JP2006181706A - Surface coated cutting tool and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドリル、エンドミル、フライス加工用または旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマまたはタップなどの切削工具に関し、特にその表面に耐摩耗性を有する被覆層を形成した切削工具およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a cutting tool such as a drill, an end mill, a milling or turning cutting edge replaceable tip, a metal saw, a cutting tool, a reamer, or a tap, and more particularly, a cutting in which a coating layer having wear resistance is formed on the surface thereof. The present invention relates to a tool and a manufacturing method thereof.
最近の切削工具の動向として、地球環境保全の観点から切削油剤を用いないドライ加工が求められていること、被削材が多様化していること、加工能率を一層向上させるため切削速度がより高速になってきていることなどの事情があり、工具刃先温度はますます高温になる傾向である。その結果工具寿命は短くなるので、工具材料に要求される特性は厳しくなる一方である。 Recent cutting tool trends include the need for dry machining without cutting fluids from the viewpoint of global environmental conservation, the diversification of work materials, and higher cutting speeds to further improve machining efficiency. For example, the tool edge temperature tends to become higher. As a result, the tool life is shortened, and the properties required for the tool material are becoming stricter.
特に、工具材料の要求特性として、高温での被覆膜の安定性(耐酸化特性や被覆膜の密着性)はもちろんのこと、切削工具寿命に関係する耐摩耗性、すなわち被覆膜の高温における硬度の向上や潤滑油剤に変わる被覆膜の潤滑特性が一段と重要になっている。 In particular, the required properties of the tool material include not only the stability of the coating film at high temperatures (oxidation resistance and adhesion of the coating film), but also the wear resistance related to the cutting tool life, ie the coating film Improvements in hardness at high temperatures and lubrication properties of coating films that replace lubricants are becoming increasingly important.
ここで、一般的な切削工具の刃先の構造について説明する。図1に切削工具の典型的刃先の断面模式図を示す。図1において、工具1は基材2と基材2の表面上に形成された被覆層3とを含む。また、刃先は工具のすくい面4と工具の逃げ面5とによって構成され、多くの場合、すくい面4と逃げ面5とがつくる角度は鋭角または直角である。このような工具刃先に被覆層を形成すると、被覆層の膜厚は図に示されるように、すくい面膜厚6、逃げ面膜厚7に比べ、刃先稜線部の膜厚8が最も厚くなる。
Here, the structure of the cutting edge of a general cutting tool will be described. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a typical cutting edge of a cutting tool. In FIG. 1, a tool 1 includes a
さらに、工具刃先での理想的な摩耗進行を図2(a)〜(c)を用いて説明する。工具としての理想的な摩耗は、まず、図2(a)のように被覆層が膜厚8で示した鋭角または直角の部分から除々に摩耗し、やがて図2(b)の様に基材に達したのち、ついには図2(c)の様に被覆層と基材とが共に露出して摩耗することである。
Furthermore, the ideal wear progress at the tool edge will be described with reference to FIGS. The ideal wear as a tool is that the coating layer gradually wears away from the acute angle or right-angled portion indicated by the
しかし、発明者らが詳細に工具摩耗部を調査した結果、刃先先端の摩耗は上述の図2のようには進行せず、切削初期に図3のように刃先稜線部分が既に、線Xで示すチッピングにより基材まで無くなっており、基材の部分10が完全に露出、その形態から欠損していることがわかった。また、その欠陥部分の基材11はすでに酸化しており、いくら膜の耐酸化性や耐摩耗性が良くとも、切削初期に基材が露出してしまっては工具寿命を著しく向上させることは難しいと考えられる。
However, as a result of detailed investigations of the tool wear part by the inventors, the wear at the tip of the cutting edge does not proceed as shown in FIG. 2 described above, and the edge of the cutting edge is already at line X as shown in FIG. It was found that the base material was lost due to the chipping shown, and the
従って、高速加工やドライ加工といった過酷な条件での切削工具においては、被覆膜の耐酸化性を向上させることはもちろんであるが、切削初期に起こる刃先の欠損やチッピング、すなわち基材の露出をいかに抑制させるかが非常に重要である。 Therefore, in cutting tools under severe conditions such as high speed machining and dry machining, not only the oxidation resistance of the coating film is improved, but also the chipping or chipping of the cutting edge that occurs at the beginning of cutting, that is, the exposure of the substrate It is very important how to suppress this.
一方、下記非特許文献1には、耐摩耗性および表面保護機能改善のため、WC基超硬合金、サーメット、高速度鋼等の切削工具や耐摩耗性工具等の硬質基材の表面には、硬質被覆層としてTiAlの窒化物を単層または複数層形成することが開示されている。 On the other hand, in Non-Patent Document 1 below, the surface of a hard base material such as a cutting tool such as a WC-based cemented carbide, cermet, and high-speed steel, or a wear-resistant tool is used to improve wear resistance and surface protection function. In addition, it is disclosed that a single layer or a plurality of layers of TiAl nitride are formed as a hard coating layer.
しかし、最近の高速加工およびドライ加工では、工具の刃先温度が900℃以上に達するため、TiAlN被膜では十分な工具寿命が得られないのが現状である。 However, in recent high-speed machining and dry machining, the cutting edge temperature of the tool reaches 900 ° C. or higher, and therefore, a sufficient tool life cannot be obtained with the TiAlN coating.
また、下記特許文献1および下記特許文献2には、耐熱性向上のため、Siを適量含有したTiを主成分とする窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒酸化物と、TiおよびAlを主成分とする窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物の積層被膜とが、切削工具に適用されることが開示されている。TiSi系被膜は最表面にSiを含有する緻密な酸化保護膜が形成され、TiAl系被膜より耐熱性が優れる。
Further, Patent Document 1 and
しかしながら、TiSi系被膜自身は脆性が高いため、切削時の衝撃で被膜全体が破壊または剥離することが問題であった。当該特許文献に記載の発明においては、基材と被膜の密着性を向上させるため、基材直上にはTiNやTiAlを主成分とする被膜を形成しているが、切削が進行するにつれ被膜が摩耗し、TiNやTiAlを主成分とする被膜が表面に露出すると、酸化の進行が速くなり、基材内部まで酸化して工具寿命に至り、問題であった。 However, since the TiSi-based coating itself is highly brittle, there has been a problem that the entire coating is broken or peeled off by an impact during cutting. In the invention described in the patent document, in order to improve the adhesion between the base material and the film, a film mainly composed of TiN or TiAl is formed immediately above the base material. When the coating composed of TiN or TiAl as a main component is exposed on the surface, the progress of the oxidation is accelerated and the interior of the substrate is oxidized to reach the tool life, which is a problem.
さらに、下記特許文献3には、TiSiの窒化物を基材直上に配しているが、当該文献3に開示される成膜条件では膜中の圧縮応力が非常に高く、基材との圧力差による被膜の密着強度が極端に低下することが問題であった。
本発明は上記従来の技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、基材直上に従来より密着性の高いTiSi系被膜を形成するとともに、被膜の積層を特定の構造とすることにより被覆膜に潤滑性機能を付与し、これにより、高速、ドライ加工時の工具刃先温度を低下させることができ、あわせて更なる長寿命が達成可能な表面被覆切削工具およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to form a TiSi-based film having a higher adhesion directly on the base material and to form a laminate of the film with a specific structure. To provide a lubricating function to the coating film, thereby reducing the temperature of the tool edge during high-speed and dry machining, and at the same time, achieving a longer service life and its manufacture It is to provide a method.
本発明の1つの局面によれば、基材と、基材の表面上に積層形成された被覆膜とを備える表面被覆切削工具であって、被覆膜は、基材直上に形成されるTiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物からなるA層と、AlcTidMe(ただし、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1)(MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)の窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物からなるB層と、TifSig(ただし、0<g<0.3、f+g=1)の炭窒化物からなるC層とからなり、B層およびC層はA層上で交互に積層され、かつ、B層およびC層のうちいずれか一方は少なくとも1層以上積層され、他方は少なくとも2層以上積層されていることを特徴とする表面被覆切削工具が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a surface-coated cutting tool including a base material and a coating film laminated on the surface of the base material, wherein the coating film is formed directly on the base material. Ti a Si b (However, 0 <b <0.3, a + b = 1) and a layer made of a nitride of, Al c Ti d M e (however, 0.4 <c <0.75,0 <e <0.3, c + d + e = 1) (M is one or more elements selected from the group consisting of Si, Cr, V, Y, Zr, B, Zn, Mo and Mn), nitride, carbonitride, nitrogen B layer made of oxide or carbonitride and C layer made of carbonitride of Ti f Si g (where 0 <g <0.3, f + g = 1). The layers are alternately stacked, and at least one of the B layer and the C layer is stacked, and the other is at least two layers. Surface-coated cutting tool, characterized in that it is the upper stacked is provided.
好ましくは、被覆層は、その全体の膜厚が0.5μm以上10μm以下の範囲内である。 Preferably, the coating layer has a total film thickness in the range of 0.5 μm to 10 μm.
好ましくは、被覆層は、A層の膜厚が0.05μm以上1.0μm以下の範囲内である。 Preferably, the coating layer has a thickness of the A layer in the range of 0.05 μm to 1.0 μm.
好ましくは、被覆層は、B層およびC層の膜厚がそれぞれ独立して0.05μm以上6μm以下の範囲内である。 Preferably, in the coating layer, the thicknesses of the B layer and the C layer are each independently in the range of 0.05 μm or more and 6 μm or less.
好ましくは、被覆層は、その最上層がB層である。 Preferably, the uppermost layer of the coating layer is a B layer.
好ましくは、被覆層は、その最上層がC層である。 Preferably, the uppermost layer of the coating layer is a C layer.
好ましくは、基材が、WC基超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硅素焼結体、酸化アルミニウムおよび炭化チタンからなる群より選択されるいずれかの材料を1つ以上用いてなる基材である。 Preferably, the base material is selected from the group consisting of WC-based cemented carbide, cermet, high speed steel, ceramics, cubic boron nitride sintered body, diamond sintered body, silicon nitride sintered body, aluminum oxide and titanium carbide. A base material using one or more selected materials.
本発明の別の局面によれば、基材と、基材の表面上に積層形成された被覆膜とを備える表面被覆切削工具の製造方法であって、基材直上に、TiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物からなるA層を形成する工程と、AlcTidMe(ただし、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1)(MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)の窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物からなるB層と、TifSig(ただし、0<g<0.3、f+g=1)の炭窒化物からなるC層とを、交互に積層する工程と、を包含する表面被覆切削工具の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a substrate, a manufacturing method of the surface-coated cutting tool and a coating film which is laminated on the surface of the substrate, directly on the substrate, Ti a Si b (where, 0 <b <0.3, a + b = 1) forming a layer a consisting of a nitride of, Al c Ti d M e (however, 0.4 <c <0.75,0 <e <0.3, c + d + e = 1) (M is one or more elements selected from the group consisting of Si, Cr, V, Y, Zr, B, Zn, Mo and Mn), nitride, carbonitride, nitrogen A step of alternately stacking B layers made of oxide or carbonitride and C layers made of carbonitride of Ti f Si g (where 0 <g <0.3, f + g = 1). A method for manufacturing a surface-coated cutting tool is provided.
好ましくは、交互に積層する工程は、A層上にB層を積層形成する工程を含む。 Preferably, the step of alternately laminating includes the step of laminating and forming B layers on the A layer.
好ましくは、交互に積層する工程は、A層上にC層を積層形成する工程を含む。 Preferably, the step of alternately laminating includes the step of laminating and forming the C layer on the A layer.
好ましくは、交互に積層する工程は、B層およびC層のそれぞれの層を1層以上形成する。 Preferably, in the step of alternately laminating, one or more of each of the B layer and the C layer is formed.
好ましくは、交互に積層する工程は、被覆層の最上層がB層となるように積層形成する工程を含む。 Preferably, the step of alternately laminating includes the step of laminating so that the uppermost layer of the coating layer is the B layer.
好ましくは、交互に積層する工程は、被覆層の最上層がC層を積層形成する工程を含む。 Preferably, the step of alternately laminating includes the step of laminating and forming the C layer as the uppermost layer of the coating layer.
好ましくは、A層を積層形成する工程は、物理的蒸着法を用いて行われ、その際、バイアス電源が0〜30Vの範囲内であり、窒素ガスの圧力が3〜6Paの範囲内であり、基材温度が450℃以上に設定される。 Preferably, the step of laminating and forming the A layer is performed using a physical vapor deposition method, in which the bias power source is in the range of 0 to 30 V and the pressure of the nitrogen gas is in the range of 3 to 6 Pa. The substrate temperature is set to 450 ° C. or higher.
好ましくは、交互に積層形成する工程は、C層を積層形成する際に物理的蒸着法を用い、その際、バイアス電圧を200V以上に設定する。 Preferably, the step of alternately stacking layers uses a physical vapor deposition method when stacking the C layers, and the bias voltage is set to 200 V or higher.
本発明の表面被覆切削工具によれば、被覆膜に特定の構造を付与することにより、耐摩耗性、耐酸化性、耐熱性を向上することができ、もって切削工具の寿命を向上させることができる。 According to the surface-coated cutting tool of the present invention, it is possible to improve wear resistance, oxidation resistance, and heat resistance by imparting a specific structure to the coating film, thereby improving the life of the cutting tool. Can do.
本発明について図4を用いて説明する。図4に示すように、本発明の表面被覆切削工具1は、基材2と、基材の表面上に積層形成された被覆膜とを備える。被覆膜は、基材直上に形成されるTiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物からなるA層12と、AlcTidMe(ただし、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1)(MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)の窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物からなるB層と、TifSig(ただし、0<g<0.3、f+g=1)の炭窒化物からなるC層とからなり、B層およびC層はA層上で交互に積層された交互の層13であり、かつ、B層およびC層のうちいずれか一方は少なくとも1層以上積層され、他方は少なくとも2層以上積層されていることを特徴とする。
The present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the surface-coated cutting tool 1 of the present invention includes a
図5は、図4の線V−Vで切断したときの概略断面図である。図5からわかるように、本発明の表面被覆切削工具1は、交互の層13において、B層とC層とが交互に積層されている。ここで、図5に示す交互の層13における積層数は一例であって、これに限定されることを意図しない。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VV in FIG. As can be seen from FIG. 5, in the surface-coated cutting tool 1 of the present invention, B layers and C layers are alternately laminated in
このように、本発明の表面被覆切削工具1は、基材2とTiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物からなるA層12との密着性を従来よりも強固にし、さらに、当該A層上に、AlcTidMe(ただし、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1)(MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)の窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物からなるB層と、TifSig(ただし、0<g<0.3、f+g=1)の炭窒化物であるC層とを交互に積層して交互の層13とすることで当該交互のB層およびC層の交互の層全体に優れた潤滑性を付与することができる。その結果、このような被覆層の構成にすることにより、被覆膜全体として優れた耐摩耗性、耐酸化性、耐熱性を達成でき、したがって、切削工具としての寿命を向上させることができるものである。
As described above, the surface-coated cutting tool 1 of the present invention provides adhesion between the
(被覆層)
本発明の表面被覆切削工具において、被覆層中、TiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物からなるA層が基材直上に形成される。当該A層は、耐酸化性に優れており、被覆膜の摩耗が進行しても、基材の酸化を保護することができる。
(Coating layer)
In the surface-coated cutting tool of the present invention, an A layer made of a nitride of Ti a Si b (where 0 <b <0.3, a + b = 1) is formed directly on the base material in the coating layer. The A layer is excellent in oxidation resistance, and can protect the base material from oxidation even if the wear of the coating film proceeds.
本発明において、当該A層は従来の同一組成の膜に比べて基材との密着性を大幅に向上させていることに特徴を有する。すなわち、従来より、当該膜は一般にアークイオンプレーティング法などの物理的蒸着法により成膜しているが、TiSiNは圧縮残留応力が高く、基材との応力差が大きいため剥離しやすい。 In the present invention, the A layer is characterized in that the adhesion to the substrate is greatly improved as compared with a conventional film having the same composition. That is, conventionally, the film is generally formed by a physical vapor deposition method such as an arc ion plating method, but TiSiN has a high compressive residual stress and is easily peeled off due to a large stress difference from the substrate.
本発明者らは、物理的蒸着法において、基材に印加するバイアス電圧を0〜30Vの範囲内に設定し、窒素ガスの圧力を3〜6Paの範囲内に設定し、基材温度を450℃以上に設定することにより、TiSiNの応力が低減され、よって基材との密着性が大幅に改善されることを見いだした。 In the physical vapor deposition method, the inventors set the bias voltage applied to the substrate within a range of 0 to 30 V, the nitrogen gas pressure within a range of 3 to 6 Pa, and the substrate temperature of 450. It has been found that by setting the temperature to not less than ° C., the stress of TiSiN is reduced, and thus the adhesion to the substrate is greatly improved.
上記の条件は当該分野において従来では想到し難い値であり、すなわち、本発明において、上記条件は従来に比して、バイアス電圧が非常に低く、窒素ガス圧力が非常に高く、基材温度も比較的高く設定されている。 The above condition is a value that is difficult to conceive conventionally in the field, that is, in the present invention, the above condition has a very low bias voltage, a very high nitrogen gas pressure, and a substrate temperature as compared with the conventional condition. It is set relatively high.
すなわち、従来の技術常識では、成膜の際、本発明に規定するように、バイアス電圧を低く設定すると、被覆膜中の圧縮応力が低すぎ、被覆膜の強度が極端に低下するという問題のおそれがあり、窒素ガス圧を高くすると、真空ポンプの排気能力が不十分で炉内圧力が不安定になるという問題のおそれがあり、基材温度を高くすると、被覆膜中の圧縮応力が開放されて膜強度が低下するという問題のおそれがあった。この点で、本発明において、このような条件に設定したことは、当業者が容易に想定できる技術的設計事項の範囲からかけはなれたものといえる。 That is, in the conventional technical common sense, when the bias voltage is set low as defined in the present invention during film formation, the compressive stress in the coating film is too low, and the strength of the coating film is extremely reduced. If the nitrogen gas pressure is increased, there may be a problem that the exhaust pressure of the vacuum pump is insufficient and the furnace pressure becomes unstable. If the substrate temperature is increased, the compression in the coating film There was a risk that the stress was released and the film strength decreased. In this respect, it can be said that the setting of such conditions in the present invention is far from the range of technical design items that can be easily assumed by those skilled in the art.
より好ましくは、基材に印加するバイアス電圧は、15〜25Vの範囲内であり、窒素ガスの圧力は、4〜5Paの範囲内であり、基材温度は、500℃以上である。 More preferably, the bias voltage applied to the substrate is in the range of 15 to 25 V, the pressure of the nitrogen gas is in the range of 4 to 5 Pa, and the substrate temperature is 500 ° C. or higher.
本発明において、A層は、TiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物の組成を有する。A層中にTiSiの組成とすることで、高硬度かつ高耐熱性に優れる。また、これを窒化物とすることで、基材との密着性に優れた膜とすることができる。 In the present invention, the A layer has a nitride composition of Ti a Si b (where 0 <b <0.3, a + b = 1). By setting the composition of TiSi in the A layer, it is excellent in high hardness and high heat resistance. Moreover, it can be set as the film | membrane excellent in adhesiveness with a base material by making this into nitride.
本発明において、上記A層の組成:TiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)において、0<b<0.3としている。Siが30原子%以上であると、A層の靭性が低下するため好ましくない。より好ましくは、10<b<25である。なお、a,bは、Ti元素とSi元素との原子組成比を示す。 In the present invention, in the composition of the layer A: Ti a Si b (where 0 <b <0.3, a + b = 1), 0 <b <0.3. When Si is 30 atomic% or more, the toughness of the A layer is lowered, which is not preferable. More preferably, 10 <b <25. In addition, a and b show the atomic composition ratio of Ti element and Si element.
本発明において、A層の膜厚は、0.05μm以上1.0μm以下であることが好ましい。0.05μm未満であると、耐熱性の効果が低減され、また、1.0μmを超えると被膜自身の脆性が高いため切削時の衝撃で破壊してしまうおそれがある。より好ましくは、0.1μm以上0.3μm以下である。 In the present invention, the thickness of the A layer is preferably 0.05 μm or more and 1.0 μm or less. When the thickness is less than 0.05 μm, the effect of heat resistance is reduced, and when it exceeds 1.0 μm, the coating itself has high brittleness and may be broken by an impact during cutting. More preferably, it is 0.1 μm or more and 0.3 μm or less.
本発明において、上記A層上には、B層とC層とが交互に積層された膜が形成される。この交互の層のうちB層について説明する。 In the present invention, a film in which B layers and C layers are alternately stacked is formed on the A layer. Of these alternating layers, the B layer will be described.
本発明において、B層は、AlcTidMe(ただし、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1)(MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)の窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物からなる。AlTiの組成を有することにより、耐摩耗性と靭性とをバランスよく達成することができる。また、当該B層には、金属元素Mとして、Si,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上を含むことにより、さらに硬度が向上する。 In the present invention, B layer, Al c Ti d M e (however, 0.4 <c <0.75,0 <e <0.3, c + d + e = 1) (M is Si, Cr, V, Y, 1 type or more of elements selected from the group consisting of Zr, B, Zn, Mo and Mn) nitride, carbonitride, nitride oxide or carbonitride. By having the composition of AlTi, it is possible to achieve a good balance between wear resistance and toughness. Further, the B layer further includes one or more elements selected from the group consisting of Si, Cr, V, Y, Zr, B, Zn, Mo and Mn as the metal element M, thereby further improving the hardness. To do.
本発明におけるB層中のMは、Si,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnの元素を用いることができるが、これらの元素は、AlTiの窒化物、炭窒化物において固溶元素として働き、結晶をゆがませるという共通の特徴を有するので、いずれの元素を用いても、硬度を向上する効果を発揮することができる。特に、SiまたはCrは、耐熱性向上の観点から好ましい元素である。 M in the B layer in the present invention can use Si, Cr, V, Y, Zr, B, Zn, Mo, and Mn elements. These elements are used in AlTi nitride and carbonitride. Since it has a common feature of acting as a solid solution element and distorting the crystal, the effect of improving the hardness can be exhibited by using any element. In particular, Si or Cr is a preferable element from the viewpoint of improving heat resistance.
本発明におけるB層において、AlcTidMeは、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1の組成比を有する。Alが40原子%以下であると、耐熱性が低下するという問題が生じるおそれがあり、75原子%を超えると、被覆膜の強度が低下するという問題が生じるおそれがある。より好ましくは、45<c<65である。なお、c,d,eは、Al、TiおよびMの原子の組成比を示す。 In B layer in the present invention, Al c Ti d M e has a 0.4 <c <0.75,0 <e < 0.3, the composition ratio of c + d + e = 1. When Al is 40 atomic% or less, there is a possibility that a problem that the heat resistance is lowered, and when it exceeds 75 atomic%, there is a possibility that a problem that the strength of the coating film is lowered. More preferably, 45 <c <65. Note that c, d, and e indicate the composition ratio of Al, Ti, and M atoms.
また、本発明にけるB層において、上記に規定したMは、組成比が30原子%を超えると、B層の靭性が低下するため好ましくない。より好ましくは、3<e<10である。 Further, in the B layer in the present invention, the M defined above is not preferable if the composition ratio exceeds 30 atomic% because the toughness of the B layer is lowered. More preferably, 3 <e <10.
また、当該B層の膜厚は、0.05μm〜6μmの範囲内であることが好ましい。0.05μm未満であると、成膜時のガス種の切り替え、バイアス電圧の制御などの安定した成膜が難しいため、成膜が困難であり、また、6μmを超えると、B層とC層とを交互に積層する後述のメリットが失われてしまう可能性があるため好ましくない。より好ましくは、2μm〜4μmの範囲内である。 Moreover, it is preferable that the film thickness of the said B layer exists in the range of 0.05 micrometer-6 micrometers. If it is less than 0.05 μm, it is difficult to perform stable film formation such as switching of the gas type at the time of film formation and control of the bias voltage, so that film formation is difficult. Since there is a possibility that the later-described merit of alternately laminating and is lost, it is not preferable. More preferably, it exists in the range of 2 micrometers-4 micrometers.
次に、上記B層とC層との交互の層のうち、C層について説明する。本発明におけるC層は、TifSig(ただし、0<g<0.3、f+g=1)の炭窒化物である。このような組成を有するC層は、TiSiの組成により優れた耐熱性および潤滑性を発揮し、また、炭窒化物とすることにより、当該被膜中に炭素が分散する構造となるため、窒化物に比べて摩擦係数が低く、潤滑性をさらに向上することができる。 Next, among the alternating layers of the B layer and the C layer, the C layer will be described. The C layer in the present invention is a carbonitride of Ti f Si g (where 0 <g <0.3, f + g = 1). The C layer having such a composition exhibits excellent heat resistance and lubricity due to the composition of TiSi, and by using carbonitride, it has a structure in which carbon is dispersed in the coating. Compared with the above, the friction coefficient is low, and the lubricity can be further improved.
本発明におけるC層において、Siが30原子%以上であると、被覆膜の強度が低下するという問題を生じるおそれがあり問題である。より好ましくは、10<g<25である。 In the C layer in the present invention, if Si is 30 atomic% or more, there is a possibility that the strength of the coating film is lowered, which is a problem. More preferably, 10 <g <25.
本発明におけるC層は、物理的蒸着法、具体的にはアークイオンプレーティング法を用いて成膜することができるが、従来ではバイアス電源を30〜100V程度としていたため、反応ガスであるメタンやアセチレンガスが十分分解されず、緻密なTiSiの炭窒化物が得られていないのが現状であった。このような膜は部分的に炭素が析出した構造となり、耐熱性および強度が低下してしまう。 The C layer in the present invention can be formed by a physical vapor deposition method, specifically, an arc ion plating method. Conventionally, since the bias power source is about 30 to 100 V, methane, which is a reactive gas, is used. And acetylene gas was not sufficiently decomposed, and a dense TiSi carbonitride was not obtained. Such a film has a structure in which carbon is partially deposited, resulting in a decrease in heat resistance and strength.
本発明においては、当該C層の成膜条件として、バイアス電圧を200V以上という従来に比して非常に高い値に設定することで、耐熱性および潤滑性の両者において優れ、かつ緻密なTiSiの炭窒化物を成膜することが可能となった。このような高いバイアス電圧に設定することは、バイアス電圧を高くすると、成膜速度が著しく低下するという問題が発生するおそれがあるという従来の技術常識から考えて、極めて画期的であるといえる。 In the present invention, by setting the bias voltage to a very high value of 200 V or more as a film formation condition for the C layer, both heat resistance and lubricity are excellent and dense TiSi is used. It became possible to form a carbonitride film. It can be said that setting such a high bias voltage is extremely epoch-making in view of conventional technical common knowledge that there is a possibility that the film forming speed may be remarkably reduced when the bias voltage is increased. .
上述のようにして、本発明による当該C層に優れた潤滑性および耐熱性を付与することにより、工具の刃先温度を低下させて、被覆膜全体としての酸化を防止することができ、あわせて、被削材が切れ刃に溶着することを抑制し、加工面の粗さも向上する。 As described above, by imparting excellent lubricity and heat resistance to the C layer according to the present invention, the cutting edge temperature of the tool can be lowered, and oxidation of the entire coating film can be prevented. Thus, the work material is prevented from welding to the cutting edge, and the roughness of the processed surface is improved.
また、当該C層の膜厚は、0.05μm〜6μmの範囲内であることが好ましい。0.05μm未満であると、成膜時のガス種の切り替え、バイアス電圧の制御などの安定した成膜が難しいため、成膜が困難であり、また、6μmを超えると、B層とC層とを交互に積層するメリットが失われてしまう可能性があるため好ましくない。より好ましくは、1.0μm〜3.0μmの範囲内である。 Moreover, it is preferable that the film thickness of the said C layer exists in the range of 0.05 micrometer-6 micrometers. If it is less than 0.05 μm, it is difficult to perform stable film formation such as switching of the gas type at the time of film formation and control of the bias voltage, so that film formation is difficult. Since the merit of alternately laminating and may be lost, it is not preferable. More preferably, it exists in the range of 1.0 micrometer-3.0 micrometers.
本発明において、上記に説明したB層およびC層は交互に積層される。ここで、交互に積層とは、基材表面に直交する方向において、B層とC層とが順次入れ替わり積層されている態様をいう。すなわち、上記直交する方向において、B層、C層、B層、C層・・・の順番や、C層、B層、C層、B層・・・の順番で積層されていることをいう。ここで、A層の直上に形成される層は、B層およびC層のいずれであってもよいが、A層の直上に形成される層は少なくとも2層以上形成され、他方の層は少なくとも1層以上形成される。B層とC層とを交互に積層するメリットを得るためである。 In the present invention, the B layer and the C layer described above are alternately laminated. Here, “alternately stacked” refers to an aspect in which the B layer and the C layer are sequentially switched and stacked in a direction orthogonal to the substrate surface. That is, in the orthogonal direction, the layers are laminated in the order of the B layer, the C layer, the B layer, the C layer, and the order of the C layer, the B layer, the C layer, the B layer, and so on. . Here, the layer formed immediately above the A layer may be either the B layer or the C layer, but at least two layers formed directly above the A layer are formed, and the other layer is at least One or more layers are formed. This is because the merit of alternately laminating the B layer and the C layer is obtained.
たとえば、A層の直上にB層が積層される場合には、B層は2層以上積層され、C層は一層以上積層され、これらB層およびC層が交互に積層されていることになる。ここで、B層とC層との積層数は、B層がC層よりも1層多いかまたは同一である。ここではB層をA層直上の層として形成した場合について説明したが、C層をA層直上の層とした場合にも全く同様のことがいえる。 For example, when the B layer is laminated directly on the A layer, two or more B layers are laminated, one or more C layers are laminated, and these B layers and C layers are alternately laminated. . Here, the number of layers of the B layer and the C layer is one or more than the C layer. Although the case where the B layer is formed as a layer immediately above the A layer has been described here, the same applies to the case where the C layer is a layer immediately above the A layer.
本発明において、上記のようにB層とC層とを交互に積層することにより、高速加工やドライ加工において工具の性能を向上させることができる。具体的には、単層構造の場合は、切削時に発生する衝撃によって被覆膜全体が破壊したり、剥離したりすることがあり、極端に工具寿命が低下する問題があるが、上記のように交互に積層する構造とすることにより、切削時の衝撃による被覆膜の破壊が、それぞれの層間、すなわち、B層とC層との間またはC層とB層との間で抑えられるので、被覆膜の破壊単位が小さくなるというメリットがある。また、当該交互に積層する構造とすることにより、B層とC層との格子定数の違いから、それぞれの結晶に歪みが発生し、硬度が上昇する効果も得ることができる。 In the present invention, by alternately laminating the B layer and the C layer as described above, the performance of the tool can be improved in high speed machining and dry machining. Specifically, in the case of a single layer structure, the entire coating film may be broken or peeled off due to an impact generated during cutting, and there is a problem that the tool life is extremely reduced. Since the layered structure is alternately laminated, the destruction of the coating film due to the impact during cutting can be suppressed between the respective layers, that is, between the B layer and the C layer or between the C layer and the B layer. There is an advantage that the destruction unit of the coating film is reduced. In addition, by adopting such a structure in which the layers are alternately stacked, the difference in lattice constant between the B layer and the C layer can cause distortion in each crystal and increase the hardness.
本発明において、被覆膜の全体の膜厚は、0.5μm以上10μm以下の範囲内であることが好ましい。0.5μm未満であると、耐摩耗性が低減するおそれがあり、10μmを超えると被覆膜の靭性が低下するおそれがある。より好ましくは、2.5μm以上6.0μm以下である。 In the present invention, the total thickness of the coating film is preferably in the range of 0.5 μm or more and 10 μm or less. If it is less than 0.5 μm, the wear resistance may be reduced, and if it exceeds 10 μm, the toughness of the coating film may be reduced. More preferably, it is 2.5 μm or more and 6.0 μm or less.
本発明において、上述した各層の膜厚および被覆層全体の膜厚の測定法としては、工具を切断し、その断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察して求めることができる。 In the present invention, as a method for measuring the thickness of each layer and the thickness of the entire coating layer described above, the tool can be cut and its cross section can be observed using an SEM (scanning electron microscope).
本発明において、被覆層の最上層は、B層またはC層のいずれかとすることができる。B層を最上層とした場合には、黒色を呈し、C層を最上層とした場合には、紫色を呈するので、工具としての外観に意匠性を付与することができ、商業上有用である。 In the present invention, the uppermost layer of the coating layer can be either a B layer or a C layer. When the B layer is the uppermost layer, the color is black, and when the C layer is the uppermost layer, the color is purple. Therefore, the appearance as a tool can be imparted with design and is commercially useful. .
本発明において、被覆膜を基材の表面に被覆するためには、結晶性の高い化合物を形成することができる成膜プロセスにより作製されることが不可欠である。そこで、種々の成膜方法を検討した結果、物理的蒸着法を用いることが好ましい。当該物理的蒸着法には、バランストおよびアンバランストマグネトロンスパッタリング法、イオンプレーティング法などがあるが、特に、原料元素のイオン率が高いカソードアークイオンプレーティングが一番適している。このカソードアークイオンプレーティングを用いると、被覆層を形成する前に、基材表面に対して金属のイオンボンバードメント処理が可能となるため、基材と被覆層との密着性が格段によくなるので、密着性という意味からも好ましいプロセスである。 In the present invention, in order to coat the coating film on the surface of the base material, it is indispensable to be produced by a film forming process capable of forming a compound having high crystallinity. Therefore, as a result of examining various film forming methods, it is preferable to use a physical vapor deposition method. The physical vapor deposition method includes balanced and unbalanced magnetron sputtering methods, ion plating methods, and the like. Cathode arc ion plating with a high ion ratio of the raw material elements is particularly suitable. When this cathode arc ion plating is used, since the metal ion bombardment treatment can be performed on the surface of the base material before the coating layer is formed, the adhesion between the base material and the coating layer is remarkably improved. This is a preferable process from the viewpoint of adhesion.
(基材)
本発明における基材は、WC基超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硅素焼結体、酸化アルミニウムおよび炭化チタンからなる群より選択されるいずれかの材料を1つ以上用いてなる基材である。
(Base material)
The base material in the present invention is a group consisting of WC-based cemented carbide, cermet, high speed steel, ceramics, cubic boron nitride sintered body, diamond sintered body, silicon nitride sintered body, aluminum oxide and titanium carbide. A base material using one or more selected materials.
特に、被覆被覆切削工具は、ドリル、エンドミル、フライス加工用または旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマまたはタップであることが好ましい。 In particular, the coated coated cutting tool is preferably a drill, an end mill, a milling or turning cutting edge replaceable tip, a metal saw, a gear cutting tool, a reamer, or a tap.
本実施例により本発明の表面被覆切削工具についてより詳細に説明し、さらに、当該工具の耐摩耗性等の特性がいかに改善されるかを具体的に説明する。実施例において、被覆膜中の組成はXPS(X線光電子分光分析装置)を用いて測定し、被覆膜の硬度はナノインデンター(MTS社製Nano Indenter XP)により確認した。また、被覆膜における膜厚は、上述のとおり、SEMを用いて測定した。 This embodiment will explain the surface-coated cutting tool of the present invention in more detail, and further specifically explain how the characteristics such as wear resistance of the tool are improved. In the examples, the composition in the coating film was measured using XPS (X-ray photoelectron spectroscopy analyzer), and the hardness of the coating film was confirmed by a nanoindenter (Nano Indenter XP manufactured by MTS). Moreover, the film thickness in a coating film was measured using SEM as above-mentioned.
なお、本実施例においては、工具の被覆膜の形成は、カソードアークイオンプレーティング法を用いて行なっているが、これ以外、例えばバランストまたはアンバランストスパッタリング法によっても成膜することは可能である。 In this embodiment, the coating film of the tool is formed by using the cathode arc ion plating method. However, other than this, for example, the film can also be formed by the balanced or unbalanced sputtering method. Is possible.
<表面被覆切削工具の作製>
(1)基材の洗浄
基材として、グレードがJIS規格K10の超硬合金製エンドミル(φ10、6枚刃)、グレードがJIS規格K30の超硬合金製ドリル(φ8)、グレードがJIS規格P30の超硬合金フライス用スローアウェイチップ(形状:SDKN42)を用意し、これを図6に示すようなカソードアークイオンプレーティング装置に装着した。
<Production of surface-coated cutting tool>
(1) Cleaning of base material As a base material, a cemented carbide end mill (φ10, 6 blades) with a grade of JIS standard K10, a cemented carbide drill (φ8) with a grade of JIS standard K30, and a grade of JIS standard P30. A cemented carbide milling throw-away tip (shape: SDKN42) was prepared and mounted on a cathode arc ion plating apparatus as shown in FIG.
図6および図7の装置において、チャンバ101内に、被覆膜を構成するA層用、B層用およびC層用のアーク式蒸発源106,107,111、および基材を設置するための回転式基材ホルダ104が取り付けられている。カソード106,107は、それぞれアーク電源108,109が取り付けられている。また、基材ホルダ104には、バイアス電源110が取り付けられている。また、チャンバ101内には、反応ガス105が投入される口が設けられ、また、チャンバ101内の圧力を調節するための口103から真空ポンプによりガスを吸引できる構造となっている。
6 and 7, an
図6の装置において、まず、真空ポンプによりチャンバ101内を減圧するとともに、基材を回転させながら装置内に設置されたヒーターにより温度を500℃に加熱し、チャンバ内の圧力が1.0×10−4Paとなるまで真空引きを行なった。次に、アルゴンガスを導入してチャンバ101内の圧力を3.0Paに保持し、基板バイアス電源110の電圧を徐々に上げながら、−1000Vとし、基材の表面のクリーニングを15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。
In the apparatus of FIG. 6, first, the inside of the
(2)被覆膜の成膜
次いで、金属蒸発源であるターゲットとして、TiaSib、AlcTidMe(該MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)、およびTifSigを設置した。なお、当該Mは目的とする組成に応じて上記の中から適宜選択したものを用いた。また、組成比を示すa,b,c,d,e,f,gの値は、下記の表1および表2中に示している。
(2) Formation of coating film Next, Ti a Si b , Al c Ti d Me (where M is Si, Cr, V, Y, Zr, B, Zn, Mo and one or more elements selected from the group consisting of Mn), and established a Ti f Si g. In addition, the said M used what was selected from the above suitably according to the target composition. Further, the values of a, b, c, d, e, f, g indicating the composition ratio are shown in Table 1 and Table 2 below.
基材102を中央で回転させた状態で、反応ガスとして窒素ガスを導入させながら、基板温度500℃、反応ガス圧5Pa、基板バイアス電圧を−20Vに維持したまま、アーク式蒸発源である106,107,111のいずれかにセットされたTiSiターゲットから金属イオンを発生させA層を形成した。
While the
次に、B層およびC層の交互の層を成膜した。まずB層を積層形成するために、チャンバ内の圧力が2.6PaになるようにN2ガスを導入し、基板温度500℃、基材バイアス電圧を−70Vに設定した。そして、AlTiMターゲットをアーク式蒸発源である106,107,111のいずれかにおいてアーク放電によりイオン化し、N2ガスと反応させて(AlTiM)Nを積層した。
Next, alternating layers of B and C layers were formed. First, in order to form the B layer, N 2 gas was introduced so that the pressure in the chamber was 2.6 Pa, the substrate temperature was set to 500 ° C., and the base material bias voltage was set to −70V. Then, the AlTiM target was ionized by arc discharge in any one of the
次いで、C層を積層形成するために、チャンバ内の圧力を2.6PaになるようにN2ガスおよびCH4ガスを導入し、基板温度500℃、基材バイアス電圧を−200Vとした。アーク式蒸発源である106,107,111のいずれかにセットされたTiSiターゲットをアーク放電によりイオン化し、N2ガスおよびCH4ガスと反応させてTiSiCN膜を成膜した。 Next, in order to form the C layer, N 2 gas and CH 4 gas were introduced so that the pressure in the chamber was 2.6 Pa, the substrate temperature was 500 ° C., and the base material bias voltage was −200 V. A TiSiCN film was formed by ionizing the TiSi target set in any one of 106, 107, and 111 as an arc evaporation source by arc discharge and reacting with N 2 gas and CH 4 gas.
このようにして、B層およびC層を交互に1層以上積層した。なお、A層の直上の層はB層であってもC層であってもどちらでもよい。すなわち、A層の直上にB層を先に積層形成するかまたはC層を先に積層形成するかは任意である。また、成膜時間を制御することにより、A,B,C各層の膜厚を制御することができる。 In this way, one or more B layers and C layers were alternately laminated. The layer immediately above the A layer may be either the B layer or the C layer. That is, it is arbitrary whether the B layer is laminated first on the A layer or the C layer is laminated first. Moreover, the film thickness of each layer of A, B, and C can be controlled by controlling the film formation time.
このようにして形成した本発明に従う被覆膜について表1に示し、あわせて従来の切削工具については表2に示す。 Table 1 shows the coating film according to the present invention formed as described above, and Table 2 shows the conventional cutting tool.
下記表1および表2に示す表面被覆切削工具のそれぞれについて、次に示す試験を行い評価した。 Each of the surface-coated cutting tools shown in Table 1 and Table 2 below was evaluated by performing the following tests.
<エンドミル切削試験>
エンドミル切削試験は、基材として6枚刃、外径10mmの超硬合金製エンドミルを用い、被削材はSKD61(HRC53)、側面切削をダウンカットで切削速度:200m/min、送り量:0.025mm/tooth、切り込み量:Ad=10mm、Rd=0.6mm、エアーブローで行った。工具の寿命は切れ刃外周の摩耗幅が0.1mmを超えた時点での切削距離とした。当該試験においては、距離が長いほうが寿命が長いことを示す。
<End mill cutting test>
In the end mill cutting test, a cemented carbide end mill with 6 blades and an outer diameter of 10 mm is used as a base material. 0.025 mm / tooth, cutting depth: Ad = 10 mm, Rd = 0.6 mm, air blow. The tool life was defined as the cutting distance when the wear width on the outer periphery of the cutting edge exceeded 0.1 mm. In this test, the longer the distance, the longer the life.
<ドリル切削試験>
ドリル切削試験は、基材として外径8mmの超硬合金製ドリルを用い、被削材をS50Cとしてこれに穴加工を行い、切削速度:70m/min、送り量:0.25mm/rev、穴深さ:30mmの貫通穴、切削油なしの条件で行った。工具寿命は先端マージン部の摩耗幅が0.2mmを超えた時点での加工穴数とした。当該試験においては、穴数が多いほうが工具の寿命が長いことを示す。
<Drill cutting test>
In the drill cutting test, a cemented carbide drill with an outer diameter of 8 mm is used as a base material, the work material is S50C, and a hole is drilled therein. Cutting speed: 70 m / min, feed rate: 0.25 mm / rev, hole Depth: The test was carried out under conditions of 30 mm through holes and no cutting oil. The tool life was defined as the number of holes processed when the wear width at the tip margin exceeded 0.2 mm. In this test, the longer the number of holes, the longer the tool life.
<フライス切削試験>
フライス切削条件は、基材としてP30相当超硬合金製スローアウェイチップ(形状:SDKN42)のものを用い、直系160mmの正面フライスを行った。被削材をSCM435とし、切削速度:250mm/min、送り量:0.3mm/tooth、切り込み量:2mm、切削油なしの条件で行った。工具寿命は、逃げ面の摩耗幅が0.2mmを超えた時点での切削距離とした。当該試験において、距離が長いほうが工具の寿命が長いことを示す。
<Milling cutting test>
As the milling conditions, a P30-equivalent cemented carbide throw-away tip (shape: SDKN42) was used as a base material, and a direct 160 mm front milling was performed. The work material was SCM435, cutting speed: 250 mm / min, feed rate: 0.3 mm / tooth, cutting amount: 2 mm, and no cutting oil. The tool life was defined as the cutting distance when the wear width of the flank exceeded 0.2 mm. In the test, the longer the distance, the longer the tool life.
表1および表2の結果より、本発明に従う表面被覆切削工具は、従来の切削工具と比べて、工具寿命が著しく向上しており、高速加工およびドライ加工等の厳しい切削条件においても十分な性能を発揮することができる。 From the results shown in Tables 1 and 2, the surface-coated cutting tool according to the present invention has a significantly improved tool life compared with conventional cutting tools, and has sufficient performance even under severe cutting conditions such as high-speed machining and dry machining. Can be demonstrated.
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described as described above, it is also planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the above-described embodiments and examples.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 工具、2 基材、3 被覆層、4 工具すくい面、5 工具にげ面、6 すくい面の膜厚、7 逃げ面の膜厚、8 稜線部の膜厚、10 基材の露出部分、11 基材の酸化部分、12 A層、13 B層とC層との交互の層、101 チャンバ、102 基材、103 口、104 回転式基材ホルダ、105 反応ガス、106,107,111 アーク式蒸発源、108,109 アーク電源、110 バイアス電源。 1 tool, 2 base material, 3 coating layer, 4 tool rake face, 5 tool rake face, 6 rake face film thickness, 7 flank face film thickness, 8 ridge line thickness, 10 base material exposed part, 11 Oxidized portion of substrate, 12 A layer, alternating layer of 13 B layer and C layer, 101 chamber, 102 substrate, 103 ports, 104 rotary substrate holder, 105 reactive gas, 106, 107, 111 arc Evaporation source, 108, 109 arc power source, 110 bias power source.
Claims (15)
前記被覆膜は、基材直上に形成されるTiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物からなるA層と、AlcTidMe(ただし、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1)(該MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)の窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物からなるB層と、TifSig(ただし、0<g<0.3、f+g=1)の炭窒化物からなるC層とからなり、
前記B層および前記C層は前記A層上で交互に積層され、かつ、該B層および該C層のうちいずれか一方は少なくとも1層以上積層され、他方は少なくとも2層以上積層されていることを特徴とする、表面被覆切削工具。 A surface-coated cutting tool comprising a base material and a coating film laminated on the surface of the base material,
The coating film includes an A layer made of a nitride of Ti a Si b (where 0 <b <0.3, a + b = 1) formed directly on the substrate, and Al c Ti d Me (where 0.4 <c <0.75, 0 <e <0.3, c + d + e = 1) (wherein M is selected from the group consisting of Si, Cr, V, Y, Zr, B, Zn, Mo and Mn) B layer made of nitride, carbonitride, nitride oxide or carbonitride of one or more elements and Ti f Si g (where 0 <g <0.3, f + g = 1) carbonitride Consisting of C layer,
The B layer and the C layer are alternately laminated on the A layer, and at least one of the B layer and the C layer is laminated, and the other is laminated at least two layers. A surface-coated cutting tool characterized by that.
基材直上に、TiaSib(ただし、0<b<0.3,a+b=1)の窒化物からなるA層を形成する工程と、
AlcTidMe(ただし、0.4<c<0.75、0<e<0.3、c+d+e=1)(該MはSi,Cr,V,Y,Zr,B,Zn,MoおよびMnからなる群より選択される元素の一種以上)の窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒化物からなるB層と、TifSig(ただし、0<g<0.3、f+g=1)の炭窒化物からなるC層とを、交互に積層する工程と、
を包含する、表面被覆切削工具の製造方法。 A method for producing a surface-coated cutting tool comprising a base material and a coating film laminated on the surface of the base material,
Forming a layer A made of a nitride of Ti a Si b (where 0 <b <0.3, a + b = 1) directly on the substrate;
Al c Ti d M e (however, 0.4 <c <0.75,0 <e <0.3, c + d + e = 1) ( wherein M is Si, Cr, V, Y, Zr, B, Zn, Mo And B layer of nitride, carbonitride, nitride oxide or carbonitride of one or more elements selected from the group consisting of Mn and Ti f Si g (where 0 <g <0.3, a step of alternately laminating C layers made of carbonitride of f + g = 1);
A method for manufacturing a surface-coated cutting tool, comprising:
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