JPH02223437A - Polycrystalline diamond material and manufacture thereof - Google Patents

Polycrystalline diamond material and manufacture thereof

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JPH02223437A
JPH02223437A JP1402989A JP1402989A JPH02223437A JP H02223437 A JPH02223437 A JP H02223437A JP 1402989 A JP1402989 A JP 1402989A JP 1402989 A JP1402989 A JP 1402989A JP H02223437 A JPH02223437 A JP H02223437A
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JP
Japan
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layer
polycrystalline diamond
diamond
base material
based object
Prior art date
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Pending
Application number
JP1402989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Shimanoue
島ノ上 誠司
Tetsushi Aoki
青木 哲史
Yoichi Fukuda
洋一 福田
Eiichi Hisada
久田 栄一
Kenichi Otsuka
健一 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritake Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To manufacture efficiently a polycrystalline diamond series substance, by a method wherein a coating layer of a metallic carbide or a metallic nitride is formed on the surface of the basic material by immersing the basic material into a molten salt both and a polycrystalline diamond layer is laminated onto the coating layer. CONSTITUTION:The basic material constituted of a metal containing carbon or an iron alloy or a diamond sintered body or ceramics is immersed into a molten salt bath and a coating layer of a metallic carbide or a metallic nitride is generated on the surface of the basic material. Then a polycrystalline diamond series substance is formed by laminating a polycrystalline diamond layer onto the coating layer. Concretely, a sintered diamond layer 3 is provided on the basic material through an intermediate layer 2 of the coating layer resulting from the foregoing immersing method. Although a soldering method is most simple for joining of the sintered layer 3, a high temperature and high pressure method performing along with also sintering is suitable from a strength point of view.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多結晶質ダイヤモンド系物体およびその製法
、特に炭素を含む金属、セラミックおよび炭素からなる
物質を母材とし、もしくは金属窒化物を母材とし、その
母材表面に浸漬法によりまず金属炭化物被膜層もしくは
金属窒化物波膜層を設け、さらにその被膜層の」二に多
結晶質ダイヤモンド層を設けて成る多結晶質ダイヤモン
ド系物体およびその製法に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a polycrystalline diamond-based object and a method for producing the same, particularly a polycrystalline diamond-based object using a carbon-containing metal, a ceramic, and a substance consisting of carbon as a base material, or a metal nitride. A polycrystalline diamond-based object formed by using a base material as a base material, first providing a metal carbide film layer or a metal nitride wave film layer on the surface of the base material by a dipping method, and then providing a polycrystalline diamond layer on the second film layer. and its manufacturing method.

より詳細すれば1本発明は、まず溶融塩浴を使用して母
材表面に金属炭化物被覆層もしくは金属窒化物被覆層を
形成し9次いでその被膜層を中間層として多結晶質ダイ
ヤモンド層またはダイヤモンド状カーボン層成長層ある
いは焼結ダイヤモンド層を存在させた多結晶質ダイヤモ
ンド系物体およびその製法に関する。
More specifically, 1 the present invention first forms a metal carbide coating layer or metal nitride coating layer on the surface of a base material using a molten salt bath, and then uses the coating layer as an intermediate layer to form a polycrystalline diamond layer or a diamond coating layer. The present invention relates to a polycrystalline diamond-based object having a grown carbon layer or a sintered diamond layer, and a method for producing the same.

ここに、「多結晶質ダイヤモンド系物体」は。Here, "polycrystalline diamond-based object" is.

母材表面に多結晶質ダイヤモンド層またはダイヤモンド
状カーボン層成長層あるいは焼結ダイヤモンド層を存在
させた母材も含めた名称であって。
The name also includes base materials in which a polycrystalline diamond layer, a diamond-like carbon layer growth layer, or a sintered diamond layer is present on the surface of the base material.

これらを総称して多結晶質ダイヤモンド系物体というの
である。このような多結晶質ダイヤモンド系物体製品は
2例えば切削工具や耐摩耗工具として利用され得るもの
である。
These are collectively called polycrystalline diamond-based objects. Such polycrystalline diamond-based objects can be used, for example, as cutting tools and wear-resistant tools.

(従来の技術) 多結晶質ダイヤモンドは、特定方向へのへき開破環外が
ないため、従来、数種の焼結助剤を添加した焼結ダイヤ
モンド物体として主として切削工具として使用されてき
ている。
(Prior Art) Since polycrystalline diamond does not have a cleavage ring in a specific direction, it has conventionally been used primarily as a cutting tool as a sintered diamond object to which several types of sintering aids have been added.

ところで、焼結ダイヤモンド物体の用途の拡大に伴い、
より大きな焼結体が要求されてきているが、装置の都合
上、大きな焼結体の作製には困難が伴っていた。更に、
現在の焼結ダイヤモンド体には焼結助剤として例えばN
i、Fe、Coのような金属あるいは合金が粒界に存在
するため、工具として使用する際には、加熱によって工
具の劣化が生じるなどの欠点も有していた。
By the way, with the expansion of applications for sintered diamond objects,
Although larger sintered bodies have been required, it has been difficult to produce large sintered bodies due to equipment limitations. Furthermore,
Current sintered diamond bodies contain sintering aids such as N.
Since metals or alloys such as i, Fe, and Co are present in the grain boundaries, when used as a tool, the tool also has drawbacks such as deterioration of the tool due to heating.

またその特性から多結晶質ダイヤモンドを気相合成法に
よって例えば超硬合金上に成長させたダイヤモンド被膜
切削工具や耐摩耗工具が非常に有用であることも知られ
てきている。しかし、従来の気相合成法による多結晶ダ
イヤモンド成長層と母材との接着強度は、実用に際して
の十分な接着が得られていないのが現状である。
It has also become known that due to its properties, diamond-coated cutting tools and wear-resistant tools made by growing polycrystalline diamond on, for example, cemented carbide by vapor phase synthesis are very useful. However, the adhesive strength between the polycrystalline diamond grown layer and the base material obtained by the conventional vapor phase synthesis method is currently insufficient for practical use.

すなわち、気相合成法による多結晶質ダイヤモンド層は
、SiC,WC,Tie、Si3N4のようないわゆる
非酸化物を基板とした場合は、比較的ダイヤモンドの核
の発生が容易で、その核の成長により多結晶質ダイヤモ
ンドが得やすいが。
In other words, when a polycrystalline diamond layer formed by vapor phase synthesis is made of a so-called non-oxide substrate such as SiC, WC, Tie, or Si3N4, it is relatively easy to generate diamond nuclei, and the growth of the nuclei is difficult. However, it is easier to obtain polycrystalline diamonds.

一般の金属や金属酸化物などではダイヤモンドの析出が
困難であることも知られている。
It is also known that diamond precipitation is difficult with common metals and metal oxides.

そして、超硬材料として一般に知られているWC,Si
3N4焼結体ete、上の気相合成法による多結晶質ダ
イヤモンド層もしくは、ダイヤモンド状カーボン層の蒸
着において、WC焼結体。
WC, Si, which is generally known as a superhard material,
WC sintered body in the vapor deposition of a polycrystalline diamond layer or a diamond-like carbon layer by a vapor phase synthesis method on a 3N4 sintered body.

Si3N4焼結体etc、の焼結助剤Co、Ni。Sintering aids Co, Ni for Si3N4 sintered body etc.

Fe、Y  O、A、j203 etc、が基体とダイ
ヤモンド被覆層の付着強度を阻害したり、あるいは緻密
なダイヤモンド被覆層を形成し難くしているので、焼結
助剤の影響をなくす工夫がなされてきた(特開昭83−
100182号、同[i3−45372号。
Since Fe, YO, A, j203, etc. inhibit the adhesion strength between the substrate and the diamond coating layer, or make it difficult to form a dense diamond coating layer, measures have been taken to eliminate the influence of the sintering aid. It's here (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983-
No. 100182, No. i3-45372.

同H−14889号、同58−126972号および同
81−106478号)。
H-14889, H-58-126972 and H-81-106478).

そして、金属炭化物etQ、の被覆による方法(特開昭
58−128972号および同81−106478号)
もなされてきたが、その被覆層と基体との接合強度が十
分ではなかった。
and a method by coating with metal carbide etQ (Japanese Patent Application Laid-open Nos. 58-128972 and 81-106478).
However, the bonding strength between the coating layer and the substrate was not sufficient.

(発明が解決しようとする課題) ここに2本発明の目的は、かかる課題を解決し、用途拡
大に有効な多結晶ダイヤモンド系物体およびその製法を
提供することである。
(Problems to be Solved by the Invention) Two objects of the present invention are to solve the above-mentioned problems and provide a polycrystalline diamond-based object and a method for producing the same that are effective in expanding its uses.

本発明のより具体的目的は、多結晶質ダイヤモンド層ま
たはダイヤモンド状カーボン層を安価にかつ簡便に形成
させることにより、多くの用途拡大が期待される多結晶
質ダイヤモンド系物体を提供するとともに量産性に優れ
たその製法を提供することである。
A more specific object of the present invention is to provide a polycrystalline diamond-based object that is expected to have many expanded uses by forming a polycrystalline diamond layer or a diamond-like carbon layer at low cost and easily, and to facilitate mass production. The purpose is to provide an excellent manufacturing method.

特に、中間層である炭化クロム、炭化バナジウム、炭化
チタン、窒化チタンを介し母材とダイヤモンド層との接
着強度に優れ、かつダイヤモンドの発生・成長が容易で
あり、超硬質物質としてのダイヤモンドの特性を活かし
、切削工具ないしは耐摩耗工具として有用な多結晶質ダ
イヤモンド系物体及びその製法を提供することにある。
In particular, diamond has excellent adhesion strength between the base material and the diamond layer through the intermediate layers of chromium carbide, vanadium carbide, titanium carbide, and titanium nitride, and diamond is easy to generate and grow, making it a characteristic of diamond as an ultra-hard material. The object of the present invention is to provide a polycrystalline diamond-based object useful as a cutting tool or a wear-resistant tool by taking advantage of the above characteristics, and a method for producing the same.

(課題を解決するための手段) 本発明者はこうした従来技術の問題に鑑み鋭意研究を重
ねた結果、浸漬法によれば母材上に容易に母材との接合
強度を満足する金属炭化物もしくは金属窒化物被覆層を
形成でき、この被覆層の上に多結晶ダイヤモンド層を接
合法によっであるいは気相成長法によって積層させるこ
とにより、容易にダイヤモンド層が積層された多結晶層
ダイヤモンド系物体が得られることを実験的に確認した
(Means for Solving the Problems) As a result of extensive research in view of the problems of the prior art, the present inventors have found that metal carbide or metal carbide that can easily be deposited on a base material to satisfy the bonding strength with the base material by the dipping method. A polycrystalline diamond-based object in which a metal nitride coating layer can be formed and a diamond layer can be easily laminated by laminating a polycrystalline diamond layer on this coating layer by a bonding method or a vapor phase growth method. It was experimentally confirmed that this can be obtained.

すなわち、浸漬法により得られた金属炭化物または金属
窒化物被覆層は、焼結ダイヤモンド層と接合させて任意
かつ大型の多結晶質ダイヤモンド系物体を得ること、あ
るいは気相合成法によるダイヤモンド層またはダイヤモ
ンド状カーボン層成長層の発生、成長が容易な基体とし
て極めて有効であること、特に気相合成法によると工具
として使用する際に不利益な金属相を含有しない純度の
高いダイヤモンド積層体が得られることを知り。
That is, a metal carbide or metal nitride coating layer obtained by the immersion method can be bonded with a sintered diamond layer to obtain an arbitrarily large polycrystalline diamond-based object, or a diamond layer or diamond layer can be formed by a vapor phase synthesis method. It is extremely effective as a substrate for easily generating and growing a carbon layer, and in particular, by vapor phase synthesis, it is possible to obtain a highly pure diamond laminate that does not contain any metal phase, which is disadvantageous when used as a tool. I know that.

本発明を完成するに至った。The present invention has now been completed.

なお、従来も浸漬法それ自体は公知であったが、従来の
それは表面硬化が目的であって最終表面処理として行わ
れていたのであって、1種の予備処理として得られた層
の利用を図るものでは全くなかった。
Although the immersion method itself has been known in the past, the purpose of the conventional method was to harden the surface and it was carried out as a final surface treatment. It was not intended at all.

ここに1本発明の要旨とするところは、浸漬法により母
材表面に設けた金属の炭化物または窒化物から成る被膜
層と、この被膜層の上に積層させた多結晶質ダイヤモン
ド層とから構成される多結晶質ダイヤモンド系物体であ
る。
The gist of the present invention is that the present invention is composed of a coating layer made of metal carbide or nitride provided on the surface of a base material by a dipping method, and a polycrystalline diamond layer laminated on this coating layer. It is a polycrystalline diamond-based object.

ここに1本発明の好適態様によれば、前記母材は炭素ま
たは炭素含有物質もしくは金属窒化物であってもよい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the base material may be carbon or a carbon-containing material or a metal nitride.

また、前記炭素含有物質は好ましくは炭素含有金属、鉄
合金、ダイヤモンド焼結体、ダイヤモンド単行、セラミ
ック(例: T i C,S i C) 、および金属
炭化物から成る群から選ばれる。炭素としては黒鉛、炭
素材料が例示される。
Further, the carbon-containing material is preferably selected from the group consisting of carbon-containing metals, iron alloys, diamond sintered bodies, monolithic diamonds, ceramics (eg, T i C, S i C), and metal carbides. Examples of carbon include graphite and carbon materials.

また、中間層としての被膜層を構成する金属炭化物又は
金属窒化物としてはIVa〜VIa族遷移金属からなる
侵入型炭化物、窒化物1例えば炭化チタン、炭化クロム
、炭化バナジウム、窒化クロム、窒化チタンが挙げられ
る。
In addition, examples of the metal carbide or metal nitride constituting the coating layer as the intermediate layer include interstitial carbides and nitrides made of IVa to VIa group transition metals, such as titanium carbide, chromium carbide, vanadium carbide, chromium nitride, and titanium nitride. Can be mentioned.

特に、炭化クロム(Cr C)または炭化バナジウム(
VC)、炭化チタン(T i C) 、窒化チタン(T
 i N)はその膜厚を増大させても母材とダイヤモン
ド層との接着強度が急降下しない。すなわち、浸漬法に
よって母材と中間被膜物の金属元素との拡散によって強
固にかつ厚く中間層が形成でき、その中間層を介して母
材とダイヤモンド層との密着力が低下しない。この中間
層の膜厚の増加の効果はダイヤモンド層と母材との熱膨
張差やダイヤモンド層の受ける衝撃の緩和層としての効
果であり、また浸漬法による中間生成物は母材の近傍は
ど相互拡散による中間層の金属元素が租なため、膜厚に
よってダイヤモンド層と母材の異種材質間の違和感の緩
和にも役立つものである。
In particular, chromium carbide (Cr C) or vanadium carbide (
VC), titanium carbide (T i C), titanium nitride (T
iN), the adhesive strength between the base material and the diamond layer does not drop suddenly even if the film thickness is increased. That is, by the dipping method, a strong and thick intermediate layer can be formed by diffusion of the metal elements of the base material and the intermediate coating, and the adhesion between the base material and the diamond layer through the intermediate layer is not reduced. The effect of increasing the thickness of this intermediate layer is due to the difference in thermal expansion between the diamond layer and the base material, and its effect as a layer that buffers the impact that the diamond layer receives. Since the metal elements in the intermediate layer are fine due to interdiffusion, it also helps to alleviate the discomfort between the diamond layer and the base material, which are different materials depending on the film thickness.

その炭化クロム、炭化バナジウム、炭化チタン。Its chromium carbide, vanadium carbide, titanium carbide.

窒化チタン被膜層の膜厚は2例えば2〜12μm、特に
5〜12μlにするとよい。その場合、母材としては前
述した材料全てに適用可能である。
The thickness of the titanium nitride coating layer is preferably 2, for example, 2 to 12 μm, particularly 5 to 12 μl. In that case, all of the above-mentioned materials can be used as the base material.

本発明は、その別の而からは、母料の溶融塩浴に浸漬す
ることによって該母材の表面に金属炭化物、金属窒化物
の被膜層を生成させ1次いでこの被膜層の上に多結晶ダ
イヤモンド層を積層させることを特徴とする多結晶質ダ
イヤモンド系物体の製法である。
Another aspect of the present invention is to generate a coating layer of metal carbide or metal nitride on the surface of the base material by immersing the base material in a molten salt bath, and then to form a polycrystalline film on the surface of the base material. This is a method for producing a polycrystalline diamond-based object characterized by laminating diamond layers.

すでに述べたように、前記多結晶ダイヤモンド層は気相
合成法による多結晶ダイヤモンド層またはダイヤモンド
状カーボン層皮膜の成長層であってもよく、あるいは接
合法による多結晶ダイヤモンド焼結体の接合層であって
もよい。
As already mentioned, the polycrystalline diamond layer may be a polycrystalline diamond layer or a diamond-like carbon layer grown by a vapor phase synthesis method, or a bonding layer of a polycrystalline diamond sintered body by a bonding method. There may be.

上記接合法は、ろう接法、固相拡散法および高温高圧法
からなる群から選んだ1つの方法で行うことが好ましい
The above bonding method is preferably carried out by one method selected from the group consisting of a brazing method, a solid phase diffusion method, and a high temperature and high pressure method.

また、ダイヤモンドの気相合成法によって多結晶ダイヤ
モンド層またはダイヤモンド状カーボン層を生成させる
場合、その具体的態様は特に制限されず9例えば、適宜
調製した原料ガスを適当な圧力となるように供給した反
応管内において、多結晶質ダイヤモンドまたはダイヤモ
ンド状カーボンを適宜時間で析出させるなどして行えば
よい。
In addition, when a polycrystalline diamond layer or a diamond-like carbon layer is generated by a diamond vapor phase synthesis method, the specific mode is not particularly limited.9For example, an appropriately prepared raw material gas is supplied to an appropriate pressure. This may be carried out by precipitating polycrystalline diamond or diamond-like carbon for an appropriate period of time in a reaction tube.

なお、「浸漬法」は、一般には浸漬浴、好ましくは中間
層を構成する金属を含有する溶融塩浴に処理すべき母材
を適宜時間浸漬し表面被膜を形成させる方法である。
The "immersion method" is generally a method in which the base material to be treated is immersed in an immersion bath, preferably a molten salt bath containing the metal constituting the intermediate layer, for an appropriate period of time to form a surface coating.

(作用) 次に1本発明をその作用効果とともにさらに説明する。(effect) Next, the present invention will be further explained along with its effects.

第1図(1)は1本発明にかかる多結晶質ダイヤモンド
系物体を模式的に示す断面図であって1図中、母材1の
上に前記浸漬法に由来する被覆層である中間層2を介し
て焼結ダイヤモンド層3が設けられている。この焼結層
の接合にはろう接法が最も簡便であるが、接合強度的に
は焼結も併せて行う高温高圧法が好ましい。
FIG. 1 (1) is a cross-sectional view schematically showing a polycrystalline diamond-based object according to the present invention, in which an intermediate layer, which is a coating layer derived from the above-mentioned dipping method, is formed on a base material 1. A sintered diamond layer 3 is provided via 2. Brazing is the simplest method for joining this sintered layer, but in terms of joining strength, a high temperature and high pressure method that also performs sintering is preferred.

第1図(2)は気相成長法による積層法の例を示すもの
で、同様に母材1の上に同じく浸漬法に由来する中間層
2を介して気相成長ダイヤモンド層4が設けられている
FIG. 1 (2) shows an example of a lamination method using the vapor growth method, in which a vapor growth diamond layer 4 is similarly provided on the base material 1 via an intermediate layer 2 also derived from the dipping method. ing.

上記中間層2は浸漬法に由来するものであつて、母材表
面とはもちろん積層される焼結層さらには気相成長層に
対する接着強度は著しく高く。
The intermediate layer 2 is produced by a dipping method, and has extremely high adhesive strength not only to the surface of the base material but also to the laminated sintered layer and vapor-grown layer.

ために焼結層および気相成長層本来の強度、耐摩耗性が
十分に発揮されるのである。
Therefore, the original strength and wear resistance of the sintered layer and the vapor-grown layer are fully exhibited.

中間層2の厚さは特に制限されないが、0.1〜30μ
m程度が好ましい。また積層すべき焼結層には制限がな
い。また気相成長層は0.1〜20μ−程度とするのが
好ましく、余り厚いと製造が困難となり、高価となるば
かりでなく膜内部に発生する応力のため剥離し易くなる
。一方あまり薄いと所期の効果を達成できない。
The thickness of the intermediate layer 2 is not particularly limited, but is 0.1 to 30 μm.
About m is preferable. Further, there is no limit to the number of sintered layers to be laminated. The thickness of the vapor grown layer is preferably about 0.1 to 20 .mu.m. If it is too thick, it will not only be difficult to manufacture and expensive, but also easily peel off due to the stress generated inside the film. On the other hand, if it is too thin, the desired effect cannot be achieved.

次に2本発明にかかる上述のような多結晶質ダイヤモン
ド系物体の製造法について説明する。
Next, two methods of manufacturing the above-mentioned polycrystalline diamond-based object according to the present invention will be explained.

まず1本発明によれば、母材が浸漬処理されるが、この
母材は後述する浸漬法によって表面に金属炭化物もしく
は金属窒化物を形成できる限り種々の材質のものを使用
できる。それらを例示すれば、最も広義には炭素および
炭素含有物質もしくは金属窒化物であり、より具体的に
は炭素含有金属、鉄合金、ダイヤモンド焼結体、グイヤ
モンド単石、SiCあるいはTiCなどのセラミック、
黒鉛、そして炭素材料および513N4等である。
First, according to the present invention, the base material is subjected to a dipping treatment, and various materials can be used as the base material as long as metal carbide or metal nitride can be formed on the surface by the dipping method described later. Examples of these include carbon and carbon-containing substances or metal nitrides in the broadest sense, and more specifically carbon-containing metals, iron alloys, diamond sintered bodies, guyarmond monoliths, ceramics such as SiC or TiC,
These include graphite, carbon materials, and 513N4.

ところで、多結晶質ダイヤモンド層としては焼結ダイヤ
モンド層あるいは気相合成法による析出層を使用するが
、この気相合成ダイヤモンド層を切削工具として実用に
供するには、基体とダイヤモンド層との接着強度が重要
な問題となる。従来、WC,Tic、SiC,Si3N
4等の非酸化物系セラミックとダイヤモンド層との接着
強度は非常に優れていることが知られているが、これら
の非酸化物を単味で、すなわち焼結助剤の添加なしでは
、工具の基材として用いるにはダイヤモンド被膜を支え
るための充分な剛性および硬さを持っておらず、さらに
工具の形状への加工も困難である。
Incidentally, as the polycrystalline diamond layer, a sintered diamond layer or a layer precipitated by vapor phase synthesis is used, but in order to put this vapor phase synthesized diamond layer into practical use as a cutting tool, the adhesive strength between the substrate and the diamond layer must be is an important issue. Conventionally, WC, Tic, SiC, Si3N
It is known that the adhesion strength between non-oxide ceramics such as No. 4 and the diamond layer is very good. It does not have sufficient rigidity and hardness to support the diamond coating and is difficult to process into the shape of a tool.

さらに金属炭化物、金属窒化物以外の材料を用いた場合
2例えばSt、Ti、W等を使用した場合、基材の表面
にきず付は処理およびダイヤモンド層被覆後の熱処理(
特開昭Ll−99102号)を行うことによりダイヤモ
ンド層との接着強度を増さなければならないが、この際
、基材の形状が複雑な場合には、処理の精度等の困難お
よび被覆ダイヤモンドの熱劣化が生じた。
Furthermore, when materials other than metal carbides and metal nitrides are used (2) For example, when St, Ti, W, etc. are used, scratches on the surface of the base material can be prevented by heat treatment after treatment and diamond layer coating.
It is necessary to increase the adhesive strength with the diamond layer by performing a process (Japanese Patent Application Laid-open No. Sho Ll-99102), but at this time, if the shape of the base material is complex, there may be difficulties in processing accuracy, etc. Heat deterioration occurred.

また従来の、基材と気相合成法による多結晶質ダイヤモ
ンド層またはダイヤモンド状カーボン層との間に中間層
を作成する方法は、中間層の被覆方法として高温CVD
法、プラズマCVD法、スパッター法、イオンブレーテ
ィング法、イオン注入法などの方法を採用しているため
、基材と中間層との反応はほとんどないため、その接着
強度は切削工具や耐摩耗工具として十分満足していると
は言えなかった。
In addition, the conventional method of creating an intermediate layer between a base material and a polycrystalline diamond layer or a diamond-like carbon layer using a vapor phase synthesis method uses high-temperature CV as a coating method for the intermediate layer.
Since we use methods such as method, plasma CVD method, sputtering method, ion blating method, ion implantation method, etc., there is almost no reaction between the base material and the intermediate layer, so the adhesive strength is superior to that of cutting tools and wear-resistant tools. I could not say that I was fully satisfied.

そこで2本発明によるように、浸漬法を用いれば、炭素
を含む材料および金属窒化物である限り種々の材質のも
のを使用でき、更に母材表面に金属炭化物または金属窒
化物の中間層を設けるため気相合成法による多結晶質ダ
イヤモンド層または、ダイヤモンド状カーボン層との接
着強度は非常に優れたものとなるばかりではなく、母材
と中間層との接合強度も非常に優れたものとなる。また
、一般に、気相合成法による多結晶ダイヤモンド皮膜の
成長の様子は、母材の金属炭化物、金属窒化物の種類に
依存する。もし必要性があれば。
Therefore, according to the present invention, by using the dipping method, various materials can be used as long as they are carbon-containing materials and metal nitrides, and furthermore, an intermediate layer of metal carbide or metal nitride can be provided on the surface of the base material. Therefore, not only the adhesive strength with the polycrystalline diamond layer or the diamond-like carbon layer obtained by vapor phase synthesis method is extremely excellent, but also the bonding strength between the base material and the intermediate layer is extremely excellent. . Furthermore, in general, the growth of a polycrystalline diamond film by vapor phase synthesis depends on the type of metal carbide or metal nitride of the base material. If there is a need.

中間層に2種類以」二の金属炭化物、金属窒化物を容易
に共存させることができるので9種々の多結晶ダイヤモ
ンド皮膜の成長が可能になる。
Since two or more types of metal carbides and metal nitrides can easily coexist in the intermediate layer, it is possible to grow nine different types of polycrystalline diamond films.

さらに、CrCのような中間層を用いれば、母材の耐酸
化性が向上するため、切削および耐摩耗工具等発熱を伴
う用途には、母材の保護の上さらによい効果が得られる
Furthermore, if an intermediate layer such as CrC is used, the oxidation resistance of the base material is improved, so that even better effects can be obtained in terms of protecting the base material for applications that involve heat generation, such as cutting and wear-resistant tools.

特に、ダイヤモンド工具として母材となる基材に炭素鋼
を使用すれば、形状加工は非常に簡便であり、従来の金
属加工法によって行うことができることから、その用途
は大幅に拡大させることができる。
In particular, if carbon steel is used as the base material for diamond tools, shape processing is very simple and can be done using conventional metal processing methods, so its applications can be greatly expanded. .

本発明において使用する浸漬浴を構成する溶融塩浴の代
表例としての上記溶融塩浴は、溶融ハロゲン化物浴があ
る。その他には、炭酸塩 リン酸塩、鉄酸塩、アルミン
酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩の各溶融塩浴がある。特に塩
浴を限定するわけではないが、好ましくは、ハロゲン化
物浴が扱い易いため好ましい。
A typical example of the molten salt bath constituting the immersion bath used in the present invention is a molten halide bath. Other molten salt baths include carbonate phosphates, ferrates, aluminates, silicates, and borates. Although the salt bath is not particularly limited, a halide bath is preferred because it is easy to handle.

金属炭化物、金属窒化物となる金属の種類は特に制限さ
れないが、ダイヤモンド層との接合強度が大きいものが
良い。例えば、溶融ハロゲン化物浴使用の場合にはこの
ような金属は一部は化合物として代表的には酸化物とし
て上記溶融塩化物浴に加えられるが、酸化物は入手も容
易であり取扱いも容易であるから有利である。また、他
の一部は金属粉末として添加されてもよい。その場合。
The type of metal that becomes the metal carbide or metal nitride is not particularly limited, but it is preferable to use one that has a high bonding strength with the diamond layer. For example, when using molten halide baths, some of these metals are added to the molten chloride bath as compounds, typically oxides, which are readily available and easy to handle. It is advantageous because it is. Moreover, another part may be added as a metal powder. In that case.

その金属の単体金属またはそれを含む合金1例えばフェ
ロアロイ等として添加してもよい。
The metal may be added as an elemental metal or an alloy 1 containing the same, such as a ferroalloy.

使用する金属の単体1合金の添加量については特に制限
はないが、金属酸化物の配合量は好ましくは5〜7重量
%である。これより少なすぎると中間層として充分な厚
さが得られず、一方多すぎると中間層厚さが不均一とな
る。
Although there is no particular restriction on the amount of the metal element 1 alloy to be added, the amount of the metal oxide is preferably 5 to 7% by weight. If it is too small, a sufficient thickness will not be obtained as an intermediate layer, while if it is too large, the thickness of the intermediate layer will be non-uniform.

例えば酸化物を用いる場合には、この酸化物を還元する
ための還元剤を5〜15重量26添加する。
For example, when an oxide is used, 5 to 15 weight 26 of a reducing agent for reducing the oxide is added.

還元剤がこれより少ないと還元効果が不充分であり、逆
に多すぎると炭化物、窒化物の形成が妨げられる。還元
剤としてはMn、AJ2.Ca、S iTi、Zr等ま
たは、これらの合金例えばFeMn、Fe−AJ、Fe
−Ti、Fe−Zr。
If the amount of the reducing agent is less than this, the reducing effect will be insufficient, whereas if it is too much, the formation of carbides and nitrides will be hindered. As the reducing agent, Mn, AJ2. Ca, SiTi, Zr, etc. or alloys thereof such as FeMn, Fe-AJ, Fe
-Ti, Fe-Zr.

Fe−5i、Ca−3t、Ca−8i −Mn等。Fe-5i, Ca-3t, Ca-8i-Mn, etc.

クロムまたは第Va族元素よりも酸素との親和力が大き
いものを用いる。
An element having a greater affinity for oxygen than chromium or a Group Va element is used.

浸漬処理に先立って母材には必ずしも予備処理を施す必
要はないが、好ましくは脱脂等の処理により中間層との
密着性を向上させることができる。
Although it is not necessarily necessary to pre-treat the base material prior to the dipping treatment, adhesion to the intermediate layer can be improved by preferably degreasing or other treatment.

このような浸漬法によって形成される炭化物層、窒化物
層の中間層上には接合あるいは気相析出(成長)によっ
て多結晶ダイヤモンド層が積層される。その場合のダイ
ヤモンド層は多結晶質であるため、方向性がなく破壊強
度が高い。
A polycrystalline diamond layer is laminated by bonding or vapor phase deposition (growth) on the intermediate layer of the carbide layer and nitride layer formed by such a dipping method. Since the diamond layer in this case is polycrystalline, it has no directionality and has high fracture strength.

この多結晶質ダイヤモンド層は、焼結ダイヤモンド体を
、ろう接法、固相拡散法、高温高圧法など従来のあらゆ
る方法で接合すればよく1例えばろう接法では、金属ろ
うや活性金属を使用すればよいし、接合法としては従来
のあらゆる方法が適用できる。
This polycrystalline diamond layer can be formed by joining the sintered diamond bodies by any conventional method such as soldering, solid phase diffusion, high temperature and high pressure. Any conventional bonding method can be used.

別法として、中間層上にダイヤモンドの気相合成法によ
って多結晶質ダイヤモンド層またはダイヤモンド状カー
ボン層の析出を行う場合、ダイヤモンド層の厚みは好ま
しくは0.5〜20μmである。
Alternatively, if a polycrystalline diamond layer or a diamond-like carbon layer is deposited on the intermediate layer by diamond vapor phase synthesis, the thickness of the diamond layer is preferably from 0.5 to 20 μm.

余り厚すぎるとコストの面ばかりでなく、ダイヤモンド
層の一部からクラックを生じる場合がある。薄すぎると
良好な研削性を発揮できない。かかる気相合成法として
はいかなる方法も適用できるが、マイクロ波プラズマC
VD法が好ましい。
If it is too thick, not only is there a cost problem, but also cracks may occur in a part of the diamond layer. If it is too thin, good grindability cannot be achieved. Although any method can be applied as such a vapor phase synthesis method, microwave plasma C
VD method is preferred.

これは反応温度が低く、多結晶質ダイヤモンド層を安定
に析出できるからである。マイクロ波プラズマCVD法
を採用した場合、供給ガスとして炭化水素と水素との混
合ガス(例えば、炭化水素:水素−1:100の割合)
を使用し、プラズマ発生波としてはマイクロ波または高
周波を使用しても良い。圧力10 ’ 〜7[10To
rr、母材温度300〜1300℃にすると良い。炭化
水素としては1通例、メタン、エタン、プロパン、ブタ
ン等が用いられる。
This is because the reaction temperature is low and a polycrystalline diamond layer can be stably deposited. When the microwave plasma CVD method is adopted, a mixed gas of hydrocarbon and hydrogen (for example, a ratio of hydrocarbon: hydrogen - 1:100) is used as the supply gas.
may be used, and microwaves or high frequency waves may be used as the plasma generation wave. Pressure 10' ~ 7[10To
rr, the base material temperature is preferably 300 to 1300°C. As the hydrocarbon, methane, ethane, propane, butane, etc. are usually used.

以下1本発明をその実施例に関連させてさらに具体的に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples thereof.

実施例1 母材として合金工具鋼S K S 21を使用した。Example 1 Alloy tool steel SK S21 was used as the base material.

これをバイト用チップの形状(IOX IOX 5 m
m)となるように加工(ダイヤモンドペースト2μm中
で30分ラッピング研摩)した後、脱脂処理を施こした
。このチップを磁製ルツボにK Cf 42.2モル%
、  B a Cj! 220.2モル%およびN a
 F 37.13モル%とTiOおよびFe−Tiより
なる浸漬浴内で900℃、2時間浸漬を行った。このと
きの中間層として形成された110層被膜厚さは2.0
μmであった。
This is the shape of a tip for a bite (IOX IOX 5 m
m) (lapping and polishing in 2 μm diamond paste for 30 minutes), and then degreased. This chip was placed in a porcelain crucible containing 42.2 mol% of K Cf.
, B a Cj! 220.2 mol% and Na
Immersion was performed at 900° C. for 2 hours in an immersion bath consisting of 37.13 mol % F, TiO, and Fe-Ti. The thickness of the 110-layer coating formed as the intermediate layer at this time was 2.0
It was μm.

このTiC層を中間層として焼結ダイヤモンド層(IO
X 10x 2關)を活性金属、つまりTiZr金属ろ
うを使用して、ろう接法によってArの高純度不活性雰
囲気中で約1000℃にて加熱接合し多結晶質ダイヤモ
ンド系物体を得た。
This TiC layer is used as an intermediate layer and a sintered diamond layer (IO
A polycrystalline diamond-based object was obtained by heat-bonding the materials (X 10

このようにして得られたチップをホルダーに装置9 着させ、後述する使用例の試験条件下で切削加工試験を
行ったところ極めて良好な加工が可能で長時間の連続使
用にも耐えられるものであった。
The chip obtained in this way was attached to a holder in a machine 9, and a cutting test was conducted under the test conditions of the usage example described below. It was found that extremely good processing was possible and it could withstand continuous use for a long time. there were.

実施例2 実施例1と同様にして合金工具鋼S K S 21の表
面にTiCの中間層を形成しマイクロ波プラズマCVD
法によりメタと水素ガスの混合ガスを用いて1合金工具
鋼のTiC層上にダイヤモンドを析出させた。このとき
のメタンガス濃度は0.5%(容積)であった。マイク
ロ波(2,45GHz)、  450Wの出力で石英管
の反応管内にプラズマを発生させ24時間析出を行った
。反応温度は830℃であった。反応後は、5μmの多
結晶質ダイヤモンド膜が析出形成され、多結晶質ダイヤ
モンド系物体が得られた。
Example 2 A TiC intermediate layer was formed on the surface of alloy tool steel S K S 21 in the same manner as in Example 1, and then subjected to microwave plasma CVD.
Diamond was deposited on the TiC layer of 1-alloy tool steel using a mixed gas of meta and hydrogen gas. The methane gas concentration at this time was 0.5% (volume). Plasma was generated in a quartz reaction tube using microwaves (2.45 GHz) and an output of 450 W, and deposition was performed for 24 hours. The reaction temperature was 830°C. After the reaction, a 5 μm polycrystalline diamond film was precipitated and a polycrystalline diamond-based object was obtained.

第2図は、この多結晶質ダイヤモンド系物体の表面の電
子顕微鏡写真を示すが、それによれば。
FIG. 2 shows an electron micrograph of the surface of this polycrystalline diamond-based object.

試料表面全体に多結晶質ダイヤモンド層が積層されてい
るのが分かる。
It can be seen that a polycrystalline diamond layer is stacked over the entire surface of the sample.

次に、Si3N4セラミック、WCC科料炭素材料、ダ
イヤモンド焼結体をそれぞれ母料として使用して同様な
実験を行ったところ、同様な結果が見られた。
Next, similar experiments were conducted using Si3N4 ceramic, WCC raw carbon material, and diamond sintered body as the base materials, and similar results were obtained.

実施例3 母材としてWCチップを使用した。このチップを脱脂処
理後浸漬法によりCr−C層被膜を行なった。被膜厚さ
は15.0μmであった。このCr6層被覆チップに焼
結ダイヤモンド材を合わせ。
Example 3 A WC chip was used as the base material. This chip was degreased and then coated with a Cr--C layer by a dipping method. The coating thickness was 15.0 μm. A sintered diamond material is fitted to this Cr6 layer coated chip.

1、OX 1O−3Torrの真空中、  100kg
/−の圧縮荷重下で、 1200℃に1時間加熱してC
r−Cとダイヤモンド焼結体との相互拡散により多結晶
質ダイヤモンド系物体を得た。
1. In a vacuum of OX 1O-3Torr, 100kg
Heating to 1200℃ for 1 hour under a compressive load of /-
A polycrystalline diamond-based object was obtained by interdiffusion of r-C and the diamond sintered body.

実施例4 実施例1に準じ、WCチップの表面にCr−Cの中間層
を5μm形成しマイクロ波プラズマCVD法によりメタ
ンと水素ガスの混合ガスを用いて。
Example 4 According to Example 1, a 5 μm thick Cr-C intermediate layer was formed on the surface of a WC chip, and a mixed gas of methane and hydrogen gas was used by the microwave plasma CVD method.

WCチップのCr−C層上にダイヤモンドを析出させた
。その気相合成は実施例2と同様に行った。そして4μ
lの多結晶質ダイヤモンド膜が析出形成され多結晶質ダ
イヤモンド系物体が得られた。
Diamond was deposited on the Cr-C layer of the WC chip. The gas phase synthesis was carried out in the same manner as in Example 2. and 4μ
1 of polycrystalline diamond films were precipitated and a polycrystalline diamond-based object was obtained.

実施例5 実施例1と同様に5isN4セラミツクチツプの表面に
TiNの中間層を形成しマイクロ波プラズマCVD法に
よりメタンと水素ガスの混合ガスを用いて、5isN4
セラミツクチツプのTiN層上にダイヤモンドを析出さ
せた。その気相合成は実施例2と同様に行った。そして
4μmの多結晶質ダイヤモンド膜が析出形成され多結晶
質ダイヤモンド系物体が得られた。
Example 5 As in Example 1, a TiN intermediate layer was formed on the surface of a 5isN4 ceramic chip, and a 5isN4
Diamond was deposited on the TiN layer of the ceramic chip. The gas phase synthesis was carried out in the same manner as in Example 2. Then, a polycrystalline diamond film of 4 μm was deposited to obtain a polycrystalline diamond-based object.

実施例6 母材として黒鉛を使用した。脱脂処理後、この黒鉛を磁
製ルツボにK C] 42.2%、  B a C、e
 220.2モル%、NaF37.6モル%とT t 
O2および金属Ti、Cr2O3および金属Crが等モ
ルよりなる浸漬浴内で900℃、3時間浸漬を行った。
Example 6 Graphite was used as the base material. After degreasing, this graphite was placed in a porcelain crucible to yield K C] 42.2%, B a C, e
220.2 mol%, NaF 37.6 mol% and T t
The sample was immersed at 900° C. for 3 hours in an immersion bath containing equimolar amounts of O2, metal Ti, Cr2O3, and metal Cr.

このときの中間層として形成されたCr−C。Cr-C was formed as an intermediate layer at this time.

TiC共存層の被膜厚さは3.0μmであった。そして
中間層を形成した黒鉛に、マイクロ波プラズマCVD法
によりメタンと水素ガスの混合ガスを用いてダイヤモン
ドを析出させた。その気相合成は実施例2と同様に行っ
た。そして5μmの多結晶質ダイヤモンド膜が析出形成
され多結晶質ダイヤモンド系物体が得られた。
The coating thickness of the TiC coexistence layer was 3.0 μm. Then, diamond was deposited on the graphite forming the intermediate layer by microwave plasma CVD using a mixed gas of methane and hydrogen gas. The gas phase synthesis was carried out in the same manner as in Example 2. Then, a polycrystalline diamond film of 5 μm was deposited and a polycrystalline diamond-based object was obtained.

使用例 上述の各実施例により得られた試料の被覆接合強度を下
記条件でスクラッチ試験により評価した。結果は下掲表
にまとめて示す。
Example of use The coating bonding strength of the samples obtained in each of the above-mentioned Examples was evaluated by a scratch test under the following conditions. The results are summarized in the table below.

第1表に示す結果からも2本発明により得られた表面被
膜が切削工具、耐摩耗工具等被覆接合強度が必要とされ
る分野に特に有効であることが判る。
The results shown in Table 1 also show that the surface coating obtained by the present invention is particularly effective in fields where coating bonding strength is required, such as cutting tools and wear-resistant tools.

(実験条件) 圧子:ダイヤモンド圧子。(Experimental conditions) Indenter: Diamond indenter.

チップ半径0.2mm、  120℃ スクラッチ速度: 10mm/min 最大荷重   :20kg1’ サンプルの大きさ: 20X20X10t (+nm)
第1表: スクラッチ試験結果 密着強度(kg)  :母材(被覆層)とダイヤモンド
層との間の剥離荷重。
Chip radius 0.2mm, 120℃ Scratch speed: 10mm/min Maximum load: 20kg1' Sample size: 20X20X10t (+nm)
Table 1: Scratch test results Adhesion strength (kg): Peeling load between base material (coating layer) and diamond layer.

上記第1表から明らかなように、実施例の密着強度は、
中間層の存在しないもの(比較例A。
As is clear from Table 1 above, the adhesion strength of the examples is as follows:
No intermediate layer (Comparative Example A).

B)、更にはCVD法によって中間層を形成したもの(
比較例C)に比しても極めて高い。
B), and those with an intermediate layer formed by CVD method (
It is also extremely high compared to Comparative Example C).

実施例7〜15 中間層の厚みを増大させて、更に密着強度及びダイヤモ
ンドの発生・成長について調べた。
Examples 7 to 15 The thickness of the intermediate layer was increased, and the adhesion strength and diamond generation/growth were further investigated.

実施例1と同様にして8.0μm以上の厚みとなるよう
に中間層を形成した。尚1例えばCrC中間層の場合、
Cr2O3及び金属Cr(還元剤)をK Cj! 、B
 a C、e 2等と共に含有してなる浸漬浴を用い、
他の中間層組成のものについてもこれに準じて行った(
対応酸化物及び還元剤としての金属を含有してなるもの
)。
An intermediate layer was formed in the same manner as in Example 1 to have a thickness of 8.0 μm or more. Note 1: For example, in the case of a CrC intermediate layer,
Cr2O3 and metal Cr (reducing agent) K Cj! , B
Using an immersion bath containing a C, e 2, etc.,
The same procedure was applied to other intermediate layer compositions (
containing a corresponding oxide and a metal as a reducing agent).

そして、前記同様の条件でスクラッチ試験に供し、接合
強度を調べた。その結果を第2表に示す。
Then, it was subjected to a scratch test under the same conditions as above to examine the bonding strength. The results are shown in Table 2.

(以下余白) 第  2 表 又、第2−2表には特にCrC,VC TiC中間層について、中間層を形成した段階での密着
強度、即ち母材と中間層との間の剥離荷重(kg)を示
す。
(Margin below) Table 2 Also, Table 2-2 shows the adhesion strength at the stage of forming the intermediate layer, that is, the peeling load (kg) between the base material and the intermediate layer, especially for CrC and VC TiC intermediate layers. ) is shown.

第  2−2  表 木本発明範囲外 l) T i C被膜層はCVD法によって形成。Table 2-2 Outside the scope of Kimoto's invention l) T i C coating layer is formed by CVD method.

密着強度:母材(被覆層)とダイヤモンド層との間の剥
離荷重。
Adhesion strength: Peeling load between the base material (coating layer) and the diamond layer.

次に、実施例No、7. 8.10.11.12.15
.1618及び比較例NO,2,4,7を用いてダイヤ
モンド層の発生・成長状況、即ちダイヤモンド核の発生
密度及び成長速度について調べた。
Next, Example No. 7. 8.10.11.12.15
.. Using No. 1618 and Comparative Examples Nos. 2, 4, and 7, the generation and growth conditions of the diamond layer, that is, the generation density and growth rate of diamond nuclei, were investigated.

この場合、核発生密度はSEM写真(X 5000倍)
に基づき視認によって発生核を数えることにより算出し
、成長速度は厚み方向(成長方向)の側方から、同様に
SEM観察により測定した。その結果を第3表に示す。
In this case, the nucleation density is an SEM photograph (X 5000 times)
The growth rate was calculated by visually counting the generated nuclei based on , and the growth rate was similarly measured by SEM observation from the side in the thickness direction (growth direction). The results are shown in Table 3.

第3表 上記第2表、第2−2表、第3表から明らかなように、
膜厚が増加しても、実施例の密着強度は殆んど低下せず
、中間層の存在しないもの、更にはCVD法によって中
間層を形成したものに比して高い値を示す。又、ダイヤ
の成長速度の点でも比較例の約2〜5倍と極めて速い。
Table 3 As is clear from Table 2, Table 2-2, and Table 3 above,
Even when the film thickness increases, the adhesion strength of Examples hardly decreases, and shows a higher value than those without an intermediate layer or even those with an intermediate layer formed by CVD. Furthermore, the diamond growth rate is extremely fast, about 2 to 5 times that of the comparative example.

特に、中間層組成として炭化クロム、炭化バナジウム、
炭化チタン、窒化チタンを採用した場合、その効果はよ
り一層顕著なものとなり2本発明に係る他の中間層組成
のものに比しても優れる。従って、浸漬法によって形成
された中間層、特にCrC,VC。
In particular, chromium carbide, vanadium carbide,
When titanium carbide or titanium nitride is used, the effect becomes even more remarkable and is superior to those of other intermediate layer compositions according to the present invention. Therefore, interlayers formed by dipping methods, especially CrC, VC.

Tic、TiN中間層は強度的に、かつダイヤモンド層
の発生・成長の点で極めて優れていることが判明した。
It has been found that the Tic and TiN intermediate layers are extremely superior in terms of strength and generation and growth of the diamond layer.

上述の各実施例により得られた試料を切削工具として下
記条件下での切削試験によりその性能を評価した。結果
は下掲第4表にまとめて示す。
The performance of the samples obtained in each of the above-mentioned Examples was evaluated by a cutting test under the following conditions as a cutting tool. The results are summarized in Table 4 below.

(切削条件) 被削材 :A(合金(Aj!−8L合金)速  度  
:  800m/min 切り込み:5.0〜I O、Omm 送    リ    :      0.6mm/re
v第4表 (切削試験結果) 第2表に示す結果からも1本発明により得られた表面被
膜が切削性能改善に特に優れていることが判る。
(Cutting conditions) Work material: A (alloy (Aj!-8L alloy) Speed
: 800m/min Depth of cut: 5.0~IO, Omm Feed: 0.6mm/re
v Table 4 (Cutting Test Results) The results shown in Table 2 also show that the surface coating obtained by the present invention is particularly excellent in improving cutting performance.

(発明の効果) このように本発明によれば、従来より、その耐摩耗性、
硬度等の特徴により注口されてきた多結晶質ダイヤモン
ド系物体を、浸漬法という簡便な手段を採用することに
よって形成された金属炭化物被覆層を中間層として利用
すれば、より強固に母材に接合することが可能となる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the wear resistance,
Polycrystalline diamond-based objects, which have been poured due to their characteristics such as hardness, can be bonded more firmly to the base material by using a metal carbide coating layer formed by a simple method called dipping as an intermediate layer. It becomes possible to join.

そして、このようにして得られた多結晶質ダイヤモンド
系物体は切削工具2耐摩耗工具などとして特に有効であ
る。この浸漬法が簡便な処理であることと、多結晶質ダ
イヤモンド系物体が任意・大型形状で得られることから
2本発明の実用性は高く、シたがって1本発明は当業者
の発展に寄与するところ大である。
The polycrystalline diamond-based object thus obtained is particularly effective as a cutting tool 2, a wear-resistant tool, and the like. This immersion method is a simple process, and polycrystalline diamond-based objects can be obtained in arbitrary and large shapes. 2. The practicality of the present invention is high. Therefore, 1. The present invention contributes to the development of those skilled in the art. It's a big deal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(1)および(2)は2それぞれ本発明にかかる
多結晶質ダイヤモンド系物体の簡単な模式断面図;およ
び 第2図は2本発明の実施例2で得られた多結晶質ダイヤ
モンド系物体の表面状態(結晶構造ないしは粒子構造)
を示す走査型電子顕微鏡写真(倍率X 1000)であ
る。 区
Figures 1 (1) and (2) are simple schematic cross-sectional views of polycrystalline diamond-based objects according to the present invention; and Figure 2 is a polycrystalline diamond obtained in Example 2 of the present invention. Surface state of a system object (crystal structure or particle structure)
This is a scanning electron micrograph (magnification: X 1000) showing. Ward

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)浸漬法により母材表面に設けた金属炭化物または
金属窒化物から成る被覆層と、この被覆層の上に積層さ
せた多結晶質ダイヤモンド層とから構成される多結晶質
ダイヤモンド系物体。
(1) A polycrystalline diamond-based object consisting of a coating layer made of metal carbide or metal nitride provided on the surface of a base material by a dipping method, and a polycrystalline diamond layer laminated on the coating layer.
(2)前記母材が炭素または炭素含有物質もしくは金属
窒化物である請求項1記載の多結晶質ダイヤモンド系物
体。
(2) The polycrystalline diamond-based object according to claim 1, wherein the base material is carbon, a carbon-containing substance, or a metal nitride.
(3)前記炭素含有物質が炭素含有金属、鉄合金、ダイ
ヤモンド焼結体、ダイヤモンド単石、セラミックおよび
金属炭化物から成る群から選ばれた請求項2記載の多結
晶質ダイヤモンド系物体。
(3) The polycrystalline diamond-based object according to claim 2, wherein the carbon-containing material is selected from the group consisting of carbon-containing metals, iron alloys, diamond sintered bodies, monolithic diamonds, ceramics, and metal carbides.
(4)前記多結晶ダイヤモンド層が気相合成法による多
結晶ダイヤモンド層またはダイヤモンド状カーボン層皮
膜の成長層である請求項1〜3のいずれかに記載の多結
晶質ダイヤモンド系物体。
(4) The polycrystalline diamond-based object according to any one of claims 1 to 3, wherein the polycrystalline diamond layer is a polycrystalline diamond layer grown by a vapor phase synthesis method or a diamond-like carbon layer film grown.
(5)前記多結晶ダイヤモンド層が接合法による多結晶
ダイヤモンド焼結体の接合層である請求項1〜3のいず
れかに記載の多結晶質ダイヤモンド系物体。
(5) The polycrystalline diamond-based object according to any one of claims 1 to 3, wherein the polycrystalline diamond layer is a bonding layer of a polycrystalline diamond sintered body by a bonding method.
(6)浸漬法により母材表面に設けた炭化クロム、炭化
バナジウム、炭化チタン、窒化チタンから成る被覆層と
、この被覆層の上に析着積層させた多結晶質ダイヤモン
ド層とから構成される多結晶質ダイヤモンド系物体。
(6) Consists of a coating layer made of chromium carbide, vanadium carbide, titanium carbide, and titanium nitride provided on the surface of the base material by a dipping method, and a polycrystalline diamond layer deposited on top of this coating layer. Polycrystalline diamond-based object.
(7)母材を溶融塩浴に浸漬することによって該母材の
表面に金属炭化物または金属窒化物の被膜層を生成させ
、次いでこの被膜層の上に多結晶ダイヤモンド層を積層
させることを特徴とする多結晶質ダイヤモンド系物体の
製法。
(7) A film layer of metal carbide or metal nitride is generated on the surface of the base material by immersing the base material in a molten salt bath, and then a polycrystalline diamond layer is laminated on this film layer. A method for producing polycrystalline diamond-based objects.
(8)前記被膜層の上に気相合成法によって多結晶質ダ
イヤモンド層またはダイヤモンド状カーボン層の成長層
を生成させることによって多結晶ダイヤモンド層を積層
させる、請求項7記載の多結晶質ダイヤモンド系物体の
製法。
(8) The polycrystalline diamond system according to claim 7, wherein a polycrystalline diamond layer is laminated by forming a growth layer of a polycrystalline diamond layer or a diamond-like carbon layer on the coating layer by a vapor phase synthesis method. How to make an object.
(9)前記被膜層の上にダイヤモンド焼結体を接合する
ことによって多結晶ダイヤモンド層を積層させる、請求
項7記載の多結晶質ダイヤモンド系物体の製造法。
(9) The method for producing a polycrystalline diamond-based object according to claim 7, wherein a polycrystalline diamond layer is laminated by bonding a diamond sintered body onto the coating layer.
(10)前記ダイヤモンド焼結体の接合を、ろう接法、
固相拡散法および高温高圧法からなる群から選んだ1つ
の方法で行う、請求項9記載の多結晶質ダイヤモンド系
物体の製法。
(10) The diamond sintered body is joined by a brazing method,
10. The method for producing a polycrystalline diamond-based object according to claim 9, which is carried out by one method selected from the group consisting of a solid phase diffusion method and a high temperature and high pressure method.
(11)母材を溶融塩浴に浸漬することによって該母材
の表面に炭化クロム、炭化バナジウム、炭化チタン、窒
化チタンの被膜層を生成させ、次いでこの被膜層の上に
多結晶ダイヤモンド層を積層させることを特徴とする多
結晶質ダイヤモンド系物体の製法。
(11) A film layer of chromium carbide, vanadium carbide, titanium carbide, and titanium nitride is generated on the surface of the base material by immersing the base material in a molten salt bath, and then a polycrystalline diamond layer is formed on this film layer. A method for producing a polycrystalline diamond-based object characterized by laminating layers.
JP1402989A 1988-11-22 1989-01-25 Polycrystalline diamond material and manufacture thereof Pending JPH02223437A (en)

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JP29580088 1988-11-22
JP63-295800 1988-11-22

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5384470A (en) * 1992-11-02 1995-01-24 Kobe Steel, Usa, Inc. High temperature rectifying contact including polycrystalline diamond and method for making same
US5424561A (en) * 1993-05-14 1995-06-13 Kobe Steel Usa Inc. Magnetic sensor element using highly-oriented diamond film and magnetic detector
CN109930048A (en) * 2019-04-17 2019-06-25 聊城全超新材料有限公司 One kind plating polycrystalline diamond material and preparation method thereof, bearing and preparation method thereof

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