JPH08281502A - 結晶配向性被覆工具 - Google Patents
結晶配向性被覆工具Info
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- JPH08281502A JPH08281502A JP11372195A JP11372195A JPH08281502A JP H08281502 A JPH08281502 A JP H08281502A JP 11372195 A JP11372195 A JP 11372195A JP 11372195 A JP11372195 A JP 11372195A JP H08281502 A JPH08281502 A JP H08281502A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬質膜の結晶粒と結晶面の配向性を主とする
硬質膜の結晶構造に着目し、硬質膜の残留応力を最適に
して硬質膜の硬さおよび強度を高め、その結果、耐剥離
性および耐摩耗性に優れるようにした結晶配向性被覆工
具の提供にある。 【構成】 合金，焼結合金またはセラミックス焼結体の
基体上に、金属および／またはセラミックスの被膜が被
覆された被覆工具であって、該被膜は、周期律表４ａ，
５ａ，６ａ族の炭化物，窒化物，炭酸化物，窒酸化物お
よびこれらの相互固溶体の中から選ばれた少なくとも１
種の単層もしくは多層の硬質膜でなり、該硬質膜は、Ｃ
ｕ−Ｋα線のＸ線回折線ピ−クによる（２００）面に対
する（１１１）面の強度比が２〜６０［（１１１）面の
強度をｈ（１１１）とし、（２００）面の強度をｈ（２
００）とすると、ｈ（１１１）／ｈ（２００）＝２〜６
０でなる］でなり、（２００）面の半値幅が０．５〜
１．２からなり、かつ（２００）面の半値幅が（１１
１）面の半値幅よりも大きいことを特徴とする結晶配向
性被覆工具。
硬質膜の結晶構造に着目し、硬質膜の残留応力を最適に
して硬質膜の硬さおよび強度を高め、その結果、耐剥離
性および耐摩耗性に優れるようにした結晶配向性被覆工
具の提供にある。 【構成】 合金，焼結合金またはセラミックス焼結体の
基体上に、金属および／またはセラミックスの被膜が被
覆された被覆工具であって、該被膜は、周期律表４ａ，
５ａ，６ａ族の炭化物，窒化物，炭酸化物，窒酸化物お
よびこれらの相互固溶体の中から選ばれた少なくとも１
種の単層もしくは多層の硬質膜でなり、該硬質膜は、Ｃ
ｕ−Ｋα線のＸ線回折線ピ−クによる（２００）面に対
する（１１１）面の強度比が２〜６０［（１１１）面の
強度をｈ（１１１）とし、（２００）面の強度をｈ（２
００）とすると、ｈ（１１１）／ｈ（２００）＝２〜６
０でなる］でなり、（２００）面の半値幅が０．５〜
１．２からなり、かつ（２００）面の半値幅が（１１
１）面の半値幅よりも大きいことを特徴とする結晶配向
性被覆工具。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基体上に結晶配向させ
た硬質膜を被覆した結晶配向性被覆工具に関し、具体的
には、例えば旋削工具，フライス工具，ドリルなどの切
削工具、または型工具，切断刃，裁断刃などの耐摩耗工
具として適する結晶配向性被覆工具に関するものであ
る。
た硬質膜を被覆した結晶配向性被覆工具に関し、具体的
には、例えば旋削工具，フライス工具，ドリルなどの切
削工具、または型工具，切断刃，裁断刃などの耐摩耗工
具として適する結晶配向性被覆工具に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来からＴｉ合金，Ａｌ合金，高速度
鋼，耐熱合金などの合金、超硬合金，サ−メットなどの
焼結合金またはＡｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2に代表される酸化物
系セラミックス，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮに代表される非酸化
物系セラミックスなどの各種セラミックス焼結体の基体
上に、周期律表４ａ，５ａ，６ａの炭化物，窒化物，炭
酸化物，窒酸化物およびこれらの相互固溶体の中から選
ばれた少なくとも１種の単層もしくは多層でなる硬質膜
が被覆された被覆工具が検討され、実用化されている。
鋼，耐熱合金などの合金、超硬合金，サ−メットなどの
焼結合金またはＡｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2に代表される酸化物
系セラミックス，Ｓｉ3Ｎ4，ＡｌＮに代表される非酸化
物系セラミックスなどの各種セラミックス焼結体の基体
上に、周期律表４ａ，５ａ，６ａの炭化物，窒化物，炭
酸化物，窒酸化物およびこれらの相互固溶体の中から選
ばれた少なくとも１種の単層もしくは多層でなる硬質膜
が被覆された被覆工具が検討され、実用化されている。
【０００３】これらの被覆工具の中でも硬質膜の結晶性
または結晶配向性に着目し、硬質膜をＸ線回折法により
検討し、提案されている代表的なものとして、特公昭５
９−１８４７４号公報および特開平２−１５９３６３号
公報がある。
または結晶配向性に着目し、硬質膜をＸ線回折法により
検討し、提案されている代表的なものとして、特公昭５
９−１８４７４号公報および特開平２−１５９３６３号
公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】基体に被覆した硬質膜
の結晶性または結晶配向性に着目した従来の被覆工具の
内、特公昭５９−１８４７４号公報には、超硬合金の基
体表面に被覆したＢ１型固溶体でなる硬質膜の（２０
０）面からのＣｕ−Ｋα線によるＸ線回折曲線の半価幅
が２θで０．４°以上からなる切削用被覆超硬合金チッ
プについて開示されている。
の結晶性または結晶配向性に着目した従来の被覆工具の
内、特公昭５９−１８４７４号公報には、超硬合金の基
体表面に被覆したＢ１型固溶体でなる硬質膜の（２０
０）面からのＣｕ−Ｋα線によるＸ線回折曲線の半価幅
が２θで０．４°以上からなる切削用被覆超硬合金チッ
プについて開示されている。
【０００５】また、特開平２−１５９３６３号公報に
は、超硬合金の基体表面にイオンプレ−ティングにより
被覆した基体表面に接するＴｉの化合物膜でなる第１層
がＣｕ−Ｋα線によるＸ線回折において、（１１１）結
晶面が最も高く、かつ半価幅が最も狭い回折ピ−クが現
れるという被覆超硬合金切削工具について開示されてい
る。
は、超硬合金の基体表面にイオンプレ−ティングにより
被覆した基体表面に接するＴｉの化合物膜でなる第１層
がＣｕ−Ｋα線によるＸ線回折において、（１１１）結
晶面が最も高く、かつ半価幅が最も狭い回折ピ−クが現
れるという被覆超硬合金切削工具について開示されてい
る。
【０００６】これら両公報に記載の被覆超硬合金切削工
具は、前者が結晶性に着目したものと推測され、後者が
結晶配向性に着目したものと推測されるが、硬質膜の結
晶構造とそれから生ずる残留応力について配慮していな
いために、同一組成成分の硬質膜であっても硬質膜の硬
さ及び強度が最高に達していなく、その結果耐摩耗性が
まだ満足できなく、工具として短寿命であるという問題
がある。
具は、前者が結晶性に着目したものと推測され、後者が
結晶配向性に着目したものと推測されるが、硬質膜の結
晶構造とそれから生ずる残留応力について配慮していな
いために、同一組成成分の硬質膜であっても硬質膜の硬
さ及び強度が最高に達していなく、その結果耐摩耗性が
まだ満足できなく、工具として短寿命であるという問題
がある。
【０００７】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、硬質膜の結晶粒と結晶面の配向性
を主とする硬質膜の結晶構造に着目し、硬質膜の残留応
力を最適にして硬質膜の硬さおよび強度を高め、その結
果、耐剥離性および耐摩耗性に優れるようにした結晶配
向性被覆工具の提供を目的とするものである。
もので、具体的には、硬質膜の結晶粒と結晶面の配向性
を主とする硬質膜の結晶構造に着目し、硬質膜の残留応
力を最適にして硬質膜の硬さおよび強度を高め、その結
果、耐剥離性および耐摩耗性に優れるようにした結晶配
向性被覆工具の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、長年に亘
り、上述に代表的なものとして例示した従来から用いら
れている合金，焼結合金，セラミックス焼結体の基体上
に、硬質膜を被覆した被覆工具について検討していたと
ころ、被覆条件により硬質膜の結晶を配向させ得るこ
と、硬質膜を結晶配向させると硬質膜に残留する応力が
変化すること、硬質膜の結晶を（１１１）面に強く配向
させて、かつ（２００）面の結晶成長を抑制して、より
微細な（２００）面の結晶粒として存在させることによ
り、硬質膜に圧縮応力が残存し、硬質膜の強度および耐
摩耗性が向上するという知見を得て、本発明を完成する
に至ったものである。
り、上述に代表的なものとして例示した従来から用いら
れている合金，焼結合金，セラミックス焼結体の基体上
に、硬質膜を被覆した被覆工具について検討していたと
ころ、被覆条件により硬質膜の結晶を配向させ得るこ
と、硬質膜を結晶配向させると硬質膜に残留する応力が
変化すること、硬質膜の結晶を（１１１）面に強く配向
させて、かつ（２００）面の結晶成長を抑制して、より
微細な（２００）面の結晶粒として存在させることによ
り、硬質膜に圧縮応力が残存し、硬質膜の強度および耐
摩耗性が向上するという知見を得て、本発明を完成する
に至ったものである。
【０００９】すななち、本発明の結晶配向性被覆工具
は、合金，焼結合金またはセラミックス焼結体の基体上
に、金属および／またはセラミックスの被膜が被覆され
た被覆工具であって、該被膜は、周期律表４ａ，５ａ，
６ａ族元素の炭化物，窒化物，炭酸化物，窒酸化物およ
びこれらの相互固溶体の中から選ばれた少なくとも１種
の単層もしくは多層の硬質膜でなり、該硬質膜は、Ｃｕ
−Ｋα線のＸ線回折線ピ−クによる（２００）面に対す
る（１１１）面の強度比が２〜６０［（１１１）面の強
度をｈ（１１１）とし、（２００）面の強度をｈ（２０
０）とすると、ｈ（１１１）／ｈ（２００）＝２〜６０
でなる］でなり、（２００）面の半値幅が０．５〜１．
２からなり、かつ（２００）面の半値幅が（１１１）面
の半値幅よりも大きいことを特徴とするものである。
は、合金，焼結合金またはセラミックス焼結体の基体上
に、金属および／またはセラミックスの被膜が被覆され
た被覆工具であって、該被膜は、周期律表４ａ，５ａ，
６ａ族元素の炭化物，窒化物，炭酸化物，窒酸化物およ
びこれらの相互固溶体の中から選ばれた少なくとも１種
の単層もしくは多層の硬質膜でなり、該硬質膜は、Ｃｕ
−Ｋα線のＸ線回折線ピ−クによる（２００）面に対す
る（１１１）面の強度比が２〜６０［（１１１）面の強
度をｈ（１１１）とし、（２００）面の強度をｈ（２０
０）とすると、ｈ（１１１）／ｈ（２００）＝２〜６０
でなる］でなり、（２００）面の半値幅が０．５〜１．
２からなり、かつ（２００）面の半値幅が（１１１）面
の半値幅よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１０】本発明の被覆工具における基体は、従来か
らの被覆工具に用いられている硬質膜を被覆するための
各種の基体、具体的には、［従来の技術］の欄に記載し
た各種の合金，焼結合金またはセラミックス焼結体であ
り、好ましくは焼結合金、特に超硬合金でなる場合には
硬質膜の効果を最大に発揮させ得ることから好ましい。
らの被覆工具に用いられている硬質膜を被覆するための
各種の基体、具体的には、［従来の技術］の欄に記載し
た各種の合金，焼結合金またはセラミックス焼結体であ
り、好ましくは焼結合金、特に超硬合金でなる場合には
硬質膜の効果を最大に発揮させ得ることから好ましい。
【００１１】この基体上に被覆する硬質膜は、具体的に
は、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＮｂＣ，
ＶＣ，ＷＣ，Ｍｏ2Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈ
ｆＮ，ＴａＮ，ＮｂＮ，ＶＮ，ＣｒＮ，Ｔｉ（ＣＮ），
Ｔｉ（ＣＯ），Ｔｉ（ＮＯ），Ｔｉ（ＣＮＯ），Ｚｒ
（ＣＮ），Ｔａ（ＣＮ），Ｈｆ（ＣＮ）を挙げることが
できる。この硬質膜は、被膜の強度および耐摩耗性、並
びに被覆工具全体の寿命を高めるために、０．５〜１５
μｍの膜厚でなることが好ましく、特に１〜１０μｍの
膜厚でなることが好ましい。
は、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＮｂＣ，
ＶＣ，ＷＣ，Ｍｏ2Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈ
ｆＮ，ＴａＮ，ＮｂＮ，ＶＮ，ＣｒＮ，Ｔｉ（ＣＮ），
Ｔｉ（ＣＯ），Ｔｉ（ＮＯ），Ｔｉ（ＣＮＯ），Ｚｒ
（ＣＮ），Ｔａ（ＣＮ），Ｈｆ（ＣＮ）を挙げることが
できる。この硬質膜は、被膜の強度および耐摩耗性、並
びに被覆工具全体の寿命を高めるために、０．５〜１５
μｍの膜厚でなることが好ましく、特に１〜１０μｍの
膜厚でなることが好ましい。
【００１２】この硬質膜は、Ｃｕタ−ゲットによるＫα
線でＸ線回折したときの回折線ピ−ク高さの比、具体的
には、（２００）結晶面のピ−ク高さ：ｈ（２００）に
対する（１１１）結晶面のピ−ク高さ：ｈ（１１１）の
比が２〜６０［ｈ（１１１）／ｈ（２００）＝２〜６
０］でなるように結晶配向されており、さらに（２０
０）結晶面の半価幅が０．５〜１．２で、かつ（２０
０）結晶面の半価幅が（１１１）結晶面の半価幅より大
きくすることにより（２００）結晶面の成長を抑制して
いるものであり、（２００）結晶面の半価幅が（２２
０）結晶面の半価幅よりも小さいことが好ましいことで
ある。
線でＸ線回折したときの回折線ピ−ク高さの比、具体的
には、（２００）結晶面のピ−ク高さ：ｈ（２００）に
対する（１１１）結晶面のピ−ク高さ：ｈ（１１１）の
比が２〜６０［ｈ（１１１）／ｈ（２００）＝２〜６
０］でなるように結晶配向されており、さらに（２０
０）結晶面の半価幅が０．５〜１．２で、かつ（２０
０）結晶面の半価幅が（１１１）結晶面の半価幅より大
きくすることにより（２００）結晶面の成長を抑制して
いるものであり、（２００）結晶面の半価幅が（２２
０）結晶面の半価幅よりも小さいことが好ましいことで
ある。
【００１３】また、この硬質膜は、Ｔｉを含む立方晶構
造化合物、具体的には、例えばＴｉＣ，ＴｉＮ，Ｔｉ
（ＣＮ），Ｔｉ（ＣＯ），Ｔｉ（ＮＯ），Ｔｉ（ＣＮ
Ｏ），（ＴｉＺｒ）Ｃ，（ＴｉＺｒ）Ｎでなる立方晶構
造化合物でなることが好ましく、このＴｉを含む立方晶
構造化合物であって同一組成の被覆層でなる２層とこの
同一組成の被覆層とは異なる異種組成の被覆層でなる１
層とが被覆されており、前者の同一組成の被覆層が後者
の異種組成の被覆層を挟持（サンドイッチ）した少なく
とも３層の被膜が被覆された被膜構成になっていること
もより好ましいことである。具体的には、例えばＴｉＮ
層−ＴｉＣ層−ＴｉＮ層、ＴｉＮ層−Ｔｉ（ＣＮ）層−
ＴｉＮ層、Ｔｉ（ＣＮ）層−ＴｉＮ層−Ｔｉ（ＣＮ）
層，ＴｉＮ層−（ＡｌＴｉ）Ｎ層−ＴｉＮ層の被膜構成
である。
造化合物、具体的には、例えばＴｉＣ，ＴｉＮ，Ｔｉ
（ＣＮ），Ｔｉ（ＣＯ），Ｔｉ（ＮＯ），Ｔｉ（ＣＮ
Ｏ），（ＴｉＺｒ）Ｃ，（ＴｉＺｒ）Ｎでなる立方晶構
造化合物でなることが好ましく、このＴｉを含む立方晶
構造化合物であって同一組成の被覆層でなる２層とこの
同一組成の被覆層とは異なる異種組成の被覆層でなる１
層とが被覆されており、前者の同一組成の被覆層が後者
の異種組成の被覆層を挟持（サンドイッチ）した少なく
とも３層の被膜が被覆された被膜構成になっていること
もより好ましいことである。具体的には、例えばＴｉＮ
層−ＴｉＣ層−ＴｉＮ層、ＴｉＮ層−Ｔｉ（ＣＮ）層−
ＴｉＮ層、Ｔｉ（ＣＮ）層−ＴｉＮ層−Ｔｉ（ＣＮ）
層，ＴｉＮ層−（ＡｌＴｉ）Ｎ層−ＴｉＮ層の被膜構成
である。
【００１４】基体上に被覆される被膜は、上述の硬質膜
が基体に直接被覆されている場合、または基体と硬質膜
との間に金属の下地層を介在させる場合、具体的には、
例えばＴｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ａｌおよびこれらの相互合金の中の少なくとも１種の金
属の下地層を介在させることである。特に、基体がＴｉ
合金，Ａｌ合金，高速度鋼，耐熱合金に代表される合金
でなる場合には、基体と硬質膜との間に厚さが１μｍ以
下の金属の下地層（例えば、Ｔｉ，Ａｌ）を介在させる
と、硬質膜を含めた被膜全体の耐剥離性が高まることか
ら好ましいことである。
が基体に直接被覆されている場合、または基体と硬質膜
との間に金属の下地層を介在させる場合、具体的には、
例えばＴｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ａｌおよびこれらの相互合金の中の少なくとも１種の金
属の下地層を介在させることである。特に、基体がＴｉ
合金，Ａｌ合金，高速度鋼，耐熱合金に代表される合金
でなる場合には、基体と硬質膜との間に厚さが１μｍ以
下の金属の下地層（例えば、Ｔｉ，Ａｌ）を介在させる
と、硬質膜を含めた被膜全体の耐剥離性が高まることか
ら好ましいことである。
【００１５】基体上に直接または下地層を介して硬質膜
を被覆した被覆工具の他に、さらに工具の形状もしくは
用途に最適になるように硬質膜の表面に、従来からの被
覆層、例えばＡｌ2Ｏ3，（ＡｌＴｉ）Ｎ，（ＡｌＴｉ）
（ＣＮ）を被覆することも好ましいことである。
を被覆した被覆工具の他に、さらに工具の形状もしくは
用途に最適になるように硬質膜の表面に、従来からの被
覆層、例えばＡｌ2Ｏ3，（ＡｌＴｉ）Ｎ，（ＡｌＴｉ）
（ＣＮ）を被覆することも好ましいことである。
【００１６】本発明の結晶配向性被覆工具は、従来から
使われている基体の表面に従来から行われている物理蒸
着法（ＰＶＤ法），化学蒸着法（ＣＶＤ法）またはプラ
ズマＣＶＤ法を応用して作製することができる。特に、
硬質膜は、ＰＶＤ法により作製すると硬質膜の構成の調
整が容易になることから、好ましいことである。したが
って、本発明の結晶配向性被覆工具は、ＰＶＤ法により
作製した硬質層のみでなる被膜構成、またはＰＶＤ法，
ＣＶＤ法もしくはプラズマＣＶＤ法により作製した従来
の被覆層とＰＶＤ法により作製した硬質膜とを組み合わ
せて作製した被膜構成にすることが好ましいことであ
る。
使われている基体の表面に従来から行われている物理蒸
着法（ＰＶＤ法），化学蒸着法（ＣＶＤ法）またはプラ
ズマＣＶＤ法を応用して作製することができる。特に、
硬質膜は、ＰＶＤ法により作製すると硬質膜の構成の調
整が容易になることから、好ましいことである。したが
って、本発明の結晶配向性被覆工具は、ＰＶＤ法により
作製した硬質層のみでなる被膜構成、またはＰＶＤ法，
ＣＶＤ法もしくはプラズマＣＶＤ法により作製した従来
の被覆層とＰＶＤ法により作製した硬質膜とを組み合わ
せて作製した被膜構成にすることが好ましいことであ
る。
【００１７】硬質膜を作製するには、具体的には、基体
を被覆処理前に予備加熱，イオンボンバ−ド処理などを
行って基体表面に付着している不純物の除去、硬質膜を
構成するための前駆体物質を蒸発させる速度、反応容器
内のガス流量および圧力、被覆時の基体へのバイアス電
圧を調整することが重要である。
を被覆処理前に予備加熱，イオンボンバ−ド処理などを
行って基体表面に付着している不純物の除去、硬質膜を
構成するための前駆体物質を蒸発させる速度、反応容器
内のガス流量および圧力、被覆時の基体へのバイアス電
圧を調整することが重要である。
【００１８】
【作用】本発明の結晶配向性被覆工具は、主として基体
の熱膨張係数と被膜の熱膨張係数との関係から基体の材
質に大きく影響されるが、特に合金，焼結合金でなる基
体の場合には、（１１１）結晶面を成長させて、かつ
（２００）結晶面の成長を抑制させて、その方位面の結
晶粒を小さくした硬質膜が被膜に圧縮応力を残留させる
作用をし、その結果、硬質膜の強度，耐摩耗性を高める
作用が強くなっているものである。
の熱膨張係数と被膜の熱膨張係数との関係から基体の材
質に大きく影響されるが、特に合金，焼結合金でなる基
体の場合には、（１１１）結晶面を成長させて、かつ
（２００）結晶面の成長を抑制させて、その方位面の結
晶粒を小さくした硬質膜が被膜に圧縮応力を残留させる
作用をし、その結果、硬質膜の強度，耐摩耗性を高める
作用が強くなっているものである。
【００１９】
【実施例】ＪＩＳ規格Ｂ４１０４（超硬チップ）に記載
の材質：Ｋ１０相当、形状：ＳＮＧＡ１２０４０８でな
る市販の超硬合金を基体とし、この基体表面を従来から
行われているような有機溶媒による洗浄および乾燥を施
した後、ＰＶＤ反応容器内に設置し、プラズマ電流：２
４０Ａ，圧力：１．５×１０-3Ｔｏｒｒ，Ａｒガス流
量：１００ｓｃｃｍ，時間：６０ｍｉｎの条件で予備加
熱し、次にプラズマ電流：１００Ａ，圧力：１．１×１
０-3Ｔｏｒｒ，Ａｒガス流量：７０ｓｃｃｍ，基体バイ
アス：−２５０Ｖ，時間：３０ｍｉｎの条件でイオンボ
ンバ−ド処理を施し、次いで表１に示す第１被覆工程
（Ｔｉ蒸発，プラズマ電流：１００Ａ，時間：５ｍｉ
ｎ，その他の変動条件は表１に記載），第２被覆工程
（Ｔｉ蒸発，プラズマ電流：２５０Ａ，時間：９０ｍｉ
ｎ，その他の変動条件は表１に記載）を経て基体表面に
窒化チタンの被膜を被覆して本発明品１〜４および比較
品１〜３の被覆工具を得た。
の材質：Ｋ１０相当、形状：ＳＮＧＡ１２０４０８でな
る市販の超硬合金を基体とし、この基体表面を従来から
行われているような有機溶媒による洗浄および乾燥を施
した後、ＰＶＤ反応容器内に設置し、プラズマ電流：２
４０Ａ，圧力：１．５×１０-3Ｔｏｒｒ，Ａｒガス流
量：１００ｓｃｃｍ，時間：６０ｍｉｎの条件で予備加
熱し、次にプラズマ電流：１００Ａ，圧力：１．１×１
０-3Ｔｏｒｒ，Ａｒガス流量：７０ｓｃｃｍ，基体バイ
アス：−２５０Ｖ，時間：３０ｍｉｎの条件でイオンボ
ンバ−ド処理を施し、次いで表１に示す第１被覆工程
（Ｔｉ蒸発，プラズマ電流：１００Ａ，時間：５ｍｉ
ｎ，その他の変動条件は表１に記載），第２被覆工程
（Ｔｉ蒸発，プラズマ電流：２５０Ａ，時間：９０ｍｉ
ｎ，その他の変動条件は表１に記載）を経て基体表面に
窒化チタンの被膜を被覆して本発明品１〜４および比較
品１〜３の被覆工具を得た。
【００２０】こうして得た本発明品１〜４および比較品
１〜３の被膜をＣｕタ−ゲット（Ｎｉフイルタ−使用）
Ｋα線によるＸ線回折と、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）
により調査し、それぞれの被膜の（１１１）面および
（２００）面の半価幅と強度を表２に示した。また、そ
れぞれの被膜の膜厚さは、逃げ面側が２．５±０．２μ
ｍ、掬い面側が４．０±０．２μｍであった。
１〜３の被膜をＣｕタ−ゲット（Ｎｉフイルタ−使用）
Ｋα線によるＸ線回折と、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）
により調査し、それぞれの被膜の（１１１）面および
（２００）面の半価幅と強度を表２に示した。また、そ
れぞれの被膜の膜厚さは、逃げ面側が２．５±０．２μ
ｍ、掬い面側が４．０±０．２μｍであった。
【００２１】次に、本発明品１〜４および比較品１〜３
のそれぞれの被膜をビッカ−ス硬さ（荷重５０ｇ）によ
る硬さおよび引っ掻き硬さ試験機に相当するスクラッチ
試験機により被膜のスクラッチ強度を求めて表２に併記
した。また、本発明品１〜４および比較品に切れ刃ホ−
ニングを施した後、被削材：Ｓ４８Ｃ（ＨＢ２０５〜２
２３），切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ，切込み：１．５
ｍｍ，送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ，切削時間：２０ｍｉ
ｎの条件で、乾式切削による旋削試験を行い、そのとき
の平均逃げ面摩耗量を求めて表２に併記した。
のそれぞれの被膜をビッカ−ス硬さ（荷重５０ｇ）によ
る硬さおよび引っ掻き硬さ試験機に相当するスクラッチ
試験機により被膜のスクラッチ強度を求めて表２に併記
した。また、本発明品１〜４および比較品に切れ刃ホ−
ニングを施した後、被削材：Ｓ４８Ｃ（ＨＢ２０５〜２
２３），切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ，切込み：１．５
ｍｍ，送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ，切削時間：２０ｍｉ
ｎの条件で、乾式切削による旋削試験を行い、そのとき
の平均逃げ面摩耗量を求めて表２に併記した。
【００２２】
【実施例２】実施例１で用いたと同様の基体を使用し、
かつ基体表面被膜を被覆する前段階までの前処理も実施
例１と同様に処理した後、Ｔｉ被覆の第１被覆工程（Ｔ
ｉ蒸発，プラズマ電流：１００Ａ，時間：５ｍｉｎ，そ
の他の変動条件は表３に記載、表３中の圧力は×１
０-3），窒化チタン被覆の第２被覆工程（Ｔｉ蒸発，プ
ラズマ電流：２５０Ａ，窒素ガス流量：１００〜１５０
ｓｃｃｍ，その他の変動条件は表３に記載），炭窒化チ
タン被覆の第３被覆工程（Ｔｉ蒸発，プラズマ電流：２
５０Ａ，基体バイアス−１００Ｖ，時間：本発明品１は
４０ｍｉｎ，他は４５ｍｉｎ，その他の変動条件は表３
に記載），および窒化チタン被覆の第４被覆工程（Ｔｉ
蒸発，プラズマ電流：２５０Ａ，窒素ガス流量：１００
〜１５０ｓｃｃｍ，時間：本発明品７は１５ｍｉｎ，他
は１０ｍｉｎ，その他の変動条件は表３に記載）を経て
基体表面にＴｉＮ−Ｔｉ（ＣＮ）−ＴｉＮの被膜を順次
被覆して本発明品５〜８および比較品４，５の被覆工具
を得た。
かつ基体表面被膜を被覆する前段階までの前処理も実施
例１と同様に処理した後、Ｔｉ被覆の第１被覆工程（Ｔ
ｉ蒸発，プラズマ電流：１００Ａ，時間：５ｍｉｎ，そ
の他の変動条件は表３に記載、表３中の圧力は×１
０-3），窒化チタン被覆の第２被覆工程（Ｔｉ蒸発，プ
ラズマ電流：２５０Ａ，窒素ガス流量：１００〜１５０
ｓｃｃｍ，その他の変動条件は表３に記載），炭窒化チ
タン被覆の第３被覆工程（Ｔｉ蒸発，プラズマ電流：２
５０Ａ，基体バイアス−１００Ｖ，時間：本発明品１は
４０ｍｉｎ，他は４５ｍｉｎ，その他の変動条件は表３
に記載），および窒化チタン被覆の第４被覆工程（Ｔｉ
蒸発，プラズマ電流：２５０Ａ，窒素ガス流量：１００
〜１５０ｓｃｃｍ，時間：本発明品７は１５ｍｉｎ，他
は１０ｍｉｎ，その他の変動条件は表３に記載）を経て
基体表面にＴｉＮ−Ｔｉ（ＣＮ）−ＴｉＮの被膜を順次
被覆して本発明品５〜８および比較品４，５の被覆工具
を得た。
【００２３】こうして得た本発明品５〜８および比較品
４，５の被膜を実施例１と同様にして調べて、その結果
を表４に示した。また、本発明品５〜８および比較品
４，５のそれぞれの被膜を実施例１と同様にして、被膜
表面からのビッカ−ス硬さと被膜のスクラッチ強度を求
めて表４に併記した。（それぞれの被膜厚さは、ほぼ実
施例１の各試料と同様であった。） 次に、実施例１
と同様にして本発明品５〜８および比較品４，５の乾式
切削による旋削試験を行い、そのときの平均逃げ面摩耗
量を求めて表４に併記した。
４，５の被膜を実施例１と同様にして調べて、その結果
を表４に示した。また、本発明品５〜８および比較品
４，５のそれぞれの被膜を実施例１と同様にして、被膜
表面からのビッカ−ス硬さと被膜のスクラッチ強度を求
めて表４に併記した。（それぞれの被膜厚さは、ほぼ実
施例１の各試料と同様であった。） 次に、実施例１
と同様にして本発明品５〜８および比較品４，５の乾式
切削による旋削試験を行い、そのときの平均逃げ面摩耗
量を求めて表４に併記した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【発明の効果】本発明の結晶配向性被覆工具は、本発明
を外れた比較品に比べて被膜の硬さが高く、被膜の強度
が優れている傾向にあり、切削試験における耐摩耗性が
顕著に優れると言う効果がある。
を外れた比較品に比べて被膜の硬さが高く、被膜の強度
が優れている傾向にあり、切削試験における耐摩耗性が
顕著に優れると言う効果がある。
Claims (5)
- 【請求項１】 合金，焼結合金またはセラミックス焼結
体の基体上に、金属および／またはセラミックスの被膜
が被覆された被覆工具において、該被膜は、周期律表４
ａ，５ａ，６ａ族元素の炭化物，窒化物，炭酸化物，窒
酸化物およびこれらの相互固溶体の中から選ばれた少な
くとも１種の単層もしくは多層の硬質膜でなり、該硬質
膜は、Ｃｕ−Ｋα線のＸ線回折線ピ−クによる（２０
０）面に対する（１１１）面の強度比が２〜６０［（１
１１）面の強度をｈ（１１１）とし、（２００）面の強
度をｈ（２００）とすると、ｈ（１１１）／ｈ（２０
０）＝２〜６０でなる］でなり、（２００）面の半値幅
が０．５〜１．２からなり、かつ（２００）面の半値幅
が（１１１）面の半値幅よりも大きいことを特徴とする
結晶配向性被覆工具。 - 【請求項２】 上記硬質膜は、（２００）面の半価幅が
（２２０）面の半価幅よりも小さいことを特徴とする請
求項１記載の結晶配向性被覆工具。 - 【請求項３】 上記硬質膜は、１〜１０μｍの膜厚さで
なることを特徴とする請求項１または２記載の結晶配向
性被覆工具。 - 【請求項４】 上記硬質膜は、Ｔｉを含む立方晶構造化
合物からなることを特徴とする請求項１，２または３記
載の結晶配向性被覆工具。 - 【請求項５】 上記硬質膜は、Ｔｉを含む立方晶構造化
合物であって同一組成の被覆層でなる２層と該同一組成
の被覆層とは異なる異種組成の被覆層でなる１層とが被
覆されており、かつ前者の同一組成の被覆層が後者の異
種組成の被覆層をサンドイッチにした少なくとも３層で
なる多層からなることを特徴とする請求項１，２または
３記載の結晶配向性被覆工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11372195A JPH08281502A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 結晶配向性被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11372195A JPH08281502A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 結晶配向性被覆工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281502A true JPH08281502A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14619465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11372195A Pending JPH08281502A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 結晶配向性被覆工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08281502A (ja) |
Cited By (8)
| 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 |
| JP2004255482A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆エンドミル |
| JP2004268250A (ja) * | 2003-02-17 | 2004-09-30 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆エンドミル及び被覆用ターゲット |
| JP2004298972A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆インサート |
| JP2004306237A (ja) * | 2003-04-10 | 2004-11-04 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆粗加工用エンドミル |
| JP2004306216A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆超硬エンドミル |
| JP2004337989A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆ハイス工具 |
| JP2017530019A (ja) * | 2014-09-26 | 2017-10-12 | ヴァルター アーゲー | ＴｉＡｌ（Ｃ，Ｎ）上のＭＴ−ＣＶＤ ＴｉＣＮによるコーティング切削工具インサート |
-
1995
- 1995-04-14 JP JP11372195A patent/JPH08281502A/ja active Pending
Cited By (8)
| 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 |
| JP2004268250A (ja) * | 2003-02-17 | 2004-09-30 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆エンドミル及び被覆用ターゲット |
| JP2004255482A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆エンドミル |
| JP2004298972A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆インサート |
| JP2004306216A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆超硬エンドミル |
| JP2004306237A (ja) * | 2003-04-10 | 2004-11-04 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆粗加工用エンドミル |
| JP2004337989A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆ハイス工具 |
| JP2017530019A (ja) * | 2014-09-26 | 2017-10-12 | ヴァルター アーゲー | ＴｉＡｌ（Ｃ，Ｎ）上のＭＴ−ＣＶＤ ＴｉＣＮによるコーティング切削工具インサート |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010820 |