JP2001121314A - 硬質皮膜被覆工具 - Google Patents
硬質皮膜被覆工具Info
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- JP2001121314A JP2001121314A JP30774199A JP30774199A JP2001121314A JP 2001121314 A JP2001121314 A JP 2001121314A JP 30774199 A JP30774199 A JP 30774199A JP 30774199 A JP30774199 A JP 30774199A JP 2001121314 A JP2001121314 A JP 2001121314A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】硬質皮膜被覆工具において、硬質皮膜の耐酸化
性と摩擦係数を改善し、切削加工の乾式化、高速化に対
応する硬質皮膜被覆工具を提供する。 【構成】硬質皮膜被覆工具において該硬質皮膜は（Ｔｉ
１−ａ−ｂＳｉａＶｂ）（ＮｘＯ１−ｘ）、但し、０≦
ａ≦０．５、０．１≦ｂ≦０．７、０．５≦ｘ≦０．９
９９、で示される化学組成からなるＡ層と、（ＴｉＡ
ｌ）（ＮｙＯ１−ｙ）、但し０．５≦ｙ≦０．９９９で
示される化学組成からなるＢ層を交互に２層以上積層し
て構成する。
性と摩擦係数を改善し、切削加工の乾式化、高速化に対
応する硬質皮膜被覆工具を提供する。 【構成】硬質皮膜被覆工具において該硬質皮膜は（Ｔｉ
１−ａ−ｂＳｉａＶｂ）（ＮｘＯ１−ｘ）、但し、０≦
ａ≦０．５、０．１≦ｂ≦０．７、０．５≦ｘ≦０．９
９９、で示される化学組成からなるＡ層と、（ＴｉＡ
ｌ）（ＮｙＯ１−ｙ）、但し０．５≦ｙ≦０．９９９で
示される化学組成からなるＢ層を交互に２層以上積層し
て構成する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、金属材料等の切削
加工に使用される硬質皮膜被覆工具に関するものであ
る。
加工に使用される硬質皮膜被覆工具に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】硬質皮膜被覆工具の皮膜としてＴｉＮ、
ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ等が一般的に用いられている。Ｔ
ｉＮは比較的耐酸化性に優れるため、切削時の発熱によ
って生じる工具のすくい面摩耗に対して、優れた耐摩耗
性を示すだけでなく、母材との密着性も良好であること
が特徴である。ＴｉＣＮは、ＴｉＮに比べ高硬度かつ低
摩擦を示すため、逃げ面摩耗および工具に凝着を伴う切
削条件下においては、優れた特性を示す。しかしなが
ら、金属加工の高能率化を目的とした切削速度の高速化
傾向に対し、上記硬質皮膜では、十分な耐酸化性、耐摩
耗性を示さなくなった。
ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ等が一般的に用いられている。Ｔ
ｉＮは比較的耐酸化性に優れるため、切削時の発熱によ
って生じる工具のすくい面摩耗に対して、優れた耐摩耗
性を示すだけでなく、母材との密着性も良好であること
が特徴である。ＴｉＣＮは、ＴｉＮに比べ高硬度かつ低
摩擦を示すため、逃げ面摩耗および工具に凝着を伴う切
削条件下においては、優れた特性を示す。しかしなが
ら、金属加工の高能率化を目的とした切削速度の高速化
傾向に対し、上記硬質皮膜では、十分な耐酸化性、耐摩
耗性を示さなくなった。
【０００３】この様な背景から、皮膜の耐酸化性をより
向上させる研究がなされ、その結果、特開昭６２−５６
５６５号、特開平２−１９４１５９号に代表されるＴｉ
ＡｌＮ皮膜が開発され切削工具に適用されている。Ｔｉ
ＡｌＮ皮膜は、その皮膜中に含有するＴｉとＡｌの成分
比率により異なるものの、概略２３００〜２８００のビ
ッカース硬さを有すだけではなく、耐酸化性が、前記Ｔ
ｉＮ、ＴｉＣＮに比べ優れるため、刃先が高温に達する
調質材の切削においては、切削工具の性能を著しく向上
させるものである。
向上させる研究がなされ、その結果、特開昭６２−５６
５６５号、特開平２−１９４１５９号に代表されるＴｉ
ＡｌＮ皮膜が開発され切削工具に適用されている。Ｔｉ
ＡｌＮ皮膜は、その皮膜中に含有するＴｉとＡｌの成分
比率により異なるものの、概略２３００〜２８００のビ
ッカース硬さを有すだけではなく、耐酸化性が、前記Ｔ
ｉＮ、ＴｉＣＮに比べ優れるため、刃先が高温に達する
調質材の切削においては、切削工具の性能を著しく向上
させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は切削速度が更に高速化する傾向に加え、乾式での切削
加工が環境問題上重要視され、切削工具の使用環境はま
すます苛酷なものとなってきており、ＴｉＡｌＮ皮膜の
耐酸化性では十分満足されないのが現状である。
は切削速度が更に高速化する傾向に加え、乾式での切削
加工が環境問題上重要視され、切削工具の使用環境はま
すます苛酷なものとなってきており、ＴｉＡｌＮ皮膜の
耐酸化性では十分満足されないのが現状である。
【０００５】本発明者はまず、従来の各皮膜を近年の過
酷な条件で使用した場合に起こる不具合、具体的には皮
膜の摩擦係数と酸化を主に検討し、改善すべき点を明ら
かにした。
酷な条件で使用した場合に起こる不具合、具体的には皮
膜の摩擦係数と酸化を主に検討し、改善すべき点を明ら
かにした。
【０００６】相手材をＳＫＤ１１調質材、相対速度を１
００ｍ／ｍｉｎとした場合の各種硬質皮膜の摩擦係数を
測定した結果、ＴｉＮが０．６、ＴｉＣＮが０．３、Ｔ
ｉＡｌＮが０．７であった。このなかでもっとも摩擦係
数が小さいＴｉＣＮは比較的切削速度の低い乾式切削で
は優れた性能を示す。しかしながら刃先がより高温に達
する高速切削条件下においては、皮膜の特性が十分に発
揮されない。この理由は、ＴｉＣＮ皮膜は５００℃程度
で皮膜表面に非常にポーラスなＴｉ酸化物を形成するた
めであることが判った。
００ｍ／ｍｉｎとした場合の各種硬質皮膜の摩擦係数を
測定した結果、ＴｉＮが０．６、ＴｉＣＮが０．３、Ｔ
ｉＡｌＮが０．７であった。このなかでもっとも摩擦係
数が小さいＴｉＣＮは比較的切削速度の低い乾式切削で
は優れた性能を示す。しかしながら刃先がより高温に達
する高速切削条件下においては、皮膜の特性が十分に発
揮されない。この理由は、ＴｉＣＮ皮膜は５００℃程度
で皮膜表面に非常にポーラスなＴｉ酸化物を形成するた
めであることが判った。
【０００７】そこで各皮膜の酸化開始温度を調査した。
本発明者等の研究によれば、空気中における各皮膜の酸
化開始温度はＴｉＮでは約６００℃、ＴｉＣＮでは約５
００℃であるのに対し、ＴｉＡｌＮ皮膜ではＡlの添加
量に応じて約７５０〜８５０℃に向上する。
本発明者等の研究によれば、空気中における各皮膜の酸
化開始温度はＴｉＮでは約６００℃、ＴｉＣＮでは約５
００℃であるのに対し、ＴｉＡｌＮ皮膜ではＡlの添加
量に応じて約７５０〜８５０℃に向上する。
【０００８】このなかで酸化開始温度が比較的高いＴｉ
ＡｌＮでも、調質材の乾式高速切削加工においては使用
する工具の刃先温度が９００℃以上の高温に達するた
め、切削速度の高速化に十分対応できないことが判っ
た。しかも、ＴｉＡｌＮ皮膜は静的酸化試験では、Ａｌ
の外向拡散により最表層に緻密なＡｌ酸化保護膜を形成
し、比較的優れた耐酸化性を示したものの、ポーラスな
Ｔｉ酸化物が、Ａｌ酸化物直下に形成されるため、実際
の切削時には容易に剥離が発生してしまうことが判っ
た。以上の検討より、先ず硬質皮膜の耐酸化性の改善が
必要であると思われた。
ＡｌＮでも、調質材の乾式高速切削加工においては使用
する工具の刃先温度が９００℃以上の高温に達するた
め、切削速度の高速化に十分対応できないことが判っ
た。しかも、ＴｉＡｌＮ皮膜は静的酸化試験では、Ａｌ
の外向拡散により最表層に緻密なＡｌ酸化保護膜を形成
し、比較的優れた耐酸化性を示したものの、ポーラスな
Ｔｉ酸化物が、Ａｌ酸化物直下に形成されるため、実際
の切削時には容易に剥離が発生してしまうことが判っ
た。以上の検討より、先ず硬質皮膜の耐酸化性の改善が
必要であると思われた。
【０００９】また、非調質材の乾式高速切削において
も、工具の刃先温度の上昇に加え、前記の如く摩擦係数
の大きいＴｉＡｌＮ皮膜は、被削材と化学反応を起こ
し、工具切れ刃への被削材の凝着が激しい。被削材が凝
着した皮膜は、容易に脱落してしまい十分な耐摩耗性が
得られないことも明らかとなった。この知見より、高温
における摩擦係数の低減も必要であるように思われた。
も、工具の刃先温度の上昇に加え、前記の如く摩擦係数
の大きいＴｉＡｌＮ皮膜は、被削材と化学反応を起こ
し、工具切れ刃への被削材の凝着が激しい。被削材が凝
着した皮膜は、容易に脱落してしまい十分な耐摩耗性が
得られないことも明らかとなった。この知見より、高温
における摩擦係数の低減も必要であるように思われた。
【００１０】本発明はこうした事情に鑑み、硬質皮膜の
耐酸化性と摩擦係数を改善し、切削加工の乾式化、高速
化に対応する硬質皮膜被覆工具を提供することを課題と
する。
耐酸化性と摩擦係数を改善し、切削加工の乾式化、高速
化に対応する硬質皮膜被覆工具を提供することを課題と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】発明者等は、硬質皮膜の
耐酸化性、耐摩耗性、摩擦係数に及ぼす、様々な元素の
影響および皮膜の層構造について詳細な検討を行った結
果、硬質皮膜を、（Ｔｉ１−ａ−ｂＳｉａＶｂ）（Ｎｘ
Ｏ１−ｘ）、但し、０≦ａ≦０．５、０．１≦ｂ≦０．
７、０．５≦ｘ≦０．９９９、で示される化学組成から
なるＡ層と、（ＴｉＡｌ）（ＮｙＯ１−ｙ）、但し０．
５≦ｙ≦０．９９９で示される化学組成からなるＢ層を
交互に２層以上積層した硬質皮膜被覆工具とすることに
よって、乾式高速切削加工において切削工具の性能が極
めて良好となることを見出し本発明に到達した。更に上
記硬質皮膜は、物理蒸着法により被覆されることが望ま
しい。
耐酸化性、耐摩耗性、摩擦係数に及ぼす、様々な元素の
影響および皮膜の層構造について詳細な検討を行った結
果、硬質皮膜を、（Ｔｉ１−ａ−ｂＳｉａＶｂ）（Ｎｘ
Ｏ１−ｘ）、但し、０≦ａ≦０．５、０．１≦ｂ≦０．
７、０．５≦ｘ≦０．９９９、で示される化学組成から
なるＡ層と、（ＴｉＡｌ）（ＮｙＯ１−ｙ）、但し０．
５≦ｙ≦０．９９９で示される化学組成からなるＢ層を
交互に２層以上積層した硬質皮膜被覆工具とすることに
よって、乾式高速切削加工において切削工具の性能が極
めて良好となることを見出し本発明に到達した。更に上
記硬質皮膜は、物理蒸着法により被覆されることが望ま
しい。
【００１２】
【作用】はじめに請求項中記載のＡ層に関して、その各
構成の作用について詳しく述べる。（Ｔｉ１−ａ−ｂＳ
ｉａＶｂ）（ＮｘＯ１−ｘ）、但し、０≦ａ≦０．５、
０．１≦ｂ≦０．７、０．５≦ｘ≦０．９９９からな
る、Ｔｉ系酸窒化物は、空気中での摩擦係数が約０．４
程度と非常に低い。このことが切削温度を著しく低減さ
せ，酸化の促進を抑制することを確認した。これは主に
Ｖの添加効果によるものである。
構成の作用について詳しく述べる。（Ｔｉ１−ａ−ｂＳ
ｉａＶｂ）（ＮｘＯ１−ｘ）、但し、０≦ａ≦０．５、
０．１≦ｂ≦０．７、０．５≦ｘ≦０．９９９からな
る、Ｔｉ系酸窒化物は、空気中での摩擦係数が約０．４
程度と非常に低い。このことが切削温度を著しく低減さ
せ，酸化の促進を抑制することを確認した。これは主に
Ｖの添加効果によるものである。
【００１３】さらに、Ｓｉの添加量に依存して、皮膜自
体の耐酸化性が向上するのみならず、実際の切削工具と
しての使用時においても酸化が進行しにくいことを見出
した。これはＴｉ系酸窒化物の酸化後の硬質皮膜最表面
に酸化保護膜となるＳｉまたはＶを含有する非常に緻密
な酸化物層を形成し、その直下に酸化保護膜の剥離原因
となるポーラスなＴｉ酸化物を形成しないためである。
従って、酸化開始温度は従来のＴｉＡｌＮ皮膜に比べて
極めて高温化する。また、非金属元素として窒素の他に
酸素を適量添加することで耐酸化性がさらに向上する。
体の耐酸化性が向上するのみならず、実際の切削工具と
しての使用時においても酸化が進行しにくいことを見出
した。これはＴｉ系酸窒化物の酸化後の硬質皮膜最表面
に酸化保護膜となるＳｉまたはＶを含有する非常に緻密
な酸化物層を形成し、その直下に酸化保護膜の剥離原因
となるポーラスなＴｉ酸化物を形成しないためである。
従って、酸化開始温度は従来のＴｉＡｌＮ皮膜に比べて
極めて高温化する。また、非金属元素として窒素の他に
酸素を適量添加することで耐酸化性がさらに向上する。
【００１４】本発明の硬質皮膜を構成するＡ層の金属元
素の組成は、（Ｔｉ１−ａ−ｂＳｉａＶｂ）において
ａ、ｂそれぞれ０≦ａ≦０．５、０．１≦ｂ≦０．７と
いう式を満足させることが必要である。ａの値が０．５
を超える場合、皮膜中の内部応力が大きく自己破壊を誘
発し、前述の耐酸化性を示さない。またｂの値が０．１
未満では十分な低摩擦係数を得られず、また０．７をこ
えると、皮膜の硬さの低下が顕著になり、切削工具とし
ての使用に耐えられなくなる。
素の組成は、（Ｔｉ１−ａ−ｂＳｉａＶｂ）において
ａ、ｂそれぞれ０≦ａ≦０．５、０．１≦ｂ≦０．７と
いう式を満足させることが必要である。ａの値が０．５
を超える場合、皮膜中の内部応力が大きく自己破壊を誘
発し、前述の耐酸化性を示さない。またｂの値が０．１
未満では十分な低摩擦係数を得られず、また０．７をこ
えると、皮膜の硬さの低下が顕著になり、切削工具とし
ての使用に耐えられなくなる。
【００１５】また、上記Ａ層に係る酸窒化物の場合、Ｎ
ｘＯ１−ｘで０．５≦ｘ≦０．９９９を満足することが
必要であり、ｘの値が０．５未満の場合は、皮膜の硬度
が著しく低下し十分な切削性能を示さない。一方、０．
９９９を超えると皮膜の耐酸化性向上に対する寄与が少
なくなり、望ましくない。
ｘＯ１−ｘで０．５≦ｘ≦０．９９９を満足することが
必要であり、ｘの値が０．５未満の場合は、皮膜の硬度
が著しく低下し十分な切削性能を示さない。一方、０．
９９９を超えると皮膜の耐酸化性向上に対する寄与が少
なくなり、望ましくない。
【００１６】次にＢ層の作用について述べる。上記Ａ層
は、静的および動的条件下において優れた耐酸化性、低
摩擦を有すものの、皮膜の内部応力が高く、単一皮膜と
しては十分な切削性能を示さない。そこで、優れた密着
性、耐摩耗性、耐酸化性を有するＢ層を併用する必要が
ある。このＢ層の組成は、（ＴｉＡｌ）（ＮｙＯ１−
ｙ）で０．５≦ｙ≦０．９９９を満足することが必要で
ある。ｙの値が０．５未満の場合は、皮膜の硬度が著し
く低下してしまい十分な耐摩耗性を示さない。一方、
０．９９９を超えると皮膜の耐酸化性向上に対する酸素
の寄与が少なくなり、望ましくない。
は、静的および動的条件下において優れた耐酸化性、低
摩擦を有すものの、皮膜の内部応力が高く、単一皮膜と
しては十分な切削性能を示さない。そこで、優れた密着
性、耐摩耗性、耐酸化性を有するＢ層を併用する必要が
ある。このＢ層の組成は、（ＴｉＡｌ）（ＮｙＯ１−
ｙ）で０．５≦ｙ≦０．９９９を満足することが必要で
ある。ｙの値が０．５未満の場合は、皮膜の硬度が著し
く低下してしまい十分な耐摩耗性を示さない。一方、
０．９９９を超えると皮膜の耐酸化性向上に対する酸素
の寄与が少なくなり、望ましくない。
【００１７】以上のように本発明においては、基体との
密着性、皮膜自体の耐摩耗性および耐酸化性をバランス
良く有すＢ層と、耐酸化性、低摩擦に優れるＡ層を交互
に、望ましくはそれぞれ２層以上積層することが極めて
重要であり、その結果、乾式の高速切削に対応する切削
工具を得ることが可能となる。
密着性、皮膜自体の耐摩耗性および耐酸化性をバランス
良く有すＢ層と、耐酸化性、低摩擦に優れるＡ層を交互
に、望ましくはそれぞれ２層以上積層することが極めて
重要であり、その結果、乾式の高速切削に対応する切削
工具を得ることが可能となる。
【００１８】本発明の硬質皮膜被覆工具は、その被覆方
法については、特に限定されるものではないが、被覆母
材への熱影響、工具の疲労強度、皮膜の密着性等を考慮
した場合、比較的低温で被覆でき、被覆した皮膜に圧縮
応力が残留するアーク放電方式イオンプレーティング、
もしくはスパッタリング等の被覆基体側にバイアス電圧
を印加する物理蒸着法であることが望ましい。以下本発
明を実施例に基づいて説明する。
法については、特に限定されるものではないが、被覆母
材への熱影響、工具の疲労強度、皮膜の密着性等を考慮
した場合、比較的低温で被覆でき、被覆した皮膜に圧縮
応力が残留するアーク放電方式イオンプレーティング、
もしくはスパッタリング等の被覆基体側にバイアス電圧
を印加する物理蒸着法であることが望ましい。以下本発
明を実施例に基づいて説明する。
【００１９】
【実施例】アークイオンプレーティング装置を用い、金
属成分の蒸発源である各種合金製ターゲット、ならびに
反応ガスであるＮ２ガス、Ｎ２／Ｏ２混合ガスから目的
の皮膜が得られるものを選択し、被覆基体温度４００
℃、反応ガス圧力３．０Ｐａの条件下にて、被覆基体で
ある外径１０ｍｍの超硬合金製２枚刃エンドミル、外径
８ｍｍの超硬合金製６枚刃エンドミルおよび超硬合金製
インサートに−１５０Ｖの電位を印加し、全皮膜の厚み
が４μｍとなるように成膜した。成膜順序は先ずＢ層
を、次にＡ層を成膜し、積層数に応じてこれを繰り返し
た。各試料のＡ層、Ｂ層の組成、総層数（Ａ層数＋Ｂ層
数）を表１に示す。
属成分の蒸発源である各種合金製ターゲット、ならびに
反応ガスであるＮ２ガス、Ｎ２／Ｏ２混合ガスから目的
の皮膜が得られるものを選択し、被覆基体温度４００
℃、反応ガス圧力３．０Ｐａの条件下にて、被覆基体で
ある外径１０ｍｍの超硬合金製２枚刃エンドミル、外径
８ｍｍの超硬合金製６枚刃エンドミルおよび超硬合金製
インサートに−１５０Ｖの電位を印加し、全皮膜の厚み
が４μｍとなるように成膜した。成膜順序は先ずＢ層
を、次にＡ層を成膜し、積層数に応じてこれを繰り返し
た。各試料のＡ層、Ｂ層の組成、総層数（Ａ層数＋Ｂ層
数）を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】得られた硬質皮膜被覆エンドミルおよび硬
質皮膜被覆インサートを用い切削試験を行った。工具寿
命は刃先の欠けないしは摩耗等により工具が切削不能と
なった時の切削長とした。切削諸元を次に示す。
質皮膜被覆インサートを用い切削試験を行った。工具寿
命は刃先の欠けないしは摩耗等により工具が切削不能と
なった時の切削長とした。切削諸元を次に示す。
【００２２】２枚刃エンドミル切削条件は、側面切削ダ
ウンカット、被削材Ｓ５０Ｃ（硬さ２２０ＨＢ）、切り
込みＡｄ１０ｍｍ×Ｒｄ１ｍｍ、切削速度２５０ｍ／ｍ
ｉｎ、送り０．０６ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、エアーブロー使
用、とした。
ウンカット、被削材Ｓ５０Ｃ（硬さ２２０ＨＢ）、切り
込みＡｄ１０ｍｍ×Ｒｄ１ｍｍ、切削速度２５０ｍ／ｍ
ｉｎ、送り０．０６ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、エアーブロー使
用、とした。
【００２３】６枚刃エンドミル切削条件は、側面切削ダ
ウンカット、被削材ＳＫＤ１１（硬さ６２ＨＲＣ）、切
り込みＡｄ８ｍｍ×Ｒｄ０．４ｍｍ、切削速度１５０ｍ
／ｍｉｎ送り０．０３ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、エアーブロー
使用、とした。
ウンカット、被削材ＳＫＤ１１（硬さ６２ＨＲＣ）、切
り込みＡｄ８ｍｍ×Ｒｄ０．４ｍｍ、切削速度１５０ｍ
／ｍｉｎ送り０．０３ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、エアーブロー
使用、とした。
【００２４】インサート切削条件は、工具形状ＳＥＥ４
２ＴＮ、巾１００ｍｍ×長さ２５０ｍｍの面取り加工、
被削材ＳＫＤ６１（硬さ４５ＨＲＣ）、切り込み２．０
ｍｍ、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／
ｒｅｖ、乾式切削とした。表１に試験結果を併記する。
２ＴＮ、巾１００ｍｍ×長さ２５０ｍｍの面取り加工、
被削材ＳＫＤ６１（硬さ４５ＨＲＣ）、切り込み２．０
ｍｍ、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／
ｒｅｖ、乾式切削とした。表１に試験結果を併記する。
【００２５】比較例２０、２１は夫々Ｓｉ、Ｖの量が多
すぎる場合の比較例であり皮膜剥離により工具寿命が短
い。比較例２２は、Ｖの量が少なすぎる場合の比較例で
あり、皮膜の耐酸化性が十分でなく工具寿命が短い。比
較例２３は，Ｖの量が多すぎる場合の比較例で，皮膜の
硬度低下が顕著であり逃げ面摩耗が大きく耐摩耗性が悪
い。比較例２４はＶの量が少なすぎる場合の例で摩擦に
よる刃先温度上昇に伴い溶着が起こり被削面が荒れ、十
分な耐摩耗性を示さない。比較例２５は、酸素添加量が
多過ぎる場合であり、十分な皮膜硬度が得られず逃げ面
摩耗が大きくなり寿命が短い。比較例２６、２７、２８
はＳｉおよびＶの量は請求項内の範囲であるがＡ層もし
くはＢ層にＯが添加されていない場合の比較例であり、
本発明例に比較して耐摩耗性が十分ではない。比較例２
９、３０はＡ層の単一皮膜であるが、皮膜の剥離が早期
に生じ短寿命となった。比較例３１はＢ層の単一皮膜で
あるが耐摩耗性が十分ではない。
すぎる場合の比較例であり皮膜剥離により工具寿命が短
い。比較例２２は、Ｖの量が少なすぎる場合の比較例で
あり、皮膜の耐酸化性が十分でなく工具寿命が短い。比
較例２３は，Ｖの量が多すぎる場合の比較例で，皮膜の
硬度低下が顕著であり逃げ面摩耗が大きく耐摩耗性が悪
い。比較例２４はＶの量が少なすぎる場合の例で摩擦に
よる刃先温度上昇に伴い溶着が起こり被削面が荒れ、十
分な耐摩耗性を示さない。比較例２５は、酸素添加量が
多過ぎる場合であり、十分な皮膜硬度が得られず逃げ面
摩耗が大きくなり寿命が短い。比較例２６、２７、２８
はＳｉおよびＶの量は請求項内の範囲であるがＡ層もし
くはＢ層にＯが添加されていない場合の比較例であり、
本発明例に比較して耐摩耗性が十分ではない。比較例２
９、３０はＡ層の単一皮膜であるが、皮膜の剥離が早期
に生じ短寿命となった。比較例３１はＢ層の単一皮膜で
あるが耐摩耗性が十分ではない。
【００２６】これらに対し本発明例は、硬質皮膜の、工
具として使用した場合の動的耐酸化性に優れ、摩擦によ
る温度の上昇も少なく、また、内部応力、密着力、硬さ
と靭性のバランスを考慮したＢ層を併用しているので、
剥離によって急激に摩耗が進行することもなく、総合し
て工具寿命が著しく向上する。本発明は乾式高速切削加
工に十分対応するものである。
具として使用した場合の動的耐酸化性に優れ、摩擦によ
る温度の上昇も少なく、また、内部応力、密着力、硬さ
と靭性のバランスを考慮したＢ層を併用しているので、
剥離によって急激に摩耗が進行することもなく、総合し
て工具寿命が著しく向上する。本発明は乾式高速切削加
工に十分対応するものである。
【００２７】
【発明の効果】以上の如く、本発明の硬質皮膜被覆工具
は、従来の被覆工具に比べ優れた耐酸化性、低摩擦を有
すことから、乾式高速切削加工において格段に長い工具
寿命が得られ、切削加工における生産性の向上に極めて
有効である。
は、従来の被覆工具に比べ優れた耐酸化性、低摩擦を有
すことから、乾式高速切削加工において格段に長い工具
寿命が得られ、切削加工における生産性の向上に極めて
有効である。
Claims (1)
- 【請求項１】 基体表面に硬質皮膜を設けてなる硬質皮
膜被覆工具において、該硬質皮膜は（Ｔｉ１−ａ−ｂＳ
ｉａＶｂ）（ＮｘＯ１−ｘ）、但し、０≦ａ≦０．５、
０．１≦ｂ≦０．７、０．５≦ｘ≦０．９９９、で示さ
れる化学組成からなるＡ層と、（ＴｉＡｌ）（ＮｙＯ１
−ｙ）、但し０．５≦ｙ≦０．９９９で示される化学組
成からなるＢ層を交互に２層以上積層したことを特徴と
する硬質皮膜被覆工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30774199A JP2001121314A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 硬質皮膜被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30774199A JP2001121314A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 硬質皮膜被覆工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001121314A true JP2001121314A (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17972716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30774199A Pending JP2001121314A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 硬質皮膜被覆工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001121314A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1382709A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool |
| US7211138B2 (en) * | 2003-02-07 | 2007-05-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Hard film, method of forming the same and target for hard film formation |
| US7294416B2 (en) * | 2003-03-25 | 2007-11-13 | Kobe Steel, Ltd. | Hard film |
| US8110296B2 (en) * | 2006-04-28 | 2012-02-07 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Multifunctional hard material coating |
| US20160138153A1 (en) * | 2013-03-29 | 2016-05-19 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Trübbach | Hard material layers with selected thermal conductivity |
-
1999
- 1999-10-28 JP JP30774199A patent/JP2001121314A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1382709A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool |
| US7060345B2 (en) | 2002-07-11 | 2006-06-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated tool |
| US7211138B2 (en) * | 2003-02-07 | 2007-05-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Hard film, method of forming the same and target for hard film formation |
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| US7758974B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-07-20 | Kobe Steel, Ltd. | Hard film |
| US8110296B2 (en) * | 2006-04-28 | 2012-02-07 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Multifunctional hard material coating |
| US20160138153A1 (en) * | 2013-03-29 | 2016-05-19 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Trübbach | Hard material layers with selected thermal conductivity |
| US9869015B2 (en) * | 2013-03-29 | 2018-01-16 | Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon | Hard material layers with selected thermal conductivity |
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