JPH0394063A - 被覆超硬合金 - Google Patents
被覆超硬合金Info
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Landscapes
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- 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】
く産業上の利用分野〉
この発明は切削工具等に使用される、極めて強靭な被覆
超硬合金に関するものである。
超硬合金に関するものである。
〈従来の技術とその課題〉
超硬合金母材の表面に、炭化チタンなどの薄膜を気相よ
り蒸着被覆した被覆超硬合金は母材の強靭性と、表面の
耐摩耗性を併せ持つため、従来の被覆しない超硬合金に
比べて、より高能率な切削工具用の被覆超硬合金として
知られている。
り蒸着被覆した被覆超硬合金は母材の強靭性と、表面の
耐摩耗性を併せ持つため、従来の被覆しない超硬合金に
比べて、より高能率な切削工具用の被覆超硬合金として
知られている。
近年、切削加工分野へのＮＣ等の導入によるＦＡ化が著
しい。
しい。
かかる場合、切削工具の信頼性が極めて重要で、従来以
上に高靭性のある工具の必要性が高くなっている。
上に高靭性のある工具の必要性が高くなっている。
この問題を解決するために（１）当該超硬合金表面のみ
にＷＣ−Ｃｏ層からなる合金を被覆する方法（特開昭５
２−１５９２９９号公報）や、（２）合金表面にＣｏを
富化せしめる方法（特開昭５７−１９４２３９号公報、
特開昭６０−１８７６７８号公報、特開昭６２−１０５
６２８号公報など）、あるいは（３）コーティング層直
下に生ずる脱炭層生成防止のために遊離炭素を合金内部
に存在せしめる方法（特開昭５２−１５５１９０号公報
）などが提案されている。
にＷＣ−Ｃｏ層からなる合金を被覆する方法（特開昭５
２−１５９２９９号公報）や、（２）合金表面にＣｏを
富化せしめる方法（特開昭５７−１９４２３９号公報、
特開昭６０−１８７６７８号公報、特開昭６２−１０５
６２８号公報など）、あるいは（３）コーティング層直
下に生ずる脱炭層生成防止のために遊離炭素を合金内部
に存在せしめる方法（特開昭５２−１５５１９０号公報
）などが提案されている。
しかしながら、高靭性のある工具を得るための上記従来
法のうち、（１）あるいは（２）の方法では靭性は向上
させ得るものの、耐摩耗性に問題があった。特に切削速
度の高い条件では合金表面にＧｏを富化させたものは、
すくい面摩耗速度が速く、実用上使用に耐えない場合が
ある。
法のうち、（１）あるいは（２）の方法では靭性は向上
させ得るものの、耐摩耗性に問題があった。特に切削速
度の高い条件では合金表面にＧｏを富化させたものは、
すくい面摩耗速度が速く、実用上使用に耐えない場合が
ある。
また（３）の方法の遊離炭素を含む合金ではその炭素量
と共に靭性は向上するものの、０．２％以上も含有させ
ると、塊状化して合金強度そのものの低下がみられるの
である。
と共に靭性は向上するものの、０．２％以上も含有させ
ると、塊状化して合金強度そのものの低下がみられるの
である。
く課題を解決するための手段〉
この発明は上記従来法による欠点を解消すべく検討の結
果なされたものであり、従来技術では達成できなかった
靭性と耐摩耗性の両方の性質を保持した切削工具用とし
て有用な被覆超硬合金を得るに至ったものである。
果なされたものであり、従来技術では達成できなかった
靭性と耐摩耗性の両方の性質を保持した切削工具用とし
て有用な被覆超硬合金を得るに至ったものである。
即ち、この発明は周期律表第Ｔｌ．、込、■８族金属の
炭化物、窒化物の１種またはそれ以上を硬質相とし、鉄
族金属の１種またはそれ以上を結合相とした超硬合金に
おいて、当該合金の表面から１０〜１００μｍの間に存
在する硬度低下層の硬さが合金内部の硬さに対し０．５
〜０，９倍であって、かつ当該合金の表面に周期律表第
■８、Ｖａ、■１族金属の炭化物、窒化物、酸化物、硼
化物の１種またはそれ以上と酸化アルミニウムからなる
単層または多重層を形成してなる被覆超硬合金を提供す
るものである。
炭化物、窒化物の１種またはそれ以上を硬質相とし、鉄
族金属の１種またはそれ以上を結合相とした超硬合金に
おいて、当該合金の表面から１０〜１００μｍの間に存
在する硬度低下層の硬さが合金内部の硬さに対し０．５
〜０，９倍であって、かつ当該合金の表面に周期律表第
■８、Ｖａ、■１族金属の炭化物、窒化物、酸化物、硼
化物の１種またはそれ以上と酸化アルミニウムからなる
単層または多重層を形成してなる被覆超硬合金を提供す
るものである。
〈作用〉
この発明の超硬合金はその表面から１０〜１００μｍ間
に存在する硬度低下層、即ち結合相富化層によって靭性
が付与されるのである。
に存在する硬度低下層、即ち結合相富化層によって靭性
が付与されるのである。
そしてこの層が１０μｍよりも表面に存在すると、摩耗
の進行を加速して耐摩耗性を低下させるので好ましくな
く、一方この層が１００ １Ｉｍより以遠であると、靭
性向上が得られにくいので好ましくない。この硬度低下
層の硬さは超硬合金内部の硬度に対して０．５〜０．９
倍が好ましい。これは０．５倍より小さいと、超硬合金
の表面近傍で塑性流動を生じて耐摩耗性の低下や被加工
品の加工精度の低下を来すためであり、一方０．９倍を
越えると、靭性の向上を果し得ないためである。また硬
度低下層の硬さを上記の範囲とすることによって超硬合
金表面に圧縮応力が生じ、疲労強度の向上等の効果も得
られるのである。
の進行を加速して耐摩耗性を低下させるので好ましくな
く、一方この層が１００ １Ｉｍより以遠であると、靭
性向上が得られにくいので好ましくない。この硬度低下
層の硬さは超硬合金内部の硬度に対して０．５〜０．９
倍が好ましい。これは０．５倍より小さいと、超硬合金
の表面近傍で塑性流動を生じて耐摩耗性の低下や被加工
品の加工精度の低下を来すためであり、一方０．９倍を
越えると、靭性の向上を果し得ないためである。また硬
度低下層の硬さを上記の範囲とすることによって超硬合
金表面に圧縮応力が生じ、疲労強度の向上等の効果も得
られるのである。
この発明の被覆超硬合金は周期律表第■６、込、一族金
属の炭化物、窒化物の１種またはそれ以上を硬質相とし
、鉄族金属の１種またはそれ以上を結合相とした超硬合
金の表面に、周期律表第■８、込、■．族金属の炭化物
、窒化物、酸化物、硼化物の１種またはそれ以上と酸化
アルミニウムからなる単層または多重層を被覆すること
によって耐摩耗性が確保されるのである。
属の炭化物、窒化物の１種またはそれ以上を硬質相とし
、鉄族金属の１種またはそれ以上を結合相とした超硬合
金の表面に、周期律表第■８、込、■．族金属の炭化物
、窒化物、酸化物、硼化物の１種またはそれ以上と酸化
アルミニウムからなる単層または多重層を被覆すること
によって耐摩耗性が確保されるのである。
この発明の被覆超硬合金を得る手段としては、先ず、結
合相の富化構造を得るには、１つは結合相量の異なる圧
接体をラミネート構造としてプレス、成形、焼結するこ
とによって達或できる。また他の方法としては同一組成
の完粉を液相または固相下で脱炭処理や浸炭処理を繰返
すことによって達成することができる。
合相の富化構造を得るには、１つは結合相量の異なる圧
接体をラミネート構造としてプレス、成形、焼結するこ
とによって達或できる。また他の方法としては同一組成
の完粉を液相または固相下で脱炭処理や浸炭処理を繰返
すことによって達成することができる。
被覆層はＣＶＤ法、ＰＶＤ法等によって形或することが
できる。
できる。
この発明で炭化物、窒化物、酸化物、硼化物として用い
る周期律表第■８、■、■４族金属としては、Ｔｉ，
Ｚｒ， Ｈｆ， Ｖ１Ｎｂ， Ｔａ， Ｃｒ％Ｍｏ％Ｗ
などが使用可能である。
る周期律表第■８、■、■４族金属としては、Ｔｉ，
Ｚｒ， Ｈｆ， Ｖ１Ｎｂ， Ｔａ， Ｃｒ％Ｍｏ％Ｗ
などが使用可能である。
〈実施例〉
以下、実施例によってこの発明を詳細に説明する。
実施例１
中心部にＷｅ−５．５％ＣＯ結合相完粉、その周辺に（
Ａ） ＷＣ−１０％ＣＯ、（Ｂ）ＷＣ − ２０％Ｃｏ
， （（：） ＷＣ’− ２５％Ｃｏの合金完粉を夫々
装入し、さらにその外周にＷ（１：−５．０％ＣＯ合金
完粉を装入して所定のチップ形状にプレス成形した後、
１３８０℃で真空焼結を行なった。
Ａ） ＷＣ−１０％ＣＯ、（Ｂ）ＷＣ − ２０％Ｃｏ
， （（：） ＷＣ’− ２５％Ｃｏの合金完粉を夫々
装入し、さらにその外周にＷ（１：−５．０％ＣＯ合金
完粉を装入して所定のチップ形状にプレス成形した後、
１３８０℃で真空焼結を行なった。
なお、充填量を変化させて第１表の如き構造となるよう
に調整した。
に調整した。
次いで上記で得た超硬合金の夫々に通常のＣＶＤ法によ
り内層に５ ｕｍのＴｉＣ ．外層に１ ｐｍのＡＪ！
２０３を被覆し、下記の切削条件（１）で耐摩耗性テス
トを、切削条件Ｑ）で靭性テストを行なった。
り内層に５ ｕｍのＴｉＣ ．外層に１ ｐｍのＡＪ！
２０３を被覆し、下記の切削条件（１）で耐摩耗性テス
トを、切削条件Ｑ）で靭性テストを行なった。
その結果は第２表に示した。
なお、比較例としてＷ（１；−５％Ｃｏ合金、ＷＣ−１
０％Ｇｏ合金に上記実施例１と同じように内層に５ Ｉ
ＩｍＴｉＣ ｓ外層に１μｍＡＪ！ｇｏ３を被覆したも
のについてもテストを行ない、その結果を第２表に示し
た。
０％Ｇｏ合金に上記実施例１と同じように内層に５ Ｉ
ＩｍＴｉＣ ｓ外層に１μｍＡＪ！ｇｏ３を被覆したも
のについてもテストを行ない、その結果を第２表に示し
た。
また、得られた囚、（ロ）、（Ｑの被覆超硬合金につい
て荷重５００ｇでその表面からのＨｖ硬度を測定したと
ころ、第１図に示す結果が得られた。
て荷重５００ｇでその表面からのＨｖ硬度を測定したと
ころ、第１図に示す結果が得られた。
第 １ 表
切削条件（２）
切削速度
送 り
切り込み
被剛材
切削・時間
靭性テスト
６０ｍ／ｍｉｎ
０．２０ 〜０．４０ｍｍ／ｒｅｖ
２．０ｍｍ
ＳＣＭ４３５
３０秒間
第 ２ 表
８回繰返し
切削条件（１）耐摩耗性テスト
切削速度 ｌｏｏｍ／ｍｉｎ
送 り ０．
３６ｍｍ／ｒｅｖ切り込み ２．０ｍｍ 被削材 ＳＣＭ４３５ 切削時間 ２０分 実施例２ 実施例１のＮｏ． Ａの組成の超硬合金において、高靭
化層の厚さを５ μｍ、２０μｍ、６０μｍ， １００
ｕｍとして実施例１の切削条件にて耐摩耗性テスト、
靭性テストを行なった。
３６ｍｍ／ｒｅｖ切り込み ２．０ｍｍ 被削材 ＳＣＭ４３５ 切削時間 ２０分 実施例２ 実施例１のＮｏ． Ａの組成の超硬合金において、高靭
化層の厚さを５ μｍ、２０μｍ、６０μｍ， １００
ｕｍとして実施例１の切削条件にて耐摩耗性テスト、
靭性テストを行なった。
その結果は第３表に示した。
第 ３ 表
〈発明の効果〉
以上の通りこの発明の被覆超硬合金は、耐摩耗性、靭性
ともに優れていることが認められた。
ともに優れていることが認められた。
図面はこの発明の被覆超硬合金の表面からの距離と硬度
との関係を示す線図である。
との関係を示す線図である。
Claims (1)
- 周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物
の１種またはそれ以上を硬質相とし、鉄族金属の１種ま
たはそれ以上を結合相とした超硬合金において、当該合
金の表面から１０〜１００μｍの間に存在する硬度低下
層の硬さが合金内部の硬さに対し０．５〜０．９倍であ
って、かつ当該合金の表面に周期律表第IVａ、Ｖａ、V
Iａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物の１種ま
たはそれ以上と酸化アルミニウムからなる単層または多
重層を形成してなる被覆超硬合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1232219A JPH0394063A (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 被覆超硬合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1232219A JPH0394063A (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 被覆超硬合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394063A true JPH0394063A (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=16935851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1232219A Pending JPH0394063A (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 被覆超硬合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0394063A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114481115A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-13 | 重庆文理学院 | 一种硬质合金复合涂层及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5652111A (en) * | 1979-09-21 | 1981-05-11 | Wimet Ltd | Drill |
| JPS5745827A (en) * | 1980-08-30 | 1982-03-16 | Toto Ltd | Reinforced plastic bath tub |
| JPS5935435A (ja) * | 1982-08-24 | 1984-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体素子 |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP1232219A patent/JPH0394063A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5652111A (en) * | 1979-09-21 | 1981-05-11 | Wimet Ltd | Drill |
| JPS5745827A (en) * | 1980-08-30 | 1982-03-16 | Toto Ltd | Reinforced plastic bath tub |
| JPS5935435A (ja) * | 1982-08-24 | 1984-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114481115A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-13 | 重庆文理学院 | 一种硬质合金复合涂层及其制备方法 |
| CN114481115B (zh) * | 2022-02-08 | 2023-11-21 | 重庆文理学院 | 一种硬质合金复合涂层及其制备方法 |
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