JP2003175406A

JP2003175406A - 硬質被膜被覆加工工具

Info

Publication number: JP2003175406A
Application number: JP2001376980A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ryu; 浩劉; Yoshihiko Murakami; 良彦村上; Yasuo Fukui; 康雄福井; Toshihiro Sato; 利廣佐藤
Original assignee: OSG Corp
Current assignee: OSG Corp
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2003-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイヤモンド被膜と同程度の耐摩耗性を維持
しつつ靱性を高くして耐久性を向上させる。【解決手段】超硬合金の工具基材１２の刃部１４の表
面に、２〜４μｍの厚さのＴｉＡｌＮ層２２、そのＴｉ
ＡｌＮ層２２の上に設けられた１０〜１５μｍの厚さの
ダイヤモンド層２４、およびそのダイヤモンド層２４の
上に設けられた２〜４μｍの厚さのＴｉＡｌＮ層２６か
ら成る３層積層構造の硬質被膜２０を設けた。比較的靱
性が高いＴｉＡｌＮ層２２、２６により振動や衝撃が吸
収されるため、ダイヤモンド層２４の欠けや剥離が抑制
されて耐久性が向上するとともに、それ等の厚さが適当
で、表面のＴｉＡｌＮ層２６の存在に拘らずダイヤモン
ド層２４による優れた耐摩耗性を併せて享受できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は硬質被膜被覆加工工
具に係り、特に、耐久性および耐摩耗性に優れた硬質被
膜被覆加工工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンドミルやバイト、タップ、ドリルな
どの切削加工工具として、超硬合金の基材の表面がダイ
ヤモンド被膜で被覆されているダイヤモンド被膜被覆加
工工具が提案されている。特開平７−１４８６２３号公
報に記載されている工具はその一例で、ダイヤモンド被
膜により工具の耐摩耗性が大幅に向上する。また、ダイ
ヤモンド被膜をコーティングする前に、工具基材の表面
に所定の金属間化合物を設けることにより、ダイヤモン
ド被膜の密着性を向上させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなダイヤモンド被膜被覆加工工具は、硬度は高いもの
の靱性が低いため、加工時の振動や衝撃などでチッピン
グや欠け、剥離などが生じ易く、十分な耐久性が得られ
難いという問題があった。なお、このような問題は、転
造工具など切削加工工具以外の加工工具においても同様
に生じる。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、ダイヤモンド被膜と
同程度の耐摩耗性を維持しつつ靱性を高くして耐久性を
向上させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、工具基材の表面が硬質被膜で被覆さ
れている硬質被膜被覆加工工具において、前記硬質被膜
は、金属間化合物層およびダイヤモンド層を交互に３層
以上積層したものであることを特徴とする。

【０００６】第２発明は、第１発明の硬質被膜被覆加工
工具において、前記硬質被膜は、前記金属間化合物層か
ら前記工具基材の表面に積層されていることを特徴とす
る。

【０００７】第３発明は、第１発明または第２発明の硬
質被膜被覆加工工具において、前記硬質被膜の最表面
は、前記金属間化合物層にて構成されていることを特徴
とする。

【０００８】第４発明は、第１発明〜第３発明の何れか
の硬質被膜被覆加工工具において、前記金属間化合物層
の平均厚さは１〜６μｍの範囲内で、前記ダイヤモンド
層の平均厚さは５〜２５μｍの範囲内であることを特徴
とする。

【０００９】第５発明は、第１発明〜第４発明の何れか
の硬質被膜被覆加工工具において、前記金属間化合物層
は、元素の周期表の IIIｂ族、IVａ族、Ｖａ族、VIａ族
の金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、或いはこれらの相
互固溶体から成るものであることを特徴とする。

【００１０】

【発明の効果】このような硬質被膜被覆加工工具は、高
硬度で耐摩耗性に優れたダイヤモンド層と、比較的靱性
が高くて優れた耐久性が得られる金属間化合物層とが交
互に３層以上積層されているため、それ等の厚さや積層
数を適当に設定することにより、耐摩耗性および耐久性
が共に優れた硬質被膜被覆加工工具が得られるようにな
る。すなわち、靱性に優れた金属間化合物層によって振
動や衝撃が吸収されるため、ダイヤモンド層の欠けや剥
離が抑制されて硬質被膜の耐久性が向上するのである。
また、金属間化合物層が最表面に設けられている場合で
も、その厚さを適当に設定することにより、金属間化合
物層の存在に拘らずダイヤモンド層による優れた耐摩耗
性を併せて享受できるのである。

【００１１】第２発明では、金属間化合物層から工具基
材の表面に積層されているため、ダイヤモンド層を工具
基材の表面に直接設ける場合に比較して、工具基材に対
する密着性が高く、剥離が抑制されて硬質被膜の耐久性
が一層向上する。

【００１２】第３発明では、金属間化合物層が最表面に
位置しているため、ダイヤモンドのように鉄系材料と反
応して早期摩耗や剥離を生じる恐れがなく、鉄系材料に
対して加工を行う場合でも優れた耐摩耗性や耐久性が得
られる。

【００１３】第４発明では、金属間化合物層の平均厚さ
が１〜６μｍの範囲内で、ダイヤモンド層の平均厚さが
５〜２５μｍの範囲内であるため、高硬度なダイヤモン
ド層による耐摩耗性を享受しつつ金属間化合物層の靱性
による耐久性向上効果が得られて、耐摩耗性および耐久
性が共に優れた硬質被膜被覆加工工具が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の硬質被膜被覆加工工具
は、エンドミルやバイト、タップ、ドリルなどの切削加
工工具に好適に適用されるが、転造工具などの他の加工
工具にも適用され得る。また、金属間化合物層が最表面
に位置している場合には、鉄鋼材料などの鉄系材料の加
工に好適に用いられるが、他の材料の加工に用いること
も勿論可能である。

【００１５】ダイヤモンド層は、マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法やフィラメントＣＶＤ法、アークプラズマＣＶＤ
法、イオン化蒸着法などの気相合成法により略完全なダ
イヤモンド結晶構造で形成することが望ましいが、高周
波プラズマＣＶＤ法や、イオン化蒸着法、イオンビーム
法、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法
などのＰＶＤ法によって成膜されるダイヤモンド状カー
ボン（ＤＬＣ；Diamond-Like Carbon)を用いることもで
きる。ダイヤモンド状カーボンは、ダイヤモンドと似た
物性を有するアモルファスなカーボン膜で、ビッカース
硬さ（Ｈｖ）は１０００〜８０００程度であり、厳密に
はダイヤモンドではないが、ＴｉＣ等の硬質の金属間化
合物よりも高硬度のもの、例えばビッカース硬さ（Ｈ
ｖ）が５０００程度以上のものは、本発明のダイヤモン
ド層として用いることができる。

【００１６】上記ダイヤモンド状カーボンは、金属間化
合物層と同じ装置で積層することが可能であるため、そ
れ等のダイヤモンド層および金属間化合物層が交互に３
層以上積層される硬質被膜の成膜作業を連続的に行うこ
とが可能で、本発明の硬質被膜被覆加工工具を容易に製
造できるようになる。

【００１７】上記ダイヤモンド層の厚さは、積層数や金
属間化合物層の種類、厚さなどによって異なるが、例え
ば５μｍより薄いと十分な耐摩耗性等の作用が得られな
い一方、２５μｍを越えると剥離し易くなるなどして好
ましくないため、５μｍ〜２５μｍの範囲内が適当で、
１０μｍ〜２０μｍ程度が特に望ましい。複数のダイヤ
モンド層が積層される場合、その厚さは同じであっても
良いが、層毎に厚さを変化させることもできる。

【００１８】また、上記ダイヤモンド層は、例えば核生
成工程および結晶成長工程によって形成され、その結晶
成長を所定時間行うことによって目的とする厚さにする
ことができるが、核生成工程および結晶成長工程を繰り
返すことにより、微結晶で多層構造のダイヤモンド層を
形成することもできる。

【００１９】工具基材としては、超硬合金やサーメット
などの超硬質合金、セラミックスなどの超硬質非合金な
どの超硬質工具材料が好適に用いられ、必要に応じて硬
質被膜との密着性を高めるための前処理が施される。例
えばダイヤモンド層から工具基材の表面に積層する場合
には、表面粗さ曲線の最大高さＲ_yで０．５〜５μｍ程
度となるように粗面化処理を施したり、基材表層部に含
まれているＣｏを除去するための酸処理を施したりする
など、ダイヤモンド層の密着性を高めるための所定の前
処理を行うことが望ましい。

【００２０】金属間化合物層の厚さは、その金属間化合
物の種類やダイヤモンド層の厚さ、積層数などによって
異なるが、例えば１μｍより薄いと靱性による衝撃吸収
作用が十分に得られない一方、６μｍを越えると剥離し
易くなるなどして好ましくないため、１μｍ〜６μｍの
範囲内が適当で、２μｍ〜４μｍ程度が特に望ましい。

【００２１】金属間化合物層としては、元素の周期表の
IIIｂ族、IVａ族、Ｖａ族、VIａ族の金属、例えばＡ
ｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒなどの炭化物、窒化物、炭窒化物、
或いはこれらの相互固溶体が適当で、具体的には、Ｔｉ
ＡｌＮ合金、ＴｉＣＮ合金、ＴｉＣｒＮ合金、ＴｉＮ合
金などが好適に用いられる。このような金属間化合物層
は、例えばアークイオンプレーティング法やスパッタリ
ング法等のＰＶＤ法によって好適に設けられるが、プラ
ズマＣＶＤ法等の他の成膜法で設けることもできる。

【００２２】複数の金属間化合物層が積層される場合、
その種類や厚さは同じであっても良いが、層毎に厚さを
変化させることもできる。例えば、工具基材の表面に設
けられる金属間化合物層としては、密着性や靱性に優れ
たＴｉＮ合金などを採用し、それ以外の金属間化合物層
としては、靱性に優れたＴｉＡｌＮ合金などを採用する
こともできる。また、２種類以上の金属間化合物を連続
的に積層して１つの金属間化合物層を構成することも可
能である。

【００２３】また、金属間化合物層およびダイヤモンド
層が交互に３層以上積層された硬質被膜の全体の膜厚
は、加工工具の種類に応じて適宜定められるが、例えば
切れ刃を有する切削加工工具の場合、厚過ぎると切れ刃
の刃先が丸くなって切れ味が損なわれるため３０μｍ以
下が適当で、２５μｍ以下が特に望ましい。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。図１は、本発明が適用された硬質被膜被
覆加工工具、具体的には硬質被膜被覆切削加工工具とし
てのエンドミル１０を示す図で、(a) は軸心と直角方向
から見た正面図、(b) は刃部１４の表面付近の断面図で
ある。このエンドミル１０は、直径が１０ｍｍで４枚刃
のスクエアエンドミルであり、工具基材１２は、ＷＣを
主成分とする超硬合金にて構成されており、その工具基
材１２にはシャンクおよび刃部１４が軸方向に一体に設
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が設けられているとともに、刃部１４の
表面には１５〜２５μｍ程度の膜厚の硬質被膜２０が設
けられている。硬質被膜２０は、工具基材１２の表面に
設けられた平均厚さが２〜４μｍのＴｉＡｌＮ層２２
と、そのＴｉＡｌＮ層２２の上に設けられた平均厚さが
１０〜１５μｍのダイヤモンド層２４と、更にそのダイ
ヤモンド層２４の上に設けられた平均厚さが２〜４μｍ
のＴｉＡｌＮ層２６とから成る３層積層構造で、そのＴ
ｉＡｌＮ層２６が刃部１４の最表面を構成している。Ｔ
ｉＡｌＮ層２２およびＴｉＡｌＮ層２６は、金属間化合
物であるＴｉＡｌＮ合金にて構成されており、ダイヤモ
ンド層２４は略完全なダイヤモンド結晶構造のダイヤモ
ンドにて構成されている。なお、図１(a) の斜線部は、
工具基材１２の表面にコーティングされた硬質被膜２０
を表している。

【００２５】上記エンドミル１０は、図２に示す工程を
経て製造されたもので、ステップＳ１では、超硬合金に
研削加工等を施すことにより、切れ刃として外周刃１６
および底刃１８を有する工具基材１２を形成し、ステッ
プＳ２では、その工具基材１２の刃部１４の表面に、Ｔ
ｉＡｌＮ層２２をＰＶＤ法、具体的にはアークイオンプ
レーティング法によってコーティングする。

【００２６】図３は、上記ＴｉＡｌＮ層２２を形成する
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
５０を説明する概略構成図（模式図）で、多数のワーク
すなわち工具基材１２を保持しているワーク保持具５
２、そのワーク保持具５２を略垂直な回転中心まわりに
回転駆動する回転装置５４、工具基材１２に負のバイア
ス電圧を印加するバイアス電源５６、工具基材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５８、
チャンバ５８内に所定の反応ガスを供給する反応ガス供
給装置６０、チャンバ５８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６２、第１アーク電源６４、
第２アーク電源６６等を備えている。ワーク保持具５２
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
勢で多数の工具基材１２を放射状に保持している。ま
た、反応ガス供給装置６０は、本実施例では窒化物であ
るＴｉＡｌＮ層２２を形成するために窒素ガス（Ｎ₂）
を供給するようになっている。なお、金属間化合物層と
して炭化物を形成する場合は炭化水素ガス（ＣＨ₄、Ｃ
₂Ｈ₂など）を供給し、炭窒化物を形成する場合は窒素
ガスおよび炭化水素ガスの両方を供給すれば良い。

【００２７】第１アーク電源６４は、ＴｉＡｌＮ層２２
の構成物質であるＴｉから成る第１蒸発源６８をカソー
ドとして、アノード７０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６８か
らＴｉを蒸発させるもので、蒸発したＴｉ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
ている工具基材１２の表面に付着する。また、第２アー
ク電源６６は、ＴｉＡｌＮ層２２の構成物質であるＡｌ
から成る第２蒸発源７２をカソードとして、アノード７
４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７２からＡｌを蒸発させるも
ので、蒸発したＡｌ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基材１２の
表面に付着する。上記第１蒸発源６８および第２蒸発源
７２は、ワーク保持具５２を挟んで略水平方向の対称位
置に配置されている。

【００２８】そして、予め排気装置６２で排気しながら
チャンバ５８内が所定の圧力（例えば１．３３×５×１
０^-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６０から窒素ガスを供給し
つつ、バイアス電源５６により工具基材１２に所定のバ
イアス電圧（例えば−５０Ｖ〜−１５０Ｖ程度）を印加
し、回転装置５４によりワーク保持具５２を所定の回転
速度で回転させながら前記ＴｉＡｌＮ層２２を形成す
る。具体的には、第１アーク電源６４および第２アーク
電源６６を共にＯＮ（通電）し、第１蒸発源６８とアノ
ード７０との間でアーク放電させてＴｉを蒸発させると
ともに、第２蒸発源７２とアノード７４との間でアーク
放電させてＡｌを蒸発させることにより、ＴｉＡｌＮ合
金から成るＴｉＡｌＮ層２２が所定の厚さ（本実施例で
は２〜４μｍ）で工具基材１２の表面にコーティングさ
れる。

【００２９】図２に戻って、次のステップＳ３では、図
４のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置３０を用いて、上記
ＴｉＡｌＮ層２２が設けられた刃部１４の表面に気相合
成法、具体的にはマイクロ波プラズマＣＶＤ法により、
ダイヤモンド粒子を生成・成長させてダイヤモンド層２
４をコーティングする。マイクロ波プラズマＣＶＤ装置
３０は、反応炉３２、マイクロ波発生装置３４、原料ガ
ス供給装置３６、真空ポンプ３８、および電磁コイル４
０を備えて構成されている。円筒状の反応炉３２内には
テーブル４２が設けられ、刃部１４にＴｉＡｌＮ層２２
が設けられた複数の工具基材１２がワーク支持具４４に
支持されて、それぞれ刃部１４が上向きになる姿勢で配
置されるようになっている。

【００３０】マイクロ波発生装置３４は、例えば２．４
５ＧＨｚ等のマイクロ波を発生する装置で、このマイク
ロ波が反応炉３２内へ導入されることにより工具基材１
２が加熱されるとともに、マイクロ波発生装置３４の電
力制御によって加熱温度が調節される。原料ガス供給装
置３６は、メタン（ＣＨ₄）や水素（Ｈ₂）、一酸化炭
素（ＣＯ）などの原料ガスを反応炉３２内に供給するた
めのもので、それ等のガスボンベや流量を制御する流量
制御弁、流量計などを備えて構成されている。真空ポン
プ３８は、反応炉３２内の気体を吸引して減圧するため
のもので、圧力計４６によって検出される反応炉３２内
の圧力値が予め定められた所定の圧力値になるように、
真空ポンプ３８のモータ電流などがフィードバック制御
される。電磁コイル４０は、反応炉３２内を取り巻くよ
うに反応炉３２の外周側に円環状に配設されている。

【００３１】そして、ダイヤモンド層２４のコーティン
グ処理は、核生成工程と結晶成長工程とから成り、核生
成工程では、メタンおよび水素の流量調節を行うととも
に、工具基材１２の表面温度が７００〜９００℃の範囲
内で定められた設定温度になるようにマイクロ波発生装
置３４を調節し、反応炉３２内のガス圧が２．７×１０
²〜２．７×１０³Ｐａの範囲内で定められた設定圧に
なるように真空ポンプ３８を作動させて、その状態を所
定時間継続する。これにより、工具基材１２の表面、厳
密には前記ＴｉＡｌＮ層２２の表面に、ダイヤモンドの
結晶成長の起点となる核の層が付着される。また、結晶
成長工程は、例えばメタンの濃度が１〜４％の範囲内で
定められた設定値になるようにメタンおよび水素の流量
調節を行うとともに、工具基材１２の表面温度が８００
〜９００℃の範囲内で定められた設定温度になるように
マイクロ波発生装置３４の電力を調節し、反応炉３２内
のガス圧が１．３×１０³〜６．７×１０³Ｐａの範囲
内で定められた設定圧になるように真空ポンプ３８を作
動させ、その状態を所定時間継続して前記核を起点とし
てダイヤモンドを結晶成長させることにより、略完全な
ダイヤモンド結晶構造のダイヤモンドから成るダイヤモ
ンド層２４が所定の厚さ（本実施例では１０〜１５μ
ｍ）でＴｉＡｌＮ層２２の上に形成される。

【００３２】図２に戻って、ステップＳ４では上記ダイ
ヤモンド層２４の上に、前記ステップＳ２と同様に図３
のアークイオンプレーティング装置５０を用いて、厚さ
が２〜４μｍのＴｉＡｌＮ層２６をコーティングする。

【００３３】このような本実施例のエンドミル１０によ
れば、刃部１４を被覆している硬質被膜２０が、工具基
材１２の表面に設けられた２〜４μｍの厚さのＴｉＡｌ
Ｎ層２２と、そのＴｉＡｌＮ層２２の上に設けられた１
０〜１５μｍの厚さのダイヤモンド層２４と、更にその
ダイヤモンド層２４の上に設けられた２〜４μｍの厚さ
のＴｉＡｌＮ層２６とから成る３層積層構造を成してお
り、高硬度で優れた耐摩耗性を有するものの靱性が劣る
ダイヤモンド層２４が、比較的靱性が高くて優れた耐久
性が得られる一対のＴｉＡｌＮ層２２、２６の間に挟ま
れて設けられているため、優れた耐久性および耐摩耗性
が得られる。すなわち、ＴｉＡｌＮ層２２、２６により
振動や衝撃が吸収されるため、ダイヤモンド層２４の欠
けや剥離が抑制されて硬質被膜２０の耐久性が向上する
とともに、それ等の厚さが適当で、表面のＴｉＡｌＮ層
２６の存在に拘らずダイヤモンド層２４による優れた耐
摩耗性を併せて享受できるのである。

【００３４】また、本実施例では工具基材１２の表面に
ＴｉＡｌＮ層２２が設けられているため、ダイヤモンド
層２４を工具基材１２の表面に直接設ける場合に比較し
て、工具基材１２に対する密着性が高く、剥離が抑制さ
れて硬質被膜２０の耐久性が一層向上する。

【００３５】また、ＴｉＡｌＮ層２６が最表面に位置し
ているため、ダイヤモンドのように鉄系材料と反応して
早期摩耗や剥離を生じる恐れがなく、鉄系材料に対して
加工を行う場合でも、ダイヤモンド層２４が最表面に位
置して鉄系材料に直接接触する場合や、ダイヤモンド層
２４を設けることなくＴｉＡｌＮ層２２のみを設けた場
合に比較して、優れた耐摩耗性および耐久性が得られ
る。

【００３６】また、硬質被膜２０の全体の膜厚は１５〜
２５μｍ程度であるため、外周刃１６および底刃１８の
刃先の丸みも許容範囲で、優れた切削性能が得られる。

【００３７】因みに、上記エンドミル１０（本発明品）
と、工具基材１２の表面に直接ダイヤモンド層２４のみ
を設けた比較品Ｉ、ダイヤモンド層２４を設けることな
く工具基材１２の表面に０．３μｍ程度の厚さのＴｉＮ
層を設けるとともに、そのＴｉＮ層の上に４μｍ程度の
厚さのＴｉＡｌＮ層を設けた比較品II、ダイヤモンド層
２４を設けることなく工具基材１２の表面に４μｍ程度
の厚さのＴｉＡｌＮ層のみを設けた比較品III を用意
し、以下の加工条件で耐摩耗性試験を行ったところ、図
５、図６に示す結果が得られた。これらの図の「○」は
本発明品で、「□」は比較品Ｉ、「●」は比較品II、
「×」は比較品III であり、水溶性切削油を用いた図
５、ドライ加工の図６の何れの場合も、本発明品が最も
耐摩耗性に優れているとともに、実用上十分に満足でき
る耐久性が得られることが判る。なお、外周逃げ面摩耗
幅ＶＢは、４枚の外周刃１６の平均値である。また、
「□」で示す比較品Ｉは、図５および図６の何れの場合
もダイヤモンド層２４の剥離が原因で外周逃げ面摩耗幅
ＶＢが早い段階で急激に増加した。（加工条件）被削材：ＦＣ２５０（鋳鉄）加工方法：側面切削切削速度：２００．９６ｍ／ｍｉｎ（６４００ｍｉ
ｎ^-1）送り速度：０．０５ｍｍ／ｔ（１２８０ｍｍ／ｍｉｎ）切り込み（Ａｄ）：１５ｍｍ切り込み（Ｒｄ）：切削長さ２１ｍまで０．１ｍｍで以
後０．５ｍｍ（図５）、切削長さ７ｍまで０．１ｍｍで
以後０．５ｍｍ（図６）切削油剤：水溶性切削油（図５）、ドライ（図６）使用機械：横型マシニングセンタ

【００３８】なお、前記実施例の硬質被膜２０は３層構
造であったが、前記ステップＳ３のダイヤモンド層コー
ティング工程、およびステップＳ４のＴｉＡｌＮ層コー
ティング工程を繰り返してダイヤモンド層２４およびＴ
ｉＡｌＮ層２６を更に積層することにより、図７(a) に
示すように４層以上の積層構造の硬質被膜８０を採用し
たり、図７(b) に示す硬質被膜８２のように、最表面に
ダイヤモンド層２４を設けたりすることも可能である。
また、ダイヤモンド層２４としてダイヤモンド状カーボ
ンを採用すれば、例えば前記図３のアークイオンプレー
ティング装置５０を用いて、チャンバ５８内に工具基材
１２を保持したままダイヤモンド層２４およびＴｉＡｌ
Ｎ層２２、２６を連続的に積層することも可能で、製造
が容易になる。

【００３９】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるエンドミルを示す図
で、(a) は軸心と直角方向から見た正面図、(b) は刃部
の表面付近の断面図である。

【図２】図１のエンドミルの製造工程を説明する図であ
る。

【図３】図２のステップＳ２、Ｓ４でＴｉＡｌＮ層のコ
ーティングに好適に用いられるアークイオンプレーティ
ング装置の一例を説明する概略構成図である。

【図４】図２のステップＳ３でダイヤモンド層のコーテ
ィングに好適に用いられるマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置の一例を説明する概略構成図である。

【図５】図１のエンドミルおよび比較品について、水溶
性切削油を用いて行った耐摩耗性試験の結果を示す図で
ある。

【図６】ドライ加工で図５と同じ耐摩耗性試験を行った
結果を示す図である。

【図７】本発明の別の実施例を示す図で、(a) 、(b) 共
に図１(b) に対応する断面図である。

【符号の説明】

１０：エンドミル（硬質被膜被覆加工工具）１２：
工具基材２０、８０、８２：硬質被膜２２、２
６：ＴｉＡｌＮ層（金属間化合物層）２４：ダイヤ
モンド層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福井康雄愛知県豊川市本野ヶ原１丁目15番地オーエスジー株式会社内 (72)発明者佐藤利廣愛知県豊川市本野ヶ原１丁目15番地オーエスジー株式会社内Ｆターム(参考） 3C037 CC02 3C046 FF11 FF12 FF16 FF25 4K029 BA34 BA58 BB02 BC02 BD05 CA04 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具基材の表面が硬質被膜で被覆されて
いる硬質被膜被覆加工工具において、前記硬質被膜は、金属間化合物層およびダイヤモンド層
を交互に３層以上積層したものであることを特徴とする
硬質被膜被覆加工工具。
【請求項２】前記硬質被膜は、前記金属間化合物層か
ら前記工具基材の表面に積層されていることを特徴とす
る請求項１に記載の硬質被膜被覆加工工具。
【請求項３】前記硬質被膜の最表面は、前記金属間化
合物層にて構成されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の硬質被膜被覆加工工具。
【請求項４】前記金属間化合物層の平均厚さは１〜６
μｍの範囲内で、前記ダイヤモンド層の平均厚さは５〜
２５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３
の何れか１項に記載の硬質被膜被覆加工工具。
【請求項５】前記金属間化合物層は、元素の周期表の
IIIｂ族、IVａ族、Ｖａ族、VIａ族の金属の炭化物、窒
化物、炭窒化物、或いはこれらの相互固溶体から成るも
のであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に
記載の硬質被膜被覆加工工具。