JPH10158861A - 被覆切削工具およびその製造方法 - Google Patents
被覆切削工具およびその製造方法Info
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- JPH10158861A JPH10158861A JP32406796A JP32406796A JPH10158861A JP H10158861 A JPH10158861 A JP H10158861A JP 32406796 A JP32406796 A JP 32406796A JP 32406796 A JP32406796 A JP 32406796A JP H10158861 A JPH10158861 A JP H10158861A
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- titanium
- vanadium
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- film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被覆切削工具の表面への被削材の溶着を防止
することが可能な、いわゆる耐溶着性に優れた被覆切削
工具を提供する。 【解決手段】 被覆切削工具は、超硬合金からなる基材
と、その基材の表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備
える。耐摩耗性被膜は、基材の表面に接して形成された
窒化チタン膜と、窒化チタン膜の上に形成され、チタン
とバナジウムと窒素と不可避的不純物、チタンとアルミ
ニウムとバナジウムと窒素と不可避的不純物を含有する
複合窒化膜、あるいはチタンとバナジウムと炭素と窒素
と不可避的不純物、チタンとアルミニウムとバナジウム
と炭素と窒素と不可避的不純物を含有する複合炭窒化膜
とを含む。耐摩耗性被膜の最表面は、酸化バナジウムを
含む、融点が１０００℃以下の低融点酸化物で被覆され
ている。
することが可能な、いわゆる耐溶着性に優れた被覆切削
工具を提供する。 【解決手段】 被覆切削工具は、超硬合金からなる基材
と、その基材の表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備
える。耐摩耗性被膜は、基材の表面に接して形成された
窒化チタン膜と、窒化チタン膜の上に形成され、チタン
とバナジウムと窒素と不可避的不純物、チタンとアルミ
ニウムとバナジウムと窒素と不可避的不純物を含有する
複合窒化膜、あるいはチタンとバナジウムと炭素と窒素
と不可避的不純物、チタンとアルミニウムとバナジウム
と炭素と窒素と不可避的不純物を含有する複合炭窒化膜
とを含む。耐摩耗性被膜の最表面は、酸化バナジウムを
含む、融点が１０００℃以下の低融点酸化物で被覆され
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、被覆切削工具お
よびその製造方法に関し、特に、フライス加工に用いら
れる切削工具のうち、工具の表面に耐摩耗性被膜を形成
した被覆切削工具およびその製造方法に関するものであ
る。
よびその製造方法に関し、特に、フライス加工に用いら
れる切削工具のうち、工具の表面に耐摩耗性被膜を形成
した被覆切削工具およびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】切削加工の高能率化・高精度化の要求を
満たすために、新しい切削工具の材料が次々と開発され
ている。このような材料開発の流れの中で、セラミック
スコーティング技術は、欠かせない工具の製造技術の１
つとなっている。また、最近の動向として、加工能率を
より一層向上させるために 切削速度がより高速になり
つつあり、刃先の温度はますます高温になる傾向があ
る。
満たすために、新しい切削工具の材料が次々と開発され
ている。このような材料開発の流れの中で、セラミック
スコーティング技術は、欠かせない工具の製造技術の１
つとなっている。また、最近の動向として、加工能率を
より一層向上させるために 切削速度がより高速になり
つつあり、刃先の温度はますます高温になる傾向があ
る。
【０００３】このような要求や状況に応えるために、セ
ラミックスコーティング膜の成分として、炭化チタン
（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（Ｔ
ｉ（Ｃ，Ｎ））といったチタン系セラミックスが現在最
も広く用いられている。さらに、耐摩耗性や靱性に優れ
ているが、耐酸化性に劣るチタン系セラミックス材料に
おいて、アルミニウムを添加することにより、セラミッ
クスコーティング膜の耐摩耗性と耐酸化性とを両立させ
る方法が開発されている。現在では、そのようなセラミ
ックスコーティング膜の成分として、窒化チタンアルミ
ニウム（（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ）が用いられつつある。
ラミックスコーティング膜の成分として、炭化チタン
（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（Ｔ
ｉ（Ｃ，Ｎ））といったチタン系セラミックスが現在最
も広く用いられている。さらに、耐摩耗性や靱性に優れ
ているが、耐酸化性に劣るチタン系セラミックス材料に
おいて、アルミニウムを添加することにより、セラミッ
クスコーティング膜の耐摩耗性と耐酸化性とを両立させ
る方法が開発されている。現在では、そのようなセラミ
ックスコーティング膜の成分として、窒化チタンアルミ
ニウム（（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ）が用いられつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切削さ
れる材料（以下、被削材という）が溶着しやすい場合に
は、工具の切れ刃近傍に被削材が溶着し、上記のような
セラミックスコーティング膜は、切れ刃の欠けを誘発す
るという欠点があった。
れる材料（以下、被削材という）が溶着しやすい場合に
は、工具の切れ刃近傍に被削材が溶着し、上記のような
セラミックスコーティング膜は、切れ刃の欠けを誘発す
るという欠点があった。
【０００５】そこで、この発明は、以上のような問題点
を考慮し、チタン系セラミックスの優れた点を活かしつ
つ、被覆切削工具の表面への被削材の溶着を防ぐため
に、耐溶着性を向上させることが可能な被覆切削工具お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
を考慮し、チタン系セラミックスの優れた点を活かしつ
つ、被覆切削工具の表面への被削材の溶着を防ぐため
に、耐溶着性を向上させることが可能な被覆切削工具お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の１つの局面に
従った被覆切削工具は、超硬合金からなる基材と、その
基材の表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備える。耐
摩耗性被膜は、窒化チタン膜と、複合窒化膜とを含む。
窒化チタン膜は基材の表面に接して形成されている。複
合窒化膜は、窒化チタン膜の上に形成され、チタンとバ
ナジウムと窒素と不可避的不純物とを含有する。耐摩耗
性被膜の最表面が、酸化バナジウムを含む、融点が１０
００℃以下の低融点酸化物で被覆されている。低融点酸
化物としては五酸化二バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）などの酸
化バナジウムが挙げられる。
従った被覆切削工具は、超硬合金からなる基材と、その
基材の表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備える。耐
摩耗性被膜は、窒化チタン膜と、複合窒化膜とを含む。
窒化チタン膜は基材の表面に接して形成されている。複
合窒化膜は、窒化チタン膜の上に形成され、チタンとバ
ナジウムと窒素と不可避的不純物とを含有する。耐摩耗
性被膜の最表面が、酸化バナジウムを含む、融点が１０
００℃以下の低融点酸化物で被覆されている。低融点酸
化物としては五酸化二バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）などの酸
化バナジウムが挙げられる。
【０００７】また、上記の複合窒化膜は、チタンとバナ
ジウムと炭素と窒素と不可避的不純物とを含有する複合
炭窒化膜でもよい。
ジウムと炭素と窒素と不可避的不純物とを含有する複合
炭窒化膜でもよい。
【０００８】好ましくは、切削工具の切削に関与する部
位、すなわち被削材と擦れる逃げ面、切屑と擦れるすく
い面、それら２つの面の境界部に当たる稜線部のいずれ
か１つ以上の部位に、上記の低融点酸化物で被覆された
耐摩耗性被膜が形成されている。
位、すなわち被削材と擦れる逃げ面、切屑と擦れるすく
い面、それら２つの面の境界部に当たる稜線部のいずれ
か１つ以上の部位に、上記の低融点酸化物で被覆された
耐摩耗性被膜が形成されている。
【０００９】複合窒化膜中の原子比率として（バナジウ
ム）／｛（チタン）＋（バナジウム）｝の値が０．０２
以上０．６以下であるのが好ましい。
ム）／｛（チタン）＋（バナジウム）｝の値が０．０２
以上０．６以下であるのが好ましい。
【００１０】上述の本発明の１つの局面に従った被覆切
削工具の製造方法においては、蒸発源として、チタンお
よびバナジウムのそれぞれの金属、またはチタンとバナ
ジウムの合金を用いて、反応ガスとして少なくとも窒素
を含むガスを用いてＰＶＤ法によって窒化チタン膜の上
に複合窒化膜を形成する工程と、酸素または水蒸気を含
有する雰囲気中で複合窒化膜の表面を加熱処理すること
によって酸化して複合窒化膜の最表面に低融点酸化物を
形成する工程が採用される。
削工具の製造方法においては、蒸発源として、チタンお
よびバナジウムのそれぞれの金属、またはチタンとバナ
ジウムの合金を用いて、反応ガスとして少なくとも窒素
を含むガスを用いてＰＶＤ法によって窒化チタン膜の上
に複合窒化膜を形成する工程と、酸素または水蒸気を含
有する雰囲気中で複合窒化膜の表面を加熱処理すること
によって酸化して複合窒化膜の最表面に低融点酸化物を
形成する工程が採用される。
【００１１】また、複合窒化膜が、チタンとバナジウム
と炭素と窒素と不可避的不純物とを含有する複合炭窒化
膜である場合には、上述のような被覆切削工具の製造方
法においては、蒸発源として、チタンおよびバナジウム
のそれぞれの金属、またはチタンとバナジウムの合金を
用いて、反応ガスとして少なくとも窒素と炭化水素を含
むガスを用いてＰＶＤ法によって窒化チタン膜の上に複
合炭窒化膜を形成する工程と、酸素または水蒸気を含有
する雰囲気中で複合炭窒化膜の表面を加熱処理すること
によって酸化して複合炭窒化膜の最表面に低融点酸化物
を形成する工程が採用される。
と炭素と窒素と不可避的不純物とを含有する複合炭窒化
膜である場合には、上述のような被覆切削工具の製造方
法においては、蒸発源として、チタンおよびバナジウム
のそれぞれの金属、またはチタンとバナジウムの合金を
用いて、反応ガスとして少なくとも窒素と炭化水素を含
むガスを用いてＰＶＤ法によって窒化チタン膜の上に複
合炭窒化膜を形成する工程と、酸素または水蒸気を含有
する雰囲気中で複合炭窒化膜の表面を加熱処理すること
によって酸化して複合炭窒化膜の最表面に低融点酸化物
を形成する工程が採用される。
【００１２】上述の製造方法において加熱処理は、４０
０℃以上の温度で行なわれるのが好ましい。
０℃以上の温度で行なわれるのが好ましい。
【００１３】また、この発明のもう１つの局面に従った
被覆切削工具は、超硬合金からなる基材と、その基材の
表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備える。耐摩耗性
被膜は、窒化チタン膜と複合窒化膜とを含む。窒化チタ
ン膜は基材の表面に接して形成されている。複合窒化膜
は、窒化チタン膜の上に形成され、チタンとアルミニウ
ムとバナジウムと窒素と不可避的不純物とを含有する。
耐摩耗性被膜の最表面が、酸化バナジウムを含む、融点
が１０００℃以下の低融点酸化物で被覆されている。
被覆切削工具は、超硬合金からなる基材と、その基材の
表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備える。耐摩耗性
被膜は、窒化チタン膜と複合窒化膜とを含む。窒化チタ
ン膜は基材の表面に接して形成されている。複合窒化膜
は、窒化チタン膜の上に形成され、チタンとアルミニウ
ムとバナジウムと窒素と不可避的不純物とを含有する。
耐摩耗性被膜の最表面が、酸化バナジウムを含む、融点
が１０００℃以下の低融点酸化物で被覆されている。
【００１４】また、複合窒化膜は、チタンとアルミニウ
ムとバナジウムと炭素と窒素と不可避的不純物とを含有
する複合炭窒化膜でもよい。
ムとバナジウムと炭素と窒素と不可避的不純物とを含有
する複合炭窒化膜でもよい。
【００１５】好ましくは、切削工具の切削に関与する部
位、すなわち、被削材と擦れる逃げ面、切屑と擦れるす
くい面、それら２つの面の境界部に当たる稜線部のいず
れか１つ以上の部位に、上記の低融点酸化物で被覆され
た耐摩耗性被膜が形成されている。
位、すなわち、被削材と擦れる逃げ面、切屑と擦れるす
くい面、それら２つの面の境界部に当たる稜線部のいず
れか１つ以上の部位に、上記の低融点酸化物で被覆され
た耐摩耗性被膜が形成されている。
【００１６】複合窒化膜中の原子比率として、（バナジ
ウム）／｛（チタン）＋（アルミニウム）＋（バナジウ
ム）｝の値が０．０２以上０．６以下であるのが好まし
い。
ウム）／｛（チタン）＋（アルミニウム）＋（バナジウ
ム）｝の値が０．０２以上０．６以下であるのが好まし
い。
【００１７】上述の本発明のもう１つの局面に従った被
覆切削工具の製造方法においては、蒸発源として、チタ
ン、アルミニウムおよびバナジウムのそれぞれの金属、
またはチタン、アルミニウムおよびバナジウムのいずれ
か２つ以上の組合せからなる合金を用いて、反応ガスと
して少なくとも窒素を含むガスを用いてＰＶＤ法によっ
て窒化チタン膜の上に複合窒化膜を形成する工程と、酸
素または水蒸気を含有する雰囲気中で複合窒化膜の表面
を加熱処理することによって酸化して複合窒化膜の最表
面に低融点酸化物を形成する工程を採用する。
覆切削工具の製造方法においては、蒸発源として、チタ
ン、アルミニウムおよびバナジウムのそれぞれの金属、
またはチタン、アルミニウムおよびバナジウムのいずれ
か２つ以上の組合せからなる合金を用いて、反応ガスと
して少なくとも窒素を含むガスを用いてＰＶＤ法によっ
て窒化チタン膜の上に複合窒化膜を形成する工程と、酸
素または水蒸気を含有する雰囲気中で複合窒化膜の表面
を加熱処理することによって酸化して複合窒化膜の最表
面に低融点酸化物を形成する工程を採用する。
【００１８】また、複合窒化膜がチタンとアルミニウム
とバナジウムと炭素と窒素と不可避的不純物とを含有す
る複合炭窒化膜である場合には、上記の被覆切削工具を
製造する方法においては、蒸発源として、チタン、アル
ミニウムおよびバナジウムのそれぞれの金属、またはチ
タン、アルミニウムおよびバナジウムのいずれか２つ以
上の組合せからなる合金を用いて、反応ガスとして少な
くとも窒素と炭化水素を含むガスを用いてＰＶＤ法によ
って窒化チタン膜の上に複合炭窒化膜を形成する工程
と、酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で複合炭窒化
膜の表面を加熱処理することによって酸化して複合炭窒
化膜の最表面に低融点酸化物を形成する工程を採用す
る。
とバナジウムと炭素と窒素と不可避的不純物とを含有す
る複合炭窒化膜である場合には、上記の被覆切削工具を
製造する方法においては、蒸発源として、チタン、アル
ミニウムおよびバナジウムのそれぞれの金属、またはチ
タン、アルミニウムおよびバナジウムのいずれか２つ以
上の組合せからなる合金を用いて、反応ガスとして少な
くとも窒素と炭化水素を含むガスを用いてＰＶＤ法によ
って窒化チタン膜の上に複合炭窒化膜を形成する工程
と、酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で複合炭窒化
膜の表面を加熱処理することによって酸化して複合炭窒
化膜の最表面に低融点酸化物を形成する工程を採用す
る。
【００１９】上述の製造方法において加熱処理は４００
℃以上の温度で行なわれるのが好ましい。
℃以上の温度で行なわれるのが好ましい。
【００２０】また、本発明の被覆切削工具の製造方法に
おいて採用されるＰＶＤ法は、カソードアークイオンプ
レーティング法、反応性スパッタリング法などである。
おいて採用されるＰＶＤ法は、カソードアークイオンプ
レーティング法、反応性スパッタリング法などである。
【００２１】以上のような被覆切削工具およびその製造
方法に関する本発明は、以下のような発明者の知見に基
づいてなされたものである。
方法に関する本発明は、以下のような発明者の知見に基
づいてなされたものである。
【００２２】切削チップにおいては、被削材や切屑と接
触する部位の温度が非常に高くなり、単純な擦り摩耗に
加えて、大気中の酸素または切削中に用いられる切削油
材中の水分と耐摩耗性被膜の成分との間で酸化反応が生
じており、いわゆる酸化摩耗（酸化により耐摩耗性被膜
が劣化し、この部分がはぎ取られていく現象と考えられ
ている）が生じているとされている。
触する部位の温度が非常に高くなり、単純な擦り摩耗に
加えて、大気中の酸素または切削中に用いられる切削油
材中の水分と耐摩耗性被膜の成分との間で酸化反応が生
じており、いわゆる酸化摩耗（酸化により耐摩耗性被膜
が劣化し、この部分がはぎ取られていく現象と考えられ
ている）が生じているとされている。
【００２３】さらに、被削材が切削工具の一部に溶着
し、いわゆる構成刃先を形成する現象も多く見られる。
この現象は、切削加工中の温度で軟化した被削材が工具
の切れ刃近傍に接触し、付着し、再び固化することによ
って生ずる。また、この現象は、特に断続切削、あるい
は１つの切れ刃で多数の被削材としての部品を加工する
際に、切れ刃の欠損を招くという問題を引き起こす。
し、いわゆる構成刃先を形成する現象も多く見られる。
この現象は、切削加工中の温度で軟化した被削材が工具
の切れ刃近傍に接触し、付着し、再び固化することによ
って生ずる。また、この現象は、特に断続切削、あるい
は１つの切れ刃で多数の被削材としての部品を加工する
際に、切れ刃の欠損を招くという問題を引き起こす。
【００２４】これらの従来の被覆切削工具の問題点を克
服するために、窒化チタン（ＴｉＮ）や炭化チタン（Ｔ
ｉＣ）等のチタン系セラミックスコーティング、または
これらとアルミナセラミックスとの積層コーティング
や、窒化チタンアルミニウム（（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ）コー
ティングが広く用いられている。しかし、いずれのコー
ティングも被膜の耐酸化性と耐摩耗性の向上を目的とし
たものであり、溶着防止の観点から問題を解決できる技
術ではなかった。
服するために、窒化チタン（ＴｉＮ）や炭化チタン（Ｔ
ｉＣ）等のチタン系セラミックスコーティング、または
これらとアルミナセラミックスとの積層コーティング
や、窒化チタンアルミニウム（（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ）コー
ティングが広く用いられている。しかし、いずれのコー
ティングも被膜の耐酸化性と耐摩耗性の向上を目的とし
たものであり、溶着防止の観点から問題を解決できる技
術ではなかった。
【００２５】そこで、本発明者らは、各種セラミックス
の持つ多種多様な特徴を活かすことのできる被膜を検討
する中から、切削工具の切削に関与する部位、すなわち
被削材と擦れる逃げ面、切屑と擦れるすくい面、それら
２つの面の境界部に当たる稜線部のいずれか１つ以上の
部位が、１０００℃以下の融点を持った酸化物で覆われ
ていれば、切削加工中の溶着現象をなくすことができる
ことを見出した。
の持つ多種多様な特徴を活かすことのできる被膜を検討
する中から、切削工具の切削に関与する部位、すなわち
被削材と擦れる逃げ面、切屑と擦れるすくい面、それら
２つの面の境界部に当たる稜線部のいずれか１つ以上の
部位が、１０００℃以下の融点を持った酸化物で覆われ
ていれば、切削加工中の溶着現象をなくすことができる
ことを見出した。
【００２６】コーティング膜を構成する化合物として
は、（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）または（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）
（Ｃ，Ｎ）を用いるのが好ましいことを見出した。
は、（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）または（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）
（Ｃ，Ｎ）を用いるのが好ましいことを見出した。
【００２７】また、このようなコーティング膜を構成す
る化合物の組成を制御するためには、コーティング方法
として、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）および
バナジウム（Ｖ）のすべてを含む合金からなる蒸発源、
あるいはそれぞれの単独金属成分からなる蒸発源を用い
てカソードアークイオンプレーティング法、または反応
性スパッタリング法などのＰＶＤ法を採用するのが好ま
しいことを見出した。
る化合物の組成を制御するためには、コーティング方法
として、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）および
バナジウム（Ｖ）のすべてを含む合金からなる蒸発源、
あるいはそれぞれの単独金属成分からなる蒸発源を用い
てカソードアークイオンプレーティング法、または反応
性スパッタリング法などのＰＶＤ法を採用するのが好ま
しいことを見出した。
【００２８】さらに、上記のようなコーティング膜の表
面に融点が１０００℃以下の低融点酸化物を析出させる
方法として、上記のコーティング膜を形成した被覆切削
工具を、酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で加熱処
理する方法が好ましいことを見出した。
面に融点が１０００℃以下の低融点酸化物を析出させる
方法として、上記のコーティング膜を形成した被覆切削
工具を、酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で加熱処
理する方法が好ましいことを見出した。
【００２９】まず、耐摩耗性被膜が低融点の酸化物で覆
われていることが、本発明の第１の特徴である。このよ
うに低融点の酸化物で耐摩耗性被膜を覆うのは、切削中
の摩擦熱で酸化物が軟化または溶融状態になり、溶着し
た被削材が容易に脱落し、溶着そのものが生じなくなる
からである。
われていることが、本発明の第１の特徴である。このよ
うに低融点の酸化物で耐摩耗性被膜を覆うのは、切削中
の摩擦熱で酸化物が軟化または溶融状態になり、溶着し
た被削材が容易に脱落し、溶着そのものが生じなくなる
からである。
【００３０】従来から切削工具用の耐摩耗性被膜として
用いられてきたチタンの炭窒化物、チタン−アルミニウ
ムの複合炭窒化物は、切削加工中にその表面が酸化さ
れ、チタンの酸化物やアルミニウムの酸化物を形成す
る。特に、アルミニウムの酸化物であるアルミナ（化学
式：Ａｌ2 Ｏ3 ）は、高い高温硬度と優れた安定性を有
しているために、最近の切削速度の高速化や高硬度の被
削材の加工において優れた性能を示している。
用いられてきたチタンの炭窒化物、チタン−アルミニウ
ムの複合炭窒化物は、切削加工中にその表面が酸化さ
れ、チタンの酸化物やアルミニウムの酸化物を形成す
る。特に、アルミニウムの酸化物であるアルミナ（化学
式：Ａｌ2 Ｏ3 ）は、高い高温硬度と優れた安定性を有
しているために、最近の切削速度の高速化や高硬度の被
削材の加工において優れた性能を示している。
【００３１】しかしながら、これらの酸化膜は、高温硬
度が高いために、切削加工中に被削材が溶着する現象に
対しては何ら抑制効果を持たないことがわかった。すな
わち、溶着物と耐摩耗性被膜との間の密着力が高く、構
成刃先の成長を招き、結果として切れ刃先端部の大規模
な欠損等の現象を引き起こしていた。
度が高いために、切削加工中に被削材が溶着する現象に
対しては何ら抑制効果を持たないことがわかった。すな
わち、溶着物と耐摩耗性被膜との間の密着力が高く、構
成刃先の成長を招き、結果として切れ刃先端部の大規模
な欠損等の現象を引き起こしていた。
【００３２】そこで、耐摩耗性被膜の表面に生ずる酸化
膜と溶着現象との関係について詳細にわたる検討を行な
ったところ、この酸化膜の最表面部が低い融点を持った
酸化物で覆われていれば、溶着した被削材が容易に、す
なわち構成刃先が成長する前に脱落し、切れ刃先端部の
微小な欠損をなくすことができるという結論に達した。
膜と溶着現象との関係について詳細にわたる検討を行な
ったところ、この酸化膜の最表面部が低い融点を持った
酸化物で覆われていれば、溶着した被削材が容易に、す
なわち構成刃先が成長する前に脱落し、切れ刃先端部の
微小な欠損をなくすことができるという結論に達した。
【００３３】さて、このような低融点酸化物としては、
切削中の刃先の表面温度が局所的には１０００℃以上に
達することが本発明者らの測定によって確認されたこと
から、１０００℃以下の融点を有するものが適切であ
る。さらに、酸化する前の物質が高い硬度を持つこと
が、耐摩耗性の観点から好ましい。これらの条件を満た
す物質としては、バナジウムが最も好ましいことを、種
々の金属、金属窒化物、金属炭化物を試作、検討する中
から見出した。
切削中の刃先の表面温度が局所的には１０００℃以上に
達することが本発明者らの測定によって確認されたこと
から、１０００℃以下の融点を有するものが適切であ
る。さらに、酸化する前の物質が高い硬度を持つこと
が、耐摩耗性の観点から好ましい。これらの条件を満た
す物質としては、バナジウムが最も好ましいことを、種
々の金属、金属窒化物、金属炭化物を試作、検討する中
から見出した。
【００３４】バナジウムの炭化物、窒化物は、それぞれ
ビッカース硬度で２９００ｋｇ／ｍｍ2 、１５００ｋｇ
／ｍｍ2 を有する高硬度物質である。また、バナジウム
の酸化物である五酸化二バナジウム（化学式：Ｖ
2 Ｏ5 ）は、６８０℃という低い融点を持つという、特
異な物質である。さらに、バナジウムと鉄等の複合酸化
物（バナジウム酸塩）も、１０００℃以下という低い融
点を持っている。たとえば、Ｆｅ2 Ｏ3 ・Ｖ2 Ｏ5 の融
点は８６０℃、Ｃｒ2 Ｏ3 ・Ｖ2 Ｏ5 の融点は８５０
℃、３ＮｉＯ・Ｖ2 Ｏ5 の融点は９００℃程度である。
これに対して、チタン、アルミニウムの酸化物であるチ
タニア（ＴｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は、それ
ぞれ１８５０℃、２０５０℃という非常に高い融点を有
している。
ビッカース硬度で２９００ｋｇ／ｍｍ2 、１５００ｋｇ
／ｍｍ2 を有する高硬度物質である。また、バナジウム
の酸化物である五酸化二バナジウム（化学式：Ｖ
2 Ｏ5 ）は、６８０℃という低い融点を持つという、特
異な物質である。さらに、バナジウムと鉄等の複合酸化
物（バナジウム酸塩）も、１０００℃以下という低い融
点を持っている。たとえば、Ｆｅ2 Ｏ3 ・Ｖ2 Ｏ5 の融
点は８６０℃、Ｃｒ2 Ｏ3 ・Ｖ2 Ｏ5 の融点は８５０
℃、３ＮｉＯ・Ｖ2 Ｏ5 の融点は９００℃程度である。
これに対して、チタン、アルミニウムの酸化物であるチ
タニア（ＴｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は、それ
ぞれ１８５０℃、２０５０℃という非常に高い融点を有
している。
【００３５】しかしながら、バナジウムの炭化物、窒化
物をそのまま被覆切削工具の表面被覆膜として用いる
と、原料コストの面ではもちろん、切削性能そのもの
も、従来のチタン系のセラミックス膜に比べて耐摩耗
性、密着性等で劣る。
物をそのまま被覆切削工具の表面被覆膜として用いる
と、原料コストの面ではもちろん、切削性能そのもの
も、従来のチタン系のセラミックス膜に比べて耐摩耗
性、密着性等で劣る。
【００３６】そこで、公知のＴｉＮセラミックス膜、Ｔ
ｉ（Ｃ，Ｎ）セラミックス膜または（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ複
合窒化セラミックス膜に、バナジウムの窒化物を添加
し、両者の持つ優れた特徴を活かすことができる。
ｉ（Ｃ，Ｎ）セラミックス膜または（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ複
合窒化セラミックス膜に、バナジウムの窒化物を添加
し、両者の持つ優れた特徴を活かすことができる。
【００３７】本発明では、（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜ま
たは（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜においては、Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）が膜の耐摩耗性を、ＡｌＮが膜の耐酸化性
を、Ｖが自己修復性のある酸化バナジウムの原料として
の役割をそれぞれ果たし、耐摩耗性と耐欠損性の両立が
発揮される。
たは（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜においては、Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）が膜の耐摩耗性を、ＡｌＮが膜の耐酸化性
を、Ｖが自己修復性のある酸化バナジウムの原料として
の役割をそれぞれ果たし、耐摩耗性と耐欠損性の両立が
発揮される。
【００３８】（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜または（Ｔｉ，
Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜へのバナジウムの添加量は、金
属成分（Ｔｉ，Ｖ）または（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）の組成の
合計に占めるバナジウムの原子比率で最適化できる。そ
の最適値は｛Ｖ／（Ｔｉ＋Ｖ）｝または｛Ｖ／（Ｔｉ＋
Ａｌ＋Ｖ）｝が０．０２以上０．６以下（２％以上６０
％以下）である。上記の原子比率が２％以下では、後で
述べる方法で表面に酸化物を形成した場合には、ごくわ
ずかな酸化バナジウムしか生成されず、本発明の目的と
する溶着防止に全く効果がない。また、上記の原子比率
が６０％以上では、ベースになるＴｉＮ膜、Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ）膜または（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜の特性が劣化するた
め、逆効果になる。
Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜へのバナジウムの添加量は、金
属成分（Ｔｉ，Ｖ）または（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）の組成の
合計に占めるバナジウムの原子比率で最適化できる。そ
の最適値は｛Ｖ／（Ｔｉ＋Ｖ）｝または｛Ｖ／（Ｔｉ＋
Ａｌ＋Ｖ）｝が０．０２以上０．６以下（２％以上６０
％以下）である。上記の原子比率が２％以下では、後で
述べる方法で表面に酸化物を形成した場合には、ごくわ
ずかな酸化バナジウムしか生成されず、本発明の目的と
する溶着防止に全く効果がない。また、上記の原子比率
が６０％以上では、ベースになるＴｉＮ膜、Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ）膜または（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜の特性が劣化するた
め、逆効果になる。
【００３９】次に、上記のような組成や構造の制御を実
現するためには、耐摩耗性被膜の形成方法として、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｖのすべてを含んだ合金からなる蒸発源、ま
たはそれぞれの単独金属成分からなる蒸発源を用いたＰ
ＶＤ法を採用することが必要である。特に、ＰＶＤ法と
してカソードアークイオンプレーティング法、または反
応性スパッタリング法を採用するのが好ましい。ＣＶＤ
（化学蒸着）法では、（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）の
ような化学反応論的に比平衡な物質の形成が不可能であ
るため、好ましくない。
現するためには、耐摩耗性被膜の形成方法として、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｖのすべてを含んだ合金からなる蒸発源、ま
たはそれぞれの単独金属成分からなる蒸発源を用いたＰ
ＶＤ法を採用することが必要である。特に、ＰＶＤ法と
してカソードアークイオンプレーティング法、または反
応性スパッタリング法を採用するのが好ましい。ＣＶＤ
（化学蒸着）法では、（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）の
ような化学反応論的に比平衡な物質の形成が不可能であ
るため、好ましくない。
【００４０】カソードアークイオンプレーティング法、
反応性スパッタリング法のいずれの場合においても、コ
ーティング装置の真空容器の側面、頂面あるいは底面に
蒸発源を取付け、その真空容器内の基材支持治具に基材
をセットし、治具に回転等の運動を起こさせることによ
り、本発明に従った材質からなる膜を工具の表面に均一
な厚みで形成することができる。
反応性スパッタリング法のいずれの場合においても、コ
ーティング装置の真空容器の側面、頂面あるいは底面に
蒸発源を取付け、その真空容器内の基材支持治具に基材
をセットし、治具に回転等の運動を起こさせることによ
り、本発明に従った材質からなる膜を工具の表面に均一
な厚みで形成することができる。
【００４１】また、一般に、任意の組成のＴｉ−Ａｌ−
Ｖ合金は、製造上の困難さ等から極めて高価である場合
があるが、市販されているＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金を用
いた蒸発源も使用可能であるので、比較的低いコストで
購入することができる。また、それぞれの単独金属成分
の蒸発源を用いるのであれば、合金を形成する困難さを
回避できる。
Ｖ合金は、製造上の困難さ等から極めて高価である場合
があるが、市販されているＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金を用
いた蒸発源も使用可能であるので、比較的低いコストで
購入することができる。また、それぞれの単独金属成分
の蒸発源を用いるのであれば、合金を形成する困難さを
回避できる。
【００４２】さらに、耐摩耗性被膜の表面に融点が１０
００℃以下の低融点酸化物を析出させる方法としては、
バナジウムを含有する耐摩耗性被膜を形成した被覆切削
工具に、酸素あるいは水蒸気を含有する雰囲気中で４０
０℃以上の加熱処理を施せばよい。４００℃以下の温度
でも酸化反応は起きるが、所定の効果を発揮できるだけ
の低融点酸化物膜の厚みを得るためには非常に長い時間
を要するため、好ましくない。
００℃以下の低融点酸化物を析出させる方法としては、
バナジウムを含有する耐摩耗性被膜を形成した被覆切削
工具に、酸素あるいは水蒸気を含有する雰囲気中で４０
０℃以上の加熱処理を施せばよい。４００℃以下の温度
でも酸化反応は起きるが、所定の効果を発揮できるだけ
の低融点酸化物膜の厚みを得るためには非常に長い時間
を要するため、好ましくない。
【００４３】なお、基材に接して形成される膜としては
ＴｉＮ膜が好ましい。基材に直接、（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）
Ｎ膜または（（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）Ｃ，Ｎ）膜を形成する
よりも、ＴｉＮ膜を介在させて基材の上に形成する方
が、高い密着強度が得られる。
ＴｉＮ膜が好ましい。基材に直接、（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）
Ｎ膜または（（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）Ｃ，Ｎ）膜を形成する
よりも、ＴｉＮ膜を介在させて基材の上に形成する方
が、高い密着強度が得られる。
【００４４】
【実施例】まず、本発明に従った被膜の形成方法を、カ
ソードアークイオンプレーティング法を一例にして説明
する。
ソードアークイオンプレーティング法を一例にして説明
する。
【００４５】図１に示すように、有機溶剤等の洗浄液で
洗浄した所定の基材２を、矢印Ｒで示す方向に回転可能
な基材支持具３にセットする。２ヶ所の金属蒸発源８に
はＴｉ、Ａｌ、Ｖの所定の比率の組成からなる合金また
はそれぞれの単独金属成分からなる蒸発源を、それぞれ
セットする。
洗浄した所定の基材２を、矢印Ｒで示す方向に回転可能
な基材支持具３にセットする。２ヶ所の金属蒸発源８に
はＴｉ、Ａｌ、Ｖの所定の比率の組成からなる合金また
はそれぞれの単独金属成分からなる蒸発源を、それぞれ
セットする。
【００４６】まず、真空排気装置（図示されていない）
により反応槽１の内部を１×１０-3Ｐａ以下まで排気し
た後、原料ガス供給ノズル４よりアルゴンガスを流しな
がら、基材加熱ヒータ７により基材２を加熱する。超硬
合金からなる基材２の加熱温度は５５０〜６００℃であ
るのが好ましい。基材２の温度が所定の温度まで上昇し
たら、反応槽１の内部の圧力が２．７Ｐａ（２０ｍＴｏ
ｒｒ）になるようにアルゴンガス流量を調整し、直流電
源５より−１０００Ｖを基材支持具３と基材２に印加
し、反応槽１の内部にアルゴンプラズマを発生させ、基
材２の表面をプラズマクリーニングする。この操作によ
って基材２の表面の汚れや酸化膜が取り除かれる。
により反応槽１の内部を１×１０-3Ｐａ以下まで排気し
た後、原料ガス供給ノズル４よりアルゴンガスを流しな
がら、基材加熱ヒータ７により基材２を加熱する。超硬
合金からなる基材２の加熱温度は５５０〜６００℃であ
るのが好ましい。基材２の温度が所定の温度まで上昇し
たら、反応槽１の内部の圧力が２．７Ｐａ（２０ｍＴｏ
ｒｒ）になるようにアルゴンガス流量を調整し、直流電
源５より−１０００Ｖを基材支持具３と基材２に印加
し、反応槽１の内部にアルゴンプラズマを発生させ、基
材２の表面をプラズマクリーニングする。この操作によ
って基材２の表面の汚れや酸化膜が取り除かれる。
【００４７】次に、反応槽１の内部からアルゴンガスを
排気し、原料ガス供給ノズル４から反応槽１の内部の圧
力が４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）になるように窒素ガ
スを導入し、直流電源５の電圧を−２００Ｖまで下げ
る。そして、カソードアーク電源６から金属蒸発源８へ
−３０Ｖ、１００Ａの電力を供給し、蒸発源８の表面よ
り金属チタン、金属アルミニウム、金属バナジウムのそ
れぞれのイオンを発生させる。すると、蒸発源８を構成
する合金比率に応じた組成のＴｉ、Ａｌ、Ｖが雰囲気中
の窒素と反応し、基材２の表面にＴｉ、Ａｌ、Ｖの所定
の比率の組成からなる合金またはそれぞれの金属の窒化
膜が形成され、目標とする（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）Ｎ膜また
はそれぞれの単独金属窒化物膜（たとえばＴｉＮ膜，Ｖ
Ｎ膜）が得られる。
排気し、原料ガス供給ノズル４から反応槽１の内部の圧
力が４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）になるように窒素ガ
スを導入し、直流電源５の電圧を−２００Ｖまで下げ
る。そして、カソードアーク電源６から金属蒸発源８へ
−３０Ｖ、１００Ａの電力を供給し、蒸発源８の表面よ
り金属チタン、金属アルミニウム、金属バナジウムのそ
れぞれのイオンを発生させる。すると、蒸発源８を構成
する合金比率に応じた組成のＴｉ、Ａｌ、Ｖが雰囲気中
の窒素と反応し、基材２の表面にＴｉ、Ａｌ、Ｖの所定
の比率の組成からなる合金またはそれぞれの金属の窒化
膜が形成され、目標とする（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）Ｎ膜また
はそれぞれの単独金属窒化物膜（たとえばＴｉＮ膜，Ｖ
Ｎ膜）が得られる。
【００４８】炭窒化物膜を得るためには、窒素ガスに代
えて、メタンガス等の炭化水素ガスを原料ガス供給ノズ
ル４から、反応槽１の内部に流せばよい。
えて、メタンガス等の炭化水素ガスを原料ガス供給ノズ
ル４から、反応槽１の内部に流せばよい。
【００４９】本発明品を作製するに当たっては、まず、
金属チタンのみからなる蒸発源に電力を供給し、基材２
の表面に隣接する膜として窒化チタン（ＴｉＮ）膜を所
定の厚みになるように形成した。その後、所定の合金組
成からなるＴｉ−Ｖ合金の蒸発源またはＴｉ−Ｖ−Ａｌ
合金の蒸発源に電力を供給し、窒素ガス単独、または窒
素ガスと炭化水素ガスの混合ガスとを反応させることに
より、表１の本発明品１〜６に示す組成の（Ｔｉ，Ｖ）
Ｎ膜、（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜、（Ｔｉ，Ａ
ｌ，Ｖ）Ｎ膜、（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜を作成した。
金属チタンのみからなる蒸発源に電力を供給し、基材２
の表面に隣接する膜として窒化チタン（ＴｉＮ）膜を所
定の厚みになるように形成した。その後、所定の合金組
成からなるＴｉ−Ｖ合金の蒸発源またはＴｉ−Ｖ−Ａｌ
合金の蒸発源に電力を供給し、窒素ガス単独、または窒
素ガスと炭化水素ガスの混合ガスとを反応させることに
より、表１の本発明品１〜６に示す組成の（Ｔｉ，Ｖ）
Ｎ膜、（Ｔｉ，Ａｌ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜、（Ｔｉ，Ａ
ｌ，Ｖ）Ｎ膜、（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）膜を作成した。
【００５０】被膜の形成が終了したら、まず、カソード
アーク電源６の供給を停止した。次に、原料ガス供給ノ
ズル４からのガスの導入を停止し、その後、直流電源５
の供給を停止して、基材加熱ヒータ７を切った。その
後、基材２を冷却し、温度が１００℃以下になったら基
材２を反応槽１から取り出した。
アーク電源６の供給を停止した。次に、原料ガス供給ノ
ズル４からのガスの導入を停止し、その後、直流電源５
の供給を停止して、基材加熱ヒータ７を切った。その
後、基材２を冷却し、温度が１００℃以下になったら基
材２を反応槽１から取り出した。
【００５１】基材としてはグレードがＪＩＳ Ｐ３０の
超硬合金を用い、チップ形状はＪＩＳ規格のＳＤＫＮ４
２のものを用いた。比較のために、窒化チタン膜（比較
例２，４）、窒化チタンアルミニウム膜（比較例１，
３，５）を上記と同様の方法により作製した。
超硬合金を用い、チップ形状はＪＩＳ規格のＳＤＫＮ４
２のものを用いた。比較のために、窒化チタン膜（比較
例２，４）、窒化チタンアルミニウム膜（比較例１，
３，５）を上記と同様の方法により作製した。
【００５２】なお、本発明品１〜３については大気中で
酸化処理を温度６００℃にて３０分間実施し、また本発
明品４〜６については水蒸気を含む雰囲気中で酸化処理
を温度４００℃にて３０分間実施することにより、それ
ぞれの被膜の表面を酸化させた。
酸化処理を温度６００℃にて３０分間実施し、また本発
明品４〜６については水蒸気を含む雰囲気中で酸化処理
を温度４００℃にて３０分間実施することにより、それ
ぞれの被膜の表面を酸化させた。
【００５３】切削試験における耐摩耗性、耐溶着性の評
価については、以下の切削試験条件の下で行なった。
価については、以下の切削試験条件の下で行なった。
【００５４】 切削方法：正面フライス加工 被削材 ：熱間ダイス鋼（ＪＩＳ ＳＫＤ６１） 切削速度：５０ｍ／ｍｉｎ 送り ：０．１８ｍｍ／刃 切り込み：２．０ｍｍ 切削油 ：乾式 寿命判定：切削長１０ｍで逃げ面摩耗幅（欠損したもの
については、欠損に至った切削長） 上記の切削試験の結果を表１に示す。
については、欠損に至った切削長） 上記の切削試験の結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】表１に示すように、本発明による被覆切削
工具（本発明品）では切れ刃の欠損を抑えることがで
き、従来のコーティング膜を被覆した切削工具（比較
例）よりも寿命が長いことが確認された。
工具（本発明品）では切れ刃の欠損を抑えることがで
き、従来のコーティング膜を被覆した切削工具（比較
例）よりも寿命が長いことが確認された。
【００５７】以上に開示された実施例はすべての点で例
示的に示すものであり制限的なものではないと考慮され
るべきである。本発明の範囲は、以上の実施例ではな
く、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許
請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正
や変形を含むものである。
示的に示すものであり制限的なものではないと考慮され
るべきである。本発明の範囲は、以上の実施例ではな
く、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許
請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正
や変形を含むものである。
【００５８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、切削工具
のすくい面と逃げ面等の切削に関与する部位において被
削材の溶着を防止することができ、切削工具の摩耗を穏
やかに進行させることができ、被膜の有する耐摩耗性を
最大限に活用することができる。また、本発明は、穴開
け加工、エンドミル加工、フライス切削、旋削ともに利
用することができ、有用である。
のすくい面と逃げ面等の切削に関与する部位において被
削材の溶着を防止することができ、切削工具の摩耗を穏
やかに進行させることができ、被膜の有する耐摩耗性を
最大限に活用することができる。また、本発明は、穴開
け加工、エンドミル加工、フライス切削、旋削ともに利
用することができ、有用である。
【図１】この発明の被覆切削工具の製造に用いられるカ
ソードアークイオンプレーティング装置の一例を概念的
に示す上面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
ソードアークイオンプレーティング装置の一例を概念的
に示す上面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
１ 反応槽 ２ 基材 ３ 基材支持具 ４ 原料ガス供給ノズル ５ 直流電源 ６ カソードアーク電源 ７ 基材加熱ヒータ ８ 蒸発源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 禮三 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 岡田 康孝 兵庫県尼崎市扶桑町１番８号 住友金属工 業株式会社総合技術研究所内
Claims (14)
- 【請求項１】 超硬合金からなる基材と、 前記基材の表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備え、 前記耐摩耗性被膜は、 前記基材の表面に接して形成された窒化チタン膜と、 前記窒化チタン膜の上に形成され、チタンとバナジウム
と窒素と不可避的不純物とを含有する複合窒化膜とを含
み、 前記耐摩耗性被膜の最表面が、酸化バナジウムを含む、
融点が１０００℃以下の低融点酸化物で被覆されてい
る、被覆切削工具。 - 【請求項２】 前記複合窒化膜は、チタンとバナジウム
と炭素と窒素と不可避的不純物とを含有する複合炭窒化
膜である、請求項１に記載の被覆切削工具。 - 【請求項３】 前記耐摩耗性被膜は、逃げ面、すくい面
および前記逃げ面と前記すくい面の境界部に相当する稜
線部のいずれか１つの部位に形成されている、請求項１
に記載の被覆切削工具。 - 【請求項４】 前記複合窒化膜中の原子比率として（バ
ナジウム）／｛（チタン）＋（バナジウム）｝の値が
０．０２以上０．６以下である、請求項１または２に記
載の被覆切削工具。 - 【請求項５】 蒸発源として、チタンおよびバナジウム
のそれぞれの金属、またはチタンとバナジウムの合金を
用いて、反応ガスとして少なくとも窒素を含むガスを用
いてＰＶＤ法によって前記窒化チタン膜の上に前記複合
窒化膜を形成する工程と、 酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で前記複合窒化膜
の表面を加熱処理することによって酸化して前記複合窒
化膜の最表面に前記低融点酸化物を形成する工程とを備
えた、請求項１に記載の被覆切削工具の製造方法。 - 【請求項６】 蒸発源として、チタンおよびバナジウム
のそれぞれの金属、またはチタンとバナジウムの合金を
用いて、反応ガスとして少なくとも窒素と炭化水素を含
むガスを用いてＰＶＤ法によって前記窒化チタン膜の上
に前記複合炭窒化膜を形成する工程と、 酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で前記複合炭窒化
膜の表面を加熱処理することによって酸化して前記複合
炭窒化膜の最表面に前記低融点酸化物を形成する工程と
を備えた、請求項２に記載の被覆切削工具の製造方法。 - 【請求項７】 前記加熱処理は、４００℃以上の温度で
行なわれる、請求項５または６に記載の被覆切削工具の
製造方法。 - 【請求項８】 超硬合金からなる基材と、 前記基材の表面上に形成された耐摩耗性被膜とを備え、 前記耐摩耗性被膜は、 前記基材の表面に接して形成された窒化チタン膜と、 前記窒化チタン膜の上に形成され、チタンとアルミニウ
ムとバナジウムと窒素と不可避的不純物とを含有する複
合窒化膜とを含み、 前記耐摩耗性被膜の最表面が、酸化バナジウムを含む、
融点が１０００℃以下の低融点酸化物で被覆されてい
る、被覆切削工具。 - 【請求項９】 前記複合窒化膜は、チタンとアルミニウ
ムとバナジウムと炭素と窒素と不可避的不純物とを含有
する複合炭窒化膜である、請求項８に記載の被覆切削工
具。 - 【請求項１０】 前記耐摩耗性被膜は、逃げ面、すくい
面および前記逃げ面と前記すくい面の境界部に相当する
稜線部のいずれか１つの部位に形成されている、請求項
８に記載の被覆切削工具。 - 【請求項１１】 前記複合窒化膜中の原子比率として
（バナジウム）／｛（チタン）＋（アルミニウム）＋
（バナジウム）｝の値が０．０２以上０．６以下であ
る、請求項８または９に記載の被覆切削工具。 - 【請求項１２】 蒸発源として、チタン、アルミニウム
およびバナジウムのそれぞれの金属、またはチタン、ア
ルミニウムおよびバナジウムのいずれか２つ以上の組合
せからなる合金を用いて、反応ガスとして少なくとも窒
素を含むガスを用いてＰＶＤ法によって前記窒化チタン
膜の上に前記複合窒化膜を形成する工程と、 酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で前記複合窒化膜
の表面を加熱処理することによって酸化して前記複合窒
化膜の最表面に前記低融点酸化物を形成する工程とを備
えた、請求項８に記載の被覆切削工具の製造方法。 - 【請求項１３】 蒸発源として、チタン、アルミニウム
およびバナジウムのそれぞれの金属、またはチタン、ア
ルミニウムおよびバナジウムのいずれか２つ以上の組合
せからなる合金を用いて、反応ガスとして少なくとも窒
素と炭化水素を含むガスを用いてＰＶＤ法によって前記
窒化チタン膜の上に前記複合炭窒化膜を形成する工程
と、 酸素または水蒸気を含有する雰囲気中で前記複合炭窒化
膜の表面を加熱処理することによって酸化して前記複合
炭窒化膜の最表面に前記低融点酸化物を形成する工程と
を備えた、請求項９に記載の被覆切削工具の製造方法。 - 【請求項１４】 前記加熱処理は、４００℃以上の温度
で行なわれる、請求項１２または１３に記載の被覆切削
工具の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32406796A JP3250966B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 被覆切削工具およびその製造方法 |
| DE1997630576 DE69730576T2 (de) | 1996-12-04 | 1997-11-20 | Beschichtetes Werkzeug und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP19970309334 EP0846784B1 (en) | 1996-12-04 | 1997-11-20 | Coated tool and method of manufacturing the same |
| US08/974,522 US5981049A (en) | 1996-12-04 | 1997-11-20 | Coated tool and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32406796A JP3250966B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 被覆切削工具およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10158861A true JPH10158861A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3250966B2 JP3250966B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=18161786
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32406796A Expired - Fee Related JP3250966B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 被覆切削工具およびその製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3250966B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6296928B1 (en) | 1998-10-27 | 2001-10-02 | Mmc Kobelco Tool Co., Ltd. | Hard coating coated member having excellent wear resistance |
| JP2002075398A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Toyota Motor Corp | 燃料電池用セパレータ |
| JP2003034858A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Kobe Steel Ltd | 切削工具用硬質皮膜およびその製造方法並びに硬質皮膜形成用ターゲット |
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