JP2638406B2 - 耐摩耗性多層型硬質皮膜構造 - Google Patents
耐摩耗性多層型硬質皮膜構造Info
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- JP2638406B2 JP2638406B2 JP4287957A JP28795792A JP2638406B2 JP 2638406 B2 JP2638406 B2 JP 2638406B2 JP 4287957 A JP4287957 A JP 4287957A JP 28795792 A JP28795792 A JP 28795792A JP 2638406 B2 JP2638406 B2 JP 2638406B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フライス加工，切削加
工，穿孔加工等の加工に使用される工作工具の表面コー
ティング材として有用な耐摩耗性多層型硬質皮膜構造に
関するものである。
工，穿孔加工等の加工に使用される工作工具の表面コー
ティング材として有用な耐摩耗性多層型硬質皮膜構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速度工具鋼や超硬合金工具鋼等を製作
する場合は、耐摩耗性等の性能をより優れたものとする
目的で、工具基材の表面にＴｉ等の窒化物や炭化物より
なる耐摩耗性皮膜を形成することが行なわれている。
する場合は、耐摩耗性等の性能をより優れたものとする
目的で、工具基材の表面にＴｉ等の窒化物や炭化物より
なる耐摩耗性皮膜を形成することが行なわれている。
【０００３】母材表面に耐摩耗性皮膜を形成する方法と
しては、従来よりＣＶＤ法（化学的蒸着法）およびＰＶ
Ｄ法（物理的蒸着法）が知られている。しかし前者の方
法では母材が高温処理に曝される為母材特性が劣化する
おそれがあり、母材特性も重要視される工具の場合は後
者の方法が好まれる傾向がある。そこで比較的低温条件
でコーティング処理することのできる高周波放電プラズ
マＣＶＤ法，反応性イオンプレーティング法，スパッタ
リング法等が採用されるに至っている。
しては、従来よりＣＶＤ法（化学的蒸着法）およびＰＶ
Ｄ法（物理的蒸着法）が知られている。しかし前者の方
法では母材が高温処理に曝される為母材特性が劣化する
おそれがあり、母材特性も重要視される工具の場合は後
者の方法が好まれる傾向がある。そこで比較的低温条件
でコーティング処理することのできる高周波放電プラズ
マＣＶＤ法，反応性イオンプレーティング法，スパッタ
リング法等が採用されるに至っている。
【０００４】工具等の耐摩耗性皮膜としてはイオンプレ
ーティング法によるＴｉＮやＴｉＣが汎用されており、
特に高温耐酸化性（耐熱性）の優れたＴｉＮ膜が広く実
用化されている。即ちＴｉＮはＴｉＣより耐熱性に優れ
ている為、切削時の加工熱や摩擦熱によって昇温する工
具すくい面をクレータ摩耗から保護する機能を発揮す
る。しかしＴｉＮはＴｉＣに比べて低硬度である為被削
材と接する逃げ面に発生するフランク摩耗に対してはむ
しろ脆弱であり、フランク摩耗に対してはＴｉＣの方が
高い耐久性を示す。
ーティング法によるＴｉＮやＴｉＣが汎用されており、
特に高温耐酸化性（耐熱性）の優れたＴｉＮ膜が広く実
用化されている。即ちＴｉＮはＴｉＣより耐熱性に優れ
ている為、切削時の加工熱や摩擦熱によって昇温する工
具すくい面をクレータ摩耗から保護する機能を発揮す
る。しかしＴｉＮはＴｉＣに比べて低硬度である為被削
材と接する逃げ面に発生するフランク摩耗に対してはむ
しろ脆弱であり、フランク摩耗に対してはＴｉＣの方が
高い耐久性を示す。
【０００５】近年、切削速度の一層の高速化が要望され
ており、切削条件がより過酷化する傾向にある為、上記
した様な従来のＴｉＮ皮膜程度ではこの要請に応えきれ
なくなっている。そこで耐熱性や硬度が更に優れた皮膜
として、イオンプレーティング法やスパッタリング法に
よるＴｉＡｌＮ，ＴｉＡｌＣ，或はＴｉＡｌＣＮ等の皮
膜が提案された［特開昭６２−５６５６５，J. Vac. Sc
i. Technol．Ａ第４（６）巻，1986年，第2717頁，およ
びJ. of Solid State Chemistry,70,1987 年，第318 〜
322頁］。
ており、切削条件がより過酷化する傾向にある為、上記
した様な従来のＴｉＮ皮膜程度ではこの要請に応えきれ
なくなっている。そこで耐熱性や硬度が更に優れた皮膜
として、イオンプレーティング法やスパッタリング法に
よるＴｉＡｌＮ，ＴｉＡｌＣ，或はＴｉＡｌＣＮ等の皮
膜が提案された［特開昭６２−５６５６５，J. Vac. Sc
i. Technol．Ａ第４（６）巻，1986年，第2717頁，およ
びJ. of Solid State Chemistry,70,1987 年，第318 〜
322頁］。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＰＶＤ法はイオンのエ
ネルギーを利用した低温被覆法であるので、母材表面と
皮膜間には、ＣＶＤ法において見られた様な熱による拡
散層は存在しない。従ってＰＶＤ法によって形成された
皮膜は、ＣＶＤ法によって形成された皮膜に比べて密着
性が劣るのが一般的である。
ネルギーを利用した低温被覆法であるので、母材表面と
皮膜間には、ＣＶＤ法において見られた様な熱による拡
散層は存在しない。従ってＰＶＤ法によって形成された
皮膜は、ＣＶＤ法によって形成された皮膜に比べて密着
性が劣るのが一般的である。
【０００７】一方最近では耐摩耗性を改善して寿命延長
を図るという観点から、皮膜を厚膜化する傾向が見られ
るが、厚膜化するにつれて皮膜の内部応力が増大し、皮
膜にクラックが発生したり膜密着性が低下して皮膜剥離
の原因になる。尚ＴｉＮ皮膜に代わり得る高耐摩耗性皮
膜として、（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）系皮膜が提案され
ていることは上述した通りであるが、これらの皮膜はＴ
ｉＮ皮膜に比べて内部応力が２倍以上も高くなるので、
ＴｉＮ皮膜を形成する場合よりもできるだけ薄い膜厚を
形成して実用されている。こうしたことから、特に（Ａ
ｌ，Ｔｉ)(Ｎ，Ｃ）系皮膜等の優れた特性を十分に発揮
し得る様な、皮膜形成技術の改善が望まれている。
を図るという観点から、皮膜を厚膜化する傾向が見られ
るが、厚膜化するにつれて皮膜の内部応力が増大し、皮
膜にクラックが発生したり膜密着性が低下して皮膜剥離
の原因になる。尚ＴｉＮ皮膜に代わり得る高耐摩耗性皮
膜として、（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）系皮膜が提案され
ていることは上述した通りであるが、これらの皮膜はＴ
ｉＮ皮膜に比べて内部応力が２倍以上も高くなるので、
ＴｉＮ皮膜を形成する場合よりもできるだけ薄い膜厚を
形成して実用されている。こうしたことから、特に（Ａ
ｌ，Ｔｉ)(Ｎ，Ｃ）系皮膜等の優れた特性を十分に発揮
し得る様な、皮膜形成技術の改善が望まれている。
【０００８】本発明はこうした事情に着目してなされた
ものであって、比較的低温条件で製膜することができる
と共に、それにもかかわらず、密着性や膜強度に優れ、
しかもクレータ摩耗やフランク摩耗に対する抵抗力の優
れた耐摩耗性硬質皮膜構造を提供することを目的とする
ものである。
ものであって、比較的低温条件で製膜することができる
と共に、それにもかかわらず、密着性や膜強度に優れ、
しかもクレータ摩耗やフランク摩耗に対する抵抗力の優
れた耐摩耗性硬質皮膜構造を提供することを目的とする
ものである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】上記目的を達成し得た本発
明とは、ＴｉＣx Ｎ1-x （但し０≦ｘ≦０．６）で示さ
れる化学組成からなる皮膜層と、（Ａｌy Ｔｉ1-y ）
（Ｎz Ｃ1-z ）（但し０．５６≦ｙ≦０．７５，０．６
≦ｚ≦１）で示される化学組成からなる皮膜層が交互に
隣接して４層以上に形成されると共に、各単位皮膜層の
厚さが０．００３〜０．３μｍであり、且つ全皮膜層厚
が０．６〜１２μｍである点に要旨を有する耐摩耗性多
層型硬質皮膜構造である。
明とは、ＴｉＣx Ｎ1-x （但し０≦ｘ≦０．６）で示さ
れる化学組成からなる皮膜層と、（Ａｌy Ｔｉ1-y ）
（Ｎz Ｃ1-z ）（但し０．５６≦ｙ≦０．７５，０．６
≦ｚ≦１）で示される化学組成からなる皮膜層が交互に
隣接して４層以上に形成されると共に、各単位皮膜層の
厚さが０．００３〜０．３μｍであり、且つ全皮膜層厚
が０．６〜１２μｍである点に要旨を有する耐摩耗性多
層型硬質皮膜構造である。
【００１０】
【作用】本発明者らは、耐摩耗性硬質皮膜を形成する技
術について、かねてより研究を進めており、その研究の
一環として特開平１−１９４１５９号公報に示される様
な技術を提案している。この技術は、（Ａｌy Ｔｉ1-y)
( Ｎz Ｃ1-z ）（但し0.56≦ｙ≦0.75，0.6 ≦ｚ≦１）
で示される化学組成からなる耐摩耗性皮膜を、蒸発源と
してカソードを用いるアーク放電方式によって形成する
ものである。この技術によって、フライス加工工具等の
表面に密着性の優れた耐摩耗性皮膜を効率良く形成する
ことができたのである。
術について、かねてより研究を進めており、その研究の
一環として特開平１−１９４１５９号公報に示される様
な技術を提案している。この技術は、（Ａｌy Ｔｉ1-y)
( Ｎz Ｃ1-z ）（但し0.56≦ｙ≦0.75，0.6 ≦ｚ≦１）
で示される化学組成からなる耐摩耗性皮膜を、蒸発源と
してカソードを用いるアーク放電方式によって形成する
ものである。この技術によって、フライス加工工具等の
表面に密着性の優れた耐摩耗性皮膜を効率良く形成する
ことができたのである。
【００１１】また本発明者らは、ＴｉＣx Ｎ1-x （但し
０≦ｘ≦0.6 ）で示される化学組成からなる皮膜層を母
材表面に形成することによって基材表面との良好な密着
性を達成すると共に、（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）
（但し0.O5≦ｙ≦0.75，0.6≦ｚ≦１）で示される化学
組成からなる皮膜層を最上層に形成することによって、
膜強度において優れた耐摩耗性皮膜が実現できることも
見出した（特開平３−１７２５１号公報）。尚この技術
においては、上記２つの皮膜層の間に、夫々の皮膜層組
成を構成する成分を混合した化学組成、または２つの皮
膜層組成に亘って連続的に変化した化学組成の中間層を
介在することが好ましく、この中間層を介在させて所謂
多層型とすることによってその効果がより一層顕著にな
ることも示した。
０≦ｘ≦0.6 ）で示される化学組成からなる皮膜層を母
材表面に形成することによって基材表面との良好な密着
性を達成すると共に、（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）
（但し0.O5≦ｙ≦0.75，0.6≦ｚ≦１）で示される化学
組成からなる皮膜層を最上層に形成することによって、
膜強度において優れた耐摩耗性皮膜が実現できることも
見出した（特開平３−１７２５１号公報）。尚この技術
においては、上記２つの皮膜層の間に、夫々の皮膜層組
成を構成する成分を混合した化学組成、または２つの皮
膜層組成に亘って連続的に変化した化学組成の中間層を
介在することが好ましく、この中間層を介在させて所謂
多層型とすることによってその効果がより一層顕著にな
ることも示した。
【００１２】本発明者らは上記各種技術が完成された後
も、耐摩耗性がより一層優れた硬質皮膜構造を目指し、
様々な角度から検討を進めてきた。その結果ＴｉＣx Ｎ
1-x（但し０≦ｘ≦0.6 ）で示される化学組成からなる
皮膜層と、（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）（但し0.56
≦ｙ≦0.75，0.6 ≦ｚ≦１）で示される化学組成からな
る皮膜層が、交互に隣接して４層以上に積層された多層
型硬質皮膜は、より一層優れた耐摩耗性を示すことを見
出し、本発明を完成した。即ち、上記の様な多層型構造
であれば、表層部でクラックが発生しても、隣接する皮
膜層によって、該クラックが緩和・阻止され、前記クラ
ックの伝播が抑制されるのである。
も、耐摩耗性がより一層優れた硬質皮膜構造を目指し、
様々な角度から検討を進めてきた。その結果ＴｉＣx Ｎ
1-x（但し０≦ｘ≦0.6 ）で示される化学組成からなる
皮膜層と、（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）（但し0.56
≦ｙ≦0.75，0.6 ≦ｚ≦１）で示される化学組成からな
る皮膜層が、交互に隣接して４層以上に積層された多層
型硬質皮膜は、より一層優れた耐摩耗性を示すことを見
出し、本発明を完成した。即ち、上記の様な多層型構造
であれば、表層部でクラックが発生しても、隣接する皮
膜層によって、該クラックが緩和・阻止され、前記クラ
ックの伝播が抑制されるのである。
【００１３】上記の様な効果を発揮させるためには、皮
膜層数は少なくとも４層以上とする必要があり、好まし
くは２０層以上である。また皮膜層数の上限については
限定するものではないが、６００層程度が適当である。
また上記多層型皮膜の全皮膜層厚は、0.6 〜１２μｍと
する必要があり、0.6 μｍ未満では上記多層型構造によ
っても良好な耐摩耗性が発揮されず、１２μｍを超える
と膜自体の強度が低下する。
膜層数は少なくとも４層以上とする必要があり、好まし
くは２０層以上である。また皮膜層数の上限については
限定するものではないが、６００層程度が適当である。
また上記多層型皮膜の全皮膜層厚は、0.6 〜１２μｍと
する必要があり、0.6 μｍ未満では上記多層型構造によ
っても良好な耐摩耗性が発揮されず、１２μｍを超える
と膜自体の強度が低下する。
【００１４】従来の工具においては、膜の厚さは２〜５
μｍが一般的であるが、３層以下の多層膜では、層数が
少ないのに加え、各層当たりの厚さが0.67〜2.5 μｍ程
度となり、クラックが大きくなって、隣接する層によっ
てクラックの伝播を阻止するのが実質的に困難である。
こうした点を考慮すれば、本発明の多層型硬質皮膜にお
ける各皮膜層の厚さはできるだけ小さいことが好まし
く、0.3 μｍ以下とする必要がある。また各皮膜層の厚
さの下限は、各層におけるクラック伝播の阻止という機
能を発揮させるという観点から、0.003 μｍ以上とする
必要がある。即ち、各皮膜層の厚さを0.003 〜0.3 μｍ
とすることによって、多層型としての効果が最大限に発
揮されると共に、各皮膜層内のクラックの伝播距離を微
少なものとし、全体としてクラックの伝播を抑制して皮
膜全体の靭性を向上させることができる。但し、上記し
たことは多層型硬質皮膜内における夫々の皮膜層の厚さ
を、上記範囲内で一定にしなければならないという趣旨
ではなく、２種類の皮膜層が後述する層厚比内におい
て、夫々の皮膜層厚が変化することを許容するものであ
る。
μｍが一般的であるが、３層以下の多層膜では、層数が
少ないのに加え、各層当たりの厚さが0.67〜2.5 μｍ程
度となり、クラックが大きくなって、隣接する層によっ
てクラックの伝播を阻止するのが実質的に困難である。
こうした点を考慮すれば、本発明の多層型硬質皮膜にお
ける各皮膜層の厚さはできるだけ小さいことが好まし
く、0.3 μｍ以下とする必要がある。また各皮膜層の厚
さの下限は、各層におけるクラック伝播の阻止という機
能を発揮させるという観点から、0.003 μｍ以上とする
必要がある。即ち、各皮膜層の厚さを0.003 〜0.3 μｍ
とすることによって、多層型としての効果が最大限に発
揮されると共に、各皮膜層内のクラックの伝播距離を微
少なものとし、全体としてクラックの伝播を抑制して皮
膜全体の靭性を向上させることができる。但し、上記し
たことは多層型硬質皮膜内における夫々の皮膜層の厚さ
を、上記範囲内で一定にしなければならないという趣旨
ではなく、２種類の皮膜層が後述する層厚比内におい
て、夫々の皮膜層厚が変化することを許容するものであ
る。
【００１５】尚本発明における上記多層型硬質皮膜にお
いて、隣接する２種類の皮膜層の層厚比は必ずしも１：
１とする必要はないが、層厚比が極端になると多層型に
した意義が失われ、単一層に近づくことになるのでＴｉ
Ｃx Ｎ1-x と（Ａｌy Ｔｉ1- y)( Ｎz Ｃ1-z ）の膜厚比
は５：１〜１：１０程度とすべきである。但し、硬質皮
膜の厚さ方向において、２種類の皮膜層の層厚比が徐々
に変化する様にしてもよいのは勿論である。
いて、隣接する２種類の皮膜層の層厚比は必ずしも１：
１とする必要はないが、層厚比が極端になると多層型に
した意義が失われ、単一層に近づくことになるのでＴｉ
Ｃx Ｎ1-x と（Ａｌy Ｔｉ1- y)( Ｎz Ｃ1-z ）の膜厚比
は５：１〜１：１０程度とすべきである。但し、硬質皮
膜の厚さ方向において、２種類の皮膜層の層厚比が徐々
に変化する様にしてもよいのは勿論である。
【００１６】上述の各皮膜層を形成するに当たっては、
カソードを蒸発源とするアーク放電によって金属成分を
イオン化する方法、即ちイオンプレーティング法やスパ
ッタリング法等に代表されるＰＶＤ法によって行なうこ
とができる。これらの方法のうち例えばイオンプレーテ
ィング法で行なう場合を代表的に取り上げて説明する。
カソードを蒸発源とするアーク放電によって金属成分を
イオン化する方法、即ちイオンプレーティング法やスパ
ッタリング法等に代表されるＰＶＤ法によって行なうこ
とができる。これらの方法のうち例えばイオンプレーテ
ィング法で行なう場合を代表的に取り上げて説明する。
【００１７】この方法は、前記の様にイオン化した金属
成分をＮ2 雰囲気又はＮ2 ／ＣＨ4雰囲気中で反応させ
て窒化物や窒炭化物を被覆するものである。カソードと
しては、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）系皮膜の形成を目的とするとき
はＴｉを使用すればよく、一方（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｃ，
Ｎ）系皮膜の形成を目的とするときは、目的組成そのも
のからなるＡｌx Ｔｉ1-x をターゲットとすれば、皮膜
組成のコントロールが容易である。
成分をＮ2 雰囲気又はＮ2 ／ＣＨ4雰囲気中で反応させ
て窒化物や窒炭化物を被覆するものである。カソードと
しては、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）系皮膜の形成を目的とするとき
はＴｉを使用すればよく、一方（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｃ，
Ｎ）系皮膜の形成を目的とするときは、目的組成そのも
のからなるＡｌx Ｔｉ1-x をターゲットとすれば、皮膜
組成のコントロールが容易である。
【００１８】また上記方法によれば、各合金成分の蒸発
は、数十アンペア以上の大電流域で行なわれるため、カ
ソード物質の希望組成からのずれは殆んど生じない。し
かもイオン化効率が高くて反応性に富み、基板にバイア
ス電圧を印加することによって密着性の優れた皮膜が得
られる。
は、数十アンペア以上の大電流域で行なわれるため、カ
ソード物質の希望組成からのずれは殆んど生じない。し
かもイオン化効率が高くて反応性に富み、基板にバイア
ス電圧を印加することによって密着性の優れた皮膜が得
られる。
【００１９】尚形成された皮膜のＣ固溶量はＸ線分析や
オージェ分析等によって求めることができ、該分析値と
ＣＨ4 流量の相関を知ることにより、より一層正確な組
成制御を行なうことができる。
オージェ分析等によって求めることができ、該分析値と
ＣＨ4 流量の相関を知ることにより、より一層正確な組
成制御を行なうことができる。
【００２０】本発明において、多層型硬質皮膜を構成す
る一方の皮膜層の組成は（以下第１皮膜層と呼ぶことが
ある）は、ＴｉＣx Ｎ1-x （但し０≦ｘ≦0.6 ）である
ことが必要である。第１皮膜層の化学組成を上記の様に
限定したのは、母材表面との密着性および耐摩耗性を考
慮した為である。尚第１皮膜層は、（Ａｌ，Ｔｉ）
（Ｎ，Ｃ）皮膜よりも低い内部応力を有するＴｉＮ（ｘ
＝０のとき）でも、本発明の効果は達成されるが、更に
高耐摩耗性を発揮させる為にはＴｉ（Ｃ，Ｎ）系皮膜
（ｘ≠０のとき）であることが望ましい。その理由は次
の通りである。
る一方の皮膜層の組成は（以下第１皮膜層と呼ぶことが
ある）は、ＴｉＣx Ｎ1-x （但し０≦ｘ≦0.6 ）である
ことが必要である。第１皮膜層の化学組成を上記の様に
限定したのは、母材表面との密着性および耐摩耗性を考
慮した為である。尚第１皮膜層は、（Ａｌ，Ｔｉ）
（Ｎ，Ｃ）皮膜よりも低い内部応力を有するＴｉＮ（ｘ
＝０のとき）でも、本発明の効果は達成されるが、更に
高耐摩耗性を発揮させる為にはＴｉ（Ｃ，Ｎ）系皮膜
（ｘ≠０のとき）であることが望ましい。その理由は次
の通りである。
【００２１】ＴｉＣは常温硬度（Ｈｖ）が３１００kg/m
m2と高い反面、耐熱性に欠け酸化され易いという欠点が
あり、一方ＴｉＮは高温での耐酸化性に優れ、且つ比較
的低温条件でも密着性のよい皮膜層を容易に形成するこ
とができるが、Ｈｖが２０００kg/mm2以下とやや低い難
点がある。
m2と高い反面、耐熱性に欠け酸化され易いという欠点が
あり、一方ＴｉＮは高温での耐酸化性に優れ、且つ比較
的低温条件でも密着性のよい皮膜層を容易に形成するこ
とができるが、Ｈｖが２０００kg/mm2以下とやや低い難
点がある。
【００２２】これに対し一般式ＴｉＣx Ｎ1-x で示され
る化学組成のＴｉＮ−ＴｉＣ固溶体系皮膜層において
は、Ｃ固溶量（ｘ）を適切に調整することにより、密着
性が良く耐酸化性にも優れたＴｉＮの特性を備えつつＴ
ｉＣの高硬度をも得ることができる。即ち上記第１皮膜
層は、ＴｉＮの特性を備えつつＣ固溶量が増加するに従
って（ｘが増加するに従って）硬度が増し、耐フランク
摩耗の面でも優れた性能を発揮するものである。ｘが増
加するに伴って皮膜層は高硬度化し、フランク摩耗は解
消されると共に、膜の色調は金色から赤味を帯びはじ
め、Ｃ量の増加につれてさらに赤色から金色に変化し、
密着性および耐酸化性についてはこれを満足する性能を
維持する。一方ｘが0.6 を超えると密着性と耐酸化性が
劣化して、工具部材等のエッジ部分に微小な膜の剥離が
発生し、クレータ摩耗を起こし易くなる。また成膜速度
はＣ固溶量の増加に伴なって低下し、ｘが0.6 を超える
領域では低下が著しい。上記理由から、本発明ではｘの
範囲を０〜0.6 と定めた。
る化学組成のＴｉＮ−ＴｉＣ固溶体系皮膜層において
は、Ｃ固溶量（ｘ）を適切に調整することにより、密着
性が良く耐酸化性にも優れたＴｉＮの特性を備えつつＴ
ｉＣの高硬度をも得ることができる。即ち上記第１皮膜
層は、ＴｉＮの特性を備えつつＣ固溶量が増加するに従
って（ｘが増加するに従って）硬度が増し、耐フランク
摩耗の面でも優れた性能を発揮するものである。ｘが増
加するに伴って皮膜層は高硬度化し、フランク摩耗は解
消されると共に、膜の色調は金色から赤味を帯びはじ
め、Ｃ量の増加につれてさらに赤色から金色に変化し、
密着性および耐酸化性についてはこれを満足する性能を
維持する。一方ｘが0.6 を超えると密着性と耐酸化性が
劣化して、工具部材等のエッジ部分に微小な膜の剥離が
発生し、クレータ摩耗を起こし易くなる。また成膜速度
はＣ固溶量の増加に伴なって低下し、ｘが0.6 を超える
領域では低下が著しい。上記理由から、本発明ではｘの
範囲を０〜0.6 と定めた。
【００２３】次に、多層型硬質皮膜を構成する他方の皮
膜層（以下第２皮膜層ということがある）の化学組成
は、（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）（但し0.56≦ｙ≦
0.75，0.6 ≦ｚ≦１）であることが必要である。上記第
２皮膜層組成からなる固溶体について、窒化物系で代表
して説明する。この固溶体はＡｌＮ−ＴｉＮを端組成と
する固溶体であり、種々の成分範囲について調べた結
果、内部応力（圧縮応力）はＴｉＮの1.9 ×１０10dyne
/cm2に比べて（Ａｌy Ｔｉ1-y)Ｎではｙ＝0.56程度まで
は平均4.7 ×１０10dyne/cm2もの値を示すことが分かっ
た。更にＡｌＮ成分が増加すると、それにつれて内部応
力の低下が認められ、ｙ＝0.7 で結晶構造がＮａＣｌ型
（Ｂｌ構造）からＺｎＳ（ウルツァイト型）に変化して
内部応力は2.8 ×１０10dyne/cm2となる。一方ｙが０か
ら大きくなるにつれてＴｉＮのＨｖ≒２０００kg/mm2か
ら硬度が増大し、ｙが0.6 〜0.65のときにＨｖ≒２８０
０〜３３００kg/mm2程度の最大値を示し、ｙが更に大き
くなるにつれて結晶構造の変化に伴なう硬度低下を示
す。そしてｙが0.75になるとＴｉＮの硬度とほぼ等しく
なり、0.75を超えるとＴｉＮの硬度よりも低下する。即
ちＡｌＮ固溶度（ｙ）が0.75を超える場合は、皮膜層組
成がＡｌＮに近似してくる結果、皮膜層の軟質化を招
き、十分な硬度が得られなくなり、フランク摩耗を容易
に引き起す。
膜層（以下第２皮膜層ということがある）の化学組成
は、（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）（但し0.56≦ｙ≦
0.75，0.6 ≦ｚ≦１）であることが必要である。上記第
２皮膜層組成からなる固溶体について、窒化物系で代表
して説明する。この固溶体はＡｌＮ−ＴｉＮを端組成と
する固溶体であり、種々の成分範囲について調べた結
果、内部応力（圧縮応力）はＴｉＮの1.9 ×１０10dyne
/cm2に比べて（Ａｌy Ｔｉ1-y)Ｎではｙ＝0.56程度まで
は平均4.7 ×１０10dyne/cm2もの値を示すことが分かっ
た。更にＡｌＮ成分が増加すると、それにつれて内部応
力の低下が認められ、ｙ＝0.7 で結晶構造がＮａＣｌ型
（Ｂｌ構造）からＺｎＳ（ウルツァイト型）に変化して
内部応力は2.8 ×１０10dyne/cm2となる。一方ｙが０か
ら大きくなるにつれてＴｉＮのＨｖ≒２０００kg/mm2か
ら硬度が増大し、ｙが0.6 〜0.65のときにＨｖ≒２８０
０〜３３００kg/mm2程度の最大値を示し、ｙが更に大き
くなるにつれて結晶構造の変化に伴なう硬度低下を示
す。そしてｙが0.75になるとＴｉＮの硬度とほぼ等しく
なり、0.75を超えるとＴｉＮの硬度よりも低下する。即
ちＡｌＮ固溶度（ｙ）が0.75を超える場合は、皮膜層組
成がＡｌＮに近似してくる結果、皮膜層の軟質化を招
き、十分な硬度が得られなくなり、フランク摩耗を容易
に引き起す。
【００２４】以上の結果から、本発明においては耐摩耗
性および内部応力の両者を考慮し、ｙの値（ＡｌＮ固溶
度）は0.56〜0.75と定めた。尚ｙのより好ましい範囲は
0.6〜0.65である。
性および内部応力の両者を考慮し、ｙの値（ＡｌＮ固溶
度）は0.56〜0.75と定めた。尚ｙのより好ましい範囲は
0.6〜0.65である。
【００２５】また本発明では炭窒化物を形成することに
よってＴｉＣの高硬度性（常温硬度Ｈｖ：約３１００kg
/mm2）を発揮させるものである。即ち本発明の組成式に
おいてｚの値がｚが0.6 未満になると耐酸化性が低下し
てクレータ摩耗を起こし易くなるが、ｚ≧0.6 の範囲で
は耐酸化性の顕著な低下はみられない。従って本発明で
はｚの範囲は0.6 〜1.0 と定めた。
よってＴｉＣの高硬度性（常温硬度Ｈｖ：約３１００kg
/mm2）を発揮させるものである。即ち本発明の組成式に
おいてｚの値がｚが0.6 未満になると耐酸化性が低下し
てクレータ摩耗を起こし易くなるが、ｚ≧0.6 の範囲で
は耐酸化性の顕著な低下はみられない。従って本発明で
はｚの範囲は0.6 〜1.0 と定めた。
【００２６】本発明の多層型硬質皮膜は、それ自体で良
好な耐摩耗性を有しており、この様な皮膜を母材表面に
直接形成することによって希望する硬質皮膜被覆工具が
実現できる。この際、最表面側または母材側の皮膜層
は、いずれの化学組成のものであっても良く、どちらの
皮膜層も母材との付着性は良好であり、且つ優れた耐摩
耗性を示す。
好な耐摩耗性を有しており、この様な皮膜を母材表面に
直接形成することによって希望する硬質皮膜被覆工具が
実現できる。この際、最表面側または母材側の皮膜層
は、いずれの化学組成のものであっても良く、どちらの
皮膜層も母材との付着性は良好であり、且つ優れた耐摩
耗性を示す。
【００２７】上記の如く、本発明の多層型硬質皮膜はそ
れ単独で優れた効果を発揮するものであるが、本発明の
多層型硬質皮膜を構成する各皮膜層の層厚はできるだけ
小さい方が好ましいという点を考慮し、母材との付着性
を更に向上させるという観点から、或は最表面の耐摩耗
性を更に向上させるという観点から、ＴｉＣx Ｎ1-xま
たは（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）のいずれかの化学
組成からなる皮膜を、多層型硬質皮膜の母材側または最
表面側に、前記各皮膜層厚よりも厚くなる様に更に形成
する様にしても良い。尚この様な皮膜を形成する場合に
は、その効果を発揮させる為には膜厚は0.2 μｍ以上と
する必要があるが、膜厚があまり大きくなると硬質皮膜
の全体の厚みが大きくなり過ぎ、却って強度を低下させ
るので２μｍ以下とすべきである。尚この様な皮膜を形
成するに当たっては、その組成は前記多層型硬質皮膜を
構成する各皮膜層の化学組成と同じであってもよいが、
違う組成の皮膜を形成してもよいのは勿論である。
れ単独で優れた効果を発揮するものであるが、本発明の
多層型硬質皮膜を構成する各皮膜層の層厚はできるだけ
小さい方が好ましいという点を考慮し、母材との付着性
を更に向上させるという観点から、或は最表面の耐摩耗
性を更に向上させるという観点から、ＴｉＣx Ｎ1-xま
たは（Ａｌy Ｔｉ1-y)( Ｎz Ｃ1-z ）のいずれかの化学
組成からなる皮膜を、多層型硬質皮膜の母材側または最
表面側に、前記各皮膜層厚よりも厚くなる様に更に形成
する様にしても良い。尚この様な皮膜を形成する場合に
は、その効果を発揮させる為には膜厚は0.2 μｍ以上と
する必要があるが、膜厚があまり大きくなると硬質皮膜
の全体の厚みが大きくなり過ぎ、却って強度を低下させ
るので２μｍ以下とすべきである。尚この様な皮膜を形
成するに当たっては、その組成は前記多層型硬質皮膜を
構成する各皮膜層の化学組成と同じであってもよいが、
違う組成の皮膜を形成してもよいのは勿論である。
【００２８】以下実施例について説明するが、本発明は
下記の実施例に限定されるものではなく、前・後記の趣
旨に徴して適宜設計変更することは本発明の技術的範囲
に含まれる。
下記の実施例に限定されるものではなく、前・後記の趣
旨に徴して適宜設計変更することは本発明の技術的範囲
に含まれる。
【００２９】
実施例１ Ｔｉカソード電極およびＡｌy Ｔｉ1-y （ｙ＝0.56〜0.
75）の組成のカソード電極の２つのターゲットを用い、
カソードアーク方式イオンプレーティング装置の回転基
板ホルダーに、高速度鋼製のエンドミル（外径：１０m
m）を取付けた。尚本装置には内部加熱用のヒータが設
置されている。また上記回転基板ホルダーの代わりに、
自公転治具を備えた装置を用いてもよい。
75）の組成のカソード電極の２つのターゲットを用い、
カソードアーク方式イオンプレーティング装置の回転基
板ホルダーに、高速度鋼製のエンドミル（外径：１０m
m）を取付けた。尚本装置には内部加熱用のヒータが設
置されている。また上記回転基板ホルダーの代わりに、
自公転治具を備えた装置を用いてもよい。
【００３０】本発明の多層型硬質皮膜を形成するに当た
っては、まず５×１０-5Ｔｏｒｒ以下に真空排気後、ヒ
ータによって基材温度を３５０〜４５０℃に加熱する。
ＡｒガスまたはＴｉイオンによって、基板（エンドミ
ル）をスパッタクリーニングした後、装置内に高純度Ｎ
2 ガスを２〜６×１０-2Ｔｏｒｒまで導入し、バイアス
電圧を−１０〜−２００Ｖに設定する。そしてＴｉカソ
ードとＡｌy Ｔｉ1-y カソードに同時にアーク放電を開
始する。上記の反応ガス圧力では、夫々の化合物の形成
がカソードから１００〜２００mmの領域で行われる。従
って、Ｔｉカソードの前ではＴｉＮ皮膜が形成され、Ａ
ｌy Ｔｉ1-y カソードの前ではＡｌy Ｔｉ 1-y Ｎ皮膜が
形成される。回転基板ホルダーの回転に伴って、ＴｉＮ
皮膜とＡｌ y Ｔｉ1-y Ｎ皮膜が交互に隣接して積層さ
れ、多層型硬質皮膜を構成する。尚夫々の皮膜層の層厚
や皮膜層数は、回転基板ホルダーの回転数を変化させる
ことによって調整できる。
っては、まず５×１０-5Ｔｏｒｒ以下に真空排気後、ヒ
ータによって基材温度を３５０〜４５０℃に加熱する。
ＡｒガスまたはＴｉイオンによって、基板（エンドミ
ル）をスパッタクリーニングした後、装置内に高純度Ｎ
2 ガスを２〜６×１０-2Ｔｏｒｒまで導入し、バイアス
電圧を−１０〜−２００Ｖに設定する。そしてＴｉカソ
ードとＡｌy Ｔｉ1-y カソードに同時にアーク放電を開
始する。上記の反応ガス圧力では、夫々の化合物の形成
がカソードから１００〜２００mmの領域で行われる。従
って、Ｔｉカソードの前ではＴｉＮ皮膜が形成され、Ａ
ｌy Ｔｉ1-y カソードの前ではＡｌy Ｔｉ 1-y Ｎ皮膜が
形成される。回転基板ホルダーの回転に伴って、ＴｉＮ
皮膜とＡｌ y Ｔｉ1-y Ｎ皮膜が交互に隣接して積層さ
れ、多層型硬質皮膜を構成する。尚夫々の皮膜層の層厚
や皮膜層数は、回転基板ホルダーの回転数を変化させる
ことによって調整できる。
【００３１】本発明の硬質皮膜においては、母材側また
は最表面側に前記いずれかの化学組成からなる皮膜を0.
2 〜２μｍ形成してもよいのは上述した通りであるが、
これらの皮膜を形成するには下記の手順で行なえば良
い。即ち、母材側に上記の様な皮膜を形成するに当たっ
ては、イオンボンバード後Ｎ2 ガスを導入し、バイアス
電圧を設定した後、まずＴｉカソードまたはＡｌy Ｔｉ
1-y カソードのいずれかのみをアーク放電させていずれ
か一方の組成の皮膜を所定厚み形成し、次いでアーク放
電したカソード以外のカソードにもアーク放電を開始
し、上記手順に従って、多層型硬質皮膜の形成を開始す
る。また最表面形に上記の様な皮膜を形成するに当たっ
ては、前記多層型硬質皮膜を形成した後、Ｔｉカソード
またはＡｌyＴｉ1-y カソードのいずれか一方のみのア
ーク放電を停止させると、アーク放電が停止されていな
いカソード側の組成の皮膜が形成される。
は最表面側に前記いずれかの化学組成からなる皮膜を0.
2 〜２μｍ形成してもよいのは上述した通りであるが、
これらの皮膜を形成するには下記の手順で行なえば良
い。即ち、母材側に上記の様な皮膜を形成するに当たっ
ては、イオンボンバード後Ｎ2 ガスを導入し、バイアス
電圧を設定した後、まずＴｉカソードまたはＡｌy Ｔｉ
1-y カソードのいずれかのみをアーク放電させていずれ
か一方の組成の皮膜を所定厚み形成し、次いでアーク放
電したカソード以外のカソードにもアーク放電を開始
し、上記手順に従って、多層型硬質皮膜の形成を開始す
る。また最表面形に上記の様な皮膜を形成するに当たっ
ては、前記多層型硬質皮膜を形成した後、Ｔｉカソード
またはＡｌyＴｉ1-y カソードのいずれか一方のみのア
ーク放電を停止させると、アーク放電が停止されていな
いカソード側の組成の皮膜が形成される。
【００３２】上記方法によって得られた各種硬質皮膜に
ついて、下記の切削条件により切削試験に供したときの
２番面摩耗幅を測定した。尚このときの各皮膜層の層厚
比は１：１とした（即ち、全ての皮膜層において均一の
厚さである）。
ついて、下記の切削条件により切削試験に供したときの
２番面摩耗幅を測定した。尚このときの各皮膜層の層厚
比は１：１とした（即ち、全ての皮膜層において均一の
厚さである）。
【００３３】＜切削条件＞ 被削材 ： ＳＫＤ １１（ＨＢ２１２） 切削速度： ２０ｍ／min 送り ： 0.07 mm/刃 切り込み： Ｒｄ：１mm×Ａｄ：１５mm 切削方法： ダウンカット，エアーブロー 切削長 ： ４ｍ
【００３４】その結果を各皮膜の組成および膜厚と共に
表１に示す。尚表１には比較の為、ＴｉＮ単層のもの
（Ｎo.９），ＡｌＴｉＮ単層のもの（Ｎo.１０）および
ＴｉＮとＡｌＴｉＮを２〜３層に積層したもの（Ｎo.１
１，１２）並びに実施例１で示した手段と同様にして、
ＴｉＮとＡｌ0.25Ｔｉ0.75Ｎ若しくはＡｌＮを積層した
もの（Ｎo.１３，１４）についても、その組成，膜厚お
よび２番面摩耗幅を示した。
表１に示す。尚表１には比較の為、ＴｉＮ単層のもの
（Ｎo.９），ＡｌＴｉＮ単層のもの（Ｎo.１０）および
ＴｉＮとＡｌＴｉＮを２〜３層に積層したもの（Ｎo.１
１，１２）並びに実施例１で示した手段と同様にして、
ＴｉＮとＡｌ0.25Ｔｉ0.75Ｎ若しくはＡｌＮを積層した
もの（Ｎo.１３，１４）についても、その組成，膜厚お
よび２番面摩耗幅を示した。
【００３５】また膜厚の測定は、基板ホルダーに同時に
取付けた母材の内の１個を破断し、層断面を走査型電子
顕微鏡で観察して測定したものである。さらに膜組成の
定量は、同じく同時に取り付けた基材につきオージェ分
光分析法により層深さ方向の分析を行なったものである
が各皮膜層の厚さ方向には濃度変化がなく一定であっ
た。
取付けた母材の内の１個を破断し、層断面を走査型電子
顕微鏡で観察して測定したものである。さらに膜組成の
定量は、同じく同時に取り付けた基材につきオージェ分
光分析法により層深さ方向の分析を行なったものである
が各皮膜層の厚さ方向には濃度変化がなく一定であっ
た。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１から明らかな様に、比較例に比べて実
施例のものはいずれも耐摩耗性に優れていることが分か
る。特に、ＡｌＮを用いたものは多層型にしても（比較
例Ｎo.１４）、耐摩耗性が低いことが分かる。これはＡ
ｌＮ皮膜硬度が低く（Ｈｖで１０００程度）、また絶縁
膜であることから直流バイアス電圧を印加することがで
きず、密着性も劣るためと考えられる。
施例のものはいずれも耐摩耗性に優れていることが分か
る。特に、ＡｌＮを用いたものは多層型にしても（比較
例Ｎo.１４）、耐摩耗性が低いことが分かる。これはＡ
ｌＮ皮膜硬度が低く（Ｈｖで１０００程度）、また絶縁
膜であることから直流バイアス電圧を印加することがで
きず、密着性も劣るためと考えられる。
【００３８】また本発明者らは、実施例Ｎo.１および比
較例Ｎo.９，１０の皮膜について、ＳＩＭＳ（２次イオ
ン）分析を行なった。その結果を、図１〜３に夫々示す
が、Ｎo.１のもの（図１）は、ＡｌとＴｉ層が層の数に
応じて波状に変動しているのに対し、Ｎo.９（図２）お
よびＮo.１０（図３）のものはＴｉおよびＡｌが深さ方
向になめらかに分布しており、両者の差異は明瞭であっ
た。但し、実施例のものでもさらに超多層になってくる
と、ＳＩＭＳ分析の分解能の限界によって、波状のパタ
ーンが明瞭でなくなる場合もあった。
較例Ｎo.９，１０の皮膜について、ＳＩＭＳ（２次イオ
ン）分析を行なった。その結果を、図１〜３に夫々示す
が、Ｎo.１のもの（図１）は、ＡｌとＴｉ層が層の数に
応じて波状に変動しているのに対し、Ｎo.９（図２）お
よびＮo.１０（図３）のものはＴｉおよびＡｌが深さ方
向になめらかに分布しており、両者の差異は明瞭であっ
た。但し、実施例のものでもさらに超多層になってくる
と、ＳＩＭＳ分析の分解能の限界によって、波状のパタ
ーンが明瞭でなくなる場合もあった。
【００３９】実施例２ 実施例１において、Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4 カソードとＴｉカ
ソードのアーク放電電流をコントロールすることによ
り、夫々の層厚比を変えることができる。例えば、Ａｌ
0.6 Ｔｉ0.4 カソード電流を６０〜８０Ａ、Ｔｉカソー
ド電流を１２０〜１８０Ａに夫々設定することにより、
Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4 ＮとＴｉＮの層厚比が１：２〜１：３
程度の超多層膜が形成できる。またＡｌ0.6 Ｔｉ0.4 カ
ソード電流を１８０〜２２０Ａとし、Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4
カソードを４〜５枚使用し、Ｔｉカソード１枚を５０〜
６０Ａにすると、Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4 ＮとＴｉＮの層厚比
が１０：１程度の多層膜が得られる。他の方法として
は、基板ホルダーの回転を連続とせず、間欠運動にする
ことによっても達成できる。例えば、Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4
カソードの前で、該ホルダーをＴｉカソードの前の１サ
イクル当たりの蒸着時間（例えば１５秒）の１０倍の時
間（１５０秒）停止させ、これを繰り返すことによりＡ
ｌ0.6 Ｔｉ0.4 ＮとＴｉＮの層厚比が１０：１の多層膜
を形成することもできる。以上の様に、カソードの電流
比やワークの回転比をコントロールすることにより、多
層構造の層厚比を変えることができる。
ソードのアーク放電電流をコントロールすることによ
り、夫々の層厚比を変えることができる。例えば、Ａｌ
0.6 Ｔｉ0.4 カソード電流を６０〜８０Ａ、Ｔｉカソー
ド電流を１２０〜１８０Ａに夫々設定することにより、
Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4 ＮとＴｉＮの層厚比が１：２〜１：３
程度の超多層膜が形成できる。またＡｌ0.6 Ｔｉ0.4 カ
ソード電流を１８０〜２２０Ａとし、Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4
カソードを４〜５枚使用し、Ｔｉカソード１枚を５０〜
６０Ａにすると、Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4 ＮとＴｉＮの層厚比
が１０：１程度の多層膜が得られる。他の方法として
は、基板ホルダーの回転を連続とせず、間欠運動にする
ことによっても達成できる。例えば、Ａｌ0.6 Ｔｉ0.4
カソードの前で、該ホルダーをＴｉカソードの前の１サ
イクル当たりの蒸着時間（例えば１５秒）の１０倍の時
間（１５０秒）停止させ、これを繰り返すことによりＡ
ｌ0.6 Ｔｉ0.4 ＮとＴｉＮの層厚比が１０：１の多層膜
を形成することもできる。以上の様に、カソードの電流
比やワークの回転比をコントロールすることにより、多
層構造の層厚比を変えることができる。
【００４０】上記のような方法によって、２種類の皮膜
層の層厚比を変えた多層型硬質皮膜を、実施例１と同じ
エンドミルに被覆し、実施例１と同じ条件で切削試験を
行なった。その結果を表２に示すが、ＴｉＣx Ｎ1-X 皮
膜層とＡｌy Ｔｉ1-y （ＮzＣ1-z ）皮膜層の層厚比は
５：１〜１：１０程度が良好である（より好ましくは
２：１〜１：５）ことが分かる。これに対し、層厚比が
上記範囲を外れると、Ａｌ量が少なくなり過ぎ（Ｎo.２
３）、または多くなり過ぎ（Ｎo.２４）、性能が低下し
ている。
層の層厚比を変えた多層型硬質皮膜を、実施例１と同じ
エンドミルに被覆し、実施例１と同じ条件で切削試験を
行なった。その結果を表２に示すが、ＴｉＣx Ｎ1-X 皮
膜層とＡｌy Ｔｉ1-y （ＮzＣ1-z ）皮膜層の層厚比は
５：１〜１：１０程度が良好である（より好ましくは
２：１〜１：５）ことが分かる。これに対し、層厚比が
上記範囲を外れると、Ａｌ量が少なくなり過ぎ（Ｎo.２
３）、または多くなり過ぎ（Ｎo.２４）、性能が低下し
ている。
【００４１】
【表２】
【００４２】実施例３ 外径１２mmの超硬合金製エンドミルに、実施例１および
２に示した方法に従って各種皮膜を形成した。得られた
各皮膜について、下記の条件にて切削を行なった。
２に示した方法に従って各種皮膜を形成した。得られた
各皮膜について、下記の条件にて切削を行なった。
【００４３】＜切削条件＞ 被削材 ： ＳＫＤ １１（ＨＢ２１２） 切削速度： ６０ｍ／min 送り ： 0.07mm／刃 切り込み： Ｒｄ：１mm×Ａｄ：１０mm 切削方法： エアーブロー 切削長 ： １０ｍ その結果を、各皮膜の組成および膜厚と共に表３に示す
が、表３から明らかな様に実施例のものは比較例に比べ
て耐摩耗性が良好であることがわかる。
が、表３から明らかな様に実施例のものは比較例に比べ
て耐摩耗性が良好であることがわかる。
【００４４】
【表３】
【００４５】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、母
材に対する付着性、および耐摩耗性に優れた多層型硬質
皮膜が得られた。
材に対する付着性、および耐摩耗性に優れた多層型硬質
皮膜が得られた。
【図１】実施例Ｎo.１の皮膜のＳＩＭＳ分析結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図２】比較例Ｎo.９の皮膜のＳＩＭＳ分析結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】比較例Ｎo.１０の皮膜のＳＩＭＳ分析結果を示
すグラフである。
すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−17251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−56565（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−188265（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 工具母材表面に形成される耐摩耗性多層
型硬質皮膜構造であって、ＴｉＣx Ｎ1-x （但し０≦ｘ
≦０．６）で示される化学組成からなる皮膜層と、（Ａ
ｌy Ｔｉ1-y ）（Ｎz Ｃ1-z ）（但し０．５６≦ｙ≦
０．７５，０．６≦ｚ≦１）で示される化学組成からな
る皮膜層が交互に隣接して４層以上に形成されると共
に、各単位皮膜層の厚さが０．００３〜０．３μｍであ
り、且つ全皮膜層厚が０．６〜１２μｍであることを特
徴とする耐摩耗性多層型硬質皮膜構造。 - 【請求項２】 積層される単位皮膜層数が、２０〜６０
０層である請求項１に記載の耐摩耗性多層型硬質皮膜構
造。 - 【請求項３】 隣接するＴｉＣx Ｎ1-x 皮膜層と（Ａｌ
y Ｔｉ1-y ）（ＮzＣ1-z ）皮膜層の厚さ比が５：１〜
１：１０である請求項１または２に記載の耐摩耗性多層
型硬質皮膜構造。 - 【請求項４】 母材表面側の第１層として、ＴｉＣx Ｎ
1-x （但し０≦ｘ≦０．６）または（Ａｌy Ｔｉ1-y ）
（Ｎz Ｃ1-z ）（但し０．５６≦ｙ≦０．７５，０．６
≦ｚ≦１）で示される化学組成からなる皮膜が０．２〜
２μｍ形成され、該皮膜表面に請求項１〜３のいずれか
の多層型硬質皮膜が形成されたものである耐摩耗性多層
型硬質皮膜構造。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの硬質皮膜の表
面に、更にＴｉＣxＮ1-x （但し０≦ｘ≦０．６）また
は（Ａｌy Ｔｉ1-y ）（Ｎz Ｃ1-z ）（但し０．５６≦
ｙ≦０．７５，０．６≦ｚ≦１）で示される化学組成か
らなる皮膜が０．２〜２μｍ形成されたものである耐摩
耗性多層型硬質皮膜構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287957A JP2638406B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 耐摩耗性多層型硬質皮膜構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287957A JP2638406B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 耐摩耗性多層型硬質皮膜構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06136514A JPH06136514A (ja) | 1994-05-17 |
| JP2638406B2 true JP2638406B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=17723937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4287957A Expired - Lifetime JP2638406B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 耐摩耗性多層型硬質皮膜構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2638406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023000875A (ja) * | 2021-06-18 | 2023-01-04 | 株式会社タンガロイ | 被覆切削工具 |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3719731B2 (ja) * | 1995-01-31 | 2005-11-24 | 日立ツール株式会社 | 被覆切削工具・被覆耐摩工具 |
| SE519005C2 (sv) * | 1999-03-26 | 2002-12-17 | Sandvik Ab | Belagt hårdmetallskär |
| SE0402180D0 (sv) * | 2004-09-10 | 2004-09-10 | Sandvik Ab | Deposition of Ti1-xAlxN using Bipolar Pulsed Dual Magnetron Sputtering |
| SE528695C2 (sv) * | 2004-12-22 | 2007-01-23 | Sandvik Intellectual Property | Verktygshållare för spånavskiljande bearbetning |
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