JPS5867859A - 被覆超硬合金および製造法 - Google Patents
被覆超硬合金および製造法Info
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- JPS5867859A JPS5867859A JP16689081A JP16689081A JPS5867859A JP S5867859 A JPS5867859 A JP S5867859A JP 16689081 A JP16689081 A JP 16689081A JP 16689081 A JP16689081 A JP 16689081A JP S5867859 A JPS5867859 A JP S5867859A
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- JP
- Japan
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- coated
- cemented carbide
- solid solution
- type solid
- sintered hard
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】
本発明は被覆超硬合金部品に関するものである。
超硬合金にTi)i−ALsOs硬質皮膜を被覆した被
覆超硬合金は耐摩耗性、耐溶着性、耐化学反応性にすぐ
れ広く実用に供されている。しかし基体と皮膜の接着強
度はまだ十分とはいえず仕上げ用に用いられないとか、
カッター用には供せられないなど実熱膨張の相違も影蕃
を及ぼす。このため今日まで種々の界面強度改善案が研
究されている。たとえば、基体は従来の超硬合金とはや
や組成の異なったもの、すなわちOo金金属含有量を低
減して化学的な接着強度を増加したり、あるいはN′b
o含有量を増加させて基体とTΔの熱膨張率を近づける
、あるいは基体−TiN間にT10層を設ける等の方法
が用いられる。
覆超硬合金は耐摩耗性、耐溶着性、耐化学反応性にすぐ
れ広く実用に供されている。しかし基体と皮膜の接着強
度はまだ十分とはいえず仕上げ用に用いられないとか、
カッター用には供せられないなど実熱膨張の相違も影蕃
を及ぼす。このため今日まで種々の界面強度改善案が研
究されている。たとえば、基体は従来の超硬合金とはや
や組成の異なったもの、すなわちOo金金属含有量を低
減して化学的な接着強度を増加したり、あるいはN′b
o含有量を増加させて基体とTΔの熱膨張率を近づける
、あるいは基体−TiN間にT10層を設ける等の方法
が用いられる。
しかしこれらの方法は十分な効果を得ていないのが実状
である。その理由は基体中の。0は靭性上の観点からあ
る量以下に低減できないこと、あるいはTinT膚にT
10層を設けると処理工程が煩雑になるに加えて基体表
面直下に脱炭相であるイータ相が生じ脆化の原因となる
などのためである。
である。その理由は基体中の。0は靭性上の観点からあ
る量以下に低減できないこと、あるいはTinT膚にT
10層を設けると処理工程が煩雑になるに加えて基体表
面直下に脱炭相であるイータ相が生じ脆化の原因となる
などのためである。
本発明は上記従来技術の欠点を改良し、超硬母材と皮膜
の接着強度を改善し、熱衝撃性、機械的靭性に浸れる新
規な被覆超硬合金を提供することを目的とする〇 本発明の特徴は超硬基体表面にOoがほとんど存在せず
かつB−1型固溶炭化物相が富化された基体を用いその
表面にT」を被覆し、次に111%を被覆する点にある
。B−1型固溶体は周期律表の4&、5aおよび6a族
の金属の炭化物および窒化物のうちの1種または2種以
上からなるN&OL型結晶構造化合物である。このよう
な基体を得る方法はすでに特開昭55−154561号
公報等で公知のごとく、焼結で 雰囲気中の11分圧を調整することによって可能なある
。すなわち該超硬部材のB−1型固溶体の平衡N3分圧
よりも焼結雰囲気のH1分圧を大きくすることによりB
−1型固溶体と結合相とのぬれ性の関係から表面上には
ほとんどOoは存在しなくなり、かつB−1型固溶体か
ほぼ完全に表面をおおって本発明の特徴はこのE−1,
型固溶体が表面に富化された基体にTiOを被覆するこ
とにありAt西またはZr01を直接被覆することを特
徴とする特開昭55−154561号公報記載の発明と
明らかに相違するすぐれた点である。
の接着強度を改善し、熱衝撃性、機械的靭性に浸れる新
規な被覆超硬合金を提供することを目的とする〇 本発明の特徴は超硬基体表面にOoがほとんど存在せず
かつB−1型固溶炭化物相が富化された基体を用いその
表面にT」を被覆し、次に111%を被覆する点にある
。B−1型固溶体は周期律表の4&、5aおよび6a族
の金属の炭化物および窒化物のうちの1種または2種以
上からなるN&OL型結晶構造化合物である。このよう
な基体を得る方法はすでに特開昭55−154561号
公報等で公知のごとく、焼結で 雰囲気中の11分圧を調整することによって可能なある
。すなわち該超硬部材のB−1型固溶体の平衡N3分圧
よりも焼結雰囲気のH1分圧を大きくすることによりB
−1型固溶体と結合相とのぬれ性の関係から表面上には
ほとんどOoは存在しなくなり、かつB−1型固溶体か
ほぼ完全に表面をおおって本発明の特徴はこのE−1,
型固溶体が表面に富化された基体にTiOを被覆するこ
とにありAt西またはZr01を直接被覆することを特
徴とする特開昭55−154561号公報記載の発明と
明らかに相違するすぐれた点である。
まず従来なiN −11201被覆超硬合金とくらべて
本発明がすぐれる理由は、第1に基体表面に富化された
B−1型固溶体はNが気相より拡散して炭窯化となって
おり皮膜との接着強度が著しく向上すること。
本発明がすぐれる理由は、第1に基体表面に富化された
B−1型固溶体はNが気相より拡散して炭窯化となって
おり皮膜との接着強度が著しく向上すること。
第2にB−1型固溶体とTi1l皮展の熱膨張率の差は
基体とT」皮膜の熱膨張率よりも小さいため切削中の皮
膜のはく離が少ない。第3に基体−皮膜界面にOoが存
在しないために界面強度が上昇すると共に基体から皮膜
へのOoの拡散がないために皮膜の耐摩耗性が著しく向
上する等の理由による。
基体とT」皮膜の熱膨張率よりも小さいため切削中の皮
膜のはく離が少ない。第3に基体−皮膜界面にOoが存
在しないために界面強度が上昇すると共に基体から皮膜
へのOoの拡散がないために皮膜の耐摩耗性が著しく向
上する等の理由による。
次に表面に1−1g固溶体を富化した基体に直接At南
を被覆する場合と比較するとヌ06被置ではB−1型固
溶体中のWと)dlBOBが化学反応をおこし非常に脆
いWの酸化物が界面に生じることかたしかめられ界面強
度が劣化する。一方下層にTiNを被覆した場合ではT
iOがB−1型固溶体の構成要素であるため脆化反応相
は生じない0この点が先に引用した特開昭55−154
561号公報記載の発明からは容易に推考できない技術
的事項である。
を被覆する場合と比較するとヌ06被置ではB−1型固
溶体中のWと)dlBOBが化学反応をおこし非常に脆
いWの酸化物が界面に生じることかたしかめられ界面強
度が劣化する。一方下層にTiNを被覆した場合ではT
iOがB−1型固溶体の構成要素であるため脆化反応相
は生じない0この点が先に引用した特開昭55−154
561号公報記載の発明からは容易に推考できない技術
的事項である。
ここで基体表面近傍のB−1g固溶体の量が少くとも4
0容量%とした理由は40%未満では化学的被覆処理を
行うとイータ相が発生するおそれがあり、かつ基体と皮
膜の熱膨張差が十分に縮まらず切削時のはく離強度が向
上しない。また基体表面近傍の00量を超硬合金内部に
おけるOO含有量の20%以下とした理由は20%を越
えると皮膜との接着強度が劣化し、かつ皮膜の耐摩耗性
が減する。次に表面近傍を「少なくとも1μ」と規定し
た理由はそれ以下ではイータ相、切削時のはく離等が生
じるためである。
0容量%とした理由は40%未満では化学的被覆処理を
行うとイータ相が発生するおそれがあり、かつ基体と皮
膜の熱膨張差が十分に縮まらず切削時のはく離強度が向
上しない。また基体表面近傍の00量を超硬合金内部に
おけるOO含有量の20%以下とした理由は20%を越
えると皮膜との接着強度が劣化し、かつ皮膜の耐摩耗性
が減する。次に表面近傍を「少なくとも1μ」と規定し
た理由はそれ以下ではイータ相、切削時のはく離等が生
じるためである。
次にTiOの被覆層の厚みをα2〜6μmに限定した理
由は02μm未満では基体との*i強度が十分でなく6
μm以上では靭性がやや低下するためである・またum
OBの被覆層の厚みを1〜5μmに限定した理由は1声
鳳未満では化学安内性に冨む)4.OBの性質が十分に
工具性能に表われず、また6μmを越えた場合靭性の低
下を起こすためである。
由は02μm未満では基体との*i強度が十分でなく6
μm以上では靭性がやや低下するためである・またum
OBの被覆層の厚みを1〜5μmに限定した理由は1声
鳳未満では化学安内性に冨む)4.OBの性質が十分に
工具性能に表われず、また6μmを越えた場合靭性の低
下を起こすためである。
尚、基体表面にB−4型固溶体を富化するにあたりSM
j分圧を1〜700Torrとした理由はl Torr
未満ではその効果が十分でな(700Torrを越えた
場合は表面の粗度が悪くなり、TiO被覆超硬部材とし
ては遺さない。また温度を12Qo C〜1600 c
に限定した理由は1.600Cを越える温度下では基体
の軟化輪L が粗成長し実用に供しないこと、およびIF!00 C
未満の温度ではHsガスの効果が十分でないことにょる
・ 実施例1 72WO−1QTi)i −10TaO−80oなる組
成に粉末を配合し真空中1400Cで1時間焼結を行な
い、その後M禽ガスを5 Torr導入しそのまま冷却
し超硬合金基体体)を作製した。同時に比較材としてM
、ガスを導入しない基体0)を作製した。次にこの基体
上にTi04H1、lNmガスを用いて化学蒸着処理を
行ないTiJiをbμmの厚さに被覆した。次にAEJ
tH、H,,00,ガスを用いて縞OL1を1μmの厚
さに化学蒸着した。
j分圧を1〜700Torrとした理由はl Torr
未満ではその効果が十分でな(700Torrを越えた
場合は表面の粗度が悪くなり、TiO被覆超硬部材とし
ては遺さない。また温度を12Qo C〜1600 c
に限定した理由は1.600Cを越える温度下では基体
の軟化輪L が粗成長し実用に供しないこと、およびIF!00 C
未満の温度ではHsガスの効果が十分でないことにょる
・ 実施例1 72WO−1QTi)i −10TaO−80oなる組
成に粉末を配合し真空中1400Cで1時間焼結を行な
い、その後M禽ガスを5 Torr導入しそのまま冷却
し超硬合金基体体)を作製した。同時に比較材としてM
、ガスを導入しない基体0)を作製した。次にこの基体
上にTi04H1、lNmガスを用いて化学蒸着処理を
行ないTiJiをbμmの厚さに被覆した。次にAEJ
tH、H,,00,ガスを用いて縞OL1を1μmの厚
さに化学蒸着した。
これら2種を以下の切削条件、即ち
被削材 80M3
切削速度 250m/win
送 リ α4m/r
e v切り込み L5簡 水溶性切削油使用 にて切削テストを行なった。
e v切り込み L5簡 水溶性切削油使用 にて切削テストを行なった。
比較品の3チツプは被覆膜がはく離して15分間しか切
削できなかったのに対し、本発明のAチップは30分間
の切削でもはく離は発生せず良好な摩耗形態を示した。
削できなかったのに対し、本発明のAチップは30分間
の切削でもはく離は発生せず良好な摩耗形態を示した。
実施例2
79WO−3TiO−3TiN−4TaO−4NbO−
90oなる組成に粉末を配合し真空中1400Cで1時
間焼結を行ない、ひき続きN1ガスを100T o r
r導入し炉中冷却した超硬合金基体(0)を作製した
。同時に比較材としてN1ガスを導入しない基体中)を
作製した。次にこの基体上にTi0jいHl、Iffガ
スを用いて化学蒸着処理を行ないTiMを6μmの厚さ
に被覆した。次にU♀O+s、Hm、OOIガスを用い
AL算OBを2μmの厚さに被覆した〇これら8種を以
下の断続切削条件、即ち切削速度 200 m/m
i n送 リ α4寓
−/r・V切り込み 15111 被削材 80M3 10mの溝付き にて切削を行なった。
90oなる組成に粉末を配合し真空中1400Cで1時
間焼結を行ない、ひき続きN1ガスを100T o r
r導入し炉中冷却した超硬合金基体(0)を作製した
。同時に比較材としてN1ガスを導入しない基体中)を
作製した。次にこの基体上にTi0jいHl、Iffガ
スを用いて化学蒸着処理を行ないTiMを6μmの厚さ
に被覆した。次にU♀O+s、Hm、OOIガスを用い
AL算OBを2μmの厚さに被覆した〇これら8種を以
下の断続切削条件、即ち切削速度 200 m/m
i n送 リ α4寓
−/r・V切り込み 15111 被削材 80M3 10mの溝付き にて切削を行なった。
比較品のCD)チップは15回の衝撃で欠損したが、本
発明の(0)は500回の衝撃でも欠損にいたらなかっ
たO このように表面の00を減少させ、かつ表面にB−1型
固溶体を富化した超硬合金基体上に下層にTie上層に
AI−露OHを被覆することにより、基体と皮膜の界面
強度を向上させ熱衝撃、機械的衝撃に冨む被覆超硬合金
を得ることができる。
発明の(0)は500回の衝撃でも欠損にいたらなかっ
たO このように表面の00を減少させ、かつ表面にB−1型
固溶体を富化した超硬合金基体上に下層にTie上層に
AI−露OHを被覆することにより、基体と皮膜の界面
強度を向上させ熱衝撃、機械的衝撃に冨む被覆超硬合金
を得ることができる。
11″許庁艮1°・1°1乃
y、6 ]111 “ ?“(口゛ 被覆超硬合金およ
び製造法ト由11゛をPるn と・If ・5o8(ll−“f、1ヶ属株式会社
代 人 /i jlげ 野
リ1シ Jえ代 理 !( 居 (1c 東!:〔都f代111区丸の内z
l+B2H;Iト’、:ii属株式Arl内亀鮎東京2
84−4642および「発明の詳細な説明」の欄 補正の内容 ■ 明細書の「特許請求の範囲」の楠の記載を下記の通
り訂正する。
び製造法ト由11゛をPるn と・If ・5o8(ll−“f、1ヶ属株式会社
代 人 /i jlげ 野
リ1シ Jえ代 理 !( 居 (1c 東!:〔都f代111区丸の内z
l+B2H;Iト’、:ii属株式Arl内亀鮎東京2
84−4642および「発明の詳細な説明」の欄 補正の内容 ■ 明細書の「特許請求の範囲」の楠の記載を下記の通
り訂正する。
記
「1.WOとB−1型固溶体とを硬質相とし、これを鉄
族金−で結合した超硬合金にAlgOBを被覆した被覆
超硬合金において、被覆膜と接する超硬合金の表面から
少くとも1μの深さの部分におけるOO含有量が前記超
硬合金の内部におけるOo含有量のμ混以下であり、が
っB−1型固溶体が40容量%以上8o容量%未満含ま
れる超硬合金を基体としその表面にTiNを02〜6μ
m被覆し、式らにその上にA1.2o11を1〜5μm
被覆することを特徴とする被覆超硬合金。
族金−で結合した超硬合金にAlgOBを被覆した被覆
超硬合金において、被覆膜と接する超硬合金の表面から
少くとも1μの深さの部分におけるOO含有量が前記超
硬合金の内部におけるOo含有量のμ混以下であり、が
っB−1型固溶体が40容量%以上8o容量%未満含ま
れる超硬合金を基体としその表面にTiNを02〜6μ
m被覆し、式らにその上にA1.2o11を1〜5μm
被覆することを特徴とする被覆超硬合金。
a WOとB−1型固溶体を硬質相とし、これを鉄族
余端で結合した超硬合金部品の表面に下階に0〜6μm
の厚みのTill、上層に1〜5μmの厚みの鳩o郡の
被覆膜を施すにあたり、予め前記超硬合金部品をN2の
分圧が1〜700 Torrの雰囲気中1200 C−
1600ill’ T 10分〜5時間保持することを
特徴とする被覆超硬合金の製造法。」 ■ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を次の通
り訂正する。
余端で結合した超硬合金部品の表面に下階に0〜6μm
の厚みのTill、上層に1〜5μmの厚みの鳩o郡の
被覆膜を施すにあたり、予め前記超硬合金部品をN2の
分圧が1〜700 Torrの雰囲気中1200 C−
1600ill’ T 10分〜5時間保持することを
特徴とする被覆超硬合金の製造法。」 ■ 明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記載を次の通
り訂正する。
(1) 明細書第5頁第11行の「向上しない。」の
後に「また、80容量%未満とした゛堆由はB−1型固
浴体が本質的にもろく80%以上では欠損しやすくなる
ためである。」を挿入する。
後に「また、80容量%未満とした゛堆由はB−1型固
浴体が本質的にもろく80%以上では欠損しやすくなる
ためである。」を挿入する。
(2) 同省同頁第12行の「20」を゛「40」に
訂正する。
訂正する。
(3) 同省同頁第13行のl−go%」を「40甥
に訂正する。
に訂正する。
(4) 同省第6頁第19行の「作製した。」の後に
下記文を挿入する。
下記文を挿入する。
記
「表向の各相の容量%は第1表の通りであつ九第 1
表 (5) 同省第7頁第19行の「作製した。」の後に
下記文を挿入する。
表 (5) 同省第7頁第19行の「作製した。」の後に
下記文を挿入する。
「基体表面の各相の容it%は第2表の通りであった。
第 2 表
以 上
”・・1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L WOとE−1型固溶体とを硬質相とし、これを鉄族
金属で結合した超硬合金にAt凸を被覆した被覆超硬合
金において、被覆膜と接するん硬合金の表面から少くと
も1μの深さの部分におけるOo含有量が前記超硬合金
の内部における00含有量の20%以下であり、かつE
−1型固溶体が40容N%以上含まれる超硬合金を基体
としその表面にTi1tを02〜6μm被覆し、さらに
その上にAtll0蓼を1〜5μm被覆することを特徴
とする被覆超硬合金。 2、 WOとB−1型固溶体を硬質相とし、これを鉄
族金属で結合した超硬合金部品の表面に下層に02〜6
μmの厚みのTiN、上層に1〜5μmの厚みの鳩0゜
の被&膜を施すにあたり、予め前期超硬合金部品をN1
の分圧が1〜700 Torrの雰囲気中1200C〜
1600CでlO分〜5時間保持することを特徴とする
被覆超硬合金の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16689081A JPS5867859A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 被覆超硬合金および製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16689081A JPS5867859A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 被覆超硬合金および製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5867859A true JPS5867859A (ja) | 1983-04-22 |
Family
ID=15839516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16689081A Pending JPS5867859A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 被覆超硬合金および製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5867859A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63169356A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-13 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 表面調質焼結合金及びその製造方法 |
EP0353060A2 (en) * | 1988-07-28 | 1990-01-31 | Nippon Steel Corporation | Multi ceramic layer-coated metal plate and process for manufacturing same |
EP0627498A1 (en) * | 1993-05-25 | 1994-12-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Ceramic-based substrate, and methods for producing same |
US8252435B2 (en) * | 2006-08-31 | 2012-08-28 | Kyocera Corporation | Cutting tool, process for producing the same, and method of cutting |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55154562A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered hard alloy part for base material of surface-covered tool material and their manufacture |
-
1981
- 1981-10-19 JP JP16689081A patent/JPS5867859A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55154562A (en) * | 1979-05-18 | 1980-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered hard alloy part for base material of surface-covered tool material and their manufacture |
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