JP3836640B2

JP3836640B2 - 耐摩耗性に優れた硬質皮膜および硬質皮膜被覆部材

Info

Publication number: JP3836640B2
Application number: JP26082499A
Authority: JP
Inventors: 保之山田; 太一青木; 裕介田中; 精一郎北浦; 泰崇岡崎; 夏樹一宮; 元基松本; 浩一前田; 俊樹佐藤; 龍哉安永; 兼司山本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: JP2000199047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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切削工具の表面被覆材、或は金型，軸受け，ダイス，ロールなど高硬度が要求される耐摩耗部材の表面被覆材、もしくは成形機用スクリューやシリンダ等の耐熱・耐食部材の表面被覆材として有用な硬質皮膜に関し、更には該硬質皮膜を被覆することによって優れた耐摩耗性を発揮する硬質皮膜被覆部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速度工具や超硬合金工具など高い耐摩耗性が要求される切削工具は、工具の基材表面にＴｉＮやＴｉＣＮ等の硬質皮膜を形成することにより耐摩耗性の向上が図られている。
【０００３】
またこれらの皮膜より一層優れた特性を示す皮膜材料として、Ｔｉと、Ｔｉ以外の４ａ，５ａ，６ａ族金属元素の複合（炭）窒化物が提案されている（例えば、特開昭６０−２４８８７９号，特開平４−２２１０５７号，特開平７−１７３６０８号）。具体的には、（Ｔｉ，Ｍ）（Ｎ，Ｃ）［但し、ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ］で示される硬質皮膜であり、これらの皮膜は耐摩耗性の上では非常に優れた特性を発揮するが、ＴｉＮやＴｉＣＮに比べると密着性が不十分であり、使用中に皮膜が剥離するという問題があった。
【０００４】
そこで、例えば特開平１０−１５８８６１号公報に示されている様に、ＴｉＮを中間層に用いることにより密着性の改善が試みられているが、十分な密着性は得られていなかった。特に、切削工具に使用した場合には、密着性が不十分であることに加えて、折角、高硬度の（Ｔｉ，Ｍ）（Ｎ，Ｃ）膜をコーティングしているにもかかわらず、中間層のＴｉＮの硬度が高くないために耐摩耗性が劣化するという問題があった。即ち、上記（Ｔｉ，Ｍ）（Ｎ，Ｃ）を切削工具用の耐摩耗コーティング材料に用いた場合は、耐摩耗特性で優れた性能を発揮することで最近注目されている（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜と比較すると、Ｓ５０Ｃ等の炭素鋼に代表される低硬度材の切削においては同程度の耐摩耗特性を示すものの、ＳＫＤ６１焼入れ鋼等に代表される高硬度材の切削に至っては、上記（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜に比べ耐摩耗特性が劣ることが指摘されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に着目してなされたものであって、耐摩耗性及び密着性に優れた硬質皮膜と、上記硬質皮膜が形成された硬質皮膜被覆部材を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成した本発明とは、基材表面に形成される硬質皮膜であって、
基材側に形成される第１層の組成は、
（Ａｌ_ｘＴｉ_１−ｘ）（Ｎ_ｙＣ_１−ｙ）
但し０．２５≦ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１
であると共に、０．０１〜１０μｍの厚さで形成されており、
表面側に積層された第２層の組成は、
（Ｖ_ｕＴｉ_１−ｕ）（Ｎ_ｖＣ_１−ｖ）
但し０．２５≦ｕ≦０．７５，０．６≦ｕ≦１
であると共に、０．４〜１０μｍの厚さで積層されており、
且つ前記第１層と第２層の間に、４ａ，５ａ，６ａ族の金属からなる中間層が５００ｎｍ以下の厚みで形成されたものであることを要旨とするものである。この硬質皮膜においては、中間層の厚みは５ｎｍ以上であることが好ましい。
【０００７】
上記課題は、基材表面に形成される硬質皮膜であって、
基材側に形成される第１層の組成は、
（Ａｌ_ｘＴｉ_１−ｘ）（Ｎ_ｙＣ_１−ｙ）
但し０．２５≦ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１
であると共に、０．０１〜１０μｍの厚さで形成されており、
表面側に積層された第２層の組成は、
（Ｖ_ｕＴｉ_１−ｕ）（Ｎ_ｖＣ_１−ｖ）
但し０．２５≦ｕ≦０．７５，０．６≦ｖ≦１
であると共に、０．４〜１０μｍの厚さで積層されており、
且つ前記第１層と第２層の間に、Ｖ_ｐＴｉ_ｑ（但し、０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，ｐ＋ｑ＝１）からなる中間層が５００ｎｍ以下の厚みで形成されたものであるような構成を採用することによっても達成される。こうした構成の硬質皮膜においても、中間層の厚みは５ｎｍ以上であることが好ましい。
【０００８】
皮膜の厚さは第１層と第２層の合計で０．８μｍ以上であることが望ましく、本発明に係る上記硬質皮膜が形成されてなる硬質皮膜被覆部材は、優れた耐摩耗性を発揮する。尚、上記硬質皮膜を切削工具上に形成する場合には、皮膜厚さを２０μｍ以下とすることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、耐摩耗性及び密着性に優れた硬質皮膜の開発を目的として、鋭意研究を重ねた。その結果、基材表面に形成される硬質皮膜において、
基材側に形成される第１層として、
（Ａｌ_ｘＴｉ_１−ｘ）（Ｎ_ｙＣ_１−ｙ）
但し０．２５≦ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１
で示される組成を有する皮膜を形成すると共に、この第１層の厚さを０．０１〜１０μｍとし、その上の第２層として、
（Ｖ_ｕＴｉ_１−ｕ）（Ｎ_ｖＣ_１−ｖ）
但し０．２５≦ｕ≦０．７５，０．６≦ｕ≦１
で示される組成を有する皮膜を形成すると共に、この第２層の厚さを０．４〜１０μｍのとし、
且つ前記第１層と第２層の間に、（１）４ａ，５ａ，６ａ族の金属からなる中間層が５００ｎｍ以下の厚みで形成されたもの、或は（２）Ｖ_ｐＴｉ_ｑ（但し、０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，ｐ＋ｑ＝１）からなる中間層が５００ｎｍ以下の厚みで形成されたもの、等とすれば非常に優れた硬質皮膜を基材上に密着性良く形成できることを見出し、本発明に想到した。
【００１０】
本発明に係る硬質皮膜が、優れた密着性を発揮する理由は、（Ａｌ_xＴｉ_1-x）（Ｎ_yＣ_1-y）からなる層を、基材と（Ｖ_uＴｉ_1-u）（Ｎ_vＣ_1-v）膜の間に形成することにより応力が緩和されるからであると考えられる。
【００１１】
本発明において、基材側に形成される第１層の組成は、
（Ａｌ_xＴｉ_1-x）（Ｎ_yＣ_1-y）
但し０．２５≦ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１
とすることが必要であり、ｘの範囲を０．２５以上０．７５以下に限定した理由は、以下の通りである。ＴｉＣＮの結晶構造は、金属元素であるＴｉ原子と、非金属元素であるＣ原子またはＮ原子とが３次元的に交互に並んだ岩塩（ＮａＣｌ）型構造をとっている。このＴｉＣＮにＶを添加していくと、Ｖは岩塩型構造を組んでいるＴｉＣＮのＴｉのサイトに置換型で入ると考えられるが、ＶはＴｉよりも原子半径が小さいために、Ｖの添加量が増加すると共に（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）の格子定数は小さくなる。一方、（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）も岩塩型構造をとっており、Ａｌの添加量が増えると、（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）の格子定数は小さくなる。後述する様な耐摩耗性で優れた性能を示す（Ｖ_uＴｉ_1-u）（Ｎ，Ｃ）の組成範囲（０．２５≦ｕ≦０．７５）における（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）の格子定数と、ｘの範囲が０．２５以上０．７５以下の（Ａｌ_xＴｉ_1-x）（Ｎ，Ｃ）の格子定数とが近い値を示すため、同じ岩塩型構造をとる（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）と（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）の格子のミスマッチが小さくなり、このため（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）の応力が緩和され優れた密着性を示すと考えられる。更にｘの範囲が０．２５以上０．７５以下では、図１に示す様に、（Ａｌ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）の硬度も最も高くなり、優れた耐摩耗性を示す。また、ｘの値が０．７５を超えると、（Ａｌ_xＴｉ_1-x）（Ｎ_yＣ_1-y）の結晶構造が立方晶（岩塩型結晶構造）から第２層の（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）と異なる六方晶に変化して、十分な密着力が得られなくなると共に、硬度も大幅に低下してしまう。なお、より高い密着性及び硬度を得る上で、ｘの範囲は０．４０≦ｘ≦０．７０が望ましく、０．５６≦ｘ≦０．６５であればより望ましい。
【００１２】
またｙの値は、０．６未満では、（Ａｌ_xＴｉ_1-x）（Ｎ_yＣ_1-y）膜の靭性が低下し、十分な密着力が得られないので０．６≦ｙ≦１とすることが必要である。
【００１３】
本発明に係る硬質皮膜において、表面側に積層される第２層の組成は、
（Ｖ_uＴｉ_1-u）（Ｎ_vＣ_1-v）
但し０．２５≦ｕ≦０．７５，０．６≦ｖ≦１
であることが必要である。その理由は、ｕの値が、０．２５以上０．７５以下の範囲において、（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）膜の硬度が高くなり、（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）膜を表面側に形成することによる優れた特性が発揮できるからであり、またＶを添加することによる潤滑性と耐溶着性の向上効果が十分に得られるからである。なお、ｕの値は、高い硬度を得る上で０．３０≦ｕ≦０．７０が望ましく、０．４０≦ｕ≦０．６０がより望ましい。
【００１４】
またｖの値が０．６未満では、（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）膜の靭性が低下し、十分な密着力が得られなくなるので、０．６≦ｖ≦１であることが必要である。
【００１５】
本発明において、上記第１層と第２層の中間層として４ａ，５ａ，６ａ族の金属を用いることにより皮膜が優れた密着性を発揮する理由は、これらの金属は、▲１▼融点が１６００℃以上と高いからであり、低融点の金属を用いると中間層形成時に溶融塊ができて平滑に薄膜を形成することができないが、上記の高融点金属を蒸発源として用いて中間層を形成すれば溶融塊が発生し難く平滑で均一な膜を得ることができること、▲２▼活性金属であり、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎや（Ｔｉ，Ｖ）（Ｎ，Ｃ）との親和性が高いこと、▲３▼（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎや（Ｔｉ，Ｖ）（Ｎ，Ｃ）に比べ軟らかいために、これらの膜の応力を緩和する効果があること等の理由により、より強い密着力が得られるからである。
【００１６】
また、上記第１層と第２層の中間層としてＴｉＶ合金を用いることにより、硬質皮膜が優れた密着性を示すのは、Ｖ_ｐＴｉ_ｑからなる合金層を、基材と（Ｖ_ｕＴｉ_１−ｕ）（Ｎ_ｖＣ_１−ｖ）膜の間に形成することで、（１）応力が緩和されること、（２）第１層のＴｉＶ合金が第２層の（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）膜の生成核となり親和性を増すこと、（３）ＴｉＶ合金と（Ｖ，Ｔｉ）（Ｃ，Ｎ）の界面に拡散層ができる等の理由から、より強い密着性が得られるからであると考えられる。
【００１７】
ＴｉＶ合金層の組成比については、第２層の（Ｖ，Ｔｉ）（Ｎ，Ｃ）膜の金属元素の組成比と近いものが密着性向上の観点から望ましいので、Ｖ_ｐＴｉ_ｑで０．２５≦ｐ≦０．７５とすることが望ましく（但し、ｐ＋ｑ＝１）、０．３０≦ｐ≦０．７０であればより望ましく、０．４０≦ｐ≦０．６０であれば更に望ましい。
【００１８】
但し、本発明に係る中間層は表面側の第２層に比べると軟らかく、中間層が厚過ぎると、切削等による摩擦抵抗に耐え切れず剥離が発生する場合があるので、中間層は５００ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００１９】
本発明に係る硬質皮膜の厚さは、薄過ぎると耐摩耗性が不十分となるので第１層と第２層の合計の厚さで０．８μｍ以上が望ましく、一方厚過ぎると膜自体にクラックが入り易くなって強度が不十分となるので第１層と第２層の合計の厚さは５０μｍ以下とすることが望ましい。尚、第１層の厚みは、十分な密着性を得るためには０．０１μｍ以上が望ましく、更に十分な耐摩耗性を発揮させるには０．４μｍ以上であることが望ましい。一方、第２層の厚みは、十分な耐摩耗性を得る上で、０．４μｍ以上とすることが望ましい。
【００２０】
また、本発明に係る硬質皮膜を形成する方法としては、アークイオンプレーティング法を採用することが推奨される。その理由は、イオン化効率を高くすることや反応性を高めること、又は基板にバイアス電圧を印加することなどによって一層密着性の優れた皮膜を得ることができるからである。またカソードとして目的とする組成比の合金ターゲットを用いれば、皮膜組成のコントロールが容易であり推奨される。
【００２１】
尚、本発明の硬質皮膜は切削工具の表面に形成することにより非常に優れた効果を発揮するが、皮膜が厚過ぎると切れ味が低下しチッピング等が発生するので、切削工具に適用する場合には、皮膜の厚さを２０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２２】
また、本発明は硬質皮膜を被覆する基材の材質を限定するものではないが、基材表面に密着性よく被覆して優れた耐摩耗性を発揮させるためには、超硬合金，高速度工具鋼，ダイス鋼，サーメットまたはセラミック等の硬質物質が適している。
【００２３】
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変更することは本発明の技術的範囲に含まれる。
【００２４】
【実施例】
実施例１
超硬チップをアークイオンプレーティング装置内に置き、真空排気を行い、ヒータによって炉内雰囲気温度を約４００℃で６０分間保持した。その後、ワークに−１５０Ｖのバイアス電圧を印加すると共に、炉内に高純度Ｎ₂／ＣＨ₄混合ガスを７．０×１０^-3ｔｏｒｒとなるまで導入し、種々の組成を有するＴｉＡｌカソードを用いてアーク放電を行い、表１に示す組成の第１層を成膜した。その後、種々の組成を有するＴｉＶカソードを用いてアーク放電を行い、表１に示す組成の第２層を成膜した。尚、一部の例では、上記第１層と第２層の間に４ａ，５ａ，６ａ族の金属層またはＴｉＶ合金層からなる中間層を形成した。これらの皮膜の組成は、電子プローブＸ線マイクロアナリシス及びオージェ電子分光法により確認した。
【００２５】
得られた試験片を用いてスクラッチテストを行い、夫々の皮膜の密着性を評価した。具体的には膜損傷時のＡＥ信号の変化とテスト後の光学顕微鏡観察によって皮膜が損傷した荷重を密着力とした。結果は表１に併記する。
【００２６】
【表１】

【００２７】
本発明例であるＮｏ．１〜１４では臨界荷重が高く、超硬チップ上に形成された硬質皮膜の密着性が非常に優れている。
【００２８】
Ｎｏ．１５，１６は第２層のＶの量が少な過ぎる場合と多過ぎる場合の比較例であり、Ｎｏ．１７，１８は第２層のＡｌ量が少な過ぎる場合と多過ぎる場合の比較例であり、更にＮｏ．１９，２０は膜厚が厚過ぎる場合と薄過ぎる場合の比較例である。Ｎｏ．１７及びＮｏ．１８はＡｌ量が本発明範囲をはずれていることから応力緩和が十分ではなく、またＮｏ．１９は膜厚が厚過ぎるために膜にクラックが生じて剥離に至っており、これらの比較例はいずれも本発明例に比べ密着性が乏しいことが分かる。
【００２９】
Ｎｏ．２１〜２５は第１層と第２層の間に中間層を形成した場合の本発明例であり、臨界荷重がより一層高くなっている。尚、中間層が厚過ぎる場合の比較例であるＮｏ．２６では、中間層を形成していない場合よりも臨界荷重は低くなった。
【００３０】
Ｎｏ．２７，２８は従来例であり、Ｎｏ．２７では第１層が形成されておらず、またＮｏ．２８では第１層としてＴｉＮが形成されている従来例であるが、いずれも本発明例に比べて硬質皮膜の密着性が大幅に劣ることが分かる。
【００３１】
実施例２
耐摩耗性の評価を目的として、ボールオンディスク試験を実施した。ボールとしては、鏡面仕上げした直径１０ｍｍの超硬球の表面に実施例１と同様の方法により表２に示す組成及び層を有する皮膜を形成した超硬球を用い、Ｓ５５Ｃ製のディスクに対し、荷重１０Ｎ、摺動速度１ｍ／sec、温度５００℃、摺動距離５００ｍの条件で摺動試験を行い、摩耗量と摩擦係数を測定した。なお摩耗量は超硬球に生じた摺動痕の幅をとった。結果は表２に示す。
【００３２】
【表２】

【００３３】
Ｎｏ．１〜１４及びＮｏ．２１〜２５は本発明例であり、Ｎｏ．１５〜２０及びＮｏ．２６は比較例、Ｎｏ．２７〜２９は従来例である。本発明例は比較例及び従来例に対し、摩耗量が非常に小さいことが分かる。これは本発明に係る硬質皮膜の密着性が優れるためであると考えられる。
【００３４】
実施例３
超硬合金製ボールエンドミル（径５Ｒ）に対し、実施例１と同様の方法により表３に組成及び膜厚を示す硬質皮膜を形成し、切削試験を行った。切削試験に用いた被削材はＳ５５Ｃであり、切削速度は９８ｍ／ｍｉｎ、送りは１刃あたり０．０５ｍｍ、切り込み量はピックフィード０．５ｍｍ、軸方向切り込みは４．０ｍｍで、エアブローしながらダウンカットにて切削を行い、切削長５０ｍを加工した後の先端部と境界部の摩耗量を測定した。結果は表３に示す。
【００３５】
【表３】

【００３６】
Ｎｏ．１〜１１及びＮｏ．１８〜２２は本発明例であり、Ｎｏ．１２〜１７及びＮｏ．２３は比較例、Ｎｏ．２４〜２６は従来例である。本発明例は、先端部と境界部のいずれにおいても比較例及び従来例と比べて摩耗量が非常に小さく、優れた耐摩耗性を発揮することが分かる。
【００３７】
実施例４
実施例３と同じ超硬合金製ボールエンドミル（径５Ｒ）に対し、実施例１と同様の方法により表４に組成及び膜厚を示す硬質皮膜を形成し、ＳＫＤ６１（硬さ：ＨＲＣ５２）を被削材として切削試験を行った。切削試験における切削速度は３０８ｍ／ｍｉｎ、送りは１刃あたり０．０５ｍｍ、切り込み量はピックフィード０．５ｍｍ、軸方向切り込みは４．０ｍｍで、エアブローしながらダウンカットにて切削を行い、切削長８０ｍを加工した後の先端部と境界部の摩耗量を測定した。結果は表４に示す。
【００３８】
【表４】

【００３９】
Ｎｏ．１〜４は本発明例であり、Ｎｏ．５〜６は従来例である。本発明例は、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎからなる第１層の上に（Ｖ，Ｔｉ）Ｎを形成することで、ＳＫＤ６１の様な硬い被削材に対しても優れた性能を示すことが分かる。
【００４０】
実施例５
高速度鋼製ＪＩＳ標準ストレートドリル（外径φ６．０ｍｍ）に対し、実施例１と同様の方法により表５に示す硬質皮膜を形成し、切削試験を行った。被削材としてはＳ５０Ｃを用い、切削速度３０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１８ｍｍ／ｒｅｖ．、切削油はエマルションという切削条件にて穴深さ１６ｍｍの貫通穴を穿孔し、寿命までの穴明け数を調べた。各皮膜につき３本の切削試験を行い、穴明け数の平均を算出した。結果は表５に示す。
【００４１】
【表５】

【００４２】
Ｎｏ．１〜１１及びＮｏ．１７〜２１は本発明例であり、Ｎｏ．１２〜１６及びＮｏ．２２は比較例、Ｎｏ．２３〜２６は従来例である。本発明例は、比較例及び従来例と比べて大幅に寿命が改善されていることが分かる。これは、本発明に係る皮膜を形成したドリルでは、耐摩耗性及び密着性が非常に優れているからであると考えられる。
【００４３】
実施例６
炭窒化チタン基サーメット製フライス加工用チップ（ＳＤＫＮ４２，ＪＩＳＰ１０）に対し、実施例１と同様の方法により表６に示す硬質皮膜を形成し、切削試験を行った。切削試験に用いた被削材はＳ５０Ｃであり、切削速度は２００ｍ／ｍｉｎ、送りは１刃あたり０．１５ｍｍ、切り込み量は２．０ｍｍ、乾式にて切削を行い、切削長５０ｍでの逃げ面摩耗幅を測定した。結果は表６に示す。
【００４４】
【表６】

【００４５】
Ｎｏ．１〜１１及びＮｏ．１７〜２１は本発明例であり、Ｎｏ．１２〜１７及びＮｏ．２２は比較例、Ｎｏ．２３〜２６は従来例である。本発明例は、比較例及び従来例と比べて逃げ面摩耗幅が非常に小さく、優れた耐摩耗性を発揮し、長寿命であることが分かる。
【００４６】
実施例７
Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣセラミックス製の旋削加工用チップに対し、実施例１と同様の方法により表７に示す硬質皮膜を形成し、連続旋削加工での切削試験を行った。切削試験に用いた被削材はＦＣＤ４５であり、切削速度は３００ｍ／ｍｉｎ、送りは０．１５ｍｍ／回転、切り込み量は０．３ｍｍ、乾式にて切削を行い、切削長５０ｍでの逃げ面摩耗幅を測定した。結果は表７に示す。
【００４７】
【表７】

【００４８】
Ｎｏ．１〜１１及びＮｏ．１８〜２２は本発明例であり、Ｎｏ．１２〜１７及びＮｏ．２３は比較例、Ｎｏ．２４〜２６は従来例である。本発明例は、比較例及び従来例と比べて逃げ面摩耗幅が非常に小さく、優れた耐摩耗性を発揮し、長寿命であることが分かる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されているので、これまでに開発してきた硬質皮膜の優れた特性を生かしつつ、一段と優れた耐摩耗性及び密着性を発揮する硬質皮膜を提供することが可能となり、更には高い耐摩耗性が要求される部材に上記硬質皮膜を密着性良く被覆した硬質皮膜被覆部材が提供できることとなった。
【００５０】
特に切削工具に使用する場合には、本発明皮膜の優れた密着性により、低硬度材の切削においては従来例よりも優れた耐摩耗性が得られると共に、高硬度材の切削においても十分な耐摩耗性が得られ、低硬度材から高硬度材まで切削が可能な切削工具が提供できることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ膜と（Ｖ，Ｔｉ）Ｎ膜における組成と硬度の関係を示すグラフである。

Claims

基材表面に形成される硬質皮膜であって、
基材側に形成される第１層の組成は、
（Ａｌ_ｘＴｉ_１−ｘ）（Ｎ_ｙＣ_１−ｙ）
但し０．２５≦ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１
であると共に、０．０１〜１０μｍの厚さで形成されており、
表面側に積層された第２層の組成は、
（Ｖ_ｕＴｉ_１−ｕ）（Ｎ_ｖＣ_１−ｖ）
但し０．２５≦ｕ≦０．７５，０．６≦ｖ≦１
であると共に、０．４〜１０μｍの厚さで積層されており、
且つ前記第１層と第２層の間に、４ａ，５ａ，６ａ族の金属からなる中間層が５００ｎｍ以下の厚みで形成されたものであることを特徴とする耐摩耗性に優れた硬質皮膜。
前記中間層の厚みが５ｎｍ以上である請求項１に記載の硬質皮膜。
基材表面に形成される硬質皮膜であって、
基材側に形成される第１層の組成は、
（Ａｌ_ｘＴｉ_１−ｘ）（Ｎ_ｙＣ_１−ｙ）
但し０．２５≦ｘ≦０．７５，０．６≦ｙ≦１
であると共に、０．０１〜１０μｍの厚さで形成されており、
表面側に積層された第２層の組成は、
（Ｖ_ｕＴｉ_１−ｕ）（Ｎ_ｖＣ_１−ｖ）
但し０．２５≦ｕ≦０．７５，０．６≦ｖ≦１
であると共に、０．４〜１０μｍの厚さで積層されており、
且つ前記第１層と第２層の間に、Ｖ_ｐＴｉ_ｑ（但し、０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，ｐ＋ｑ＝１）からなる中間層が５００ｎｍ以下の厚みで形成されたものであることを特徴とする耐摩耗性に優れた硬質皮膜。
前記中間層の厚みが５ｎｍ以上である請求項３に記載の硬質皮膜。
皮膜の厚さが第１層と第２層の合計で０．８μｍ以上である請求項１〜４のいずれかに記載の硬質皮膜。
請求項１〜５のいずれかに記載の硬質皮膜が形成されてなる硬質皮膜被覆部材。
請求項１〜５のいずれかに記載の硬質皮膜が２０μｍ以下の厚さで形成されてなる切削工具。