JP2001198709A - 耐摩耗皮膜被覆工具 - Google Patents
耐摩耗皮膜被覆工具Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】切削加工の乾式化、高速化に対応可能な耐摩耗
皮膜被覆工具を提供することを課題とする。 【構成】耐摩耗皮膜被覆工具において、該硬質皮膜を
（ＣｒａＸ１−ａ）（ＮμＯ１−μ）、但し、ＸはＣｒ
を除く１種または２種以上の金属成分、０．５≦ａ＜
１、０．５≦μ≦１、で示される化学組成からなるＡ層
と、（ＴｉＡｌ）（Ｎ νＯ１−ν）、但し０．５≦ν≦
１で示される化学組成からなるＢ層より構成し、該Ａ層
と該Ｂ層の弾性係数を夫々ＥＡおよびＥＢとした時、Ｅ
Ａ／ＥＢ＜１を満足させ、かつ該Ａ層と該Ｂ層を交互に
夫々１層以上被覆して構成する。
皮膜被覆工具を提供することを課題とする。 【構成】耐摩耗皮膜被覆工具において、該硬質皮膜を
（ＣｒａＸ１−ａ）（ＮμＯ１−μ）、但し、ＸはＣｒ
を除く１種または２種以上の金属成分、０．５≦ａ＜
１、０．５≦μ≦１、で示される化学組成からなるＡ層
と、（ＴｉＡｌ）（Ｎ νＯ１−ν）、但し０．５≦ν≦
１で示される化学組成からなるＢ層より構成し、該Ａ層
と該Ｂ層の弾性係数を夫々ＥＡおよびＥＢとした時、Ｅ
Ａ／ＥＢ＜１を満足させ、かつ該Ａ層と該Ｂ層を交互に
夫々１層以上被覆して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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】金属加工の高能率化を目的とした調質鋼
の直切削においては、特開昭６２−５６５６５号、特開
平２−１９４１５９号等に記載されたＴｉＡｌＮ系皮膜
が開発され切削工具に多く適用されている。ＴｉＡｌＮ
系皮膜は、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ系皮膜に比べ耐酸化性が優
れるため、刃先が高温に達する調質鋼の切削において
は、切削工具の性能を著しく向上させるものである。
の直切削においては、特開昭６２−５６５６５号、特開
平２−１９４１５９号等に記載されたＴｉＡｌＮ系皮膜
が開発され切削工具に多く適用されている。ＴｉＡｌＮ
系皮膜は、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ系皮膜に比べ耐酸化性が優
れるため、刃先が高温に達する調質鋼の切削において
は、切削工具の性能を著しく向上させるものである。
【０００３】しかしながら、近年では更なる加工の高能
率、高精度化の要求を満たす為、切削速度の高速化に加
え、環境問題及び加工コスト低減の観点から乾式での切
削加工が重要視されている。こうような切削環境下にお
いては、切削工具表面に被覆される耐摩耗皮膜と切削さ
れる材料（以下、被削材と称す）との凝着および溶着現
象が切削性能に大きな影響を及ぼす。すなわち、従来ま
での前記ＴｉＮ、ＴｉＣＮ系皮膜およびＴｉＡｌＮ系皮
膜はこのような苛酷な切削環境下においては、被削材と
の凝着および溶着現象等に起因した摩擦抵抗の増加によ
り、十分な切削性能を得られないのが現状である。
率、高精度化の要求を満たす為、切削速度の高速化に加
え、環境問題及び加工コスト低減の観点から乾式での切
削加工が重要視されている。こうような切削環境下にお
いては、切削工具表面に被覆される耐摩耗皮膜と切削さ
れる材料（以下、被削材と称す）との凝着および溶着現
象が切削性能に大きな影響を及ぼす。すなわち、従来ま
での前記ＴｉＮ、ＴｉＣＮ系皮膜およびＴｉＡｌＮ系皮
膜はこのような苛酷な切削環境下においては、被削材と
の凝着および溶着現象等に起因した摩擦抵抗の増加によ
り、十分な切削性能を得られないのが現状である。
【０００４】このような問題を解決する為に、特表平１
１−５０２７７５号公報に示される二硫化モリブデン
や、特開平７−１６４２１１号公報に示される炭化タン
グステンおよびダイヤモンドライクカーボンからなる潤
滑性皮膜を硬質皮膜最表面に積層した切削工具が開発さ
れているが、いずれも硬質皮膜との密着性が悪く、皮膜
そのものが非常に脆い為、切削時に剥離または破壊など
により上記切削環境下においては十分対応できない。
１−５０２７７５号公報に示される二硫化モリブデン
や、特開平７−１６４２１１号公報に示される炭化タン
グステンおよびダイヤモンドライクカーボンからなる潤
滑性皮膜を硬質皮膜最表面に積層した切削工具が開発さ
れているが、いずれも硬質皮膜との密着性が悪く、皮膜
そのものが非常に脆い為、切削時に剥離または破壊など
により上記切削環境下においては十分対応できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした事情
に鑑み、切削加工の乾式化、高速化に対応可能な、即
ち、耐酸化性及び耐摩耗性に優れた硬質皮膜（Ｂ層）
と、被削材との凝着及び溶着が少なく、しかもＢ層との
密着性に優れた耐凝着性層（Ａ層）とを複合化した耐摩
耗皮膜被覆工具を提供することを課題とする。
に鑑み、切削加工の乾式化、高速化に対応可能な、即
ち、耐酸化性及び耐摩耗性に優れた硬質皮膜（Ｂ層）
と、被削材との凝着及び溶着が少なく、しかもＢ層との
密着性に優れた耐凝着性層（Ａ層）とを複合化した耐摩
耗皮膜被覆工具を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、硬質皮膜の
耐摩耗性、様々な被削材と摩擦抵抗の低減に及ぼす影響
および皮膜の層構造について詳細な検討を行った結果、
皮膜の一部に耐凝着性及び耐溶着性に優れた層を介在さ
せた耐摩耗皮膜被覆工具において、該硬質皮膜は（Ｃｒ
ａＸ１−ａ）（ＮμＯ１−μ）、但し、ＸはＣｒを除く
１種または２種以上の金属成分、０．５≦ａ＜１、０．
５≦μ≦１、で示される化学組成からなるＡ層と、（Ｔ
ｉＡｌ）（ＮνＯ１−ν）、但し０．５≦ν≦１で示さ
れる化学組成からなるＢ層より構成され、該Ａ層と該Ｂ
層の弾性係数を夫々ＥＡおよびＥ Ｂとした時、ＥＡ／Ｅ
Ｂ＜１を満足し、かつ該Ａ層と該Ｂ層を交互に夫々１層
以上被覆した構成とすることにより、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。また、Ａ層は硬質皮膜の最上層に
有ることが好ましいが、必ずしも最上層でなくとも、そ
の効果は十分に発揮するものである。更に上記耐摩耗皮
膜は、物理蒸着法により被覆されることが望ましい。
耐摩耗性、様々な被削材と摩擦抵抗の低減に及ぼす影響
および皮膜の層構造について詳細な検討を行った結果、
皮膜の一部に耐凝着性及び耐溶着性に優れた層を介在さ
せた耐摩耗皮膜被覆工具において、該硬質皮膜は（Ｃｒ
ａＸ１−ａ）（ＮμＯ１−μ）、但し、ＸはＣｒを除く
１種または２種以上の金属成分、０．５≦ａ＜１、０．
５≦μ≦１、で示される化学組成からなるＡ層と、（Ｔ
ｉＡｌ）（ＮνＯ１−ν）、但し０．５≦ν≦１で示さ
れる化学組成からなるＢ層より構成され、該Ａ層と該Ｂ
層の弾性係数を夫々ＥＡおよびＥ Ｂとした時、ＥＡ／Ｅ
Ｂ＜１を満足し、かつ該Ａ層と該Ｂ層を交互に夫々１層
以上被覆した構成とすることにより、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。また、Ａ層は硬質皮膜の最上層に
有ることが好ましいが、必ずしも最上層でなくとも、そ
の効果は十分に発揮するものである。更に上記耐摩耗皮
膜は、物理蒸着法により被覆されることが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】はじめにＡ層およびＡ層とＢ層の
関係について詳しく述べる。（ＣｒａＸ１−ａ）（Ｎμ
Ｏ１−μ）、但し、ＸはＣｒを除く１種または２種以上
の金属成分、０．５≦ａ＜１、０．５≦μ≦１、で示さ
れる化学組成からなるＣｒ系酸窒化物皮膜Ａ層の弾性係
数（ＥＡ）と、（ＴｉＡｌ）（ＮνＯ１−ν）、但し
０．５≦ν≦１で示される化学組成からなるＢ層の弾性
係数（ＥＢ）の比が、ＥＡ／ＥＢ＜１の関係式を満足す
る場合、大気中における摩擦係数が従来のＴｉＡｌＮ系
皮膜の０．８に比べ、０．３と極めて低摩擦を示すだけ
ではなく、その他の硬質皮膜との密着性が極めて優れる
ことを見出した。
関係について詳しく述べる。（ＣｒａＸ１−ａ）（Ｎμ
Ｏ１−μ）、但し、ＸはＣｒを除く１種または２種以上
の金属成分、０．５≦ａ＜１、０．５≦μ≦１、で示さ
れる化学組成からなるＣｒ系酸窒化物皮膜Ａ層の弾性係
数（ＥＡ）と、（ＴｉＡｌ）（ＮνＯ１−ν）、但し
０．５≦ν≦１で示される化学組成からなるＢ層の弾性
係数（ＥＢ）の比が、ＥＡ／ＥＢ＜１の関係式を満足す
る場合、大気中における摩擦係数が従来のＴｉＡｌＮ系
皮膜の０．８に比べ、０．３と極めて低摩擦を示すだけ
ではなく、その他の硬質皮膜との密着性が極めて優れる
ことを見出した。
【０００８】乾式高速切削過程においては、凝着や溶着
現象等により被削材の一部が硬質皮膜表面の微視的な凹
凸部に強固に固着し、この凝着物および溶着物等ととも
に、硬質皮膜は剥離、または剥離に起因した刃先の欠損
（溶着欠損）を生じやすい。しかし、本発明の如くＡ層
をＢ層に複合化することにより、摩擦係数が著しく低下
し、このことが凝着や溶着を軽減し、剥離や溶着欠損を
防ぐ効果を有する。
現象等により被削材の一部が硬質皮膜表面の微視的な凹
凸部に強固に固着し、この凝着物および溶着物等ととも
に、硬質皮膜は剥離、または剥離に起因した刃先の欠損
（溶着欠損）を生じやすい。しかし、本発明の如くＡ層
をＢ層に複合化することにより、摩擦係数が著しく低下
し、このことが凝着や溶着を軽減し、剥離や溶着欠損を
防ぐ効果を有する。
【０００９】この摩擦係数の低下は、Ｃｒによるところ
が大であるが、これにＥＡ／ＥＢ＜１の関係式を満足す
る様に１種以上の金属成分を添加する事により、高温で
の使用環境下において、更に摩擦係数の低下がもたらさ
れる。これは、１種以上の金属成分を添加する事によ
り、Ｃｒ酸窒化物の酸化が促進され、工具表面にＣｒ系
酸化物を形成し、この酸化物が更に摩擦係数の低減に寄
与する事によるものである。
が大であるが、これにＥＡ／ＥＢ＜１の関係式を満足す
る様に１種以上の金属成分を添加する事により、高温で
の使用環境下において、更に摩擦係数の低下がもたらさ
れる。これは、１種以上の金属成分を添加する事によ
り、Ｃｒ酸窒化物の酸化が促進され、工具表面にＣｒ系
酸化物を形成し、この酸化物が更に摩擦係数の低減に寄
与する事によるものである。
【００１０】ここで、ＥＡと、ＥＢの比が、ＥＡ／ＥＢ
＜１の関係式を満足することが極めて重要である。以下
にその作用を説明する。凝着及び溶着現象の著しい切削
環境下において、ＥＡ／ＥＢが１以上の場合、硬質皮膜
表面の微視的な凹凸部に強固に固着した凝着物および溶
着物等により、容易に硬質皮膜の剥離もしくは溶着欠損
が発生し、切削工具の寿命、性能を低下させる。これは
硬質皮膜内部の強度よりも皮膜界面の強度が弱くなる為
であると考えられる。一方、ＥＡ／ＥＢの値が１よりも
小さい場合、微視的な硬質皮膜表面の凹凸部に強固に固
着した凝着物および溶着物等とともに、凹凸部の硬質皮
膜内部でせん断される為、高弾性係数を有する皮膜に見
られる硬質皮膜の剥離もしくは工具の欠損が発生しない
ことを確認した。
＜１の関係式を満足することが極めて重要である。以下
にその作用を説明する。凝着及び溶着現象の著しい切削
環境下において、ＥＡ／ＥＢが１以上の場合、硬質皮膜
表面の微視的な凹凸部に強固に固着した凝着物および溶
着物等により、容易に硬質皮膜の剥離もしくは溶着欠損
が発生し、切削工具の寿命、性能を低下させる。これは
硬質皮膜内部の強度よりも皮膜界面の強度が弱くなる為
であると考えられる。一方、ＥＡ／ＥＢの値が１よりも
小さい場合、微視的な硬質皮膜表面の凹凸部に強固に固
着した凝着物および溶着物等とともに、凹凸部の硬質皮
膜内部でせん断される為、高弾性係数を有する皮膜に見
られる硬質皮膜の剥離もしくは工具の欠損が発生しない
ことを確認した。
【００１１】硬質皮膜の耐摩耗性及び様々な被削材との
摩擦抵抗の低減、さらにはＥＡ／Ｅ Ｂ＜１の関係式の満
足しやすさから検討した結果、Ｘとして最適な金属元素
はＶ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｓｉ等であり、こ
れらを用いた場合特に優れた性能を示す事が明らかとな
った。
摩擦抵抗の低減、さらにはＥＡ／Ｅ Ｂ＜１の関係式の満
足しやすさから検討した結果、Ｘとして最適な金属元素
はＶ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｓｉ等であり、こ
れらを用いた場合特に優れた性能を示す事が明らかとな
った。
【００１２】但し、弾性係数は皮膜成分及び組成によっ
て一義的に決まるものではなく、成膜条件にも多少依存
する。すなわち、高エネルギーでの成膜（高いバイア
ス）に際しては、弾性係数が増加する傾向があり、低エ
ネルギーでの成膜においては、弾性係数が減少する傾向
が確認された。従って、目的とした弾性係数を得るため
には、被膜組成に合わせて成膜条件を最適化すればよ
い。
て一義的に決まるものではなく、成膜条件にも多少依存
する。すなわち、高エネルギーでの成膜（高いバイア
ス）に際しては、弾性係数が増加する傾向があり、低エ
ネルギーでの成膜においては、弾性係数が減少する傾向
が確認された。従って、目的とした弾性係数を得るため
には、被膜組成に合わせて成膜条件を最適化すればよ
い。
【００１３】尚、弾性係数はW.C.Oliver、G.M.Pharrに
よりJournal of Materials Research誌第７巻第１５６
４〜１５８３頁に記載された方法によって、ELIONIX社
製NanoIndentation Tester ENT-1100を用いて、負荷荷
重（load,P）と押し込み深さ(displacement,h)の関係よ
り測定、算出した。実際の弾性係数測定に際しては、試
料を傾斜させ鏡面研磨した後、負荷荷重Ｐを９．８１×
１０−３Ｎ、負荷速度は９．８１×１０−４Ｎ／ｓと
し、最大荷重時に１ｓ保持後、荷重除去速度を９．８１
×１０−４Ｎ／ｓにて行った。
よりJournal of Materials Research誌第７巻第１５６
４〜１５８３頁に記載された方法によって、ELIONIX社
製NanoIndentation Tester ENT-1100を用いて、負荷荷
重（load,P）と押し込み深さ(displacement,h)の関係よ
り測定、算出した。実際の弾性係数測定に際しては、試
料を傾斜させ鏡面研磨した後、負荷荷重Ｐを９．８１×
１０−３Ｎ、負荷速度は９．８１×１０−４Ｎ／ｓと
し、最大荷重時に１ｓ保持後、荷重除去速度を９．８１
×１０−４Ｎ／ｓにて行った。
【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、（ＣｒａＸ１−ａ）、但し、ＸはＣｒを除
く１種以上の金属成分、０．５≦ａ＜１で示される化学
組成を満足させることが必要である。ａの値が０．５未
満の場合、Ｃｒによる低摩擦を得る為に十分ではなく、
乾式高速切削における性能が十分ではない。
素の組成は、（ＣｒａＸ１−ａ）、但し、ＸはＣｒを除
く１種以上の金属成分、０．５≦ａ＜１で示される化学
組成を満足させることが必要である。ａの値が０．５未
満の場合、Ｃｒによる低摩擦を得る為に十分ではなく、
乾式高速切削における性能が十分ではない。
【００１５】また、上記Ａ層に係る窒化物もしくは酸窒
化物は、ＮμＯ１−μで０．５≦μ≦１．０を満足する
ことが必要であり、μ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。
化物は、ＮμＯ１−μで０．５≦μ≦１．０を満足する
ことが必要であり、μ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。
【００１６】次にＢ層について述べる。上記Ａ層は、静
的および動的条件下において優れた密着性、低摩擦を有
すものの、調質材の切削加工には、単一皮膜では十分な
切削性能を示さない。そこで、優れた耐酸化性を有した
Ｂ層を併用する必要がある。このＢ層の組成は、（Ｔｉ
Ａｌ）（ＮνＯ１−ν）で０．５≦ν≦１．０を満足す
ることが必要である。また、Ｏの添加により、更なる耐
酸化性が向上するものの、ν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。
的および動的条件下において優れた密着性、低摩擦を有
すものの、調質材の切削加工には、単一皮膜では十分な
切削性能を示さない。そこで、優れた耐酸化性を有した
Ｂ層を併用する必要がある。このＢ層の組成は、（Ｔｉ
Ａｌ）（ＮνＯ１−ν）で０．５≦ν≦１．０を満足す
ることが必要である。また、Ｏの添加により、更なる耐
酸化性が向上するものの、ν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。
【００１７】以上のように本発明においては、皮膜自体
の耐酸化性と耐摩耗性をバランス良く有するＢ層と、高
密着、低摩擦に優れるＡ層を交互に、それぞれ２層以上
積層する事により、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。
の耐酸化性と耐摩耗性をバランス良く有するＢ層と、高
密着、低摩擦に優れるＡ層を交互に、それぞれ２層以上
積層する事により、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。
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。
【００１９】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。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１０ｍ
ｍの超硬合金製２枚刃エンドミル、Ｒ５ｍｍの超硬合金
製２枚刃ボール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、必要に応じてこれを繰り返した。各試料のＡ
層、Ｂ層の組成、Ａ層とＢ層の弾性係数の比ＥＡ／
ＥＢ、総層数（Ａ層数＋Ｂ層数）を表１に示す。同様に
膜の組成や構成を変化させた比較例を表１に併記する。
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１０ｍ
ｍの超硬合金製２枚刃エンドミル、Ｒ５ｍｍの超硬合金
製２枚刃ボール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、必要に応じてこれを繰り返した。各試料のＡ
層、Ｂ層の組成、Ａ層とＢ層の弾性係数の比ＥＡ／
ＥＢ、総層数（Ａ層数＋Ｂ層数）を表１に示す。同様に
膜の組成や構成を変化させた比較例を表１に併記する。
【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枚刃超硬エンドミルの切削条件は、側面
切削ダウンカット、被削材Ｓ５０Ｃ（硬さ２２０Ｈ
Ｂ）、切り込みＡｄ１０ｍｍ×Ｒｄ１ｍｍ、切削速度２
５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．０６ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、エア
ーブロー使用、とした。
切削ダウンカット、被削材Ｓ５０Ｃ（硬さ２２０Ｈ
Ｂ）、切り込みＡｄ１０ｍｍ×Ｒｄ１ｍｍ、切削速度２
５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．０６ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、エア
ーブロー使用、とした。
【００２３】２枚刃超硬ボールエンドミルの切削条件
は、直線ダウンカット、被削材Ｓ５０Ｃ（硬さ２２０Ｈ
Ｂ）、切り込みＡｄ０．５ｍｍ×Ｐｉｃｋ Ｆｅｅｄ
０．５ｍｍ、回転数１００００ｍｉｎ−１送り１０００
ｍｍ／ｍｉｎ、エアーブロー使用、とした。
は、直線ダウンカット、被削材Ｓ５０Ｃ（硬さ２２０Ｈ
Ｂ）、切り込みＡｄ０．５ｍｍ×Ｐｉｃｋ Ｆｅｅｄ
０．５ｍｍ、回転数１００００ｍｉｎ−１送り１０００
ｍｍ／ｍｉｎ、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１５、１６は金属元素、Ｖの量が多
すぎる場合の比較例であり、耐凝着及び溶着性が十分で
はなく工具寿命が短い。比較例１７、１８は、Ａ層およ
びＢ層への酸素添加量が多すぎる場合の比較例であり、
耐摩耗性が十分でなく工具寿命が短い。比較例１９はＡ
層の単一皮膜であり、耐摩耗性が得られず寿命が短い。
比較例２０は、Ｂ層の単一皮膜であり、凝着が激しく、
異常摩耗を誘発し寿命が短い。比較例２１、２２、２
３、２４は、何れもＥＡ／ＥＢＡの値が１より大きく、
凝着および溶着等により、早期に皮膜の異常摩耗が発生
し工具寿命が短い。比較例２５、２６、２７、２８、２
９、３０は、従来までの硬質皮膜における切削性能を示
すが、何れも本発明例に比較して著しく劣る結果となっ
た。
すぎる場合の比較例であり、耐凝着及び溶着性が十分で
はなく工具寿命が短い。比較例１７、１８は、Ａ層およ
びＢ層への酸素添加量が多すぎる場合の比較例であり、
耐摩耗性が十分でなく工具寿命が短い。比較例１９はＡ
層の単一皮膜であり、耐摩耗性が得られず寿命が短い。
比較例２０は、Ｂ層の単一皮膜であり、凝着が激しく、
異常摩耗を誘発し寿命が短い。比較例２１、２２、２
３、２４は、何れもＥＡ／ＥＢＡの値が１より大きく、
凝着および溶着等により、早期に皮膜の異常摩耗が発生
し工具寿命が短い。比較例２５、２６、２７、２８、２
９、３０は、従来までの硬質皮膜における切削性能を示
すが、何れも本発明例に比較して著しく劣る結果となっ
た。
【００２６】これらに対し本発明例は、切削時の摩擦に
対する抵抗を著しく低減し、かつ硬質皮膜との密着性に
優れ、また、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、凝着や溶着現象に起因した異
常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。従って、本発明は乾式高速切削加工に十分
対応するものである。
対する抵抗を著しく低減し、かつ硬質皮膜との密着性に
優れ、また、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、凝着や溶着現象に起因した異
常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。従って、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密着性、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密着性、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被覆してなる耐摩
耗皮膜被覆工具において、該硬質皮膜は（ＣｒａＸ
１−ａ）（ＮμＯ１−μ）、但し、ＸはＣｒを除く１種
または２種以上の金属成分、０．５≦ａ＜１、０．５≦
μ≦１、で示される化学組成からなるＡ層と、（ＴｉＡ
ｌ）（ＮνＯ１−ν）、但し０．５≦ν≦１で示される
化学組成からなるＢ層より構成され、該Ａ層と該Ｂ層の
弾性係数を夫々ＥＡおよびＥＢとした時、ＥＡ／ＥＢ＜
１を満足し、かつ該Ａ層と該Ｂ層を交互に夫々１層以上
被覆したことを特徴とする耐摩耗皮膜被覆工具。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000005136A JP4393650B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 耐摩耗皮膜被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000005136A JP4393650B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 耐摩耗皮膜被覆工具 |
Publications (2)
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| JP2001198709A true JP2001198709A (ja) | 2001-07-24 |
| JP4393650B2 JP4393650B2 (ja) | 2010-01-06 |
Family
ID=18533819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000005136A Expired - Lifetime JP4393650B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 耐摩耗皮膜被覆工具 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4393650B2 (ja) |
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- 2000-01-14 JP JP2000005136A patent/JP4393650B2/ja not_active Expired - Lifetime
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