JPS6345372A - ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプ - Google Patents
ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプInfo
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ダイヤモンド被覆層の付着強度が著しく高
く、したがってきわめて長期に亘って１ぐれた切削性能
を発揮するダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合
金製切削工具チップに関するものである。
く、したがってきわめて長期に亘って１ぐれた切削性能
を発揮するダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合
金製切削工具チップに関するものである。
近年、各種基体の表面にダイヤモンド被覆層を形成する
研究が多く行なわれ、その方法として、ＣＨ４などのガ
スの熱分解によるＣＶＤ法（化学蒸着法）や、カーボン
イオンを基体に衝突させるＰＶＤ法（物理蒸着法）など
の低圧気相合成法が提案されている。
研究が多く行なわれ、その方法として、ＣＨ４などのガ
スの熱分解によるＣＶＤ法（化学蒸着法）や、カーボン
イオンを基体に衝突させるＰＶＤ法（物理蒸着法）など
の低圧気相合成法が提案されている。
しかし、上記の低圧気相合成法によって形成されたダイ
ヤモンド被覆層は、基体との付着強度が低いために、こ
れを烏負荷のかかる切削工具チップとして実用化するこ
とは不可能であるのが現状である。
ヤモンド被覆層は、基体との付着強度が低いために、こ
れを烏負荷のかかる切削工具チップとして実用化するこ
とは不可能であるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上）ホのような観点から、基体
に対する付着強度の高いダイヤモンド被覆層を形成し、
もって切削工具としての利用を可能とすべく、特に基体
として炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基起硬合今
に看目し、研究を行なった結果、 （ａ）ＷＣＣ超超硬合金基体表面での低圧気相合成法に
おけるダイヤモンド核の発生は、ＷＣ上で起り、Ｃｏ上
ではダイヤモンドの一部がグラファイト化してしまうこ
と。
に対する付着強度の高いダイヤモンド被覆層を形成し、
もって切削工具としての利用を可能とすべく、特に基体
として炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基起硬合今
に看目し、研究を行なった結果、 （ａ）ＷＣＣ超超硬合金基体表面での低圧気相合成法に
おけるダイヤモンド核の発生は、ＷＣ上で起り、Ｃｏ上
ではダイヤモンドの一部がグラファイト化してしまうこ
と。
（ｂ）シたがって、ＷＣＣ超超硬合金基体おける結合相
としてのＣｏはできるだけ少ない方がよいが、あまり少
なくすると合金強度の低下をきたすようになることと考
え合わせ、Ｃｏ含右母を１〜４重足％とした場合に、ダ
イヤモンド被覆層の付着強度が高く、かつ切削工具とし
ての強度も確保できること。
としてのＣｏはできるだけ少ない方がよいが、あまり少
なくすると合金強度の低下をきたすようになることと考
え合わせ、Ｃｏ含右母を１〜４重足％とした場合に、ダ
イヤモンド被覆層の付着強度が高く、かつ切削工具とし
ての強度も確保できること。
（Ｃ）ＷＣＣ超超硬合金おけるＷＣの粒径を粗粒として
、２〜１０μｍの平均粒径をもつものとすると、ダイヤ
モンド被覆層の形成も速くなり、かつその付着強度も高
くなること。
、２〜１０μｍの平均粒径をもつものとすると、ダイヤ
モンド被覆層の形成も速くなり、かつその付着強度も高
くなること。
（ｄ）ＷＣ基超硬合金基体中に、微量の遊離炭素を均一
微細に分散しておくと、ダイヤエンドがグラファイト化
しにくくなると共に、形成されたダイヤモンド被￥ｌｉ
層が剥離しにくくなること。
微細に分散しておくと、ダイヤエンドがグラファイト化
しにくくなると共に、形成されたダイヤモンド被￥ｌｉ
層が剥離しにくくなること。
以上（ａ）〜（ｄ）に示される知見を得たのである。
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、 Ｃｏ：１〜４重量％を含有し、残りが実質的にＷＣと微
量のｉｌｌ炭素からなる組成、並びに前記遊離炭素が微
細均一に分散し、かつＷＣの平均粒径が２〜１０μｍの
粗粒組織を有するＷＣＣ超超硬合金基体表面に、低圧気
相合成ダイヤモンド被覆層を形成してなるダイヤモンド
被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具チップに特徴を右するも
のである。
て、 Ｃｏ：１〜４重量％を含有し、残りが実質的にＷＣと微
量のｉｌｌ炭素からなる組成、並びに前記遊離炭素が微
細均一に分散し、かつＷＣの平均粒径が２〜１０μｍの
粗粒組織を有するＷＣＣ超超硬合金基体表面に、低圧気
相合成ダイヤモンド被覆層を形成してなるダイヤモンド
被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具チップに特徴を右するも
のである。
なお、この発明のダイヤ七ンド波覆〜ｖＣ基超硬含金製
切削工具チップ（以下、被覆切削チップと略記する）に
おいて、Ｃｏ含有吊を１〜４重塁％と限定したのは、上
記のようにその含有量が１重世％未満では切削工具チッ
プに要求される基体強度を確保することができず、一方
その含有ωが４重量％を越えると、ダイヤモンド被覆層
の形成速度が遅くなるばかりでなく、ダイヤモンドの一
部がグラファイト化して、所望のすぐれた耐摩耗性およ
び付着強度を確保することができなくなるという理由に
よるものであり、またＷＣの平均粒径を２〜１０μｍの
粗粒としたのは、その平均粒径が２μｍ未満では、上記
のようにダイヤモンド被覆層の形成速度が著しく遅くな
るばかりでなく、その付着強度も低いものとなり、一方
１０μｍを越えた平均粒径を有するＷＣＣ超超硬合金製
造は困難であることから、その平均粒径を２〜１０μｍ
と定めたのである。
切削工具チップ（以下、被覆切削チップと略記する）に
おいて、Ｃｏ含有吊を１〜４重塁％と限定したのは、上
記のようにその含有量が１重世％未満では切削工具チッ
プに要求される基体強度を確保することができず、一方
その含有ωが４重量％を越えると、ダイヤモンド被覆層
の形成速度が遅くなるばかりでなく、ダイヤモンドの一
部がグラファイト化して、所望のすぐれた耐摩耗性およ
び付着強度を確保することができなくなるという理由に
よるものであり、またＷＣの平均粒径を２〜１０μｍの
粗粒としたのは、その平均粒径が２μｍ未満では、上記
のようにダイヤモンド被覆層の形成速度が著しく遅くな
るばかりでなく、その付着強度も低いものとなり、一方
１０μｍを越えた平均粒径を有するＷＣＣ超超硬合金製
造は困難であることから、その平均粒径を２〜１０μｍ
と定めたのである。
つぎに、この発明の被覆切削チップを実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
まず、原料粉末として、２〜１０μｍの範囲内の所定の
平均粒径を有する各種のＷＣ粉末、同１．２μｍのＣｏ
粉末、および微細なカーボンブラックを用い、これら原
料粉末を所定の配合組成に配合し、以後、通常の条件で
混合し、プレス成形し、焼結しく焼結温度： １４３０
〜１５００”Ｃの範囲内の所定温度）、ついで研磨して
、Ｃｌ５（超硬工具協会）規格５ＰＰ４２２の形状を有
し、かつそれぞれ第１表に示される成分組成（この場合
遊離炭素の含有をはＣＩＳ規格による）、ＷＣの平均粒
径、およびロックウェル硬さくＡスケール）をもったＷ
ＣＣ超超硬合金基体してのスローアウェイチップを形成
し、引続いて、このスローアウェイチップの表面に、Ｃ
ＶＤ法を用い、反応容器：直径１２０馴の石英管、 使用フィラメント：金属Ｗ、 フィラメント温度：２０００℃、 基体温度ニア００℃、 雰囲気：１０ｔｏｒｒのＣＨａ ＋Ｈ２、反応ガス割合
： １ｃＨ４／ Ｈ２＝ ０．００５、反応時間：３〜
６時間 の条件でダイヤモンド被覆を行ない、同じく第１表に示
される平均層厚を有するダイヤモンド被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆切削チップ１〜７および比較
被覆切削チップ１〜３をそれぞれ製造した。
平均粒径を有する各種のＷＣ粉末、同１．２μｍのＣｏ
粉末、および微細なカーボンブラックを用い、これら原
料粉末を所定の配合組成に配合し、以後、通常の条件で
混合し、プレス成形し、焼結しく焼結温度： １４３０
〜１５００”Ｃの範囲内の所定温度）、ついで研磨して
、Ｃｌ５（超硬工具協会）規格５ＰＰ４２２の形状を有
し、かつそれぞれ第１表に示される成分組成（この場合
遊離炭素の含有をはＣＩＳ規格による）、ＷＣの平均粒
径、およびロックウェル硬さくＡスケール）をもったＷ
ＣＣ超超硬合金基体してのスローアウェイチップを形成
し、引続いて、このスローアウェイチップの表面に、Ｃ
ＶＤ法を用い、反応容器：直径１２０馴の石英管、 使用フィラメント：金属Ｗ、 フィラメント温度：２０００℃、 基体温度ニア００℃、 雰囲気：１０ｔｏｒｒのＣＨａ ＋Ｈ２、反応ガス割合
： １ｃＨ４／ Ｈ２＝ ０．００５、反応時間：３〜
６時間 の条件でダイヤモンド被覆を行ない、同じく第１表に示
される平均層厚を有するダイヤモンド被覆層を形成する
ことによって、本発明被覆切削チップ１〜７および比較
被覆切削チップ１〜３をそれぞれ製造した。
なお、比較被覆切削チップ１〜３は、いずれも基体の成
分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれかの条件が
この発明の範囲から外れたものである。
分組成およびＷＣの平均粒径のうちのいずれかの条件が
この発明の範囲から外れたものである。
つぎに、この結果得られた本発明被覆切削チップ１〜７
および比較被覆切削チップ１〜３について、 被削材：Ａｆｆｉ−１８重量％Ｓｉ合金、カッタ径：直
径１６０＃１１１のダブルポジタイプ、切削速度：５３
０ｍ／ｗｉｔ、 送 リ：０．１５ｍ＋／刃、 切込み ＝１履、 切削時間：１００分、 の条件でフライス切削試験を行ない、試験後の切刃にお
けるダイヤモンド被覆層の剥離状態、被削材の溶着状態
、切刃自体の状態を観察し、さらに摩耗量を測定した。
および比較被覆切削チップ１〜３について、 被削材：Ａｆｆｉ−１８重量％Ｓｉ合金、カッタ径：直
径１６０＃１１１のダブルポジタイプ、切削速度：５３
０ｍ／ｗｉｔ、 送 リ：０．１５ｍ＋／刃、 切込み ＝１履、 切削時間：１００分、 の条件でフライス切削試験を行ない、試験後の切刃にお
けるダイヤモンド被覆層の剥離状態、被削材の溶着状態
、切刃自体の状態を観察し、さらに摩耗量を測定した。
これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明？！２覆切削チップ
１〜７は、いずれもダイヤモンド被覆層の形成が速く、
かつ基体に対する付着強度も著しく高いので、被覆層の
剥離や、切刃に対する被削材の溶着がほとんどなく、か
つ切刃も正常摩耗を示し、さらにすぐれた耐摩耗性を示
すのに対して、比較被覆切削チップ１〜３に見られるよ
うに、基体の成分組成およびＷＣの平均粒径のうちのい
ずれがでもこの発明の範囲から外れると、ダイヤモンド
被覆層の形成速度が遅く、あるいは付着強度が低下する
ようになることから、切削工具として望ましくない現象
が切刃に現われるようになり、かつ所望の耐摩耗性を示
さないことが明らかである。
１〜７は、いずれもダイヤモンド被覆層の形成が速く、
かつ基体に対する付着強度も著しく高いので、被覆層の
剥離や、切刃に対する被削材の溶着がほとんどなく、か
つ切刃も正常摩耗を示し、さらにすぐれた耐摩耗性を示
すのに対して、比較被覆切削チップ１〜３に見られるよ
うに、基体の成分組成およびＷＣの平均粒径のうちのい
ずれがでもこの発明の範囲から外れると、ダイヤモンド
被覆層の形成速度が遅く、あるいは付着強度が低下する
ようになることから、切削工具として望ましくない現象
が切刃に現われるようになり、かつ所望の耐摩耗性を示
さないことが明らかである。
上述のように、この発明のダイヤモンド被覆ＷＣ基超硬
合金製切削工具チップにおいては、ダイヤモンド被覆層
のＷＣ基超硬合金塁体表面に対する付着強度が著しく高
いので、きわめて長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
するのである。
合金製切削工具チップにおいては、ダイヤモンド被覆層
のＷＣ基超硬合金塁体表面に対する付着強度が著しく高
いので、きわめて長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮
するのである。
Claims (1)
- Ｃｏ：１〜４重量％を含有し、残りが実質的に炭化タ
ングステンと微量の遊離炭素からなる組成、並びに前記
遊離炭素が微細均一に分散し、かつ炭化タングステンの
平均粒径が２〜１０μｍの粗粒組織を有する炭化タング
ステン基超硬合金基体の表面に、低圧気相合成ダイヤモ
ンド被覆層を形成してなるダイヤモンド被覆炭化タング
ステン基超硬合金製切削工具チップ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9566286 | 1986-04-24 | ||
| JP61-95662 | 1986-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345372A true JPS6345372A (ja) | 1988-02-26 |
| JPH07100858B2 JPH07100858B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=14143704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15677986A Expired - Lifetime JPH07100858B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-07-03 | ダイヤモンド被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具チツプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100858B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0374923A2 (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Mitsubishi Materials Corporation | Diamond-coated tool member, substrate thereof and method for producing same |
| US5585176A (en) * | 1993-11-30 | 1996-12-17 | Kennametal Inc. | Diamond coated tools and wear parts |
| US5716170A (en) * | 1996-05-15 | 1998-02-10 | Kennametal Inc. | Diamond coated cutting member and method of making the same |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP15677986A patent/JPH07100858B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0374923A2 (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Mitsubishi Materials Corporation | Diamond-coated tool member, substrate thereof and method for producing same |
| US5068148A (en) * | 1988-12-21 | 1991-11-26 | Mitsubishi Metal Corporation | Diamond-coated tool member, substrate thereof and method for producing same |
| US5585176A (en) * | 1993-11-30 | 1996-12-17 | Kennametal Inc. | Diamond coated tools and wear parts |
| US5648119A (en) * | 1993-11-30 | 1997-07-15 | Kennametal Inc. | Process for making diamond coated tools and wear parts |
| US6287682B1 (en) | 1993-11-30 | 2001-09-11 | Kennametal Pc Inc. | Diamond coated tools and process for making |
| US5716170A (en) * | 1996-05-15 | 1998-02-10 | Kennametal Inc. | Diamond coated cutting member and method of making the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07100858B2 (ja) | 1995-11-01 |
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Legal Events
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