JPH04221057A - 耐摩耗性硬質皮膜及びその形成方法と、耐摩耗性硬質皮膜被覆工具 - Google Patents
耐摩耗性硬質皮膜及びその形成方法と、耐摩耗性硬質皮膜被覆工具Info
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- JPH04221057A JPH04221057A JP41340590A JP41340590A JPH04221057A JP H04221057 A JPH04221057 A JP H04221057A JP 41340590 A JP41340590 A JP 41340590A JP 41340590 A JP41340590 A JP 41340590A JP H04221057 A JPH04221057 A JP H04221057A
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Landscapes
- Physical 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性硬質皮膜形成方
法に関し、詳細には密着性の優れた耐摩耗性皮膜を効率
良く形成する方法に関するものである。
法に関し、詳細には密着性の優れた耐摩耗性皮膜を効率
良く形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速度工具鋼や超硬合金工具鋼等を製作
する場合は、耐摩耗性等の性能をより優れたものとする
ことを目的として、工具基材の表面にＴｉ等の窒化物や
炭化物よりなる耐摩耗性皮膜を形成することが行なわれ
ている。
する場合は、耐摩耗性等の性能をより優れたものとする
ことを目的として、工具基材の表面にＴｉ等の窒化物や
炭化物よりなる耐摩耗性皮膜を形成することが行なわれ
ている。
【０００３】上記耐摩耗性皮膜を形成する方法としては
、従来よりＣＶＤ法（化学的蒸着法）及びＰＶＤ法（物
理的蒸着法）が知られている。但し前者の方法では母材
が高温処理に曝されて母材特性が劣化するおそれがある
ことから、母材特性も重要視される工具の場合では後者
の方法が好まれており、中でも比較的低温条件でコーテ
ィング処理できるイオンプレーティング法等によるＴｉ
Ｎ皮膜等の形成が汎用されている。
、従来よりＣＶＤ法（化学的蒸着法）及びＰＶＤ法（物
理的蒸着法）が知られている。但し前者の方法では母材
が高温処理に曝されて母材特性が劣化するおそれがある
ことから、母材特性も重要視される工具の場合では後者
の方法が好まれており、中でも比較的低温条件でコーテ
ィング処理できるイオンプレーティング法等によるＴｉ
Ｎ皮膜等の形成が汎用されている。
【０００４】該ＴｉＮ皮膜はＴｉＣ皮膜に比べて耐熱性
が良好であって、切削時の加工熱や摩擦熱による工具す
くい面のクレータ摩耗を抑制する機能を発揮する。しか
しながらＴｉＮ皮膜はＴｉＣ皮膜に比べると硬度が低い
為被削材と接する逃げ面に発生するフランク摩耗に対し
ては脆弱であり、フランク摩耗に対してはむしろＴｉＣ
皮膜の方が高い耐久性を示す。
が良好であって、切削時の加工熱や摩擦熱による工具す
くい面のクレータ摩耗を抑制する機能を発揮する。しか
しながらＴｉＮ皮膜はＴｉＣ皮膜に比べると硬度が低い
為被削材と接する逃げ面に発生するフランク摩耗に対し
ては脆弱であり、フランク摩耗に対してはむしろＴｉＣ
皮膜の方が高い耐久性を示す。
【０００５】そこで耐熱性や硬度が共に優れた皮膜とし
て、イオンプレーティング法やスパッタリング法等のＰ
ＶＤ法によるＴｉＡｌＮ，ＴｉＡｌＣ，或はＴｉＡｌＣ
Ｎ等（以下ＴｉＡｌＮ等ということがある）の皮膜が提
案されている［特開昭６２−５６５６５，ジャーナル・
バキューム・ソサエティ・テクノロジー（Ｊ． Ｖａｃ
．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．） Ａ第４（６）巻，１９
８６年，第２７１７頁，Ｊ． ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔ
ａｔｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，７０，１９８７ 年，第
３１８ 〜３２２ 頁］。
て、イオンプレーティング法やスパッタリング法等のＰ
ＶＤ法によるＴｉＡｌＮ，ＴｉＡｌＣ，或はＴｉＡｌＣ
Ｎ等（以下ＴｉＡｌＮ等ということがある）の皮膜が提
案されている［特開昭６２−５６５６５，ジャーナル・
バキューム・ソサエティ・テクノロジー（Ｊ． Ｖａｃ
．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．） Ａ第４（６）巻，１９
８６年，第２７１７頁，Ｊ． ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔ
ａｔｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，７０，１９８７ 年，第
３１８ 〜３２２ 頁］。
【０００６】ところで上記ＰＶＤ法はイオンのエネルギ
ーを利用するコーティング法であり、低温状態で蒸着が
おこなわれることから、ＣＶＤ法に見られるような母材
特性の劣化は招かないものの、母材とコーティング皮膜
との間に熱による拡散層が形成されないので、密着性に
関してはＰＶＤコーティング膜はＣＶＤコーティング膜
に劣るのが一般的である。
ーを利用するコーティング法であり、低温状態で蒸着が
おこなわれることから、ＣＶＤ法に見られるような母材
特性の劣化は招かないものの、母材とコーティング皮膜
との間に熱による拡散層が形成されないので、密着性に
関してはＰＶＤコーティング膜はＣＶＤコーティング膜
に劣るのが一般的である。
【０００７】また前記ＴｉＡｌＮ等の皮膜自体もＴｉＮ
に比べて密着性が低いので、前記ＴｉＡｌＮ等の皮膜が
有する耐摩耗性や高硬度という本来の機能も十分発揮さ
れていない。
に比べて密着性が低いので、前記ＴｉＡｌＮ等の皮膜が
有する耐摩耗性や高硬度という本来の機能も十分発揮さ
れていない。
【０００８】尚イオンプレーティング法としては例えば
特公昭５９−１８４７４，１８４７５号公報に開示され
ている技術があり、金属元素成分のイオン化が主として
金属元素蒸気自身の放電によってなされるタイプのもの
であって、反応ガスの分圧を１×１０−４〜９×１０−
４Ｔｏｒｒの高真空度とすることによって密着性の高い
被覆鋼や被覆超硬合金を得ようとする手法が提案されて
いる。
特公昭５９−１８４７４，１８４７５号公報に開示され
ている技術があり、金属元素成分のイオン化が主として
金属元素蒸気自身の放電によってなされるタイプのもの
であって、反応ガスの分圧を１×１０−４〜９×１０−
４Ｔｏｒｒの高真空度とすることによって密着性の高い
被覆鋼や被覆超硬合金を得ようとする手法が提案されて
いる。
【０００９】しかしながら上記技術は高真空度を前提と
するものであることから窒素導入ガスの量も制限され、
反応速度及び成膜速度が遅くなって逆に膜組成の均一性
の点で安定を欠くという問題を有している。
するものであることから窒素導入ガスの量も制限され、
反応速度及び成膜速度が遅くなって逆に膜組成の均一性
の点で安定を欠くという問題を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであって、耐摩耗性及び密着性に優
れた皮膜を効率よく形成することのできる皮膜形成方法
を提供しようとするものである。
目してなされたものであって、耐摩耗性及び密着性に優
れた皮膜を効率よく形成することのできる皮膜形成方法
を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】上記目的を達成した本発明
とは、基材表面に耐摩耗性皮膜を形成するにあたり、で
示される化学組成からなり、膜厚が０．８ 〜１０μｍ
の耐摩耗性皮膜を１×１０−３〜５×１０−２Ｔｏｒｒ
の真空条件下で、蒸発源としてカソードを用いるアーク
放電方式によって形成することを要旨とするものである
。
とは、基材表面に耐摩耗性皮膜を形成するにあたり、で
示される化学組成からなり、膜厚が０．８ 〜１０μｍ
の耐摩耗性皮膜を１×１０−３〜５×１０−２Ｔｏｒｒ
の真空条件下で、蒸発源としてカソードを用いるアーク
放電方式によって形成することを要旨とするものである
。
【００１２】
【作用】本発明方法は、カソードを蒸発源とするアーク
放電によって金属成分をイオン化するものであって、イ
オンプレーティング法やスパッタリング法等に代表され
るＰＶＤ法によって行なうことができる。上記ＰＶＤ法
のうちイオンプレーティング法で行なう場合を代表的に
取り上げて以下説明する。前記の様にカソードを蒸発源
とするアーク放電によってイオン化させた金属成分を、
Ｎ２雰囲気又はＮ２／ＣＨ４雰囲気中で反応させる。上
記カソードとしてはＶ及びＴｉをそれぞれ個別に用いて
もよいが、目的組成と同一組成からなるＶｘＴｉ１−ｘ
をターゲットとすれば、下記の理由によって皮膜組成の
コントロールが容易であり好ましい。即ち本発明方法に
おいては、各合金成分の蒸発が数十アンペア以上の大電
流域で行なわれるため、カソード物質の組成ずれが殆ん
ど生じないからである。さらにイオン化効率を高くする
ことや反応性を高めること、基板にバイアス電圧を印加
すること等によって一層密着性の優れた皮膜を得ること
ができる。
放電によって金属成分をイオン化するものであって、イ
オンプレーティング法やスパッタリング法等に代表され
るＰＶＤ法によって行なうことができる。上記ＰＶＤ法
のうちイオンプレーティング法で行なう場合を代表的に
取り上げて以下説明する。前記の様にカソードを蒸発源
とするアーク放電によってイオン化させた金属成分を、
Ｎ２雰囲気又はＮ２／ＣＨ４雰囲気中で反応させる。上
記カソードとしてはＶ及びＴｉをそれぞれ個別に用いて
もよいが、目的組成と同一組成からなるＶｘＴｉ１−ｘ
をターゲットとすれば、下記の理由によって皮膜組成の
コントロールが容易であり好ましい。即ち本発明方法に
おいては、各合金成分の蒸発が数十アンペア以上の大電
流域で行なわれるため、カソード物質の組成ずれが殆ん
ど生じないからである。さらにイオン化効率を高くする
ことや反応性を高めること、基板にバイアス電圧を印加
すること等によって一層密着性の優れた皮膜を得ること
ができる。
【００１３】尚上記皮膜の組成は
であることが必要であり、好ましくは０．３ ≦ｘ≦０
．７ 、さらに好ましくは０．４ ≦ｘ≦０．６ であ
る。 第１図は超硬母材上に（ＶｘＴｉ１−ｘ）Ｎ［
但しｘ＝０．２ ，０．４ ，０．６ ，０．８ ］お
よび（Ａｌ０．６Ｔｉ０．４）Ｎをイオンプレーティン
グ法により３μｍ形成したものについて、マイクロビッ
カースによる硬度を測定した結果を示すグラフである。 これより（ＶｘＴｉ１−ｘ）Ｎの場合は０．４ ≦ｘ≦
０．６ の範囲において従来の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎコーテ
ィングより高硬度な膜が得られることがわかる。
．７ 、さらに好ましくは０．４ ≦ｘ≦０．６ であ
る。 第１図は超硬母材上に（ＶｘＴｉ１−ｘ）Ｎ［
但しｘ＝０．２ ，０．４ ，０．６ ，０．８ ］お
よび（Ａｌ０．６Ｔｉ０．４）Ｎをイオンプレーティン
グ法により３μｍ形成したものについて、マイクロビッ
カースによる硬度を測定した結果を示すグラフである。 これより（ＶｘＴｉ１−ｘ）Ｎの場合は０．４ ≦ｘ≦
０．６ の範囲において従来の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎコーテ
ィングより高硬度な膜が得られることがわかる。
【００１４】図２は同上コーティング膜の密着性をスク
ラッチテストにより評価した結果を示すグラフである。 上記スクラッチテストは粒径０．２ｍｍ の球状のダイ
ヤモンド圧子を試料表面に押しつけ、定速で荷重を加え
ながらひっかき、膜のはがれはじめる荷重を臨界荷重と
して読みとり、密着性を評価した。
ラッチテストにより評価した結果を示すグラフである。 上記スクラッチテストは粒径０．２ｍｍ の球状のダイ
ヤモンド圧子を試料表面に押しつけ、定速で荷重を加え
ながらひっかき、膜のはがれはじめる荷重を臨界荷重と
して読みとり、密着性を評価した。
【００１５】これより（ＶｘＴｉ１−ｘ）Ｎの場合、ｘ
が０．８ 以上の範囲では従来の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎコー
ティングより高い密着性が得られず、ｘは０．６ 以下
の範囲が好ましいことがわかる。
が０．８ 以上の範囲では従来の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎコー
ティングより高い密着性が得られず、ｘは０．６ 以下
の範囲が好ましいことがわかる。
【００１６】切削工具等にコーティングを施して耐摩耗
性を向上させるには、コーティング膜の硬度が高くかつ
母材との密着性が良好であることが必要である。図１，
２より、従来の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎコーティングより硬度
，密着性とも優れた皮膜を得るには（ＶｘＴｉ１−ｘ）
Ｎにおいて０．２５≦ｘ≦０．７５とすべきであること
がわかる。
性を向上させるには、コーティング膜の硬度が高くかつ
母材との密着性が良好であることが必要である。図１，
２より、従来の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎコーティングより硬度
，密着性とも優れた皮膜を得るには（ＶｘＴｉ１−ｘ）
Ｎにおいて０．２５≦ｘ≦０．７５とすべきであること
がわかる。
【００１７】尚後述する実施例及び比較例に示す様に、
膜厚が０．８ μｍ未満の場合は耐摩耗性が不十分とな
り、一方１０μｍを超える膜自体にクラックが入り易く
、強度が不十分となる。従って本発明に係る耐摩耗性硬
質皮膜の膜厚は０．８ μｍ以上１０μｍ以下に限定し
た。
膜厚が０．８ μｍ未満の場合は耐摩耗性が不十分とな
り、一方１０μｍを超える膜自体にクラックが入り易く
、強度が不十分となる。従って本発明に係る耐摩耗性硬
質皮膜の膜厚は０．８ μｍ以上１０μｍ以下に限定し
た。
【００１８】またイオンプレーティング時のガス分圧を
１×１０−３〜５×１０−２Ｔｏｒｒに限定したのは硬
質皮膜を結晶質とし、耐摩耗性などの工具としての切削
性能を向上させるためである。上記ガス分圧が低すぎる
と成膜速度が遅くなって結晶質の硬質皮膜が得られず、
一方高すぎると化学組成中のＮが増加して皮膜の靭性が
劣化して望ましくない。
１×１０−３〜５×１０−２Ｔｏｒｒに限定したのは硬
質皮膜を結晶質とし、耐摩耗性などの工具としての切削
性能を向上させるためである。上記ガス分圧が低すぎる
と成膜速度が遅くなって結晶質の硬質皮膜が得られず、
一方高すぎると化学組成中のＮが増加して皮膜の靭性が
劣化して望ましくない。
【００１９】さらに本発明は皮膜を形成する基材を限定
するものではなく、ＷＣ基超硬合金やサーメットあるい
は高速度鋼等、用途に応じて適宜選択すればよい。
するものではなく、ＷＣ基超硬合金やサーメットあるい
は高速度鋼等、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００２０】また本発明では炭窒化物を形成することに
よってＴｉＣの高硬度性（常温硬度Ｈｖ：約３２００ｋ
ｇ／ｍｍ２）を発揮させるものである。即ち本発明に係
る組成式におけるｙの値が減少すると、それに応じて硬
度は大となり耐摩耗性が向上する。第３図は、超硬チッ
プ（ＷＣ−１０％Ｃｏを主成分とする）に（Ｖ０．６Ｔ
ｉ０．４）（ＮｙＣ１−ｙ）［但しｙ＝０．４ ，０．
６ ，０．８ ，１］を３μｍ厚で被覆し、被削材Ｓ５
０Ｃ（ＨＢ：１８０〜２００）を切削速度１７０ｍ／ｍ
ｉｎ ，送り速度０．２５ｍｍ／ｒｅｖ，切り込み０．
１ｍｍ で切削した時の１５分後のクレータ摩耗量を測
定した結果を示す。この結果にみられるように、ｙが０
．６ 未満になると耐酸化性が低下してクレータ摩耗を
起こし易くなるのでｙは０．６ 以上であることが必要
である。
よってＴｉＣの高硬度性（常温硬度Ｈｖ：約３２００ｋ
ｇ／ｍｍ２）を発揮させるものである。即ち本発明に係
る組成式におけるｙの値が減少すると、それに応じて硬
度は大となり耐摩耗性が向上する。第３図は、超硬チッ
プ（ＷＣ−１０％Ｃｏを主成分とする）に（Ｖ０．６Ｔ
ｉ０．４）（ＮｙＣ１−ｙ）［但しｙ＝０．４ ，０．
６ ，０．８ ，１］を３μｍ厚で被覆し、被削材Ｓ５
０Ｃ（ＨＢ：１８０〜２００）を切削速度１７０ｍ／ｍ
ｉｎ ，送り速度０．２５ｍｍ／ｒｅｖ，切り込み０．
１ｍｍ で切削した時の１５分後のクレータ摩耗量を測
定した結果を示す。この結果にみられるように、ｙが０
．６ 未満になると耐酸化性が低下してクレータ摩耗を
起こし易くなるのでｙは０．６ 以上であることが必要
である。
【００２１】
【実施例】実施例１
Ｖ０．６Ｔｉ０．４をカソード電極とするカソードアー
ク方式イオンプレーティング装置の基板ホルダーに超硬
合金製チップ（ＷＣ−１０％Ｃｏを主成分とする）を取
付けた。尚本装置には、耐摩耗性皮膜形成状態の均一性
を確保する為の基材回転機構及びヒータを設置した。
ク方式イオンプレーティング装置の基板ホルダーに超硬
合金製チップ（ＷＣ−１０％Ｃｏを主成分とする）を取
付けた。尚本装置には、耐摩耗性皮膜形成状態の均一性
を確保する為の基材回転機構及びヒータを設置した。
【００２２】成膜に当たっては、ヒータによって基材温
度を４００℃に加熱保持したまま、基材に−７０Ｖのバ
イアス電圧を印加すると共に、装置内に高純度Ｎ２ガス
を７×１０−３Ｔｏｒｒまで導入し、アーク放電を開始
して基材表面に膜厚４μｍの皮膜を形成した。膜厚の測
定は、基板ホルダーに同時に取り付けた基材の内の１個
を破断し、膜断面を走査型電子顕微鏡で観察して測定し
たものである。さらに膜組成の定量は、同じく同時に取
り付けた基材につきオージェ分光分析法により膜深さ方
向の分析を行なった、その結果Ｖ，Ｔｉ，Ｎの膜厚さ方
向には濃度変化がなく一定で、各成分元素のピーク高さ
から、膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ０．３９）Ｎと同定し
た。膜中の金属成分比Ｔｉ／Ｖはカソード成分比とずれ
がなく殆んど同一といえる。
度を４００℃に加熱保持したまま、基材に−７０Ｖのバ
イアス電圧を印加すると共に、装置内に高純度Ｎ２ガス
を７×１０−３Ｔｏｒｒまで導入し、アーク放電を開始
して基材表面に膜厚４μｍの皮膜を形成した。膜厚の測
定は、基板ホルダーに同時に取り付けた基材の内の１個
を破断し、膜断面を走査型電子顕微鏡で観察して測定し
たものである。さらに膜組成の定量は、同じく同時に取
り付けた基材につきオージェ分光分析法により膜深さ方
向の分析を行なった、その結果Ｖ，Ｔｉ，Ｎの膜厚さ方
向には濃度変化がなく一定で、各成分元素のピーク高さ
から、膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ０．３９）Ｎと同定し
た。膜中の金属成分比Ｔｉ／Ｖはカソード成分比とずれ
がなく殆んど同一といえる。
【００２３】実施例２
Ｖ０．５Ｔｉ０．５カソードを用いた以外は、実施例１
と同一条件で成膜を行なった。膜厚は３．５ μｍであ
り、膜組成は（Ｖ０．５Ｔｉ０．５）Ｎであった。
と同一条件で成膜を行なった。膜厚は３．５ μｍであ
り、膜組成は（Ｖ０．５Ｔｉ０．５）Ｎであった。
【００２４】実施例３
反応性ガスとしてＮ２／ＣＨ４混合ガスを用いた以外は
実施例２と同一条件で成膜を行なった。膜厚は４．１
μｍであり、膜組成は（Ｖ０．５１Ｔｉ０．４９）（Ｎ
０．７ Ｃ０．３）であった。
実施例２と同一条件で成膜を行なった。膜厚は４．１
μｍであり、膜組成は（Ｖ０．５１Ｔｉ０．４９）（Ｎ
０．７ Ｃ０．３）であった。
【００２５】（比較例）比較の為次の試料を用意した。
比較例１
実施例１の基材に皮膜を形成しない試料。
比較例２
Ｔｉカソードを用いてＮ２ガスを７×１０−３Ｔｏｒｒ
まで導入し実施例１と同一条件でＴｉＮの成膜を行なっ
た。膜厚は４．２ μｍであった。 比較例３ Ａｌ０．６Ｔｉ０．４カソードを用いた以外は実施例１
と同一条件で成膜を行なった。膜厚は４．３ μｍであ
り、膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ０．３９）Ｎであった。 比較例４ 膜厚が０．７ μｍとなるように成膜した以外は実施例
１と同様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６１Ｔ
ｉ０．３９）Ｎであった。 比較例５ 膜厚が１２μｍとなるように成膜した以外は実施例１と
同様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６Ｔｉ０．
４）Ｎであった。
まで導入し実施例１と同一条件でＴｉＮの成膜を行なっ
た。膜厚は４．２ μｍであった。 比較例３ Ａｌ０．６Ｔｉ０．４カソードを用いた以外は実施例１
と同一条件で成膜を行なった。膜厚は４．３ μｍであ
り、膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ０．３９）Ｎであった。 比較例４ 膜厚が０．７ μｍとなるように成膜した以外は実施例
１と同様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６１Ｔ
ｉ０．３９）Ｎであった。 比較例５ 膜厚が１２μｍとなるように成膜した以外は実施例１と
同様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６Ｔｉ０．
４）Ｎであった。
【００２６】実施例１〜３及び比較例１〜５によって得
られた試料を、下記切削条件により１０分間の切削試験
に供したフランク摩耗幅及びクレータ摩耗深さを表１に
示す。 切削条件： 被削材 Ｓ５０Ｃ（ＨＢ：１８０ 〜２
００）切削速度 １７０ｍ／ｍｉｎ 送り速
度 ０．２５ ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み
０．１ ｍｍ
られた試料を、下記切削条件により１０分間の切削試験
に供したフランク摩耗幅及びクレータ摩耗深さを表１に
示す。 切削条件： 被削材 Ｓ５０Ｃ（ＨＢ：１８０ 〜２
００）切削速度 １７０ｍ／ｍｉｎ 送り速
度 ０．２５ ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み
０．１ ｍｍ
【００２７】
【表１】
表１より明らかな様に、比較例に比べて本発明例はいず
れも耐摩耗性に優れていた。
れも耐摩耗性に優れていた。
【００２８】次に超硬ドリルへの適用例を以下に示す。
実施例４
６ｍｍφの超硬ドリル（ＷＣ−８％Ｃｏを主成分とする
）に実施例１と同一条件にて成膜を行なった。膜厚は４
．５ μｍであり膜組成は（Ａｌ０．６５Ｔｉ０．３５
）Ｎであった。
）に実施例１と同一条件にて成膜を行なった。膜厚は４
．５ μｍであり膜組成は（Ａｌ０．６５Ｔｉ０．３５
）Ｎであった。
【００２９】比較例として次の試料を用意した。
比較例６
６ｍｍφの超硬ドリルに比較例２と同一条件でＴｉＮを
成膜した。膜厚は４．４ μｍであった。 比較例７ ６ｍｍφの超硬ドリルに比較例３と同一条件にて成膜を
行なった。膜厚は４．３ μｍであり、膜組成は（Ｖ０
．６１Ｔｉ０．３９）Ｎであった。 比較例８ ６ｍｍφの超硬ドリルに実施例４と同一条件で成膜を形
成した。膜厚は０．７ μｍであり、膜組成は（Ｖ０．
６Ｔｉ０．４）Ｎであった。 比較例９ ６ｍｍφの超硬ドリルに実施例４と同一条件にて成膜を
行なった。膜厚は１２μｍであり、膜組成は（Ｖ０．６
Ｔｉ０．４）Ｎであった。
成膜した。膜厚は４．４ μｍであった。 比較例７ ６ｍｍφの超硬ドリルに比較例３と同一条件にて成膜を
行なった。膜厚は４．３ μｍであり、膜組成は（Ｖ０
．６１Ｔｉ０．３９）Ｎであった。 比較例８ ６ｍｍφの超硬ドリルに実施例４と同一条件で成膜を形
成した。膜厚は０．７ μｍであり、膜組成は（Ｖ０．
６Ｔｉ０．４）Ｎであった。 比較例９ ６ｍｍφの超硬ドリルに実施例４と同一条件にて成膜を
行なった。膜厚は１２μｍであり、膜組成は（Ｖ０．６
Ｔｉ０．４）Ｎであった。
【００３０】下記の切削条件で行なった穴明け個数の結
果を表２に示す。 切削条件： 被削材 Ｓ５０Ｃ，１３ｍｍｔ（貫通穴
加工） 切削速度 ５０ ｍ／ｍｉｎ送り速度
０．２ ｍｍ／ｒｅｖ潤 滑
エマルジョンによる
果を表２に示す。 切削条件： 被削材 Ｓ５０Ｃ，１３ｍｍｔ（貫通穴
加工） 切削速度 ５０ ｍ／ｍｉｎ送り速度
０．２ ｍｍ／ｒｅｖ潤 滑
エマルジョンによる
【００３１】
【表２】
表２より明らかな様に本発明方法で得られた工具は、比
較例に比べて加工個数の大幅な増加が認められ、耐摩耗
性が良好であった。
較例に比べて加工個数の大幅な増加が認められ、耐摩耗
性が良好であった。
【００３２】次にハイスドリルへの適用例を以下に示す
。 実施例５ ６ｍｍφハイスドリルに実施例１と同一条件にて成膜を
行った。膜厚は５．５ μｍであり、膜組成は（Ａｌ０
．６３Ｔｉ０．３７）Ｎであった。
。 実施例５ ６ｍｍφハイスドリルに実施例１と同一条件にて成膜を
行った。膜厚は５．５ μｍであり、膜組成は（Ａｌ０
．６３Ｔｉ０．３７）Ｎであった。
【００３３】比較例として次の試料を用意した。
比較例１０
６ｍｍφハイスドリルに比較例２と同一条件でＴｉＮを
成膜した。膜厚は４．２ μｍであった。 比較例１１ ６ｍｍφハイスドリルに比較例３と同一条件にて成膜を
行った。膜厚を４．０ μｍであり膜組成は（Ａｌ０．
６０Ｔｉ０．４０）Ｎであった。 比較例１２ 膜厚が０．７ μｍとなる様に成膜した以外は実施例１
と同様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ
０．３９）Ｎであった。 比較例１３ 膜厚が１２μｍとなる様に成膜した以外は実施例１と同
様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ０．
３９）Ｎであった。
成膜した。膜厚は４．２ μｍであった。 比較例１１ ６ｍｍφハイスドリルに比較例３と同一条件にて成膜を
行った。膜厚を４．０ μｍであり膜組成は（Ａｌ０．
６０Ｔｉ０．４０）Ｎであった。 比較例１２ 膜厚が０．７ μｍとなる様に成膜した以外は実施例１
と同様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ
０．３９）Ｎであった。 比較例１３ 膜厚が１２μｍとなる様に成膜した以外は実施例１と同
様にして成膜を行った。膜組成は（Ｖ０．６１Ｔｉ０．
３９）Ｎであった。
【００３４】下記の切削条件で行なった穴明け個数の結
果を表３に示す。 切削条件： 被削材 Ｓ５０Ｃ，１０ｍｍｔ切削速度
３０ ｍ／ｍｉｎ送り速度 ０
．１５ ｍｍ／ｒｅｖ 潤 滑 エマ
ルジョンによる
果を表３に示す。 切削条件： 被削材 Ｓ５０Ｃ，１０ｍｍｔ切削速度
３０ ｍ／ｍｉｎ送り速度 ０
．１５ ｍｍ／ｒｅｖ 潤 滑 エマ
ルジョンによる
【００３５】
【表３】
表３より明らかな様に本発明方法で得られた工具は、比
較例に比べて加工個数の大幅な増加がみられ、耐摩耗性
が良好であった。
較例に比べて加工個数の大幅な増加がみられ、耐摩耗性
が良好であった。
【００３６】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているので
、従来のイオンプレーティング法やスパッタリング法に
よって製造する場合よりも密着性，膜組成の均一性及び
生産効率の各面において優れた皮膜形成方法を提供する
ことができる。
、従来のイオンプレーティング法やスパッタリング法に
よって製造する場合よりも密着性，膜組成の均一性及び
生産効率の各面において優れた皮膜形成方法を提供する
ことができる。
【図１】本発明に係る（ＶｘＴｉ１−ｘ）Ｎ組成（窒化
物で代表）と硬度の関係を示すグラフである。
物で代表）と硬度の関係を示すグラフである。
【図２】本発明に係る（ＶｘＴｉ１−ｘ）Ｎと臨界荷重
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図３】（Ｖ０．６Ｔｉ０．４）（ＮｙＣ１−ｙ）にお
いてｙを変化させた時の超硬チップの切削時のクレータ
摩耗量を示すグラフである。
いてｙを変化させた時の超硬チップの切削時のクレータ
摩耗量を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】基材表面に耐摩耗性皮膜を形成するにあた
り、 で示される化学組成からなり、膜厚が０．８ 〜１０μ
ｍの耐摩耗性皮膜を１×１０−３〜５×１０−２Ｔｏｒ
ｒの真空条件下で、蒸発源としてカソードを用いるアー
ク放電方式によって形成することを特徴とする耐摩耗性
硬質皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413405A JP3045184B2 (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 耐摩耗性硬質皮膜及びその形成方法と、耐摩耗性硬質皮膜被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413405A JP3045184B2 (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 耐摩耗性硬質皮膜及びその形成方法と、耐摩耗性硬質皮膜被覆工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04221057A true JPH04221057A (ja) | 1992-08-11 |
| JP3045184B2 JP3045184B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=18522057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2413405A Expired - Lifetime JP3045184B2 (ja) | 1990-12-21 | 1990-12-21 | 耐摩耗性硬質皮膜及びその形成方法と、耐摩耗性硬質皮膜被覆工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3045184B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237628A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆工具およびその製造方法 |
| US6065910A (en) * | 1997-07-07 | 2000-05-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gear shaper cutting method and apparatus |
| US6116828A (en) * | 1997-04-10 | 2000-09-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gear cutting method and apparatus |
| EP0846784A3 (en) * | 1996-12-04 | 2000-12-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool and method of manufacturing the same |
| US6296928B1 (en) | 1998-10-27 | 2001-10-02 | Mmc Kobelco Tool Co., Ltd. | Hard coating coated member having excellent wear resistance |
| US6416262B1 (en) | 1998-04-01 | 2002-07-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gear shaping method and device and spiral bevel gear cutter |
| WO2006114610A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Sheffield Hallam University | Pvd coated substrate |
-
1990
- 1990-12-21 JP JP2413405A patent/JP3045184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846784A3 (en) * | 1996-12-04 | 2000-12-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool and method of manufacturing the same |
| JPH10237628A (ja) * | 1997-02-20 | 1998-09-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 被覆工具およびその製造方法 |
| US6116828A (en) * | 1997-04-10 | 2000-09-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gear cutting method and apparatus |
| US6065910A (en) * | 1997-07-07 | 2000-05-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gear shaper cutting method and apparatus |
| US6416262B1 (en) | 1998-04-01 | 2002-07-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gear shaping method and device and spiral bevel gear cutter |
| US6296928B1 (en) | 1998-10-27 | 2001-10-02 | Mmc Kobelco Tool Co., Ltd. | Hard coating coated member having excellent wear resistance |
| WO2006114610A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Sheffield Hallam University | Pvd coated substrate |
| GB2425780A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-08 | Univ Sheffield Hallam | PVD carbonitride coating |
| GB2425780B (en) * | 2005-04-27 | 2007-09-05 | Univ Sheffield Hallam | PVD coated substrate |
| US8173248B2 (en) | 2005-04-27 | 2012-05-08 | Sheffield Hallam University | PVD coated substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3045184B2 (ja) | 2000-05-29 |
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