JP3781374B2 - 硬質皮膜被覆工具及びその製造方法 - Google Patents
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更に、該硬質層は相対的にSiに富みアモルファスであるCrとAlとSiとC、N、O、Bから選択されるすくなくとも1種との化合物相と、相対的にSiに乏しい結晶質のCrとAlとSiとC、N、O、Bから選択されるすくなくとも1種との化合物相とから構成されることを特徴とする硬質皮膜被覆工具であり、その製造方法は、該硬質皮膜の被覆温度を550℃以上、印加バイアスを−100V程度、反応圧は1〜5Pa程度としたことを特徴とする硬質皮膜被覆工具の製造方法である。
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窒素ガス、酸素ガス、メタンガスから目的の皮膜が得られるものを選択し、被覆基体温度550℃、反応ガス圧力1.0Pa、基体印加バイアス電圧−120Vの条件下にて、被覆基体である外径10mmの超硬合金製6枚刃エンドミル、ミーリング用インサートに各種の表1に示すA層を被覆した。また、B層の(200)配向皮膜は被覆温度450℃、基体印加バイアス−100V、反応ガス圧1.0Paにおいて被覆し本発明例を作成した。(111)配向皮膜は基体印加バイアス電圧を−150Vとした。A層欄に便宜上記載したCrAlSi系皮膜も本発明例におけるB層と同一条件で被覆した。つまり(CrAlSi)N皮膜は被覆条件の違いにより単一固溶体を呈する皮膜である。皮膜の総厚さは3μとした。SiはCrAlターゲットに必要量添加することにより皮膜に含有させた。尚、エンドミルに使用した超硬合金はCo7wt%、WC平均粒径0.9ミクロンの微粒超硬合金である。インサートに使用した超硬合金はJIS−P20グレード超硬合金である。硬質皮膜の膜厚は総厚3.5μに統一した。
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窒素ガス、酸素ガス、メタンガスから目的の皮膜が得られるものを選択し、被覆基体温度550℃、反応ガス圧力1.0Pa、基体印加バイアス電圧−120Vの条件下にて、被覆基体である外径10mmの超硬合金製6枚刃エンドミル、ミーリング用インサートに各種の表1に示すA層を被覆した。また、B層の(200)配向皮膜は被覆温度450℃、基体印加バイアス−100V、反応ガス圧1.0Paにおいて被覆し本発明例を作成した。(111)配向皮膜は基体印加バイアスを−150Vとした。A層欄に便宜上記載したCrAlSi系皮膜も本発明例におけるB層と同一条件で被覆した。つまり(CrAlSi)N皮膜は被覆条件の違いにより単一固溶体を呈する皮膜である。皮膜の総厚さは3μとした。SiはCrAlターゲットに必要量添加することにより皮膜に含有させた。尚、エンドミルに使用した超硬合金はCo7wt%、WC平均粒径0.9ミクロンの微粒超硬合金である。インサートに使用した超硬合金はJIS−P20グレード超硬合金である。硬質皮膜の膜厚は総厚3.5μに統一した。
CrAlSi金属ターゲットのCrの一部を他成分で置換したターゲットを用い、またTiAl金属ターゲットのTiの一部を他成分で置換したターゲットを用い、実施例1と同一条件にて本発明例を作成した。実施例1と同一なエンドミル切削評価を実施し、その結果を表2に併記する。
表3に示す各種皮膜を実施例1と同一条件でP30グレードの旋削用インサートを試作した。皮膜の厚さは12ミクロンとした。比較例に示したインサートは市販のCVD被覆超硬インサートであり母材はP30グレードのものを用いた。切削速度180m/min送り0.3mm/rev切りこみ2mmで旋盤による連続切削を実施し、平均逃げ面摩耗が0.3mmになる切削時間を寿命と判定した。また4つ溝を設けた被削材で断続切削を同一条件で実施し、インサートが欠損するまでの衝撃回数を求めた。その結果を表3に併記する。用いた被削材はS53Cである。
Claims (2)
- 基体表面にCrとAlを主成分とする金属成分と、C、N、O、Bから選択される少なくとも1種以上の元素とから構成される硬質層を1層以上被覆した硬質皮膜被覆工具において、該硬質層の少なくとも1層はSiを含有し、且つ、該Siを含む硬質層は固溶体相であり、且つ、結晶構造はfccであることを特徴とする硬質皮膜被覆工具。
- 請求項1記載の硬質皮膜被覆工具において、該CrAlSi硬質層のCrの一部を30原子%以下の範囲においてCrを除く周期律表4a、5a、6a族の金属、Yのうち一種以上の元素で置換したことを特徴とする硬質皮膜被覆工具。
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