JPH01176066A - イオン窒化処理済サーメットチップ及びその製造方法 - Google Patents

イオン窒化処理済サーメットチップ及びその製造方法

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JPH01176066A
JPH01176066A JP33608687A JP33608687A JPH01176066A JP H01176066 A JPH01176066 A JP H01176066A JP 33608687 A JP33608687 A JP 33608687A JP 33608687 A JP33608687 A JP 33608687A JP H01176066 A JPH01176066 A JP H01176066A
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はイオン窒化処理済サーメットチップ及びその製
造方法に関する。
[従来の技術] 切削工具は従来のドリル、カッターのような一体式の工
具から刃先にチップを取り付ける方式に変わりつつある
。これらのチップを総称してスローアウェイチップと言
う0通常、スローアウェイチップは超硬合金、コーティ
ング、サーメット材、セラミックス、超高圧焼結体に分
類される。
これらの材質の中でサーメット材は粉末冶金法により製
造される焼結合金であり、チタンカーバイド(TiC)
及びチタンナイトライド(TiN)とモリブデン(Mo
)等を主成分とするもので、加工性も良好で且つ高靭性
であるためにサーメットチップとしてチップに使用され
ている。
このサーメットチップの強度を更に上げるために、サー
メット材製造時に窒化物や炭化物を添加している。また
、窒化物の添加量を増加させる方法も発表されている。
しかし、窒化物や炭化物の添加はチップとして強化が必
要な表面のみに部分的に行なうことができず、表面以外
の全ての部分についても窒化物や炭化物を添加・配合す
るためにコストの面等から余り好ましいものとは言えな
い。
自動車部品あるいは機械部品用の焼結合金の表面処理法
としてイオン窒化あるいはガス窒化、塩浴窒化が知られ
ているが、切削工具用に開発されたサーメット材への適
用例はない、第2図に示すように、焼結合金は粉末化し
た素材を加圧成形した後、焼成するので金属組織は通常
の鉄及び鋼とは異なり、いわゆる目が粗い状態にあるが
、イオン窒化以外の窒化法で処理すれば表面のみならず
粒界に沿って窒化物または窒化層を生成することが多く
、表面を硬化する目的は達成されるが、同時に靭性が少
なく、脆い状態になる。
イオン窒化法によれば、表面を硬化させることはできる
が、第3図に示すように最表面から数ミクロンないし十
数ミクロンの厚さをもつ化合物層(1)が生成し、その
下部には拡散層(窒化層)(3)と呼ばれる層が0.1
〜0.51程度の厚さで存在する。
これまで知られている窒化法ではいずれの方法でも化合
物層、拡散層が生成される。
焼結合金の1種であるサーメット材は切削工具として使
用されるため、特に強靭性を要求されるが、化合物層は
硬くて脆い性質をもち、拡散層内の窒化物と共に剥離し
易いので、サーメットチップとしては好ましくない。
[発明が解決しようとする問題点] 上述のように現在までのイオン窒化処理法の研究はいか
に表面硬度を高く、窒化層を深く得るかに重点が置かれ
ており、サーメットチップの耐久性に関与する化合物層
及び拡散層の剥離等の問題を研究するまでには至ってい
ない。
従って、本発明の目的はサーメットチップの耐久性に問
題となる厚い化合物層及び拡散層が不在である充分な耐
久性のあるサーメットチップを比較的安価且つ簡便なイ
オン窒化処理法により提供することにある。
[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明はサーメットチップのサーメット材粒
子の最表面のみにイオン窒化処理による窒素含有層を備
えることを特徴とするイオン窒化処理済サーメットチッ
プに係る。
更に、本発明はサーメットチップをイオン窒化処理用減
圧炉に装填し、処理温度350〜600℃、処理時間1
〜120分間、窒素または窒素含有混合ガス雰囲気中、
炉内圧力0.1〜10トールの条件下でサーメットチッ
プをマイナス電極、炉壁をプラス電極としてイオン窒化
処理を行ない、サーメットチップのサーメット材粒子の
最表面のみに窒素含有層を形成されることよりなるイオ
ン窒化処理済サーメットチップの製造方法に係る。
[作 用] 本発明でイオン窒化処理することができるサーメットチ
ップは材質等に特に限定はなく、慣用のサーメットチッ
プであればいずれのものであってもよい。
本発明のイオン窒化処理済サーメットチップは剥離等の
原因となる厚い化合物層や拡散層が不在である6本発明
のサーメットチップ表面がイオン窒化処理により硬くな
り且つ剥離等が生じない理由は明らかではないが、後述
するように未処理品と処理済品の金属組織の顕微鏡写真
に変化のないことから、第1図に示すようにサーメット
チップの最表面のみすなわちサーメット材粒子の表面の
みに窒素含有層が僅かに形成しているものと思料される
。このような構造をもつ本発明のイオン窒化処理済サー
メットチップは表面硬さ及び靭性を上げることができ、
それによってサーメットチップの耐久性を向上すること
ができるが、前述の剥離等の問題はない。
以下に、本発明のイオン窒化処理済サーメットチップの
製造方法を説明する。
まず、被処理物であるサーメットチップをイオン窒化処
理用減圧炉に装填する。イオン窒化処理用減圧炉は慣用
の装置のいずれをも使用することができ、特に限定され
るものではない、イオン窒化処理用減圧炉は通常炉壁が
プラス電極、被処理物がマイナス電極になっており、こ
の間に電圧を印加して高密度グロー放電を発生させ、被
処理物をイオン窒化処理するものである。
本発明のイオン窒化処理済サーメットチップは厚い、粒
界の化合物層及び拡散層が不在であり、このようなイオ
ン窒化処理は以下に記載するような特別な条件下で行な
われる。
イオン窒化処理用減圧炉の圧力は0.1〜10トールの
範囲内である。圧力は印加電圧に依存するが、この範囲
内の圧力を使用すると、本発明に良好な高密度グロー放
電を得ることができる。
なお、減圧炉内を0.1トールより高い圧力で操炉する
場合には、−旦減圧炉内を0.1トールまで減圧し、次
に、設定圧力まで徐々に圧力を調整することが好ましい
処理温度は350〜600℃、好ましくは450〜52
0℃の範囲内である。処理時間は1〜120分間、好ま
しくは1〜60分間、更に好ましくは1〜15分間であ
る。この処理時間は被処理物であるサーメットチップを
加温し、サーメットチップが処理温度が下限である35
0℃、好ましくは450℃に到達してからの時間であり
、加温を処理温度を下限に近い温度で中止して一定の温
度に維持する場合には長い処理時間を必要とするが、よ
り高い処理温度を選択し、処理温度の下限に達してから
も更に加温される場合には設定温度に到達してからの処
理時間は短縮される。
イオン窒化処理用減圧炉内の雰囲気は窒素雰囲気か、ま
たは窒素を含有する混合ガス雰囲気であり、窒素含有混
合ガス雰囲気を使用する場合には、少なくとも20%の
窒素を含有するものが好ましい、窒素と混合できる物質
としては水素、CH4等を挙げることができる。なお、
好適な雰囲気はモル比で表して1/3の窒素/水素混合
ガスである。なお、減圧炉内の雰囲気は加温時と処理時
で異なっていてもよい、なお、イオン窒化処理用減圧炉
内の雰囲気の置換は炉内の加熱を開始する前に行なうこ
とが望ましい。
イオン窒化処理用減圧炉の操炉方法は特に特別な方法を
用いる必要はなく、上述の処理条件を設定すれば、自動
的に電流、電圧が設定され印加される。炉内のサーメッ
トチップの加温は慣用の方法を採用することができ、例
えば高密度グロー放電またはヒーター加熱を採用するこ
とができる。
加温方式が高密度グロー放電の場合には上述の処理温度
の下限からイオン窒化処理に入り、設定処理温度まで加
温されながらイオン窒化処理を行ない、更に、設定処理
温度を維持されながら所望のイオン窒化処理が行なわれ
る。また、加熱方式がヒーター加熱の場合には上述の処
理温度の下限からイオン窒化処理を開始し、設定処理温
度まで加温されながらイオン窒化処理を行ない、更に、
設定処理温度に維持しながら所望のイオン窒化処理を行
なうか、所望の処理温度まで加温し、温度を一定とした
後に高密度グロー放電を行なってイオン窒化処理を行な
うこともできる。
上述の条件下での処理終了後は放電を停止して炉内のサ
ーメットチップを冷却する。冷却は減圧状態のままで放
置するか、冷却用のガスを流して強制的に冷却すること
ができる。また、減圧状態を解除して大気中に放置して
冷却してもよい。
イオン窒化処理を行なったサーメットチップが常温まで
冷却されたらサーメットチップを減圧炉から取り出す。
このようにして得られたサーメットチップは第4図(未
処理)及び第5図(イオン窒化処理済)に示すように金
属組織に変化は観察されないが、表面硬度は飛躍的に向
上し、サーメット材粒子の最表面のみに1かに化合物層
が形成したものと推測される。なお、第5図からも明ら
かなように本発明のイオン窒化処理済サーメットチップ
には顕微鏡写真で観察できるような化合物層及び拡散層
は存在せず、従来のイオン窒化処理の問題点であった化
合物層及び拡散層の剥離によるサーメットチップの耐久
性の低下等は観察されない。
[実 施 例] 以下に実施例を挙げ、本発明のイオン窒化処理済サーメ
ットチップを具体的に説明する。
害i!L−例一 サーメットチップ(東芝タンガロイN308及び住友イ
ゲタロイT25A)をクロツクナ一一イオノン社製のコ
ンビネーションタイプのイオン窒化処理用減圧炉に装填
し、炉内の雰囲気をモル比1/3の窒素/水素混合ガス
で置換し、次に、炉内を0.1トールまで減圧した0次
に、炉内の温度を20℃から500℃まで2時間かけて
高密度グロー放電により加熱し、500℃の設定処理温
度で1分間保持し、イオン窒化処理を終了し、常温まで
冷却し、本発明のサーメットチップを取り出した。
サーメットチップの    試l イオン窒化処理前及び処理後のサーメットチップの表面
硬度をビッカース硬度計荷重300gの条件下にて測定
した。以下に結果を記載する。
ビッカース硬度 (処理前) タンガロイ8308   a−イゲタロイT25^(処
理後) 上述の結果から明らかなように、本発明のイオン窒化処
理済サーメットチップはビッカース硬度で100〜20
0程度表面硬度が上昇した。
なお、内部の硬さを測定したところ処理前のサーメット
チップと処理後のサーメットチップの間には差は観察さ
れなかった。
また、イオン窒化処理前のサーメットチップと本発明の
サーメットチップの金属組織を第4図(未処理品)と第
5図(処理済品)の顕微鏡写真により観察したところ、
顕微鏡写真からは金属組織の有意の差が認められず、本
発明のイオン窒化処理では化合物層及び拡散層等を形成
せずにサーメットチップの表面硬度を上昇させることが
できた。
なお、第4図及び第5図の顕微鏡写真において、上部の
黒色の部分は金属片を固定するための樹脂である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のイオン窒化処理済サーメットチップの
最表面組織の拡大図であり、第2図は焼結合金組織の拡
大図であり、第3図は慣用のイオン窒化処理により得ら
れる焼結合金組織の拡大図であり、第4図は未処理サー
メットチップの金属組織を示す顕微鏡写真であり、第5
図は本発明のイオン窒化処理済サーメットチップの金属
組織を示す閉微鏡写真である。 図中、1・・・窒素含有層、2・・・化合物層、3・・
・拡散層。 特許出願人 浜松熱処理工業株式会社 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、サーメットチップのサーメット材粒子の最表面のみ
    にイオン窒化処理による窒素含有層を備えることを特徴
    とするイオン窒化処理済サーメットチップ。 2、サーメットチップをイオン窒化処理用減圧炉に装填
    し、処理温度350〜600℃、処理時間1〜120分
    間、窒素または窒素含有混合ガス雰囲気中、炉内圧力0
    .1〜10トールの条件下でサーメットチップをマイナ
    ス電極、炉壁をプラス電極としてイオン窒化処理を行な
    い、サーメットチップのサーメット材粒子の最表面のみ
    に窒素含有層を形成させることよりなるイオン窒化処理
    済サーメットチップの製造方法。
JP33608687A 1987-12-28 1987-12-28 イオン窒化処理済サーメットチップ及びその製造方法 Granted JPH01176066A (ja)

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EP19890901481 EP0397729A1 (en) 1987-12-28 1988-12-28 Ion-nitrided cermet tip and method for producing the same
PCT/EP1988/001209 WO1989006288A1 (en) 1987-12-28 1988-12-28 Ion-nitrided cermet tip and method for producing the same

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5435452A (en) * 1991-08-05 1995-07-25 Yoshino Kogyosho Co., Ltd. Multilayer bottle with separable layer

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19510439C1 (de) * 1995-03-22 1996-08-08 Dresden Ev Inst Festkoerper Cermet- Hartstoffschicht- Verbund und Verfahren zu dessen Herstellung
FR2747398B1 (fr) * 1996-04-12 1998-05-15 Nitruvid Procede de traitement de surface d'une piece metallique

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5120303A (ja) * 1974-08-06 1976-02-18 Ohtsu Tire

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5514839A (en) * 1978-07-14 1980-02-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd Treating method for ion nitriding
JPS5716161A (en) * 1980-07-02 1982-01-27 Ngk Spark Plug Co Ltd Preparation of coating tip for cutting

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5120303A (ja) * 1974-08-06 1976-02-18 Ohtsu Tire

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5435452A (en) * 1991-08-05 1995-07-25 Yoshino Kogyosho Co., Ltd. Multilayer bottle with separable layer
US5567377A (en) * 1991-08-05 1996-10-22 Yoshino Kogyosho Co., Ltd. Method of manufacturing a multilayer bottle

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EP0397729A1 (en) 1990-11-22
WO1989006288A1 (en) 1989-07-13

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