JPS6043912B2 - 硬質被覆焼結体 - Google Patents
硬質被覆焼結体Info
- Publication number
- JPS6043912B2 JPS6043912B2 JP3259977A JP3259977A JPS6043912B2 JP S6043912 B2 JPS6043912 B2 JP S6043912B2 JP 3259977 A JP3259977 A JP 3259977A JP 3259977 A JP3259977 A JP 3259977A JP S6043912 B2 JPS6043912 B2 JP S6043912B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- iron
- coated sintered
- hard
- hard coated
- 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.)
- Expired
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000316887 Saissetia oleae Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
従来、耐摩材料、工具材料として高炭素工具鋼、高炭
素合金工具鋼、高速度工具鋼等の鉄鋼材料とＷＣ−Ｏｏ
系やＴｉＣ−Ｎｉ系の超硬合金、サーメット等の焼結材
料が用いられてきた。
素合金工具鋼、高速度工具鋼等の鉄鋼材料とＷＣ−Ｏｏ
系やＴｉＣ−Ｎｉ系の超硬合金、サーメット等の焼結材
料が用いられてきた。
しかるに前者は強靭であるが耐摩耗性に劣り、後者は耐
摩耗性には優れるが、脆いという欠点がある。 そこで
考えられるのが前者に硬質物質を被覆する事である。
摩耗性には優れるが、脆いという欠点がある。 そこで
考えられるのが前者に硬質物質を被覆する事である。
し力士ながら前者を所望の寸法形状に機械加工する事は
難しく、また、歩留も悪いの で、コストが高くかつ量
産に不向きである。そこで本発明においては、粉末冶金
法を用いて鉄あるいは鉄合金を所望の寸法・形状に製造
する事を考えた。 ここで前述の高炭素工具鋼・高炭素
合金工具鋼及び高速度工具鋼は加圧成型性及び焼結性が
悪く、実用化が困難であり使用できない。
難しく、また、歩留も悪いの で、コストが高くかつ量
産に不向きである。そこで本発明においては、粉末冶金
法を用いて鉄あるいは鉄合金を所望の寸法・形状に製造
する事を考えた。 ここで前述の高炭素工具鋼・高炭素
合金工具鋼及び高速度工具鋼は加圧成型性及び焼結性が
悪く、実用化が困難であり使用できない。
そこで本発明における様に、芯として充分な強度を有し
、且つ加圧成型性及び焼結性の良い鉄または鉄合金を用
いるのが最良である。勿論焼結後溶浸したものても良い
。しカルこれらの条件を満足する鉄または鉄合金は、耐
摩材料、工具材料に比べて極めて柔かく、このままては
硬質物質を被覆しても使用に耐えない。そこで本発明に
於いては鉄または鉄合金焼結体に浸炭処理、窒化処理、
浸硼処理あるいは高周波焼入れ等の表面硬化処理を施し
た後、硬質物質を被覆する事により、安価で靭性と耐摩
耗性を兼ね備えた耐摩材料及び工具材料を得る事に成功
した。被覆方法としては、化学蒸着法・（ＣＶＤ）で１
０００℃程度高温になるため鉄焼結体表面硬化層が変質
してしまうので低温で被覆できる物理的蒸着法（ＰＶＤ
）であるイオンプレーテイング法などが良い。被覆材料
としては硬度が高く耐熱性に優れた■−ａ族金属の炭化
物、窒化物、炭窒化物及びそれらの酸化物との固溶体が
最も適しており、それらの中に更に靭性を高めるために
少量の鉄属金属を加えてもまた、多重層としても良い。
上記硬質被覆材は、Ｍ（ＣＵ，Ｎｖ，Ｏω）ｚと表はし
た場合、Ｍは■ａ族金属（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ），Ｃ，Ｎ
，Ｏは夫々炭素、窒素、酸素を示し、Ｕ，υ，ωは各々
Ｃ，Ｎ，Ｏの原子比を示し、かつｕ＋υ＋ω＝１９Ｕ，
Ｖ９ω≧０であり、ｚは金属成分に対する非金属成分の
化学量論比を示し、ｚ≦１である。
、且つ加圧成型性及び焼結性の良い鉄または鉄合金を用
いるのが最良である。勿論焼結後溶浸したものても良い
。しカルこれらの条件を満足する鉄または鉄合金は、耐
摩材料、工具材料に比べて極めて柔かく、このままては
硬質物質を被覆しても使用に耐えない。そこで本発明に
於いては鉄または鉄合金焼結体に浸炭処理、窒化処理、
浸硼処理あるいは高周波焼入れ等の表面硬化処理を施し
た後、硬質物質を被覆する事により、安価で靭性と耐摩
耗性を兼ね備えた耐摩材料及び工具材料を得る事に成功
した。被覆方法としては、化学蒸着法・（ＣＶＤ）で１
０００℃程度高温になるため鉄焼結体表面硬化層が変質
してしまうので低温で被覆できる物理的蒸着法（ＰＶＤ
）であるイオンプレーテイング法などが良い。被覆材料
としては硬度が高く耐熱性に優れた■−ａ族金属の炭化
物、窒化物、炭窒化物及びそれらの酸化物との固溶体が
最も適しており、それらの中に更に靭性を高めるために
少量の鉄属金属を加えてもまた、多重層としても良い。
上記硬質被覆材は、Ｍ（ＣＵ，Ｎｖ，Ｏω）ｚと表はし
た場合、Ｍは■ａ族金属（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ），Ｃ，Ｎ
，Ｏは夫々炭素、窒素、酸素を示し、Ｕ，υ，ωは各々
Ｃ，Ｎ，Ｏの原子比を示し、かつｕ＋υ＋ω＝１９Ｕ，
Ｖ９ω≧０であり、ｚは金属成分に対する非金属成分の
化学量論比を示し、ｚ≦１である。
尚、製造工程としては、焼結後及び表面硬化処理後に研
削や切削、コイニングやサイジング等の機械加工を加え
たり、被覆後に熱処理を加えても良いのは勿論である。
削や切削、コイニングやサイジング等の機械加工を加え
たり、被覆後に熱処理を加えても良いのは勿論である。
以下に実施例を示す。実施例
噴霧鉄粉を主とし、これに２Ｗｔ％の還元鋼粉と０．８
Ｗｔ％のグラファイト粉の混合粉末を用い゛ζ、型押圧
力５．８ｔ／Ｃｌｔで成型したところ密度６．９Ｖ／ｄ
の成型体を得た。
Ｗｔ％のグラファイト粉の混合粉末を用い゛ζ、型押圧
力５．８ｔ／Ｃｌｔで成型したところ密度６．９Ｖ／ｄ
の成型体を得た。
これをＲＸガス雰囲気中において１１３０℃で３０分間
焼結したところ密度６．８ｙ／ｄ、硬度ＨＲＢ８５の焼
結体を得た。尚この焼結体−は超硬合金スローアウエー
チツプのＳＮｕ４３２とほぼ同じ形状になる様に作成し
たものである。次にこの焼結体を高周波焼入れして硬化
層を形成せしめた。尚、焼戻しは行わなかつた。更にこ
の焼結体の全面の黒皮部分を研削により除去した。
焼結したところ密度６．８ｙ／ｄ、硬度ＨＲＢ８５の焼
結体を得た。尚この焼結体−は超硬合金スローアウエー
チツプのＳＮｕ４３２とほぼ同じ形状になる様に作成し
たものである。次にこの焼結体を高周波焼入れして硬化
層を形成せしめた。尚、焼戻しは行わなかつた。更にこ
の焼結体の全面の黒皮部分を研削により除去した。
この焼結体に第１図に示す反応イオンブレーティング装
置を用いて、電子ビームにて加熱蒸発せしめたチタンを
イオン化電圧＋６０■でイオン化し、−０．３ＫＶの基
板電圧を印加した。ガス雰囲気は窒素ガス３×１０−４
Ｔ０ｒｒにて１Ｃ＠間保持し、次にアセチレンガス雰囲
気中４×１０−４Ｔ０ｒｒにて９紛間保持したところ、
ＴｉＮ層０．５μ、ＴｉＣ層４．５μの被覆膜を得た。
尚、表面硬化層の硬度はＨＲＡ８Ｏであつた。この被覆
焼結体を用い、同形状の高速度鋼（ＳＫＨ５７）と共に
旋削耐摩耗性試験を行つた。
置を用いて、電子ビームにて加熱蒸発せしめたチタンを
イオン化電圧＋６０■でイオン化し、−０．３ＫＶの基
板電圧を印加した。ガス雰囲気は窒素ガス３×１０−４
Ｔ０ｒｒにて１Ｃ＠間保持し、次にアセチレンガス雰囲
気中４×１０−４Ｔ０ｒｒにて９紛間保持したところ、
ＴｉＮ層０．５μ、ＴｉＣ層４．５μの被覆膜を得た。
尚、表面硬化層の硬度はＨＲＡ８Ｏであつた。この被覆
焼結体を用い、同形状の高速度鋼（ＳＫＨ５７）と共に
旋削耐摩耗性試験を行つた。
被削材ＳＣＭ次工具ＹＮｌｌＲ−４４Ａを用い、切削速
度は３０７ＴＬ／Ｍｉｎｌ切込２７ｎｍ、送り０．１？
／Ｒｅｖの条件で２吟間切削したところ本発明の被覆焼
結体はブランク摩耗０．１４Ｔ！！ｎと小さかつたが高
速度鋼は０．２５？と大きく、本発明の被覆焼結体の優
秀さが証明された。
度は３０７ＴＬ／Ｍｉｎｌ切込２７ｎｍ、送り０．１？
／Ｒｅｖの条件で２吟間切削したところ本発明の被覆焼
結体はブランク摩耗０．１４Ｔ！！ｎと小さかつたが高
速度鋼は０．２５？と大きく、本発明の被覆焼結体の優
秀さが証明された。
第１図は本発明焼結体を製造するのに用いたインオンブ
レーティング装置の構成図で、図中の数字は夫々次の部
分を示す。 １・・・・・・真空槽、２・・・・・・吸気バイブ、３
・・・・・・基板電源、４・・・・・・基板、５・・・
・・イオン化電源、６・・・イオン化電極、７・・・・
・・反応ガス導入バイブ、８・・・・・・蒸発源。
レーティング装置の構成図で、図中の数字は夫々次の部
分を示す。 １・・・・・・真空槽、２・・・・・・吸気バイブ、３
・・・・・・基板電源、４・・・・・・基板、５・・・
・・イオン化電源、６・・・イオン化電極、７・・・・
・・反応ガス導入バイブ、８・・・・・・蒸発源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄を主成分とした焼結体の表面に硬化層があり、そ
の表面の一部もしくは全面に主としてＭ（Ｃｕ、Ｎυ、
Ｏω）ｚ、ここでＭはIV−ａ族金属（チタン、ジルコニ
ウム、ハフニウム）、Ｃ、Ｎ、Ｏは夫々炭素・窒素・酸
素を示す。 ｕ、υ、ωは夫々Ｃ、Ｎ、Ｏの原子比を示し、かつｕ＋
υ＋ω＝１、ｕ、υ、ω≧０であり、ｚは金属成分に対
する非金属成分の化学量論比を示し、０＜ｚ≦１である
、よりなるＰＶＤ法による硬質被覆膜が形成されてなる
ことを特徴とする硬質被覆焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259977A JPS6043912B2 (ja) | 1977-03-23 | 1977-03-23 | 硬質被覆焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259977A JPS6043912B2 (ja) | 1977-03-23 | 1977-03-23 | 硬質被覆焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53117605A JPS53117605A (en) | 1978-10-14 |
| JPS6043912B2 true JPS6043912B2 (ja) | 1985-10-01 |
Family
ID=12363316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3259977A Expired JPS6043912B2 (ja) | 1977-03-23 | 1977-03-23 | 硬質被覆焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043912B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5757869A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Production of bearing |
-
1977
- 1977-03-23 JP JP3259977A patent/JPS6043912B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53117605A (en) | 1978-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dearnley et al. | Engineering the surface with boron based materials | |
| US4497874A (en) | Coated carbide cutting tool insert | |
| US4284687A (en) | Compound body | |
| JP5234931B2 (ja) | 硬質皮膜被覆部材および成形用冶工具 | |
| JP2549124B2 (ja) | 自己支持セラミック体の製造方法 | |
| JPS6319590B2 (ja) | ||
| US4758280A (en) | Decorative black wear protection coating | |
| EP0538389A4 (ja) | ||
| GB2336376A (en) | Stainless steel coated with intermetallic compound and process for producing the same | |
| US3999953A (en) | Molded articles made of a hard metal body and their method of production | |
| US5945167A (en) | Method of manufacturing composite material | |
| JPH0293036A (ja) | ＴｉＣＮ基サーメットおよびその製法 | |
| JPS6043912B2 (ja) | 硬質被覆焼結体 | |
| JP2005068499A (ja) | 密着性に優れた硬質膜を備えている金属製品、同金属製品の製造方法及び同硬質膜を施した切削工具及び金型 | |
| JP2773092B2 (ja) | 表面被覆鋼製品 | |
| JPS58153774A (ja) | 硬質被覆部材の製造法 | |
| JP4097074B2 (ja) | クロム系窒化膜の成膜方法 | |
| WO2009104273A1 (ja) | 複合被膜を備えた鉄基合金製品 | |
| EP0025040B1 (en) | A process for producing a part by powder metallurgy methods | |
| JPH0215622B2 (ja) | ||
| JPS61104078A (ja) | 硬質被覆焼結合金及びその製造方法 | |
| JPH05209274A (ja) | ダイヤモンド類被覆部材の製造方法 | |
| JP2814452B2 (ja) | 表面調質焼結合金及びその製造方法並びにその合金に硬質膜を被覆してなる被覆表面調質焼結合金 | |
| JPH04231469A (ja) | 被覆ＴｉＣＮ基サーメット | |
| JPS62105628A (ja) | 高靭性被覆超硬合金及びその製造方法 |