JP5698257B2 - 被覆切削工具および被覆切削工具を作るための方法 - Google Patents
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Description
a)基材を覆う少なくとも1層の硬質層を堆積させるステップであって、この少なくとも1層の硬質層が(MeaX1−a)と(NwCxByOz)とで構成され、MeがTi,Al,CrおよびZrからなるグループから選択される1つ以上の金属であり、XがSi,Ta,V,Y,Nbからなるグループから選択される1つ以上の元素であり、0.75<a≦1.0かつw+x+y+z=1であるステップと、
b)少なくとも1層の可塑性微小層を少なくとも1層の硬質層に堆積させるステップであって、この少なくとも1層の可塑性微小層が少なくとも70原子%の金属元素を具え、かつ可塑性微小層がTixAgy,TiuAlvCutおよびCruAlvCut(ただしx+y=1かつx≦0.9かつu+v+t=1かつt≧0.02)からなるグループから選択される合金層か、Fe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループから選択される少なくとも1つの金属元素と、N,O,C,Bおよびその組み合わせからなるグループから選択される非金属元素とを具えた亜化学量論的セラミック層との何れかであるステップと、
c)前記a)のステップにおける硬質層と同じ構成を持つ少なくとも1層の他の硬質層を可塑性微小層に堆積させるステップとを具えている。
ステップa)の実行前に第1の補助層を前記基材に堆積させるステップと、
このステップに代え、またはこれに加え、
第2の補助層を最も外側の硬質層に堆積させ、これによって第2の補助層をこのコーティングの最外層として機能させるステップと
をさらに具え、前記第1および第2の補助層がHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素をそれぞれ少なくとも60%具え、
補助層の厚さが2nmから100nmまでである。
a)基材を覆う少なくとも1層の硬質層を堆積させるステップと、
b)可塑性微小層を少なくとも1層の前記硬質層に堆積させるステップと、
c)少なくとも1層の他の硬質層を前記可塑性微小層に堆積させるステップと
を具える。
ステップa)を実行する前に第1の補助層を基材に堆積させるステップと
これに代えて、またはこれに加え、
第2の補助表面層を最も外側の硬質層に堆積させるステップと
をさらに具える。
Claims (14)
- 少なくとも部分的に被覆され、基材とコーティングとを具えた切削工具であって、
前記コーティングは、相互に接合する硬質層と可塑性微小層とが交互に重なる層を具え、2つの硬質層の間に位置する可塑性微小層を具えた3つの層の少なくとも1つの連続体があり、
前記可塑性微小層は少なくとも70原子%の金属元素を具え、この可塑性微小層は、
i.TixAgy,TiuAlvCutおよびCruAlvCut(ただしx+y=1かつx≦0.9かつu+v+t=1かつt≧0.02)からなるグループから選択される合金層か、
ii.Fe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループから選択される少なくとも1つの金属元素と、N,O,C,Bおよびこれらの組み合わせからなるグループから選択される非金属元素とを具えた亜化学量論的セラミック層
の何れかであり、
前記硬質層が(MeaX1-a)と(NwCxByOz)とで構成され、
MeはTi,Al,CrおよびZrからなるグループから選択される1つ以上の金属であり、
XはSi,Ta,V,YおよびNbからなるグループから選択される1つ以上の元素であ り、
0.75<a≦1.0 かつ
w+x+y+z=1であり、
前記硬質層の厚さが0.15μmから2μmまでであり、
前記可塑性微小層の厚さが10nmから50nmまでであることを特徴とする被覆工具。 - 前記コーティングは、このような連続体を3つから30まで具えたことを特徴とする請求項1に記載の被覆工具。
- 相互に異なる組成を持つ少なくとも2つの可塑性微小層を具えたことを特徴とする請求項2に記載の被覆工具。
- 前記コーティングは、前記基材に隣接し、かつ前記基材と前記硬質層との間の接合層として機能する補助層をさらに具え、
この補助層は、Hf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60原子%具え、 当該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項1に記載の被覆工具。 - 前記コーティングは、最も外側の硬質層に隣接し、かつこのコーティングの最も外側の表面層として機能する補助層をさらに具え、
この補助層は、Hf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60原子%具え、 当該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項1に記載の被覆工具。 - 前記コーティングは、
前記基材に隣接し、かつ前記基材と前記硬質層との間の接合層として機能する第1の補助層と、
最も外側の硬質層に隣接し、かつこのコーティングの最も外側の表面層として機能する第2の補助層と
をさらに具え、
これら第1および第2の補助層は、Hf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素をそれぞれ少なくとも60原子%具え、
当該補助層のそれぞれの厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項1に記載の被覆工具。 - 前記コーティングの厚さが0.5μmから20μmまでであることを特徴とする請求項 1に記載の被覆工具。
- 基材とコーティングとを具えた被覆切削工具を製造する方法であって、
a)前記基材を覆う少なくとも1層の硬質層を堆積させるステップであって、前記少なくとも1層の硬質層が(MeaX1-a)と(NwCxByOz)とで構成され、
MeがTi,Al,CrおよびZrからなるグループから選択される1つ以上の金属であり、
XがSi,Ta,V,Y,Nbからなるグループから選択される1つ以上の元素であり、 0.75<a≦1.0 かつ
w+x+y+z=1
であるステップと、
b)少なくとも1層の可塑性微小層を前記少なくとも1層の硬質層に堆積させるステップであって、この少なくとも1層の可塑性微小層が少なくとも70原子%の金属元素を具え、かつ当該可塑性微小層が
i.TixAgy,TiuAlvCutおよびCruAlvCut(ただしx+y=1かつx≦0.9かつu+v+t=1かつt≧0.02)からなるグループから選択される合金層か、
ii.Fe,Co,Ni,Cu,Hf,Ag,AuおよびRuからなるグループから選択される少なくとも1つの金属元素と、N,O,C,Bおよびこれらの組み合わせからなるグループから選択される非金属元素とを具えた亜化学量論的セラミック層
の何れかであるステップと、
c)前記a)のステップにおける硬質層と同じ構成を持つ少なくとも1層の他の硬質層を前記可塑性微小層に堆積させるステップと
を具え、前記硬質層のそれぞれの厚さが0.15μmから2μmまでであり、
前記少なくとも1層の可塑性微小層の厚さが10nmから50nmまでであることを特徴とする方法。 - 前記コーティングをPVD法にて堆積させることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- ステップb)およびステップc)が交互に3回から30回の間行われることを特徴とす る請求項8に記載の方法。
- ステップa)を実行する前に前記基材に補助層を堆積させるステップをさらに具え、
この補助層がHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60原子%具え、
当該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 最も外側の硬質層に補助層を堆積させ、それによってこの補助層をコーティングの表面層として機能させるステップをさらに具え、
当該補助層はHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素を少なくとも60原子%具え、
該補助層の厚さが2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - ステップa)を実行する前に前記基材に第1の補助層を堆積させるステップと、
最外硬質層に第2の補助層を堆積させ、それによってこの第2の補助層をコーティングの最外層として機能させるステップと
をさらに具え、これら第1および第2の補助層がHf,Al,Y,Fe,Co,Ni,Cu,Si,Ag,Au,Ru,耐熱金属およびこれらの混合物からなるグループから選択される元素をそれぞれ少なくとも60原子%具え、
これら補助層の厚さがそれぞれ2nmから100nmまでであることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - ステップb)およびステップc)が物理的気相蒸着を用いて同じコーティングチャンバ ー内で交互に3回から30回の間行われることを特徴とする請求項8に記載の方法。
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