JP2000005904A - 表面処理鋼系切削工具 - Google Patents
表面処理鋼系切削工具Info
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- JP2000005904A JP2000005904A JP10171913A JP17191398A JP2000005904A JP 2000005904 A JP2000005904 A JP 2000005904A JP 10171913 A JP10171913 A JP 10171913A JP 17191398 A JP17191398 A JP 17191398A JP 2000005904 A JP2000005904 A JP 2000005904A
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- cutting tool
- layer
- cutting edge
- treated steel
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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- Y10T407/27—Cutters, for shaping comprising tool of specific chemical composition
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- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な硬度と厚みを有する表面硬化層を鋼系
母材に形成し、または該表面硬化層上に硬質被膜を形成
する表面処理を施し、切削特性および切削寿命が優れた
安価な鋼系切削工具を提供する。 【解決手段】 面状の切れ刃を有し、かつ表面硬化層が
形成された刃先を有する。
母材に形成し、または該表面硬化層上に硬質被膜を形成
する表面処理を施し、切削特性および切削寿命が優れた
安価な鋼系切削工具を提供する。 【解決手段】 面状の切れ刃を有し、かつ表面硬化層が
形成された刃先を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削特性および切
削寿命の改良のために表面処理を施した鋼系切削工具に
関する。
削寿命の改良のために表面処理を施した鋼系切削工具に
関する。
【０００２】
【従来の技術】靭性があり、かつ６００℃の温度域に昇
温しても硬さが低下しない高速度工具鋼（ビッカース硬
さ（ＨＶ）約９００）などの鋼材は、バイトやドリルな
どの切削工具に使われる。一方、高融点金属の炭化物を
主成分とするので耐切削摩耗性および硬さに優れる超硬
合金（ＨＶ約１８００）も、切削工具に使われる。
温しても硬さが低下しない高速度工具鋼（ビッカース硬
さ（ＨＶ）約９００）などの鋼材は、バイトやドリルな
どの切削工具に使われる。一方、高融点金属の炭化物を
主成分とするので耐切削摩耗性および硬さに優れる超硬
合金（ＨＶ約１８００）も、切削工具に使われる。
【０００３】超硬合金を材質とした超硬切削工具は、切
込み深さを小さくして切削速度を極端に高くする特徴を
有する。しかし、高価であるだけでなく、突然折れると
いう信頼性の欠点があるために用途が限定されている。
込み深さを小さくして切削速度を極端に高くする特徴を
有する。しかし、高価であるだけでなく、突然折れると
いう信頼性の欠点があるために用途が限定されている。
【０００４】高速度工具鋼などを材質とした鋼系切削工
具を、ガス、プラズマ、塩浴などを使う種々の表面硬化
法により表面処理すると、工具最表面に数μｍの厚みを
有する鉄窒化物、鉄炭化物や鉄炭窒化物の化合物層が形
成され、窒素・炭素が原子状で工具母材中に拡散（固
溶）している層（この層を以下「表面硬化層」という）
が数μｍ〜数百μｍの厚みで該化合物層下に形成され
る。この表面硬化層により母材の硬度が上昇し、工具の
耐切削摩耗性が向上する。従って、切れ刃部分の表面硬
化が行われる。
具を、ガス、プラズマ、塩浴などを使う種々の表面硬化
法により表面処理すると、工具最表面に数μｍの厚みを
有する鉄窒化物、鉄炭化物や鉄炭窒化物の化合物層が形
成され、窒素・炭素が原子状で工具母材中に拡散（固
溶）している層（この層を以下「表面硬化層」という）
が数μｍ〜数百μｍの厚みで該化合物層下に形成され
る。この表面硬化層により母材の硬度が上昇し、工具の
耐切削摩耗性が向上する。従って、切れ刃部分の表面硬
化が行われる。
【０００５】しかし、上記化合物層は脆い。そこで、上
記化合物層を表面処理後に除去したり、該化合物層が形
成されない条件で表面処理する工夫がなされている。し
かし、上記化合物層除去の場合、高硬度の表面硬化層が
一部除去されてしまう。また、化合物層が形成されない
条件で表面処理する場合、表面硬化層が十分な厚みで形
成されない。
記化合物層を表面処理後に除去したり、該化合物層が形
成されない条件で表面処理する工夫がなされている。し
かし、上記化合物層除去の場合、高硬度の表面硬化層が
一部除去されてしまう。また、化合物層が形成されない
条件で表面処理する場合、表面硬化層が十分な厚みで形
成されない。
【０００６】上記方法により鋼系切削工具に前処理とし
て表面硬化層を形成した後に、硬質被膜を形成する複合
の表面処理が行われている。この硬質被膜形成では、比
較的低温で被膜を形成するという長所を有しているＰＶ
Ｄ法などを用い、ＴｉＮや、ＴｉＮより高硬度あるいは
より耐酸化性のＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮなどの単
層あるいは積層の硬質被膜が形成される。この複合の表
面処理により硬質被膜の密着性や耐久性が向上する。
て表面硬化層を形成した後に、硬質被膜を形成する複合
の表面処理が行われている。この硬質被膜形成では、比
較的低温で被膜を形成するという長所を有しているＰＶ
Ｄ法などを用い、ＴｉＮや、ＴｉＮより高硬度あるいは
より耐酸化性のＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮなどの単
層あるいは積層の硬質被膜が形成される。この複合の表
面処理により硬質被膜の密着性や耐久性が向上する。
【０００７】このようにして硬質被膜を形成した鋼系切
削工具は、該硬質被膜のチッピングや剥離が発生して、
十分な切削性能を得ることができない。そのために、超
硬合金に形成された硬質被膜と同様の被膜性能を発現さ
せるに十分な硬度と厚みを有する表面硬化層を形成する
ことが必要である。
削工具は、該硬質被膜のチッピングや剥離が発生して、
十分な切削性能を得ることができない。そのために、超
硬合金に形成された硬質被膜と同様の被膜性能を発現さ
せるに十分な硬度と厚みを有する表面硬化層を形成する
ことが必要である。
【０００８】ところで、十分な硬度と厚みを有する窒素
拡散層（表面硬化層）や、硬質被膜を制御性・再現性よ
く形成する方法、およびこの方法によって製造された鋼
系切削工具は知られている（特開平６−２２０６０６号
公報、同７−１１８８２６号公報、同７−１１８８５０
号公報、同８−１３１２４号公報、同８−１３１２６号
公報、同８−３５０５３号公報、同８−３５０７５号公
報および同８−２９６０６４号公報参照）。なお、上記
鋼系切削工具は、次の（１）、（２）、（３）、（４）
からなる層が形成された刃先を有する。
拡散層（表面硬化層）や、硬質被膜を制御性・再現性よ
く形成する方法、およびこの方法によって製造された鋼
系切削工具は知られている（特開平６−２２０６０６号
公報、同７−１１８８２６号公報、同７−１１８８５０
号公報、同８−１３１２４号公報、同８−１３１２６号
公報、同８−３５０５３号公報、同８−３５０７５号公
報および同８−２９６０６４号公報参照）。なお、上記
鋼系切削工具は、次の（１）、（２）、（３）、（４）
からなる層が形成された刃先を有する。
【０００９】（１）鋼系母材表面の窒素拡散層、
【００１０】（２）（ａ）鋼系母材表面の窒素拡散層で
ある第１層、および（ｂ）Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、ＴａおよびＣｒからなる群から選ばれた１種以上の
金属あるいは合金の窒化物、炭化物および炭窒化物から
なる群から選ばれた１種以上（「Ｔｉ、Ｚｒ…炭窒化物
からなる群から選ばれた１種以上」を以下「ＭＮ
（Ｃ）」という）からなり該第１層上の硬質被膜層であ
る第２層、
ある第１層、および（ｂ）Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、ＴａおよびＣｒからなる群から選ばれた１種以上の
金属あるいは合金の窒化物、炭化物および炭窒化物から
なる群から選ばれた１種以上（「Ｔｉ、Ｚｒ…炭窒化物
からなる群から選ばれた１種以上」を以下「ＭＮ
（Ｃ）」という）からなり該第１層上の硬質被膜層であ
る第２層、
【００１１】（３）（ａ）鋼系母材表面の窒素拡散層で
ある第１層、および（ｂ）Ｔｉ−Ａｌ合金の窒化物、炭
化物および炭窒化物からなる群から選ばれた１種以上
（「Ｔｉ−Ａｌ合金…から選ばれた１種以上」を以下
「ＴｉＡｌＮ（Ｃ）」という）からなり該第１層上の硬
質被膜層である第２層、並びに
ある第１層、および（ｂ）Ｔｉ−Ａｌ合金の窒化物、炭
化物および炭窒化物からなる群から選ばれた１種以上
（「Ｔｉ−Ａｌ合金…から選ばれた１種以上」を以下
「ＴｉＡｌＮ（Ｃ）」という）からなり該第１層上の硬
質被膜層である第２層、並びに
【００１２】（４）（ａ）鋼系母材表面の窒素拡散層で
ある第１層、（ｂ）ＭＮ（Ｃ）からなり該第１層上の硬
質被膜中間層である第２層、および（ｃ）ＴｉＡｌＮ
（Ｃ）からなり該第２層上の硬質被膜層である第３層が
形成される。
ある第１層、（ｂ）ＭＮ（Ｃ）からなり該第１層上の硬
質被膜中間層である第２層、および（ｃ）ＴｉＡｌＮ
（Ｃ）からなり該第２層上の硬質被膜層である第３層が
形成される。
【００１３】上記公報記載の切削工具において、窒素拡
散層は、母材の硬度を増加させ、局部的な応力集中によ
る母材の変形を抑制する。そのため、切れ刃付近の母材
のチッピングが発生せず、工具の切削寿命が向上する。
また、窒素拡散層上に硬質被膜を形成する場合は、該窒
素拡散層は該硬質被膜との密着性も向上させるので、該
硬質被膜の剥離を抑制し、優れた切削特性および耐摩耗
性の工具を得ることができる。この作用を十分に奏する
ため、鉄窒化物・鉄炭窒化物などの化合物が形成されて
いないことが好ましい。
散層は、母材の硬度を増加させ、局部的な応力集中によ
る母材の変形を抑制する。そのため、切れ刃付近の母材
のチッピングが発生せず、工具の切削寿命が向上する。
また、窒素拡散層上に硬質被膜を形成する場合は、該窒
素拡散層は該硬質被膜との密着性も向上させるので、該
硬質被膜の剥離を抑制し、優れた切削特性および耐摩耗
性の工具を得ることができる。この作用を十分に奏する
ため、鉄窒化物・鉄炭窒化物などの化合物が形成されて
いないことが好ましい。
【００１４】窒素拡散層を形成する窒化法は、ガス窒化
法、ガス軟窒化法、プラズマ窒化法、塩浴窒化法などを
用いることができる。形成した窒素拡散層に化合物が含
まれる場合は研削などの方法によって化合物を除去して
もよい。
法、ガス軟窒化法、プラズマ窒化法、塩浴窒化法などを
用いることができる。形成した窒素拡散層に化合物が含
まれる場合は研削などの方法によって化合物を除去して
もよい。
【００１５】窒素拡散層上に形成される硬質被膜層は、
ＨＶが１５００〜３０００と高く、かつ摩擦係数が小さ
いので優れた耐摩耗性を発揮する。
ＨＶが１５００〜３０００と高く、かつ摩擦係数が小さ
いので優れた耐摩耗性を発揮する。
【００１６】上記硬質被膜層において、ＴｉＡｌＮ
（Ｃ）は、Ｔｉの窒化物、炭化物および炭窒化物からな
る群から選ばれた１種以上（以下、ＴｉＮ（Ｃ）とい
う）のＢ１型結晶構造中のＴｉの一部がＡｌに置換され
た置換型固溶体である。そしてＴｉＡｌＮ（Ｃ）からな
る硬質被膜は、酸化雰囲気にさらされると固溶したＡｌ
により被膜表面に緻密な酸化物を形成し、その酸化物に
酸化の進行を防止させる。そのため、切削時に発生する
熱による被膜の酸化劣化を防ぐ。Ａｌ量がモル％で２０
％未満では上記作用が十分に得られず、７０％を超える
とＴｉＮ（Ｃ）と同様のＢ１型結晶構造が変化し、被膜
の機械的性質が極端に低下する。そのため、Ａｌ量はモ
ル％で２０〜７０％が好ましい。なお、ＴｉＡｌＮ
（Ｃ）被膜はＡｌが一種の欠陥として存在するために、
ＴｉＮ（Ｃ）と比較して靭性に劣る。そのために母材が
弾性変形や塑性変形をしたときにその変形に追随できず
破壊にいたる。しかし、窒素拡散層が形成されているの
で母材の弾性変形や塑性変形が起こりにくくなり、上記
破壊が抑制される。ＴｉＡｌＮ（Ｃ）からなる硬質被膜
は、単層膜でもよいが積層膜が好ましい。それは、積層
膜の靭性が単層膜に比べて向上し、上記破壊抑制に寄与
するからである。なお、この積層膜は、（１）Ａｌ含有
量が深さ方向に滑らかな変化をする膜、（２）Ａｌ含有
量が深さ方向に滑らかでない段階的な変化をする膜、ま
たは（３）該膜（１）と該膜（２）とが混在する膜を意
味する。
（Ｃ）は、Ｔｉの窒化物、炭化物および炭窒化物からな
る群から選ばれた１種以上（以下、ＴｉＮ（Ｃ）とい
う）のＢ１型結晶構造中のＴｉの一部がＡｌに置換され
た置換型固溶体である。そしてＴｉＡｌＮ（Ｃ）からな
る硬質被膜は、酸化雰囲気にさらされると固溶したＡｌ
により被膜表面に緻密な酸化物を形成し、その酸化物に
酸化の進行を防止させる。そのため、切削時に発生する
熱による被膜の酸化劣化を防ぐ。Ａｌ量がモル％で２０
％未満では上記作用が十分に得られず、７０％を超える
とＴｉＮ（Ｃ）と同様のＢ１型結晶構造が変化し、被膜
の機械的性質が極端に低下する。そのため、Ａｌ量はモ
ル％で２０〜７０％が好ましい。なお、ＴｉＡｌＮ
（Ｃ）被膜はＡｌが一種の欠陥として存在するために、
ＴｉＮ（Ｃ）と比較して靭性に劣る。そのために母材が
弾性変形や塑性変形をしたときにその変形に追随できず
破壊にいたる。しかし、窒素拡散層が形成されているの
で母材の弾性変形や塑性変形が起こりにくくなり、上記
破壊が抑制される。ＴｉＡｌＮ（Ｃ）からなる硬質被膜
は、単層膜でもよいが積層膜が好ましい。それは、積層
膜の靭性が単層膜に比べて向上し、上記破壊抑制に寄与
するからである。なお、この積層膜は、（１）Ａｌ含有
量が深さ方向に滑らかな変化をする膜、（２）Ａｌ含有
量が深さ方向に滑らかでない段階的な変化をする膜、ま
たは（３）該膜（１）と該膜（２）とが混在する膜を意
味する。
【００１７】窒素拡散層上に硬質被膜中間層（ＭＮ
（Ｃ）層）を形成する場合、該硬質被膜中間層が硬質被
膜層（ＴｉＡｌＮ（Ｃ）層）より靭性に優れるため、硬
質被膜中間層を形成しない硬質被膜層のみに比べて、該
硬質被膜中間層および該硬質被膜層からなる全硬質被膜
層の靭性が向上し、上記破壊抑制に寄与する。硬質被膜
中間層の厚みは全硬質被膜層の厚みの９０％以下が好ま
しい。９０％を超えると硬質被膜層の厚みが薄く（１０
％未満）、該硬質被膜層の前記の作用（耐摩耗性・耐酸
化性）が十分得られない。
（Ｃ）層）を形成する場合、該硬質被膜中間層が硬質被
膜層（ＴｉＡｌＮ（Ｃ）層）より靭性に優れるため、硬
質被膜中間層を形成しない硬質被膜層のみに比べて、該
硬質被膜中間層および該硬質被膜層からなる全硬質被膜
層の靭性が向上し、上記破壊抑制に寄与する。硬質被膜
中間層の厚みは全硬質被膜層の厚みの９０％以下が好ま
しい。９０％を超えると硬質被膜層の厚みが薄く（１０
％未満）、該硬質被膜層の前記の作用（耐摩耗性・耐酸
化性）が十分得られない。
【００１８】硬質被膜層、および硬質被膜層と硬質被膜
中間層を形成するには、ＰＶＤ法などの低温成膜法が好
ましい。何故なら、イオンプレーティング法、スパッタ
リング法などのＰＶＤ法は、６５０℃以下の低温で被膜
形成が可能であり、高温で成膜する熱ＣＶＤ法と違っ
て、熱により窒素拡散層が失われることがないからであ
る。また、耐摺動摩耗特性の向上に有効な強固な付着力
を有する被膜の作製が可能であるからである。
中間層を形成するには、ＰＶＤ法などの低温成膜法が好
ましい。何故なら、イオンプレーティング法、スパッタ
リング法などのＰＶＤ法は、６５０℃以下の低温で被膜
形成が可能であり、高温で成膜する熱ＣＶＤ法と違っ
て、熱により窒素拡散層が失われることがないからであ
る。また、耐摺動摩耗特性の向上に有効な強固な付着力
を有する被膜の作製が可能であるからである。
【００１９】上記のような表面処理を刃先に施した鋼系
切削工具は、切れ刃の状態がシャープ切れ刃のものを、
切削速度：１〜２００ｍ／分、切込み：０．１〜２０ｍ
ｍ、および送り：０．０１〜１０ｍｍなる切削条件で用
いていた。このように用いれば、鋼系切削工具は優れた
切削特性を有する。
切削工具は、切れ刃の状態がシャープ切れ刃のものを、
切削速度：１〜２００ｍ／分、切込み：０．１〜２０ｍ
ｍ、および送り：０．０１〜１０ｍｍなる切削条件で用
いていた。このように用いれば、鋼系切削工具は優れた
切削特性を有する。
【００２０】しかしながら、前述のように、使用環境に
よっては、切れ刃の摩耗やチッピングが発生しやすいか
ら、従来の鋼系切削工具では、前記表面処理の種々の長
所が十分に活かされていないという問題があった。
よっては、切れ刃の摩耗やチッピングが発生しやすいか
ら、従来の鋼系切削工具では、前記表面処理の種々の長
所が十分に活かされていないという問題があった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
事情に鑑み、前記表面処理の種々の長所を十分に活かし
て、切削特性および切削寿命が優れた安価な鋼系切削工
具を提供することにある。
事情に鑑み、前記表面処理の種々の長所を十分に活かし
て、切削特性および切削寿命が優れた安価な鋼系切削工
具を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく、鋭意研究した結果、鋼系切削工具の刃先の
表面硬化層を窒素拡散層、炭素拡散層または窒素・炭素
拡散層とするとともに、切れ刃の形状を変えることによ
って、切削特性および切削寿命を優れたものにすること
ができることを見出だし、本発明に到達した。
達成すべく、鋭意研究した結果、鋼系切削工具の刃先の
表面硬化層を窒素拡散層、炭素拡散層または窒素・炭素
拡散層とするとともに、切れ刃の形状を変えることによ
って、切削特性および切削寿命を優れたものにすること
ができることを見出だし、本発明に到達した。
【００２３】すなわち、本発明の表面処理を施した鋼系
切削工具は、母材の靱性を残したまま刃先の表面硬化層
（２μｍ以上の厚さ）が窒素拡散層、炭素拡散層または
窒素・炭素拡散層とされ、硬さが母材よりＨＶで２０以
上高いとともに、切れ刃が０．０１〜２．０ｍｍ面取り
されている、つまり丸切れ刃、角度切れ刃または複合切
れ刃であることを特徴とする。
切削工具は、母材の靱性を残したまま刃先の表面硬化層
（２μｍ以上の厚さ）が窒素拡散層、炭素拡散層または
窒素・炭素拡散層とされ、硬さが母材よりＨＶで２０以
上高いとともに、切れ刃が０．０１〜２．０ｍｍ面取り
されている、つまり丸切れ刃、角度切れ刃または複合切
れ刃であることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の切削工具において、次の
３要素が必須要件である。
３要素が必須要件である。
【００２５】（１）母材が鋼系であること、
【００２６】（２）切れ刃部分が表面硬化されているこ
と、および
と、および
【００２７】（３）切れ刃が面取りされていることであ
る。
る。
【００２８】本発明の表面処理鋼系切削工具において、
鋼種としては、（１）ＳＫＨ５１・ＳＫＨ５５・ＳＫＨ
５７などの高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、（２）Ｓ
ＡＣＭ６４５などの窒化鋼、（３）ＳＫＤ６１などの熱
間加工用鋼、（４）ＳＫＤ１１などの冷間加工用鋼、
（５）ＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼などが挙げ
られる。
鋼種としては、（１）ＳＫＨ５１・ＳＫＨ５５・ＳＫＨ
５７などの高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、（２）Ｓ
ＡＣＭ６４５などの窒化鋼、（３）ＳＫＤ６１などの熱
間加工用鋼、（４）ＳＫＤ１１などの冷間加工用鋼、
（５）ＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼などが挙げ
られる。
【００２９】また、切削工具の種類としては、（１）バ
イト、（２）ねじ加工用工具（タップ、チェーザな
ど）、歯切工具（ホブ、ピニオンカッタ、ラックカッ
タ、シェービングカッタ、傘歯車用カッタ、歯切用フラ
イス、歯切用ブローチなど）、（３）ブローチ、（４）
リーマ、（５）フライス（メタルソー、コールドソー、
セグメントソー、すりわりフライス、側フライス、片刃
側フライス、組合わせ側フライス、角度フライス、片角
フライス、不等角フライス、等角フライス、総形フライ
ス、セレーションフライス、内丸フライス、外丸フライ
ス、片面取りフライス、両面取りフライス、インボリュ
ートフライス、スプロケットフライス、スプラインフラ
イス、平フライス、スラブカッタ、溝フライス、ボール
エンドミル、ラジアスエンドミル、面取りフライス、ス
クエアエンドミル、テーパ刃エンドミル、荒削りエンド
ミル、中仕上げ用エンドミル）、（６）ドリル、（７）
板抜き加工用工具（パンチ、ダイ）などが挙げられる。
イト、（２）ねじ加工用工具（タップ、チェーザな
ど）、歯切工具（ホブ、ピニオンカッタ、ラックカッ
タ、シェービングカッタ、傘歯車用カッタ、歯切用フラ
イス、歯切用ブローチなど）、（３）ブローチ、（４）
リーマ、（５）フライス（メタルソー、コールドソー、
セグメントソー、すりわりフライス、側フライス、片刃
側フライス、組合わせ側フライス、角度フライス、片角
フライス、不等角フライス、等角フライス、総形フライ
ス、セレーションフライス、内丸フライス、外丸フライ
ス、片面取りフライス、両面取りフライス、インボリュ
ートフライス、スプロケットフライス、スプラインフラ
イス、平フライス、スラブカッタ、溝フライス、ボール
エンドミル、ラジアスエンドミル、面取りフライス、ス
クエアエンドミル、テーパ刃エンドミル、荒削りエンド
ミル、中仕上げ用エンドミル）、（６）ドリル、（７）
板抜き加工用工具（パンチ、ダイ）などが挙げられる。
【００３０】本発明の鋼系切削工具においては、切れ刃
が面取りされて、例えば、丸切れ刃、角度切れ刃、複合
切れ刃（ＪＩＳ Ｂ 0170参照）であることが重要であ
る。
が面取りされて、例えば、丸切れ刃、角度切れ刃、複合
切れ刃（ＪＩＳ Ｂ 0170参照）であることが重要であ
る。
【００３１】すくい面と逃げ面とが線で交わるシャープ
切れ刃では、摩耗やチッピングによる切れ刃の急激な性
能低下が起きる。特にロックウェル硬さ（Ｃスケール
（ＨＲＣ））が３０〜４０の材料を切削する場合、切れ
刃が摩耗し、甚だしい場合は、切削熱が急激に増大し
て、切削工具と被切削材とが焼き付いてしまう。切れ刃
の摩耗を遅らせるためにすくい角を小さくすると、刃先
が甚だしく摩耗した現象が起きる。また、すくい角を甚
だしく小さくすると、超硬工具のように切込み深さが小
さくなる。
切れ刃では、摩耗やチッピングによる切れ刃の急激な性
能低下が起きる。特にロックウェル硬さ（Ｃスケール
（ＨＲＣ））が３０〜４０の材料を切削する場合、切れ
刃が摩耗し、甚だしい場合は、切削熱が急激に増大し
て、切削工具と被切削材とが焼き付いてしまう。切れ刃
の摩耗を遅らせるためにすくい角を小さくすると、刃先
が甚だしく摩耗した現象が起きる。また、すくい角を甚
だしく小さくすると、超硬工具のように切込み深さが小
さくなる。
【００３２】面取りした切れ刃の幅は、すくい面と切れ
刃の交線と、逃げ面と切れ刃の交線との直線距離を意味
し、０．０１〜２．０ｍｍの範囲で適宜選択される。そ
して、（１）バイトが０．０３〜０．７ｍｍ、（２）タ
ップ、ホブ、メタルソー、側フライス、平フライスが
０．０３〜０．８ｍｍ（側フライスの側刃は０．３ｍｍ
以下）、（３）ブローチが０．０３〜０．８５ｍｍ、
（４）リーマ、ボールエンドミル、ラジアスエンドミ
ル、面取りエンドミル、スクエアエンドミル、テーパエ
ンドミル、荒削りエンドミル、中仕上げエンドミル、ニ
ック付きエンドミルが０．０１〜０．８ｍｍ（外周刃は
０．５ｍｍ以下、食付き刃、底刃は０．０５ｍｍ以
上）、（５）ドリルが０．０３〜１．５ｍｍ（リーディ
ングエッジ部は０．３ｍｍ以下）、および（６）パン
チ、ダイが０．０１〜２．０ｍｍであるのが好ましい。
これらの下限未満では、シャープ切れ刃と同様になって
切削寿命が低下する。一方、上限を超えると、切れ刃を
構成しなくなって切削特性が低下する。
刃の交線と、逃げ面と切れ刃の交線との直線距離を意味
し、０．０１〜２．０ｍｍの範囲で適宜選択される。そ
して、（１）バイトが０．０３〜０．７ｍｍ、（２）タ
ップ、ホブ、メタルソー、側フライス、平フライスが
０．０３〜０．８ｍｍ（側フライスの側刃は０．３ｍｍ
以下）、（３）ブローチが０．０３〜０．８５ｍｍ、
（４）リーマ、ボールエンドミル、ラジアスエンドミ
ル、面取りエンドミル、スクエアエンドミル、テーパエ
ンドミル、荒削りエンドミル、中仕上げエンドミル、ニ
ック付きエンドミルが０．０１〜０．８ｍｍ（外周刃は
０．５ｍｍ以下、食付き刃、底刃は０．０５ｍｍ以
上）、（５）ドリルが０．０３〜１．５ｍｍ（リーディ
ングエッジ部は０．３ｍｍ以下）、および（６）パン
チ、ダイが０．０１〜２．０ｍｍであるのが好ましい。
これらの下限未満では、シャープ切れ刃と同様になって
切削寿命が低下する。一方、上限を超えると、切れ刃を
構成しなくなって切削特性が低下する。
【００３３】本発明の切削工具は、切れ刃を面取りした
鋼系工具材に表面処理を適宜施して用いる。そのため、
次の（１）、（２）、（３）からなる層が形成された刃
先を有する。
鋼系工具材に表面処理を適宜施して用いる。そのため、
次の（１）、（２）、（３）からなる層が形成された刃
先を有する。
【００３４】（１）鋼系母材表面の窒素拡散層、炭素拡
散層または窒素・炭素拡散層、
散層または窒素・炭素拡散層、
【００３５】（２）（ａ）鋼系母材表面の窒素拡散層、
炭素拡散層または窒素・炭素拡散層である第１層、およ
び（ｂ）Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａおよ
びＣｒからなる群から選ばれた１種以上の金属あるいは
合金の窒化物、炭化物および炭窒化物からなる群から選
ばれた１種以上からなり該第１層上の硬質被膜層である
第２層、並びに
炭素拡散層または窒素・炭素拡散層である第１層、およ
び（ｂ）Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａおよ
びＣｒからなる群から選ばれた１種以上の金属あるいは
合金の窒化物、炭化物および炭窒化物からなる群から選
ばれた１種以上からなり該第１層上の硬質被膜層である
第２層、並びに
【００３６】（３）（ａ）鋼系母材表面の窒素拡散層、
炭素拡散層または窒素・炭素拡散層である第１層、
（ｂ）ＭＮ（Ｃ）からなり該第１層上の硬質被膜中間層
である第２層、および（ｃ）ＴｉＡｌＮ（Ｃ）からなり
該第２層上の硬質被膜層である第３層が形成される。
炭素拡散層または窒素・炭素拡散層である第１層、
（ｂ）ＭＮ（Ｃ）からなり該第１層上の硬質被膜中間層
である第２層、および（ｃ）ＴｉＡｌＮ（Ｃ）からなり
該第２層上の硬質被膜層である第３層が形成される。
【００３７】表面硬化層として窒素拡散層を形成するに
は例えば前記公報記載の方法で行えばよく、また炭素拡
散層や窒素・炭素拡散層を形成する場合は、窒素拡散層
を形成する場合に倣って公知の方法により行えばよい。
表面硬化層のＨＶは、刃先のだれを防止するために、７
００〜１３００であるか、母材より２０以上硬いのが好
ましい。
は例えば前記公報記載の方法で行えばよく、また炭素拡
散層や窒素・炭素拡散層を形成する場合は、窒素拡散層
を形成する場合に倣って公知の方法により行えばよい。
表面硬化層のＨＶは、刃先のだれを防止するために、７
００〜１３００であるか、母材より２０以上硬いのが好
ましい。
【００３８】表面硬化層上に硬質被膜層を形成するに
は、例えば前記公報記載の方法で行えばよい。
は、例えば前記公報記載の方法で行えばよい。
【００３９】形成される表面硬化層の厚さは、２〜３２
０μｍの範囲で適宜選択される。（１）バイト、ブロー
チが２〜１５０μｍ、（２）タップが２〜１９０μｍ、
（３）ホブ、側フライス、ボールエンドミル、ラジアス
エンドミル、面取りエンドミルが２〜２８０μｍ、
（４）リーマが２〜２５０μｍ、（５）メタルソーが２
〜１８０μｍ、（６）平フライスが２〜３００μｍ、
（７）ドリルが２〜３２０μｍ、（８）スクエアエンド
ミル、テーパエンドミル、荒削りエンドミル、中仕上げ
エンドミル、ニック付きエンドミルが２〜２２０μｍ、
および（９）パンチ、ダイが２〜５００μｍであるのが
好ましい。これらの下限未満では、前記表面硬化層の作
用が十分に得られない。一方、上限を超えると、母材が
硬くなり過ぎ、耐衝撃性や耐久性が劣化してしまう。
０μｍの範囲で適宜選択される。（１）バイト、ブロー
チが２〜１５０μｍ、（２）タップが２〜１９０μｍ、
（３）ホブ、側フライス、ボールエンドミル、ラジアス
エンドミル、面取りエンドミルが２〜２８０μｍ、
（４）リーマが２〜２５０μｍ、（５）メタルソーが２
〜１８０μｍ、（６）平フライスが２〜３００μｍ、
（７）ドリルが２〜３２０μｍ、（８）スクエアエンド
ミル、テーパエンドミル、荒削りエンドミル、中仕上げ
エンドミル、ニック付きエンドミルが２〜２２０μｍ、
および（９）パンチ、ダイが２〜５００μｍであるのが
好ましい。これらの下限未満では、前記表面硬化層の作
用が十分に得られない。一方、上限を超えると、母材が
硬くなり過ぎ、耐衝撃性や耐久性が劣化してしまう。
【００４０】面取りした切れ刃（切れ刃面を１１で示
す）を有する本発明の切削工具の若干例を図１〜８に示
す。図１はバイトの斜視図である。図２はエンドミルの
正面図で、図３は図２の切れ刃側側面図である。また、
図４はドリルの正面図で、図５は図４の切れ刃側側面
図、図６は図４の切れ刃の斜視図である。さらに図７は
パンチおよびダイの斜視図で、図８は図７の断面図であ
る。また、図９、図１０および図１１は、本発明の切削
工具の切れ刃の形状を示す概念図である。そして、図１
２は、本発明の切削工具の基本的な切削状況を示す正面
図（工具を１０、被削材を２０、切屑を２１で示す）で
ある。切れ刃が面取りされているので、シャープ切れ刃
とは異った形の切屑を生じる。
す）を有する本発明の切削工具の若干例を図１〜８に示
す。図１はバイトの斜視図である。図２はエンドミルの
正面図で、図３は図２の切れ刃側側面図である。また、
図４はドリルの正面図で、図５は図４の切れ刃側側面
図、図６は図４の切れ刃の斜視図である。さらに図７は
パンチおよびダイの斜視図で、図８は図７の断面図であ
る。また、図９、図１０および図１１は、本発明の切削
工具の切れ刃の形状を示す概念図である。そして、図１
２は、本発明の切削工具の基本的な切削状況を示す正面
図（工具を１０、被削材を２０、切屑を２１で示す）で
ある。切れ刃が面取りされているので、シャープ切れ刃
とは異った形の切屑を生じる。
【００４１】
【実施例】［実施例１］刃先を表面処理した丸切れ刃の
高速度工具鋼（ＳＫＨ５５）製ストレートドリル（本発
明ドリル）を用いて、ＨＲＣ３０のプリハードン鋼の穴
あけ試験を行った。また、比較のために、切れ刃の状態
がシャープ切れ刃である他は上記と同様のストレートド
リル（比較ドリル）を用いて上記と同様の穴あけ試験を
行った。
高速度工具鋼（ＳＫＨ５５）製ストレートドリル（本発
明ドリル）を用いて、ＨＲＣ３０のプリハードン鋼の穴
あけ試験を行った。また、比較のために、切れ刃の状態
がシャープ切れ刃である他は上記と同様のストレートド
リル（比較ドリル）を用いて上記と同様の穴あけ試験を
行った。
【００４２】用いたドリルは、直径が１２ｍｍ、丸切れ
刃の幅が０．３ｍｍである。また、上記表面処理では、
水素ガスとアンモニアガスの直流プラズマによるイオン
窒化処理により厚み１２０μｍの窒素拡散層を形成した
後、該窒素拡散層の上にカソードアーク放電型のイオン
プレーティング法により、厚み３μｍのＴｉＮ硬質被膜
を形成した。上記切れ刃の窒素拡散層にはいずれも、鉄
窒化物・鉄炭窒化物などの化合物は観察されなかった。
そして、穴あけ試験の穴あけ条件は、（１）穴深さ：４
０ｍｍ、（２）切削液：水溶性、（３）ドリル回転数：
３９０ｒｐｍ（本発明ドリル）、２３０ｒｐｍ（比較ド
リル）、（４）１個の穴あけ時間：０．５分（本発明ド
リル）、０．７分（比較ドリル）とした。
刃の幅が０．３ｍｍである。また、上記表面処理では、
水素ガスとアンモニアガスの直流プラズマによるイオン
窒化処理により厚み１２０μｍの窒素拡散層を形成した
後、該窒素拡散層の上にカソードアーク放電型のイオン
プレーティング法により、厚み３μｍのＴｉＮ硬質被膜
を形成した。上記切れ刃の窒素拡散層にはいずれも、鉄
窒化物・鉄炭窒化物などの化合物は観察されなかった。
そして、穴あけ試験の穴あけ条件は、（１）穴深さ：４
０ｍｍ、（２）切削液：水溶性、（３）ドリル回転数：
３９０ｒｐｍ（本発明ドリル）、２３０ｒｐｍ（比較ド
リル）、（４）１個の穴あけ時間：０．５分（本発明ド
リル）、０．７分（比較ドリル）とした。
【００４３】穴あけ試験の結果、穴あけ個数は、本発明
ドリルが４０個、比較ドリルが１５個であり、本発明ド
リルは、比較ドリルに比べて極めて優れた寿命特性を有
していた。
ドリルが４０個、比較ドリルが１５個であり、本発明ド
リルは、比較ドリルに比べて極めて優れた寿命特性を有
していた。
【００４４】［実施例２〜１２］刃先を表面処理した丸
切れ刃の高速度工具鋼製切削工具を用いて、ＨＲＣ３０
の金型用鋼の切削加工試験を行った。なお、切削寿命
（比率）を求める基準とするために、切れ刃の状態がシ
ャープ切れ刃である他は上記と同様の高速度工具鋼製切
削工具を用いて上記と同様の切削加工試験を行った。
切れ刃の高速度工具鋼製切削工具を用いて、ＨＲＣ３０
の金型用鋼の切削加工試験を行った。なお、切削寿命
（比率）を求める基準とするために、切れ刃の状態がシ
ャープ切れ刃である他は上記と同様の高速度工具鋼製切
削工具を用いて上記と同様の切削加工試験を行った。
【００４５】用いた高速度工具鋼製切削工具の種類、材
質（ＪＩＳ）、寸法および丸切れ刃の幅は、表１に記載
した通りである。また、切削加工試験の切削条件は、表
２に記載した通りである。
質（ＪＩＳ）、寸法および丸切れ刃の幅は、表１に記載
した通りである。また、切削加工試験の切削条件は、表
２に記載した通りである。
【００４６】なお、表１に示す切れ刃幅のうち次の切削
工具においては、それぞれ併記した切れ刃についてのも
のである。すなわち、（１）タップ（実施例３）、リー
マ（実施例６）は食付き刃、（２）メタルソー（実施例
７）、平フライス（実施例９）は外周刃、（３）側フラ
イス（実施例８）、スクエアエンドミル（実施例１２）
は底刃、および（４）ボールエンドミル（実施例１０）
は球状底刃である。また、上記表面処理では、水素ガス
とアンモニアガスの直流プラズマによるイオン窒化処理
により窒素拡散層を形成した。
工具においては、それぞれ併記した切れ刃についてのも
のである。すなわち、（１）タップ（実施例３）、リー
マ（実施例６）は食付き刃、（２）メタルソー（実施例
７）、平フライス（実施例９）は外周刃、（３）側フラ
イス（実施例８）、スクエアエンドミル（実施例１２）
は底刃、および（４）ボールエンドミル（実施例１０）
は球状底刃である。また、上記表面処理では、水素ガス
とアンモニアガスの直流プラズマによるイオン窒化処理
により窒素拡散層を形成した。
【００４７】上記切れ刃の窒素拡散層にはいずれも、鉄
窒化物・鉄炭窒化物などの化合物は観察されなかった。
そしてそれらの窒素拡散層の厚みは表１に記載した通り
であった。
窒化物・鉄炭窒化物などの化合物は観察されなかった。
そしてそれらの窒素拡散層の厚みは表１に記載した通り
であった。
【００４８】切削加工試験の結果、実施例２〜１２の切
削工具はいずれも、チッピングによる刃先の損傷がほと
んどみられず、また、表３に示すように、比較のために
用いた切削工具に比べて極めて優れた寿命特性（倍率）
を有していた。これに対して、基準のために用いた上記
切削工具には、チッピングによる刃先の急激な損傷がい
ずれの実施例でもみられた。なお、表３に示す寿命特性
（倍率）は、表１と同様の切れ刃についてのものであ
る。
削工具はいずれも、チッピングによる刃先の損傷がほと
んどみられず、また、表３に示すように、比較のために
用いた切削工具に比べて極めて優れた寿命特性（倍率）
を有していた。これに対して、基準のために用いた上記
切削工具には、チッピングによる刃先の急激な損傷がい
ずれの実施例でもみられた。なお、表３に示す寿命特性
（倍率）は、表１と同様の切れ刃についてのものであ
る。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】［実施例１３〜２３］刃先を表面処理した
丸切れ刃の高速度工具鋼製切削工具を用いて、ＨＲＣ３
２のプリハードン鋼の切削加工試験を行った。なお、切
削寿命（比率）を求める基準とするために、切れ刃の状
態がシャープ切れ刃である他は上記と同様の高速度工具
鋼製切削工具を用いて上記と同様の切削加工試験を行っ
た。
丸切れ刃の高速度工具鋼製切削工具を用いて、ＨＲＣ３
２のプリハードン鋼の切削加工試験を行った。なお、切
削寿命（比率）を求める基準とするために、切れ刃の状
態がシャープ切れ刃である他は上記と同様の高速度工具
鋼製切削工具を用いて上記と同様の切削加工試験を行っ
た。
【００５３】用いた高速度工具鋼製切削工具の種類、材
質（ＪＩＳ）、寸法および丸切れ刃の幅は、表４に記載
した通りである。また、切削加工試験の切削条件は、表
５に記載した通りである。
質（ＪＩＳ）、寸法および丸切れ刃の幅は、表４に記載
した通りである。また、切削加工試験の切削条件は、表
５に記載した通りである。
【００５４】なお、表４に示す切れ刃幅のうち次の切削
工具においては、それぞれ併記した切れ刃についてのも
のである。すなわち、（１）タップ（実施例１４）、ホ
ブ（実施例１５）、リーマ（実施例１７）は食付き刃、
（２）メタルソー（実施例１８）、平フライス（実施例
２０）は外周刃、（３）側フライス（実施例１９）、ス
クエアエンドミル（実施例２３）は底刃、および（４）
ボールエンドミル（実施例２１）は球状底刃である。そ
して、スクエアエンドミル（実施例２３）の底刃は、第
１すくい面のラジアルレーキが０度、第２すくい面のラ
ジアルレーキが４５度であり、該底刃の切れ刃幅は第１
すくい面と逃げ面との距離に関する。また、上記表面処
理では、水素ガスとアンモニアガスの直流プラズマによ
るイオン窒化処理により窒素拡散層を形成した後、該窒
素拡散層の上にカソードアーク放電型のイオンプレーテ
ィング法により、表４に記載した成分の硬質被膜を形成
した。
工具においては、それぞれ併記した切れ刃についてのも
のである。すなわち、（１）タップ（実施例１４）、ホ
ブ（実施例１５）、リーマ（実施例１７）は食付き刃、
（２）メタルソー（実施例１８）、平フライス（実施例
２０）は外周刃、（３）側フライス（実施例１９）、ス
クエアエンドミル（実施例２３）は底刃、および（４）
ボールエンドミル（実施例２１）は球状底刃である。そ
して、スクエアエンドミル（実施例２３）の底刃は、第
１すくい面のラジアルレーキが０度、第２すくい面のラ
ジアルレーキが４５度であり、該底刃の切れ刃幅は第１
すくい面と逃げ面との距離に関する。また、上記表面処
理では、水素ガスとアンモニアガスの直流プラズマによ
るイオン窒化処理により窒素拡散層を形成した後、該窒
素拡散層の上にカソードアーク放電型のイオンプレーテ
ィング法により、表４に記載した成分の硬質被膜を形成
した。
【００５５】上記切れ刃の窒素拡散層にはいずれも、鉄
窒化物・鉄炭窒化物などの化合物は観察されなかった。
そして、それらの窒素拡散層の厚みは表４に記載した通
りであった。さらに、硬質被膜の厚みはいずれも３μｍ
であった。
窒化物・鉄炭窒化物などの化合物は観察されなかった。
そして、それらの窒素拡散層の厚みは表４に記載した通
りであった。さらに、硬質被膜の厚みはいずれも３μｍ
であった。
【００５６】切削加工試験の結果、実施例１３〜２３の
切削工具はいずれも、チッピングによる刃先の損傷がほ
とんどみられず、また、表６に示すように、比較のため
に用いた切削工具に比べて極めて優れた寿命特性（倍
率）を有していた。これに対して、基準のために用いた
上記切削工具には、チッピングによる刃先の急激な損傷
がいずれの実施例でもみられた。なお、表６に示す寿命
特性（倍率）は、表４と同様の切れ刃についてのもので
ある。
切削工具はいずれも、チッピングによる刃先の損傷がほ
とんどみられず、また、表６に示すように、比較のため
に用いた切削工具に比べて極めて優れた寿命特性（倍
率）を有していた。これに対して、基準のために用いた
上記切削工具には、チッピングによる刃先の急激な損傷
がいずれの実施例でもみられた。なお、表６に示す寿命
特性（倍率）は、表４と同様の切れ刃についてのもので
ある。
【００５７】
【表４】
【００５８】
【表５】
【００５９】
【表６】
【００６０】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、十分な硬度と厚みを有する表面硬化層を形成し、
または該表面硬化層上に硬質被膜を形成する表面処理の
長所を十分活かして、切削特性および切削寿命に関し信
頼性に優れた安価な鋼系切削工具を提供することができ
る。
ので、十分な硬度と厚みを有する表面硬化層を形成し、
または該表面硬化層上に硬質被膜を形成する表面処理の
長所を十分活かして、切削特性および切削寿命に関し信
頼性に優れた安価な鋼系切削工具を提供することができ
る。
【図１】 バイトの斜視図である。
【図２】 エンドミルの正面図である。
【図３】 図２の切れ刃側側面図である。
【図４】 ドリルの正面図である。
【図５】 図４の切れ刃側側面図である。
【図６】 図４の切れ刃の斜視図である。
【図７】 パンチおよびダイの斜視図である。
【図８】 図７の断面図である。
【図９】 本発明の切削工具の切れ刃の形状を示す概念
図である。
図である。
【図１０】 本発明の切削工具の切れ刃の他の形状を示
す概念図である。
す概念図である。
【図１１】 本発明の切削工具の切れ刃のもう一つの形
状を示す概念図である。
状を示す概念図である。
【図１２】 本発明の切削工具の基本的な切削状況を示
す正面図である。
す正面図である。
１０ 工具 １１ 切れ刃面 ２０ 被削材 ２１ 切屑
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｆ 21/00 Ｂ２３Ｆ 21/00 Ｂ２３Ｇ 5/00 Ｂ２３Ｇ 5/00 Ｂ２６Ｆ 1/00 Ｂ２６Ｆ 1/00 Ｃ２３Ｃ 8/26 Ｃ２３Ｃ 8/26 8/30 8/30 8/38 8/38 (72)発明者 神原 直人 神奈川県大和市下鶴間字丁１号3860番地 株式会社タイヘイサービス内 Ｆターム(参考） 3C037 CC02 CC08 3C046 FF02 FF09 FF10 FF11 FF13 FF16 FF25 3C050 AB01 AB03 AB04 AB05 AB06 BB00 EB00 3C060 AA16 BA01 BA05 BB11 4K028 AA02 AA03 AB01 AB06 BA02 BA03 BA12
Claims (23)
- 【請求項１】 面状の切れ刃を有し、かつ表面硬化層が
形成された刃先を有する表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項２】 面状の切れ刃を有し、かつ（１）表面硬
化層が形成され、（２）Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、ＴａおよびＣｒからなる群から選ばれた１種以上
の金属あるいは合金の窒化物、炭化物および炭窒化物か
らなる群から選ばれた１種以上からなる硬質被膜層が該
表面硬化層上に形成された刃先を有する表面処理鋼系切
削工具。 - 【請求項３】 面状の切れ刃を有し、かつ（１）表面硬
化層が形成され、（２）Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
ＴａおよびＣｒからなる群から選ばれた１種以上の金属
あるいは合金の窒化物、炭化物および炭窒化物からなる
群から選ばれた１種以上からなる硬質被膜中間層が該表
面硬化層上に形成され、（３）ＴｉおよびＡｌの合金の
窒化物、炭化物および炭窒化物からなる群から選ばれた
１種以上からなる硬質被膜層が該硬質被膜中間層上に形
成された刃先を有する表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項４】 母材の材質が、高速度工具鋼、粉末高速
度工具鋼、窒化鋼、熱間加工用鋼、冷間加工用鋼、また
はステンレス鋼である請求項１、２または３に記載の表
面処理鋼系切削工具。 - 【請求項５】 切れ刃の状態が、丸切れ刃、角度切れ刃
または複合切れ刃である請求項１、２または３に記載の
表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項６】 表面硬化層が窒素拡散層、炭素拡散層ま
たは窒素・炭素拡散層である請求項１、２または３に記
載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項７】 切削工具は、バイト、ねじ加工用工具、
歯切工具、ブローチ、リーマ、フライス、ドリルまたは
板抜き加工用工具である請求項１、２または３に記載の
表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項８】 切れ刃の幅が、０．０３〜０．７ｍｍの
バイトである請求項１、２または３に記載の表面処理鋼
系切削工具。 - 【請求項９】 切れ刃の幅が、０．０３〜０．８ｍｍの
タップ、ホブ、メタルソー、側フライスまたは平フライ
スである請求項１、２または３に記載の表面処理鋼系切
削工具。 - 【請求項１０】 切れ刃の幅が、０．０３〜０．８５ｍ
ｍのブローチである請求項１、２または３に記載の表面
処理鋼系切削工具。 - 【請求項１１】 切れ刃の幅が、０．０１〜０．８ｍｍ
のリーマ、ボールエンドミル、ラジアスエンドミル、面
取りエンドミル、スクエアエンドミル、テーパエンドミ
ル、荒削りエンドミル、中仕上げエンドミルまたはニッ
ク付きエンドミルである請求項１、２または３に記載の
表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項１２】 切れ刃の幅が０．０３〜１．５ｍｍの
ドリルである請求項１、２または３に記載の表面処理鋼
系切削工具。 - 【請求項１３】 切れ刃の幅が０．０１〜２．０ｍｍの
パンチまたはダイである請求項１、２または３に記載の
表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項１４】 表面硬化層が２〜１５０μｍの厚さに
形成されているバイトまたはブローチである請求項１、
２または３に記載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項１５】 表面硬化層が２〜１９０μｍの厚さに
形成されているタップである請求項１、２または３に記
載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項１６】 表面硬化層が２〜２８０μｍの厚さに
形成されているホブ、側フライス、ボールエンドミル、
ラジアスエンドミル、面取りエンドミルである請求項
１、２または３に記載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項１７】 表面硬化層が２〜２５０μｍの厚さに
形成されているリーマである請求項１、２または３に記
載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項１８】 表面硬化層が２〜１８０μｍの厚さに
形成されているメタルソーである請求項１、２または３
に記載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項１９】 表面硬化層が２〜３００μｍの厚さに
形成されている平フライスである請求項１、２または３
に記載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項２０】 表面硬化層が２〜３２０μｍの厚さに
形成されているドリルである請求項１、２または３に記
載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項２１】 表面硬化層が２〜２２０μｍの厚さに
形成されているスクエアエンドミル、テーパエンドミ
ル、荒削りエンドミル、中仕上げエンドミルまたはニッ
ク付きエンドミルである請求項１、２または３に記載の
表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項２２】 表面硬化層が２〜５００μｍの厚さに
形成されているパンチまたはダイである請求項１、２ま
たは３に記載の表面処理鋼系切削工具。 - 【請求項２３】 切削条件は、切削速度が１〜８００ｍ
／分、切込みが０．０１〜５０ｍｍ、および送りが０．
０１〜３０ｍｍである請求項１、２または３に記載の表
面処理鋼系切削工具。
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