JP3766003B2 - 被覆切削工具 - Google Patents
被覆切削工具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3766003B2 JP3766003B2 JP2001214069A JP2001214069A JP3766003B2 JP 3766003 B2 JP3766003 B2 JP 3766003B2 JP 2001214069 A JP2001214069 A JP 2001214069A JP 2001214069 A JP2001214069 A JP 2001214069A JP 3766003 B2 JP3766003 B2 JP 3766003B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting tool
- film
- coated cutting
- phase
- element selected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、金属材料等の切削加工に使用される被覆切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
切削加工の高能率化の要求に伴い高速マシニングセンターが普及し切削加工は高速化傾向にある。切削工具に被覆される皮膜もTiN、TiCNに変わり、皮膜の耐酸化性を改善したTiAlN皮膜を被覆した被覆切削工具が一般的である。しかしながら、更に切削加工の高速化に対応すべくTiAlNにSiを添加し皮膜の耐酸化性の改善を試みた特許2793773号公報、TiにSiの添加を試みた特開平8−118106号公報、特開平9−11004号公報等に代表される皮膜の改善が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来までのTiAlN皮膜をベースにした単純なSi添加においてはTiAlNの精々1.2倍未満の耐酸化性改善にしか至らず汎用的な切削環境下においては多少効果が認められるものの高速切削加工には十分対応できない。更には、TiにSiを添加した硬質皮膜においては、Si添加により皮膜そのものの耐酸化性は若干は改善されるものの、皮膜の高硬度化による静的な耐摩耗性の改善は十分ではなく、工具として十分な改善は認められていない。これは単純にSiを添加しただけではSi原子がTi原子と置換した単純な固溶体硬質相を形成し、固溶強化による改善しか認められない事に起因すると考える。またSiの単純添加においては、皮膜が脆くなり、皮膜内部に発生する圧縮応力も非Si含有皮膜と比べ著しく高く、この過剰な圧縮応力により成膜直後に剥離が発生し、切削工具に適用するには至っていない。これらの事により、被切削物が高硬度若しくは切削環境が苛酷になるほど膜剥離や酸化進行に起因する異常摩耗および欠損が生じてしまい実用化には至っていない。
このように依然として高速切削加工において十分な切削特性の改善は得られてはいないのが現状である。
【0004】
本発明はこうした事情に鑑み、Si含有硬質皮膜の耐摩耗性、耐酸化性を大幅に改善し、密着性を犠牲にすることなく、Si含有硬質皮膜の特性を十分に工具特性に反映させ、高速切削加工に最適である被覆切削工具を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
Si含有硬質皮膜においては前述の如く、皮膜内部に発生する圧縮応力が非Si含有皮膜と比べ著しく高くなり、この過剰な圧縮応力により切削中に剥離が発生してしまう場合があり、切削工具に適用するには至っていない。従って、基体との密着性に優れる硬質皮膜との併用が望ましいと言えるが、さらにSi含有硬質皮膜そのものの組織、結晶形態を制御することにより、Si含有硬質皮膜の残留圧縮応力の低減し、より密着性を改善するとともに、結晶形態制御により皮膜硬度を格段に高め、耐摩耗性のさらなる改善が可能となった。また耐酸化性の観点からも結晶形態制御により著しく耐酸化性を向上できることを確認した。
【0006】
Si含有硬質皮膜がの残留圧縮応力が高くなる要因の一つとして、現在一般的に使用されているTiAlN等の多元系窒化物の多くは立方晶NaCl型の結晶構造を有する窒化物を形成するが、このSiを添加した場合、SiはTi原子と置換型し、原子半径の差から格子歪が発生し、これが残留圧縮応力を増大する要因となる。Si添加量が多くなるに伴いこの圧縮応力は増大し、過剰応力を誘発させ、結果Siの効果が十分に認めうる程度の添加が不可能となる。
【0007】
本発明者はこのSi含有硬質皮膜の過剰応力を抑制する手段および耐摩耗性の更なる改善として、切削工具基体に、金属成分として周期律表の4a、5a、6a族の金属元素及びAlのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とSi元素とを含み、非金属成分として、N、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素を含むSi含有硬質皮膜と、金属成分としてTi、Al、Crのうち1種若しくは2種以上より選択された元素と非金属成分としてN、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とを含む非Si含有皮膜とからなり、両者を2層以上被覆してなり、且つ、該Si含有硬質皮膜は、マトリックスとなる結晶質と、マトリックス内にSi含有量に富む相を含有する組成偏析多結晶体で構成したことを特徴とする被覆切削工具であり、マトリックス内にSi含有量に富む相を分散させ、この相の存在により十分にSi添加効果を発揮させるとともに、マトリックスそのものは比較的Si含有量の少ない低圧縮応力である相から構成し、密着性の改善を同時に成しうることに成功した。
【0008】
このようにSi含有量の異なる結晶形態を制御することは通常の被覆方法では不可能であり、被覆中にイオンエネルギーを逐次変化させることにより可能である。例えば、被覆中に基体に付与するバイアス電圧を逐次変化させる、また同じようにパルスバイアスを用いる等の被覆方法である。このように、イオンエネルギーを逐次変化させることにより、イオンの基体表面での拡散距離が変化し、Siの濃度の不均一性が発生することになる。また被覆温度もイオンの拡散距離を支配し、結晶形態、特に結晶質からなるマトリックスの結晶粒径を制御する重要な因子となる。
【0009】
被覆温度は低いほど、結晶形態は微細化し、皮膜硬度を上昇せしめるとともに、結晶粒界を緻密にし、結晶粒界の酸素の拡散を介して進行する皮膜酸化を抑制し、耐酸化性をさらに改善する傾向にある。好ましくは、結晶粒径が50nm以下であるようなナノ結晶である場合、特に優れた結果となった。更に、Siに富む結晶は350℃〜400℃の被覆温度範囲ではアモルファス相となり、この場合アモルファス相と結晶質相との結晶粒界の整合化にされ格子欠陥が著しく減少し、酸素の拡散は更に低減される。これらの改善により、Si含有皮膜の耐酸化性を更に改善するとともに、微細化にともなう皮膜の高硬度化を可能にし、切削工具に対して十分にその特性が発揮されうる皮膜を成膜することを可能にした。Si含有量はマトリックス相は比較的少ないため、密着性の劣化は発生しなかった。
【0010】
300℃〜350℃の被覆温度範囲では、皮膜中にSi3N4相やSi相が介在することが確認された。これらの相の存在はESCAによりそのバインディングエネルギーにピークが認められるか否かで確認される。皮膜中にSi3N4相やSi相が介在する場合は皮膜はこれらの相が形成する格子歪により、さらに高硬度化し、耐摩耗性は改善される傾向にあるが、おそらく、その結晶粒界を介する酸素の拡散が助長され、耐酸化性は若干劣化する傾向にあった。
【00011】
Siを含有する皮膜は組織、結晶形態制御が重要であり、特にSi以外の成分は限定されるものではない。本発明者らの研究ではその皮膜の金属成分がTiとSiである場合に最も優れた切削における動的耐酸化性を示した。この場合先に説明した結晶形態に加え、切削中に皮膜表面にSi酸化物より生成自由エネルギーの低いTi酸化物を形成するために、Tiが皮膜内で外向拡散し、表面に粉状のTiOを形成し、表面近傍のSiは内向拡散し、TiO層直下には非常に緻密なSi酸化物層が形成される。粉状のTiOは潤滑に寄与し、緻密なSi酸化物は下地との密着性に優れるとともに、酸素拡散のバリヤーとして機能し、結果最も優れた動的耐酸化性を示したものと思われる。高硬度鋼の高速切削では特に動的耐酸化性が重要となるため、この場合が最も長寿命を達成した。
【0012】
Siを含有する皮膜の金属成分がCrとSiである場合、Crが有する自己潤滑性の効果が付与され、鋼切削時に、刃先に発生する溶着現象が著しく抑制され、極めて優れた加工表面が得られることができる。特に溶着し易い炭素鋼の切削の場合はこの皮膜が最も優れた仕上げ面と長寿命を達成した。更に、(CrSi)2N層はCrSiN層より炭素鋼に対し摩擦係数が低いことが確認され、(CrSi)2N層を採用することによりさらに溶着現象が抑制されより長寿命化が可能であった。
【0013】
このような組織、結晶形態の制御によりSi含有硬質皮膜の低応力化は可能であるが、Siを含有する皮膜の単層では、重切削の場合、剥離が発生することがあり、基体表面には密着性に優れる皮膜を下地層として用いる必要がある。この密着性付与層の組成は特に限定されるものではないが、TiAl系の硬質皮膜、CrAl系の硬質皮膜を採用するTi系皮膜の場合より、さらに高硬度鋼の高速切削特性が改善される。Ti系皮膜の場合は重切削で特に安定した切削が可能となる。
【0014】
勿論、これら下地層において、一般的に良く用いられるように、Tiの一部を周期律表の4a、5a、6a族の成分で置換してやっても良いが、特にMg、Ca、Sr、Li、K、Yで置換することにより、さらに格段の長寿命化が可能であった。これは前述の現象と同じく、これらの成分は切削中に皮膜表面に拡散し、表面で酸化物を形成するわけであるが、これらの成分の酸化物は特に融点が低く、切削中に液相となることにより、著しく切削抵抗や温度を低減し、結果潤滑効果を発揮し長寿命を達成することとなる。Siへの置換は皮膜の耐酸化性を付与し、高硬度材の高速切削でさらに長寿命を達成する結果となる。また母材直上の金属成分がTi、Al、Crの一種以上からなる硬質層にもSiの添加は有効である。この場合Siの存在形態は特に限定されるものではなく、固溶体として存在しても切削性能の向上は可能である。
【0015】
更に、硼素の添加は切削性能の改善に効果的である。特に、高イオンエネルギーとなる条件下で成膜した場合、硼素はBN窒化物として皮膜内に介在し、このBN相が皮膜の自己潤滑性をたかめる作用を発揮し、切削抵抗は減少し、長寿命化が達成される結果となる。BN相の存在もESCAにより確認することが可能である。
【0016】
このような構成を採用することで、高速切削加工及び高硬度材切削加工などの過酷な切削環境下においても、皮膜剥離を生ずることなく皮膜の耐酸化性及び硬さを改善し、切削性能が極めて良好となり、従来技術の課題を完全に解決するに至った。すなわち、切削工具基体に周期律表の4a、5a、6a族の金属成分及びAlのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とSi元素を含み、非金属成分として少なくともN、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素を含むSi含有硬質皮膜を被覆してなる被覆切削工具において、該Si含有硬質皮膜は高Si濃度相と低Si濃度相を有するSi含有硬質皮膜が極めて有効である結果であった。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明のその構成要件についてTiSiN皮膜においてアモルファスナノ相が存在する場合を一例として、詳しく述べる。図1にTiとSiより構成されるSi含有硬質皮膜を例にこの透過型電子顕微鏡による格子像の観察結果を示す。図1の領域1及び領域2に対応した極微電子線回折像撮影による結晶構造の解析結果を図2、図3に示す。極微電子線回折像の撮影にはカメラ長を50cm、ビーム径を2〜5nmにて分析を行った。図1、図2、図3より本発明皮膜は、結晶質からなる相とアモルファスからなる相を形成していることが明らかである。図4、図5に図1の領域1、領域2に対応したエネルギー分散型分析による定量分析結果を示す。各領域の定量分析は1nm角の領域を分析した。図4、図5より結晶質からなる領域1のSi含有量は金属成分成分のみの原子比率で8原子%であるのに対し、領域2に示すアモルファス相のSi含有量は金属成分成分のみの原子比率で26原子%であり、アモルファスからなる相はマトリックス結晶質相の3倍以上のSi含有量を示し、アモルファス相にSiが濃化していることが明確である。図6にTiとSiより構成されるSi含有硬質皮膜を例に、従来の成膜方法(マグネトロンスパッタリングによる。例えば、Surface and Coating Technology 133−134(2000)p307−313)によりSiを含有させた皮膜と本発明であるSi含有硬質皮膜のX線回折パターンを示す。本発明皮膜のX線回折パターンは従来の成膜方法でSiを含有させた皮膜のそれに対して(200)面に最強ピーク強度を示し、回折ピークの広がりが認められる。図1の領域1に示す電子線回折像及び図6のX線回折結果から、結晶質からなる領域1はfcc構造のNaCl型の結晶構造を示し、皮膜内に発生した残留応力により(200)面における回折ピークの広がりをもってはいるが、Si添加による面間隔の大きな変化は認められない。これらのことからも、結晶質からなる領域1は、少量のSiを置換したTi(Si)Nであると推測される。本発明皮膜は(200)面に最大のピーク強度を有する場合が好ましい。これは(200)面に強く配向した場合が最も皮膜内の格子欠陥が少なく、耐酸化性に優れる為である。
【0018】
このアモルファスである高Si濃度領域相と結晶質である低Si濃度領域相を有するSi含有硬質皮膜は、4a、5a、6a族の金属成分及びAlのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とSi元素、より好ましくは金属成分としてTi、Al、Cr、のうち1種若しくは2種以上より選択された元素とSi元素からなり、更に非金属成分としてN、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択される元素からなるSi含有硬質皮膜において形成させることが可能である。Si含有硬質皮膜中のSi添加量は極少量である場合においてもSiが濃化したアモルファス相をSi含有硬質皮膜内に分散して形成させることが可能である。
【0019】
このアモルファスである高Si濃度領域相と結晶質である低Si濃度領域相を有するSi含有硬質皮膜とすることで切削工具として安定したSi含有硬質皮膜を成膜することが可能となる。静的な酸化機構に関しては、アモルファスからなる高Si濃度領域相から優先的にSiが濃化した極めて微細なSi酸化物を形成する。この微細酸化物により酸素の内向拡散に対して拡散障壁として作用し、その結果、大幅な耐酸化性の改善に寄与した。また、同一構成元素で高Si濃度を有するアモルファス相と低Si濃度からなる結晶質相とすることで、Si窒化物等の独立相を形成する場合よりも、粒界に格子欠陥が少なく酸素の内部拡散に対してもすぐれた特性を示した。更に、動的な酸化、即ち切削過程におけるの酸化挙動を解析した結果、切削途中の工具逃げ面における皮膜摩耗部に凝着物であるFe付着層と摩耗した皮膜との間にSiが濃化した酸化膜を形成し、表面のSi酸化物により酸化抑制効果と潤滑効果をも有しているものと考えられ、これらの相乗効果により高速切削特性が大幅に改善されたものと考える。
【0020】
本発明の被覆切削工具は、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法であることが望ましい。
【0021】
本発明に係る上記、アモルファスである高Si濃度領域相と結晶質である低Si濃度領域相を有するSi含有硬質皮膜を基体表面に形成する方法としては、例えばアークイオンプレーティング法による成膜においては以下による方法を用いれば良い。まず炉内を3×10−5Paまで真空排気を行うと同じにヒーターにより基体の加熱を行う。その後Arイオンによる基体の清浄化及び活性化を行った後、炉内に複数配置されたアーク放電用蒸発源であるカソードに目的とした皮膜組成が得られる各合金ターゲットを設置し、アーク放電によりイオン化させた各種金属と窒素等の反応ガス雰囲気中でイオンプレーティングすることによって得られる。この時、基体に付与するバイアス電圧を定期的に変化させイオンエネルギーの調整をすることが必要である。
【0022】
更に詳しく説明すれば、被覆時におけるイオンエネルギーの大小は主に基体に印加するバイアス電圧と反応ガスとの組み合わせによって決定する。ここで、基体に印加するバイアス電圧は異なる負バイアス電圧を印荷するか負バイアス電圧と正バイアス電圧を周期的に変化させながら成膜を行っても有効である。結果として、皮膜内にイオンエネルギーの周期的な変化を誘発させ、Si濃度の異なる皮膜を同一層内に形成させるものである。この周期的なイオンエネルギーの変化が本発明において重要である。イオンエネルギーを変化せしめすには、バイアス、反応圧、温度などに因子が複雑に寄与するものと考えられる。
【0023】
基体温度によっても皮膜中のSi濃度差が変化する。具体的には、500℃以上では他のパラメーターを最適化してもアモルファスからなる高Si濃度領域相が確認されない場合もあった。バイアス電圧を高くすると基体温度も上昇する傾向があるため、基体材質の要求から温度が制限される場合は基体の冷却手段が必要となる場合がある。
【0024】
本発明被膜は基体がハイスからなる工具に被覆しても有効であるが、より高速切削が可能である超硬合金のエンドミルやインサートの場合に特に顕著な効果を発揮する。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0025】
【実施例】
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ガスを用い、被覆基体温度350℃〜540℃とし、反応ガス圧力を5Pa及び負バイアス電圧を300V、正バイアス電圧を20Vとし、その振幅は負を80%、正を20%に設定し、その周波数を15kHzとし、表1に示す本発明例の被覆を行った。
【0026】
【表1】
【0027】
また、基体を5m−1で回転させながら複数設置した各蒸発源の電流値の一方を30A、対向した蒸発源を300Aの電流を夫々印加し成膜を行った。被覆基体には外径8mmの超硬合金製6枚刃スケアエンドミル及び超硬合金製ミーリングインサートを用い、全皮膜の厚みが4乃至6μmとなるように成膜した。また、必要に応じてAlTiN系皮膜との多層膜とした。表1に各試料のSi濃度偏析を有するSi含有硬質皮膜をA層とし、そのA層の組成及びA層の結晶質からなるマトリックスの結晶粒径、マトリックス内のSi含有量に富む相の結晶形態を併記した。「a」、と記載した皮膜は350℃で被覆したものでSi含有量に富む相がアモルファスを呈するものである。更に、併用したAl、Ti、Cr系皮膜をB層とした時のそのB層の組成を示す。尚、表1において、組成の表示は金属成分、非金属成分を夫々あわせて100となるよう、原子比で表記したが、これは金属成分と比金属成分の原子比が1:1であることを意味するものではない。また、得られた被覆エンドミル及び被覆ミーリングインサートを用い切削試験を行った結果についても併記する。スケアエンドミルは切削長200m時での逃げ面摩耗幅を測定した。インサートにおいては欠損までの切削時間を示した。切削諸元を次に示す。
【0028】
(超硬6枚刃スケアエンドミル切削条件)
工具:超硬6枚刃スケアエンドミル
切削方法:側面切削加工
被削材:SKD11(硬さHRC52)幅150mm×長さ250mm
切り込み:軸方向8mm、径方向0.2mm
切削速度:500m/min
送り:0.07mm/刃
切削油:エアーブロー
【0029】
(超硬ミーリングインサート切削条件)
工具:EDEW15T4TN−15
カッター:φ63mm
切削方法:面取り加工
被削材:SKD61(硬さHRC43)、幅50mm×長さ250mm
切り込み:2.0mm
切削速度:250m/min
送り:0.5mm/rev
切削油:エアーブロー
【0030】
表1より、本発明例は高速切削環境下においても安定した切削が可能である。本発明例1〜3は、CrにSiを含有させ、粒径を変化させた例であるが、微細なほど耐摩耗性に優れる結果がえられた。本発明例4〜8は、TiにSiを添加し、その量を変化させた例で、いずれの切削工具においても切削特性に優れる。本発明例9〜12は、AlにSiを添加した場合の例であるが、Tiに比して同程度の耐摩耗性を示す。本発明例13〜18は、3種の金属成分系の例であるが、切削特性に優れ、同程度の耐摩耗性を示した。本発明例19〜22はSiを含み、更にNb、V、Zr、Moを用いた場合の例であるが、いずれも切削性能に優れ、同程度の耐摩耗性を示した。本発明例23、24はNに加えて、O若しくはCを添加した場合の例であるが、同様な効果が得られた。本発明例25は(CrSi)BNのfcc構造と(CrSi)2BNのhcp構造の多層膜を併用した場合の例であるが、同様に優れる結果となった。本発明例26、27はCrSiN皮膜に硼素、酸素を添加したものあるが、従来例よりも優れる結果となった。尚、本発明例の試料番号1から26のすべての試料において、高Si濃度領域相と結晶質からなる低Si濃度領域相を確認した。
【0031】
次に、従来例として、被覆条件は同様にアークイオンプレーティング装置を用い、本発明例と同一の成膜前処理を行った後、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ガスを用い、被覆基体温度400℃とし、反応ガス圧力を5Pa及び負バイアス電圧を70Vにし、従来までの成膜方法を用い、表2に示す各組成の皮膜を成膜し、実施例1と同じ切削諸元で切削評価を行った。その結果を表2に示す。
【0032】
【表2】
【0033】
従来例においては、表2中に、特に明記していないが、Siの含有量は15原子%とし、皮膜は単純な固溶体層であり、Siの濃度偏析は存在しない。またTiAl系皮膜におけるTi:Al比は1:1である。
【0034】
従来例4はTiAlN皮膜へSi添加した場合であるが、Si添加により耐酸化性及び皮膜硬さはTiAlNよりも改善されるものの、圧縮応力が大きく2μmの膜厚が限界であり、TiAlNの切削特性を大幅するには至らなかった。従来例5、6は、従来の成膜方法により成膜した為、皮膜内にSi量の偏析及びアモルファス相が認められずSiの脆い特徴が顕著に表れ、切削初期より皮膜剥離が発生した。従来例7は、Siを含有しない多元系皮膜の例であるが、耐酸化性が極めて悪く、高速切削等過酷な切削環境下においては十分な切削特性は得られなかった。従来例8においても本発明例に対し著しく劣る結果となった。従来例9、10はCrSi系単純固溶体層であるが、本発明例に比較して低寿命の結果となった。
【0035】
【発明の効果】
本発明を適用することにより、TiAlN皮膜をベースにした単純なSi添加に比較して、高速切削加工にも十分な切削性能を示し、特に、耐酸化性、皮膜の高硬度化により優れた耐摩耗性を示すことが分かった。更に、より切削環境が苛酷になる高速化、ドライ化等の諸元でも十分な切削工具とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明例のTiとSiより構成されるSi含有硬質皮膜の透過型電子顕微鏡による格子像の観察結果を示す。
【図2】図2は、図1の高Si濃度領域相の極微電子線回折像撮影による結晶構造の解析結果を示す。
【図3】図3は、図1の低Si濃度領域相の極微電子線回折像撮影による結晶構造の解析結果を示す。
【図4】図4は、アモルファス相のエネルギー分散型分析による定量分析結果を示す。
【図5】図5は、結晶質相のエネルギー分散型分析による定量分析結果を示す。
【図6】図6は、従来の成膜方法によりSiを含有させた皮膜と本発明皮膜のX線回折パターンを示す。
Claims (15)
- 切削工具基体に、金属成分として周期律表の4a、5a、6a族の金属元素及びAlのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とSi元素とを含み、非金属成分として、N、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素を含むSi含有硬質皮膜と、金属成分としてTi、Al、Crのうち1種若しくは2種以上より選択された元素と非金属成分としてN、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とを含む非Si含有皮膜とからなり、両者を2層以上被覆してなり、且つ、該Si含有硬質皮膜が高Si濃度領域相と結晶質からなる低Si濃度領域相とを含有する組成偏析体で構成し、該高Si濃度領域相がアモルファス相であることを特徴とする被覆切削工具。
- 切削工具基体に、金属成分として周期律表の4a、5a、6a族の金属元素及びAlのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とSi元素とを含み、非金属成分として、N、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素を含むSi含有硬質皮膜と、金属成分としてTi、Al、Crのうち1種若しくは2種以上より選択された元素と非金属成分としてN、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とを含む非Si含有皮膜とからなり、両者を2層以上被覆してなり、且つ、該Si含有硬質皮膜が高Si濃度領域相と結晶質からなる低Si濃度領域相とを含有する組成偏析体で構成し、該Si含有硬質皮膜の層内にSi 3 N 4 単独相又はSi単独相を介在させたことを特徴とする被覆切削工具。
- 切削工具基体に、金属成分として周期律表の4a、5a、6a族の金属元素及びAlのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とSi元素とを含み、非金属成分として、N、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素を含むSi含有硬質皮膜と、金属成分としてTi、Al、Crのうち1種若しくは2種以上より選択された元素と非金属成分としてN、B、C、Oのうち1種若しくは2種以上より選択された元素とを含む非Si含有皮膜とからなり、両者を2層以上被覆してなり、且つ、該Si含有硬質皮膜が高Si濃度領域相と結晶質からなる低Si濃度領域相とを含有する組成偏析体で構成し、該Si含有硬質皮膜の層内にSi 3 N 4 相単独及びSi単独相を介在させたことを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至3何れかに記載の被覆切削工具において、該非Si含有皮膜が該基体直上に設けたことを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至4何れかに記載の被覆切削工具において、該低Si濃度領域相の平均結晶粒径が50nm以下であることを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至5何れかに記載の被覆切削工具において、該Si含有硬質皮膜の金属成分がCrとSiであることを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至6何れかに記載の被覆切削工具において、該Si含有硬質皮膜の金属成分がTiとSiであることを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至7何れかに記載の被覆切削工具において、該Si含有硬質皮膜が硼素を含有し、硼素が窒化物として皮膜内部に介在していることを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項6記載の被覆切削工具において、該Si含有硬質皮膜の金属成分がCrとSiであり、CrSiBN層と(CrSi)2BN層との2層以上の多層で構成されたことを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至9何れかに記載の被覆切削工具において、該非Si含有皮膜の金属成分がTiとAlであることを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至10何れかに記載の被覆切削工具において、該非Si含有皮膜の金属成分がCrとAlであることを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至11何れかに項記載の被覆切削工具において、該非Si含有皮膜のAlの一部を、0.5原子%以上30原子%以下の範囲において、Mg、Ca、Sr、Li、K、Yのうち少なくとも1種以上で置き換えたことを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至12何れかに記載の被覆切削工具において、該Si含有硬質皮膜、非Si含有皮膜がアークイオンプレーティング法で被覆されたことを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至13何れかに記載の被覆切削工具において、該切削工具基体が超硬合金製エンドミルであることを特徴とする被覆切削工具。
- 請求項1乃至13何れかに記載の被覆切削工具において、該切削工具基体が超硬合金製インサートであることを特徴とする被覆切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001214069A JP3766003B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 被覆切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001214069A JP3766003B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 被覆切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003025113A JP2003025113A (ja) | 2003-01-29 |
JP3766003B2 true JP3766003B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=19048951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001214069A Expired - Fee Related JP3766003B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 被覆切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3766003B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102534480A (zh) * | 2010-12-23 | 2012-07-04 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 镀膜件及其制备方法 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3621943B2 (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-23 | 三菱重工業株式会社 | 高耐摩耗性高硬度皮膜 |
JP4138630B2 (ja) * | 2003-11-07 | 2008-08-27 | 三菱重工業株式会社 | 耐摩耗性硬質皮膜 |
JP2006082207A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 表面被覆切削工具 |
WO2006070730A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 表面被覆切削工具および表面被覆切削工具の製造方法 |
JP4753249B2 (ja) * | 2006-01-13 | 2011-08-24 | 株式会社神戸製鋼所 | ガラス成形用金型 |
WO2008041402A1 (fr) * | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | outil de découpe d'un revêtement de surface |
JP4714186B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2011-06-29 | ユニオンツール株式会社 | 被覆切削工具 |
JP5332737B2 (ja) * | 2009-03-04 | 2013-11-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
JP5234515B2 (ja) * | 2009-03-04 | 2013-07-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
JP5234516B2 (ja) * | 2009-03-04 | 2013-07-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
JP5407432B2 (ja) * | 2009-03-04 | 2014-02-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 |
CN102791409B (zh) * | 2009-11-12 | 2015-12-16 | Osg株式会社 | 硬质被膜及硬质被膜被覆工具 |
WO2011058637A1 (ja) * | 2009-11-12 | 2011-05-19 | オーエスジー株式会社 | 硬質被膜、および硬質被膜被覆工具 |
JP5552913B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-07-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐欠損性を発揮する表面被覆切削工具 |
CN102560339B (zh) * | 2010-12-13 | 2015-10-14 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 镀膜件及其制备方法 |
CN102560342A (zh) * | 2010-12-23 | 2012-07-11 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 镀膜件及其制备方法 |
US8440328B2 (en) * | 2011-03-18 | 2013-05-14 | Kennametal Inc. | Coating for improved wear resistance |
CN107740068B (zh) * | 2017-11-27 | 2020-10-27 | 浙江工业大学 | 一种在不锈钢表面沉积金刚石薄膜的新方法 |
-
2001
- 2001-07-13 JP JP2001214069A patent/JP3766003B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102534480A (zh) * | 2010-12-23 | 2012-07-04 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 镀膜件及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003025113A (ja) | 2003-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3766003B2 (ja) | 被覆切削工具 | |
US6586122B2 (en) | Multilayer-coated cutting tool | |
WO2011122553A1 (ja) | 切削工具 | |
JP2007196365A (ja) | 鋼のフライス加工用インサート | |
JP3963354B2 (ja) | 被覆切削工具 | |
JP2009203489A (ja) | 被覆部材 | |
JP2006307323A (ja) | 硬質皮膜被覆部材 | |
JP2000334607A (ja) | 硬質皮膜被覆工具 | |
JP2009197268A (ja) | 被覆部材 | |
JP3586218B2 (ja) | 被覆切削工具 | |
JP2004034186A (ja) | 被覆切削工具及びその被覆方法 | |
JP3454428B2 (ja) | 耐摩耗皮膜被覆工具 | |
JP2007291471A (ja) | 耐酸化性皮膜及びその皮膜を被覆した部材 | |
JP2007119810A (ja) | 被覆部材 | |
JP3586217B2 (ja) | 耐摩耗皮膜被覆工具 | |
JP2001179506A (ja) | 複合高硬度工具 | |
JP6959578B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP6759536B2 (ja) | 被覆切削工具 | |
JP2019118995A (ja) | 表面被覆切削工具 | |
JP3779948B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具 | |
JP3679076B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具 | |
JP6743349B2 (ja) | 切削工具 | |
JP2007119809A (ja) | 被覆部材 | |
JP3779951B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具 | |
JP3679077B2 (ja) | 硬質皮膜被覆工具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040701 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050322 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050420 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050713 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050916 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20051209 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060125 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3766003 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203 Year of fee payment: 4 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110203 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120203 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120203 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130203 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130203 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140203 Year of fee payment: 8 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |