JPH10323724A - 被覆型部材 - Google Patents

被覆型部材

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JPH10323724A
JPH10323724A JP15440797A JP15440797A JPH10323724A JP H10323724 A JPH10323724 A JP H10323724A JP 15440797 A JP15440797 A JP 15440797A JP 15440797 A JP15440797 A JP 15440797A JP H10323724 A JPH10323724 A JP H10323724A
Authority
JP
Japan
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layer
carbonitride layer
coating
particle size
carbo nitride
Prior art date
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Pending
Application number
JP15440797A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ueda
広志 植田
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Moldino Tool Engineering Ltd
Original Assignee
Hitachi Tool Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Tool Engineering Ltd filed Critical Hitachi Tool Engineering Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 すぐれた耐摩耗性と耐欠損性を有し、摩耗形
態も平滑で肌荒れが起こりにくく、長期にわたって高精
度を維持する被覆型部材を提供することを目的とする。 【構成】 被覆型部材において、その硬質被覆層は金属
元素として少なくともTiを含む炭窒化物層を一層以上
有し、前記炭窒化物層の断面組織が柱状晶を示すことを
特徴とする被覆型部材。また、前記柱状晶の粒径を柱状
晶の上部と下部で粒径の比を1〜1.3と差を少なくす
ることにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、型材、特に打ち抜き
用のパンチに適した型材に関し、特に型材に被覆して被
打ち抜き材との化学的反応を減少させた被覆型部材に関
する。
【0002】
【従来の技術】リードフレームにICをマウントする工
程には従来より各種の超硬合金製パンチ、ダイが使用さ
れている。特にリードフレームの打ち抜き加工用のパン
チやダイ、およびタイバーカットパンチ、ダイには超硬
合金を使用するのが一般的である。近年、ICチップの
多ピン化に伴いリードフレームのパターンはファイン化
し、その材料も薄くかつ硬いものへと変化してきてい
る。これに対応して打ち抜き用のパンチ、ダイの材料も
薄く、折損せず、かつ耐摩耗性に優れたものが求められ
ている。WC基超硬合金にCBN等を被覆した型部材と
して特開平7−272983号公報に記載のものが知ら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の技術には次のよ
うな課題がある。即ち、被覆処理を高周波プラズマ化学
蒸着法(以下、PCVD法と略称する。)、マイクロ波
CVD法(以下、MCVD法と略称する。)等で行った
場合、基体のエッジ部、コーナー部に熱が集中し均一な
膜厚を実現しにくい。また、各種PVDで行った場合に
は被膜の堆積に方向性があるため目的の面への被覆が困
難な場合が多い。このことは上述の年々進むパターンの
ファイン化への対応を困難なものにし、パンチ、ダイス
の製作上の課題となっている。さらに、被覆層の膜質に
関してCBNは耐摩耗性に優れるものの剥離しやすい、
量産が困難である、などの課題を有している。本願発明
はこれらの課題を解決した上で、さらに十分な耐摩耗性
を有する型部材を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明者らは最適な被覆方法及び膜質について検
討した結果以下の構成を有する被覆型部材とすることに
より解決した。第1に、膜質に関して検討した結果、金
属元素として少なくともTiを含み、その炭窒化物層を
一層以上含む被覆層とすることにより十分な硬さと低い
摩擦係数とし、また、その前記炭窒化物層を、前記炭窒
化物層の上端から内部に向かって前記炭窒化物層の厚さ
の1/5の距離の位置における柱状結晶粒の水平方向の
平均粒径d1と、前記炭窒化物層の下端から内部に向か
って前記炭窒化物層の厚さの2/5の距離の位置におけ
る柱状結晶粒の水平方向の平均粒径d2の比、d1/d
2が1≦d1/d2≦1.3とすることにより、パンチ
に作用する軸方向の負荷に対して脱落・チッピング・欠
損等を生じにくい被覆層とする。
【0005】さらに、前記炭窒化物層の前記炭窒化物層
を比較的低温の化学蒸着法(以下、CVD法と略称す
る。)700〜950℃の温度で形成するため、前記炭
窒化物層の塩素含有量を0.01〜0.7wt%とやや
多い残留であるが、通常のCVDコーティング皮膜には
原料物質から混入する塩素はほとんど含まれないが、結
晶粒子の粗大化を抑制するようコーティング条件を変更
すると、皮膜中の塩素が増加する傾向がみられる。通常
の使用上、特に問題にならない量とした。
【0006】
【作用】上記構成をとることにより、まず金属元素とし
て少なくともTiを含む炭窒化物層を一層以上含む被覆
層とした理由は、このような被覆層が型部材として十分
な硬さと靱性を持っているからである。被覆層の断面組
織が柱状晶を示す層を一層以上設けるとした理由は、柱
状晶は粒子の脱落を起こしにくく、均一に摩耗するの
で、パンチ、ダイスとして使用したときに表面の肌荒れ
を起こしにくく、また長時間にわたり高精度を維持でき
るからである。また、被覆層の成膜速度が速いためあら
かじめ厚く被覆しておき被覆後に研磨加工等によって仕
上げる工程をとる場合にも能率がよい。
【0007】前記炭窒化物層の粒径d1とd2の比を1
≦d1/d2≦1.3としたのは、前記炭窒化物層の垂
直方向に長い粒子では、使用中の負荷が1つの粒子に粒
界を介さずに伝わるため、軸方向の力に非常に強いもの
となる。また、摩耗に関しては、方向性の無い粒子では
粒子が、粒界より脱落することにより摩耗が進行する
が、軸方向に長い粒子では、脱落することがなく、耐摩
耗性に対して優れている。これらが柱状晶の前記炭窒化
物層を採用する大きな理由であるが、本発明では特に柱
状晶粒子のテーパー形状に留意し、柱状晶の上部と下部
で粒径に差が少なくd1/d2が1に近いものとした。
このようにすることで断続切削において、皮膜に発生す
るクラックは垂直方向に入り、基体表面と平行なクラッ
クは従来のものと比べて非常に入りにくい。基体表面と
平行なクラックは、皮膜の破壊、剥離につながり、これ
は即ち工具寿命を大幅に縮める。
【0008】また、この時の前記炭窒化物層の粒径とし
てはd1が1.5μm以下の場合に、特に耐摩耗性に優
れている。d1が1.5μmより大では1つの粒子が大
きくなりすぎ、切削時の力を多くの粒界で分散して受け
止めることが出来ず、皮膜が破壊しやすくなる。d1を
1.5μm以下とすれば皮膜が破壊しにくくなる上に、
たとえ破壊が起こっても微細な結晶粒故に大規模な結晶
粒の脱落が起こりにくくなるため、摩耗の進行が不安定
になりにくい利点がある。より好ましくはd1を1.2
μm以下とする。しかし、d1が小さすぎる場合は柱状
晶の効果が現れにくくなるのでd1は0.2μm以上が
必要である。より好ましくはd1を0.5μm以上とす
る。尚、平均粒径d1及びd2の評価は、電子顕微鏡に
より撮影された皮膜の破面の一定視野の写真の中にみら
れる粒子の数を数えることによって行われる。d1は前
記炭窒化物層の上端の界面から前記炭窒化物層膜厚の1
/5の距離の位置において測定する。例えば、この位置
に引いた基体表面と水平な10μmの線分上に20本の
粒子がある場合、水平方向の平均粒径は0.5μmとな
る。同様に、d2は前記炭窒化物層の下端の界面から前
記炭窒化物層膜厚の2/5の距離の位置において測定す
る。
【0009】次にCVD法は複雑な形状の部材に対して
もガス成分を対流させて行うため膜厚のばらつきが少な
い均一な膜が得られるので、型部材等の被覆方法として
最適である。また、部材内での温度むらも極めて小であ
ることから、膜厚のばらつき、粒度等のムラが少ない均
一な膜が得られる。特にCVD法に中でも、金属元素と
して少なくともTiを含む炭窒化物層はシアン基を有す
る化合物などを原料ガスとして用いることにより比較的
低温(700〜950℃の温度)で形成・被覆できるの
で、部材の寸法の狂いも少ない。また、被覆層の成膜速
度が速いため、部材が加熱される時間が短くて済み、精
度の維持に有利である。
【0010】通常のCVDコーティング皮膜には原料物
質から混入する塩素はほとんど含まれないが、結晶粒子
の粗大化を抑制するようコーティング条件を変更する
と、皮膜中の塩素が増加する傾向がみられる。塩素が過
度に含まれると皮膜の耐摩耗性が劣化するが、0.7w
t%以下であるならば通常の使用上、特に問題にならな
い。特に耐摩耗性を重視し長寿命を狙う場合には0.1
wt%以下とすることが望ましい。以下に実施例によっ
て具体的に説明する。
【0011】
【実施例】まず、市販のWC、Co、Crなどの原料よ
り、通常の粉末冶金法で超硬合金部材JIS V4相当
を作成し、これを所定の形状に加工した。次に、表1に
示した被覆層を設けリードフレーム打ち抜きパンチを得
た。表1には、その被覆方法、結晶形状をまとめて記載
した。尚、柱状晶の粒径は前記記載の方法で測定し結
果、本発明例5の膜厚10μmでは、粒径比d1/d2
=1.2であり、本発明例1〜4のそれよりも薄い膜厚
では1.1前後であった。
【0012】
【表1】
【0013】尚、本発明例5には被覆後、仕上げ研磨加
工を施した。比較のため、比較例7は被覆なしのもの
を、比較例8は前記炭窒化物層を有しないものをそれぞ
れ用意した。比較例8は蒸着温度が高いため被覆後の寸
法の狂いが他よりも大きく、良品は3個中1個であっ
た。これらを用いてリードフレーム材の打ち抜き試験を
行った。50000ショット終了後の各試料の状態と加
工可能数を表2に示す。
【0014】
【表2】
【0015】本発明例はすぐれた耐摩耗性を示し12
0,000から250,000ショットが可能であっ
た。本発明例はいずれにおいても柱状晶としているので
粒子脱落は認められず、正常な摩耗形態を示した。本発
明例1〜3は、Ti又はTiの一部を他の元素に置き換
えたので、添加する元素の特徴により耐溶着性が改善さ
れたので寿命がやや延びている。また、膜厚を厚くし、
仕上げ研磨加工した本発明例5は加工可能数が延びると
ともに、表面肌荒れが特に小で平滑な摩耗面を呈した。
更に、本発明例6においては最外層として低摩擦係数の
被覆層を設けたため、表面肌荒れが特に小で平滑な摩耗
面を呈した。それに対して、比較例の加工可能数は5
0,000から70,000ショットであった。比較例
7は被覆なしであるので摩耗が早いのは当然であるが超
硬合金の硬質相脱落による表面肌荒れが見受けられた。
比較例8は被覆してあるもののTiCN層が粒状結晶の
ため、やはり粒子脱落による表面肌荒れ、摩耗が観察さ
れた。
【0016】
【発明の効果】本願発明品はすぐれた耐摩耗性と耐欠損
性を有し、摩耗形態も平滑で肌荒れが起こりにくく、長
期にわたって高精度を維持する型部材である。また、そ
の製造方法は、型部材の精度を維持しつつ高速で被覆層
を形成するものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硬質被覆層を被覆した被覆型部材におい
    て、前記硬質被覆層は金属元素として少なくともTiを
    含む炭窒化物層を一層以上有し、前記炭窒化物層の断面
    組織が柱状晶を示すたすことを特徴とする被覆型部材。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の被覆型部材において、前
    記炭窒化物層の上端から内部に向かって前記炭窒化物層
    の厚さの1/5の距離の位置における柱状結晶粒の水平
    方向の平均粒径d1と、前記炭窒化物層の下端から内部
    に向かって前記炭窒化物層の厚さの2/5の距離の位置
    における柱状結晶粒の水平方向の平均粒径d2の比、d
    1/d2が1≦d1/d2≦1.3を満たすことを特徴
    とする被覆型部材。
  3. 【請求項3】 請求項1乃至2に記載の被覆型部材にお
    いて、前記炭窒化物層の塩素含有量が0.01〜0.7
    wt%であることを特徴とする被覆型部材。
JP15440797A 1997-05-28 1997-05-28 被覆型部材 Pending JPH10323724A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT503050B1 (de) * 2005-11-17 2007-09-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Metallcarbonitridschicht
JP2010240657A (ja) * 2009-04-01 2010-10-28 Aisin Aw Co Ltd Cvtベルト用エレメントの打抜き加工用金型及び打抜き加工方法
US7968218B2 (en) 2005-11-17 2011-06-28 Boehlerit GmbH & Co. K.G. Metal carbonitride layer and method for the production thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT503050B1 (de) * 2005-11-17 2007-09-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Metallcarbonitridschicht
US7968218B2 (en) 2005-11-17 2011-06-28 Boehlerit GmbH & Co. K.G. Metal carbonitride layer and method for the production thereof
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