JPH01201475A - ダイヤモンド薄膜コーテイング工具の製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド薄膜コーテイング工具の製造方法Info
- Publication number
- JPH01201475A JPH01201475A JP2565488A JP2565488A JPH01201475A JP H01201475 A JPH01201475 A JP H01201475A JP 2565488 A JP2565488 A JP 2565488A JP 2565488 A JP2565488 A JP 2565488A JP H01201475 A JPH01201475 A JP H01201475A
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- Japan
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- diamond film
- substrate
- adhesion
- sintered body
- acid
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ダイヤモンド薄膜コーティング法に係り、特
に、Ｗ Ｃ−Ｃｏ基体との密着性に優れたダイヤモンド
薄膜コーティング工具の製造方法に関する。
に、Ｗ Ｃ−Ｃｏ基体との密着性に優れたダイヤモンド
薄膜コーティング工具の製造方法に関する。
薄膜コーティング工具は、現在、ＷＣ−Ｃｏ焼結基体上
に、ＴｉＮ、ＴｉＣをコーティングしたものが主流とな
っている。しかし、工具の寿命延長、研削能力の向上、
仕上げ表面精度の向上環から、より硬度の高いコーティ
ング工具に対する要求が高まっている。
に、ＴｉＮ、ＴｉＣをコーティングしたものが主流とな
っている。しかし、工具の寿命延長、研削能力の向上、
仕上げ表面精度の向上環から、より硬度の高いコーティ
ング工具に対する要求が高まっている。
一方、炭化水素−水素混合ガスのプラズマ等を利用した
化学気相法（ＣＶＤ）により粒子、又は。
化学気相法（ＣＶＤ）により粒子、又は。
膜状ダイヤモンドの合成が可能となっている。ダイヤモ
ンド膜を工具のコーティングに利用する場合、基体との
密着力の向上が重要課題となる。基体との密着力を向上
させる方法として、特開昭６２−１０８７９９号公報に
みられるように、基体を研磨粉で研磨する方法がある。
ンド膜を工具のコーティングに利用する場合、基体との
密着力の向上が重要課題となる。基体との密着力を向上
させる方法として、特開昭６２−１０８７９９号公報に
みられるように、基体を研磨粉で研磨する方法がある。
これは、研磨粉で基体の表面に傷をつけ、ダイヤモンド
の核発生密度を増大させ、表面積を増大させて密着力を
向上させる。
の核発生密度を増大させ、表面積を増大させて密着力を
向上させる。
この方法により密着力は向上するが、ＷＣは非常に硬い
材料であり、効率よく基体表面を研磨するには、高価な
ダイヤモンド粒子、又は、ＣＢＮ粒子を使う必要がある
。また、手間がかかる研磨工程が必要となる。
材料であり、効率よく基体表面を研磨するには、高価な
ダイヤモンド粒子、又は、ＣＢＮ粒子を使う必要がある
。また、手間がかかる研磨工程が必要となる。
本発明の目的は、Ｗ Ｃ−Ｇ ｏ焼結基体−ヒに、安価
で密着力の大きいダイヤモンド薄膜のコーテイング方法
を提供することにある。
で密着力の大きいダイヤモンド薄膜のコーテイング方法
を提供することにある。
ＷＣ−Ｃｏ焼結基体は、ＷＣとｃｏの超微粉（１μｒｎ
又はそれ以下）を焼結して造られる。ＷＣは耐酸性が強
いが、ＣＯは酸に容易に溶解する。
又はそれ以下）を焼結して造られる。ＷＣは耐酸性が強
いが、ＣＯは酸に容易に溶解する。
従って、Ｗ Ｃ−Ｃｏ焼結基体を硝酸等の酸に浸漬する
ことにより、基体の表面に微細な凹凸の傷をつけること
ができ、また、ダイヤモンドの結晶核が発生し難いＣＯ
を選択的に除去できるので、核発生密度、及び、接着表
面積の増大が図れ、密着力の大きいダイヤモンド膜が形
成できる。
ことにより、基体の表面に微細な凹凸の傷をつけること
ができ、また、ダイヤモンドの結晶核が発生し難いＣＯ
を選択的に除去できるので、核発生密度、及び、接着表
面積の増大が図れ、密着力の大きいダイヤモンド膜が形
成できる。
以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。１
はＷＣ−Ｃｏ焼結基体で、大きさは１５ｎｎ×１５１ｆ
ｆ１１×５ｎｎｈ前後である。Ｃｏの含有量は数％〜十
数％が多い。界面２は、酸エツチング等によりｃｏが溶
出し傷がつけられている。酸は、濃塩酸、濃硝酸等をそ
のまま、又は、水で希釈して用いることができるが、よ
りエツチング能力の大きい王水が好適である。３は、ダ
イヤモンド膜、又は、ダイヤモンド状炭素膜である。ダ
イヤモンド膜、又は、ダイヤモンド状炭素膜は、水素と
メタン等の炭化水素等の混合ガスをプラズマ、又は、熱
フィラメント、光励起反応等により分解することにより
形成される。混合ガスのプラズマを形成するには、マイ
クロ波、高周波等の電磁波エネルギ、又は、直流電源を
利用することができる。
はＷＣ−Ｃｏ焼結基体で、大きさは１５ｎｎ×１５１ｆ
ｆ１１×５ｎｎｈ前後である。Ｃｏの含有量は数％〜十
数％が多い。界面２は、酸エツチング等によりｃｏが溶
出し傷がつけられている。酸は、濃塩酸、濃硝酸等をそ
のまま、又は、水で希釈して用いることができるが、よ
りエツチング能力の大きい王水が好適である。３は、ダ
イヤモンド膜、又は、ダイヤモンド状炭素膜である。ダ
イヤモンド膜、又は、ダイヤモンド状炭素膜は、水素と
メタン等の炭化水素等の混合ガスをプラズマ、又は、熱
フィラメント、光励起反応等により分解することにより
形成される。混合ガスのプラズマを形成するには、マイ
クロ波、高周波等の電磁波エネルギ、又は、直流電源を
利用することができる。
以下、具体的実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
〔実施例１〕
１５ ｍ Ｘ １５ ｍｍ Ｘ ５ ｍｍ ｈのＷＣ−
Ｃｏ焼結基体（Ｇｏ含有率６ｗｔ％）を王水中に３０分
間浸漬して表面をエツチング処理し、水洗後乾燥させた
。
Ｃｏ焼結基体（Ｇｏ含有率６ｗｔ％）を王水中に３０分
間浸漬して表面をエツチング処理し、水洗後乾燥させた
。
この基体を、内径４０ｎｎ＋φ、長さ１ｍの石英ガラス
製プラズマ反応器の多孔板上に設置し、反応器上部より
水素９９ｖｏ １％＋メタンｌｖｏ １％の混合ガスを
供給しながら基体部にマイクロ波（２，４５Ｇ１−Ｉｚ
、１．０ＫＷ）を印加してプラズマを発生させこの基体
上に約２μｍ厚さのダイヤモンド膜を形成した。ダイヤ
モンド膜の形成条件は、基体温度８００℃、圧力２Ｑｔ
ｏｒｒ、工時間で、ダイヤモンド膜の同定は薄膜Ｘ線回
折とラマンスペクトルにより行なった。
製プラズマ反応器の多孔板上に設置し、反応器上部より
水素９９ｖｏ １％＋メタンｌｖｏ １％の混合ガスを
供給しながら基体部にマイクロ波（２，４５Ｇ１−Ｉｚ
、１．０ＫＷ）を印加してプラズマを発生させこの基体
上に約２μｍ厚さのダイヤモンド膜を形成した。ダイヤ
モンド膜の形成条件は、基体温度８００℃、圧力２Ｑｔ
ｏｒｒ、工時間で、ダイヤモンド膜の同定は薄膜Ｘ線回
折とラマンスペクトルにより行なった。
ダイヤモンド膜の基体との密着力はエポキシ樹脂を接着
剤として用いた引張り試験法により測定し、１７０ｋｇ
／ａＪの密着強度を得た。この値は、ＴｉＮやＴｉＣ膜
の密着強度２００〜３０ＯｋｇＺｄより多少小さいが充
分コーティング工具膜として使用に耐えるものである。
剤として用いた引張り試験法により測定し、１７０ｋｇ
／ａＪの密着強度を得た。この値は、ＴｉＮやＴｉＣ膜
の密着強度２００〜３０ＯｋｇＺｄより多少小さいが充
分コーティング工具膜として使用に耐えるものである。
実施例１と同じ装置を用い、酸エツチングの前処理をし
ないＷ Ｃ−Ｃｏ基体表面上に、実施例１と同じ条件下
で約２μｍ厚さのダイヤモンド膜を形成した。このダイ
ヤモンド膜の基体との密着力をエポキシ樹脂を接着剤と
して用いた引張り試験法により測定した。密着強度は、
２３ｋｇ／ａＪであった。
ないＷ Ｃ−Ｃｏ基体表面上に、実施例１と同じ条件下
で約２μｍ厚さのダイヤモンド膜を形成した。このダイ
ヤモンド膜の基体との密着力をエポキシ樹脂を接着剤と
して用いた引張り試験法により測定した。密着強度は、
２３ｋｇ／ａＪであった。
実施例１及び比較例の結果から、Ｗ Ｃ−Ｇ ｏ基体の
表面を酸エツチング処理することによりダイヤモンド膜
と、Ｗ Ｃ−Ｃｏ基体との密着力を大巾に向上すること
ができる。
表面を酸エツチング処理することによりダイヤモンド膜
と、Ｗ Ｃ−Ｃｏ基体との密着力を大巾に向上すること
ができる。
〔実施例２〕
実施例１と同じ装置を用い、ｌｏ＋＋ｒｉＸ１０ｍｍＸ
２ ｍ ｈのＷＣ基体及び１０ｎｙｎＸ １０ｎｗｎ
Ｘ ０．５ｍｍｈのＣｏ基体上へのダイヤモンド膜の合
成を実施例１と同一条件下で試みた。
２ ｍ ｈのＷＣ基体及び１０ｎｙｎＸ １０ｎｗｎ
Ｘ ０．５ｍｍｈのＣｏ基体上へのダイヤモンド膜の合
成を実施例１と同一条件下で試みた。
実験の結果、ＷＣ基体上にはダイヤモンド膜が形成され
たが、Ｃｏ基体上には黒鉛構造の炭素ができダイヤモン
ド膜が形成できなかった。また、Ｃｏ基体の場合、密着
性も弱かった。したがって、ＷＣ−Ｃｏ基体の酸処理に
より、Ｃｏを選択的に除去してやれば密着性、硬度の小
さい黒鉛の生成を抑制することもできる。
たが、Ｃｏ基体上には黒鉛構造の炭素ができダイヤモン
ド膜が形成できなかった。また、Ｃｏ基体の場合、密着
性も弱かった。したがって、ＷＣ−Ｃｏ基体の酸処理に
より、Ｃｏを選択的に除去してやれば密着性、硬度の小
さい黒鉛の生成を抑制することもできる。
本発明によれば、基体との密着性の優れたダイヤモンド
膜を安価に量産することができる。
膜を安価に量産することができる。
図は、本発明の一実施例の断面図である。
Claims (1)
- １、タングステンカーバイト・コバルト系焼結チップ表
面層のコバルトを酸処理により選択エッチングした後、
化学気相法によりダイヤモンド薄膜をコーティングする
ことを特徴とするダイヤモンド薄膜コーティング工具の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2565488A JPH01201475A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | ダイヤモンド薄膜コーテイング工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2565488A JPH01201475A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | ダイヤモンド薄膜コーテイング工具の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201475A true JPH01201475A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12171805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2565488A Pending JPH01201475A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | ダイヤモンド薄膜コーテイング工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201475A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991004353A1 (fr) * | 1989-09-22 | 1991-04-04 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Procede de synthese de diamant depose en phase vapeur sur un substrat traite par voie electrochimique |
| JPH03115571A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-16 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 付着性にすぐれたダイヤモンド被覆焼結合金及びその製造方法 |
| US5236740A (en) * | 1991-04-26 | 1993-08-17 | National Center For Manufacturing Sciences | Methods for coating adherent diamond films on cemented tungsten carbide substrates |
| JPH05311443A (ja) * | 1991-03-26 | 1993-11-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | ダイヤモンドコーティング部材作製方法 |
| 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 |
| US6660329B2 (en) | 2001-09-05 | 2003-12-09 | Kennametal Inc. | Method for making diamond coated cutting tool |
| WO2011018917A1 (ja) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンド被覆工具 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP2565488A patent/JPH01201475A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991004353A1 (fr) * | 1989-09-22 | 1991-04-04 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Procede de synthese de diamant depose en phase vapeur sur un substrat traite par voie electrochimique |
| US5164051A (en) * | 1989-09-22 | 1992-11-17 | Showa Denko K. K. | Method for vapor phase synthesis of diamond on electrochemically treated substrate |
| JPH03115571A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-16 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 付着性にすぐれたダイヤモンド被覆焼結合金及びその製造方法 |
| JPH05311443A (ja) * | 1991-03-26 | 1993-11-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | ダイヤモンドコーティング部材作製方法 |
| US5236740A (en) * | 1991-04-26 | 1993-08-17 | National Center For Manufacturing Sciences | Methods for coating adherent diamond films on cemented tungsten carbide substrates |
| US5648119A (en) * | 1993-11-30 | 1997-07-15 | Kennametal Inc. | Process for making diamond coated tools and wear parts |
| US5585176A (en) * | 1993-11-30 | 1996-12-17 | Kennametal Inc. | 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 |
| US6660329B2 (en) | 2001-09-05 | 2003-12-09 | Kennametal Inc. | Method for making diamond coated cutting tool |
| US6890655B2 (en) | 2001-09-05 | 2005-05-10 | Kennametal Inc. | Diamond coated cutting tool and method for making the same |
| WO2011018917A1 (ja) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンド被覆工具 |
| JP2011038150A (ja) * | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド被覆工具 |
| US9302327B2 (en) | 2009-08-11 | 2016-04-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond coated tool |
| US9731355B2 (en) | 2009-08-11 | 2017-08-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond coated tool |
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