JPH07145483A - 耐摩耗性被覆部材 - Google Patents
耐摩耗性被覆部材Info
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- JPH07145483A JPH07145483A JP31445893A JP31445893A JPH07145483A JP H07145483 A JPH07145483 A JP H07145483A JP 31445893 A JP31445893 A JP 31445893A JP 31445893 A JP31445893 A JP 31445893A JP H07145483 A JPH07145483 A JP H07145483A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 基材の表面上に、Ｔｉ含有の炭酸化物，窒酸
化物，炭窒酸化物でなる非化学量論組成の被膜を被覆
し、硬度，耐摩耗性，耐剥離性，耐熱性および耐欠損性
を高めた耐摩耗性被覆部材を提供する。 【構成】 基材上に、（Ｔｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， Ｏ
Z）Ｒで表わされる非化学量論組成の酸素含有被膜が被
覆されていることを特徴とする耐摩耗性被覆部材。（但
し、Ｍは、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗの中の少なくとも１種の元素を示し、ａおよびｂは金
属元素であるＴｉとＭとのそれぞれの原子比を表わし、
Ｘ，ＹおよびＺは非金属元素であるＣとＮとＯのそれぞ
れの原子比を表わし、ＲはＴｉとＭとを合計した金属元
素に対するＣとＮとＯとを合計した非金属元素の原子比
を表わし、それぞれは、ａ＋ｂ＝１、１≧ａ＞０、Ｘ＋
Ｙ＋Ｚ＝１、１＞Ｘ≧０、１＞Ｙ≧０、１＞Ｚ＞０、
１．８≧Ｒ≧１．０１の関係にある。）
化物，炭窒酸化物でなる非化学量論組成の被膜を被覆
し、硬度，耐摩耗性，耐剥離性，耐熱性および耐欠損性
を高めた耐摩耗性被覆部材を提供する。 【構成】 基材上に、（Ｔｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， Ｏ
Z）Ｒで表わされる非化学量論組成の酸素含有被膜が被
覆されていることを特徴とする耐摩耗性被覆部材。（但
し、Ｍは、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗの中の少なくとも１種の元素を示し、ａおよびｂは金
属元素であるＴｉとＭとのそれぞれの原子比を表わし、
Ｘ，ＹおよびＺは非金属元素であるＣとＮとＯのそれぞ
れの原子比を表わし、ＲはＴｉとＭとを合計した金属元
素に対するＣとＮとＯとを合計した非金属元素の原子比
を表わし、それぞれは、ａ＋ｂ＝１、１≧ａ＞０、Ｘ＋
Ｙ＋Ｚ＝１、１＞Ｘ≧０、１＞Ｙ≧０、１＞Ｚ＞０、
１．８≧Ｒ≧１．０１の関係にある。）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属，合金またはセラ
ミックス焼結体の基材上に、非化学量論組成のセラミッ
クスの被膜を被覆して、耐摩耗性，高硬度性，耐剥離
性，高靭性，耐食性，装飾性のある構造用部材として適
する被覆体に関し、具体的には、例えば旋削工具，フラ
イス工具，エンドミル，ドリルに代表される切削工具、
スリッター，製缶工具，金型に代表される耐摩耗工具ま
たは釣具，時計用部材，メガネの枠，タイピン，ブロー
チに代表される装飾部品に適する耐摩耗性被覆部材に関
する。
ミックス焼結体の基材上に、非化学量論組成のセラミッ
クスの被膜を被覆して、耐摩耗性，高硬度性，耐剥離
性，高靭性，耐食性，装飾性のある構造用部材として適
する被覆体に関し、具体的には、例えば旋削工具，フラ
イス工具，エンドミル，ドリルに代表される切削工具、
スリッター，製缶工具，金型に代表される耐摩耗工具ま
たは釣具，時計用部材，メガネの枠，タイピン，ブロー
チに代表される装飾部品に適する耐摩耗性被覆部材に関
する。
【０００２】
【従来の技術】金属，合金またはセラミックス焼結体の
基材上に、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化
物，窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種の単層
または２種以上の多層でなる被膜を被覆した被覆部材が
多数提案され、その中の１部が実用されている。
基材上に、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化
物，窒化物およびこれらの相互固溶体の中の１種の単層
または２種以上の多層でなる被膜を被覆した被覆部材が
多数提案され、その中の１部が実用されている。
【０００３】これらの被覆部材は、被膜の優れた耐摩耗
性と基材の優れた靭性とを有効に利用しようとしたもの
であるが、基材の材質によっては基材と被膜との付着性
に劣ること、多層にすると被膜間の付着性が劣ること、
または被膜自体の特性が劣るという問題がある。
性と基材の優れた靭性とを有効に利用しようとしたもの
であるが、基材の材質によっては基材と被膜との付着性
に劣ること、多層にすると被膜間の付着性が劣ること、
または被膜自体の特性が劣るという問題がある。
【０００４】これらの問題点を解決しようとしたものの
１つに、基材上に、化学蒸着法（ＣＶＤ法）または物理
蒸着法（ＰＶＤ法）により、酸素を含有した被膜を被覆
した被覆部材があり、その代表的なものに、特開昭５１
−１４４３１４号公報，特開昭５１−１４４３８８号公
報，特開昭５３−８９８０４号公報，特開昭５３−８９
８０５号公報，特開昭５７−９８６７０号公報および特
開昭５７−９８６７３号公報がある。
１つに、基材上に、化学蒸着法（ＣＶＤ法）または物理
蒸着法（ＰＶＤ法）により、酸素を含有した被膜を被覆
した被覆部材があり、その代表的なものに、特開昭５１
−１４４３１４号公報，特開昭５１−１４４３８８号公
報，特開昭５３−８９８０４号公報，特開昭５３−８９
８０５号公報，特開昭５７−９８６７０号公報および特
開昭５７−９８６７３号公報がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】金属，合金またはセラ
ミックス焼結体の基材上に、酸素を含有した被膜を被覆
した被覆部材の内、特開昭５１−１４４３１４号公報お
よび特開昭５１−１４４３８８号公報には、超硬合金の
表面にＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆの炭酸化物，窒酸化物または炭
窒酸化物の被膜を被覆した被覆超硬合金部品について記
載されている。これら両公報に記載の被覆超硬合金部品
は、被膜中に酸素を含有させることにより耐摩耗性を高
めようとしたものではあるが、被膜中の金属元素に対す
る非金属元素の原子比が１．０以下、特に化学量論組成
に近似した被膜からなり、被膜中の酸素元素含有量の調
整が困難であること、および耐摩耗性を高めるという効
果が弱いという問題がある。
ミックス焼結体の基材上に、酸素を含有した被膜を被覆
した被覆部材の内、特開昭５１−１４４３１４号公報お
よび特開昭５１−１４４３８８号公報には、超硬合金の
表面にＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆの炭酸化物，窒酸化物または炭
窒酸化物の被膜を被覆した被覆超硬合金部品について記
載されている。これら両公報に記載の被覆超硬合金部品
は、被膜中に酸素を含有させることにより耐摩耗性を高
めようとしたものではあるが、被膜中の金属元素に対す
る非金属元素の原子比が１．０以下、特に化学量論組成
に近似した被膜からなり、被膜中の酸素元素含有量の調
整が困難であること、および耐摩耗性を高めるという効
果が弱いという問題がある。
【０００６】特開昭５３−８９８０４号公報および特開
昭５３−８９８０５号公報には、超硬合金の表面にＴｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮの単層または複層を被覆し、その
上にＣＶＤ法で生成したＴｉの炭窒酸化物を被覆した被
覆超硬合金製品について記載されている。これら両公報
に記載の被覆超硬合金製品は、その表面上に被覆された
Ｔｉの炭窒酸化物の被膜が化学量論組成からなるため
に、耐摩耗性が劣り、しかも被膜の組成成分の調整が困
難となり、そのバラツキも大きく製造管理上からも問題
がある。
昭５３−８９８０５号公報には、超硬合金の表面にＴｉ
Ｃ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮの単層または複層を被覆し、その
上にＣＶＤ法で生成したＴｉの炭窒酸化物を被覆した被
覆超硬合金製品について記載されている。これら両公報
に記載の被覆超硬合金製品は、その表面上に被覆された
Ｔｉの炭窒酸化物の被膜が化学量論組成からなるため
に、耐摩耗性が劣り、しかも被膜の組成成分の調整が困
難となり、そのバラツキも大きく製造管理上からも問題
がある。
【０００７】特開昭５７−９８６７０号公報には、超硬
合金の表面にＴｉの炭窒酸化物の内層とＡｌ2Ｏ3の外層
を被覆した被覆超硬合金であって、該内層は炭素，窒素
および酸素の非金属元素中の酸素が原子比で０．９を超
えて含有し、金属元素であるＴｉに対する非金属元素の
合計が原子比で１を超える非化学量論組成からなる被覆
超硬合金切削工具について記載されている。同公報に記
載の被覆超硬合金工具は、非化学量論組成でなるＴｉの
炭窒酸化物の内層が被覆されており、この内層とＡｌ2
Ｏ3の外層との接着性を高めているものではあるが、外
層が摩滅すると、内層中の酸素含有量が多いために急激
に摩耗が進行し、短寿命になるという問題がある。
合金の表面にＴｉの炭窒酸化物の内層とＡｌ2Ｏ3の外層
を被覆した被覆超硬合金であって、該内層は炭素，窒素
および酸素の非金属元素中の酸素が原子比で０．９を超
えて含有し、金属元素であるＴｉに対する非金属元素の
合計が原子比で１を超える非化学量論組成からなる被覆
超硬合金切削工具について記載されている。同公報に記
載の被覆超硬合金工具は、非化学量論組成でなるＴｉの
炭窒酸化物の内層が被覆されており、この内層とＡｌ2
Ｏ3の外層との接着性を高めているものではあるが、外
層が摩滅すると、内層中の酸素含有量が多いために急激
に摩耗が進行し、短寿命になるという問題がある。
【０００８】特開昭５７−９８６７３号公報には、超硬
合金の表面にＣＶＤ法で生成したＴｉの炭窒酸化物を被
覆した被覆超硬合金製品について記載されている。同公
報に記載の被覆超硬合金製品は、その表面上に被覆され
たＴｉの炭窒酸化物の被覆が化学量論組成からなるため
に、前述の特開昭５３−８９８０４号公報，および特開
昭５３−８９８０５号公報と同様に、耐摩耗性に劣り、
しかも被膜の組成成分の調整が困難となり、そのバラツ
キも大きく、製造管理上からも問題がある。
合金の表面にＣＶＤ法で生成したＴｉの炭窒酸化物を被
覆した被覆超硬合金製品について記載されている。同公
報に記載の被覆超硬合金製品は、その表面上に被覆され
たＴｉの炭窒酸化物の被覆が化学量論組成からなるため
に、前述の特開昭５３−８９８０４号公報，および特開
昭５３−８９８０５号公報と同様に、耐摩耗性に劣り、
しかも被膜の組成成分の調整が困難となり、そのバラツ
キも大きく、製造管理上からも問題がある。
【０００９】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、基材の表面上に最適な特性を有す
る非化学量論組成の被膜を被覆し、硬度，耐摩耗性，耐
剥離性，耐熱性および耐欠損性を高めた耐摩耗性被覆部
材の提供を目的とする。
もので、具体的には、基材の表面上に最適な特性を有す
る非化学量論組成の被膜を被覆し、硬度，耐摩耗性，耐
剥離性，耐熱性および耐欠損性を高めた耐摩耗性被覆部
材の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、超硬合金ま
たはサーメットの表面上にＴｉの化合物を被覆した被覆
部材の寿命を向上させるための検討を行っていたとこ
ろ、Ｔｉの化合物でなる被膜の組成成分を調整するこ
と、具体的には最適な酸素含有量と最適な非化学量論組
成からなる被膜にすること、さらにその被膜の構成を調
整すること、具体的には被膜の表面部における被膜中の
酸素含有量を多くし、内部になるほど少なくなるように
漸減させて最適に調整させることにより、耐剥離性に優
れた高硬度な被膜を得ることができ、寿命を顕著に向上
することができるという知見を得て、本発明を完成する
に至ったものである。
たはサーメットの表面上にＴｉの化合物を被覆した被覆
部材の寿命を向上させるための検討を行っていたとこ
ろ、Ｔｉの化合物でなる被膜の組成成分を調整するこ
と、具体的には最適な酸素含有量と最適な非化学量論組
成からなる被膜にすること、さらにその被膜の構成を調
整すること、具体的には被膜の表面部における被膜中の
酸素含有量を多くし、内部になるほど少なくなるように
漸減させて最適に調整させることにより、耐剥離性に優
れた高硬度な被膜を得ることができ、寿命を顕著に向上
することができるという知見を得て、本発明を完成する
に至ったものである。
【００１１】すなわち、本発明の耐摩耗性被覆部材は、
金属，合金またはセラミックス焼結体の基材上に、（Ｔ
ｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒ（但し、Ｔｉはチタ
ン、ＭはＺｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ
の中の少なくとも１種の元素を示し、Ｃは炭素、Ｎは窒
素、Ｏは酸素を示し、ａおよびｂは金属元素であるＴｉ
とＭとのそれぞれの原子比を表わし、Ｘ，ＹおよびＺは
非金属元素であるＣとＮとＯのそれぞれの原子比を表わ
し、ＲはＴｉとＭとを合計した金属元素に対するＣとＮ
とＯとを合計した非金属元素の原子比を表わし、それぞ
れは、ａ＋ｂ＝１、１≧ａ＞０、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１、１＞
Ｘ≧０、１＞Ｙ≧０、０．８≧Ｚ＞０、１．８≧Ｒ≧
１．０１の関係にある。）の式で表わされる非化学量論
組成の酸素含有被膜が被覆されていることを特徴とす
る。
金属，合金またはセラミックス焼結体の基材上に、（Ｔ
ｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒ（但し、Ｔｉはチタ
ン、ＭはＺｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ
の中の少なくとも１種の元素を示し、Ｃは炭素、Ｎは窒
素、Ｏは酸素を示し、ａおよびｂは金属元素であるＴｉ
とＭとのそれぞれの原子比を表わし、Ｘ，ＹおよびＺは
非金属元素であるＣとＮとＯのそれぞれの原子比を表わ
し、ＲはＴｉとＭとを合計した金属元素に対するＣとＮ
とＯとを合計した非金属元素の原子比を表わし、それぞ
れは、ａ＋ｂ＝１、１≧ａ＞０、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１、１＞
Ｘ≧０、１＞Ｙ≧０、０．８≧Ｚ＞０、１．８≧Ｒ≧
１．０１の関係にある。）の式で表わされる非化学量論
組成の酸素含有被膜が被覆されていることを特徴とす
る。
【００１２】本発明の被覆部材における基材は、具体的
には、例えば周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族の金属，Ｃ
ｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの金属、ステンレス鋼，高
速度鋼，耐熱合金，Ｔｉ合金，Ａｌ合金，Ｃｕ合金また
はサーメット，超硬合金に代表される焼結合金、Ａｌ2
Ｏ3基セラミックス焼結体，Ｓｉ3Ｎ4基セラミックス焼
結体，サイアロン基セラミックス焼結体，ＺｒＯ2基セ
ラミックス焼結体，ＳｉＣ基セラミックス焼結体，Ａｌ
Ｎ基セラミックス焼結体を挙げることができる。
には、例えば周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族の金属，Ｃ
ｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの金属、ステンレス鋼，高
速度鋼，耐熱合金，Ｔｉ合金，Ａｌ合金，Ｃｕ合金また
はサーメット，超硬合金に代表される焼結合金、Ａｌ2
Ｏ3基セラミックス焼結体，Ｓｉ3Ｎ4基セラミックス焼
結体，サイアロン基セラミックス焼結体，ＺｒＯ2基セ
ラミックス焼結体，ＳｉＣ基セラミックス焼結体，Ａｌ
Ｎ基セラミックス焼結体を挙げることができる。
【００１３】これらの基材の表面上に被覆される（Ｔｉ
ａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒの式で表わされる酸素
含有被膜は、具体的には、例えばＴｉ（Ｃ，Ｏ）Ｒ，Ｔ
ｉ（Ｎ，Ｏ）Ｒ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）（Ｃ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｈｆ）（Ｃ，
Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｈｆ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｈｆ）
（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｖ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）
Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ）
（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，Ｏ）
Ｒ，（Ｔｉ，Ｗ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，
Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｃｒ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａ）
（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）
Ｒ，を挙げることができる。
ａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒの式で表わされる酸素
含有被膜は、具体的には、例えばＴｉ（Ｃ，Ｏ）Ｒ，Ｔ
ｉ（Ｎ，Ｏ）Ｒ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）（Ｃ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｈｆ）（Ｃ，
Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｈｆ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｈｆ）
（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｖ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）
Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ）
（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，Ｏ）
Ｒ，（Ｔｉ，Ｗ）（Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，
Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｃｒ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔ
ｉ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｔａ）
（Ｃ，Ｎ，Ｏ）Ｒ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）
Ｒ，を挙げることができる。
【００１４】この（Ｔｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）
Ｒの式で表わされる酸素含有被膜におけるＲが１．０１
未満になるか、またはＲが１．８を超えて多くなると、
硬さおよび耐摩耗性の低下が顕著になることから、Ｒは
１．０１〜１．８と定めたものであり、特に高硬度性お
よび優れた耐摩耗性を保持させるために、Ｒは１．０５
〜１．７が好ましいことである。
Ｒの式で表わされる酸素含有被膜におけるＲが１．０１
未満になるか、またはＲが１．８を超えて多くなると、
硬さおよび耐摩耗性の低下が顕著になることから、Ｒは
１．０１〜１．８と定めたものであり、特に高硬度性お
よび優れた耐摩耗性を保持させるために、Ｒは１．０５
〜１．７が好ましいことである。
【００１５】（Ｔｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒの
式で表わされる酸素含有被膜におけるＺが零になると、
耐摩耗性，耐酸化性および耐溶着性の低下が著しくな
り、逆にＺが０．８を超えて多くなると硬さおよび耐摩
耗性の低下が顕著になることから、１＞Ｚ＞０と定めた
ものであり、特に高硬度性および優れた耐摩耗性を保持
させるために、０．５≧Ｚ＞０が好ましいことである。
また、この酸素含有被膜におけるＹが１になると、相対
的にＸおよびＺが零となり、さらにＸが１になると、相
対的にＹおよびＺが零となり、その結果耐摩耗性および
耐溶着性の低下が著しくなるために、１＞Ｘ≧０、１＞
Ｙ≧０と定めたものであり、０．８≧Ｚ＞０であること
からしてＸ＋Ｙ≠０からなるものである。
式で表わされる酸素含有被膜におけるＺが零になると、
耐摩耗性，耐酸化性および耐溶着性の低下が著しくな
り、逆にＺが０．８を超えて多くなると硬さおよび耐摩
耗性の低下が顕著になることから、１＞Ｚ＞０と定めた
ものであり、特に高硬度性および優れた耐摩耗性を保持
させるために、０．５≧Ｚ＞０が好ましいことである。
また、この酸素含有被膜におけるＹが１になると、相対
的にＸおよびＺが零となり、さらにＸが１になると、相
対的にＹおよびＺが零となり、その結果耐摩耗性および
耐溶着性の低下が著しくなるために、１＞Ｘ≧０、１＞
Ｙ≧０と定めたものであり、０．８≧Ｚ＞０であること
からしてＸ＋Ｙ≠０からなるものである。
【００１６】（Ｔｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒの
式で表わされる酸素含有被膜におけるａが零になると、
相対的にｂが１となり、耐すきとり摩耗性の低下が著し
くなることから、１≧ａ＞０と定めたものであり、特に
耐すきとり摩耗性を高めるために１≧ａ＞０．５からな
ることが好ましい。
式で表わされる酸素含有被膜におけるａが零になると、
相対的にｂが１となり、耐すきとり摩耗性の低下が著し
くなることから、１≧ａ＞０と定めたものであり、特に
耐すきとり摩耗性を高めるために１≧ａ＞０．５からな
ることが好ましい。
【００１７】この酸素含有被膜の膜厚さは、基材の表面
上に被覆する被膜の構成および用途や形状等によって異
なり、例えば被膜の構成がこの酸素含有被膜のみからな
り、かつ被膜へ及ぼす衝撃が弱いような用途の場合に
は、酸素含有被膜の膜厚さを厚くする方向が好ましく、
逆に被膜の構成がこお酸素含有被膜と他の膜質でなる被
膜との組合わせからなり、かつ被膜へ及ぼす衝撃が強い
ような用途の場合には、酸素含有被膜の膜厚さを薄くす
る方向で使い分けることが好ましく、具体的には、０．
５〜１５μｍ厚さの酸素含有被膜からなり、特に１〜１
０μｍ厚さの酸素含有被膜が好ましい。
上に被覆する被膜の構成および用途や形状等によって異
なり、例えば被膜の構成がこの酸素含有被膜のみからな
り、かつ被膜へ及ぼす衝撃が弱いような用途の場合に
は、酸素含有被膜の膜厚さを厚くする方向が好ましく、
逆に被膜の構成がこお酸素含有被膜と他の膜質でなる被
膜との組合わせからなり、かつ被膜へ及ぼす衝撃が強い
ような用途の場合には、酸素含有被膜の膜厚さを薄くす
る方向で使い分けることが好ましく、具体的には、０．
５〜１５μｍ厚さの酸素含有被膜からなり、特に１〜１
０μｍ厚さの酸素含有被膜が好ましい。
【００１８】この酸素含有被膜は、その表面から内部の
全体に亘って略均一な被膜構成成分にすることも好まし
いが、特に２μｍ以上の膜厚さからなる場合には、その
表面部から内部に向って、酸素元素が減少している被膜
組成成分にすることが耐剥離性および耐摩耗性からの好
ましい。
全体に亘って略均一な被膜構成成分にすることも好まし
いが、特に２μｍ以上の膜厚さからなる場合には、その
表面部から内部に向って、酸素元素が減少している被膜
組成成分にすることが耐剥離性および耐摩耗性からの好
ましい。
【００１９】本発明の被覆部材は、基材の表面に直接、
上述の酸素含有被膜を被覆する被膜構成とすることも好
ましく、また基材と酸素含有被膜との間に金属，合金ま
たは他のセラミックスの被膜を介在させること、具体的
には、基材と酸素含有被膜との間にＴｉの炭化物，窒化
物，炭窒化物，またはＺｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの元素の中の少なくとも１種とＴｉとの複
合炭化物，複合窒化物，複合炭窒化物から選ばれた１種
の単層または２種以上の多層でなる内層を介在させるこ
とも基材と被膜との付着性から好ましい。この内層は、
具体的には、ＴｉＣ，ＴｉＮ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），（Ｔ
ｉ，Ｍ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｎ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）
（但し、ＭはＺｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗの中の少なくとも１種を示す）からなり、その膜
厚さが０．１〜３μｍ、その組成成分が化学量論組成、
または金属元素に対する非金属元素の少ない場合もしく
は多い場合からなる非化学量論組成であってもよい。
上述の酸素含有被膜を被覆する被膜構成とすることも好
ましく、また基材と酸素含有被膜との間に金属，合金ま
たは他のセラミックスの被膜を介在させること、具体的
には、基材と酸素含有被膜との間にＴｉの炭化物，窒化
物，炭窒化物，またはＺｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの元素の中の少なくとも１種とＴｉとの複
合炭化物，複合窒化物，複合炭窒化物から選ばれた１種
の単層または２種以上の多層でなる内層を介在させるこ
とも基材と被膜との付着性から好ましい。この内層は、
具体的には、ＴｉＣ，ＴｉＮ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），（Ｔ
ｉ，Ｍ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｎ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）
（但し、ＭはＺｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗの中の少なくとも１種を示す）からなり、その膜
厚さが０．１〜３μｍ、その組成成分が化学量論組成、
または金属元素に対する非金属元素の少ない場合もしく
は多い場合からなる非化学量論組成であってもよい。
【００２０】また、本発明の被覆部材における別の被膜
構成としては、前述した酸素含有被膜をＴｉの炭化物，
窒化物，炭窒化物の中の１種の被膜で挟んだサンドイッ
チ構造とすること、またはこの３層のサンドイッチ構造
の被膜を２段以上繰り返して積層することも被膜の強度
向上から好ましい。
構成としては、前述した酸素含有被膜をＴｉの炭化物，
窒化物，炭窒化物の中の１種の被膜で挟んだサンドイッ
チ構造とすること、またはこの３層のサンドイッチ構造
の被膜を２段以上繰り返して積層することも被膜の強度
向上から好ましい。
【００２１】さらに、前述した酸素含有被膜の表面に酸
化アルミニウム，チタン・アルミニウムの窒化物，炭窒
化物，窒酸化物，炭窒酸化物の中の１種の単層または２
種以上の多層でなる外層を被覆すること、または上述の
サンドイッチ構造の被膜や積層構造の被膜の表面に上述
の外層を被覆することも耐熱性、特に切削工具における
耐クレータ摩耗性を高めるために好ましいことである。
化アルミニウム，チタン・アルミニウムの窒化物，炭窒
化物，窒酸化物，炭窒酸化物の中の１種の単層または２
種以上の多層でなる外層を被覆すること、または上述の
サンドイッチ構造の被膜や積層構造の被膜の表面に上述
の外層を被覆することも耐熱性、特に切削工具における
耐クレータ摩耗性を高めるために好ましいことである。
【００２２】以上、詳述してきた本発明の被覆部材にお
ける総被膜厚さは、用途や形状により種々選定すること
ができるが、耐剥離性から２０μｍ以下、好ましくは１
０μｍ以下であり、特に切削工具のような大きな衝撃が
加わる用途では５μｍ以下の総被膜厚さでなることが好
ましい。
ける総被膜厚さは、用途や形状により種々選定すること
ができるが、耐剥離性から２０μｍ以下、好ましくは１
０μｍ以下であり、特に切削工具のような大きな衝撃が
加わる用途では５μｍ以下の総被膜厚さでなることが好
ましい。
【００２３】本発明の被覆部材における被膜は、できる
だけ微細粒からなっていることが好ましく、特に酸素含
有被膜が粒径の微細化の尺度となるＸ線回折線の半価
幅、具体的にはＣｕ−Ｋα線による（１１１）および／
または（２００）結晶面の半価幅が０．６以上からなる
ことが好ましい。
だけ微細粒からなっていることが好ましく、特に酸素含
有被膜が粒径の微細化の尺度となるＸ線回折線の半価
幅、具体的にはＣｕ−Ｋα線による（１１１）および／
または（２００）結晶面の半価幅が０．６以上からなる
ことが好ましい。
【００２４】本発明の被覆部材は、従来から市販または
提案されている各種の基材を用いて、従来から行われて
いるＣＶＤ法やＰＶＤ法を応用することにより作製する
ことができる。具体的には、ＣＶＤ法やＰＶＤ法におけ
るガス圧の調整、特に酸素元素を供給するためのガス圧
の調整が重要である。また、イオンプレーティング法や
スパッタ法のＰＶＤ法により、本発明の被覆部材を作製
すると、被膜に大きな圧縮応力を残留させやすく、そう
すると、耐欠損性が顕著に優れることから好ましいこと
である。
提案されている各種の基材を用いて、従来から行われて
いるＣＶＤ法やＰＶＤ法を応用することにより作製する
ことができる。具体的には、ＣＶＤ法やＰＶＤ法におけ
るガス圧の調整、特に酸素元素を供給するためのガス圧
の調整が重要である。また、イオンプレーティング法や
スパッタ法のＰＶＤ法により、本発明の被覆部材を作製
すると、被膜に大きな圧縮応力を残留させやすく、そう
すると、耐欠損性が顕著に優れることから好ましいこと
である。
【００２５】
【作用】本発明の被覆部材は、基材上の被覆された酸素
含有被膜の含有酸素量および金属元素に対する非金属元
素の原子比が被膜の硬さを高める作用をし、その結果間
接的に耐摩耗性を高める作用となり、特にＰＶＤ法によ
り作製された酸素含有被膜の場合には、被膜に大きい圧
縮応力を残留させる作用が生じ、その結果被膜の強度お
よび耐摩耗性を高める間接的作用がある。
含有被膜の含有酸素量および金属元素に対する非金属元
素の原子比が被膜の硬さを高める作用をし、その結果間
接的に耐摩耗性を高める作用となり、特にＰＶＤ法によ
り作製された酸素含有被膜の場合には、被膜に大きい圧
縮応力を残留させる作用が生じ、その結果被膜の強度お
よび耐摩耗性を高める間接的作用がある。
【００２６】
【実施例１】イオンプレーティング装置の反応容器内
に、市販の超硬合金（ＪＩＳ規格、Ｐ３０相当材種、Ｓ
ＤＫＮ４２ＺＴＮ形状）の基材を設置した後、加熱工
程、Ａｒのエッチング工程および被覆工程を施して、本
発明品１〜５と比較品１〜３を得た。この内、本発明品
１〜５は、基材を設置した電子加熱式反応容器内を１×
１０-5Ｔｏｒｒ真空排気した後、Ａｒガスを導入し、２
×１０-3Ｔｏｒｒの圧力とし、本発明品１，２，４，５
については、出力１０ｋｗで６０分間電子加熱し、本発
明品３については、出力１２ｋｗで６０分間電子加熱
し、本発明品１，２の基材温度を４００℃、本発明品３
の基材温度を３８０℃、本発明品４の基材温度を３９０
℃、本発明品５の基材温度を３９５℃に保持する加熱工
程と、圧力１×１０-3ＴｏｒｒのＡｒガス中、直流電圧
３００Ｖを印加してグロー放電を発生させて、基材表面
を３０分間Ａｒイオンボンバード処理によるＡｒのエッ
チング工程と、表１に示したそれぞれの被覆条件（窒素
ガス純度５Ｎ使用）による被覆工程でもって作製した。
に、市販の超硬合金（ＪＩＳ規格、Ｐ３０相当材種、Ｓ
ＤＫＮ４２ＺＴＮ形状）の基材を設置した後、加熱工
程、Ａｒのエッチング工程および被覆工程を施して、本
発明品１〜５と比較品１〜３を得た。この内、本発明品
１〜５は、基材を設置した電子加熱式反応容器内を１×
１０-5Ｔｏｒｒ真空排気した後、Ａｒガスを導入し、２
×１０-3Ｔｏｒｒの圧力とし、本発明品１，２，４，５
については、出力１０ｋｗで６０分間電子加熱し、本発
明品３については、出力１２ｋｗで６０分間電子加熱
し、本発明品１，２の基材温度を４００℃、本発明品３
の基材温度を３８０℃、本発明品４の基材温度を３９０
℃、本発明品５の基材温度を３９５℃に保持する加熱工
程と、圧力１×１０-3ＴｏｒｒのＡｒガス中、直流電圧
３００Ｖを印加してグロー放電を発生させて、基材表面
を３０分間Ａｒイオンボンバード処理によるＡｒのエッ
チング工程と、表１に示したそれぞれの被覆条件（窒素
ガス純度５Ｎ使用）による被覆工程でもって作製した。
【００２７】比較品１〜３は、基材を設置した抵抗加熱
式反応容器内を１×１０-5Ｔｏｒｒ真空排気した後、Ａ
ｒガスを導入し、比較品１，２については、４×１０-4
〜１×１０-4Ｔｏｒｒの圧力、出力２０ｋｗ、６０分間
加熱により５００℃に保持し、比較品３については、４
×１０-5〜１×１０-5Ｔｏｒｒの圧力、出力１０ｋｗ、
６０分間加熱により５００℃に保持する加熱工程と、比
較品１，２については、圧力８×１０-2ＴｏｒｒのＡｒ
ガス中、直流電圧６００Ｖを印加して基材表面を１０分
間Ａｒイオンボンバード処理し、比較品３については、
４×１０-2ＴｏｒｒのＡｒガス中、直流電圧１０００Ｖ
を印加して基材表面を２０分間Ａｒイオンボンバード処
理によるＡｒのエッチング工程と、表１に示したそれぞ
れの被覆条件による被覆工程でもって作製した。
式反応容器内を１×１０-5Ｔｏｒｒ真空排気した後、Ａ
ｒガスを導入し、比較品１，２については、４×１０-4
〜１×１０-4Ｔｏｒｒの圧力、出力２０ｋｗ、６０分間
加熱により５００℃に保持し、比較品３については、４
×１０-5〜１×１０-5Ｔｏｒｒの圧力、出力１０ｋｗ、
６０分間加熱により５００℃に保持する加熱工程と、比
較品１，２については、圧力８×１０-2ＴｏｒｒのＡｒ
ガス中、直流電圧６００Ｖを印加して基材表面を１０分
間Ａｒイオンボンバード処理し、比較品３については、
４×１０-2ＴｏｒｒのＡｒガス中、直流電圧１０００Ｖ
を印加して基材表面を２０分間Ａｒイオンボンバード処
理によるＡｒのエッチング工程と、表１に示したそれぞ
れの被覆条件による被覆工程でもって作製した。
【００２８】こうして得た本発明品１〜５および比較品
１〜３のそれぞれの被膜厚さは、走査型電子顕微鏡で調
べたところ、約３．５μｍであり、被膜組成成分は、Ｘ
線回折装置およびグロー放電スペクトル分析装置により
解析し、表２に示した。また、それぞれの被膜表面から
の硬さ、ＣｕーＫα線によるＸ線回折法による被膜の残
留応力および被膜の（１１１）結晶面における半価幅を
求めて表２に併記した。
１〜３のそれぞれの被膜厚さは、走査型電子顕微鏡で調
べたところ、約３．５μｍであり、被膜組成成分は、Ｘ
線回折装置およびグロー放電スペクトル分析装置により
解析し、表２に示した。また、それぞれの被膜表面から
の硬さ、ＣｕーＫα線によるＸ線回折法による被膜の残
留応力および被膜の（１１１）結晶面における半価幅を
求めて表２に併記した。
【００２９】次に、本発明品１〜５および比較品１〜３
を用いて、被削材：Ｓ４８Ｃ（ＨＢ＝２２４〜２４
２）、工具形状：ＳＤＫＮ４２ＺＴＮ、切削速度：１３
０ｍ／ｍｉｎ、切込み：１ｍｍ、送り：０．２ｍｍ／ｒ
ｅｖ、湿式旋削による切削条件でもって１００分間切削
し、そのときのそれぞれの逃げ面摩耗量を測定し、表２
に併記した。
を用いて、被削材：Ｓ４８Ｃ（ＨＢ＝２２４〜２４
２）、工具形状：ＳＤＫＮ４２ＺＴＮ、切削速度：１３
０ｍ／ｍｉｎ、切込み：１ｍｍ、送り：０．２ｍｍ／ｒ
ｅｖ、湿式旋削による切削条件でもって１００分間切削
し、そのときのそれぞれの逃げ面摩耗量を測定し、表２
に併記した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【実施例２】実施例１で用いた同一装置および基材を用
いて、同様の工程を施して、本発明品６〜１１および比
較品４〜７を得た。この内、本発明品６，１１は、実施
例１の本発明品１，２と同様の加熱条件、Ａｒのエッチ
ング条件で処理した後、表３に示した被覆条件（基材の
表面に第１層、第２層、第３層と順次被覆）による被覆
工程を施して作製した。本発明品７は、Ａｒエッチング
工程中のボンバード処理時間を２０分間とした以外は、
本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒのエッチング
条件で処理した後、表３に示した被覆条件による被覆工
程を施して作製した。本発明品８は、加熱工程中の出力
８．５ｋｗ、加熱時間７０分、基材温度３８０℃、Ａｒ
のエッチング工程中のボンバード処理時間を２５分間と
した以外は、本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒ
のエッチング条件で処理した後、表３に示した被覆条件
による被覆工程を施して作製した。本発明品９は、加熱
工程中の出力８．５ｋｗ、加熱温度３５０℃とした以外
は、本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒのエッチ
ング条件で処理した後、表３に示した被覆条件による被
覆工程を施して作製した。本発明品１０は、加熱工程中
の加熱時間６５分間，加熱温度４１０℃とした以外は、
本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒのエッチング
条件で処理した後、表３に示した被覆条件による被覆工
程を施して作製した。
いて、同様の工程を施して、本発明品６〜１１および比
較品４〜７を得た。この内、本発明品６，１１は、実施
例１の本発明品１，２と同様の加熱条件、Ａｒのエッチ
ング条件で処理した後、表３に示した被覆条件（基材の
表面に第１層、第２層、第３層と順次被覆）による被覆
工程を施して作製した。本発明品７は、Ａｒエッチング
工程中のボンバード処理時間を２０分間とした以外は、
本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒのエッチング
条件で処理した後、表３に示した被覆条件による被覆工
程を施して作製した。本発明品８は、加熱工程中の出力
８．５ｋｗ、加熱時間７０分、基材温度３８０℃、Ａｒ
のエッチング工程中のボンバード処理時間を２５分間と
した以外は、本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒ
のエッチング条件で処理した後、表３に示した被覆条件
による被覆工程を施して作製した。本発明品９は、加熱
工程中の出力８．５ｋｗ、加熱温度３５０℃とした以外
は、本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒのエッチ
ング条件で処理した後、表３に示した被覆条件による被
覆工程を施して作製した。本発明品１０は、加熱工程中
の加熱時間６５分間，加熱温度４１０℃とした以外は、
本発明品６，１１と同様の加熱条件，Ａｒのエッチング
条件で処理した後、表３に示した被覆条件による被覆工
程を施して作製した。
【００３３】比較品４，５，７は、実施例１の比較品
１，２と同様の加熱条件，Ａｒのエッチング条件で処理
した後、表４に示した被覆条件による被覆工程を施して
作製した。比較品６は、加熱工程中の出力１８ｋｗ、加
熱温度４５０℃とした以外は、比較品１，２と同様の加
熱条件，Ａｒのエッチング条件で処理した後、表３に示
した被覆条件による被覆工程を施して作製した。
１，２と同様の加熱条件，Ａｒのエッチング条件で処理
した後、表４に示した被覆条件による被覆工程を施して
作製した。比較品６は、加熱工程中の出力１８ｋｗ、加
熱温度４５０℃とした以外は、比較品１，２と同様の加
熱条件，Ａｒのエッチング条件で処理した後、表３に示
した被覆条件による被覆工程を施して作製した。
【００３４】こうして得た本発明品６〜１１と比較品４
〜７のそれぞれの被膜を実施例１に記載した方法で調べ
た結果、第１層の膜厚略１μｍ、第２層の膜厚略２μ
ｍ、第３層の膜厚略０．３μｍからなっており、被膜組
成成分，被膜硬さ，被膜の残留応力を表５に示した。ま
た、本発明品６〜１１と比較品４〜７を用いて、実施例
１における湿式旋削による切削条件でもって切削試験を
行い、その結果を表５に併記した。
〜７のそれぞれの被膜を実施例１に記載した方法で調べ
た結果、第１層の膜厚略１μｍ、第２層の膜厚略２μ
ｍ、第３層の膜厚略０．３μｍからなっており、被膜組
成成分，被膜硬さ，被膜の残留応力を表５に示した。ま
た、本発明品６〜１１と比較品４〜７を用いて、実施例
１における湿式旋削による切削条件でもって切削試験を
行い、その結果を表５に併記した。
【００３５】次に、本発明品８と比較品４の被覆部材で
なる直径８ｍｍのスパイラルドリルを用いて、被削材：
ＳＣＭ４４０（ＨＢ＝２３０〜２５０）、切削速度：６
０ｍ／ｍｉｎ、送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、加工深さ：
３０ｍｍ、の条件で１５ｍ、穴あけ加工を行った結果、
本発明品８の平均逃げ面摩耗量は、０．１５ｍｍであっ
たのに対し、比較品４の逃げ面摩耗量は、０．２ｍｍで
あった。
なる直径８ｍｍのスパイラルドリルを用いて、被削材：
ＳＣＭ４４０（ＨＢ＝２３０〜２５０）、切削速度：６
０ｍ／ｍｉｎ、送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、加工深さ：
３０ｍｍ、の条件で１５ｍ、穴あけ加工を行った結果、
本発明品８の平均逃げ面摩耗量は、０．１５ｍｍであっ
たのに対し、比較品４の逃げ面摩耗量は、０．２ｍｍで
あった。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【実施例３】逃げ面の被膜構成が実施例２における本発
明品８の内、第２層厚さのみ１μｍの他は略本発明品８
の被膜構成からなる本発明品１２と、逃げ面の被膜構成
が実施例２における比較品４の内、第２層厚さのみ１μ
ｍの他は略比較品４の被膜構成に相当し、すくい面の被
膜構成が比較品４の被膜構成からなる比較品８とを用い
て、被削材：ＳＣＭ（ＨＢ＝２４０〜２６０、６穴
付）、切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、送り：０．２５ｍ
ｍ／刃、切込み：２ｍｍ、工具形状：ＳＤＫＮ４２ＺＴ
Ｎ、乾式フライス切削を行った結果、本発明品１２は、
加工長さ４ｍ時における最大逃げ摩耗量が０．０５ｍｍ
で、正常摩耗であったのに対し、比較品８は、加工長さ
４ｍ時における最大逃げ面摩耗量が０．１ｍｍで、被膜
の剥離が少々発生していた。
明品８の内、第２層厚さのみ１μｍの他は略本発明品８
の被膜構成からなる本発明品１２と、逃げ面の被膜構成
が実施例２における比較品４の内、第２層厚さのみ１μ
ｍの他は略比較品４の被膜構成に相当し、すくい面の被
膜構成が比較品４の被膜構成からなる比較品８とを用い
て、被削材：ＳＣＭ（ＨＢ＝２４０〜２６０、６穴
付）、切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ、送り：０．２５ｍ
ｍ／刃、切込み：２ｍｍ、工具形状：ＳＤＫＮ４２ＺＴ
Ｎ、乾式フライス切削を行った結果、本発明品１２は、
加工長さ４ｍ時における最大逃げ摩耗量が０．０５ｍｍ
で、正常摩耗であったのに対し、比較品８は、加工長さ
４ｍ時における最大逃げ面摩耗量が０．１ｍｍで、被膜
の剥離が少々発生していた。
【００４０】
【実施例４】市販の高速度鋼，Ｔｉ合金，窒素含有炭化
チタン（ＴｉＣ−ＴｉＮ）基サーメット，窒化ケイ素基
セラミックス，酸化アルミニウム基（Ａｌ2Ｏ3−Ｔｉ
Ｃ）セラミックスの基材をそれぞれ用いて、実施例１に
おける本発明品２と略同様に処理して被覆部材を作製
し、それぞれを本発明品１３，１４，１５，１６，１７
とした。
チタン（ＴｉＣ−ＴｉＮ）基サーメット，窒化ケイ素基
セラミックス，酸化アルミニウム基（Ａｌ2Ｏ3−Ｔｉ
Ｃ）セラミックスの基材をそれぞれ用いて、実施例１に
おける本発明品２と略同様に処理して被覆部材を作製
し、それぞれを本発明品１３，１４，１５，１６，１７
とした。
【００４１】比較として、本発明品１３〜１７で用いた
同一基材を用いて、実施例１における比較品１と略同様
に処理して被覆部材を作製し、それぞれを比較品９，１
０，１１，１２，１３とした。
同一基材を用いて、実施例１における比較品１と略同様
に処理して被覆部材を作製し、それぞれを比較品９，１
０，１１，１２，１３とした。
【００４２】こうして得た本発明品１３〜１７と比較品
９〜１３の被膜の組成成分および被膜硬さを実施例１で
行った方法で調べたところ、本発明品１３〜１７は、本
発明品２と略同様で２８５０±５０（ＨV）の高硬度被
膜であったのに対し、比較品９〜１３は、比較品１と略
同様で被膜硬さ２５００±５０（ＨV）であった。
９〜１３の被膜の組成成分および被膜硬さを実施例１で
行った方法で調べたところ、本発明品１３〜１７は、本
発明品２と略同様で２８５０±５０（ＨV）の高硬度被
膜であったのに対し、比較品９〜１３は、比較品１と略
同様で被膜硬さ２５００±５０（ＨV）であった。
【００４３】
【発明の効果】本発明の被覆部材は、化学量論組成に近
似した被膜からなる従来の被覆部材に比べて、被膜の硬
さが約８〜１７％高く、被膜の残留圧縮応力が約３８〜
９４％高く、切削試験における耐摩耗性が３８〜１１７
％も向上し、被膜の耐剥離性も優れており、長寿命にな
るという効果があり、酸素含有量の多い非化学量論組成
の被膜からなる従来の被覆部材に比べて、被膜の硬さが
約１０９〜１１９％高く、被膜の残留圧縮応力が約２６
３〜３３８％高く、切削試験における耐摩耗性が３．２
〜４．３倍も向上し、被膜の耐剥離性も優れており、長
寿命になるという顕著な効果がある。
似した被膜からなる従来の被覆部材に比べて、被膜の硬
さが約８〜１７％高く、被膜の残留圧縮応力が約３８〜
９４％高く、切削試験における耐摩耗性が３８〜１１７
％も向上し、被膜の耐剥離性も優れており、長寿命にな
るという効果があり、酸素含有量の多い非化学量論組成
の被膜からなる従来の被覆部材に比べて、被膜の硬さが
約１０９〜１１９％高く、被膜の残留圧縮応力が約２６
３〜３３８％高く、切削試験における耐摩耗性が３．２
〜４．３倍も向上し、被膜の耐剥離性も優れており、長
寿命になるという顕著な効果がある。
Claims (6)
- 【請求項１】 金属，合金またはセラミックス焼結体の
基材上に、次式（Ａ）で表わされる非化学量論組成の酸
素含有被膜が被覆されていることを特徴とする耐摩耗性
被覆部材。 （Ｔｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒ ‥‥‥（Ａ） 〔但し、（Ａ）式中のＴｉはチタン、ＭはＺｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの中の少なくとも１種
の元素を示し、Ｃは炭素、Ｎは窒素、Ｏは酸素を示し、
ａおよびｂは金属元素であるＴｉとＭとのそれぞれの原
子比を表わし、Ｘ，ＹおよびＺは非金属元素であるＣと
ＮとＯのそれぞれの原子比を表わし、ＲはＴｉとＭとを
合計した金属元素に対するＣとＮとＯとを合計した非金
属元素の原子比を表わし、それぞれは、ａ＋ｂ＝１、１
≧ａ＞０、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１、１＞Ｘ≧０、１＞Ｙ≧０、
０．８≧Ｚ＞０、１．８≧Ｒ≧１．０１の関係にあ
る。〕 - 【請求項２】 上記（Ａ）式で表わされる酸素含有被膜
は、１≧ａ≧０．５、０．５≧Ｚ＞０、１．７≧Ｒ≧
１．０５の関係にあることを特徴とする請求項１記載の
耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項３】 上記（Ａ）式で表わされる酸素含有被膜
は、該酸素含有被膜の表面部から内部に向って、酸素元
素が減少していることを特徴とする請求項１または２記
載の耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項４】 金属，合金またはセラミックス焼結体の
基材上に、次式（Ａ）で表わされる非化学量論組成の酸
素含有被膜が被覆されており、該基材と該酸素含有被膜
との間に、Ｔｉの炭化物，窒化物，炭窒化物，またはＺ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの元素の中
の少なくとも１種とＴｉとの複合炭化物，複合窒化物，
複合炭窒化物から選ばれた１種の単層または２種以上の
多層でなる内層が被覆されていることを特徴とする耐摩
耗性被覆部材。 （Ｔｉａ，Ｍｂ）（ＣX，ＮY， ＯZ）Ｒ ‥‥‥（Ａ） 〔但し、（Ａ）式中のＴｉはチタン、ＭはＺｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの中の少なくとも１種
の元素を示し、Ｃは炭素、Ｎは窒素、Ｏは酸素を示し、
ａおよびｂは金属元素であるＴｉとＭとのそれぞれの原
子比を表わし、Ｘ，ＹおよびＺは非金属元素であるＣと
ＮとＯのそれぞれの原子比を表わし、ＲはＴｉとＭとを
合計した金属元素に対するＣとＮとＯとを合計した非金
属元素の原子比を表わし、それぞれは、ａ＋ｂ＝１、１
≧ａ＞０、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１、１＞Ｘ≧０、１＞Ｙ≧０、
０．８≧Ｚ＞０、１．８≧Ｒ≧１．０１の関係にあ
る。〕 - 【請求項５】 上記（Ａ）式で表わされる酸素含有被膜
は、１≧ａ≧０．５、０．５≧Ｚ＞０、１．７≧Ｒ≧
１．０５の関係にあることを特徴とする請求項４記載の
耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項６】 上記（Ａ）式で表わされる酸素含有被膜
は、該酸素含有被膜の表面部から内部に向って、酸素元
素が減少していることを特徴とする請求項４または５記
載の耐摩耗性被覆部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31445893A JP3179645B2 (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 耐摩耗性被覆部材 |
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| JP2004337989A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 被覆ハイス工具 |
| KR100791112B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2008-01-04 | 한국야금 주식회사 | 절삭공구용 고경도 ｃｖｄ 다원소 복합막 |
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-
1993
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| JPWO2014155633A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2017-02-16 | オーエスジー株式会社 | 加工工具用硬質被膜および硬質被膜被覆金属加工工具 |
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