JPH10263903A - 炭化チタン被覆工具 - Google Patents
炭化チタン被覆工具Info
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- JPH10263903A JPH10263903A JP7750397A JP7750397A JPH10263903A JP H10263903 A JPH10263903 A JP H10263903A JP 7750397 A JP7750397 A JP 7750397A JP 7750397 A JP7750397 A JP 7750397A JP H10263903 A JPH10263903 A JP H10263903A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 等価Ｘ線回折強度ＰＲ（２００）やＰＲ（２
２０）の値が小さい周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の
炭化物からなる非酸化膜、特にＴｉの炭化物層を被覆す
ることにより、切削特性等の品質が安定した炭化チタン
被覆工具を提供する。 【解決手段】 基体表面に周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ
族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、並びに酸化アルミ
ニウムのいずれか一種の単層皮膜または二種以上の多層
皮膜を有しその少なくとも一層がチタンの炭化物からな
る炭化チタン被覆工具において、前記チタンの炭化物層
の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、
ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），ＰＲ（２２２）のう
ちＰＲ（３１１）が最も大きいことを特徴とする炭化チ
タン被覆工具。
２０）の値が小さい周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の
炭化物からなる非酸化膜、特にＴｉの炭化物層を被覆す
ることにより、切削特性等の品質が安定した炭化チタン
被覆工具を提供する。 【解決手段】 基体表面に周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ
族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、並びに酸化アルミ
ニウムのいずれか一種の単層皮膜または二種以上の多層
皮膜を有しその少なくとも一層がチタンの炭化物からな
る炭化チタン被覆工具において、前記チタンの炭化物層
の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、
ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），ＰＲ（２２２）のう
ちＰＲ（３１１）が最も大きいことを特徴とする炭化チ
タン被覆工具。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炭化チタン被覆工具
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、被覆工具は超硬質合金、高速度
鋼、特殊鋼よりなる基体表面に硬質皮膜を化学蒸着法
や、物理蒸着法により成膜することにより作製される。
このような被覆工具は皮膜の耐摩耗性と基体の強靭性と
を兼ね備えており、広く実用に供されている。特に、高
硬度材を高速で切削する場合に、切削工具の刃先温度は
１０００℃前後まで上がるとともに、被削材との接触に
よる摩耗や断続切削等の機械的衝撃に耐える必要があ
り、耐摩耗性と強靭性とを兼ね備えた被覆工具が重宝さ
れている。
鋼、特殊鋼よりなる基体表面に硬質皮膜を化学蒸着法
や、物理蒸着法により成膜することにより作製される。
このような被覆工具は皮膜の耐摩耗性と基体の強靭性と
を兼ね備えており、広く実用に供されている。特に、高
硬度材を高速で切削する場合に、切削工具の刃先温度は
１０００℃前後まで上がるとともに、被削材との接触に
よる摩耗や断続切削等の機械的衝撃に耐える必要があ
り、耐摩耗性と強靭性とを兼ね備えた被覆工具が重宝さ
れている。
【０００３】硬質皮膜には、耐摩耗性と靭性に優れた周
期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒
化物からなる非酸化膜や耐酸化性に優れた酸化膜が単層
あるいは多層膜として用いられる。非酸化膜では例えば
ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮが利用され、酸化膜では特に
α型酸化アルミニウムやκ型酸化アルミニウム等が利用
されている。特に、周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の
炭化物からなる非酸化膜は硬度が高く、耐摩耗性に優れ
るのが特長であり被覆工具に多用されているが、その欠
点は酸化されやすく特性が安定しないことである。
期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒
化物からなる非酸化膜や耐酸化性に優れた酸化膜が単層
あるいは多層膜として用いられる。非酸化膜では例えば
ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮが利用され、酸化膜では特に
α型酸化アルミニウムやκ型酸化アルミニウム等が利用
されている。特に、周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の
炭化物からなる非酸化膜は硬度が高く、耐摩耗性に優れ
るのが特長であり被覆工具に多用されているが、その欠
点は酸化されやすく特性が安定しないことである。
【０００４】このため従来より特開昭５６−１５６７６
７や特許番号２５３５８６６号、特許番号２５５６１０
１号等が提案されている。特開昭５６−１５６７６７で
は工具または部品の表面にチタン、ジルコニウム、ハフ
ニウムまたはこれらの合金の炭化物、窒化物またはこれ
らに酸素を固溶させた化合物を被覆したものからなり、
部品の表面に対して＜２２０＞の方向に強く配向し、
｛２２０｝面からのＸ線回折ピークと２番目に強い回折
ピークとの強度比が１００：１５以下であることを特徴
とする高硬度物質被覆品が提案されている。また、特許
番号２５５６１０１号ではＸ線回折における１番目のピ
ーク高さが（２００）面に現れ、２番目のピーク高さが
（２２０）面に現れ、さらに３番目のピーク高さが（１
１１）面に現れるピーク高さ分布を有するＴｉの炭化物
を被覆したものが提案されており、また、この特許番号
２５５６１０１号では従来のＴｉＣ層ではＸ線回折にお
ける最高のピーク高さが（２００）面に現れ、同２番目
が（１１１）面に、同３番目が（２２０）面に現れると
記述されている。また、特開平２−１５９３６３、特開
平５−２８７３２３、特開平５−２９５５１７では基体
と接する第一層に（１１１）面の配向の強いＴｉの炭化
物、窒化物、炭窒化物の膜あるいはＢ１型化合物を用い
ることを提案している。また、特開平８−２８１５０２
では（２００）面に対する（１１１）面の強度比が２〜
６０の周期律表４ａ、５ａ、６ａ族の炭化物、窒化物、
炭酸化物、窒酸化物からなる硬質膜が提案されている。
７や特許番号２５３５８６６号、特許番号２５５６１０
１号等が提案されている。特開昭５６−１５６７６７で
は工具または部品の表面にチタン、ジルコニウム、ハフ
ニウムまたはこれらの合金の炭化物、窒化物またはこれ
らに酸素を固溶させた化合物を被覆したものからなり、
部品の表面に対して＜２２０＞の方向に強く配向し、
｛２２０｝面からのＸ線回折ピークと２番目に強い回折
ピークとの強度比が１００：１５以下であることを特徴
とする高硬度物質被覆品が提案されている。また、特許
番号２５５６１０１号ではＸ線回折における１番目のピ
ーク高さが（２００）面に現れ、２番目のピーク高さが
（２２０）面に現れ、さらに３番目のピーク高さが（１
１１）面に現れるピーク高さ分布を有するＴｉの炭化物
を被覆したものが提案されており、また、この特許番号
２５５６１０１号では従来のＴｉＣ層ではＸ線回折にお
ける最高のピーク高さが（２００）面に現れ、同２番目
が（１１１）面に、同３番目が（２２０）面に現れると
記述されている。また、特開平２−１５９３６３、特開
平５−２８７３２３、特開平５−２９５５１７では基体
と接する第一層に（１１１）面の配向の強いＴｉの炭化
物、窒化物、炭窒化物の膜あるいはＢ１型化合物を用い
ることを提案している。また、特開平８−２８１５０２
では（２００）面に対する（１１１）面の強度比が２〜
６０の周期律表４ａ、５ａ、６ａ族の炭化物、窒化物、
炭酸化物、窒酸化物からなる硬質膜が提案されている。
【０００５】上記のように従来の周期律表IVａ、Ｖａ、
VIａ族金属の炭化物からなる非酸化膜、特にＴｉの炭化
物層はＸ線回折時の最高ピークがいずれも（２００）面
や（２２０）面に現れ（３１１）面や（１１１）面の強
度は低いのが特徴である。また、（１１１）面の強度が
高い膜を用いる場合においても、基体と接する第一層の
（１１１）面の強度が高いことが必須になっていたり、
あるいは、（１１１）面と（２００）面間のＸ線回折強
度比のみを規定しその他の（２２０）面、（３１１）面
等を考慮していないものである。また、これら従来例の
多くはイオンプレーティング方法により硬質膜を成膜す
るものでありこの場合化学反応を用いて成膜するＣＶＤ
方法により成膜した例は記載されていない。
VIａ族金属の炭化物からなる非酸化膜、特にＴｉの炭化
物層はＸ線回折時の最高ピークがいずれも（２００）面
や（２２０）面に現れ（３１１）面や（１１１）面の強
度は低いのが特徴である。また、（１１１）面の強度が
高い膜を用いる場合においても、基体と接する第一層の
（１１１）面の強度が高いことが必須になっていたり、
あるいは、（１１１）面と（２００）面間のＸ線回折強
度比のみを規定しその他の（２２０）面、（３１１）面
等を考慮していないものである。また、これら従来例の
多くはイオンプレーティング方法により硬質膜を成膜す
るものでありこの場合化学反応を用いて成膜するＣＶＤ
方法により成膜した例は記載されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の被覆工具に
おける非酸化膜（硬質皮膜）の欠点を踏まえて、本発明
が解決しようとする課題は等価Ｘ線回折強度ＰＲ（２０
０）やＰＲ（２２０）の値が小さい周期律表IVａ、Ｖ
ａ、VIａ族金属の炭化物からなる非酸化膜、特にＴｉの
炭化物層を被覆することにより、切削特性等の品質が安
定した炭化チタン被覆工具を提供することである。
おける非酸化膜（硬質皮膜）の欠点を踏まえて、本発明
が解決しようとする課題は等価Ｘ線回折強度ＰＲ（２０
０）やＰＲ（２２０）の値が小さい周期律表IVａ、Ｖ
ａ、VIａ族金属の炭化物からなる非酸化膜、特にＴｉの
炭化物層を被覆することにより、切削特性等の品質が安
定した炭化チタン被覆工具を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は成膜条件を
鋭意検討し、（２００）面や（２２０）面の配向即ち等
価Ｘ線回折強度ＰＲ（２００）やＰＲ（２２０）が小さ
い周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物からなる非
酸化膜、特にＴｉの炭化物層を被覆した工具の切削特性
等が優れることを見出し、本発明に想到した。
鋭意検討し、（２００）面や（２２０）面の配向即ち等
価Ｘ線回折強度ＰＲ（２００）やＰＲ（２２０）が小さ
い周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物からなる非
酸化膜、特にＴｉの炭化物層を被覆した工具の切削特性
等が優れることを見出し、本発明に想到した。
【０００８】すなわち本発明は、基体表面に周期律表の
IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、
並びに酸化アルミニウムのいずれか一種の単層皮膜また
は二種以上の多層皮膜を有しその少なくとも一層がチタ
ンの炭化物からなる炭化チタン被覆工具において、前記
チタンの炭化物層の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、
ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），Ｐ
Ｒ（２２２）のうちＰＲ（３１１）が最も大きいことを
特徴とする炭化チタン被覆工具である。また、本発明
は、基体表面に周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭
化物、窒化物、炭窒化物、並びに酸化アルミニウムのう
ちの二種以上の多層皮膜を有しその多層皮膜の基体表面
側から第二層以降の少なくとも一層がチタンの炭化物か
らなる炭化チタン被覆工具において、前記チタンの炭化
物層の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２０
０）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），ＰＲ（２２
２）のうちＰＲ（１１１）が最も大きいことを特徴とす
る炭化チタン被覆工具である。また、前記チタンの炭化
物層の下地がチタンの炭窒化物層であることを特徴とす
るものである。また、前記チタンの炭化物層の表面に酸
化アルミニウム膜を被覆していることを特徴とするもの
であり、前記酸化アルミニウム膜の表面にチタンの窒化
膜が形成されていることを特徴とするものである。ま
た、周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化
物、炭窒化物のうちの少なくとも一種以上とＦｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒのうちの少なくとも一種以上
とよりなる超硬質合金を基体とすることを特徴とするも
のである。
IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、
並びに酸化アルミニウムのいずれか一種の単層皮膜また
は二種以上の多層皮膜を有しその少なくとも一層がチタ
ンの炭化物からなる炭化チタン被覆工具において、前記
チタンの炭化物層の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、
ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），Ｐ
Ｒ（２２２）のうちＰＲ（３１１）が最も大きいことを
特徴とする炭化チタン被覆工具である。また、本発明
は、基体表面に周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭
化物、窒化物、炭窒化物、並びに酸化アルミニウムのう
ちの二種以上の多層皮膜を有しその多層皮膜の基体表面
側から第二層以降の少なくとも一層がチタンの炭化物か
らなる炭化チタン被覆工具において、前記チタンの炭化
物層の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２０
０）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），ＰＲ（２２
２）のうちＰＲ（１１１）が最も大きいことを特徴とす
る炭化チタン被覆工具である。また、前記チタンの炭化
物層の下地がチタンの炭窒化物層であることを特徴とす
るものである。また、前記チタンの炭化物層の表面に酸
化アルミニウム膜を被覆していることを特徴とするもの
であり、前記酸化アルミニウム膜の表面にチタンの窒化
膜が形成されていることを特徴とするものである。ま
た、周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化
物、炭窒化物のうちの少なくとも一種以上とＦｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒのうちの少なくとも一種以上
とよりなる超硬質合金を基体とすることを特徴とするも
のである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図２は代表的な本発明品の一例を
示すものであり、後述の実施例の条件により基体表面に
ＴｉＮとＴｉＣＮを成膜した後、ＴｉＣ層を成膜した炭
化チタン被覆工具の皮膜部分を試料面にして２θ−θ走
査法により測定したＸ線回折パターンを示したものであ
る。図１は後に詳説するように図２のＸ線回折パターン
から求めた各（ｈｋｌ）面の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈ
ｋｌ）値を図示したものである。Ｘ線源にはＣｕのＫα
１（波長λ＝１．５４０５Ａ）を用いた。図１から本発
明品のＴｉＣ層の等価Ｘ線回折強度はＰＲ（１１１）、
ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、Ｐ
Ｒ（２２２）のうちＰＲ（３１１）あるいはＰＲ（１１
１）が最も大きく、（３１１）面あるいは（１１１）面
の配向が最も強いことがわかる。
示すものであり、後述の実施例の条件により基体表面に
ＴｉＮとＴｉＣＮを成膜した後、ＴｉＣ層を成膜した炭
化チタン被覆工具の皮膜部分を試料面にして２θ−θ走
査法により測定したＸ線回折パターンを示したものであ
る。図１は後に詳説するように図２のＸ線回折パターン
から求めた各（ｈｋｌ）面の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈ
ｋｌ）値を図示したものである。Ｘ線源にはＣｕのＫα
１（波長λ＝１．５４０５Ａ）を用いた。図１から本発
明品のＴｉＣ層の等価Ｘ線回折強度はＰＲ（１１１）、
ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、Ｐ
Ｒ（２２２）のうちＰＲ（３１１）あるいはＰＲ（１１
１）が最も大きく、（３１１）面あるいは（１１１）面
の配向が最も強いことがわかる。
【００１０】等価ピーク強度ＰＲ（ｈｋｌ）はＴｉの炭
化物層の（ｈｋｌ）面からのＸ線ピーク強度を定量的に
評価するために次式により定義したものである。ここで
Ｉ（ｈｋｌ）は（ｈｋｌ）面による実測時のＸ線回折強
度を表し、I0（ｈｋｌ）はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３
２−１３８３ （Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏ
ｎ Ｆｉｌｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＪＣＰＤＳ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）に記載されてい
るＴｉＣのＸ線回折強度であり、配向が等方的である粉
末粒子の（ｈｋｌ）面からのＸ線回折強度を表してい
る。表１はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３２−１３８３に
記載されているＴｉＣのＸ線回折強度I0（ｈｋｌ）とｄ
定数からＸ線源に上記ＣｕＫα１線を用いた時に得られ
る２θ値を計算したものをまとめたもので、等方的に配
向しているＴｉＣ粉末粒子の２θ値とＸ線回折強度を表
している。
化物層の（ｈｋｌ）面からのＸ線ピーク強度を定量的に
評価するために次式により定義したものである。ここで
Ｉ（ｈｋｌ）は（ｈｋｌ）面による実測時のＸ線回折強
度を表し、I0（ｈｋｌ）はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３
２−１３８３ （Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏ
ｎ Ｆｉｌｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＪＣＰＤＳ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）に記載されてい
るＴｉＣのＸ線回折強度であり、配向が等方的である粉
末粒子の（ｈｋｌ）面からのＸ線回折強度を表してい
る。表１はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３２−１３８３に
記載されているＴｉＣのＸ線回折強度I0（ｈｋｌ）とｄ
定数からＸ線源に上記ＣｕＫα１線を用いた時に得られ
る２θ値を計算したものをまとめたもので、等方的に配
向しているＴｉＣ粉末粒子の２θ値とＸ線回折強度を表
している。
【００１１】
【表１】
【００１２】本発明におけるＰＲ（ｈｋｌ）は、ＡＳＴ
Ｍファイルに記載された等方粒子のＸ線ピーク強度に対
するＸ線回折で実測した皮膜の（ｈｋｌ）面からのＸ線
回折ピーク強度の相対強度を示しており、ＰＲ（ｈｋ
ｌ）値が大きい程（ｈｋｌ）面からのＸ線ピーク強度が
他のピーク強度よりも強く、（ｈｋｌ）面方向に測定物
（皮膜）が配向していることを示す。 ＰＲ（ｈｋｌ）＝｛Ｉ（ｈｋｌ）/I0（ｈｋｌ）｝／[Σ
｛Ｉ（ｈｋｌ）/I0（ｈｋｌ）｝/５] 但し、（ｈｋｌ）＝（１１１）、（２００）、（２２
０）、（３１１）、（２２２） 図１、図２等より、本発明の炭化チタン被覆工具におけ
るＴｉの炭化物層のＰＲ（ｈｋｌ）を測定すると後述の
実施例で詳説するように、そのＴｉの炭化物層はＰＲ
（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ
（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３１１）また
はＰＲ（１１１）が大きく、（３１１）面または（１１
１）面の配向が最も強いことがわかる。
Ｍファイルに記載された等方粒子のＸ線ピーク強度に対
するＸ線回折で実測した皮膜の（ｈｋｌ）面からのＸ線
回折ピーク強度の相対強度を示しており、ＰＲ（ｈｋ
ｌ）値が大きい程（ｈｋｌ）面からのＸ線ピーク強度が
他のピーク強度よりも強く、（ｈｋｌ）面方向に測定物
（皮膜）が配向していることを示す。 ＰＲ（ｈｋｌ）＝｛Ｉ（ｈｋｌ）/I0（ｈｋｌ）｝／[Σ
｛Ｉ（ｈｋｌ）/I0（ｈｋｌ）｝/５] 但し、（ｈｋｌ）＝（１１１）、（２００）、（２２
０）、（３１１）、（２２２） 図１、図２等より、本発明の炭化チタン被覆工具におけ
るＴｉの炭化物層のＰＲ（ｈｋｌ）を測定すると後述の
実施例で詳説するように、そのＴｉの炭化物層はＰＲ
（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ
（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３１１）また
はＰＲ（１１１）が大きく、（３１１）面または（１１
１）面の配向が最も強いことがわかる。
【００１３】本発明における被覆方法には既知の成膜方
法を適用することが可能である。例えば、通常の化学蒸
着法（熱ＣＶＤ）、プラズマを付加した化学蒸着法（Ｐ
ＡＣＶＤ）、イオンプレーティング法等を用いることが
できる。用途は切削工具に限るものではなく、Ｔｉの炭
化物膜を含む単層あるいは多層の硬質皮膜により被覆さ
れた耐摩耗材や金型、溶湯部品等でも良い。また酸化ア
ルミニウム膜はκ型酸化アルミニウム単相、α型酸化ア
ルミニウム単相に限るものではなく他の酸化物、例えば
κ型酸化アルミニウムとα型酸化アルミニウムとの混合
膜やκ型酸化アルミニウム、α型酸化アルミニウムとγ
型酸化アルミニウム、θ型酸化アルミニウム、δ型酸化
アルミニウム、χ型酸化アルミニウム等、他の酸化アル
ミニウムとの混合膜あるいは酸化アルミニウムと酸化ジ
ルコニウム等他の酸化物との混合膜であっても同様の効
果が得られる。
法を適用することが可能である。例えば、通常の化学蒸
着法（熱ＣＶＤ）、プラズマを付加した化学蒸着法（Ｐ
ＡＣＶＤ）、イオンプレーティング法等を用いることが
できる。用途は切削工具に限るものではなく、Ｔｉの炭
化物膜を含む単層あるいは多層の硬質皮膜により被覆さ
れた耐摩耗材や金型、溶湯部品等でも良い。また酸化ア
ルミニウム膜はκ型酸化アルミニウム単相、α型酸化ア
ルミニウム単相に限るものではなく他の酸化物、例えば
κ型酸化アルミニウムとα型酸化アルミニウムとの混合
膜やκ型酸化アルミニウム、α型酸化アルミニウムとγ
型酸化アルミニウム、θ型酸化アルミニウム、δ型酸化
アルミニウム、χ型酸化アルミニウム等、他の酸化アル
ミニウムとの混合膜あるいは酸化アルミニウムと酸化ジ
ルコニウム等他の酸化物との混合膜であっても同様の効
果が得られる。
【００１４】本発明においてＴｉの炭化物膜または酸化
アルミニウム膜は必ずしも最外層である必要はなく、例
えば更にその上に少なくとも一層のチタン化合物（例え
ばＴｉＮ層等）を被覆しても良い。
アルミニウム膜は必ずしも最外層である必要はなく、例
えば更にその上に少なくとも一層のチタン化合物（例え
ばＴｉＮ層等）を被覆しても良い。
【００１５】次に本発明による被覆工具を実施例によっ
て具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に
限定されるものでない。
て具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に
限定されるものでない。
【００１６】（実施例１）ＷＣ７２％，ＴｉＣ８％，
（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１１％，Ｃｏ９％（％はいずれも重量
％を示す。）の組成よりなる切削工具用超硬基板をＣＶ
Ｄ炉内にセットし、その表面に、化学蒸着法によりＨ2
キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＮ2ガスとを原料ガス
に用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを９００℃でまず形成
し、次に、Ｈ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3
ＣＮガスを原料ガスに用い６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９
００℃で成膜した後、９５０〜１０２０℃でＣＨ4／Ｔ
ｉＣｌ4ガスの容積比が４〜１０のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ
4ガスとＨ2キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ
／分で１２０分間流してＴｉＣ膜を成膜し本発明品（被
覆工具）Ｎｏ．１〜３を作製した。作製した膜のＸ線回
折を理学電気（株）製のＸ線回折装置（ＲＵ−３００
Ｒ）を用いて２θ−θ法により２θが２０〜９０°の範
囲内で行った。Ｘ線源には上記ＣｕＫα１線のみを用
い、Ｋα２線とノイズとは装置に内蔵されたソフトによ
り除去し、実施例１の一例を示す図２のＸ線回折結果を
得た。図２と同様のＸ線回折パターンから求めた本発明
品Ｎｏ．１〜３のＴｉＣ膜の各（ｈｋｌ）面ピークのＸ
線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）の測定値を表２の本発明品欄
に、その各Ｘ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）から式（１）によ
り求めた等価Ｘ線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表３のＮ
ｏ．１〜３にまとめた。図１は表３中のＮｏ．１〜３に
まとめた本発明品Ｎｏ．１〜３の等価Ｘ線強度比ＰＲ
（ｈｋｌ）値を図示したものである。
（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１１％，Ｃｏ９％（％はいずれも重量
％を示す。）の組成よりなる切削工具用超硬基板をＣＶ
Ｄ炉内にセットし、その表面に、化学蒸着法によりＨ2
キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＮ2ガスとを原料ガス
に用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを９００℃でまず形成
し、次に、Ｈ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3
ＣＮガスを原料ガスに用い６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９
００℃で成膜した後、９５０〜１０２０℃でＣＨ4／Ｔ
ｉＣｌ4ガスの容積比が４〜１０のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ
4ガスとＨ2キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ
／分で１２０分間流してＴｉＣ膜を成膜し本発明品（被
覆工具）Ｎｏ．１〜３を作製した。作製した膜のＸ線回
折を理学電気（株）製のＸ線回折装置（ＲＵ−３００
Ｒ）を用いて２θ−θ法により２θが２０〜９０°の範
囲内で行った。Ｘ線源には上記ＣｕＫα１線のみを用
い、Ｋα２線とノイズとは装置に内蔵されたソフトによ
り除去し、実施例１の一例を示す図２のＸ線回折結果を
得た。図２と同様のＸ線回折パターンから求めた本発明
品Ｎｏ．１〜３のＴｉＣ膜の各（ｈｋｌ）面ピークのＸ
線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）の測定値を表２の本発明品欄
に、その各Ｘ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）から式（１）によ
り求めた等価Ｘ線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表３のＮ
ｏ．１〜３にまとめた。図１は表３中のＮｏ．１〜３に
まとめた本発明品Ｎｏ．１〜３の等価Ｘ線強度比ＰＲ
（ｈｋｌ）値を図示したものである。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】表３のＮｏ．１〜３と図１より、本発明品
はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、
ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（１１１）
あるいはＰＲ（３１１）が最も大きく（１１１）面や
（３１１）面の配向が最も強いことがわかる。なお、実
測される２θ値は表１にまとめたＡＳＴＭファイルに記
載されている２θ値の前後で微妙に異なるため、図２等
のＸ線回折パターンにおいてＴｉＣ（炭化チタン）のピ
ークを同定するときは、２θ値とともに、その前後のＷ
Ｃのピーク、ＴｉＣＮのピーク、ＴｉＮのピーク、κ-A
l2O3のピーク、α-Al2O3のピーク等との位置関係も考慮
して決定した。
はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、
ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（１１１）
あるいはＰＲ（３１１）が最も大きく（１１１）面や
（３１１）面の配向が最も強いことがわかる。なお、実
測される２θ値は表１にまとめたＡＳＴＭファイルに記
載されている２θ値の前後で微妙に異なるため、図２等
のＸ線回折パターンにおいてＴｉＣ（炭化チタン）のピ
ークを同定するときは、２θ値とともに、その前後のＷ
Ｃのピーク、ＴｉＣＮのピーク、ＴｉＮのピーク、κ-A
l2O3のピーク、α-Al2O3のピーク等との位置関係も考慮
して決定した。
【００２０】（従来例１）Ｔｉの炭化物膜の等価Ｘ線強
度比ＰＲ（ｈｋｌ）値の差異による炭化チタン膜被覆工
具の切削特性への影響を明らかにするために、実施例１
と同様にＷＣ７２％，ＴｉＣ８％，（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１
１％，Ｃｏ９％（％はいずれも重量％を示す。）の組成
よりなる切削工具用超硬基板をＣＶＤ炉内にセットし、
その表面に、化学蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴ
ｉＣｌ4ガスとＮ2ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚
さのＴｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリ
ヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに
用い６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、
９５０〜１０２０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が
２〜３のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガ
スとをトータル２，２００ｍｌ／分で１２０分間流して
ＴｉＣ膜を成膜し従来品（従来の被覆工具）Ｎｏ．４、
５を作製した。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例
１と同様にして測定し得られた炭化チタン膜の各ピーク
の測定値Ｉ（ｈｋｌ）を表２のＮｏ．４、５に、等価Ｘ
線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表３のＮｏ．４、５に各々
示した。表３より、従来品Ｎｏ．４、５はＰＲ（２０
０）値やＰＲ（２２０）値が最大であり、（２００）面
や（２２０）面の配向が強いことがわかる。
度比ＰＲ（ｈｋｌ）値の差異による炭化チタン膜被覆工
具の切削特性への影響を明らかにするために、実施例１
と同様にＷＣ７２％，ＴｉＣ８％，（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１
１％，Ｃｏ９％（％はいずれも重量％を示す。）の組成
よりなる切削工具用超硬基板をＣＶＤ炉内にセットし、
その表面に、化学蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴ
ｉＣｌ4ガスとＮ2ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚
さのＴｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリ
ヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに
用い６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、
９５０〜１０２０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が
２〜３のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガ
スとをトータル２，２００ｍｌ／分で１２０分間流して
ＴｉＣ膜を成膜し従来品（従来の被覆工具）Ｎｏ．４、
５を作製した。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例
１と同様にして測定し得られた炭化チタン膜の各ピーク
の測定値Ｉ（ｈｋｌ）を表２のＮｏ．４、５に、等価Ｘ
線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表３のＮｏ．４、５に各々
示した。表３より、従来品Ｎｏ．４、５はＰＲ（２０
０）値やＰＲ（２２０）値が最大であり、（２００）面
や（２２０）面の配向が強いことがわかる。
【００２１】次に、実施例１および従来例１の条件で製
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、以
下の条件で連続切削し、平均逃げ面摩耗量が０．４ｍ
ｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに達した時
間を寿命と判断した。 被削材 ＦＣ２５（ＨＢ２３０） 切削速度 １８０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み １．５ｍｍ 水溶性切削油使用 この切削試験の結果を表４に示した。表４より、従来例
１の条件で作製した従来品のスローアウェイチップＮ
ｏ．４、５はいずれもは２０分以内の切削で寿命に達し
ているのに対して、実施例１の条件で作製した本発明に
よるスローアウェイチップのＮｏ．１〜３の寿命はいず
れも３０〜４０分間切削できる良好なもので、切削耐久
特性が優れていることが判明した。また、表４におい
て、切削寿命が３５分以上のものはＰＲ（１１１）、Ｐ
Ｒ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ
（２２２）のうちでＰＲ（３１１）値が最も強く、次い
でＰＲ（１１１）値が強いことがわかった。
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、以
下の条件で連続切削し、平均逃げ面摩耗量が０．４ｍ
ｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに達した時
間を寿命と判断した。 被削材 ＦＣ２５（ＨＢ２３０） 切削速度 １８０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み １．５ｍｍ 水溶性切削油使用 この切削試験の結果を表４に示した。表４より、従来例
１の条件で作製した従来品のスローアウェイチップＮ
ｏ．４、５はいずれもは２０分以内の切削で寿命に達し
ているのに対して、実施例１の条件で作製した本発明に
よるスローアウェイチップのＮｏ．１〜３の寿命はいず
れも３０〜４０分間切削できる良好なもので、切削耐久
特性が優れていることが判明した。また、表４におい
て、切削寿命が３５分以上のものはＰＲ（１１１）、Ｐ
Ｒ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ
（２２２）のうちでＰＲ（３１１）値が最も強く、次い
でＰＲ（１１１）値が強いことがわかった。
【００２２】
【表４】
【００２３】（実施例２）上記実施例１の手順で、化学
蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＮ2
ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを９０
０℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガスとＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い６μｍ厚さの
ＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜１０２０
℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が４〜１０のＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをトータル
２，２００ｍｌ／分で１２０分間流してＴｉＣ膜を成膜
し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分とＣＯ2
ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分とをＣ
ＶＤ炉内に流し１０１０℃でκ型酸化アルミニウムを成
膜した。その後、Ｈ2ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ4ガス５０
ｍｌ／分とＮ2ガス１．３ｌ／分を流し１０１０℃で窒
化チタニウム膜を成膜し本発明品（被覆工具）Ｎｏ．２
１、２２を作製した。作製した膜のＸ線回折パターンを
実施例１と同様にして測定した実施例２の一例を示す図
３のＸ線回折結果を得た。また、図３と同様のＸ線回折
パターンから求めた本発明品Ｎｏ．２１、２２の炭化チ
タン膜の各ピークのＸ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）の測定値
を表５に、そのＸ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）から式（１）
により求めた等価Ｘ線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表６に
まとめた。表６より、本発明品はＰＲ（１１１）、ＰＲ
（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ
（２２２）のうちＰＲ（１１１）あるいはＰＲ（３１
１）が最も大きく（１１１）面や（３１１）面の配向が
最も強いことがわかる。
蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＮ2
ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを９０
０℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガスとＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い６μｍ厚さの
ＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜１０２０
℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が４〜１０のＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをトータル
２，２００ｍｌ／分で１２０分間流してＴｉＣ膜を成膜
し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分とＣＯ2
ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分とをＣ
ＶＤ炉内に流し１０１０℃でκ型酸化アルミニウムを成
膜した。その後、Ｈ2ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ4ガス５０
ｍｌ／分とＮ2ガス１．３ｌ／分を流し１０１０℃で窒
化チタニウム膜を成膜し本発明品（被覆工具）Ｎｏ．２
１、２２を作製した。作製した膜のＸ線回折パターンを
実施例１と同様にして測定した実施例２の一例を示す図
３のＸ線回折結果を得た。また、図３と同様のＸ線回折
パターンから求めた本発明品Ｎｏ．２１、２２の炭化チ
タン膜の各ピークのＸ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）の測定値
を表５に、そのＸ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）から式（１）
により求めた等価Ｘ線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表６に
まとめた。表６より、本発明品はＰＲ（１１１）、ＰＲ
（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ
（２２２）のうちＰＲ（１１１）あるいはＰＲ（３１
１）が最も大きく（１１１）面や（３１１）面の配向が
最も強いことがわかる。
【００２４】
【表５】
【００２５】
【表６】
【００２６】（従来例２）また、実施例２と同様の手順
で、化学蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガ
スとＮ2ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉ
Ｎを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガス
とＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い６μ
ｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜
１０２０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が２〜３の
ＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをト
ータル２，２００ｍｌ／分で１２０分間流してＴｉＣ膜
を成膜し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分と
ＣＯ2ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分と
をＣＶＤ炉内に流し１０１０℃でκ型酸化アルミニウム
を成膜した。その後、Ｈ2ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ4ガス
５０ｍｌ／分とＮ2ガス１．３ｌ／分を流し１０１０℃
で窒化チタニウム膜を成膜し従来品（従来の被覆工具）
Ｎｏ．２３、２４を作製した。作製した膜のＸ線回折パ
ターンを実施例２と同様にして測定し得られた炭化チタ
ン膜の各ピークのＸ線回折強度の測定値Ｉ（ｈｋｌ）と
その測定値Ｉ（ｈｋｌ）から求めたＰＲ（ｈｋｌ）を表
５、表６のＮｏ．２３、２４にまとめた。表６より、従
来品２３、２４はＰＲ（２００）やＰＲ（２２０）がＰ
Ｒ（１１１）および／またはＰＲ（３１１）よりも大き
く、（２００）面や（２２０）面の配向が強いことがわ
かる。
で、化学蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガ
スとＮ2ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉ
Ｎを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガス
とＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い６μ
ｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜
１０２０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が２〜３の
ＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをト
ータル２，２００ｍｌ／分で１２０分間流してＴｉＣ膜
を成膜し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分と
ＣＯ2ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分と
をＣＶＤ炉内に流し１０１０℃でκ型酸化アルミニウム
を成膜した。その後、Ｈ2ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ4ガス
５０ｍｌ／分とＮ2ガス１．３ｌ／分を流し１０１０℃
で窒化チタニウム膜を成膜し従来品（従来の被覆工具）
Ｎｏ．２３、２４を作製した。作製した膜のＸ線回折パ
ターンを実施例２と同様にして測定し得られた炭化チタ
ン膜の各ピークのＸ線回折強度の測定値Ｉ（ｈｋｌ）と
その測定値Ｉ（ｈｋｌ）から求めたＰＲ（ｈｋｌ）を表
５、表６のＮｏ．２３、２４にまとめた。表６より、従
来品２３、２４はＰＲ（２００）やＰＲ（２２０）がＰ
Ｒ（１１１）および／またはＰＲ（３１１）よりも大き
く、（２００）面や（２２０）面の配向が強いことがわ
かる。
【００２７】次に、実施例２および従来例２の条件で製
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、以
下の条件で連続切削し、平均逃げ面摩耗量が０．４ｍ
ｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに達した時
間を寿命と判断した。 被削材 Ｓ５３Ｃ 切削速度 ２５０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．３５ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み ２．０ｍｍ 水溶性切削油無使用 この切削試験の結果を表７に示した。表７より、従来例
２の条件で作製した従来品Ｎｏ．２３、２４のスローア
ウェイチップは２０分間以内の切削で寿命に達している
のに対して、実施例２の条件で作製した本発明によるス
ローアウェイチップＮｏ．２１、２２の寿命はいずれも
３０〜４０分間切削できる良好なもので、切削耐久特性
が優れていることが判明した。
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、以
下の条件で連続切削し、平均逃げ面摩耗量が０．４ｍ
ｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに達した時
間を寿命と判断した。 被削材 Ｓ５３Ｃ 切削速度 ２５０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．３５ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み ２．０ｍｍ 水溶性切削油無使用 この切削試験の結果を表７に示した。表７より、従来例
２の条件で作製した従来品Ｎｏ．２３、２４のスローア
ウェイチップは２０分間以内の切削で寿命に達している
のに対して、実施例２の条件で作製した本発明によるス
ローアウェイチップＮｏ．２１、２２の寿命はいずれも
３０〜４０分間切削できる良好なもので、切削耐久特性
が優れていることが判明した。
【００２８】
【表７】
【００２９】（実施例３）上記実施例１の手順で、化学
蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＮ2
ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを９０
０℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガスとＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い８μｍ厚さの
ＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜１０２０
℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が３〜１０のＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをトータル
２，２００ｍｌ／分で９０分間流してＴｉＣ膜を成膜
し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分とＣＯ2
ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分とをＣ
ＶＤ炉内に流し１０２０℃でα型酸化アルミニウムを成
膜し本発明品（被覆工具）Ｎｏ．４１、４２を作製し
た。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例１と同様に
して測定して得た実施例３の一例を図４に示す。また、
図４と同様のＸ線回折パターンから求めた本発明品Ｎ
ｏ．４１、４２の炭化チタン膜の各ピークのＸ線回折強
度Ｉ（ｈｋｌ）の測定値を表８に、そのＸ線回折強度Ｉ
（ｈｋｌ）から式（１）により求めた等価Ｘ線強度比Ｐ
Ｒ（ｈｋｌ）値を表９のＮｏ．４１、４２にまとめた。
表９のＮｏ．４１、４２より、本発明品Ｎｏ．４１、４
２はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２
０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（１
１１）あるいはＰＲ（３１１）が最も大きく（１１１）
面や（３１１）面の配向が最も強いことがわかる。
蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガスとＮ2
ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを９０
０℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガスとＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い８μｍ厚さの
ＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜１０２０
℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が３〜１０のＴｉＣ
ｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをトータル
２，２００ｍｌ／分で９０分間流してＴｉＣ膜を成膜
し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分とＣＯ2
ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分とをＣ
ＶＤ炉内に流し１０２０℃でα型酸化アルミニウムを成
膜し本発明品（被覆工具）Ｎｏ．４１、４２を作製し
た。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例１と同様に
して測定して得た実施例３の一例を図４に示す。また、
図４と同様のＸ線回折パターンから求めた本発明品Ｎ
ｏ．４１、４２の炭化チタン膜の各ピークのＸ線回折強
度Ｉ（ｈｋｌ）の測定値を表８に、そのＸ線回折強度Ｉ
（ｈｋｌ）から式（１）により求めた等価Ｘ線強度比Ｐ
Ｒ（ｈｋｌ）値を表９のＮｏ．４１、４２にまとめた。
表９のＮｏ．４１、４２より、本発明品Ｎｏ．４１、４
２はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２
０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（１
１１）あるいはＰＲ（３１１）が最も大きく（１１１）
面や（３１１）面の配向が最も強いことがわかる。
【００３０】（従来例３）また、実施例３と同様の手順
で、化学蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガ
スとＮ2ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉ
Ｎを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガス
とＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い８μ
ｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜
１０２０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が２〜３の
ＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをト
ータル２，２００ｍｌ／分で９０分間流してＴｉＣ膜を
成膜し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分とＣ
Ｏ2ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分とを
ＣＶＤ炉内に流し１０２０℃でα型酸化アルミニウムを
成膜し従来品（従来の被覆工具）Ｎｏ．４３、４４を作
製した。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例３と同
様にして測定し得られた炭化チタン膜の各ピークのＸ線
回折強度の測定値Ｉとその測定値Ｉから求めたＰＲ（ｈ
ｋｌ）値を表８、表９のＮｏ．４３、４４にまとめた。
表９のＮｏ．４３、４４はＰＲ（２００）やＰＲ（２２
０）がＰＲ（１１１）、ＰＲ（３１１）よりも高く（２
２０）面や（２００）面の配向が強いことがわかる。
で、化学蒸着法によりＨ2キャリヤーガスとＴｉＣｌ4ガ
スとＮ2ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉ
Ｎを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ2キャリヤーガス
とＴｉＣｌ4ガスとＣＨ3ＣＮガスを原料ガスに用い８μ
ｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜
１０２０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積比が２〜３の
ＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガスとをト
ータル２，２００ｍｌ／分で９０分間流してＴｉＣ膜を
成膜し、次いで、ＡｌＣｌ3ガスとＨ2ガス２ｌ／分とＣ
Ｏ2ガス１００ｍｌ／分およびＨ2Ｓガス８ｍｌ／分とを
ＣＶＤ炉内に流し１０２０℃でα型酸化アルミニウムを
成膜し従来品（従来の被覆工具）Ｎｏ．４３、４４を作
製した。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例３と同
様にして測定し得られた炭化チタン膜の各ピークのＸ線
回折強度の測定値Ｉとその測定値Ｉから求めたＰＲ（ｈ
ｋｌ）値を表８、表９のＮｏ．４３、４４にまとめた。
表９のＮｏ．４３、４４はＰＲ（２００）やＰＲ（２２
０）がＰＲ（１１１）、ＰＲ（３１１）よりも高く（２
２０）面や（２００）面の配向が強いことがわかる。
【００３１】
【表８】
【００３２】
【表９】
【００３３】次に、実施例３および従来例３の条件で製
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、実
施例１、従来例１と同様にしてＦＣ２５材を連続切削
し、平均逃げ面摩耗量が０．４ｍｍ、クレーター摩耗が
０．１ｍｍのどちらかに達した時間を寿命と判断した。
この切削試験の結果、従来例４の条件で作製した従来品
Ｎｏ．４３、４４のスローアウェイチップは２０分間の
切削で寿命に達しているのに対して、実施例４の条件で
作製した本発明によるスローアウェイチップＮｏ．４
１、４２の寿命はいずれも３０〜４０分間切削できる良
好なもので、切削耐久特性が優れていることが判明し
た。またＰＲ（３１１）が最も強い時に切削寿命が４０
分を越え特に切削耐久特性が優れることがわかった。
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、実
施例１、従来例１と同様にしてＦＣ２５材を連続切削
し、平均逃げ面摩耗量が０．４ｍｍ、クレーター摩耗が
０．１ｍｍのどちらかに達した時間を寿命と判断した。
この切削試験の結果、従来例４の条件で作製した従来品
Ｎｏ．４３、４４のスローアウェイチップは２０分間の
切削で寿命に達しているのに対して、実施例４の条件で
作製した本発明によるスローアウェイチップＮｏ．４
１、４２の寿命はいずれも３０〜４０分間切削できる良
好なもので、切削耐久特性が優れていることが判明し
た。またＰＲ（３１１）が最も強い時に切削寿命が４０
分を越え特に切削耐久特性が優れることがわかった。
【００３４】（実施例４）上記実施例１と同様にＷＣ７
２％，ＴｉＣ８％，（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１１％，Ｃｏ９％
（％はいずれも重量％を示す。）の組成よりなる切削工
具用超硬基板をＣＶＤ炉内にセットし、その表面に、化
学蒸着法により９８０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積
比が７のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガ
スとをトータル２，２００ｍｌ／分で１２０分間流して
２μm厚さのＴｉＣ膜を成膜した本発明品（被覆工具）
を製作した。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例１
と同様にして測定し得られた一例を図５に示すととも
に、図５と同様のＸ線回折パターンから求めた本発明品
の炭化チタン膜の各ピークのＸ線回折強度Ｉの測定値を
表１０のＮｏ．５１に、そのＸ線回折強度Ｉから式
（１）により求めた等価Ｘ線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を
表１１のＮｏ．５１にまとめた。表１１より、本発明品
Ｎｏ．５１はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ
（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰ
Ｒ（３１１）が大きく、ＰＲ（１１１）が略２番目相当
であり、（３１１）面の配向が最も強いことがわかる。
２％，ＴｉＣ８％，（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１１％，Ｃｏ９％
（％はいずれも重量％を示す。）の組成よりなる切削工
具用超硬基板をＣＶＤ炉内にセットし、その表面に、化
学蒸着法により９８０℃でＣＨ4／ＴｉＣｌ4ガスの容積
比が７のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスとＨ2キャリヤーガ
スとをトータル２，２００ｍｌ／分で１２０分間流して
２μm厚さのＴｉＣ膜を成膜した本発明品（被覆工具）
を製作した。作製した膜のＸ線回折パターンを実施例１
と同様にして測定し得られた一例を図５に示すととも
に、図５と同様のＸ線回折パターンから求めた本発明品
の炭化チタン膜の各ピークのＸ線回折強度Ｉの測定値を
表１０のＮｏ．５１に、そのＸ線回折強度Ｉから式
（１）により求めた等価Ｘ線強度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を
表１１のＮｏ．５１にまとめた。表１１より、本発明品
Ｎｏ．５１はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ
（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰ
Ｒ（３１１）が大きく、ＰＲ（１１１）が略２番目相当
であり、（３１１）面の配向が最も強いことがわかる。
【００３５】
【表１０】
【００３６】
【表１１】
【００３７】（従来例４）上記実施例４と同一ロットの
基板表面に、化学蒸着法により９８０℃でＣＨ4／Ｔｉ
Ｃｌ4ガスの容積比が３のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスと
Ｈ2キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ／分で
２０分間流して２μm厚さのＴｉＣ膜を成膜した従来品
（従来の被覆工具）Ｎｏ．５２を製作した。作製した膜
のＸ線回折パターンから求めた炭化チタン膜の各ピーク
のＸ線回折強度Ｉの測定値を表１０のＮｏ．５２に、そ
のＸ線回折強度Ｉから式（１）により求めた等価Ｘ線強
度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表１１のＮｏ．５２にまとめ
た。表１１より、本従来品Ｎｏ．５２はＰＲ（２００）
がＰＲ（１１１）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、
ＰＲ（２２２）よりも大きく（２００）面の配向が強い
ことがわかる。
基板表面に、化学蒸着法により９８０℃でＣＨ4／Ｔｉ
Ｃｌ4ガスの容積比が３のＴｉＣｌ4ガスとＣＨ4ガスと
Ｈ2キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ／分で
２０分間流して２μm厚さのＴｉＣ膜を成膜した従来品
（従来の被覆工具）Ｎｏ．５２を製作した。作製した膜
のＸ線回折パターンから求めた炭化チタン膜の各ピーク
のＸ線回折強度Ｉの測定値を表１０のＮｏ．５２に、そ
のＸ線回折強度Ｉから式（１）により求めた等価Ｘ線強
度比ＰＲ（ｈｋｌ）値を表１１のＮｏ．５２にまとめ
た。表１１より、本従来品Ｎｏ．５２はＰＲ（２００）
がＰＲ（１１１）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、
ＰＲ（２２２）よりも大きく（２００）面の配向が強い
ことがわかる。
【００３８】次に、実施例４および従来例４の条件で製
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、実
施例１、従来例１と同様にして連続切削し、平均逃げ面
摩耗量が０．４ｍｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのど
ちらかに達した時間を寿命と判断した。この切削試験の
結果、従来例４の条件で作製した従来品のスローアウェ
イチップＮｏ．５２は平均１０分間の切削で寿命に達し
ているのに対して、実施例４の条件で作製した本発明に
よるチップＮｏ．５１の寿命は平均２０分間切削でき、
切削耐久特性が優れていることが判明した。
作した切削工具（スローアウェイチップ）を用いて、実
施例１、従来例１と同様にして連続切削し、平均逃げ面
摩耗量が０．４ｍｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのど
ちらかに達した時間を寿命と判断した。この切削試験の
結果、従来例４の条件で作製した従来品のスローアウェ
イチップＮｏ．５２は平均１０分間の切削で寿命に達し
ているのに対して、実施例４の条件で作製した本発明に
よるチップＮｏ．５１の寿命は平均２０分間切削でき、
切削耐久特性が優れていることが判明した。
【００３９】以上より、等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１
１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１
１）、ＰＲ（２２２）のうちでＰＲ（３１１）あるいは
ＰＲ（１１１）が最大であるチタンの炭化物層を被覆す
ることにより切削耐久特性に優れた炭化チタン被覆工具
を得られることがわかる。本発明においてはＴｉの炭化
膜の組成はＴｉＣに限るものではなく微量（不可避）の
添加物、不純物が含まれたものでも上記実施例と同様の
作用効果が得られることは勿論である。また、下地膜は
ＴｉＣＮに限るものではなく、例えばＴｉＮ膜上にＴｉ
の炭化膜を成膜した場合も上記実施例と同様の作用効果
が得られた。また、工具の形状はスローアウェイ型の切
削工具に限るものではなく、他の形状例えばエンドミル
形状等他の形状であっても同様の効果が得られ、ロール
等の耐摩耗材においても同様の効果が確認された。
１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１
１）、ＰＲ（２２２）のうちでＰＲ（３１１）あるいは
ＰＲ（１１１）が最大であるチタンの炭化物層を被覆す
ることにより切削耐久特性に優れた炭化チタン被覆工具
を得られることがわかる。本発明においてはＴｉの炭化
膜の組成はＴｉＣに限るものではなく微量（不可避）の
添加物、不純物が含まれたものでも上記実施例と同様の
作用効果が得られることは勿論である。また、下地膜は
ＴｉＣＮに限るものではなく、例えばＴｉＮ膜上にＴｉ
の炭化膜を成膜した場合も上記実施例と同様の作用効果
が得られた。また、工具の形状はスローアウェイ型の切
削工具に限るものではなく、他の形状例えばエンドミル
形状等他の形状であっても同様の効果が得られ、ロール
等の耐摩耗材においても同様の効果が確認された。
【００４０】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、炭化チ
タン膜の密着性が良く、機械特性の優れた長寿命の炭化
チタン被覆工具が実現でき、極めて有用なものである。
タン膜の密着性が良く、機械特性の優れた長寿命の炭化
チタン被覆工具が実現でき、極めて有用なものである。
【図１】本発明に係わる炭化チタン被覆工具の等価Ｘ線
回折強度比の一例を示す図である。
回折強度比の一例を示す図である。
【図２】本発明に係わる炭化チタン被覆工具のＸ線回析
パターンの一例を示す図である。
パターンの一例を示す図である。
【図３】本発明に係わる炭化チタン被覆工具のＸ線回析
パターンの一例を示す図である。
パターンの一例を示す図である。
【図４】従来例に係わる炭化チタン被覆工具のＸ線回析
パターンを示す図である。
パターンを示す図である。
【図５】本発明に係わる炭化チタン被覆工具のＸ線回析
パターンの一例を示す図である。
パターンの一例を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 広志 千葉県成田市新泉13番地の２日立ツール株 式会社成田工場内 (72)発明者 島 順彦 千葉県成田市新泉13番地の２日立ツール株 式会社成田工場内
Claims (6)
- 【請求項１】 基体表面に周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ
族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、並びに酸化アルミ
ニウムのいずれか一種の単層皮膜または二種以上の多層
皮膜を有しその少なくとも一層がチタンの炭化物からな
る炭化チタン被覆工具において、前記チタンの炭化物層
の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、
ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），ＰＲ（２２２）のう
ちＰＲ（３１１）が最も大きいことを特徴とする炭化チ
タン被覆工具。 - 【請求項２】 基体表面に周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ
族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、並びに酸化アルミ
ニウムのうちの二種以上の多層皮膜を有しその多層皮膜
の基体表面側から第二層以降の少なくとも一層がチタン
の炭化物からなる炭化チタン被覆工具において、前記チ
タンの炭化物層の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、Ｐ
Ｒ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１），ＰＲ
（２２２）のうちＰＲ（１１１）が最も大きいことを特
徴とする炭化チタン被覆工具。 - 【請求項３】前記チタンの炭化物層の下地がチタンの炭
窒化物層であることを特徴とする請求項１または２に記
載の炭化チタン被覆工具。 - 【請求項４】前記チタンの炭化物層の表面に酸化アルミ
ニウム膜を被覆していることを特徴とする請求項１乃至
３のいずれかに記載の炭化チタン被覆工具。 - 【請求項５】 前記酸化アルミニウム膜の表面にチタン
の窒化膜が形成されていることを特徴とする請求項４に
記載の炭化チタン被覆工具。 - 【請求項６】 周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭
化物、窒化物、炭窒化物のうちの少なくとも一種以上と
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒのうちの少なくとも
一種以上とよりなる超硬質合金を基体とすることを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載の炭化チタン被
覆工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7750397A JPH10263903A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 炭化チタン被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7750397A JPH10263903A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 炭化チタン被覆工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263903A true JPH10263903A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13635777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7750397A Pending JPH10263903A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 炭化チタン被覆工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10263903A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144522A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Kyocera Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2014015636A (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Toyo Advanced Technologies Co Ltd | 硬質皮膜、硬質皮膜を有する金型及び工具 |
| WO2019146711A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 京セラ株式会社 | 被覆工具及びこれを備えた切削工具 |
| WO2019146710A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 京セラ株式会社 | 被覆工具及びこれを備えた切削工具 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7750397A patent/JPH10263903A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144522A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Kyocera Corp | 表面被覆切削工具 |
| JP2014015636A (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Toyo Advanced Technologies Co Ltd | 硬質皮膜、硬質皮膜を有する金型及び工具 |
| WO2019146711A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 京セラ株式会社 | 被覆工具及びこれを備えた切削工具 |
| WO2019146710A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 京セラ株式会社 | 被覆工具及びこれを備えた切削工具 |
| CN111886094A (zh) * | 2018-01-26 | 2020-11-03 | 京瓷株式会社 | 涂层刀具和具备它的切削刀具 |
| CN111886095A (zh) * | 2018-01-26 | 2020-11-03 | 京瓷株式会社 | 涂层刀具和具备它的切削刀具 |
| JPWO2019146710A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2021-01-28 | 京セラ株式会社 | 被覆工具及びこれを備えた切削工具 |
| JPWO2019146711A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2021-01-28 | 京セラ株式会社 | 被覆工具及びこれを備えた切削工具 |
| EP3744449A4 (en) * | 2018-01-26 | 2021-06-30 | Kyocera Corporation | COATED TOOL AND CUTTING TOOL INCLUDING IT |
| US11478860B2 (en) | 2018-01-26 | 2022-10-25 | Kyocera Corporation | Coated tool, and cutting tool including same |
| US11478859B2 (en) | 2018-01-26 | 2022-10-25 | Kyocera Corporation | Coated tool, and cutting tool including same |
| CN111886094B (zh) * | 2018-01-26 | 2023-03-21 | 京瓷株式会社 | 涂层刀具和具备它的切削刀具 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040216 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040913 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060323 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060519 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060825 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |