JPH0813148A - 耐剥離性ダイヤモンド被覆部材 - Google Patents
耐剥離性ダイヤモンド被覆部材Info
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- JPH0813148A JPH0813148A JP17000794A JP17000794A JPH0813148A JP H0813148 A JPH0813148 A JP H0813148A JP 17000794 A JP17000794 A JP 17000794A JP 17000794 A JP17000794 A JP 17000794A JP H0813148 A JPH0813148 A JP H0813148A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被膜と基材間に生じる歪を緩和させるような
中間層を介在させて、耐剥離性，耐摩耗性，耐チッピン
グ性に優れる耐剥離性ダイヤモンド被覆部材を提供す
る。 【構成】 基材上に、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元
素，Ｓｉの炭化物，窒化物およびこれらの相互固溶体の
中の１種の単層または２種以上の多層でなる第１中間層
と、金属または２種以上の金属による合金もしくは混合
物でなる第２中間層と、該第１中間層に隣接して形成さ
れたダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド状カーボ
ンの硬質被膜とが被覆された耐剥離性ダイヤモンド被覆
部材。 【効果】 本発明のダイヤモンド被覆部材に比べて、被
膜内歪および基材と被膜間の歪が小さく、被膜の密着
性，耐剥離性に優れており、特に切削工具として用いた
場合には、実用性に乏しかった従来のダイヤモンド被覆
部材に対し、充分に実用化できるような長寿命を達成で
きるという優れた効果がある。
中間層を介在させて、耐剥離性，耐摩耗性，耐チッピン
グ性に優れる耐剥離性ダイヤモンド被覆部材を提供す
る。 【構成】 基材上に、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元
素，Ｓｉの炭化物，窒化物およびこれらの相互固溶体の
中の１種の単層または２種以上の多層でなる第１中間層
と、金属または２種以上の金属による合金もしくは混合
物でなる第２中間層と、該第１中間層に隣接して形成さ
れたダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド状カーボ
ンの硬質被膜とが被覆された耐剥離性ダイヤモンド被覆
部材。 【効果】 本発明のダイヤモンド被覆部材に比べて、被
膜内歪および基材と被膜間の歪が小さく、被膜の密着
性，耐剥離性に優れており、特に切削工具として用いた
場合には、実用性に乏しかった従来のダイヤモンド被覆
部材に対し、充分に実用化できるような長寿命を達成で
きるという優れた効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基材上に気相合成法で
もってダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド状カー
ボンの硬質被膜を被覆してなるダイヤモンド被覆部材に
関し、具体的には、例えば旋削工具，フライス工具，エ
ンドミル，ドリルに代表される切削工具、製缶工具，金
型に代表される耐摩耗工具、または半導体素子やその成
形に用いられるボンディングツール，振動板等として適
用される耐剥離性ダイヤモンド被覆部材に関する。
もってダイヤモンドおよび／またはダイヤモンド状カー
ボンの硬質被膜を被覆してなるダイヤモンド被覆部材に
関し、具体的には、例えば旋削工具，フライス工具，エ
ンドミル，ドリルに代表される切削工具、製缶工具，金
型に代表される耐摩耗工具、または半導体素子やその成
形に用いられるボンディングツール，振動板等として適
用される耐剥離性ダイヤモンド被覆部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属材料，焼結合金またはセラミックス
焼結体の基材上にダイヤモンドの被膜を気相合成する方
法、もしくは気相合成法でもってダイヤモンドの硬質被
膜を被覆したダイヤモンド被覆部材が多数検討され、提
案されている。これらのダイヤモンド被覆部材は、ダイ
ヤモンド自体が共有結合性の最も高い物質であって、他
物質との親和性が非常に劣ることから、硬質被膜と基材
との密着性が悪く、実用性に乏しいという問題がある。
この問題を解決するための提案も多数行なわれており、
その代表的なものに、特開昭５８−１２６９７２号公
報，特開昭６２−５７８０２号公報，特開昭５９−１５
９９８１号公報，特開昭６２−１６６９０４号公報およ
び特開昭６３−５３２６９号公報がある。
焼結体の基材上にダイヤモンドの被膜を気相合成する方
法、もしくは気相合成法でもってダイヤモンドの硬質被
膜を被覆したダイヤモンド被覆部材が多数検討され、提
案されている。これらのダイヤモンド被覆部材は、ダイ
ヤモンド自体が共有結合性の最も高い物質であって、他
物質との親和性が非常に劣ることから、硬質被膜と基材
との密着性が悪く、実用性に乏しいという問題がある。
この問題を解決するための提案も多数行なわれており、
その代表的なものに、特開昭５８−１２６９７２号公
報，特開昭６２−５７８０２号公報，特開昭５９−１５
９９８１号公報，特開昭６２−１６６９０４号公報およ
び特開昭６３−５３２６９号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンド被覆部材
として提案されている従来技術の内、基材とダイヤモン
ドの硬質被膜との間に、他物質の中間層を介在させて問
題解決を計ったものに、特開昭５８−１２６９７２号公
報と特開昭６２−５７８０２号公報がある。
として提案されている従来技術の内、基材とダイヤモン
ドの硬質被膜との間に、他物質の中間層を介在させて問
題解決を計ったものに、特開昭５８−１２６９７２号公
報と特開昭６２−５７８０２号公報がある。
【０００４】これらの内、前者には、超硬合金の基材表
面に周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元素の炭化物，窒化
物，ホウ化物，酸化物およびこれらの化合物，混合物並
びにＡｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｂ4Ｃ，ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ｓ
ｉＯ2から選ばれた１種以上の中間層とダイヤモンドの
外層とを被覆した被覆超硬合金工具について開示されて
おり、後者には、基材と硬質炭素膜との間に、Ｗ2Ｃを
主成分とするＷとＣとの化合物薄膜の中間層が被覆され
た硬質炭素被覆部品について開示されている。この両公
報に開示されている被覆部材は、基材とダイヤモンドま
たはダイヤモンド状カーボンの硬質被膜との間に、中間
層を被覆して、硬質被膜の密着性を高めようとしたもの
ではあるが、基材と中間層と硬質被膜にはそれぞれの熱
膨張係数の差から生じる応力が残留し、特に硬質被膜に
圧縮応力が残留して、膜界面には大きな歪が生じ、その
結果硬質被膜表面から小さい衝撃が加わるのみで硬質被
膜の剥離となるという問題がある。
面に周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元素の炭化物，窒化
物，ホウ化物，酸化物およびこれらの化合物，混合物並
びにＡｌ2Ｏ3，ＡｌＮ，Ｂ4Ｃ，ＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4，Ｓ
ｉＯ2から選ばれた１種以上の中間層とダイヤモンドの
外層とを被覆した被覆超硬合金工具について開示されて
おり、後者には、基材と硬質炭素膜との間に、Ｗ2Ｃを
主成分とするＷとＣとの化合物薄膜の中間層が被覆され
た硬質炭素被覆部品について開示されている。この両公
報に開示されている被覆部材は、基材とダイヤモンドま
たはダイヤモンド状カーボンの硬質被膜との間に、中間
層を被覆して、硬質被膜の密着性を高めようとしたもの
ではあるが、基材と中間層と硬質被膜にはそれぞれの熱
膨張係数の差から生じる応力が残留し、特に硬質被膜に
圧縮応力が残留して、膜界面には大きな歪が生じ、その
結果硬質被膜表面から小さい衝撃が加わるのみで硬質被
膜の剥離となるという問題がある。
【０００５】一方、基材の材質選定または基材の表面改
質でもって、基材の表面に直接ダイヤモンドの硬質被膜
を被覆して問題解決を計ったものに、特開昭５９−１５
９９８１号公報，特開昭６２−１６６９０４号公報およ
び特開昭６３−５３２６９号公報がある。
質でもって、基材の表面に直接ダイヤモンドの硬質被膜
を被覆して問題解決を計ったものに、特開昭５９−１５
９９８１号公報，特開昭６２−１６６９０４号公報およ
び特開昭６３−５３２６９号公報がある。
【０００６】これらの内、特開昭５９−１５９９８１号
公報には、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｈｆおよびこれ
らを主成分とする合金からなる金属基材の表面にダイヤ
モンドの硬質被膜を被覆した耐摩耗性部材について開示
されており、特開昭６２−１６６９０４号公報には、セ
ラミックス焼結体の基材表面に硬質炭素の硬質被膜を被
覆した被覆切削工具について開示されており、特開昭６
３−５３２６９号公報には、超硬合金の表面部を腐蝕し
て、表面部のＣｏを除去したエッチング層の改質層表面
にダイヤモンドの硬質被膜を被覆した被覆切削工具につ
いて開示されている。これら３件の公報の内、前２件の
公報に開示されている被覆部材は、基材と硬質被膜との
熱膨張係数の差がそれほど大きくはなく、耐剥離性から
は好ましいが、基材が軟質または脆弱であるために、高
負荷の加わる用途では、基材の塑性変形もしくは破損か
ら寿命になること、また、後の１件の公報に開示されて
いる被覆部材は、Ｃｏの除去されたエッチング層がＣｏ
除去部分が空孔として残存すること、および基材と硬質
被膜との熱膨張係数の差による影響があって、耐剥離性
に劣るという問題がある。
公報には、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｈｆおよびこれ
らを主成分とする合金からなる金属基材の表面にダイヤ
モンドの硬質被膜を被覆した耐摩耗性部材について開示
されており、特開昭６２−１６６９０４号公報には、セ
ラミックス焼結体の基材表面に硬質炭素の硬質被膜を被
覆した被覆切削工具について開示されており、特開昭６
３−５３２６９号公報には、超硬合金の表面部を腐蝕し
て、表面部のＣｏを除去したエッチング層の改質層表面
にダイヤモンドの硬質被膜を被覆した被覆切削工具につ
いて開示されている。これら３件の公報の内、前２件の
公報に開示されている被覆部材は、基材と硬質被膜との
熱膨張係数の差がそれほど大きくはなく、耐剥離性から
は好ましいが、基材が軟質または脆弱であるために、高
負荷の加わる用途では、基材の塑性変形もしくは破損か
ら寿命になること、また、後の１件の公報に開示されて
いる被覆部材は、Ｃｏの除去されたエッチング層がＣｏ
除去部分が空孔として残存すること、および基材と硬質
被膜との熱膨張係数の差による影響があって、耐剥離性
に劣るという問題がある。
【０００７】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、基材とダイヤモンドおよび／また
はダイヤモンド状カーボンの硬質被膜との間に、中間層
を形成し、中間層の材質の組合わせ構成でもって基材と
硬質被膜との間に生じる歪を緩和し、耐剥離性，耐摩耗
性，耐チッピング性に優れるようにした耐剥離性ダイヤ
モンド被覆部材の提供を目的とする。
もので、具体的には、基材とダイヤモンドおよび／また
はダイヤモンド状カーボンの硬質被膜との間に、中間層
を形成し、中間層の材質の組合わせ構成でもって基材と
硬質被膜との間に生じる歪を緩和し、耐剥離性，耐摩耗
性，耐チッピング性に優れるようにした耐剥離性ダイヤ
モンド被覆部材の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、気相合成
法でもって、基材上にダイヤモンドの硬質被膜を被覆
し、基材と硬質被膜との密着性を高めることについて検
討していたところ、鉄族金属の含有した基材の場合に
は、基材と硬質被膜間に、ダイヤモンド合成時に合成ダ
イヤモンドを逆変換させる鉄族金属を遮断できる中間層
を形成することが好ましいという第１の知見と、基材と
硬質被膜との密着性には、基材の材質およびその表面状
態にも影響を受けるが、両者の熱膨張係数の差により生
じる歪の影響が非常に大きく、この歪を緩和するために
は、軟質な金属または合金の中間層を形成することが好
ましいという第２の知見を得て、本発明を完成するに至
ったものである。
法でもって、基材上にダイヤモンドの硬質被膜を被覆
し、基材と硬質被膜との密着性を高めることについて検
討していたところ、鉄族金属の含有した基材の場合に
は、基材と硬質被膜間に、ダイヤモンド合成時に合成ダ
イヤモンドを逆変換させる鉄族金属を遮断できる中間層
を形成することが好ましいという第１の知見と、基材と
硬質被膜との密着性には、基材の材質およびその表面状
態にも影響を受けるが、両者の熱膨張係数の差により生
じる歪の影響が非常に大きく、この歪を緩和するために
は、軟質な金属または合金の中間層を形成することが好
ましいという第２の知見を得て、本発明を完成するに至
ったものである。
【０００９】本発明の耐剥離性ダイヤモンド被覆部材
は、基材上に中間層を介在してダイヤモンドおよび／ま
たはダイヤモンド状カーボンの硬質被膜を被覆してなる
ダイヤモンド被覆部材であって、該中間層が周期律表の
４ａ，５ａ，６ａ族元素，Ｓｉの炭化物，窒化物および
これらの相互固溶体の中の１種の単層または２種以上の
多層でなる第１中間層と、金属または２種以上の金属に
よる合金もしくは混合物でなる第２中間層とで構成され
ており、該第１中間層が該硬質被膜に隣接しており、該
第２中間層が該第１中間層に隣接していることを特徴と
するものである。
は、基材上に中間層を介在してダイヤモンドおよび／ま
たはダイヤモンド状カーボンの硬質被膜を被覆してなる
ダイヤモンド被覆部材であって、該中間層が周期律表の
４ａ，５ａ，６ａ族元素，Ｓｉの炭化物，窒化物および
これらの相互固溶体の中の１種の単層または２種以上の
多層でなる第１中間層と、金属または２種以上の金属に
よる合金もしくは混合物でなる第２中間層とで構成され
ており、該第１中間層が該硬質被膜に隣接しており、該
第２中間層が該第１中間層に隣接していることを特徴と
するものである。
【００１０】本発明の被覆部材における基材は、中間層
および硬質被膜を被覆するときの処理温度に耐えられる
物質であればよく、具体的には、例えば各種の工具，機
械部品，電気または電子部品として実用されている高速
度鋼，ステンレス鋼，耐熱合金，Ｔｉ合金，Ａｌ合金に
代表される金属材料、超硬合金，サーメットに代表され
る焼結合金、または各種のセラミックス焼結体を挙げる
ことができる。これらの内、工具として用いる場合に
は、焼結合金の基材、特にＣｏおよび／またはＮｉを６
ｗｔ％以下含有する超硬合金が好ましい。
および硬質被膜を被覆するときの処理温度に耐えられる
物質であればよく、具体的には、例えば各種の工具，機
械部品，電気または電子部品として実用されている高速
度鋼，ステンレス鋼，耐熱合金，Ｔｉ合金，Ａｌ合金に
代表される金属材料、超硬合金，サーメットに代表され
る焼結合金、または各種のセラミックス焼結体を挙げる
ことができる。これらの内、工具として用いる場合に
は、焼結合金の基材、特にＣｏおよび／またはＮｉを６
ｗｔ％以下含有する超硬合金が好ましい。
【００１１】この基材上に形成される中間層は、具体的
には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，Ｎｂ
Ｃ，ＶＣ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，ＷＣ，Ｗ2Ｃ，ＴｉＮ，
ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＴａＮ，ＮｂＮ，ＶＮ，ＣｒＮ，（Ｔ
ｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，
（Ｔｉ，Ｎｂ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｎ，（Ｔｉ，Ｚｒ）
（Ｃ，Ｎ），Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），Ｚｒ（Ｃ，Ｎ），（Ｔ
ｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｃｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｃ
ｒ）（Ｃ，Ｎ）に代表される第１中間層と、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ・Ｃ
ｒ合金，Ｔｉ・Ｚｒ合金，Ｗ・Ｃｒ合金に代表される第
２中間層を挙げることができる。これらの中間層は、上
述した基材の材質により種々の組合わせによる構成とす
ることが好ましく、具体的には、基材上に第２中間層−
第１中間層の順に被覆、基材上に第２中間層−第１中間
層の順に２回以上繰り返して積層被覆、基材上に第１中
間層−第２中間層−第１中間層の順に被覆、または基材
上に第１中間層−第２中間層−第１中間層の順に２回以
上繰り返して積層被覆する組合わせを挙げることができ
る。特に、金属材料またはセラミックス焼結体の基材の
場合には、基材に隣接する中間層は、第２中間層である
ことが好ましく、焼結合金の基材の場合には、基材に隣
接する中間層は、第１中間層であることが好ましい。
には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，Ｎｂ
Ｃ，ＶＣ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，ＷＣ，Ｗ2Ｃ，ＴｉＮ，
ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＴａＮ，ＮｂＮ，ＶＮ，ＣｒＮ，（Ｔ
ｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，
（Ｔｉ，Ｎｂ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｎ，（Ｔｉ，Ｚｒ）
（Ｃ，Ｎ），Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），Ｚｒ（Ｃ，Ｎ），（Ｔ
ｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ），（Ｔｉ，Ｃｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｃ
ｒ）（Ｃ，Ｎ）に代表される第１中間層と、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ・Ｃ
ｒ合金，Ｔｉ・Ｚｒ合金，Ｗ・Ｃｒ合金に代表される第
２中間層を挙げることができる。これらの中間層は、上
述した基材の材質により種々の組合わせによる構成とす
ることが好ましく、具体的には、基材上に第２中間層−
第１中間層の順に被覆、基材上に第２中間層−第１中間
層の順に２回以上繰り返して積層被覆、基材上に第１中
間層−第２中間層−第１中間層の順に被覆、または基材
上に第１中間層−第２中間層−第１中間層の順に２回以
上繰り返して積層被覆する組合わせを挙げることができ
る。特に、金属材料またはセラミックス焼結体の基材の
場合には、基材に隣接する中間層は、第２中間層である
ことが好ましく、焼結合金の基材の場合には、基材に隣
接する中間層は、第１中間層であることが好ましい。
【００１２】これらの中間層の内、後述する硬質被膜に
隣接する第１中間層が炭化タングステンまたは炭化ケイ
素でなる場合には、特に耐剥離性に優れることから好ま
しい。この中間層の膜厚さは、用途，形状または硬質被
膜厚さとの組合わせにより異なるが、基材と硬質被膜と
の密着性の媒介的作用となる厚さで、かつ歪を緩和でき
る厚さであればよく、具体的には、０．２〜１０μｍが
好ましく、特に好ましくは、２〜６μｍ厚さであり、こ
の内、主として、歪緩和作用となる第２中間層の厚さ
は、０．１〜５μｍが好ましく、特に好ましくは１〜３
μｍ厚さである。
隣接する第１中間層が炭化タングステンまたは炭化ケイ
素でなる場合には、特に耐剥離性に優れることから好ま
しい。この中間層の膜厚さは、用途，形状または硬質被
膜厚さとの組合わせにより異なるが、基材と硬質被膜と
の密着性の媒介的作用となる厚さで、かつ歪を緩和でき
る厚さであればよく、具体的には、０．２〜１０μｍが
好ましく、特に好ましくは、２〜６μｍ厚さであり、こ
の内、主として、歪緩和作用となる第２中間層の厚さ
は、０．１〜５μｍが好ましく、特に好ましくは１〜３
μｍ厚さである。
【００１３】第１中間層に隣接して形成される硬質被膜
は、用途，形状などで最適膜厚さが異なるが、厚くなる
と剥離しやすく、逆に薄くなると耐摩耗性の低下が著し
くなることから、好ましくは、０．５〜５０μｍ厚さ、
特に好ましくは１〜３０μｍ厚さである。 特に、硬質
被膜と中間層との合計した膜厚さが耐剥離性および耐摩
耗性に大きく影響することから、硬質被膜と中間層との
合計膜厚は、２〜３５μｍ、好ましくは３〜３０μｍ、
特に工具のような大きな負荷が加わる用途では３〜１５
μｍでなることが好ましい。
は、用途，形状などで最適膜厚さが異なるが、厚くなる
と剥離しやすく、逆に薄くなると耐摩耗性の低下が著し
くなることから、好ましくは、０．５〜５０μｍ厚さ、
特に好ましくは１〜３０μｍ厚さである。 特に、硬質
被膜と中間層との合計した膜厚さが耐剥離性および耐摩
耗性に大きく影響することから、硬質被膜と中間層との
合計膜厚は、２〜３５μｍ、好ましくは３〜３０μｍ、
特に工具のような大きな負荷が加わる用途では３〜１５
μｍでなることが好ましい。
【００１４】本発明の被覆部材は、従来の各種の基材
に、従来から行なわれている物理蒸着法（ＰＶＤ法）や
化学蒸着法（ＣＶＤ法）でもって中間層および硬質被膜
を被覆することにより作製することができる。これらの
内、第１中間層は、第２中間層を形成した後、その表面
を炭化，窒化または炭窒化処理することにより作製する
こともできる。また、基材が超硬合金のように炭化物を
主成分として含有している場合、または遊離カーボンを
含有している焼結合金の場合には、基材に含有する炭化
物中のカーボンまたは基材に含有する遊離カーボンの浸
炭により形成される炭化物でなる第１中間層を基材に隣
接形成してもよい。これらの中間層の形成方法によって
は、特に超硬合金の基材の場合には、基材と中間層との
界面に、例えば、Ｗ3Ｃｏ3Ｃ，Ｗ9Ｃｏ3Ｃ4，Ｗ4Ｃｏ2
Ｃ，Ｗ4Ｎｉ2Ｃ，（Ｃｏ，Ｃｒ）3Ｗ9Ｃ4，（Ｃｏ，Ｎ
ｉ）3Ｗ3Ｃ，（Ｎｉ，Ｃｒ）2Ｗ4Ｃで現わされる脆弱な
低級複合炭化物の層が形成される場合があるが、本発明
の被覆部材における中間層の構成においては、この低級
複合炭化物の層が全中間層の膜厚さに対し２０％以下の
厚さに形成されていてもその効果を充分に発揮すること
が可能となる。
に、従来から行なわれている物理蒸着法（ＰＶＤ法）や
化学蒸着法（ＣＶＤ法）でもって中間層および硬質被膜
を被覆することにより作製することができる。これらの
内、第１中間層は、第２中間層を形成した後、その表面
を炭化，窒化または炭窒化処理することにより作製する
こともできる。また、基材が超硬合金のように炭化物を
主成分として含有している場合、または遊離カーボンを
含有している焼結合金の場合には、基材に含有する炭化
物中のカーボンまたは基材に含有する遊離カーボンの浸
炭により形成される炭化物でなる第１中間層を基材に隣
接形成してもよい。これらの中間層の形成方法によって
は、特に超硬合金の基材の場合には、基材と中間層との
界面に、例えば、Ｗ3Ｃｏ3Ｃ，Ｗ9Ｃｏ3Ｃ4，Ｗ4Ｃｏ2
Ｃ，Ｗ4Ｎｉ2Ｃ，（Ｃｏ，Ｃｒ）3Ｗ9Ｃ4，（Ｃｏ，Ｎ
ｉ）3Ｗ3Ｃ，（Ｎｉ，Ｃｒ）2Ｗ4Ｃで現わされる脆弱な
低級複合炭化物の層が形成される場合があるが、本発明
の被覆部材における中間層の構成においては、この低級
複合炭化物の層が全中間層の膜厚さに対し２０％以下の
厚さに形成されていてもその効果を充分に発揮すること
が可能となる。
【００１５】
【作用】本発明の被覆部材は、第２中間層が被膜に生じ
る歪を緩和する作用と被膜表面からの衝撃を緩和する作
用をし、第１中間層が硬質被膜と第２中間層との密着性
の媒介的作用と硬質被膜のエピタキシャル成長の促進作
用をし、基材の材質によって、第２中間層が基材と第１
中間層との密着性の媒介的作用または第１中間層が基材
と第２中間層との密着性の媒介的作用をし、中間層全体
が基材を構成する元素の硬質被膜中への拡散防止作用
と、硬質被膜形成時における硬質被膜の逆変換を防止す
る作用をしているものである。
る歪を緩和する作用と被膜表面からの衝撃を緩和する作
用をし、第１中間層が硬質被膜と第２中間層との密着性
の媒介的作用と硬質被膜のエピタキシャル成長の促進作
用をし、基材の材質によって、第２中間層が基材と第１
中間層との密着性の媒介的作用または第１中間層が基材
と第２中間層との密着性の媒介的作用をし、中間層全体
が基材を構成する元素の硬質被膜中への拡散防止作用
と、硬質被膜形成時における硬質被膜の逆変換を防止す
る作用をしているものである。
【００１６】
【実施例１】市販されているＷＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，Ｃ
ｏの各粉末（平均粒径１〜μｍ）を用いて、重量％で１
００％ＷＣ配合組成（表中、１００％ＷＣと略記）、９
５％ＷＣ−５％Ｃｏ配合組成（表中、９５％ＷＣと略
記）、８８％ＷＣ−２％ＴｉＣ−４％ＴａＣ−６％Ｃｏ
配合組成（表中、８８％ＷＣと略記）のそれぞれを粉末
冶金法による混合粉砕，成形，焼結工程を経て、焼結体
を作製し、それぞれの焼結体の表面をダイヤモンド砥石
により研削して基材を作製した。
ｏの各粉末（平均粒径１〜μｍ）を用いて、重量％で１
００％ＷＣ配合組成（表中、１００％ＷＣと略記）、９
５％ＷＣ−５％Ｃｏ配合組成（表中、９５％ＷＣと略
記）、８８％ＷＣ−２％ＴｉＣ−４％ＴａＣ−６％Ｃｏ
配合組成（表中、８８％ＷＣと略記）のそれぞれを粉末
冶金法による混合粉砕，成形，焼結工程を経て、焼結体
を作製し、それぞれの焼結体の表面をダイヤモンド砥石
により研削して基材を作製した。
【００１７】こうして得たそれぞれの基材を用いて、従
来から行なわれている熱ＣＶＤ法でもって表１に示す第
２中間層と第１中間層を基材表面に順次被覆した。次
に、こうして得た中間層の形成された被覆部材を用い
て、容器内圧力：６０Ｔｏｒｒ，ガス組成：ＣＨ4−Ｈ2
（Ｈ2に対するＣＨ4の比を２％に調整），マイクロ波周
波数：２．４５ＧＨｚ、成膜速度：１μｍ／ｈｒの条件
によるマイクロ波プラズマＣＶＤ法でもって、第１中間
層の表面に表１に示す硬質被膜を被覆して本発明品１〜
１４を得た。
来から行なわれている熱ＣＶＤ法でもって表１に示す第
２中間層と第１中間層を基材表面に順次被覆した。次
に、こうして得た中間層の形成された被覆部材を用い
て、容器内圧力：６０Ｔｏｒｒ，ガス組成：ＣＨ4−Ｈ2
（Ｈ2に対するＣＨ4の比を２％に調整），マイクロ波周
波数：２．４５ＧＨｚ、成膜速度：１μｍ／ｈｒの条件
によるマイクロ波プラズマＣＶＤ法でもって、第１中間
層の表面に表１に示す硬質被膜を被覆して本発明品１〜
１４を得た。
【００１８】比較として、中間層の存在しない従来の被
膜構成、または従来の中間層でなる被膜構成となるよう
に、上述の熱ＣＶＤ法およびマイクロ波プラズマＣＶＤ
法でもって作製し、表１に示す比較品１〜４を得た。
膜構成、または従来の中間層でなる被膜構成となるよう
に、上述の熱ＣＶＤ法およびマイクロ波プラズマＣＶＤ
法でもって作製し、表１に示す比較品１〜４を得た。
【００１９】こうして得た本発明品１〜１４および比較
品１〜４を用いて、切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ，切込
み：０．５ｍｍ，送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，被削材：
Ａｌ−２０％Ｓｉ合金，工具形状：ＳＰＧＮ１２０３０
８による乾式連続旋削でもって切削試験を行い、そのと
きの寿命に至る切削時間をそれぞれ求めて表１に併記し
た。比較品は、被膜の剥離でもって寿命となり、本発明
品は、平均逃げ面摩耗量０．２ｍｍでもって寿命とし
た。
品１〜４を用いて、切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ，切込
み：０．５ｍｍ，送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ，被削材：
Ａｌ−２０％Ｓｉ合金，工具形状：ＳＰＧＮ１２０３０
８による乾式連続旋削でもって切削試験を行い、そのと
きの寿命に至る切削時間をそれぞれ求めて表１に併記し
た。比較品は、被膜の剥離でもって寿命となり、本発明
品は、平均逃げ面摩耗量０．２ｍｍでもって寿命とし
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【実施例２】実施例１で用いた基材，熱ＣＶＤ装置，マ
イクロ波プラズマＣＶＤ装置でもって、実施例１と略同
様にして基材上に第１中間層−第２中間層−第１中間層
−硬質被膜を順次被覆し、表２に示す本発明品１５〜３
２を得た。
イクロ波プラズマＣＶＤ装置でもって、実施例１と略同
様にして基材上に第１中間層−第２中間層−第１中間層
−硬質被膜を順次被覆し、表２に示す本発明品１５〜３
２を得た。
【００２２】こうして得た本発明品１５〜３２を用い
て、実施例１と同一条件による切削試験を行い、そのと
きの寿命迄の切削時間を求めて表２に併記した。
て、実施例１と同一条件による切削試験を行い、そのと
きの寿命迄の切削時間を求めて表２に併記した。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【発明の効果】本発明の被覆部材は、従来のダイヤモン
ド被覆部材に比べて、被膜内歪および基材と被膜間の歪
が小さく、被膜の密着性，耐剥離性に優れており、特に
切削工具としては、コストも含めた工業性から実用性に
乏しかった従来のダイヤモンド被覆部材に対し、充分に
実用化できるような長寿命を達成できるという優れた効
果がある。
ド被覆部材に比べて、被膜内歪および基材と被膜間の歪
が小さく、被膜の密着性，耐剥離性に優れており、特に
切削工具としては、コストも含めた工業性から実用性に
乏しかった従来のダイヤモンド被覆部材に対し、充分に
実用化できるような長寿命を達成できるという優れた効
果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋木 邦夫 神奈川県川崎市幸区塚越１丁目７番地 東 芝タンガロイ株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 基材上に中間層を介在してダイヤモンド
および／またはダイヤモンド状カーボンの硬質被膜を被
覆してなるダイヤモンド被覆部材において、該中間層が
周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元素，Ｓｉの炭化物，窒
化物およびこれらの相互固溶体の中の１種の単層または
２種以上の多層でなる第１中間層と、金属または２種以
上の金属による合金もしくは混合物でなる第２中間層と
で構成されており、該第１中間層が該硬質被膜に隣接し
ており、該第２中間層が該第１中間層に隣接しているこ
とを特徴とする耐剥離性ダイヤモンド被覆部材。 - 【請求項２】 基材上に中間層を介在してダイヤモンド
および／またはダイヤモンド状カーボンの硬質被膜を被
覆してなるダイヤモンド被覆部材において、該中間層が
周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族元素，Ｓｉの炭化物，窒
化物およびこれらの相互固溶体の中の１種の単層または
２種以上の多層でなる第１中間層と、金属または２種以
上の金属による合金もしくは混合物でなる第２中間層と
で構成されており、該第２中間層が該第１中間層間に介
在して形成されていることを特徴とする耐剥離性ダイヤ
モンド被覆部材。 - 【請求項３】 上記第２中間層は、周期律表の４ａ，５
ａ，６ａ族金属の中の１種の単層または２種以上の多層
でなることを特徴とする請求項１または２記載の耐剥離
性ダイヤモンド被覆部材。 - 【請求項４】 上記硬質被膜に隣接してなる上記第１中
間層は、炭化タングステンまたは炭化ケイ素でなること
を特徴とする請求項１，２または３記載の耐剥離性ダイ
ヤモンド被覆部材。 - 【請求項５】 上記第２中間層は、膜厚さが０．１〜５
μｍであり、該第２中間層と上記第１中間層との合計の
膜厚さが０．２〜１０μｍでなることを特徴とする請求
項１，２，３または４記載の耐剥離性ダイヤモンド被覆
部材。 - 【請求項６】 上記基材は、焼結合金でなるこよを特徴
とする請求項１，２，３，４または５記載の耐剥離性ダ
イヤモンド被覆部材。 - 【請求項７】 上記ダイヤモンド被覆部材は、工具用で
あることを特徴とする請求項１，２，３，４，５または
６記載の耐剥離性ダイヤモンド被覆部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17000794A JPH0813148A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 耐剥離性ダイヤモンド被覆部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17000794A JPH0813148A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 耐剥離性ダイヤモンド被覆部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813148A true JPH0813148A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15896866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17000794A Withdrawn JPH0813148A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 耐剥離性ダイヤモンド被覆部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813148A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1009543A1 (en) * | 1996-01-26 | 2000-06-21 | Southwest Research Institute | Application of diamond-like carbon coatings to cobalt-cemented tungsten carbide components |
| JP2001316800A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 非晶質炭素被覆部材 |
| JP2007237219A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Kurita Seisakusho:Kk | 粉末成形金型及びその製造方法 |
| JP2007291484A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Kobe Steel Ltd | 非晶質炭素系硬質多層膜及びこの膜を表面に備えた硬質表面部材 |
| JP2008000881A (ja) * | 2006-05-25 | 2008-01-10 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
| JP2008000882A (ja) * | 2006-05-25 | 2008-01-10 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
| CN111264266A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-06-12 | 四川农业大学 | 一种曼地亚红豆杉实生幼苗栽培方法 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP17000794A patent/JPH0813148A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1009543A1 (en) * | 1996-01-26 | 2000-06-21 | Southwest Research Institute | Application of diamond-like carbon coatings to cobalt-cemented tungsten carbide components |
| EP1009543A4 (en) * | 1996-01-26 | 2002-04-03 | Southwest Res Inst | APPLICATION OF DIAMOND-LIKE CARBON COATINGS ON COBALT CEMENTED TUNGSTEN CARBIDE COMPONENTS |
| JP2001316800A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 非晶質炭素被覆部材 |
| JP4560964B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2010-10-13 | 住友電気工業株式会社 | 非晶質炭素被覆部材 |
| JP2007237219A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Kurita Seisakusho:Kk | 粉末成形金型及びその製造方法 |
| JP2007291484A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Kobe Steel Ltd | 非晶質炭素系硬質多層膜及びこの膜を表面に備えた硬質表面部材 |
| JP4704950B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2011-06-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 非晶質炭素系硬質多層膜及びこの膜を表面に備えた硬質表面部材 |
| JP2008000881A (ja) * | 2006-05-25 | 2008-01-10 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
| JP2008000882A (ja) * | 2006-05-25 | 2008-01-10 | Mitsubishi Materials Corp | 硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具 |
| CN111264266A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-06-12 | 四川农业大学 | 一种曼地亚红豆杉实生幼苗栽培方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |