JPH0941126A - 硬質皮膜被覆切削工具 - Google Patents
硬質皮膜被覆切削工具Info
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- JPH0941126A JPH0941126A JP19870795A JP19870795A JPH0941126A JP H0941126 A JPH0941126 A JP H0941126A JP 19870795 A JP19870795 A JP 19870795A JP 19870795 A JP19870795 A JP 19870795A JP H0941126 A JPH0941126 A JP H0941126A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の(Al,Ti)(N/C)皮膜が被覆された硬質皮
膜被覆切削工具（耐フランク摩耗性不充分）よりも耐フ
ランク摩耗性に優れ、その結果、優れた耐クレータ摩耗
性とともに優れた耐フランク摩耗性を有する硬質皮膜被
覆切削工具を提供する。 【解決手段】 切削工具基材の少なくとも刃先の逃げ面
及びすくい面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜被覆切削
工具において、前記逃げ面に被覆された硬質皮膜が、
（ Ti1-xHfx ) Ｎ又は（ Ti1-xHfx ) ＣＮで示される組
成（但し、０＜ｘ≦０．７）からなり、前記すくい面に
被覆された硬質皮膜が、（ Ti1-yAly ）Ｎ又は（ Ti1-y
Aly ）ＣＮで示される組成（但し、０＜ｙ≦０．７）か
らなることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具
膜被覆切削工具（耐フランク摩耗性不充分）よりも耐フ
ランク摩耗性に優れ、その結果、優れた耐クレータ摩耗
性とともに優れた耐フランク摩耗性を有する硬質皮膜被
覆切削工具を提供する。 【解決手段】 切削工具基材の少なくとも刃先の逃げ面
及びすくい面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜被覆切削
工具において、前記逃げ面に被覆された硬質皮膜が、
（ Ti1-xHfx ) Ｎ又は（ Ti1-xHfx ) ＣＮで示される組
成（但し、０＜ｘ≦０．７）からなり、前記すくい面に
被覆された硬質皮膜が、（ Ti1-yAly ）Ｎ又は（ Ti1-y
Aly ）ＣＮで示される組成（但し、０＜ｙ≦０．７）か
らなることを特徴とする硬質皮膜被覆切削工具
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質皮膜被覆切削
工具に関し、詳細には、切削工具基材の少なくとも刃先
の逃げ面及びすくい面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜
被覆切削工具に関し、特には、耐摩耗性に優れ、フライ
ス加工、穿孔加工等の切削加工に使用して好適な硬質皮
膜被覆切削工具に関する技術分野に属する。
工具に関し、詳細には、切削工具基材の少なくとも刃先
の逃げ面及びすくい面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜
被覆切削工具に関し、特には、耐摩耗性に優れ、フライ
ス加工、穿孔加工等の切削加工に使用して好適な硬質皮
膜被覆切削工具に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】超硬合金（WC-Co 系焼結合金）又は高速
度工具鋼等の耐摩耗性部材を製作する場合、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、それ
ら部材の基材表面に金属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われている。
度工具鋼等の耐摩耗性部材を製作する場合、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、それ
ら部材の基材表面に金属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われている。
【０００３】かかる耐摩耗性皮膜としては、TiN 皮膜や
TiC皮膜が汎用され、それはイオンプレーティング法に
より形成されている。このTiN 皮膜と TiC皮膜とを比較
すると、TiN 皮膜は TiC皮膜よりも耐熱性（高温耐酸化
性）に優れており、切削時の加工熱や摩擦熱によって昇
温する工具すくい面のクレータ摩耗から保護する機能を
発揮するが、TiC 皮膜に比べて低硬度であるため、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む
しろ脆弱であり、フランク摩耗に対しては TiC皮膜の方
が高い耐久性を示す。そこで、最近ではクレータ摩耗と
フランク摩耗を共に抑制するTiCNの硬質皮膜が実用化さ
れている。
TiC皮膜が汎用され、それはイオンプレーティング法に
より形成されている。このTiN 皮膜と TiC皮膜とを比較
すると、TiN 皮膜は TiC皮膜よりも耐熱性（高温耐酸化
性）に優れており、切削時の加工熱や摩擦熱によって昇
温する工具すくい面のクレータ摩耗から保護する機能を
発揮するが、TiC 皮膜に比べて低硬度であるため、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む
しろ脆弱であり、フランク摩耗に対しては TiC皮膜の方
が高い耐久性を示す。そこで、最近ではクレータ摩耗と
フランク摩耗を共に抑制するTiCNの硬質皮膜が実用化さ
れている。
【０００４】ところで、近年、切削工程の省力化や省エ
ネルギー化及び生産性向上に伴い、切削速度の一層の高
速化が要望されており、高切り込み或いは高送り等の重
切削が行われる状況にある。このように切削条件がより
過酷化する傾向にあるため、前記TiN 皮膜、TiC 皮膜、
TiCN皮膜ではこの要請に応えきれなくなっている。即
ち、TiN 皮膜、TiC 皮膜又はTiCN皮膜を有する切削工具
により高速切削を行った場合、高温で皮膜内のTiが酸化
することにより皮膜が劣化し、摩耗が非常に激しい。
ネルギー化及び生産性向上に伴い、切削速度の一層の高
速化が要望されており、高切り込み或いは高送り等の重
切削が行われる状況にある。このように切削条件がより
過酷化する傾向にあるため、前記TiN 皮膜、TiC 皮膜、
TiCN皮膜ではこの要請に応えきれなくなっている。即
ち、TiN 皮膜、TiC 皮膜又はTiCN皮膜を有する切削工具
により高速切削を行った場合、高温で皮膜内のTiが酸化
することにより皮膜が劣化し、摩耗が非常に激しい。
【０００５】そこで、硬質皮膜の特性（機能）をより向
上すべく、TiN やTiC 或いはTiCNにTi、N 、C 以外の第
３、第４元素を添加することが試みられており、耐熱性
（高温耐酸化性）に優れた硬質皮膜として、Alを添加し
たTiとAlの複合窒化物固溶体〔(Al,Ti)N〕、複合炭化物
固溶体〔(Al,Ti)C〕或いは複合炭窒化物固溶体〔(Al,T
i)(N,C)〕よりなる硬質皮膜（以降、これらを総称して
従来の(Al,Ti)(N/C)系皮膜という）が提案され、又、こ
れら硬質皮膜を切削工具基材表面に被覆してなる硬質皮
膜被覆切削工具が提案されている（特公平5-67705 号公
報、特公平4-53642 号公報）。
上すべく、TiN やTiC 或いはTiCNにTi、N 、C 以外の第
３、第４元素を添加することが試みられており、耐熱性
（高温耐酸化性）に優れた硬質皮膜として、Alを添加し
たTiとAlの複合窒化物固溶体〔(Al,Ti)N〕、複合炭化物
固溶体〔(Al,Ti)C〕或いは複合炭窒化物固溶体〔(Al,T
i)(N,C)〕よりなる硬質皮膜（以降、これらを総称して
従来の(Al,Ti)(N/C)系皮膜という）が提案され、又、こ
れら硬質皮膜を切削工具基材表面に被覆してなる硬質皮
膜被覆切削工具が提案されている（特公平5-67705 号公
報、特公平4-53642 号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の(Al,Ti)(N/
C)系皮膜は、TiN 皮膜、TiC 皮膜、TiCN皮膜に比べて耐
熱性（高温耐酸化性）に優れており、そのため、前者の
(Al,Ti)(N/C)皮膜を被覆した（有する）硬質皮膜被覆切
削工具は、後者のTiN, TiC, TiCN皮膜を有する硬質皮膜
被覆切削工具に比較して、クレータ摩耗（工具すくい面
での摩耗）が生じ難い。しかしながら、(Al,Ti)(N/C)系
皮膜は硬度がHv2500程度とあまり高くはないため、フラ
ンク摩耗（工具逃げ面での摩耗）の抑制に対しては不充
分であり、その改善が必要である。
C)系皮膜は、TiN 皮膜、TiC 皮膜、TiCN皮膜に比べて耐
熱性（高温耐酸化性）に優れており、そのため、前者の
(Al,Ti)(N/C)皮膜を被覆した（有する）硬質皮膜被覆切
削工具は、後者のTiN, TiC, TiCN皮膜を有する硬質皮膜
被覆切削工具に比較して、クレータ摩耗（工具すくい面
での摩耗）が生じ難い。しかしながら、(Al,Ti)(N/C)系
皮膜は硬度がHv2500程度とあまり高くはないため、フラ
ンク摩耗（工具逃げ面での摩耗）の抑制に対しては不充
分であり、その改善が必要である。
【０００７】即ち、クレータ摩耗は工具すくい面におい
て熱的脆化によって生じる摩耗であるため、クレータ摩
耗を抑制するのに必要な特性は耐熱性（高温耐酸化性）
であり、一方、フランク摩耗は工具逃げ面において機械
的な擦り摩耗によって生じる摩耗であるため、フランク
摩耗を抑制するのに必要な特性は高硬度である。従来の
(Al,Ti)(N/C)皮膜は、かかる耐熱性（高温耐酸化性）に
比較的優れているため、クレータ摩耗が生じ難いが、フ
ランク摩耗を充分に抑制し得るほどの高硬度ではないた
め、フランク摩耗を充分には抑制し得ず、従って、耐フ
ランク摩耗性の改善が必要である。
て熱的脆化によって生じる摩耗であるため、クレータ摩
耗を抑制するのに必要な特性は耐熱性（高温耐酸化性）
であり、一方、フランク摩耗は工具逃げ面において機械
的な擦り摩耗によって生じる摩耗であるため、フランク
摩耗を抑制するのに必要な特性は高硬度である。従来の
(Al,Ti)(N/C)皮膜は、かかる耐熱性（高温耐酸化性）に
比較的優れているため、クレータ摩耗が生じ難いが、フ
ランク摩耗を充分に抑制し得るほどの高硬度ではないた
め、フランク摩耗を充分には抑制し得ず、従って、耐フ
ランク摩耗性の改善が必要である。
【０００８】本発明はかかる事情に着目してなされたも
のであって、その目的は前記従来の(Al,Ti)(N/C)皮膜を
有する（被覆した）硬質皮膜被覆切削工具での問題点
（耐フランク摩耗性不充分）を解消し、該硬質皮膜被覆
切削工具の場合よりも耐フランク摩耗性に優れ、その結
果、優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた耐フランク
摩耗性を有する硬質皮膜被覆切削工具を提供しようとす
るものである。
のであって、その目的は前記従来の(Al,Ti)(N/C)皮膜を
有する（被覆した）硬質皮膜被覆切削工具での問題点
（耐フランク摩耗性不充分）を解消し、該硬質皮膜被覆
切削工具の場合よりも耐フランク摩耗性に優れ、その結
果、優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた耐フランク
摩耗性を有する硬質皮膜被覆切削工具を提供しようとす
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具は請求項１〜３
記載の硬質皮膜被覆切削工具としており、それは次のよ
うな構成としたものである。
に、本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具は請求項１〜３
記載の硬質皮膜被覆切削工具としており、それは次のよ
うな構成としたものである。
【００１０】即ち、請求項１記載の硬質皮膜被覆切削工
具は、切削工具基材の少なくとも刃先の逃げ面及びすく
い面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜被覆切削工具にお
いて、前記逃げ面に被覆された硬質皮膜が、TiとHfの複
合窒化物または複合炭窒化物よりなり、そのTiとHfの組
成が、 （ Ti1-xHfx ) 但し、０＜ｘ≦０．７ で示される組成からなり、前記すくい面に被覆された硬
質皮膜が、TiとAlの複合窒化物または複合炭窒化物より
なり、そのTiとAlの組成が、 （ Ti1-yAly ） 但し、０＜ｙ≦０．７ で示される組成からなることを特徴とする硬質皮膜被覆
切削工具である。
具は、切削工具基材の少なくとも刃先の逃げ面及びすく
い面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜被覆切削工具にお
いて、前記逃げ面に被覆された硬質皮膜が、TiとHfの複
合窒化物または複合炭窒化物よりなり、そのTiとHfの組
成が、 （ Ti1-xHfx ) 但し、０＜ｘ≦０．７ で示される組成からなり、前記すくい面に被覆された硬
質皮膜が、TiとAlの複合窒化物または複合炭窒化物より
なり、そのTiとAlの組成が、 （ Ti1-yAly ） 但し、０＜ｙ≦０．７ で示される組成からなることを特徴とする硬質皮膜被覆
切削工具である。
【００１１】請求項２記載の硬質皮膜被覆切削工具は、
前記逃げ面に被覆された硬質皮膜及びすくい面に被覆さ
れた硬質皮膜の膜厚が0.1 〜20μm である請求項１記載
の硬質皮膜被覆切削工具である。
前記逃げ面に被覆された硬質皮膜及びすくい面に被覆さ
れた硬質皮膜の膜厚が0.1 〜20μm である請求項１記載
の硬質皮膜被覆切削工具である。
【００１２】請求項３記載の硬質皮膜被覆切削工具は、
前記切削工具基材が超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ系焼結合金）
または高速度工具鋼である請求項１又は２記載の硬質皮
膜被覆切削工具である。
前記切削工具基材が超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ系焼結合金）
または高速度工具鋼である請求項１又は２記載の硬質皮
膜被覆切削工具である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る硬質皮膜被覆切削工
具は、例えば、スパッタリング法等により、切削工具基
材の刃先の逃げ面に前記の如き組成を有するTiとHfの複
合窒化物（又は炭窒化物）よりなる硬質皮膜を被覆し、
すくい面に前記の如き組成を有するTiとAlの複合窒化物
（又は炭窒化物）よりなる硬質皮膜を被覆することによ
り得られる。ここで、TiとHfの複合窒化物（又は炭窒化
物）よりなる硬質皮膜は、硬度が高く、そのため、フラ
ンク摩耗（工具逃げ面での摩耗）の抑制に効果があり、
耐フランク摩耗性に優れている。一方、TiとAlの複合窒
化物（又は炭窒化物）よりなる硬質皮膜は、耐熱性（高
温耐酸化性）に優れており、そのため、クレータ摩耗
（工具すくい面での摩耗）の抑制に効果があり、耐クレ
ータ摩耗性に優れている。従って、上記硬質皮膜被覆切
削工具は、優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた耐フ
ランク摩耗性を有する。
具は、例えば、スパッタリング法等により、切削工具基
材の刃先の逃げ面に前記の如き組成を有するTiとHfの複
合窒化物（又は炭窒化物）よりなる硬質皮膜を被覆し、
すくい面に前記の如き組成を有するTiとAlの複合窒化物
（又は炭窒化物）よりなる硬質皮膜を被覆することによ
り得られる。ここで、TiとHfの複合窒化物（又は炭窒化
物）よりなる硬質皮膜は、硬度が高く、そのため、フラ
ンク摩耗（工具逃げ面での摩耗）の抑制に効果があり、
耐フランク摩耗性に優れている。一方、TiとAlの複合窒
化物（又は炭窒化物）よりなる硬質皮膜は、耐熱性（高
温耐酸化性）に優れており、そのため、クレータ摩耗
（工具すくい面での摩耗）の抑制に効果があり、耐クレ
ータ摩耗性に優れている。従って、上記硬質皮膜被覆切
削工具は、優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた耐フ
ランク摩耗性を有する。
【００１４】このことからもわかるように、本発明に係
る硬質皮膜被覆切削工具は、優れた耐クレータ摩耗性と
ともに優れた耐フランク摩耗性を有し、すくい面及び逃
げ面の双方において優れた耐摩耗性を有する。従って、
耐摩耗性に優れて耐久性があり、フライス加工、穿孔加
工等の切削加工に好適に用いることができ、高水準の工
具機能を長時間にわたって維持でき、工具寿命が大幅に
延び、しかも高速切削や高切り込み或いは高送り等の重
切削にも円滑に対応できる。
る硬質皮膜被覆切削工具は、優れた耐クレータ摩耗性と
ともに優れた耐フランク摩耗性を有し、すくい面及び逃
げ面の双方において優れた耐摩耗性を有する。従って、
耐摩耗性に優れて耐久性があり、フライス加工、穿孔加
工等の切削加工に好適に用いることができ、高水準の工
具機能を長時間にわたって維持でき、工具寿命が大幅に
延び、しかも高速切削や高切り込み或いは高送り等の重
切削にも円滑に対応できる。
【００１５】この詳細を以下説明する。
【００１６】工具すくい面と逃げ面のそれぞれに最適な
耐摩耗性硬質皮膜を探索するため、TiN 或いはTiCNに様
々な元素を添加し、皮膜性能を評価した結果、TiN 或い
はTiCNにAlを添加したTiとAlの複合窒化物〔(Ti,Al)N〕
又は複合炭窒化物〔(Ti,Al)CN 〕よりなる硬質皮膜は、
耐熱性（高温耐酸化性）に優れており、そのため、クレ
ータ摩耗（工具すくい面での摩耗）の抑制に効果があ
り、耐クレータ摩耗性に優れており、そして、このとき
Alの含有量はTi及びAl中に占めるAlの割合として70at％
以下にするとよいことがわかった。
耐摩耗性硬質皮膜を探索するため、TiN 或いはTiCNに様
々な元素を添加し、皮膜性能を評価した結果、TiN 或い
はTiCNにAlを添加したTiとAlの複合窒化物〔(Ti,Al)N〕
又は複合炭窒化物〔(Ti,Al)CN 〕よりなる硬質皮膜は、
耐熱性（高温耐酸化性）に優れており、そのため、クレ
ータ摩耗（工具すくい面での摩耗）の抑制に効果があ
り、耐クレータ摩耗性に優れており、そして、このとき
Alの含有量はTi及びAl中に占めるAlの割合として70at％
以下にするとよいことがわかった。
【００１７】このように上記皮膜が耐クレータ摩耗性に
優れている理由としては、上記皮膜を大気中で昇温する
と、Alが選択的に酸化して皮膜表面にAl酸化皮膜を形成
し、800 ℃程度までは該Al酸化皮膜が高温耐酸化性に優
れているため、保護皮膜となって熱的脆化を抑制し、そ
の結果、クレータ摩耗（熱的脆化によって生じる）が生
じ難くなるものと考えられる。尚、上記皮膜は、Al含有
量：70at％以下のとき、上記の如く高温耐酸化性に優れ
ているだけでなく、高硬度でもあり、Al含有量：70at％
超のときは皮膜の結晶構造がNacl型（Ｂｌ構造）からZn
S 型（ウルツァイト型）に変化し、それにより皮膜が軟
質化する。かかる点からもAl含有量：70at％以下にする
必要がある。
優れている理由としては、上記皮膜を大気中で昇温する
と、Alが選択的に酸化して皮膜表面にAl酸化皮膜を形成
し、800 ℃程度までは該Al酸化皮膜が高温耐酸化性に優
れているため、保護皮膜となって熱的脆化を抑制し、そ
の結果、クレータ摩耗（熱的脆化によって生じる）が生
じ難くなるものと考えられる。尚、上記皮膜は、Al含有
量：70at％以下のとき、上記の如く高温耐酸化性に優れ
ているだけでなく、高硬度でもあり、Al含有量：70at％
超のときは皮膜の結晶構造がNacl型（Ｂｌ構造）からZn
S 型（ウルツァイト型）に変化し、それにより皮膜が軟
質化する。かかる点からもAl含有量：70at％以下にする
必要がある。
【００１８】一方、フランク摩耗（工具逃げ面での摩
耗）の抑制に対しては高硬度の硬質皮膜であることが必
要であるが、前記TiとAlの複合窒化物〔(Ti,Al)N〕皮膜
及び複合炭窒化物〔(Ti,Al)CN 〕皮膜では硬度がHv2500
程度とあまり高くはないため、高速切削や高切り込み或
いは高送り等の重切削には耐久性が低く、フランク摩耗
（工具逃げ面での摩耗）の抑制に対しては不充分であ
る。これに対し、TiN 或いはTiCNにHfを添加したTiとHf
の複合窒化物〔(Ti,Hf)N〕又は複合炭窒化物〔(Ti,Hf)C
N 〕よりなる硬質皮膜は、硬度が高くビッカース硬度で
Hv3500以上であり、そのため、フランク摩耗（工具逃げ
面での摩耗）の抑制に効果があり、耐フランク摩耗性に
優れており、そして、このときHfの含有量はTi及びHf中
に占めるHfの割合として70at％以下にするとよいことが
わかった。
耗）の抑制に対しては高硬度の硬質皮膜であることが必
要であるが、前記TiとAlの複合窒化物〔(Ti,Al)N〕皮膜
及び複合炭窒化物〔(Ti,Al)CN 〕皮膜では硬度がHv2500
程度とあまり高くはないため、高速切削や高切り込み或
いは高送り等の重切削には耐久性が低く、フランク摩耗
（工具逃げ面での摩耗）の抑制に対しては不充分であ
る。これに対し、TiN 或いはTiCNにHfを添加したTiとHf
の複合窒化物〔(Ti,Hf)N〕又は複合炭窒化物〔(Ti,Hf)C
N 〕よりなる硬質皮膜は、硬度が高くビッカース硬度で
Hv3500以上であり、そのため、フランク摩耗（工具逃げ
面での摩耗）の抑制に効果があり、耐フランク摩耗性に
優れており、そして、このときHfの含有量はTi及びHf中
に占めるHfの割合として70at％以下にするとよいことが
わかった。
【００１９】このように上記皮膜が高硬度である理由に
ついては明らかではないが、主には価電子分布等の変化
によるものと推測される。即ち、価電子分布と硬度との
関係はTiとNbの複合炭化物〔(Ti,Nb)C〕等については既
に報告されており（Surfaceand CoatingsTechnology, 3
3 (1987) 91-103) 、かかる価電子分布等の変化が関係
しているものと考えられる。
ついては明らかではないが、主には価電子分布等の変化
によるものと推測される。即ち、価電子分布と硬度との
関係はTiとNbの複合炭化物〔(Ti,Nb)C〕等については既
に報告されており（Surfaceand CoatingsTechnology, 3
3 (1987) 91-103) 、かかる価電子分布等の変化が関係
しているものと考えられる。
【００２０】以上のことから、耐クレータ摩耗性を必要
とする工具すくい面には、前記の如き耐熱性（高温耐酸
化性）に優れて耐クレータ摩耗性に優れたTiとAlの複合
窒化物〔(Ti,Al)N〕又は複合炭窒化物〔(Ti,Al)CN 〕よ
りなる硬質皮膜を被覆し、耐フランク摩耗性を必要とす
る工具逃げ面には、前記の如き高硬度で耐フランク摩耗
性に優れたTiとHfの複合窒化物〔(Ti,Hf)N〕又は複合炭
窒化物〔(Ti,Hf)CN 〕よりなる硬質皮膜を被覆すれば、
優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた耐フランク摩耗
性を有する硬質皮膜被覆切削工具となるといえる。即
ち、これら硬質皮膜のそれぞれの優れた利点を活かし、
使い分けることが有効であり、それにより、優れた耐ク
レータ摩耗性とともに優れた耐フランク摩耗性を有する
硬質皮膜被覆切削工具となる。
とする工具すくい面には、前記の如き耐熱性（高温耐酸
化性）に優れて耐クレータ摩耗性に優れたTiとAlの複合
窒化物〔(Ti,Al)N〕又は複合炭窒化物〔(Ti,Al)CN 〕よ
りなる硬質皮膜を被覆し、耐フランク摩耗性を必要とす
る工具逃げ面には、前記の如き高硬度で耐フランク摩耗
性に優れたTiとHfの複合窒化物〔(Ti,Hf)N〕又は複合炭
窒化物〔(Ti,Hf)CN 〕よりなる硬質皮膜を被覆すれば、
優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた耐フランク摩耗
性を有する硬質皮膜被覆切削工具となるといえる。即
ち、これら硬質皮膜のそれぞれの優れた利点を活かし、
使い分けることが有効であり、それにより、優れた耐ク
レータ摩耗性とともに優れた耐フランク摩耗性を有する
硬質皮膜被覆切削工具となる。
【００２１】本発明は以上のような知見に基づきなされ
たものであり、本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具は、
前記の如く、切削工具基材の少なくとも刃先の逃げ面及
びすくい面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜被覆切削工
具において、前記逃げ面に被覆された硬質皮膜が、Tiと
Hfの複合窒化物または複合炭窒化物よりなり、そのTiと
Hfの組成が、 （ Ti1-xHfx ) 但し、０＜ｘ≦０．７ で示される組成からなり、前記すくい面に被覆された硬
質皮膜が、TiとAlの複合窒化物または複合炭窒化物より
なり、そのTiとAlの組成が、 （ Ti1-yAly ） 但し、０＜ｙ≦０．７ で示される組成からなるようにしている。
たものであり、本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具は、
前記の如く、切削工具基材の少なくとも刃先の逃げ面及
びすくい面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜被覆切削工
具において、前記逃げ面に被覆された硬質皮膜が、Tiと
Hfの複合窒化物または複合炭窒化物よりなり、そのTiと
Hfの組成が、 （ Ti1-xHfx ) 但し、０＜ｘ≦０．７ で示される組成からなり、前記すくい面に被覆された硬
質皮膜が、TiとAlの複合窒化物または複合炭窒化物より
なり、そのTiとAlの組成が、 （ Ti1-yAly ） 但し、０＜ｙ≦０．７ で示される組成からなるようにしている。
【００２２】この逃げ面に被覆された硬質皮膜は、即
ち、（ Ti1-xHfx ) Ｎ、又は、(Ti1-xHfx ) ＣＮで示さ
れる組成からなり、０＜ｘ≦0.7 であることを特徴とす
るものである。ここで、Ｎ又はＣＮをＺとすると、この
硬質皮膜は（ Ti1-xHfx ) Ｚで示される組成からなり、
０＜ｘ≦0.7 のものである。換言すれば、TiとHfの複合
窒化物または複合炭窒化物〔(Ti1-xHfx ) Ｚ〕よりな
り、このTi及びHf中に占めるHfの割合が70at％以下（０
％を含まず）である硬質皮膜である。尚、（ Ti1-xH
fx ) ：Ｚは、１：１であるとは限らず、１：約１（１
に近い１以下）の場合も含まれ、例えば１：0.90の場合
もある。
ち、（ Ti1-xHfx ) Ｎ、又は、(Ti1-xHfx ) ＣＮで示さ
れる組成からなり、０＜ｘ≦0.7 であることを特徴とす
るものである。ここで、Ｎ又はＣＮをＺとすると、この
硬質皮膜は（ Ti1-xHfx ) Ｚで示される組成からなり、
０＜ｘ≦0.7 のものである。換言すれば、TiとHfの複合
窒化物または複合炭窒化物〔(Ti1-xHfx ) Ｚ〕よりな
り、このTi及びHf中に占めるHfの割合が70at％以下（０
％を含まず）である硬質皮膜である。尚、（ Ti1-xH
fx ) ：Ｚは、１：１であるとは限らず、１：約１（１
に近い１以下）の場合も含まれ、例えば１：0.90の場合
もある。
【００２３】一方、すくい面に被覆された硬質皮膜は、
即ち、(Ti1-yAly ）Ｎ、又は(Ti1-yAly ）ＣＮで示され
る組成からなり、０＜ｙ≦0.7 であることを特徴とする
ものである。ここで、Ｎ又はＣＮをＺとすると、この硬
質皮膜は（ Ti1-yAly ）Ｚで示される組成からなり、０
＜ｙ≦0.7 のものである。換言すれば、TiとAlの複合窒
化物または複合炭窒化物〔(Ti1-yAly ）Ｚ〕よりなり、
このTi及びAl中に占めるAlの割合が70at％以下（０％を
含まず）である硬質皮膜である。尚、（ Ti1-yAly ）：
Ｚは、１：１であるとは限らず、１：約１（１に近い１
以下）の場合も含まれ、例えば１：0.90の場合もある。
即ち、(Ti1-yAly ）Ｎ、又は(Ti1-yAly ）ＣＮで示され
る組成からなり、０＜ｙ≦0.7 であることを特徴とする
ものである。ここで、Ｎ又はＣＮをＺとすると、この硬
質皮膜は（ Ti1-yAly ）Ｚで示される組成からなり、０
＜ｙ≦0.7 のものである。換言すれば、TiとAlの複合窒
化物または複合炭窒化物〔(Ti1-yAly ）Ｚ〕よりなり、
このTi及びAl中に占めるAlの割合が70at％以下（０％を
含まず）である硬質皮膜である。尚、（ Ti1-yAly ）：
Ｚは、１：１であるとは限らず、１：約１（１に近い１
以下）の場合も含まれ、例えば１：0.90の場合もある。
【００２４】従って、本発明に係る硬質皮膜被覆切削工
具は、前記知見と照合するに、優れた耐クレータ摩耗性
とともに優れた耐フランク摩耗性を有するものであるこ
とがわかる。即ち、従来の(Al,Ti)(N/C)皮膜を有する硬
質皮膜被覆切削工具の場合よりも耐フランク摩耗性に優
れ、その結果、優れた耐クレータ摩耗性（すくい面での
耐摩耗性）とともに優れた耐フランク摩耗性（逃げ面で
の耐摩耗性）を有し、すくい面及び逃げ面の双方におい
て優れた耐摩耗性を有するものであることがわかる。
具は、前記知見と照合するに、優れた耐クレータ摩耗性
とともに優れた耐フランク摩耗性を有するものであるこ
とがわかる。即ち、従来の(Al,Ti)(N/C)皮膜を有する硬
質皮膜被覆切削工具の場合よりも耐フランク摩耗性に優
れ、その結果、優れた耐クレータ摩耗性（すくい面での
耐摩耗性）とともに優れた耐フランク摩耗性（逃げ面で
の耐摩耗性）を有し、すくい面及び逃げ面の双方におい
て優れた耐摩耗性を有するものであることがわかる。
【００２５】ここで、すくい面に被覆された硬質皮膜の
Ti及びAl中に占めるAlの割合を70at％以下（０％を含ま
ず）、即ち（ Ti1-yAly ）Ｚでのｙを０＜ｘ≦0.7 とし
ているのは、ｙを0.7 超とすると、前述の如く結晶構造
の変化により皮膜が軟質化して硬度がTiN 並みのHv2000
程度に低下し、又、耐熱性も低下し、その結果、耐クレ
ータ摩耗性が低下して不充分となり、一方、ｙを０とす
るとAlが含有されず、Al添加による耐クレータ摩耗性の
向上が図れなくなって耐クレータ摩耗性が不充分となる
からである。
Ti及びAl中に占めるAlの割合を70at％以下（０％を含ま
ず）、即ち（ Ti1-yAly ）Ｚでのｙを０＜ｘ≦0.7 とし
ているのは、ｙを0.7 超とすると、前述の如く結晶構造
の変化により皮膜が軟質化して硬度がTiN 並みのHv2000
程度に低下し、又、耐熱性も低下し、その結果、耐クレ
ータ摩耗性が低下して不充分となり、一方、ｙを０とす
るとAlが含有されず、Al添加による耐クレータ摩耗性の
向上が図れなくなって耐クレータ摩耗性が不充分となる
からである。
【００２６】逃げ面に被覆された硬質皮膜のTi及びHf中
に占めるHfの割合を70at％以下（０％を含まず）、即
ち、（ Ti1-xHfx ）Ｚでのｘを０＜ｘ≦0.7 としている
のは、ｘを0.7 超とすると、硬度が低下し、そのため、
耐フランク摩耗性が低下して不充分となり、一方、ｘを
０とするとHfが含有されず、Hf添加による耐フランク摩
耗性の向上が図れなくなって耐フランク摩耗性が不充分
となるからである。尚、ｘを0.7 超とすると硬度が低下
する原因については、明らかではないが、価電子分布の
変化が関係していると考えられる。即ち、TiN にNbを添
加した窒化物〔(Ti,Nb)N〕はNb量の増大によって硬度が
上昇するが、Nb量を増加し過ぎると逆に硬度が下降し、
これは、価電子分布の変化が関係すると報告されている
ことから、（ Ti1-xHfx ) Ｚの場合も価電子分布の変化
が関係していると考えられる。
に占めるHfの割合を70at％以下（０％を含まず）、即
ち、（ Ti1-xHfx ）Ｚでのｘを０＜ｘ≦0.7 としている
のは、ｘを0.7 超とすると、硬度が低下し、そのため、
耐フランク摩耗性が低下して不充分となり、一方、ｘを
０とするとHfが含有されず、Hf添加による耐フランク摩
耗性の向上が図れなくなって耐フランク摩耗性が不充分
となるからである。尚、ｘを0.7 超とすると硬度が低下
する原因については、明らかではないが、価電子分布の
変化が関係していると考えられる。即ち、TiN にNbを添
加した窒化物〔(Ti,Nb)N〕はNb量の増大によって硬度が
上昇するが、Nb量を増加し過ぎると逆に硬度が下降し、
これは、価電子分布の変化が関係すると報告されている
ことから、（ Ti1-xHfx ) Ｚの場合も価電子分布の変化
が関係していると考えられる。
【００２７】尚、上記ｘについては、０＜ｘ≦0.3 にす
ることが望ましい。そうすると、より確実に硬度が高く
なって耐フランク摩耗性が向上するからである。又、上
記ｙについては、０＜ｙ≦0.3 にすることが望ましい。
そうすると、より確実に耐熱性が向上して耐クレータ摩
耗性が向上するからである。
ることが望ましい。そうすると、より確実に硬度が高く
なって耐フランク摩耗性が向上するからである。又、上
記ｙについては、０＜ｙ≦0.3 にすることが望ましい。
そうすると、より確実に耐熱性が向上して耐クレータ摩
耗性が向上するからである。
【００２８】前記「切削工具基材の少なくとも刃先の逃
げ面及びすくい面に硬質皮膜が被覆された」状態とは、
「旋盤加工用の切削バイト等の如く逃げ面及びすくい面
が刃先にのみあるものについては、該刃先の逃げ面及び
すくい面に硬質皮膜が被覆された」状態のことをいい、
「ドリル、エンドミル等の場合については、被削材に接
触する刃先の逃げ面及びすくい面のみに硬質皮膜が被覆
された状態、或いは、該刃先の逃げ面及びすくい面の
他、被削材と接触しない全ての逃げ面及びすくい面に硬
質皮膜が被覆された状態」のことをいう。
げ面及びすくい面に硬質皮膜が被覆された」状態とは、
「旋盤加工用の切削バイト等の如く逃げ面及びすくい面
が刃先にのみあるものについては、該刃先の逃げ面及び
すくい面に硬質皮膜が被覆された」状態のことをいい、
「ドリル、エンドミル等の場合については、被削材に接
触する刃先の逃げ面及びすくい面のみに硬質皮膜が被覆
された状態、或いは、該刃先の逃げ面及びすくい面の
他、被削材と接触しない全ての逃げ面及びすくい面に硬
質皮膜が被覆された状態」のことをいう。
【００２９】本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具におい
て、逃げ面及びすくい面に被覆された硬質皮膜の膜厚に
ついては、特に限定されるものではないが、耐摩耗性及
び耐熱性（耐酸化性）の両方が要求される工具等の部材
に該硬質皮膜をコーティングして用いる場合は、膜厚0.
1 μm 以上にすることが望ましい。それは、耐酸化性に
おいては該硬質皮膜が均一にコーティングされれば膜厚
0.1 μm 未満でも効果はあるものの、膜厚0.1 μm 未満
では耐摩耗性付与効果があまり発揮されなくなり、耐摩
耗性（すくい面では耐クレータ摩耗性、逃げ面では耐フ
ランク摩耗性）が不充分となる可能性があるからであ
る。一方、膜厚20μm 超では膜厚を厚くする割りには耐
摩耗性及び耐酸化性の向上効果が少なく、又、コーティ
ング時間が長くなって生産性が低下することから、20μ
m 以下にすることが望ましい（請求項２記載の硬質皮
膜）。
て、逃げ面及びすくい面に被覆された硬質皮膜の膜厚に
ついては、特に限定されるものではないが、耐摩耗性及
び耐熱性（耐酸化性）の両方が要求される工具等の部材
に該硬質皮膜をコーティングして用いる場合は、膜厚0.
1 μm 以上にすることが望ましい。それは、耐酸化性に
おいては該硬質皮膜が均一にコーティングされれば膜厚
0.1 μm 未満でも効果はあるものの、膜厚0.1 μm 未満
では耐摩耗性付与効果があまり発揮されなくなり、耐摩
耗性（すくい面では耐クレータ摩耗性、逃げ面では耐フ
ランク摩耗性）が不充分となる可能性があるからであ
る。一方、膜厚20μm 超では膜厚を厚くする割りには耐
摩耗性及び耐酸化性の向上効果が少なく、又、コーティ
ング時間が長くなって生産性が低下することから、20μ
m 以下にすることが望ましい（請求項２記載の硬質皮
膜）。
【００３０】本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具での切
削工具基材としては、超硬合金又は高速度工具鋼（ハイ
ス）を用いることが望ましい（請求項３記載の硬質皮
膜）。それは、本発明皮膜は特に超硬合金及び高速度工
具鋼に対して密着性が非常によいからである。
削工具基材としては、超硬合金又は高速度工具鋼（ハイ
ス）を用いることが望ましい（請求項３記載の硬質皮
膜）。それは、本発明皮膜は特に超硬合金及び高速度工
具鋼に対して密着性が非常によいからである。
【００３１】本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具を製造
するに際し、逃げ面及びすくい面への硬質皮膜の被覆方
法については、特に限定されるものではなく、種々の被
覆方法を使用でき、例えば、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イオンプレー
ティング法やスパッタリング法、或いはイオン注入法等
に代表されるＰＶＤ法を使用すればよい。これらの中、
例えば、アークイオンプレーティング法により(Ti1-xAl
x ）Ｎ膜を被覆する場合、ターゲット（カソード）とし
てはTiとAlをそれぞれ個別に使用してもよいが、目的組
成そのものからなるTi1-x Alx を使用すれば、皮膜組成
のコントロールが容易であるという利点がある。
するに際し、逃げ面及びすくい面への硬質皮膜の被覆方
法については、特に限定されるものではなく、種々の被
覆方法を使用でき、例えば、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イオンプレー
ティング法やスパッタリング法、或いはイオン注入法等
に代表されるＰＶＤ法を使用すればよい。これらの中、
例えば、アークイオンプレーティング法により(Ti1-xAl
x ）Ｎ膜を被覆する場合、ターゲット（カソード）とし
てはTiとAlをそれぞれ個別に使用してもよいが、目的組
成そのものからなるTi1-x Alx を使用すれば、皮膜組成
のコントロールが容易であるという利点がある。
【００３２】逃げ面への硬質皮膜の被覆は、逃げ面以外
の部分（すくい面を含む）をマスキングした状態で行
い、すくい面への硬質皮膜の被覆は、すくい面以外の部
分（逃げ面を含む）をマスキングした状態で行うとよ
い。被覆の順序としては、逃げ面からでもよいし、すく
い面からでもよい。
の部分（すくい面を含む）をマスキングした状態で行
い、すくい面への硬質皮膜の被覆は、すくい面以外の部
分（逃げ面を含む）をマスキングした状態で行うとよ
い。被覆の順序としては、逃げ面からでもよいし、すく
い面からでもよい。
【００３３】
（実施例１）基材として白金板を用い、下記の方法によ
り表１に示す各種組成の硬質皮膜を白金板上に被覆形成
し、それら皮膜の耐酸化性（耐熱性）及び硬度を調べ
た。即ち、カソードアーク方式イオンプレーティング装
置を用い、そのカソード電極として Ti1-xHfx 又は Ti
1-yAly 固溶体（但し、ｘ，ｙ：種々変化）よりなるタ
ーゲットを取り付け、一方、該装置の基板（基材）ホル
ダーに基材として白金板を取り付けた。又、該装置に
は、皮膜形成状態の均一性を確保するための基板回転機
構及びヒータを設けた。
り表１に示す各種組成の硬質皮膜を白金板上に被覆形成
し、それら皮膜の耐酸化性（耐熱性）及び硬度を調べ
た。即ち、カソードアーク方式イオンプレーティング装
置を用い、そのカソード電極として Ti1-xHfx 又は Ti
1-yAly 固溶体（但し、ｘ，ｙ：種々変化）よりなるタ
ーゲットを取り付け、一方、該装置の基板（基材）ホル
ダーに基材として白金板を取り付けた。又、該装置に
は、皮膜形成状態の均一性を確保するための基板回転機
構及びヒータを設けた。
【００３４】そして、上記ヒータによって基材（白金
板）を400 ℃に加熱保持した状態で、装置内に高純度N2
又はN2/CH4混合ガスを導入した上で３×10-2Torrの雰囲
気とし、基材に−70Ｖのバイアス電圧を印加してアーク
放電を開始し、基材表面に膜厚15μm の成膜を行った。
このようにして得られた皮膜の組成を表１（No.1〜16）
に示す。この中、No.3〜8 、11〜16のものは本発明の実
施例に係る硬質皮膜であり、No.1〜2 、9 〜11は比較例
に係る皮膜である。
板）を400 ℃に加熱保持した状態で、装置内に高純度N2
又はN2/CH4混合ガスを導入した上で３×10-2Torrの雰囲
気とし、基材に−70Ｖのバイアス電圧を印加してアーク
放電を開始し、基材表面に膜厚15μm の成膜を行った。
このようにして得られた皮膜の組成を表１（No.1〜16）
に示す。この中、No.3〜8 、11〜16のものは本発明の実
施例に係る硬質皮膜であり、No.1〜2 、9 〜11は比較例
に係る皮膜である。
【００３５】更に、比較のため、カソード（ターゲッ
ト）にTiを用い、かかる点を除き上記と同様の装置及び
方法により、TiN 皮膜を形成した（表１−No.17 ）。
ト）にTiを用い、かかる点を除き上記と同様の装置及び
方法により、TiN 皮膜を形成した（表１−No.17 ）。
【００３６】このようにして皮膜形成された試料につい
て、その皮膜の耐酸化性を調べるため、熱天秤装置を用
いて昇温範囲：室温〜1000℃、昇温速度：10℃/min、雰
囲気ガス：乾燥空気、雰囲気ガスの流量：150cc/min の
条件で酸化試験を行った。そして、昇温過程で生じる急
激な重量増加点での温度を酸化開始温度と定め、それを
求めた。その結果を表１に示す。又、皮膜のビッカース
硬度（荷重50ｇ）を測定した。その結果を表１に併記し
て示す。
て、その皮膜の耐酸化性を調べるため、熱天秤装置を用
いて昇温範囲：室温〜1000℃、昇温速度：10℃/min、雰
囲気ガス：乾燥空気、雰囲気ガスの流量：150cc/min の
条件で酸化試験を行った。そして、昇温過程で生じる急
激な重量増加点での温度を酸化開始温度と定め、それを
求めた。その結果を表１に示す。又、皮膜のビッカース
硬度（荷重50ｇ）を測定した。その結果を表１に併記し
て示す。
【００３７】表１から明らかなように、TiN 皮膜（No.1
7 ) では約600 ℃で酸化が始まり、(Ti1-xHfx ）Ｚ皮膜
（但しＺはＮ又はＣＮ）においてはｘ＞0.7 のもので54
0 〜560 ℃で酸化が始まり（No.1〜2)、０＜ｘ≦0.7 の
もので620 〜700 ℃で酸化が始まる（No.3〜8 ）。これ
に対し、(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜において０＜ｙ≦0.7 のも
の（No.11 〜16）は酸化開始温度が高く、高温耐酸化性
（耐熱性）に優れており、そのため、切削工具のすくい
面に被覆する硬質皮膜として好適である。尚、(Ti1-yAl
y ) Ｚ皮膜でｙ＞0.7 のもの（No.9〜11）は、酸化開始
温度が高いものの、硬度が低く、そのため耐クレータ摩
耗性が低くて不充分であり、切削工具に被覆する硬質皮
膜として好適ではない。
7 ) では約600 ℃で酸化が始まり、(Ti1-xHfx ）Ｚ皮膜
（但しＺはＮ又はＣＮ）においてはｘ＞0.7 のもので54
0 〜560 ℃で酸化が始まり（No.1〜2)、０＜ｘ≦0.7 の
もので620 〜700 ℃で酸化が始まる（No.3〜8 ）。これ
に対し、(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜において０＜ｙ≦0.7 のも
の（No.11 〜16）は酸化開始温度が高く、高温耐酸化性
（耐熱性）に優れており、そのため、切削工具のすくい
面に被覆する硬質皮膜として好適である。尚、(Ti1-yAl
y ) Ｚ皮膜でｙ＞0.7 のもの（No.9〜11）は、酸化開始
温度が高いものの、硬度が低く、そのため耐クレータ摩
耗性が低くて不充分であり、切削工具に被覆する硬質皮
膜として好適ではない。
【００３８】(Ti1-xHfx ）Ｚ皮膜で０＜ｘ≦0.7 のもの
（No.3〜8 ）は、(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜に比べ、上記の如
く酸化開始温度が低いが、硬度が高く、そのため、切削
工具の逃げ面に被覆する硬質皮膜として適しており、そ
の中でもＺがＣＮであるところの(Ti1-yAly )(C,N)皮膜
（No.7〜8 ）が最も硬度が高く、最適である。
（No.3〜8 ）は、(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜に比べ、上記の如
く酸化開始温度が低いが、硬度が高く、そのため、切削
工具の逃げ面に被覆する硬質皮膜として適しており、そ
の中でもＺがＣＮであるところの(Ti1-yAly )(C,N)皮膜
（No.7〜8 ）が最も硬度が高く、最適である。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】（実施例２）カソードアーク方式イオンプ
レーティング装置を用い、そのカソード電極として Ti
1-xHfx 固溶体（但し、ｘ：種々変化）よりなるターゲ
ットを取り付け、一方、該装置の基板（基材）ホルダー
に基材として超硬合金（WC−10％Co系焼結合金）製の工
具チップを取り付けた。又、該装置には、皮膜形成状態
の均一性を確保するための基板回転機構及びヒータを設
けた。そして、上記ヒータによって基材（チップ）を40
0 ℃に加熱保持した状態で、装置内に高純度N2又はN2/C
H4混合ガスを導入した上で７×10-3Torrの雰囲気とし、
基材に−70Ｖのバイアス電圧を印加してアーク放電を開
始し、工具チップ（基材）の逃げ面に膜厚20μm の成膜
を行った。このとき、すくい面をマスキングした状態で
成膜を行った。
レーティング装置を用い、そのカソード電極として Ti
1-xHfx 固溶体（但し、ｘ：種々変化）よりなるターゲ
ットを取り付け、一方、該装置の基板（基材）ホルダー
に基材として超硬合金（WC−10％Co系焼結合金）製の工
具チップを取り付けた。又、該装置には、皮膜形成状態
の均一性を確保するための基板回転機構及びヒータを設
けた。そして、上記ヒータによって基材（チップ）を40
0 ℃に加熱保持した状態で、装置内に高純度N2又はN2/C
H4混合ガスを導入した上で７×10-3Torrの雰囲気とし、
基材に−70Ｖのバイアス電圧を印加してアーク放電を開
始し、工具チップ（基材）の逃げ面に膜厚20μm の成膜
を行った。このとき、すくい面をマスキングした状態で
成膜を行った。
【００４３】次に、上記工具チップのすくい面のマスキ
ングを除去し、逃げ面にマスキングを施した後、ターゲ
ットとして Ti1-yAly 固溶体（但し、ｙ：種々変化）を
用い、この点を除き上記と同様の条件で、工具チップの
すくい面に膜厚20μm の成膜を行った。
ングを除去し、逃げ面にマスキングを施した後、ターゲ
ットとして Ti1-yAly 固溶体（但し、ｙ：種々変化）を
用い、この点を除き上記と同様の条件で、工具チップの
すくい面に膜厚20μm の成膜を行った。
【００４４】このようにして得られた皮膜の組成を表２
〜３(No.18〜25）に示す。この中、No.20 〜25のものは
本発明の実施例に係る硬質皮膜であり、No.18 〜19は比
較例に係る皮膜である。
〜３(No.18〜25）に示す。この中、No.20 〜25のものは
本発明の実施例に係る硬質皮膜であり、No.18 〜19は比
較例に係る皮膜である。
【００４５】更に、比較のため、ターゲットにTi、Ti
0.4Al0.6又はTi0.8Hf0.2を用い、かかる点を除き上記と
同様の装置及び方法により、工具チップの逃げ面に膜厚
20μmの成膜を行った後、すくい面に膜厚20μm の成膜
を行い、工具チップの逃げ面及びすくい面にTiN を被覆
したもの(No.26, 37）、(Ti0.4Al0.6)N を被覆したもの
(No.27, 38）、(Ti0.8Hf0.2)N を被覆したもの(No.28,
39）を作製した。
0.4Al0.6又はTi0.8Hf0.2を用い、かかる点を除き上記と
同様の装置及び方法により、工具チップの逃げ面に膜厚
20μmの成膜を行った後、すくい面に膜厚20μm の成膜
を行い、工具チップの逃げ面及びすくい面にTiN を被覆
したもの(No.26, 37）、(Ti0.4Al0.6)N を被覆したもの
(No.27, 38）、(Ti0.8Hf0.2)N を被覆したもの(No.28,
39）を作製した。
【００４６】以上のようにして皮膜形成された工具チッ
プを用いて、次の２種類の条件で切削試験を行った。そ
の試験結果を表２〜３に示す。 被削材：S45C、切削速度：170m/min、送り速度：0.
25mm/rev、切り込み：１mm、切削時間：25分 （表２） 被削材:SKD11、切削速度：150m/min、送り速度：0.
2mm/rev 、切り込み：２mm、切削時間：25分 （表３）
プを用いて、次の２種類の条件で切削試験を行った。そ
の試験結果を表２〜３に示す。 被削材：S45C、切削速度：170m/min、送り速度：0.
25mm/rev、切り込み：１mm、切削時間：25分 （表２） 被削材:SKD11、切削速度：150m/min、送り速度：0.
2mm/rev 、切り込み：２mm、切削時間：25分 （表３）
【００４７】表２〜３から明らかなように、本発明の実
施例に係る工具チップは、比較例に係る工具チップに比
べて、逃げ面摩耗幅（フランク摩耗量）及びすくい面摩
耗深さ（クレータ摩耗量）が極めて少なく、耐摩耗性に
非常に優れている。
施例に係る工具チップは、比較例に係る工具チップに比
べて、逃げ面摩耗幅（フランク摩耗量）及びすくい面摩
耗深さ（クレータ摩耗量）が極めて少なく、耐摩耗性に
非常に優れている。
【００４８】即ち、工具チップの逃げ面及びすくい面に
TiN を被覆したもの(No.26, 37）、(Ti0.4Al0.6)N を被
覆したもの (No.27, 38 ）、(Ti0.8Hf0.2)N を被覆した
もの(No.28, 39）、逃げ面に（Ti1-x Hfx ）Ｚ皮膜でｘ
＞0.7 のものを被覆し、すくい面に(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜
でｙ＞0.7 のものを被覆したもの（No.18 〜19、29〜3
0）は、耐フランク摩耗性及び／又は耐クレータ摩耗性
が低くて不充分である。これに対し、逃げ面に（Ti1-x
Hfx ）Ｚ皮膜で０＜ｘ≦0.7 のものを被覆し、且つ、す
くい面に(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜で０＜ｙ≦0.7 のものを被
覆した工具チップ（No.20 〜25、31〜36：本発明の実施
例に係る工具チップ）は、耐フランク摩耗性とともに耐
クレータ摩耗性に優れている。
TiN を被覆したもの(No.26, 37）、(Ti0.4Al0.6)N を被
覆したもの (No.27, 38 ）、(Ti0.8Hf0.2)N を被覆した
もの(No.28, 39）、逃げ面に（Ti1-x Hfx ）Ｚ皮膜でｘ
＞0.7 のものを被覆し、すくい面に(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜
でｙ＞0.7 のものを被覆したもの（No.18 〜19、29〜3
0）は、耐フランク摩耗性及び／又は耐クレータ摩耗性
が低くて不充分である。これに対し、逃げ面に（Ti1-x
Hfx ）Ｚ皮膜で０＜ｘ≦0.7 のものを被覆し、且つ、す
くい面に(Ti1-yAly ) Ｚ皮膜で０＜ｙ≦0.7 のものを被
覆した工具チップ（No.20 〜25、31〜36：本発明の実施
例に係る工具チップ）は、耐フランク摩耗性とともに耐
クレータ摩耗性に優れている。
【００４９】
【発明の効果】本発明に係る硬質皮膜被覆切削工具は、
従来の(Al,Ti)(N/C)系皮膜を被覆した硬質皮膜被覆切削
工具（耐クレータ摩耗性には比較的優れているが、耐フ
ランク摩耗性が低い）に比較して耐フランク摩耗性に優
れ、そのため、優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた
耐フランク摩耗性を有することができ、従って、耐摩耗
性に優れて耐久性があり、フライス加工、穿孔加工等の
切削加工に好適に用いることができ、高水準の工具機能
を長時間にわたって維持でき、工具寿命が大幅に延び、
しかも高速切削や高切り込み或いは高送り等の重切削に
も円滑に対応できるようになるという効果を奏する。
従来の(Al,Ti)(N/C)系皮膜を被覆した硬質皮膜被覆切削
工具（耐クレータ摩耗性には比較的優れているが、耐フ
ランク摩耗性が低い）に比較して耐フランク摩耗性に優
れ、そのため、優れた耐クレータ摩耗性とともに優れた
耐フランク摩耗性を有することができ、従って、耐摩耗
性に優れて耐久性があり、フライス加工、穿孔加工等の
切削加工に好適に用いることができ、高水準の工具機能
を長時間にわたって維持でき、工具寿命が大幅に延び、
しかも高速切削や高切り込み或いは高送り等の重切削に
も円滑に対応できるようになるという効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔡 政憲 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 河田 和久 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 切削工具基材の少なくとも刃先の逃げ面
及びすくい面に硬質皮膜が被覆された硬質皮膜被覆切削
工具において、前記逃げ面に被覆された硬質皮膜が、Ti
とHfの複合窒化物または複合炭窒化物よりなり、そのTi
とHfの組成が、 （ Ti1-xHfx ) 但し、０＜ｘ≦０．７ で示される組成からなり、前記すくい面に被覆された硬
質皮膜が、TiとAlの複合窒化物または複合炭窒化物より
なり、そのTiとAlの組成が、 （ Ti1-yAly ） 但し、０＜ｙ≦０．７ で示される組成からなることを特徴とする硬質皮膜被覆
切削工具。 - 【請求項２】 前記逃げ面に被覆された硬質皮膜及びす
くい面に被覆された硬質皮膜の膜厚が0.1 〜20μm であ
る請求項１記載の硬質皮膜被覆切削工具。 - 【請求項３】 前記切削工具基材が超硬合金または高速
度工具鋼である請求項１又は２記載の硬質皮膜被覆切削
工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19870795A JPH0941126A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 硬質皮膜被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19870795A JPH0941126A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 硬質皮膜被覆切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941126A true JPH0941126A (ja) | 1997-02-10 |
Family
ID=16395686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19870795A Withdrawn JPH0941126A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | 硬質皮膜被覆切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0941126A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012135826A (ja) * | 2010-12-25 | 2012-07-19 | Kyocera Corp | 切削工具 |
| JP2017113835A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP19870795A patent/JPH0941126A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012135826A (ja) * | 2010-12-25 | 2012-07-19 | Kyocera Corp | 切削工具 |
| JP2017113835A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |