JP2002275618A - 硬質積層被膜、硬質積層被膜被覆工具およびその硬質積層被膜の形成方法 - Google Patents
硬質積層被膜、硬質積層被膜被覆工具およびその硬質積層被膜の形成方法Info
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Abstract
の耐摩耗性を損なうことなく、靱性を更に向上させて欠
けや剥離を一層効果的に防止する。 【解決手段】 (Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但
し、0.20≦x≦0.60、0≦y≦0.5)にて構
成されているとともに、平均層厚が10nm〜2000
nmの範囲内の第1被膜層22と、(Tix Al1-x )
(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦0.60、0≦
y≦0.5)とCrNとの混合層で、平均層厚が10n
m〜1000nmの範囲内の第2被膜層24とを交互に
積層し、全体の総膜厚が0.5μm〜20μmの範囲内
の硬質積層被膜20を、エンドミル10の工具母材12
の表面にコーティングした。
Description
り、特に、耐摩耗性および靱性に優れた硬質積層被膜に
関するものである。
表面をTiAlNの硬質被膜で被覆した硬質被膜被覆工
具が知られている。特開平10−168583号公報に
記載の工具はその一例で、工具母材とTiAlN硬質被
膜との間にCrNなどの比較的軟質の界面層を介在させ
て母材に対する密着性を向上させている。また、特開平
11−216601号公報には、TiとAlとの混晶比
が異なる2種類のTiAlN硬質被膜を交互に多数積層
した硬質積層被膜が記載されている。
lN硬質被膜は内部応力が大きくて靱性に乏しいため、
切削加工時にチッピング状の欠けや剥離が生じ易く、T
iAlNの優れた耐摩耗性を十分に発揮することができ
なかった。CrNなどの界面層を設けたり、混晶比が異
なる2種類のTiAlN硬質被膜を積層したりすれば、
欠けや剥離が改善されるが、必ずしも十分に満足できな
かった。
もので、その目的とするところは、TiAlNを主体と
して構成される硬質被膜の耐摩耗性を損なうことなく、
靱性を更に向上させて欠けや剥離を一層効果的に防止す
ることにある。
めに、第1発明の硬質積層被膜は、(Tix Al1-x)
(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦0.60、0≦
y≦0.5)から成る第1被膜層と、CrNまたはCr
Nを含む第2被膜層とが所定の部材の表面に交互に積層
されているとともに、最上層が前記第1被膜層にて構成
されていることを特徴とする。
いて、前記硬質積層被膜の最下層は前記第1被膜層で構
成されていることを特徴とする。
質積層被膜において、前記第1被膜層の平均層厚は10
nm〜2000nmの範囲内で、前記第2被膜層の平均
層厚は10nm〜1000nmの範囲内で、硬質積層被
膜全体の総膜厚は0.5μm〜20μmの範囲内である
ことを特徴とする。
の硬質積層被膜において、前記第2被膜層は、(Tix
Al1-x )(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦0.
60、0≦y≦0.5)とCrNとの混合層であること
を特徴とする。
るもので、第1発明〜第4発明の何れかの硬質積層被膜
で表面が被覆されていることを特徴とする。
0.20≦x≦0.60)から成る第1蒸発源をカソー
ドとしてアーク電流を通電する第1アーク電源と、(b)
Crから成る第2蒸発源をカソードとしてアーク電流を
通電する第2アーク電源と、(c) 硬質積層被膜で被覆す
べき部材に負のバイアス電圧を印加するバイアス電源
と、(d) 前記部材を所定の回転中心まわりに回転駆動す
る回転装置と、(e) 前記部材、前記第1蒸発源、前記第
2蒸発源を収容している処理容器内に所定の反応ガスを
供給する反応ガス供給装置と、を有するアークイオンプ
レーティング装置を用いて、(f) (Tix Al1-x )
(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦0.60、0≦
y≦0.5)から成る第1被膜層と、CrNまたはCr
Nを含む第2被膜層とが交互に積層されている第1発明
〜第4発明の何れかの硬質積層被膜を前記部材の表面に
形成する方法であって、(g) 前記第1アーク電源および
前記第2アーク電源をON、OFFすることにより、前
記第1被膜層および前記第2被膜層を切り換えるととも
に、そのON時間およびアーク電流の少なくとも一方を
制御してそれ等の第1被膜層および第2被膜層の層厚を
調整することを特徴とする。
成方法において、前記第1アーク電源および前記第2ア
ーク電源を共にONすることにより、前記第2被膜層と
して(Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但し、0.2
0≦x≦0.60、0≦y≦0.5)とCrNとの混合
層を形成するとともに、それ等の第1アーク電源および
第2アーク電源のアーク電流の大きさを制御して混合割
合を調整することを特徴とする。
質積層被膜の形成方法において、前記第1蒸発源および
前記第2蒸発源は、前記部材を挟んで略水平方向の対称
位置に配置されているとともに、その部材は略垂直な回
転中心まわりに回転駆動されるようになっていることを
特徴とする。
ix Al1-x )(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦
0.60、0≦y≦0.5)の硬さ(Hv)は2300
〜3000程度であるのに対し、CrNの硬さ(Hv)
は1800〜2000程度であるため、このような比較
的硬度の低い第2被膜層と高硬度の第1被膜層とが交互
に積層されることにより、低硬度の第2被膜層の存在に
より靱性が高くなり、チッピング状の欠けや剥離が生じ
難くなる。また、CrNの酸化開始温度は約700℃と
高いため、形成された被膜の耐熱性を損なうことがな
い。更に、硬質積層被膜の最上層すなわち表面は、高硬
度の第1被膜層によって構成されているため、優れた耐
摩耗性が得られる。
被膜層で構成されているため、硬質積層被膜が設けられ
る所定の部材に対して優れた密着性が得られる。
nm〜2000nmの範囲内で、第2被膜層の平均層厚
が10nm〜1000nmの範囲内で、硬質積層被膜全
体の総膜厚が0.5μm〜20μmの範囲内であるた
め、第1被膜層による耐摩耗性を維持しつつ、第2被膜
層による欠けや剥離防止効果が十分に得られる。
1-x )(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦0.6
0、0≦y≦0.5)とCrNとの混合層であるため、
CrNのみで構成した場合に比較して第1被膜層との密
着性が高く、欠けや剥離防止効果が更に向上する。
おいても、実質的に第1発明〜第4発明と同様の効果が
得られ、工具の耐久性(寿命)が向上する。
グ装置の第1アーク電源および第2アーク電源をON、
OFFすることにより第1被膜層および第2被膜層を切
り換えるとともに、そのON時間およびアーク電流の少
なくとも一方を制御してそれ等の第1被膜層および第2
被膜層の層厚を調整するため、第1被膜層および第2被
膜層の層厚を高い寸法精度で形成できる。
アーク電源を共にONすることにより、第2被膜層とし
て(Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但し、0.20
≦x≦0.60、0≦y≦0.5)とCrNとの混合層
を形成するとともに、それ等の第1アーク電源および第
2アーク電源のアーク電流の大きさを制御して混合割合
を調整するため、所定の混合割合の第2被膜層を形成で
きる。
源が部材を挟んで略水平方向の対称位置に配置されてい
るとともに、その部材は略垂直な回転中心まわりに回転
駆動されるようになっているため、第1被膜層および第
2被膜層を部材の表面に略均一に形成できる。
ドリルなどの回転切削工具の他、バイト等の非回転式の
切削工具、或いは転造工具など、種々の加工工具の表面
にコーティングされる硬質積層被膜に好適に適用される
が、表面保護膜など加工工具以外の部材の表面にコーテ
ィングされる硬質積層被膜にも同様に適用できる。工具
母材など硬質積層被膜が設けられる部材としては、超硬
合金が好適に用いられるが、高速度工具鋼などの他の金
属材料であっても良い。
は、第6発明のようにアークイオンプレーティング法が
好適に用いられるが、スパッタリング法等の他の物理蒸
着法(PVD法)や、プラズマCVD法、熱CVD法等
の化学蒸着法(CVD法)を用いることもできる。
化物であっても良いが、C(炭素)を含む炭窒化物Cr
CNやB(ほう素)を含む窒硼化物CrBN、或いはC
およびBを含む炭窒硼化物CrCBNでも良い。
ると十分な耐摩耗性が得られなくなる一方、2000n
mを越えると上下に硬度の低い第2被膜層があっても欠
けが発生し易くなるため、10nm〜2000nmの範
囲内が望ましく、更には100nm〜1000nm程度
の範囲内が適当である。総ての第1被膜層の層厚は同じ
であっても良いが、例えば最上層の第1被膜層のみを他
よりも厚くして耐摩耗性や耐熱性を高くすることもでき
るし、1層ずつ連続的に変化させることも可能である。
ると衝撃などを十分に吸収できなくなる一方、1000
nmを越えると被膜全体の硬度や耐熱性が損なわれるた
め、10nm〜1000nmの範囲内が望ましく、更に
は10nm〜500nm程度の範囲内が適当である。総
ての第2被膜層の層厚は同じであっても良いが、1層ず
つ連続的に変化させることも可能である。
満であると十分な耐摩耗性、耐熱性が得られない一方、
20μmを越えると欠けや剥離が生じ易くなるため、
0.5μm〜20μmの範囲内が望ましく、更には1μ
m〜10μm程度の範囲内が適当である。
1-x )(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦0.6
0、0≦y≦0.5)とCrNとの混合層であるが、C
rNのみで第2被膜層を構成しても良い。第2被膜層を
構成する(Tix Al1-x )(Cy N1-y )は、第1被
膜層と同じものでも良いが、混晶比x、yが相違してい
るものでも良い。
層の組成に応じて定められ、窒化物の場合は例えば窒素
ガス(N2 )を供給するように構成されるとともに、炭
窒化物の場合は、例えば窒素ガス(N2 )および炭化水
素ガス(CH4 、C2 H2 など)を供給するように構成
される。
アーク電源のON時間が長くなれば第1被膜層や第2被
膜層の層厚は厚くなる。また、それ等のアーク電源のア
ーク電流を大きくすれば被膜層の層厚は厚くなり、それ
等のON時間、アーク電流の少なくとも一方で層厚を調
整できるが、2つの制御要素を共に制御しながら層厚調
整を行うこともできる。また、部材に印加されるバイア
ス電圧など他の制御要素も考慮して層厚を調整すること
もできる。
により、厳密には(Tix Al1-x)(Cy N1-y )
(但し、0.20≦x≦0.60、0≦y≦0.5)と
CrNとが部分的に混ざり合いながら交互に繰り返し付
着させられることになり、部材の回転速度によって第2
被膜層の積層構造が変化する。(Tix Al1-x )(C
y N1-y )(但し、0.20≦x≦0.60、0≦y≦
0.5)のみから成る第1被膜層についても、厳密には
部材の回転に伴って断続的に付着させられることにな
る。
源が部材を挟んで略水平方向の対称位置に配置されてい
るが、他の発明の実施に際しては、例えば第1蒸発源お
よび第2蒸発源を隣接して配置しても良いなど適宜変更
できる。部材の回転中心線についても、必ずしも垂直
(鉛直)方向である必要はない。
細に説明する。図1は、本発明の硬質積層被膜被覆工具
の一例であるエンドミル10を説明する図で、(a) は軸
心と直角方向から見た正面図であり、超硬合金にて構成
されている工具母材12にはシャンクおよび刃部14が
一体に設けられている。刃部14には、切れ刃として外
周刃16および底刃18が設けられており、軸心まわり
に回転駆動されることによりそれ等の外周刃16および
底刃18によって切削加工が行われるとともに、その刃
部14の表面には硬質積層被膜20がコーティングされ
ている。図1(a) の斜線部は硬質積層被膜20を表して
おり、図1の(b)は、硬質積層被膜20がコーティング
された刃部14の表面部分の断面図である。エンドミル
10は回転切削工具で、工具母材12は硬質積層被膜2
0が設けられる所定の部材に相当する。
膜20は第1被膜層22および第2被膜層24を交互に
積層したもので、硬質積層被膜20の全体の総膜厚は
0.5μm〜20μmの範囲内とされている。第1被膜
層22は、(Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但し、
0.20≦x≦0.60、0≦y≦0.5)にて構成さ
れているとともに、平均層厚は10nm〜2000nm
の範囲内であり、第2被膜層24は、第1被膜層22と
同じ(Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但し、0.2
0≦x≦0.60、0≦y≦0.5)とCrNとの混合
層で、平均層厚は10nm〜1000nmの範囲内であ
る。CrNは、炭素やほう素を含まないクロムの純粋な
窒化物である。また、硬質積層被膜20の最下層および
最上層は何れも第1被膜層22によって構成されてお
り、第1被膜層22および第2被膜層24の合計の層数
は3以上の奇数となる。
際に好適に用いられるアークイオンプレーティング装置
30を説明する概略構成図(模式図)で、多数のワーク
すなわち硬質積層被膜20を被覆する前の切れ刃16、
18等が形成された工具母材12を保持しているワーク
保持具32、そのワーク保持具32を略垂直な回転中心
まわりに回転駆動する回転装置34、工具母材12に負
のバイアス電圧を印加するバイアス電源36、工具母材
12などを内部に収容している処理容器としてのチャン
バ38、チャンバ38内に所定の反応ガスを供給する反
応ガス供給装置40、チャンバ38内の気体を真空ポン
プなどで排出して減圧する排気装置42、第1アーク電
源44、第2アーク電源46等を備えている。ワーク保
持具32は、上記回転中心を中心とする円筒形状或いは
多角柱形状を成しており、刃部14が略水平に外側へ突
き出す姿勢で多数の工具母材12を放射状に保持してい
る。また、反応ガス供給装置40は、窒素ガス(N2 )
および炭化水素ガス(CH 4 、C2 H2 など)のタンク
を備えており、第1被膜層22の組成に応じて、TiA
lNの場合は窒素ガスを供給し、TiAlCNの場合は
窒素ガスおよび炭化水素ガスを供給する。第2被膜層2
4を構成しているCrNも窒素(N)を含むが、第2被
膜層24は第1被膜層22と同じ組成を含んでいて窒素
ガスが供給されるため、その窒素ガスによりCrNが形
成される。
2の構成物質であるTix Al1-x(但し、0.20≦
x≦0.60)から成る第1蒸発源48をカソードとし
て、アノード50との間に所定のアーク電流を通電して
アーク放電させることにより、第1蒸発源48からTi
x Al1-x を蒸発させるもので、蒸発したTix Al
1-x は正(+)の金属イオンになって負(−)のバイア
ス電圧が印加されている工具母材12に付着する。ま
た、第2アーク電源46は、前記第2被膜層24の構成
物質であるCrから成る第2蒸発源52をカソードとし
て、アノード54との間に所定のアーク電流を通電して
アーク放電させることにより、第2蒸発源52からCr
を蒸発させるもので、蒸発したCrは正(+)の金属イ
オンになって負(−)のバイアス電圧が印加されている
工具母材12に付着する。上記第1蒸発源48および第
2蒸発源52は、ワーク保持具32を挟んで略水平方向
の対称位置に配置されている。
装置30を用いて工具母材12の刃部14の表面に硬質
積層被膜20を形成する際の手順を説明する図で、予め
排気装置42で排気しながらチャンバ38内が所定の圧
力(例えば1.33×5×10-1Pa〜1.33×40
×10-1Pa程度)に保持されるように反応ガス供給装
置40から所定の反応ガスを供給しつつ、バイアス電源
36により工具母材12に所定のバイアス電圧(例えば
−50V〜−150V程度)を印加する。そして、回転
装置34によりワーク保持具32を所定の回転速度(例
えば3min-1程度)で回転させながら、ステップS1
〜S3を実行して硬質積層被膜20を形成する。このよ
うな硬質積層被膜20の形成は、コンピュータを含む制
御装置によって自動的に行われるようになっている。
OFF(非通電)した状態で第1アーク電源44により
例えば150A程度のアーク電流を約5分間通電(O
N)してアーク放電させることにより、(Tix Al
1-x )(Cy N1-y )から成る所定の層厚の第1被膜層
22が工具母材12の表面に形成される。通電時間およ
びアーク電流の電流値は、形成すべき第1被膜層22の
層厚に応じて定められ、この条件は図4の試験品No10
の「(Tix Al1-x )(Cy N1-y )層」を形成する
場合、すなわちTi0.4 Al0.6 Nを約340nmの厚
さだけ形成する場合のものである。図4の「(Tix A
l1-x )(Cy N1-y )層」は第1被膜層22を表して
いる。この実施例では、ワークである工具母材12が略
垂直な回転中心まわりに回転駆動されるため、Ti0.4
Al0.6 Nが断続的に付着させられることになる。
44により例えば145A程度のアーク電流を約0.4
分間(24秒)通電してアーク放電させるとともに、同
時に同じ時間だけ第2アーク電源46により例えば12
0A程度のアーク電流を通電してアーク放電させること
により、(Tix Al1-x )(Cy N1-y )とCrNと
の混合層から成る所定の層厚の第2被膜層24が、前記
第1被膜層22の上に形成される。各アーク電源44、
46のアーク電流の電流値は、(Tix Al1- x )(C
y N1-y )およびCrNの混合割合や第2被膜層24の
層厚に応じて定められるとともに、通電時間は第2被膜
層24の層厚に応じて定められ、この条件は図4の試験
品No10の「CrN混合層」を形成する場合、すなわち
Ti0.4Al0.6 NとCrNとが混合した被膜層を約2
0nmの厚さだけ形成する場合のものである。図4の
「CrN混合層」は第2被膜層24を表している。但
し、No16、No17の比較品はCrNのみの単層であ
る。本実施例では、ワークである工具母材12が略垂直
な回転中心まわりに回転駆動されるため、Ti0.4 Al
0. 6 NとCrNとが部分的に混ざり合いながら交互に繰
り返し付着させられることになる。
第1被膜層22および第2被膜層24の合計層数から1
回だけ引き算した回数(偶数)だけ繰り返し、最後にス
テップS3を実行して最上部に第1被膜層22を形成す
る。すなわち、前記図4の試験品No10の場合は、合計
層数が「15」であるため、ステップS1およびS2を
交互に14回実行し、第1被膜層22および第2被膜層
24をそれぞれ一定の層厚で繰り返し形成した後、ステ
ップS3を実行する。ステップS3は、成膜時間すなわ
ち第1アーク電源44の通電時間がステップS1よりも
所定時間αだけ長く、その分だけ層厚が厚くて耐熱性、
耐摩耗性に優れた第1被膜層22が形成される。図4の
「(Tix Al1-x )(Cy N1-y )」の「層厚(n
m)」の欄の「/」より右側の数値は、最上層の第1被
膜層22の層厚で、左側の数値は最上層以外の第1被膜
層22の層厚である。
(Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但し、0.20≦
x≦0.60、0≦y≦0.5)の硬さ(Hv)は23
00〜3000程度であるのに対し、CrNの硬さ(H
v)は1800〜2000程度であり、このようなCr
Nと(Tix Al1-x )(Cy N1-y )との混合層から
成る第2被膜層24は、第1被膜層22に比較して硬度
が低下する。したがって、高硬度の第1被膜層22と比
較的硬度の低い第2被膜層24とを交互に積層した硬質
積層被膜20は、低硬度の第2被膜層24の存在により
靱性が高くなり、チッピング状の欠けや剥離が生じ難
く、工具寿命(耐久性)が向上する。
m〜2000nmの範囲内で、第2被膜層24の平均層
厚は10nm〜1000nmの範囲内で、硬質積層被膜
20の全体の総膜厚は0.5μm〜20μmの範囲内で
あるため、第1被膜層22による耐摩耗性を維持しつ
つ、第2被膜層24による欠けや剥離防止効果が十分に
得られる。
表面は、高硬度の第1被膜層22によって構成されてい
るため、優れた耐摩耗性が得られる。特に、本実施例で
は最上層の第1被膜層22が他の第1被膜層22よりも
層厚が厚くされているため、一層優れた耐摩耗性が得ら
れる。
最下層も、(Tix Al1-x )(C y N1-y )から成る
第1被膜層22で構成されているため、工具母材12に
対して優れた密着性が得られ、剥離等が一層効果的に防
止される。
l1-x )(Cy N1-y )とCrNとの混合層であるた
め、CrNのみで構成した場合に比較して第1被膜層2
2との密着性が高く、欠けや剥離防止効果が更に向上す
る。CrNの酸化開始温度は約700℃と高いため、形
成された硬質積層被膜20の耐熱性を損なうこともな
い。
ィング装置30の第1アーク電源44および第2アーク
電源46をON、OFFすることにより第1被膜層22
および第2被膜層24を切り換えるとともに、そのON
時間およびアーク電流の電流値を制御してそれ等の第1
被膜層22および第2被膜層24の層厚を調整するた
め、第1被膜層22および第2被膜層24の層厚を高い
寸法精度で形成できる。
ク電源46を共にONすることにより、第2被膜層24
として(Tix Al1-x )(Cy N1-y )とCrNとの
混合層を形成するとともに、それ等の第1アーク電源4
4および第2アーク電源46のアーク電流の大きさを制
御して混合割合を調整するため、所定の混合割合の第2
被膜層24を簡単に形成できる。
2がワーク保持具32を挟んで略水平方向の対称位置に
配置されているとともに、ワーク保持具32は略垂直な
回転中心まわりに回転駆動されるようになっているた
め、第1被膜層22および第2被膜層24を工具母材1
2の表面に略均一に形成できる。
成されている2枚刃で直径が10mmのスクウェアエン
ドミルに種々の硬質被膜をコーティングしたものを用意
し、以下の加工条件で切削加工を行った後に、外周刃や
底刃のチッピングおよび外周逃げ摩耗幅を調べた結果を
示す図で、試験品No1〜15は本発明品で、試験品No1
6、17はCrNのみから成る単層の硬質被膜をコーテ
ィングした比較品、試験品No18〜20はTiAlNの
みから成る単層の硬質被膜をコーティングした従来品で
ある。また、「チッピング」の項の「多」、「中」、
「少」は、チッピングの量や大きさに基づく判定結果
で、「多」は使用には適当でなく製品化が困難な場合、
「中」は製品化が可能な正常の範囲内、「少」はチッピ
ングが存在しないか極僅かで目視では確認できない程
度、を意味している。
明品(試験品No1〜15)によれば、チッピングの状態
が「少」または「中」で、外周逃げ面摩耗幅が0.1m
m程度以下であり、実用上十分な耐久性が得られること
が判る。これに対し、CrNのみから成る単層の硬質被
膜をコーティングした比較品(試験品No16、17)
は、チッピングの状態は「少」であるが、外周逃げ面摩
耗幅が0.4mm程度と極めて大きく、十分な耐久性、
耐摩耗性が得られない。また、TiAlNのみから成る
単層の硬質被膜をコーティングした従来品(試験品No1
8〜20)は、切削加工時の衝撃などで欠け易くてチッ
ピングの状態が「多」であるだけでなく、チッピング部
から摩耗が拡大し、外周逃げ面摩耗幅も0.15mm以
上と大きく、耐久性が悪い。
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良
を加えた態様で実施することができる。
で、(a) は軸心と直角方向から見た正面図、(b) は硬質
積層被膜が設けられた刃部の表面部分の断面図である。
イオンプレーティング装置の一例を説明する概略構成図
である。
の手順を説明する図である。
加工を行った後に、チッピングおよび外周逃げ面摩耗幅
を調べた結果を説明する図である。
工具母材(部材) 20:硬質積層被膜 22:第1被膜層 24:第
2被膜層 30:アークイオンプレーティング装置
34:回転装置 36:バイアス電源 38:チ
ャンバ(処理容器) 40:反応ガス供給装置 4
4:第1アーク電源 46:第2アーク電源 4
8:第1蒸発源 52:第2蒸発源
Claims (8)
- 【請求項1】 (Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但
し、0.20≦x≦0.60、0≦y≦0.5)から成
る第1被膜層と、CrNまたはCrNを含む第2被膜層
とが所定の部材の表面に交互に積層されているととも
に、最上層が前記第1被膜層にて構成されていることを
特徴とする硬質積層被膜。 - 【請求項2】 前記硬質積層被膜の最下層は前記第1被
膜層で構成されていることを特徴とする請求項1に記載
の硬質積層被膜。 - 【請求項3】 前記第1被膜層の平均層厚は10nm〜
2000nmの範囲内で、前記第2被膜層の平均層厚は
10nm〜1000nmの範囲内で、硬質積層被膜全体
の総膜厚は0.5μm〜20μmの範囲内であることを
特徴とする請求項1または2に記載の硬質積層被膜。 - 【請求項4】 前記第2被膜層は、(Tix Al1-x )
(Cy N1-y )(但し、0.20≦x≦0.60、0≦
y≦0.5)とCrNとの混合層であることを特徴とす
る請求項1〜3の何れか1項に記載の硬質積層被膜。 - 【請求項5】 請求項1〜4の何れか1項に記載の硬質
積層被膜で表面が被覆されていることを特徴とする硬質
積層被膜被覆工具。 - 【請求項6】 Tix Al1-x (但し、0.20≦x≦
0.60)から成る第1蒸発源をカソードとしてアーク
電流を通電する第1アーク電源と、 Crから成る第2蒸発源をカソードとしてアーク電流を
通電する第2アーク電源と、 硬質積層被膜で被覆すべき部材に負のバイアス電圧を印
加するバイアス電源と、 前記部材を所定の回転中心まわりに回転駆動する回転装
置と、 前記部材、前記第1蒸発源、前記第2蒸発源を収容して
いる処理容器内に所定の反応ガスを供給する反応ガス供
給装置と、 を有するアークイオンプレーティング装置を用いて、
(Tix Al1-x )(C y N1-y )(但し、0.20≦
x≦0.60、0≦y≦0.5)から成る第1被膜層
と、CrNまたはCrNを含む第2被膜層とが交互に積
層されている請求項1〜4の何れか1項に記載の硬質積
層被膜を前記部材の表面に形成する方法であって、 前記第1アーク電源および前記第2アーク電源をON、
OFFすることにより、前記第1被膜層および前記第2
被膜層を切り換えるとともに、そのON時間およびアー
ク電流の少なくとも一方を制御して該第1被膜層および
第2被膜層の層厚を調整することを特徴とする硬質積層
被膜の形成方法。 - 【請求項7】 前記第1アーク電源および前記第2アー
ク電源を共にONすることにより、前記第2被膜層とし
て(Tix Al1-x )(Cy N1-y )(但し、0.20
≦x≦0.60、0≦y≦0.5)とCrNとの混合層
を形成するとともに、該第1アーク電源および該第2ア
ーク電源のアーク電流の大きさを制御して混合割合を調
整することを特徴とする請求項6に記載の硬質積層被膜
の形成方法。 - 【請求項8】 前記第1蒸発源および前記第2蒸発源
は、前記部材を挟んで略水平方向の対称位置に配置され
ているとともに、該部材は略垂直な回転中心まわりに回
転駆動されるようになっていることを特徴とする請求項
6または7に記載の硬質積層被膜の形成方法。
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