JPWO2014123053A1 - 表面被覆材料及びこれを利用する切削工具及び工作機械 - Google Patents
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Abstract
Description
アルミニウム,クロム,ケイ素の窒化物からなるA層と、アルミニウム,クロム,イットリウムの窒化物からなるB層とが交互に1層以上積層してなる上部層を表面に有し、
前記上部層が、金属窒化物の表面に設けられている
ことを特徴とする。
前記A層が、組成式:(Al1-a-bCraSib)Nで表した場合、原子比で、0.15≦a≦0.59、0.01≦b≦0.1を満足し、
前記B層が、組成式:(Al1-c-dCrcYd)Nで表した場合、原子比で、0.15≦c≦0.60、0.005≦d≦0.1を満足している
ことを特徴とする。
前記A層および前記B層の厚さが、それぞれ240nm以下である
ことを特徴とする。
前記B層がさらにケイ素の窒化物を含む
ことを特徴とする。
前記A層は、組成式:(Al1-a-bCraSib)Nで表した場合、原子比で、0.15≦a≦0.60、0.01≦b≦0.1を満足し、
前記B層は、組成式:(Al1-c-d-eCrcSidYe)Nで表した場合、原子比で、0.15≦c≦0.60、0.01≦d≦0.1、0.005≦e≦0.1を満足している
ことを特徴とする。
前記A層および前記B層の厚さが、それぞれ150nm以下である
ことを特徴とする。
前記上部層の厚さが2μm以上8μm以下である
ことを特徴とする。
前記金属窒化物が、チタン,アルミニウム,クロム,ジルコニウムのうちの少なくとも一種の窒化物からなる
ことを特徴とする。
前記金属窒化物が、基材の表面に設けられている
ことを特徴とする。
前記基材が、高速度工具鋼または超硬合金からなる
ことを特徴とする。
なお、前述した実施形態においては、高速度工具鋼や超硬合金からなる基材11を適用した表面被覆材料10の場合について説明したが、他の金属材料(例えば、各種の特殊鋼や合金鋼等)からなる基材を適用することも可能である。
本試験において、アークイオンプレーティング装置を用いて高速度工具鋼SKH55を基材とした舞ツール工具(切削工具)の表面に以下の表1に示す表面被覆材料を設けた試験体及び比較体及び参考体を作製した。これら試験体及び比較体及び参考体に対し、下記の切削条件で加工試験を行い、工具の逃げ面摩耗幅を測定した。
被削材種 :SCM415
切削方法 :断続切削
切削速度 :200m/分
送り :1.2mm/刃
切込み深さ:1mm
切削油材 :エアーブロー
切削長 :1m
本試験において、アークイオンプレーティング装置を用いて高速度工具鋼SKH55を基材とした舞ツール工具(切削工具)の表面に以下の表4に示す表面被覆材料を設けた試験体及び比較体及び参考体を作製した。これら試験体及び比較体及び参考体に対し、上記確認試験1と同じ切削条件で加工試験を行い、工具の逃げ面摩耗幅を測定した。
11 基材
12 下部層
13 上部層
14 A層
15 B層
アルミニウム,クロム,ケイ素の窒化物からなるA層と、アルミニウム,クロム,イットリウムの窒化物からなるB層とが交互に1層以上積層してなる上部層を表面に有し、
前記上部層が、前記A層および前記B層とは別の下部層をなす金属窒化物の表面に設けられ、
前記B層がさらにケイ素の窒化物を含み、
前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ150nm以下である
ことを特徴とする。
前記A層は、組成式:(Al1-a-bCraSib)Nで表した場合、原子比で、0.15≦a≦0.60、0.01≦b≦0.1を満足し、
前記B層は、組成式:(Al1-c-d-eCrcSidYe)Nで表した場合、原子比で、0.15≦c≦0.60、0.01≦d≦0.1、0.005≦e≦0.1を満足している
ことを特徴とする。
前記上部層の厚さが2μm以上8μm以下である
ことを特徴とする。
前記下部層の前記金属窒化物が、チタン,アルミニウム,クロム,ジルコニウムのうちの少なくとも一種の窒化物からなる
ことを特徴とする。
前記下部層の前記金属窒化物が、基材の表面に設けられている
ことを特徴とする。
前記基材が、高速度工具鋼または超硬合金からなる
ことを特徴とする。
Claims (12)
- アルミニウム,クロム,ケイ素の窒化物からなるA層と、アルミニウム,クロム,イットリウムの窒化物からなるB層とが交互に1層以上積層してなる上部層を表面に有し、
前記上部層が、金属窒化物の表面に設けられている
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項1に記載された表面被覆材料であって、
前記A層は、組成式:(Al1-a-bCraSib)Nで表した場合、原子比で、0.15≦a≦0.59、0.01≦b≦0.1を満足し、
前記B層は、組成式:(Al1-c-dCrcYd)Nで表した場合、原子比で、0.15≦c≦0.60、0.005≦d≦0.1を満足している
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項1または請求項2に記載された表面被覆材料であって、
前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ240nm以下である
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項1に記載された表面被覆材料であって、
前記B層がさらにケイ素の窒化物を含む
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項4に記載された表面被覆材料であって、
前記A層は、組成式:(Al1-a-bCraSib)Nで表した場合、原子比で、0.15≦a≦0.60、0.01≦b≦0.1を満足し、
前記B層は、組成式:(Al1-c-d-eCrcSidYe)Nで表した場合、原子比で、0.15≦c≦0.60、0.01≦d≦0.1、0.005≦e≦0.1を満足している
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項4または請求項5に記載された表面被覆材料であって、
前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ150nm以下である
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載された表面被覆材料であって、
前記上部層の厚さが2μm以上8μm以下である
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載された表面被覆材料であって、
前記金属窒化物が、チタン,アルミニウム,クロム,ジルコニウムのうちの少なくとも一種の窒化物からなる
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載された表面被覆材料であって、
前記金属窒化物が、基材の表面に設けられている
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項9に記載された表面被覆材料であって、
前記基材が、高速度工具鋼または超硬合金からなる
ことを特徴とする表面被覆材料。 - 請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載された表面被覆材料からなる
ことを特徴とする切削工具。 - 請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載された表面被覆材料からなる切削工具を備えている
ことを特徴とする工作機械。
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