の耐塑性変形性，被覆膜との密着性，耐摩耗性など
を向上させて工具寿命を延長させる作用をし、その製造
方法は、母材表面から均一に結合相を除去した後に被覆
処理する硬質膜成分が生成した連続空孔に浸入して超硬
合金母材中の硬質層粒子を再結合して硬質複合層を形成
するする作用をしているものである。
【００１８】
【実施例１】市販されている平均粒子径が３．０μｍの
ＷＣ（ＷＣ（Ｌ）と記す）と１．５μｍのＷＣ（ＷＣ
（Ｓ）と記す），１．５μｍの（ＷＴｉＴａ）Ｃ（重量
比でＷＣ／ＴｉＣ／ＴａＣ＝５０／２０／３０の複合炭
化物），１．３μｍのＴｉＣＮ（重量比でＴｉＣ／Ｔｉ
Ｎ＝５０／５０），１．０μｍのＴａＣ，１．２μｍの
Ｃｏの各粉末を用いて、表１に示す配合組成に秤量し、
ステンレス製ポットにアセトン溶媒と超硬合金製ボール
と共に挿入し、４８時間混合粉砕後、加熱・乾燥しなが
ら２重量％のパラフィンワックスを添加してＷ〜Ｚの混
合粉末を得た。Ｗ，Ｘ，Ｙの粉末をＩＳＯ規格でＳＮＭ
Ｎ１２０４０８（ブレーカ付き）の形状用金型に、Ｚの
粉末はＳＮＧＮ１２０４０８の形状用金型に充填し、２
ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力でもってプレス成形した後、アル
ミナとカーボン繊維からなるシート上に設置し、雰囲気
圧力１０Ｐａの真空中で、１６７３Ｋに１時間加熱保持
して、それぞれの切削用チップ素材を得た。得られたチ
ップの各１個のコーナ部付近を切断した後、１０００＃
のダイヤモンドホィールでの研削と１μｍダイヤモンド
ペーストでのラップ仕上により断面観察試料を作製し、
光学顕微鏡により表面付近の組織を観察して、（ＷＴｉ
Ｔａ）Ｃ粒子の存在しない層の表面からの厚さ（脱β層
厚み）を測定した。その結果を表１に併記した。
ＷＣ（ＷＣ（Ｌ）と記す）と１．５μｍのＷＣ（ＷＣ
（Ｓ）と記す），１．５μｍの（ＷＴｉＴａ）Ｃ（重量
比でＷＣ／ＴｉＣ／ＴａＣ＝５０／２０／３０の複合炭
化物），１．３μｍのＴｉＣＮ（重量比でＴｉＣ／Ｔｉ
Ｎ＝５０／５０），１．０μｍのＴａＣ，１．２μｍの
Ｃｏの各粉末を用いて、表１に示す配合組成に秤量し、
ステンレス製ポットにアセトン溶媒と超硬合金製ボール
と共に挿入し、４８時間混合粉砕後、加熱・乾燥しなが
ら２重量％のパラフィンワックスを添加してＷ〜Ｚの混
合粉末を得た。Ｗ，Ｘ，Ｙの粉末をＩＳＯ規格でＳＮＭ
Ｎ１２０４０８（ブレーカ付き）の形状用金型に、Ｚの
粉末はＳＮＧＮ１２０４０８の形状用金型に充填し、２
ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力でもってプレス成形した後、アル
ミナとカーボン繊維からなるシート上に設置し、雰囲気
圧力１０Ｐａの真空中で、１６７３Ｋに１時間加熱保持
して、それぞれの切削用チップ素材を得た。得られたチ
ップの各１個のコーナ部付近を切断した後、１０００＃
のダイヤモンドホィールでの研削と１μｍダイヤモンド
ペーストでのラップ仕上により断面観察試料を作製し、
光学顕微鏡により表面付近の組織を観察して、（ＷＴｉ
Ｔａ）Ｃ粒子の存在しない層の表面からの厚さ（脱β層
厚み）を測定した。その結果を表１に併記した。
【００１９】
【表１】
【００２０】そして、Ｗ，Ｘ，Ｙのチップ素材を用い、
ボス面を２７０＃のダイヤモンド砥石で研削加工した
後、刃先部を３２０＃の炭化けい素砥粒を含有したナイ
ロン製ブラシで半径０．０４ｍｍのホーニング加工し、
また、Ｚのチップ素材を用い、上下面と外周面を２７０
＃のダイヤモンド砥石で研削加工した後、刃先部に４０
０＃ダイヤモンド砥石で−２５°×０．１０ｍｍのホー
ニング加工して、被覆超硬合金用の母材チップを得た。
次いで、表２に示した方法と条件で表面処理を行いアセ
トン中で超音波洗浄した後、ＣＶＤコーティング装置を
用いて表３に記載したガス成分，温度，時間でＣＶＤ被
覆処理を順次行って、本発明品１〜１１と比較品１〜７
の被覆超硬工具チップを得た。尚、表面処理によって形
成される結合相除去層の厚みを確認するため、処理後
（ＣＶＤ被覆処理前）のチップの断面組織を観察し、そ
の結果を表２に併記した。ここで、各チップへの被覆処
理には統一性があり、硬質膜の構成を同一にしてある。
本発明品１〜８と比較品１〜５での最内層を除く硬質膜
は、最外層から内層側に向かって、０．３μｍのＴｉ
Ｎ，２．０μｍのＡｌ2Ｏ3，０．２μｍのＴｉＣＯ，
８．０μｍのＴｉＣＮの順に計８．５μｍ、本発明品９
〜１１と比較品６，７では、最外層から内層側に向かっ
て０．２μｍのＴｉＮ，１．０μｍのＡｌ2Ｏ3，０．２
μｍのＴｉＮ，３．０μｍのＴｉＣＮの順に計４．４μ
ｍとなるように調整されている。
ボス面を２７０＃のダイヤモンド砥石で研削加工した
後、刃先部を３２０＃の炭化けい素砥粒を含有したナイ
ロン製ブラシで半径０．０４ｍｍのホーニング加工し、
また、Ｚのチップ素材を用い、上下面と外周面を２７０
＃のダイヤモンド砥石で研削加工した後、刃先部に４０
０＃ダイヤモンド砥石で−２５°×０．１０ｍｍのホー
ニング加工して、被覆超硬合金用の母材チップを得た。
次いで、表２に示した方法と条件で表面処理を行いアセ
トン中で超音波洗浄した後、ＣＶＤコーティング装置を
用いて表３に記載したガス成分，温度，時間でＣＶＤ被
覆処理を順次行って、本発明品１〜１１と比較品１〜７
の被覆超硬工具チップを得た。尚、表面処理によって形
成される結合相除去層の厚みを確認するため、処理後
（ＣＶＤ被覆処理前）のチップの断面組織を観察し、そ
の結果を表２に併記した。ここで、各チップへの被覆処
理には統一性があり、硬質膜の構成を同一にしてある。
本発明品１〜８と比較品１〜５での最内層を除く硬質膜
は、最外層から内層側に向かって、０．３μｍのＴｉ
Ｎ，２．０μｍのＡｌ2Ｏ3，０．２μｍのＴｉＣＯ，
８．０μｍのＴｉＣＮの順に計８．５μｍ、本発明品９
〜１１と比較品６，７では、最外層から内層側に向かっ
て０．２μｍのＴｉＮ，１．０μｍのＡｌ2Ｏ3，０．２
μｍのＴｉＮ，３．０μｍのＴｉＣＮの順に計４．４μ
ｍとなるように調整されている。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】 *ガス組成 Ａ：Ｈ2＋ＴｉＣｌ4＋Ｎ2 Ｂ：Ｈ2＋ＴｉＣｌ4＋ＮＨ3 Ｃ：Ｈ2＋ＴｉＣｌ4＋ＣＨ4 Ｄ：Ｈ2＋ＴｉＣｌ4＋ＣＨ4＋ＣＯ Ｅ：Ｈ2＋ＴｉＣｌ4＋Ｎ2＋ＣＨ4 Ｆ：Ｈ2＋ＴｉＣｌ4＋ＣＨ3ＣＮ Ｇ：Ｈ2＋ＡＣｌ3＋ＣＯ2 Ｈ：Ａｒ＋ＭｅＣｌ2ＴｉＡｌ−ＯＥｔ2(メチルアルミニウムクロライド-ジ エチルエチレート)
【００２３】表３の続き
【００２４】こうして得た被覆処理チップのそれぞれ１
個について、コーナ部付近の切断面をラップ研磨した試
料ついて、走査電子顕微鏡を用いて超硬合金母材と硬質
膜との界面付近を観察し、組成分析も行った。刃先ホー
ニング部から０．１ｍｍの位置のすくい面において、形
成された硬質複合層の厚みと成分組成、硬質膜の最内層
での厚みと成分組成、硬質複合層下の脱β層での厚みと
成分組成、などの測定結果を表４に示す。
個について、コーナ部付近の切断面をラップ研磨した試
料ついて、走査電子顕微鏡を用いて超硬合金母材と硬質
膜との界面付近を観察し、組成分析も行った。刃先ホー
ニング部から０．１ｍｍの位置のすくい面において、形
成された硬質複合層の厚みと成分組成、硬質膜の最内層
での厚みと成分組成、硬質複合層下の脱β層での厚みと
成分組成、などの測定結果を表４に示す。
【００２５】
【表４】 * 本発明品４，８，１１の硬質複合層は２層となって
おり、母材側から順に記載。 ** βは（ＷＴｉＴａ）（ＣＮ）を意味する。 *** 巣孔は０．１〜１μｍで比較的均一に分布。
おり、母材側から順に記載。 ** βは（ＷＴｉＴａ）（ＣＮ）を意味する。 *** 巣孔は０．１〜１μｍで比較的均一に分布。
【００２６】
【実施例２】実施例１で得られた本発明品１〜８と比較
品１〜５の工具チップを用いた切削試験（１）として、
被削材：Ｓ４５Ｃの２本溝入り，切削速度：３００ｍ／
ｍｉｎ，切込み：２．０ｍｍ，送り：０．２０ｍｍ／ｒ
ｅｖ，乾式の条件で外周断続旋削試験を行った。刃先が
摩滅あるいは欠損するまでの切削寿命時間と損傷理由を
表５に示す。また、切削試験（２）として、被削材：Ｆ
Ｃ３５０，切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ，切込み：３．
０ｍｍ，送り：０．５０ｍｍ／ｒｅｖ，乾式の条件で外
周旋削試験を行った。刃先の逃げ面摩耗が０．４ｍｍに
達するまでの切削時間を表５に併記した。
品１〜５の工具チップを用いた切削試験（１）として、
被削材：Ｓ４５Ｃの２本溝入り，切削速度：３００ｍ／
ｍｉｎ，切込み：２．０ｍｍ，送り：０．２０ｍｍ／ｒ
ｅｖ，乾式の条件で外周断続旋削試験を行った。刃先が
摩滅あるいは欠損するまでの切削寿命時間と損傷理由を
表５に示す。また、切削試験（２）として、被削材：Ｆ
Ｃ３５０，切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ，切込み：３．
０ｍｍ，送り：０．５０ｍｍ／ｒｅｖ，乾式の条件で外
周旋削試験を行った。刃先の逃げ面摩耗が０．４ｍｍに
達するまでの切削時間を表５に併記した。
【００２７】
【表５】
【００２８】
【実施例３】次に、実施例１で得られた本発明品９〜１
１と比較品６，７の工具チップを用いて、被削材：ＳＣ
Ｍ４４０（加工面形状：５０Ｗ×２００Ｌ），切削速
度：１３５ｍ／ｍｉｎ，切込み：２．０ｍｍ，送り：
０．３６ｍｍ／刃，乾式の条件でフライス削り試験を行
った。４０ｐａｓｓ加工した時点で工具刃先部を観察
し、すくい面に発生した熱クラックの本数，クレータ部
での膜剥離面積，逃げ面の平均摩耗量，刃先部の微小チ
ッピングなどを評価した。これらの結果を表６に示す。
１と比較品６，７の工具チップを用いて、被削材：ＳＣ
Ｍ４４０（加工面形状：５０Ｗ×２００Ｌ），切削速
度：１３５ｍ／ｍｉｎ，切込み：２．０ｍｍ，送り：
０．３６ｍｍ／刃，乾式の条件でフライス削り試験を行
った。４０ｐａｓｓ加工した時点で工具刃先部を観察
し、すくい面に発生した熱クラックの本数，クレータ部
での膜剥離面積，逃げ面の平均摩耗量，刃先部の微小チ
ッピングなどを評価した。これらの結果を表６に示す。
【００２９】
【表６】
【００３０】
【実施例４】市販されている超硬合金製ソリッドドリル
（φ６ｍｍ）を表７に示した表面処理を施した後、ＣＶ
Ｄコーティング装置を用いて、表７に併記した条件で被
覆処理して本発明品１２と比較品８の表面被覆超ドリル
を得た。各ドリルの外周切れ刃部分を実施例１と同様の
方法で調査した結果、本発明品１２では厚み：５μｍ，
成分組成：８５ＷＣ−１５ＴｉＮ（ｖｏｌ％）の硬質複
合層と厚み：２μｍのＴｉＣ膜が、比較品８には厚み：
２μｍのＴｉＣ膜のみが確認された。これらのドリルを
用いて、被削材：プリハードン鋼（ＨＲＣ＝４０），切
削速度：３０ｍ／ｍｉｎ，切込み：１０ｍｍ，テーブル
送り：６４ｍｍ，刃当り送り：０．０２ｍｍ／刃，湿式
の条件で溝加工試験を行い、切削長さが５０ｍの時点で
切れ刃の逃げ面摩耗幅を測定した。その結果、本発明品
１２が０．０５ｍｍであるのに対し、比較品８は０．１
０ｍｍであった。
（φ６ｍｍ）を表７に示した表面処理を施した後、ＣＶ
Ｄコーティング装置を用いて、表７に併記した条件で被
覆処理して本発明品１２と比較品８の表面被覆超ドリル
を得た。各ドリルの外周切れ刃部分を実施例１と同様の
方法で調査した結果、本発明品１２では厚み：５μｍ，
成分組成：８５ＷＣ−１５ＴｉＮ（ｖｏｌ％）の硬質複
合層と厚み：２μｍのＴｉＣ膜が、比較品８には厚み：
２μｍのＴｉＣ膜のみが確認された。これらのドリルを
用いて、被削材：プリハードン鋼（ＨＲＣ＝４０），切
削速度：３０ｍ／ｍｉｎ，切込み：１０ｍｍ，テーブル
送り：６４ｍｍ，刃当り送り：０．０２ｍｍ／刃，湿式
の条件で溝加工試験を行い、切削長さが５０ｍの時点で
切れ刃の逃げ面摩耗幅を測定した。その結果、本発明品
１２が０．０５ｍｍであるのに対し、比較品８は０．１
０ｍｍであった。
【００３１】
【表７】
【００３２】
【実施例４】市販されている約１０φｍｍ×６０ｍｍの
耐摩耗工具用超硬合金素材（ＪＩＳでＶ３０相当）を用
い、全面を１４０＃と８００＃のダイヤモンド砥石で粗
研削と仕上げ研削加工して打抜き加工用のパンチを作製
した後、表８に示した表面処理した後、ＣＶＤコーティ
ング装置を用いて、表８に併記した条件で被覆処理して
本発明品１３と比較品９の表面被覆超硬パンチを得た。
各パンチの外周切れ刃部分を実施例１と同様の方法で調
査した結果、本発明品１３では厚み：９μｍ，成分組
成：８２ＷＣ−１８ＴｉＮ（ｖｏｌ％）の硬質複合層と
厚み：２μｍのＴｉＣＮ膜が、比較品９には厚み：３μ
ｍのＴｉＣＮ膜のみが確認された。これらを用いて、厚
み：０．６ｍｍの亜鉛鋼板を打ち抜き加工し、バリによ
り不良品が発生するまでのショット数を測定した。その
結果、本発明品１３が約１３０万ショットであるのに対
し、比較品１０は約４３万ショットであった。
耐摩耗工具用超硬合金素材（ＪＩＳでＶ３０相当）を用
い、全面を１４０＃と８００＃のダイヤモンド砥石で粗
研削と仕上げ研削加工して打抜き加工用のパンチを作製
した後、表８に示した表面処理した後、ＣＶＤコーティ
ング装置を用いて、表８に併記した条件で被覆処理して
本発明品１３と比較品９の表面被覆超硬パンチを得た。
各パンチの外周切れ刃部分を実施例１と同様の方法で調
査した結果、本発明品１３では厚み：９μｍ，成分組
成：８２ＷＣ−１８ＴｉＮ（ｖｏｌ％）の硬質複合層と
厚み：２μｍのＴｉＣＮ膜が、比較品９には厚み：３μ
ｍのＴｉＣＮ膜のみが確認された。これらを用いて、厚
み：０．６ｍｍの亜鉛鋼板を打ち抜き加工し、バリによ
り不良品が発生するまでのショット数を測定した。その
結果、本発明品１３が約１３０万ショットであるのに対
し、比較品１０は約４３万ショットであった。
【００３３】
【表８】
【効果】 化学蒸着法による表面被覆超硬合金におい
て、超硬合金母材と硬質被覆膜との間に母材の硬質粒子
と被覆膜粒子とからなる硬質複合層を設けることによ
り、刃先の塑性変形と硬質膜との密着性や耐摩耗性が大
幅に改善されるために、切削工具用チップ，ドリルや耐
摩耗工具に使用すると、従来の表面被覆超硬合金に比べ
て安定した長寿命が得られる。
て、超硬合金母材と硬質被覆膜との間に母材の硬質粒子
と被覆膜粒子とからなる硬質複合層を設けることによ
り、刃先の塑性変形と硬質膜との密着性や耐摩耗性が大
幅に改善されるために、切削工具用チップ，ドリルや耐
摩耗工具に使用すると、従来の表面被覆超硬合金に比べ
て安定した長寿命が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 1/05 Ｃ２２Ｃ 1/05 Ｇ 29/02 29/02 Ｅ 29/08 29/08 Ｃ２３Ｃ 16/30 Ｃ２３Ｃ 16/30 16/32 16/32 16/34 16/34 16/40 16/40 Ｆターム(参考） 3C037 CC01 CC02 CC04 CC09 3C046 FF03 FF10 FF11 FF13 FF18 FF22 FF25 4K018 AD03 AD06 FA24 4K030 AA03 AA09 AA10 AA11 AA13 AA14 AA17 AA18 BA35 BA36 BA37 BA38 BA40 BA42 BA43 BA44 BA53 BA56 BA57 BB12 BB13 CA03 DA02 FA01 FA10 JA01 LA22
Claims (7)
- 【請求項１】 炭化タングステン、あるいは炭化タング
ステンと周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，
窒化物，炭窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種
以上からなる立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を
結合相とする超硬合金を母材とし、該母材表面に周期律
表の４ａ，５ａ，６ａ族元素，アルミニウム，シリコン
の炭化物，窒化物，酸化物、およびこれらの相互固溶体
の中から選ばれた１種以上の化合物でなる単層または２
層以上の積層でなる０．５〜２０μｍの硬質膜を被覆し
てなる被覆超硬合金において、 該母材表面から内部に向かって３〜２０μｍの深さに亘
って、該結合相量が２．０重量％以下で、かつ母材の該
硬質相粒子と該硬質膜成分粒子とから構成された均一な
硬質複合層が存在することを特徴とする硬質複合層を有
する被覆超硬合金。 - 【請求項２】 上記硬質複合層は、上記硬質膜成分粒子
が異なる複数層からなることを特徴とする請求項１記載
の硬質複合層を有する被覆超硬合金。 - 【請求項３】 上記硬質複合層の硬質膜成分粒子は、チ
タンの炭化物，窒化物，炭窒化物および酸化アルミニウ
ムの中の１種以上であることを特徴とする請求項１又は
２記載の硬質複合層を有する被覆超硬合金。 - 【請求項４】 上記硬質複合層からさらに母材の内部に
向かって３〜２０μｍの深さに亘って、上記結合相量が
母材のさらに内部より多い結合相富化層および／又は上
記立方晶化合物量が少ない立方晶化合物貧化層が存在す
ることを特徴とする請求項１，２又は３記載の硬質複合
層を有する被覆超硬合金。 - 【請求項５】 炭化タングステン、あるいは炭化タング
ステンと周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，
窒化物，炭窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種
以上からなる立方晶化合物とを硬質相粒子、鉄族金属を
結合相とする超硬合金において、該超硬合金の表面から
２〜２５μｍの深さに亘って該結合相を均一に除去して
連続空孔とした後、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元
素，アルミニウム，シリコンの炭化物，窒化物，酸化
物、およびこれらの相互固溶体の中から選ばれた１種以
上の化合物で該連続空孔を封止することにより３〜２０
μｍの硬質複合層を形成させ、続けて該化合物の単層ま
たは２層以上の積層でなる０．５〜２０μｍの硬質膜を
被覆することを特徴とする硬質複合層を有する被覆超硬
合金の製造方法。 - 【請求項６】 上記超硬合金母材表面からの結合相除去
方法が、有機酸の弱酸性水溶液を使用した電解処理であ
ることを特徴とする請求項５記載の硬質複合層を有する
被覆超硬合金の製造方法。 - 【請求項７】 上記硬質複合層の形成方法は、有機金属
化合物を使用したＭＯＣＶＤ，低温あるいは中温ＣＶ
Ｄ，プラズマＣＶＤであることを特徴とする請求項５記
載の硬質複合層を有する被覆超硬合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000226253A JP2002038205A (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 硬質複合層を有する被覆超硬合金およびその製造方法 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002038205A true JP2002038205A (ja) | 2002-02-06 |
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ID=18719899
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|---|---|
| JP (1) | JP2002038205A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006328529A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-12-07 | Sandvik Intellectual Property Ab | バインダー相が富化された表面を備えた被覆超硬合金 |
| WO2008059896A1 (fr) * | 2006-11-17 | 2008-05-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Film résistant à l'abrasion et outil équipé de celui-ci |
| JP2010024519A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Ibiden Engineering Kk | 耐摩耗金属体の製造方法 |
| US8211358B2 (en) | 2003-10-23 | 2012-07-03 | Sandvik Intellectual Property Ab | Cemented carbide and method of making the same |
-
2000
- 2000-07-27 JP JP2000226253A patent/JP2002038205A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8211358B2 (en) | 2003-10-23 | 2012-07-03 | Sandvik Intellectual Property Ab | Cemented carbide and method of making the same |
| JP2006328529A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-12-07 | Sandvik Intellectual Property Ab | バインダー相が富化された表面を備えた被覆超硬合金 |
| US7939013B2 (en) | 2005-04-20 | 2011-05-10 | Sandvik Intellectual Property Ab | Coated cemented carbide with binder phase enriched surface zone |
| WO2008059896A1 (fr) * | 2006-11-17 | 2008-05-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Film résistant à l'abrasion et outil équipé de celui-ci |
| JP2008126334A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐摩耗性皮膜およびこれを備えた工具 |
| JP2010024519A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Ibiden Engineering Kk | 耐摩耗金属体の製造方法 |
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