JPH0353070A - 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材Info
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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、すぐれた耐摩耗性を有し、各種の切削工具
部材や耐摩工具部材として用いた場合にすぐれた性能を
長期に亘って発揮する表面ＦＩＩｆｆｌ工具部材に関す
るものである。
部材や耐摩工具部材として用いた場合にすぐれた性能を
長期に亘って発揮する表面ＦＩＩｆｆｌ工具部材に関す
るものである。
従来、一般に、例えばＡＩ１およびＡＩ合金やＣｕおよ
びＣｕ合金などの切削に切削工具部材として、さらに引
抜きダイスやポンチなどの耐摩工具部材として、炭化タ
ングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金やサイアロン
基セラミックス、さらに窒化けい素（以下８１３Ｎ４で
示す）基セラミックスや酸化アルミニウム（以下Ａ ｆ
ｌ ２ ０ ａで示す）基セラミックスなどの硬質焼結
材料を基体とし、この基体の表面に、例えば特開昭５８
−９１１００号公報に記載されるような熱フィラメント
法や、特開昭５８ − １１０４９４９号公報に記載さ
れるようなマイクロ波無極放電法などの気相合戊法を用
いて、人工ダイヤモンド被覆層を０．５〜７μｍの平均
層厚で形成してなる表面被覆工具部材が用いられること
は良く知られるところである。
びＣｕ合金などの切削に切削工具部材として、さらに引
抜きダイスやポンチなどの耐摩工具部材として、炭化タ
ングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金やサイアロン
基セラミックス、さらに窒化けい素（以下８１３Ｎ４で
示す）基セラミックスや酸化アルミニウム（以下Ａ ｆ
ｌ ２ ０ ａで示す）基セラミックスなどの硬質焼結
材料を基体とし、この基体の表面に、例えば特開昭５８
−９１１００号公報に記載されるような熱フィラメント
法や、特開昭５８ − １１０４９４９号公報に記載さ
れるようなマイクロ波無極放電法などの気相合戊法を用
いて、人工ダイヤモンド被覆層を０．５〜７μｍの平均
層厚で形成してなる表面被覆工具部材が用いられること
は良く知られるところである。
しかし、近年の各種機器の高性能化および省力化に伴な
い、切削工具部材や耐摩工具部材も、その使用条件がき
びしさを増す状況にあるが、上記の従来表面被覆工具部
材を、例えばＡｐ合金の高速切削に用いた場合、これを
構成する人工ダイヤモンド被覆層の粒径が１〜１０一と
粗く、この結果切刃の表面粗さも粗いものとなるため、
切削抵抗が大きくなって、かなりの発熱を伴なうように
なり、これによって被削材が切刃に溶着するようになる
ことから、人工ダイヤモンド被覆層には溶着剥離が発生
するようになり、比較的短時間で使用寿命に至るのが現
状である。
い、切削工具部材や耐摩工具部材も、その使用条件がき
びしさを増す状況にあるが、上記の従来表面被覆工具部
材を、例えばＡｐ合金の高速切削に用いた場合、これを
構成する人工ダイヤモンド被覆層の粒径が１〜１０一と
粗く、この結果切刃の表面粗さも粗いものとなるため、
切削抵抗が大きくなって、かなりの発熱を伴なうように
なり、これによって被削材が切刃に溶着するようになる
ことから、人工ダイヤモンド被覆層には溶着剥離が発生
するようになり、比較的短時間で使用寿命に至るのが現
状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
人工ダイヤモンド被覆層を有する従来表面被覆工具部材
に着目し、これの人工ダイヤモンド被覆層の剥離現象を
抑制すべく研究を行なった結果、上記の硬質焼結材料基
体の表面に形威される被覆層を、基体側がダイヤモンド
構造を有し、一方表面側が非晶質（アモルファス）構造
を有する炭素質硬質被覆層で構成すると、前記ダイヤモ
ンド構造部分によって高硬度が確保され、一方非晶質構
造部分によって、表面平滑化がはかられるようになって
、被削材や被加工材との親和性（なじみ性）が著しく向
上するようになることから、切削時および加工時に被覆
層に剥離が発生することが皆無となり、すぐれた耐摩耗
性を長期に亘って発揮するようになるという知見を得た
のである。
人工ダイヤモンド被覆層を有する従来表面被覆工具部材
に着目し、これの人工ダイヤモンド被覆層の剥離現象を
抑制すべく研究を行なった結果、上記の硬質焼結材料基
体の表面に形威される被覆層を、基体側がダイヤモンド
構造を有し、一方表面側が非晶質（アモルファス）構造
を有する炭素質硬質被覆層で構成すると、前記ダイヤモ
ンド構造部分によって高硬度が確保され、一方非晶質構
造部分によって、表面平滑化がはかられるようになって
、被削材や被加工材との親和性（なじみ性）が著しく向
上するようになることから、切削時および加工時に被覆
層に剥離が発生することが皆無となり、すぐれた耐摩耗
性を長期に亘って発揮するようになるという知見を得た
のである。
したがって、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、ＷＣ基超硬合金、サイアロン基セラミ
ックス、Ｓｉ３Ｎ４基セラミックス、あるいはＡｐ２０
３基セラミックスからなる硬質焼結材料の基体表面に、
通常の気相合成法にて、基体側がダイヤモンド構造を有
し、一方表面側が非晶質構造を有する炭素質硬質被覆層
を０．５〜７μｍの平均層厚で形成してなる耐摩耗性の
すぐれた表面被覆工具部材に特徴を有するものである。
たものであって、ＷＣ基超硬合金、サイアロン基セラミ
ックス、Ｓｉ３Ｎ４基セラミックス、あるいはＡｐ２０
３基セラミックスからなる硬質焼結材料の基体表面に、
通常の気相合成法にて、基体側がダイヤモンド構造を有
し、一方表面側が非晶質構造を有する炭素質硬質被覆層
を０．５〜７μｍの平均層厚で形成してなる耐摩耗性の
すぐれた表面被覆工具部材に特徴を有するものである。
なお、この発明の表面被覆工具部材において、炭素質硬
質被覆層の平均層厚を０．５〜７ｔ！ｎと定めたのは、
その厚さが０．５一未満では所望の耐摩耗性向上効果が
得られず、一方その厚さが７一を越えるとチッピングや
剥離が発生し易くなるという理由によるものである。
質被覆層の平均層厚を０．５〜７ｔ！ｎと定めたのは、
その厚さが０．５一未満では所望の耐摩耗性向上効果が
得られず、一方その厚さが７一を越えるとチッピングや
剥離が発生し易くなるという理由によるものである。
つぎに、この発明の表面被覆工具部材を実施例により具
体的に説明する。
体的に説明する。
硬質焼結材料基体として、それぞれ第１表に示される成
分組成をもったＷＣ基超硬合金、サイアロン基セラミッ
クス、Ｓｉ３Ｎ４基セラミックス、およびＡｐ２０３基
セラミックスからなり、かつＩＳＯ規格Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ
１２０３０ｇに則した形状をもったスローアウェイチ
ップを用意し、これらチップの表面に、熱フィラメント
法を用い、 反応容器二外径１２０關φの石英管、 反応混合ガス組成：容量割合で、ＣＨ４／Ｈ２−５〜１
５／１０００、 熱電子放射状（金属Ｗ製フィラメント）の加熱温度：
２０００℃、 反応容器内の雰囲気圧力＝２５〜６０ｔｏｒｒ、熱電子
放射材とチップ表面間の距離： ３５＋ａｍ，熱電子放
射材によるチップ表面加熱温度：８５０℃、の条件で、
同じく第１表に示される厚さの炭素質硬質被覆層および
ダイヤモンド被覆層を形成することにより本発明表面被
覆切削工具部材（以下本発明被覆切削チップという）１
〜ｌ４および従来表面被覆切削工具部材（同様に従来被
覆切削チップという）１〜４をそれぞれ製造した。また
、第１表には、上記の被覆層の表面粗さも示した。
分組成をもったＷＣ基超硬合金、サイアロン基セラミッ
クス、Ｓｉ３Ｎ４基セラミックス、およびＡｐ２０３基
セラミックスからなり、かつＩＳＯ規格Ｓ Ｐ Ｇ Ｎ
１２０３０ｇに則した形状をもったスローアウェイチ
ップを用意し、これらチップの表面に、熱フィラメント
法を用い、 反応容器二外径１２０關φの石英管、 反応混合ガス組成：容量割合で、ＣＨ４／Ｈ２−５〜１
５／１０００、 熱電子放射状（金属Ｗ製フィラメント）の加熱温度：
２０００℃、 反応容器内の雰囲気圧力＝２５〜６０ｔｏｒｒ、熱電子
放射材とチップ表面間の距離： ３５＋ａｍ，熱電子放
射材によるチップ表面加熱温度：８５０℃、の条件で、
同じく第１表に示される厚さの炭素質硬質被覆層および
ダイヤモンド被覆層を形成することにより本発明表面被
覆切削工具部材（以下本発明被覆切削チップという）１
〜ｌ４および従来表面被覆切削工具部材（同様に従来被
覆切削チップという）１〜４をそれぞれ製造した。また
、第１表には、上記の被覆層の表面粗さも示した。
さらに、本発明被覆切削チップ１〜ｌ４の炭素質硬質被
覆層の形成に際しては、反応混合ガスの構威成分の相互
割合や、反応容器内の雰囲気圧力を調整することにより
、ダイヤモンド構造としたり、あるいは非晶質構造とし
、さらにこれら両構造の共存構造とした。
覆層の形成に際しては、反応混合ガスの構威成分の相互
割合や、反応容器内の雰囲気圧力を調整することにより
、ダイヤモンド構造としたり、あるいは非晶質構造とし
、さらにこれら両構造の共存構造とした。
つぎに、この結果得られた各種の被覆切削チップについ
て、 被削材： ＡＮ−１２重量％Ｓｌ合金の丸棒、切削速度
： ８００ ｍ＋＊／ＩＩｉｎ ，切込み： １．５
ｍｍ， 送 り： ０．２ ｒｒｒ膓／ｒｅｖ．、の条件で
Ａｌ合金の乾式連続高速切削試験を行ない、切刃の逃げ
面摩耗幅が０．２ｍｍに至るまでの切削時間を測定した
。これらの測定結果を第１表に示した。
て、 被削材： ＡＮ−１２重量％Ｓｌ合金の丸棒、切削速度
： ８００ ｍ＋＊／ＩＩｉｎ ，切込み： １．５
ｍｍ， 送 り： ０．２ ｒｒｒ膓／ｒｅｖ．、の条件で
Ａｌ合金の乾式連続高速切削試験を行ない、切刃の逃げ
面摩耗幅が０．２ｍｍに至るまでの切削時間を測定した
。これらの測定結果を第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〜
ｌ４は、いずれも基本的に炭素質硬質被覆層における表
面側の非晶質構造部分によって、表面平滑さが確保され
、被削材との親和性にすぐれたものになるので、被覆層
に剥離の発生がなく、基体側に形成されたダイヤモンド
構造部分との共存作用によってすぐれた耐摩耗性を長時
間に亘って発揮するのに対して、従来被覆切削チップ１
〜４においては、これを構成するダイヤモンド被覆層の
表面が荒れ、これが原因の発熱で溶着剥離が発生し、短
時間で使用寿命に至ることが明らかである。
ｌ４は、いずれも基本的に炭素質硬質被覆層における表
面側の非晶質構造部分によって、表面平滑さが確保され
、被削材との親和性にすぐれたものになるので、被覆層
に剥離の発生がなく、基体側に形成されたダイヤモンド
構造部分との共存作用によってすぐれた耐摩耗性を長時
間に亘って発揮するのに対して、従来被覆切削チップ１
〜４においては、これを構成するダイヤモンド被覆層の
表面が荒れ、これが原因の発熱で溶着剥離が発生し、短
時間で使用寿命に至ることが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆工具部材は、表面側
を非晶質構造とし、基体側をダイヤモンド構造とした炭
素質硬質被覆層の形或によってすぐれた耐摩耗性をもつ
ようになるので、これを切削工具部材および耐摩工具部
材として、特に苛酷な条件下で使用しても、被覆層に剥
離の発生なく、すぐれた性能を著しく長期に亘って発揮
し、使用寿命の延命化が可能となるなど工業上有用な特
性を有するのである。
を非晶質構造とし、基体側をダイヤモンド構造とした炭
素質硬質被覆層の形或によってすぐれた耐摩耗性をもつ
ようになるので、これを切削工具部材および耐摩工具部
材として、特に苛酷な条件下で使用しても、被覆層に剥
離の発生なく、すぐれた性能を著しく長期に亘って発揮
し、使用寿命の延命化が可能となるなど工業上有用な特
性を有するのである。
出
願
人
二 三菱金属株式会社
代
理
人
晶
田
和
夫
外１名
Claims (1)
- （１）硬質焼結材料基体の表面に、基体側がダイヤモン
ド構造を有し、一方表面側が非晶質構造を有する炭素質
硬質被覆層を０．５〜７μｍの平均層厚で形成してなる
耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18808889A JPH0353070A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18808889A JPH0353070A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353070A true JPH0353070A (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16217494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18808889A Pending JPH0353070A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0353070A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0609520A1 (en) * | 1992-12-07 | 1994-08-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Perforator for metal plate |
| JPH0945753A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-14 | Kyocera Corp | 物品保持装置 |
| EP0796930A1 (de) * | 1996-03-18 | 1997-09-24 | Wälztechnik Saacke-Zorn GmbH & Co. K.G. | Verwendung einer elementaren Kohlenstoff enthaltenden Schicht auf Werkzeugen für spanende Formgebung |
| FR2850116A1 (fr) * | 2002-12-02 | 2004-07-23 | Alesages Diamant Carbure Adc | Reacteur pour la synthese de diamant assistee par plasma micro-onde et filieres de trefilage traitees dans un tel reacteur |
| US6942022B2 (en) | 2000-11-14 | 2005-09-13 | Alstom Technology Ltd. | Condensation heat-transfer device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01259171A (ja) * | 1988-04-07 | 1989-10-16 | Nachi Fujikoshi Corp | 硬質被膜被覆切削工具部材 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18808889A patent/JPH0353070A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01259171A (ja) * | 1988-04-07 | 1989-10-16 | Nachi Fujikoshi Corp | 硬質被膜被覆切削工具部材 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0609520A1 (en) * | 1992-12-07 | 1994-08-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Perforator for metal plate |
| US5992280A (en) * | 1992-12-07 | 1999-11-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Perforator for metal plate |
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| US6942022B2 (en) | 2000-11-14 | 2005-09-13 | Alstom Technology Ltd. | Condensation heat-transfer device |
| FR2850116A1 (fr) * | 2002-12-02 | 2004-07-23 | Alesages Diamant Carbure Adc | Reacteur pour la synthese de diamant assistee par plasma micro-onde et filieres de trefilage traitees dans un tel reacteur |
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