TW293037B - - Google Patents

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經濟部中央揉準局及工消费合作社印製 A7 ____B7 五、發明说明（1 ) 坊枥節鼸 本發明傺關於在超硬合金等基材表面形成強韌且《磨 性優良的被覆之被覆切削工具，及其製法。 莆署持術 在超硬合金，陶金和陶瓷表面，蒸著《化鈦（TiC)等 被覆層，以提离切削工具的壽命，已行之有年，一般而 言，具有利用熱化學蒸着法（以下稱熱CVD法霣漿CVD 法所生成被覆層之被覆切削工具，已廣泛替及使用β 可是，使用此等被覆切削工具進行加工時，待別在高 速切削加工般的离溫，由於被覆層《磨性所必要的加工 ，或小零件的加工，加工數多，加上被削材刮削次數多 ，致使被覆層的附磨性有所不足，因發生被覆層損傷（ 造成工具壽命減低。 另外，根據熱CVD法，被覆膜與基材的密合性優良， 視基材的種類而賦予特殊性能，在刀刃稜線部，於基材 界面容易析出厚7相的脆化層，在切削中被覆層與此7 相同時脱落，發生磨損，引起工具壽命不均，被覆層無 法期待充分提离壽命β 此等被覆切削工具當中，影馨其耐磨性或剝離性的因 素，為形成被覆的成份中之氰含量和定向性。 一般而言，利用熱CVD法或霣漿CVD法形成磺化鈦或氰 化鈦（TiI〇被覆，俱採用四氛化鈦（TiCU )為鈦灏，甲 烷（CH4 )為硪源，餌氣（N2 )為氰源等谁行之。因此， 採用此等氣羅的被覆中，因四氛化鈦成份的氱進入被覆 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閏讀背面之注$項再填寫本頁) 丄 訂 893037_五、發明説明（2 ) A7 B7

V 靥中，造成蹼質的劣化。 迄今有醐膜中氨份的報告，是利用霣漿CVD法在低溫 你I谁行被覆，見「表面技術j 40卷10期，1989年，第51 -55頁，以及「表面技術j 40卷4期，1989年，第33-36 頁等β據此報告，利用®漿CVD加熱到〜700Ό成膜，可 將膜中《含量水準降到「1原子χ左右」，由此可得良好膜 寅β 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 (请先閱讀背Λ之注f項再埃寫本頁) 又，日本待開平4-13874號公報記載，磺化鈦被覆層由 二層組成，自基體表面至0.5# Β以下部份的«含量為 0.025〜0.055原子％ ,在0.5/u Β以上部份為0.055〜1.1 原子％，可得膜密著度優良，且耐磨性卓越的磺什鈦膜 。可是在該公載所記載方法中，僳利用四氛化鈦為原料 氣體，來自甲烷的游離硪（C)為硪源，故來自四氛化鈦 的氯（C1)和來自甲烷的游離硪，會進人膜中，對膜持性 産生不良影欲。尤其是C在膜中析出，會降低膜的耐磨 性故不宜，惟若有0 . 0 55原子96以上的«存在，不會有 硪析出，可得跗磨性優良的硪化钛膜#因此，在此方法 中為提高密合性，必須有一層構造，邸氛含蛋在基體界 面附近為0.025〜0.055原子％，而逋雔界面部份為0.055 原子96以上·但在此情沅下，«存在本身即會进成耐磨 性降低，所得皮膜的《磨性不足，不言可喻。 向來按照熱CVD法，揉用設有被覆層的被覆切削工具 ,進行斷鑣加工或零件加工時，會發生基材奧謨藺的隔 雔，以及在膜中對膜本身的損傷，因此常有基材》出或 本紙張尺度逋用中國國家搞率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 、發明説明㈤ ΐ補充」’ 瑕疵度的情形，被覆層的定向性被視為是此膜本身損傷的 原因之一。通常按照熱CVD法，已知磺化鈦等被覆層在 (220)面有強定向（參見日本金屬學會誌，第41卷第6頁 ,1 9 7 7年第5 4 2〜54 5頁等），在（ 2 2 0 )面具有岩鼸型構迪 的碩化鈦等當中，加工時切刀的刀尖溫度在約600 eC以下 時，有一次滑面，在此面方向易發生破損》此外，在基材 的界面附近被覆層中，基材與被覆層的熱膨脹俱數差異 ，會留下待大的殘餘抗拉應力，由於會被加工中的被削 材料或切削粉末，按膜表面的平行方向摩擦。故會對膜 賦予剪斷應力，非常容易在基材界面附近的膜中發生破顛· 為解決前述7相的問題，利用乙脯（CH3CN>等有機CN 化合物，藉熱CVD法以形成硪氮化膜，已引起注意（見持 開昭50-117809,特開昭50-109828等公報>。 此法與習知熱CVD法相較，可在較低溫度塗佈，一般 稱為中溫CVD法（MT-CVD法）。習知熱CVD法（稱高溫CVD法 ,ΗΤ-CVD法）中，元素（尤指碩）會在鈦条皮膜形成中， 自基材向皮膜移動，在基材表面形成改霣層（稱7相， 經濟部中央椟準局貝工消費合作社印装 ---------^1裝— (請先閱讀背面之注$項再填寫本莧) 订 為C03W3C等褀碩化物在此等ΗΤ-CVD法中，元索移 動的原因首推被覆度高（通常在l〇〇(TC〜1 05 0*0 ),尤 其是硪的移動，除了溫度高以外，由於皮膜形成中從氣 觴供《不足，致形成中的皮膜輿基材表面之間，産生碩 的《度梯度，皮禊有自基材吸硪的現象。 〆 相對地，MT-CVD法的被覆溫度稍低（800eC〜90〇·〇 ), 自氣相供C或Ν充分，建切刀稜線部界面也不發生17相* 本紙張尺度逋用中國·家橾率（CNS 规格（210X297公;

A * 經濟部中央揉準局MC工消费合作社印製 五、發明说明(4 ) 採用ΜΤ-CVD法的專利，後來提出頗多申讅案*例如特 f 两平3-64469和3-87368號公報提議，在超硬合金基材表 面，直接採用MT-CVD法形成磺氰化鈦（TiCN)_以外，3 利用HT-CVD法形成氣化鋁（Al2 03 >或《化鈦（Ti»)等多 靥膜的工具•又，特閭昭62-9946 7公報掲示被覆以结晶 粒徑0.5;/ 以下的硪氰化纹膜和/或«化鈦膜〇.5〜5.0 厚之單層或稹層皮膜，磺讯化鈦膜形成方法則有在 蒸着溫度700-900*0的然而，即使在此方法 中，輿基材接觴膜仍為磺氰化鈦（TiCN)膜。 可是，本發明人等就磺氰化膜所》覆的超硬合金構件 進行研究期間，發現利用MT-CVD法會使碩氰化钛腰與超 硬合金基材之密合性，渐渐成為不穩定β两於此事進行 潛心分柝時，確定其原因是在利用HT-CVD法形成磺《化 鈦皮膜當中，因所産生反醮生成物的氣氣，腐蝕了超硬 合金基材表面結合相的鈷（Co)。 另外，乙膀等有機CN化合物的熱分解，在基材表面的 化學結合狀態易受影鬱，接二連三形成游離發生此 等游雔硪，會降低皮膜與基材的密合些，又加上前逑界 面改質層的發生，按照MT-CVD法，會使被覆切削工具性 能不安定β · 以超硬合金為基鱧，被覆以硪化鈦，氰化鈦，确餌化 纹等多層膜而成的被覆超硬合金雷中，已掲示鄰接基鼸 的最内靥為〇.1~ 1.0私氘化鈦的被覆超硬合金（特開昭 本紙張尺度逋用中•國家槺率（CNS > A4规格（210X297公釐） (請先Η讀背面之注意事項再埃寫本頁) -装. 订

2930S7_ 五、發明説明（5) β卜170559號公報U此係鼷於PVD法之被膜，對膜中氰 含量或結晶定向性之影想，並未加以檢討❶ 此外，鼷於皮膜硬度一般認為愈离，則射磨性愈優， 但單純提离硬度，有容易降低皮膜韌性的缺黏，做為切 削工具容易引起異常磨耗，成為不耐實用的問題❶因此 ，棰痛兼備硬度和助性的良好平衡· 關於皮膜的撖細構造，如持開昭8 2 - 99 4 6 7號公報所傷 議，構成被覆層的磺氣化鈦膜和/或氮化鈦膜结晶粒徑 在0.5// Β以下時最遴用，惟對结晶粒的形狀和粒徑評估 法，《無記載，不符實用》 本發明之目的，在於解決前述習知技術中的問題，提 供一種被覆切削工具及其製法，耐磨性較習知被覆切削 工具為高，被覆膜與基材之接着堅固，且切削時的耐細 離性優良》 此外，本發明另一目的在於提供一種被覆切削工具， 可將MT-CVD法所得«氰化鈦膜的優良發揮到最大長度， 可靠性較習知為离》為遽成此目的，提供一薄被覆切削 工具，具有皮膜構造，可防止被覆形成中基材表面的變 質，並抑制在皮膜與基材的界面析出不良物質，並提供 一種被覆切削工具，不但使微細皮膜構造最逋化，且從 撖視構造或硬度觀站而言，具有最適構造和最逋範团的 機械性強度》 奋砌由玫 本發明人等為解決與基材接觸的最内層具有磺氰化鈦 本紙張尺度逋用中國國家輮率（CNS > Α4规格（210X297公釐） --------( '裝------訂-------{ Ί (請先閱讀背面之注f項再4寫本筲) 經濟部中央揉準局月工消費合作社印製 A7 S93037 B7 五、發明説明（6 ) (請先間讀背面之注f項再4寫本頁) 或輿基材接鼸的氰化鈦及其上方的《氮化鈦之被覆層的 被覆切削工具中前述問題，一再加以種種研究結果，發 現被覆形成成份，尤其是輿基材接觸的磺《化鈦，或與 基材接觴的氰化鈦及其上方的硪«化鈦之氱含悬，限定 在規定置以下，使此等磺®化的定向性在特定範圍内時 ，輿習知被覆切削工具相較，可大為提高切削的射磨性 ,同時可提高膜本身的耐磨性，以及膜的破壊強度，可 穩定且大輻度改善工具的壽命，而完成本發明。 本發明人等為解決上逑問題加以種種研究結果。發現 不將MT-CVD法所得磺氮化鈦膜直接被覆於基材表面，而 是先在基材表面被覆以第一層氮化鈦膜，其上再被覆以 第二層硪氮化钛膜，即可有效解決上述問題β 鬭於第二層的硪氮化鈦膜，發現其微小硬度或結晶構 造與粒子大小等，對皮膜特性有很大影想。 本發明便傜基於此等認知而完成》 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 本發明第一要旨，在於提供一種被覆切削工具，在磺 化鏡質超硬合金，硪m化鈦質陶金，氮化矽質陶瓷或氣 化鋁霣陶姿製成的基材表面，具有内靥和外靥組成的被 覆層，該内層偽由輿基材接觸的碩氮化鈦單層，或輿基 材接觴而厚度0.1〜2#·的氮化鈦，及其上方的«氰化 鈦雙層，或於該單層或雙層的硪氰化鈦上方，再被覆以 邇自硪化物、氰化物、磺m化物、珊m化物，礪磺氰化 物一種以上的多層所構成，該外層則你由遘自氧化鋁、 氣化鍺、氣化給、硪化鈦、«氮化鈦、®化纹一種以上 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 A7 B7 五、發明说明（7 ) 的單層或多層所_成，而具有下列（1)至U8)之構造· (1) 一種被费切削工具，其特欺為前述内層的氦含量 為内雇全體平均〇·〇 5原子％以下者。 (2>如前述（1>項之被覆切削工具，其特撖為，前逑内 層中與基材接觴的硪氰化鈦之氛含量，或與基材接觸而 厚度為0.1〜2#爾的破化鈦及其上方硪氣化鈦的平均氱 含量，在0.05原子％以下者。 (3)—種被覆切削工具，其持徽為，前逑與基材接觸 的硪笫化鈦，或與基材接鵾而厚度為〇.1〜2 # 之氟化 鈦正上方的磺氮化鈦，於X射線折射角20=20° -140° 間里現折射高峰的面當中，與（220)面的面間角度為3(r 〜60。之面Ukl)的折射高峰強度I(hkl)，對（ 2 20 }面的 高峰強度1(220)之比，即lUhl>/I(220)值，自基材表 面或氮化鈦表面到〇〜B為止的平均為 2 . 5 ^ I (khl )/I ( 2 2 0 ) S 7.0 而自基材表面或氮化鈦表面到0〜20# 為止的平均為 2.I (khl)/ 1 ( 2 2 0 ) ^ 15.0 (4>前述（1)或（2>之被覆切削工具，其待微為，前述 内層中與基材接觸的磺氰化鈦，或與基材接觸而厚度為 0.1〜2#·之氮化鈦正上方的硪氮化鈦，於X射線折射 角20=2〇*~14〇8間呈現折射高峰的面當中，與（220) 面的面間角度為30·〜60*之面（hkl)的折射离峰強度1 (hkl),對（220)面的高峰強度1(220)之比，即I(hkl)/ 1(220)值，自基材表面或铒化鈦表面到0〜3#B為止的 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) A4规格（2丨0父297公簸> ----------{ >-- (請先W讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 A7 2030^7 B7 五、發明説明（8 ) 平均為： 2 . 5 S I (khl ) / I (220)5 7 . 0 而自基材表面或氮化鈦表面到0〜20# 為止的平均為 2 . 5 S I (khl ) /1 ( 2 2 Ο ) έ 15.0 (5)—種被覆切削工具，其待徽為，前逑輿基材接觸 的碩氰化鈦，或與基材接觸而厚度0.1〜2# Β之氘化鈦 正上方的硪氮化钛X射線折射中，令（311)面的高峰強 度為± ( 3 1 1 >，而（2 2 0 )面的高峰強度為I ( 2 2 (Π時，其 1(311)/1(220)值，自基材表面或氮化鈦表面到0〜3# 為止的平均為： 0.551(311)/1 (220)S 1.5 而自基材表面或氮化鈦表面到0〜20知B為止的平均為 0.5S 1(311)/1 ( 2 2 0 ) ^ 6.0 (6>前逑（1)至（4)任一項的被覆切削工具，其待徵為 ,前述内層中與基材接觴的硪氮化鈦，或輿基材接觴而 原度0.1〜2#·之氮化鈦正上方的硝氮化鈦中，於X射 線折射（311)面的高峰強度1(311),與（220)面的离峰強 度1(220)之比，即1(311)/1(220)值，自基材表面或氡 化鈦表面到〇~3 為止的平均為： 0.5S 1(311)/1 (220)5 1.5 而自基材表面或氮化鈦表面到〇〜20 為止的平均為 0.5^1(311)/1 (220)2 6.0 (7)—種被覆切削工具，其待微為，前述與基材接觸 的硪®化鈦，或與基材接觸而厚度為〇·1~2#·之氪化 -1 0 - 本纸張尺度逋用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 、1Τ A ! 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 930〇7 A7 B7 五、發明説明（9 ) 、 鈦正上方的磺氮化鈦X射線折射中，令（111>面的离峰 強度為士（ 1 1 1 ), ( 2 2 0 )面的高峰強度為1 ( 2 2 0 )時，1(111) /1(220)值自基材表面或氤化鈦表面到0〜3私為止的 平均為： 1 . 0 S 1 ( 1 1 1 )/ 1 ( 2 2 0 ) S 4.0 而自基材表面或氰化鈦表面到〇〜20# 為止的平均為 1.05 1(111)/1 (220>S 8.0 (Μ前逑（1)至（6)任一項的被覆切削工具，其特微為 ,前述内層中與基材接觴的硪氮化鈦，或舆基材接觸而 原度0.1〜2# Β之氮化鈦正上方的硪氮化鈦中，X _線 析射（111>面的离峰強度IU11),與（220)面的高峰強度 1(220)之比，即1(111)/1(220)值，自基材表面或氟化 鈦表面到〇〜3#·為止的平均為： 1.05 1(111)/1 ( 2 2 0 )S 4.0 而自基材表面或氣化鈦表面到〇〜20# B為止的平均為 1.0^ 1(111)/1 (220)盎 8.0 (9) 一種被覆切削工具，其特擻為，前述與基材接籣 的硪氮化鈦，或與基材接嫌而厚度0.1〜2#·之氮化鈦 正上方的硪氮化鈦X射線折射中，令（311)面的离峰強 度為±(311), (111)面的商峰強度為1 ( 1 1 1 ), ( 2 2 0 )面 的高峰強度為 I ( 2 2 0 )時.〔I (110) + 1(311>〕/ 1 ( 2 20 ) 值，自基材表面或«化%表面到〇〜3私·為止的平均為： 2.05 C 1(111)+1 (311)] / 1(220)5 5 . 5 而自基材表面或氰化鈦表面到〇〜20# 為止的平均為 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐〉 ---------1 ^------訂------蟓— (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央棣率局貝工消費合作社印製 經濟部中央樣準局負工消费合作杜印装 A7 B7__ 五、發明説明（10 ) 、 2.05 C 1(111)+1 (31D3 / 1(220)514.0 (10) 前述（1>至（8)任一項之被覆切削工具，其特徵為 ,前逑内層中與基材接觸的磺氮化鈦，或舆基材接鼸而 原度0.1〜2；u·之氮化鈦正上方的硪氘化鈦中，X射線 折射（31U面的离峰強度1(311), (111)面的离峰強度 I (11 1 ),與（2 2 0 >面的高峰強度I ( 2 2 0 )之闋傺式〔I ( 1 1 1 ) /1(311)〕/1(220)值，自基材表面或氮化鈦表面到〇 〜3 為止的平均為： 2.0S〔 I(111)+1 (311)〕/ I ( 2 2 0 )S 5. 5 而自基材表面或氮化鈦表面到〇〜2Q# 為止的平均為 2.05 [1(111)+1 (311)] /1(220)514.0 (11) 前迷（U至（1(0任一項之被覆切削工具，其特戡 為，前述内層中與基材接觸的磺氰化钛，或與基材接觸 而厚度為0.1〜2#·之氰化鈦正上方的磺氪化鈦，厚度 為1〜20#丨者β (12) 前述（1)至（11)任一項之被覆切削工具，其特微 為，前述基材為碩化鎢質超硬合金或硪氮化鈦霣陶金， 切刀稜線部的被覆層與基材界面發表面的7相厚度在1 >u 以下者。 (13) 前述（1>至（12)任一項之被覆切削工具，其特擞 為，前述内層和外層合計膜厚為2〜1〇〇#*者》 (14} 一種被覆切削工具，於主要成份傺遵自元素周期 表IVa, Va或Via族元素的碩化物，氰化物和硪氰化物一 鞴以上硬質成份，及VIII族金屬成份组成之合金的基材 -12- 本纸張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4«l格（210X297公釐） * # ^ϋ· an m It·— n^i In ^^^1 amemmf” (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 2ΰ〇0〇γ A7 £7_ 五、發明説明（11 ) (请先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 表面，形成包含内層和外層之硬霣被覆層，其特锹為， 該内暦僳多靥構造，即輿基材接觸的第一靥為氰化鈦， 其上第二層傺硬度1600〜2400kg/··2的硪®化鈦，再 上面為選自钛之硪化物，氮化鈦，碩氰化物及硼氮化物 一種以上的被覆，而外層偽由番自氧化鋁，氣化錨，氣 化給，磺化鈦，磺氰化鈦和氮化鈦一種以上之犟層或多 層構成的被覆層加以被覆者。 (15)—種被覆切削工具，於主要成份僳S自元素周期 表IVa, Va或VI a族元素的磺化物，铒化物和磺氡化物一 種以上硬質成份，及VIII族金屬成份組成之合金的基材 表面，形成包含内層和外層之硬霣被覆層，其特欲為， 與該内層基材接觸的第一層，僳被覆以厚度為fl.l〜2.0 的«ζ化鈦其上之第二層傜被覆以硬度1600〜2400kg/ «2的硝氰化鈦，再上面則被覆以選自鈦的硪化物，氮 化物，硪®化物和明氮化物一種以上的單層或多層，而 在此等内層之上的外層，偽被覆以遘自氧化鋁、硪化鈦 、硪氮化鈦及氟化鈦一種以上的單層或多層所構成之被 覆層。 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 (16>前逑（1〇或（15)的被覆切削工具，其第二層的磺 氡化鈦僳由柱狀結晶粒構成，該硪氰化鈦的平均結晶粒 ，在第二層膜厚4.0#·以下時為0.1〜lyua範_，第二 層膜厚度超過4.0# 而在2 0 >u 以下時為0.5〜3.0# 箱 圍者》 (17>前述（14)或（15)的被覆切削工具，其特徽為，前 -13- 本紙張尺度逋用中困國家橾率（CNS ) A4规格（210X297公釐〉 A7 B7_____—— 五、發明説明（12 ) 述内層的氛含置在内層全體平均為^^原子光以下者 (18) 前述（17)的被覆切削工具，其特激為，前述與内 層基材接觸的硪氰化鈦之氯含量，或與基材接觸的#化 鈦及其正上方的硪氛化鈦之平均氛含量，在〇·05原子％ 以下者。 本發明第二要旨，在於提供一種被覆切削工具之製法 ，該被覆切削工具俗在硪化鎢質超硬合金，硪笛化纹質 陶金，氮化矽質陶瓷或氣化鋁質陶姿構成的基材表面， 具有包含内層和外層的被覆層，該内層锿由與基材接觸 的硪m化鈦單層，或與基材接腰而厚度〇.ι~2#·的氮 化鈦，及其上方的硪氮化鈦燹層，或於該單層或《層的 硝氮化鈦上方，再被覆以選自硪化物、《化物、磺氰化 物、硼氮化物、硼硪氮化物一種以上的多層所構成，該 外層刖係由選自氧化鋁、氣化鉻、氧化鈐、磺化鈦，碩 氮化鈦、氮化鈦一種以上的單層或多層所構成，具有如 下述（19)至（22)所述被覆切削工具之製法。 經濟部中央梯準局負工消費合作社印製 (請先《讀背面之注$項再秦寫本頁) (19) 一種被覆切削工具之製法，於前逑與基材接觸之 硪氮化鈦，或輿基材接觸而厚度0.1〜2#·之氮化鈦正 上方的磺氮化鈦被覆方法中，其待欺為，採用四氰化鈦 為鈦源，有機CH化合物為磺氰源，利用化學蒸著法在氡 «度2 6 %以上的氛囷下進行。於800〜950 °C的租度範園加 以被覆者β (20) —種被覆切削工具之製法，其待徽為，前述與基 材接觸的硪氮化鈦，或輿基材接觸而厚度為0.1〜2#· -1 4 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央樣芈局貝工消費合作社印製 293037 37 五、發明说明（13 ) 之氮化鈦正上方的磺氮化鈦被覆方法中，利用化學蒸箸 法，採用用《化鈦為鈦源，有機CN化合物為磺源，在950 〜105(TC溫度範園加以被覆者。 (21) 前述（1)至（13>任一項被覆切削工具之製法，其 特撤為，前逑輿基材接觸的硪氟化鈦，或輿基材接觴而 厚度0.1〜2# 之m化物正上方的硕《化鈦被覆方法中， 利用化學蒸著法，採用四氯化鈦為鈦源，有機CN化合物 為硪葱，在氰港度為26%以上的氛圍下進行，於80 0 ~ 950°C溫度範鼷加以被覆者〇 (22) 前述（1>至（13)任一項被覆切削工具之製法，其 特徴為，前逑與基材接觸的硪«化鈦，或與基材接觴而 厚度為0.1〜2// 之氟化鈦正上方的碩氮化鈦被覆方法 中，利用化學蒸箸法，採用四氨化鈦為鈦葱，有機CN化 合物為磺源，在95D〜105D-C溫度範圍加以被覆者〇 (23) —種被覆切削工具之製法，該被覆切削工具僳於 主要成份為選自元素周期表IVa，Va或Via族元素的硪化 物，氮化物和碩氮化物一種以上硬質成份，及VIII族金 羼成份組成之合金的基材表面形成包含内層和外層之硬 質被覆層，其特傲為，該内雇偽多層構造，即無基材接 觸的第一層為氮化鈦，其上第二層供硬度1600〜2400M / 2的硪氤化鈦，再上面，為邐自鈦之磺化物，«化 物，硪瓴化物及礪氰化物一種以上的被覆，而外靥你由 遵自氧化鋁，氧化貉，ft化拾，硪化钛，硪氟化钛和讯 化鈦一種以上之單層或多層構成的被覆層加以被覆，此 -1 5- 本纸張尺度逋用中國國家橾率（CNS } A4规格（210X297公釐） <請先W讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央橾準局—工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 1 1 製 法 之 特 徽 為 1 1 前 迷 舆 基 材 接 觸 的 硪 铒 化 鈦 » 或 舆 基 材 接 觸 之 氮 化 鈦 1 I 正 上 方 的 硪 氮 化 鈦 被 覆 方 法 中 > 利 用 化 學 蒸 蓿 法 9 採 用 /--N. 請 1 I 四 氛 化 鈦 為 鈦 源 9 有 檐 CN化 合 物 為 硪 源 9 在 95 0 〜1 0 50°C 先 Μ it 1 1 溫 度 範 匾 加 以 被 覆 者 〇 背 it 1 I (2 4) 一 種 被 覆 切 削 X 具 之 製 法 P 該 被 覆 切 削 工 具 % 於 之 注 意 1 1 主 要 成 份 為 選 商 元 素 周 期 表 I V a , V a或V I a 族 元 素 的 硪 化 1 項 1 I 再 1 物 * 氰 化 物 和 磺 餌 化 物 m 以 上 硬 質 成 份 f 及 V I II族 金 f 乂 靥 成 份 組 成 之 合 金 的 基 材 表 面 形 成 包 含 内 層 和 外 層 之 本 1 硬 霣 被 镡 層 > 其 特 撤 為 » 與 該 内 層 基 材 接 觸 的 第 —- 層 .* 1 1 像 被 覆 以 厚 度 為 0 . 卜2 .0 Μ 的氡化鈦其上之第二層僳 1 I 被 覆 以 硬 度 1 6 00 2 4 0 0 k g /ίΐ •‘ 1的硪気化鈦， 再上面則 1 1 被 覆 以 蘧 白 鈦 的 m 化 物 » 氪 化 鈦 » 碩 氰 化 物 和 硼 氮 化 物 訂 | 一 種 以 上 的 單 層 或 多 層 9 而 在 此 等 内 層 之 上 的 外 層 * 傜 1 | 被 覆 以 選 白 氧 化 鋁 Λ 磺 化 鈦 Ν 硪 m 化 鈦 及 氮 化 鈦 一 種 以 1 1 上 的 單 層 或 多 雇 所 構 成 之 被 覆 層 9 此 製 法 之 待 m 為 1 | 前 述 與 基 材 接 觸 的 硪 氮 化 鈦 9 或 與 基 材 接 觸 而 厚 度 為 0 . 1 Λ -2 Μ Β之氟化鈦正上方的硪氡化鈦被覆方法中， 利 1 1 用 化 學 蒸 著 法 1 採 用 四 m 化 鈦 為 鈦 葱 * 有 機 CN化 合 物 為 1 I 硪 源 9 在 9 5 0 - -1 050°C粗度範圍加以被覆者β 1 1 m 發 明 最 伴 具 賻 例 1 1 在 本 發 明 被 覆 切 削 X 具 中 9 藉 被 覆 層 中 m 含 董 抑 低 至 I 内 層 平 均 0 . 05原 子 % 以 下 的 極 m 量 » 不 但 才 能 大 幅 提 高 1 1 工 具 壽 命 • 而 且 可 大 為 增 進 安 定 性 〇 1 1 I -1 6- 1 1 1 1 本紙張尺度逋用中國國家梂率（CNS > A4规格（210X297公釐） 233037 a? B7 五、發明説明（15 ) 一方面，將被覆層中的氯含量降低至此水準時，可大 為提离膜硬度，顯箸改善膜本身的耐磨性，另一方面， 可明顯提高基材與膜界面的密合度，以及内®和外18間 的密合度，在切削時，不會發生磨耗油成此等界面的期1 離》尤其是用於切削時的界面剝雔，由於基材輿被覆層 的界面發生剝離，致基材薄出顯著，為工具壽命低@或 不均的肇因，故即使内靥中與基材直接接觸的联*1化敎 或輿基材接觸之《化鈦及其正上方的破®化教^其氛含 量平均宜抑低到0.05原子％以下。 膜中氛含量的澜定方法，可以AgCl為榡準試樣，使用 電子線探澍橄分析器UPMA)加以测定❶ 經濟部中央梂準局員工消費合作杜印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 向來之有前述將被覆膜中氯含量水平降至1原子％左 右可得良好膜質的報告，或由氯含量不同的二層構成硪 化鈦被覆的報告，惟尚未見研究將被覆層金體氯含童降 到0.05原子％以下低水準之事。本發明傜基於發現將被 覆層全體中的氰。降低到〇.〇5原子％以下的水平，才能 大幅提高耐磨性，並可提高切削時基材與膜界面之耐剝 離性，所得的結果β本發明在此範圍的低氛份為必要條 件，由此再加上离硬度，可得耐磨性優，且密合度優異 的被覆層》 本發明被覆切削工具，具有在内層的基材正上方直 接被覆硪氮化钛之構造，或被覆氮化鈦0.1〜2；u·,上 面再被覆以磺《化鈦之構造，其成效之一是利用成膜時 核生成之安定，可除去氯的不良彩響。 -17- 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS >八4规格（210Χ297公釐） 五、發明説明（16 ) 硪氮化鈦和氰化鈦在成膜時的核生成，對基材狀態無 甚影礬，非常均勻《若核生成不均勻，在成膜反應時， 由於四氛化鈦邐原所發生的«,即在基材與被覆層界面 偏析，造成被覆層的射剝雔性下降》另外，基材為超硬 合金或陶土時，基材表面附近的結晶相（鈷或鍊等）會被 氛腐姓，因此使基材表面附近的強度降低，為工具壽命 降低的肇因。 可是，輿基材接觸層採用被覆氰化鈦的構造時，氰化 鈦厚度在0.1/UB以下時，氮化鈦成膜視基材位置而來逹 充分均匀的狀態，因此，上面所被覆的硪氮化鈦，即部 份直接發生在基材上的核生成處，氮化鈦和硪觅化鈦的 核生成，卽在基材上混充成不均勻狀態，結果未能充分 顯現除氛不良影響的效果。反之，若超過對切削 時的耐磨性有不良影響。 是故，與基材接觴的膜，必須為直接被覆在硪氮化鈦 的構造，或在基材正上面被覆以厚度〇.1〜2#·的氪化 钛其上再被覆以硪氰化鈦的構造β 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印製 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 基材正上面形成氮化鈦膜時，藉設定適當條件，可得 非常細的膜粒度，附帶可使其上的硪氮化鈦膜的粒度有 變細的傾向β又，利用MT-CVD法形成磺氘化鈦膜時，若 氣鼸條件一定，因基材合金磺童不同，或燒結時表面附 近的脱磺蛋不同，而採用表面附近的磺*不同之合金為 基材時，雖然在界面附近有游離硪析出的可能性，惟因 介置有氰化鈦膜β可缓和此種影播。 _ 1 8 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 293037 A7 B7___ 五、發明説明（17 ) 再者，本發明被覆切削工具另一特欲是，與内層的基 材接觸的氮化鈦正上面之碩氮化層，或與36材直接接觸 的磺氮化靥，其定向性限定在特定銪釀内* 前述利用熱CVD法的硪化鈦等之被«，具有&一$® 面的（220)面定向之趙勢，做為工具在加工時，有容易 發生膜破壊的間題。 在本發明中，與基材接觸之®化鈦正& $ ，或與基材接觴的硪氮化鈦其土（hkU/H220)值》像 指在X射線折射角20 =20。〜140 *C間里現折射高峰面 當中，與（220)面的面間角度為30·〜60°之面UU)折 射高峰強度合計I(hkl),與（220)面高畢強度1(220)之 比。與（220)面的面角度於，因硪氪化鈦具有之方晶結 晶構造，可由下式表示： 2 X h 十 2 X k C O S 0 --- 23/2 X (h2 +k2 + 1 2 ) 1/2 即 I (hkl)表示 I(hkl)= I ( 1 1 1 ) + 1 ( 2 0 0 ) + 1 ( 3 1 1 ) + 1 ( 4 2 2 ) + 1(511), e因（ 2 2 2 )面和（111)面等價，故除去；I · 一次滑面的（ 2 2 0 )面相對傾斜面（30°〜60° )定向性 經濟部中央標準局身工消費合作社印製 (請先《讀背面之注意事項再缜寫本頁) ,必須控制在以X射線強度比而言，自基材表面或«I化 鈦表面到〇〜3#·的平均，和0~20yu·的平均，成為2.5 SI(hkl)/I(220),因此，對切削中剪斷的強度，變成 很強。 然而，被覆層在形成初期階段若定向性太強，由於在 -19- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4规格（2!0X297公釐） 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 A7 B7五、發明説明（18 ) 此情況下也會影«基霣表面的核生成，进成密合度降低 ，故（hkl)面的定向性必須控制到X射線強度比，從基 材表面或®化鈦表面到〇〜η厚度位置平均為i(hkl> /I(220)S7.0,而到0〜20>u 厚度位置平均為±<hkl) / I ( 2 2 0 ) S 15.0的範園 β 本發明切削工具，由於可將自基材表面或氘化鈦表面 到0〜3#·和0〜20# 1為止範圍内，舆基材接觸的氰化 鈦正上面之碩氘化鈦，或與基材接觸之硪氣化鈦中（hkl) 面的定向性，控制在前述範圍，故可提高輿基霣的界面 密合度》同時抑制切削中膜本身的損傷^ 再者，輿基材接觸的氮化鈦正上面的磺氰化鈦，或輿 基材接觸的磺氰化鈦之定向，若控制在下述範圍，則邇 可加大前述效果。 在本發明中，與基材接觸的氰化鈦正上面的磺《化钛 ,或與基材接觸的硪氮化鈦中1(311)/1(220)值，僳X 射線折射中（311>面與（220)的高峰強度比，惟因未定向 的硪氣化鈦粉末中X射線強度比1(311) / 1(220) = 0.5 ，則本發明範園在0.5以上，表示在（311>面定向勝於 ( 2 2 0 ) 〇 (31U面使柑對於一次»面里約32。角度，此面的# 向性必須控制在其X射線強度比，自基材表面或 表面到0〜3# 和0〜20>«平均都是0.5ίί 1(311) / 1(22(>) 因此對切削中的剪斷強度非常強。 反之，在被覆層生成初期階段，若被费層的定向 -20 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS > Α4规格（210X297公釐） (請先《讀背面之注$項再填窝本頁) 丄 訂 { ! A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（I9 ) 1 1 強 〇 由 於 在 此 情 況下也會影鬱基質表面的核生 成》迪成 1 1 、 密 合 度 降 低 9 故 (311)面的定向性必須控制到x 射線強 1 I 度 bb 〇 在 0 ~ 3 U 麗平均為 1(311)/ 1(220)5 1.5 ，而〇〜 /*»S 請 I 1 I 20 Μ 平均為I (3 11> / 1(22(05 6·〇範圍❶ 先 聞 1 1 本 發 明 切 削 X 具酋中，到0〜3#·和0〜20# 11為止的 背 面 1 I 磺 化 鈦 靥 (3 11)阻定向性，若能控制在上迷範國，卽 之 注 1 1 可 提 离 膜 與 基 材 的界面密合度，同時抑制切削 中膜本身 1 項 1 I 再 1 1 的 損 傷 〇 填 又 在 本 發 明 中 ，令X射線折射中（111)面的高峰強度 本 買 V 1 為 I ( 1 1 1) > (2 20 )面的高峰強度為I ( 2 2 (〇時，其特揪為 1 I 9 與 基 材 接 觸 的 氟化鈦正上面的硪氰化鈦，或 與基材接 1 I 觸 的 硪 氮 化 鈦 中 I (111) / I (22'〇)值，到 〇〜3# 為止的 1 1 平 均 為 1 . 0尨I (1 10/ 1(220)5 4.0,而到 0〜2 0 # 為止 訂 I 的 平 均 為 1 . 0盏I (111) / 1(220)妄8.0。 1 I 到 0〜3 U 和0 〜20私·為止的銪園内，與内層基材接 1 1 觸 的 化 鈦 正 上 面之磺®化鈦，或與基材接觭 之硪氪化 1 I 鈦 層 的 (1 1 1 >面定向性，因控制在上述範圖，刖在（31U 面 定 向 時 » 同 時 可抑制切削中膜本身的損傷β 1 1 若 白 基 材 表 面 或氮化鈦表面到〇〜3# «為止的平均為 1 I 2 . 0盔 C I (1 11 )+ 1(311)〕/ 1(220)5 5.5，而到 0~20>u· 1 I 為 止 的 平 均 為 2 . 0忘[1(1 ⑴+ 1(311)〕/1(22 0)S 14.5 1 1 範 圃 » 刖 利 用 相 對於（ 2 2 0 )面傾斜的（311)面和 (111)面 I 定 向 可 更 為 增 加此效果。 1 1 可 是 膜 厚 超 遇 20>u·時，若 6.0〈土 1(311)/ 1(220), 1 1 1 -2 1- 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7五、發明说明（20 ) 8·0<(ΙΙΙ)/ 士 （220},和 14.0< 〔1(111)+1<311)〕， 刖定向性太強，會影響外層被覆時的核生成狀態，加工 時，在被覆層界面會連帶剝離，故不宜。 另外，在被覆靥生成初期階段，若被覆層的定向性太 強，在此情況下會影響基質上的硪氰化鈦之核生成，發 生此等界面的密合度降低，故（3 11>面的定向性使X射 線強度比》在〇〜3#·的平均必須控制在 1(311)/ I( 2 2 0 ) S 1 . 5 1(111) / I(220)S 4.0 和〔Ι(111)+Ι(311Π / 1(220)含 5.5。 與基材接觸的氘化鈦正上面之硪氰化鈦，或輿基材接 觸的磺氮化鈦被覆層膜厚範圍，若比1#·薄，則在界面 附近的膜中破壤防止效果小，若超過20#·,則影響上 述定向性太強，故以1〜20// β為較佳範圃β 又，求I ( h Ιι 1) / I ( 2 2 0 )等各面強度之方法，偽採用C r 或V等管球的通常X射線折射法β不遇，在被覆於超硬 合金的硪氮化鈦較薄位置求出X射線高峰強度時，由於 X射線侵人到基材中，露出硪化銪（WC)的高峰，但因硪 化鎢的（III)面高峰與磺氮化鈦的（311)面高峰位置重叠 ，不會分離（邸使使用高峰最易分離的V管球，也不會 分離因此，採用磺化_粉末射線_樣（基材的磺化錄 通常俱未定向），由硪化箱最強高峰的面輿（111) 面高峰比（由 ASTM 卡，知 I0wc(l〇l)/I〇 wci111)^0.25) ,可求出 Iwc (11 I >，邸 I wc U 1 1 > = 〇 · 2 5 x 1 wc Π 〇 Π , -2 2- (請先5?讀背面之注f項再填寫本頁) .丄 訂 A ! 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS 规格（210X297公釐） 293037 五、發明説明（21 ) 則由（31U位置的高峰強度延伸，可求出± (311>。 此外，與基材接觸層被覆氰化鈦0.1〜2>u 的效果除 前逑氛不良影礬的去除效果外，又因氮化鈦成膜時核生 成之安定化（核生成對基材狀態無甚影鬱，非常細组均 勻），而對上面的硝餌化鈦定向性有控制效果。因此， 硪氮化鈦的定向性，不論基材種類，組成，表面狀態等 如何，均可安定控制在本發明箱惟厚度在0.1#»以 下時，效果不充分顯現。定向性的控制困難，而2# a以 上時，則對切削時的耐磨性有不良影堪。因此，氮化纹 厚度必須在〇·1〜2a B範圍0 本發明進一步特徵為，氮化鈦膜上所形成硪氰化鈦膜 具有特定硬度或特定硬度和構造。即第二層的磺氟化敎 膜的硬度在1600〜240flkg/n·2範圍，其硪氮化鈦僳由 柱狀結晶粒構成，該破氟化鈦的平均結晶粒徑，在第二 層膜厚4 .0/UB以下時以0.1〜1#·範圍，第二層膜厚超 過40# B而在20# ϋ以下時以0.5〜3.0# 範圍之皮膜鼉 適當》 其中，第一層和第二層組成的内靥氱含董，以内層全 腰平均在0.05原子％以下為佳。 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於此所稱皮膜的硬度，僳指撖維克斯硬度（licre vickers tardness)或諾普硬度（Knoop Hardness)。具 饑而言，令皮膜表面與基材平行或里通常角度研磨，對 此研磨面以例如免荷2 5- 50克，免荷時間1〇〜20秒，施 加維克斯或諾普壓痕，澜蛋此壓痕大小加以澜定。在工 -2 3- 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS > A4规格（2丨0X297公釐） A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（22 ) 1 1 具 用 薄 膜 測 定 硬 度 之 際 若 壓 件 侵 入 深 度 超 遇 皮 膜 厚 度 1 1 無 法 m 定 正 確 硬 度 9 故 必 須 選 擇 測 定 方 法 及 負 荷 » 使 1 I 至 少 侵 入 深 度 不 及 皮 膜 厚 度 之 半 〇 可 是 做 為 薄 膜 硬 度 测 請 1 1 定 法 開 發 的 動 態 硬 度 定 法 (由壓件壓入深度與壓入負 先 聞 1 I 讀 1 1 荷 的 關 係 > 求 出 硬 度 的 方 法 ), 由於所得測定值與維克 背 面 1 I 斯 (或諾普） 硬 度 的 絶 對 值 * 在 tfc 較 上 有 困 難 9 故 不 適 用 之 注 意 1 1 做 被 覆 切 削 工 具 硬 度 m 定 法 〇 1 項 1 I 另 方 面 9 在 皮 膜 厚 度 為 0 . 1 〜2 0 B 時 > 從 皮 膜 表 面 藉 再 填 ·$ 1 X 掃 描 電 子 顯 撤 鏡 等 加 以 觀 察 > 平 均 結 晶 粒 悝 m 為 柱 狀 結 馬 本 頁 1 晶 末 端 的 結 晶 粒 大 小 ♦ 邸 柱 狀 結 晶 前 端 部 的 粗 度 〇 平 均 1 I 結 晶 粒 徑 的 評 價 9 在 顯 微 鏡 照 相 的 表 面 照 Η 中 9 就 規 定 1 I 尺 寸 視 域 内 見 到 1 0 0傾結晶粒時， -邊長度1 0 Μ ^ 以 1 0 0 1 1 平 方 根 的 1 〇除 之 » 即 評 定 為 1 M 〇 此 時 » 超 出 視 域 的 結 訂 I 晶 粒 » 以 0 . 5計數。 然而， 以積層膜而言， 無法直接觀 1 I 察 皮 膜 的 成 長 面 故 平 均 結 晶 粒 徑 的 評 價 方 法 > 有 令 被 1 1 覆 超 硬 合 金 構 件 的 被 覆 層 > 對 基 材 呈 平 行 或 適 當 角 度 ( 1 I 以 1 0 ° 以 下 為 佳 )， 加以研磨， 使用適當腐蝕液（ 氟 氬 酸 1 崎 和 m 酸 及 蒸 皤 水 之 混 合 溶 液 等 )〇 使結晶粒界浮上來後 1 1 以 掃 描 型 電 子 顯 微 鏡 加 以 觀 察 之 方 法 * 或 將 加 工 成 薄 Η 1 | 的 試 料 1 以 透 視 型 電 子 顯 榭 鏡 加 以 觀 察 之 方 法 等 〇 均 可 1 1 由 逋 當 倍 數 拍 攝 的 照 片 9 算 出 結 晶 粒 徑 〇 可 是 由 X 射 線 1 1 折 射 法 算 出 結 晶 粒 徑 » 計 算 值 容 易 影 皮 膜 的 殘 餘 應 力 1 1 等 » 故 不 宜 〇 1 1 前 述 具 有 特 定 硬 度 或 待 定 硬 度 和 構 造 的 m 氮 化 鈦 膜 1 1 I -2 4 - 1 1 1 1 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） 2930S7 ΑΊ Β7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、發明説明（> 1 1 利 用 MT -CVD 法 m 可 容 易 形 成 » 此 第 二 層 m 氮 化 鈦 膜 的 形 1 1 成 9 是 以 乙 腈 » 氣 氣 9 四 氛 化 鈦 等 為 主 原 料 9 再 於 原 料 1 I 氣 體 中 添 加 m 或 氬 > 於基板溫度800〜980 eC反應槽内壓 y—> 1 I 請 | 力 4 0 〜 150Torr實施。 先 閱 1 I 讀 1 前 迷 硪 氪 化 鈦 限 於 特 定 硬 度 和 構 造 的 理 由 如 下 〇 背 1 I 首先闢於皮膜硬度 > 雖 然 是 硬 度 愈 高 > 耐 磨 性 愈 優 > 之 注 1 1 值 此 稱 為 摩 擦 損 耗 > 在 室 溫 附 近 有 穗 定 磨 損 的 傾 向 〇 因 1 項 1 1 此 9 切 削 工 具 適 用 鈦 条 陶 瓷 氟 化 鈦 9 磺 化 鈦 > 磺 再 填 寫 装 1 化 鈦 時 » 為 提 高 相 對 於 摩 擦 損 耗 的 m 久 性 t 以 磺 化 鈦 為 本 頁 最 佳 〇 1 I 可 是 » 像 這 種 切 削 工 具 9 很 多 在 衝 擊 或 熱 附 帶 的 摩 擦 1 I 損 耗 現 象 中 > 單 純 硬 度 高 者 t m 性 或 m 氣 化 性 不 佳 » 常 1 1 常 發 生 異 常 磨 耗 9 未 能 顯 示 安 定 赛 命 的 情 形 D 因 此 為 訂 I 獲得安定的長期壽命 > 宜 合 併 適 當 硬 度 9 具 有 不 易 破 壤， 1 1 即 使 破 壊 也 小 規 模 就 結 束 的 撤 細 構 造 9 同 時 兼 具 耐 氣 化 1 1 性 e 為 此 百 的 * 以 兼 具 附 氣 化 性 優 良 的 硪 氮 化 鈦 和 具 有 1 I 高 硬 度 的 m 化 鈦 二 者 優 點 的 硪 m 化 鈦 為 佳 〇 1 本 發 明 就 此 硪 化 鈦 皮 膜 硬 度 或 m 細 構 造 加 以 研 究 » 決 1 1 定 最 適 範 围 〇 1 I 即 有 開 硪 Μ 化 鈦 皮 膜 的 撤 細 構 造 詳 後 > 鬭 於 皮 膜 硬 度 1 1 9 以 1600kg/··2 以上到 240flkg/m· 2 以 下 » 最 適 合 本 發 1 | 明 之 的 〇 1 I 鈦 条 陶 瓷 以 TiC > N 1 一 x(其 中 0尨 1)組成份表示時 > 1 1 X 愈 大 9 具 有 硬 度 愈 高 的 性 質 > 從 X = :0時 (即 TiN)的 2 0 0 0 1 1 I -2 5- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公釐） 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（24 ) kgf/··2 ,到 x=l 時（即 TiC)的 3000kgf/»n2 ，隨 x值 加大，硬度大約呈直線上升》硬度除C和H的fcfc率夕卜， 也受到與Ti的比率，或雜質，殘餘應力，微細構造等所 左右。本發明中稱為硪氰化鈦的皮膜，其各種因數的摘 別作用未明，惟已知硬度在160fl- 2 40 0kg/··2時，可得 最安定的工具用皮膜。硬度在16001ig/ii·2以下時，磨 耗太快，故不佳。3方面，硬度超《2400kg/··2時， 鄢性捶纗降低。容易發生缺陷，也不好· 再者，若硪氛化鈦皮膜的硬度在前迷範圈時，可得赛 命較為安定的工具，惟若以下述皮膜的微細構造做為最 適構造，則更好。 利用MT-CVD法被覆的磺氮化鈦膜，随被覆時的條件而 有各種撤細構造。依照本發明人等的研究，此種黴細構 诰的代表例，可分成下述第一至第三種ο 第一種：由半球狀的一次粒可集成之二次粒子，構成 皮膜表面。 第二種，由明顙多角形組成的一項粒子，構成皮膜表 面，故具有柱狀斷面構造，各柱較細。缠之，柱狀結晶 粒的成長，初期為斜縮狀，膜厚超過後，柱的粗 度變化不大》蒸著溫度適笛，即出現於原料氣體的濃度 或比率適當。具體言之，平均结晶粒徑輿膜厚的期你如 下。 膜厚在4.0AH以下時，粒悝為0.1〜l；ule 膜厚在4 · 0〜2 0必時，粒徑為0 . 5〜3 . 〇 #篇。 -2 6- 本紙張尺度逋用中國困家標準（CNS > A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注f項再填窝本筲) 訂 A ! A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ 25 ) 1 1 為 本 發 明 之 巨 的 9 此 等 種 類 願 示 性 質 較 佳 〇 而 切 削 工 1 1 具 中 厚 度 超 遇 2Q μ 麗的磺氛化鈦層， 會導致工具韌性降 1 I 低 9 不 切 實 際 〇 I | 請 I 第 — 種 ： 由 明 顯 多 角 形 組 成 的 一 次 粒 子 » 構 成 皮 膜 表 先 閱 1 1 面 > 具 有 柱 狀 斷 面 構 造 各 柱 随 皮 膜 成 長 而 變 粗 〇 m 之 tt 背 面 1 I » 柱 狀 结 晶 粒 的 成 長 呈 斜 编 狀 > 與 第 二 種 的 结 晶 粒 浬 輿 之 注 臺 1 1 膜 厚 之 蘭 傜 不 同 〇 即 随 膜 厚 增 大 • 柱 也 加 粗 〇 蒸 著 溫 度 事 項 1 I 再 1 I 提 高 » 或 原 料 氣 黼 灌 度 降 低 » 則 皮 膜 的 成 長 速 度 邸 減 鍰β t 前 逑 形 成 碩 氮 化 鈦 膜 做 為 基 質 中 間 層 的 基 材 上 9 形 成 本 頁 1 刖 述 三 種 磺 化 鈦 皮 膜 以 試 製 工 時 > 就 切 削 試 驗 中 逃 1 I 避 面 磨 耗 性 評 價 結 果 • 各 種 皮 m 的 磨 耗 行 為 > 已 知 分 別 1 I 具 有 如 下 持 戡 〇 I 1 第 一 種 皮 膜 耐 磨 性 低 » 由 皮 膜 的 正 常 磨 耗 露 出 基 材 訂 I f 熔 著 異 常 磨 耗 急 速 進 展 〇 1 1 第 二 種 ： 皮 膜 顯 示 正 常 磨 耗 > 皮 膜 m 磨 性 高 > 顯 示 工 1 1 具 壽 命 很 長 〇 1 | 第 三 種 和 第 二 種 同 樣 9 皮 膜 耐 磨 性 高 工 具 壽 命 長 1 > 常 常 在 皮 膜 局 部 發 生 缺 陷 等 異 常 磨 耗 > 引 起 基 材 的 異 1 1 常 損 傷 〇 1 I 第 一 種 皮 膜 > 由 於 硪 氮 化 鈦 皮 膜 的 結 晶 性 低 » 構 成 皮 1 1 膜 的 粒 子 彼 此 間 結 合 弱 » 可 推 知 皮 膜 在 崩 壊 中 磨 耗 〇 另 1 1 方 面 t 第 三 種 皮 膜 因 耐 磨 性 優 良 9 結 晶 粒 徑 大 » 故 皮 膜 1 I 有 大 規 模 破 壊 的 傾 向 * 推 知 會 引 起 工 具 切 刀 傷 刃 等 異 常 1 1 磨 耗 〇 1 1 I -2 7 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 293037 A? B7 經濟部中央樣準局属工消費合作社印製 五、發明説明（26 ) 1 1 相 對 地 > 第 二 種 皮 膜 耐 磨 性 優 » 同 時 顯 示 安 定 的 正 常 1 1 磨 耗 9 故 工 具 不 會 發 生 異 常 磨 耗 9 具 有 極 適 合 本 發 明 百 1 I 的 之 特 性 〇 請 1 1 本 發 明 切 削 工 具 在 被 覆 層 中 的 氛 含 量 在 0 . 0 5 原 子 % 以 先 Μ 1 I 讀 1 I 下 » 和 / 或 X 射 線 折 射 中 與 基 材 接 觸 的 氮 化 鈦 正 上 面 之 背 面 1 I 硪 氮 化 鈦 > 或 與 基 材 接 觭 之 磺 氮 化 鈦 的 高 峰 強 度 比 9 限 之 注 素 1 1 定 在 前 述 範 圍 内 > 以 形 成 對 基 質 的 粘 箸 力 強 » 耐 磨 性 和 1 項 1 I 耐 剝 離 性 均 優 的 碩 m 化 鈦 被 覆 膜 之 較 佳 方 法 9 有 利 用 化 再 1 1 X 學 蒸 箸 法 » 採 用 四 氛 化 鈦 Ti 源 > 有 機 化 合 物 為 硪 源 9 在 本 貰 1 95 0 ~ 1 0 5 〇 °c溫度範圍， 形成硪氮化鈦之被覆層。 1 1 此 95 0 ^ -1 0 5 o°c的成膜形成溫度範圍， 雖偽與習知以 1 I 甲 院 或 氮 為 m m 源 的 熱 CVD法大約同樣的高溫溫度範圍 1 1 » 但 使 用 本 發 明 原 料 * 在 如 此 高 的 溫 度 領 域 之 研 究 過 去 訂 | 未 見 報 導 〇 1 I 於 95 0〜1 0 5 〇 °c溫度領域， 依照習知熱CVD形 成 被 覆 層 1 1 時 視 基 材 種 類 會 在 切 刀 稜 線 部 析 出 度 之 V 相 * 在 切 削 1 I 加 工 中 > 此 V 相 若 易 發 生 白 被 覆 相 逐 一 脱 落 〇 致 工 具 壽 1 命 降 低 » 相 對 地 t 本 發 明 因 採 用 有 機 CN化 合 物 為 碩 源 » 1 1 即 使 在 此 溫 度 範 圍 加 以 被 覆 9 可 控 制 切 刀 稜 線 部 的 V 柑 1 I 厚 度 在 1 μ η 以 下 的 極 微 量 0 此 為 本 發 明 有 利 的 特 徴 之 〇 1 1 此 外 » 利 用 在 此 溫 度 範 圍 * 使 用 有 機 CN化 合 物 進 行 硪 1 1 氘 化 鈦 的 被 覆 » 邸 可 生 成 耐 磨 性 » 被 覆 層 中 的 耐 破 壤 性 1 I > 以 及 基 材 與 被 覆 層 界 面 之 密 合 度 均 非 常 優 異 的 硪 瓴 化 1 1 鈦 被 膜 〇 1 1 I -28- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中夬揉準局貝工消费合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明（β) 向來由於s化敎：被镫厚，會降低射磨性，故在較低租 被覆薄到約2 為止的膜厚範面，以免對氰化钛（TiN) 的耐磨性有不良影響，卽使可抑制17相析出，若使用熱 CVD法在其上被覆以硪気化钛（TiCl〇等，仍會有7相析出 的間題· 相對地，按照本發明與基材接諝的氰化鈦厚度在0.1〜 2#·範園内，在二面使用有機CN化合物於較習知為高的 ffi度，被覆磺®化鈦，可知即使氮化鈦厚度薄到0.1〜2 #«，儘管被覆形成碩氮化鈦，均可以相當程度抑制π 相發生。 本發明方法另一特敢是，在本發明溫度範国内使用有 機CN化合物，進行磺氡化鈦被覆時，均可生成耐磨性， 被覆層中射破壊性非常優良的硪氰化鈦β採用有機CN化 合物的化學蒸著法，已属公知，由於可在較低溫被覆磺 氤化鈦，故可避免7相的析出，可視為習知製法的特微 ，一般是在800〜90QeC左右的低溫進行。可是在如此溫 度範困被覆時，因被镘磨中氛含量多，膜本身硬度低， 無法形成射磨性低的被覆層。又，在此等低S被覆，會 發生膜的的《剝雔性不Jg。 反之，在超出105ITC的高灞，採用有機CN化合物進行 被覆時，和通常熱CVD法同樣，在切刀積線部的基材表 面部有厚7相析出，且鼸於定向性，在（220)面的定向 性變強，會發生膜中破壤或被覆相自7相脱落，如今就 工具壽命的降低加以研究，已告明白β因此，成膜S度 -29- 本紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS > Α4规格（2丨0><297公釐〉 (请先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印家 A7 _ _ B7____ 五、發明説明（28 ) 範園在本發明範画950-1050 °C時，可得良好膜質❶ 可是，由於混合氣臑中的N2董在26%以上，即使在 800〜950 eC左右的低溫，因具有本發明範圍的定向，故 可得跗禊中破壤性，高密合度之膜。 按照本發明方法，由於可提高被覆膜的密合強度（基 材與内層的密合度，以及内層與外層的密合度 >，以及 切削加工時被覆雇的晒破壤性，故確定舆習用實施的被 覆切削工具之被覆層厚度頂多在10〜15# b左右相對地 ，本發明可使用厚達100#·的厚膜，而不發生剝離或膜 中破顔。但如超遇1㈣// b ,則輸送的小小加工中，大多 會發生被覆靥中的破壊，故不宜。 另以超過15# B的厚膜被覆層而言，若在被覆後，再 加以減少被覆層中殘餘抗粒應力的處理，特別具有效果》 此項處理是在被覆後，對被覆層表面施以機械性衡擊 或加熱衝擊等，由於被覆層在膜厚方向的龜裂，較塗佈 後的狀態增加，可緩和被覆層中的殘餘抗拉應力，有提 高被覆層的射破壞性，特別是在輕切削般對被覆靥負擔 大的加工，效果很大。 玆使用實施例具體說明本發明。 资施篚―丄 採用ISO P10的CHMG120408形狀的磺化鶬質超硬合金 為基材，於其表面生成表1的A1〜Hl，PI, Ql, R1所示 構造之被覆層。 此時，與内層的基材接觸之氮化鈦，是在950 -C四氣 -30- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公漦） ---------Λ 4------訂------( (請先《讀背面之注$項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（29 ) 1 1 化 鈦 1%、 氮( Ν 2 ) : 50 % 氫 (Β 2 ) 4 9%混合氣醱的 1 1 氣 流 中 生 成 〇 内 層 的 硪 氮 化 鈦 是 在 表 1 所示9 0 0〜1 fl 0 0 eC 1 I 各 溫 度 > 氣 體 條 件 均 為 Η 2 :9 5%、 四氛化钛 4 % ν 乙 請 1 1 腈 (CH 3 CN) 卜3 % 而 爐 内 壓 力 為 60Torr的 混 合 氣 體 先 閱 1 I 讀 1 I 之 氣 流 中 生 成 〇 被 覆 層 厚 度 随 保 持 時 間 變化而 調 整 〇 背 1 I 此 等 發 明 品 的 膜 中 氛 含 量 、 定 向 性 以 及切刀 稜 線 部 中 之 注 彔 1 1 的 V 相 析 出 厚 度 > 如 表 2 所 示 〇 又 » 為 供kb較 • 同 時 在 1 項 1 I 表 中 列 出 比 較 品 I， 膜構造與本發明品A1相同， 内層的 再 填 寫 1 1 m 氮 化 鈦 9 是 採 用 甲 院 和 氮 (Ν 2 >為硪氪源，利用熱CVD 本 頁 丨 法 » 在 1 0 0 0 °c 製 作 〇 1 | 膜 中 氣 含 量 * 以 A g C 1為 標 準 試 料 利 用 EPHA_ 定 » 1 I 使 用 此 試 樣 > 按 下 述 切 削 條 件 1 . 2 , 就包含膜本身的 1 1 耐 磨 性 和 膜 剝 離 之 耐 磨 性 > 剝 離 損 傷 9 加以怦 估 0 結 果 訂 I 如 表 3 所 示 〇 由 此 結 果 > 本 發 明 品 A 1 Η 1，Ρ 1 f Q 1 f R 1 1 I 與 比 較 品 I 相 較 > 顯 示 在 耐 磨 性 、 耐 剝 離性， 耐 膜 中 破 1 1 m 性 方 面 均 較 優 〇 1 I 此 外 9 在 本 發 明 品 中 ， 6 1 的 膜 中 殘 餘 氛含量 多 * 射 磨 性 Λ 耐 剝 離 性 稍 遜 » 惟 耐 膜 中 破 壞 性 較 比較品 I 大 為 提 1 1 高 9 此 傜 因 定 向 性 在 本 發 明 範 圍 内 的 效 果。 1 I 又 t 本 發 明 品 fl 1在 (3 11 )的定向性弱， 耐膜中破壊性 1 1 較 差 » 但 耐 磨 性 較 th 較 品 I 大 為 提 高 > 可確認 為 膜 中 殘 1 1 餘 氛 含 置 在 本 發 明 範 圍 内 收 到 的 效 果 〇 儘管F1 的 膜 中 氨 1 1 含 量 少 9 但 被 覆 層 的 耐 剝 離 性 稍 差 » 乃 像V _ 厚 造 成 0 1 1 由 P 1 和 ϋ 1的 結 果 > 可 知 是 (1 11)定向性在本發明範圍 1 1 I -3 1 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4规格（2丨OX297公釐） 29S037 A7 B7 五、發明説明（30 ) 内的成效，而由Q1的結果，可知是（311)定向性在本發 明範圍内，對膜中破壊發揮的效果。 切削修件1 被削材料：SCM 415(0: 210) 切削速度： 300 n/Bin 输送：0·35ιβ/轉 切入：1 . 5a· 切削時間：30分鐘 切削油：水溶性 切削條件2 被削材料：SCM 415(0: 180) 切削速度：2 5 0 m/ Bin 輸送：0.3 bb/轉 切入：1 5 π m 切削時間：1通=1 0秒重複3 0 0次 切削油：水溶性 (請先《讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 -32- 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） • A7 B7 五、發明説明（31 ) 表一1 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 試料 温度 膜構造和各層膜厚(//} 與基材接腾 的TiK正上面 TiCNSI厚 (^m) 被覆牖全 CC) 外層 内層 厚 (μλ) (Atm) A 1 950 TiN/TiCN/Al2〇3 0.5 0.5 2.0 /TiCN/TiN/ 基材 8.0 0.5 8.0 "·5 B 1 950 TiN/TiC /Al2〇3 0.5 0.5 2.0 /T i DCN/T i C/T i CH/T i N/ 基材 0.5 3.0 1.0 2.0 1.0 9-5 Cl 1000 TiN/Al2〇3 0.5 2.0 /TiGCN/TiCN/TiN/ 糾 0.5 8.0 0.1 8.0 11.1 D 1 1000 TiN/Al〇0〇 2.0 3.0 /TiCN/TiC/TiCN/TiN/ 基材 1.0 3.0 3.0 0.5 3.0 12.5 -.一· El 1050 TiN/Zr〇2 0.5 1.0 /TiBCN/TiCN/TiN/基材 0.5 8.0 0.5 8.0 10.5 FI 1050 TiN/riCN/Hf〇2 0.5 0.5 1.0 /T i N/T i C/T i CN/Γ i N/ 基材 0.5 4.0 5.0 0.5 5.0 12.0 —--- G 1 900 TiN/TiCN/Al2〇3 0.5 0.5 2.0 /TiCN/TiN/ 基材 8.0 0.5 8.0 11.5 — HI 1100 TiN/TiCN/Al2〇3 0.5 0.5 2.0 /TiCN/TiN/ 基材 8.0 0.5 8.0 11.5 PI 1050 TiN/Al90〇 0.5 1.0 /TiCN/TiN/ 基材 2.0 0.1 2.0 3.6 Q 1 950 TiN/Al90« 0.5 1.0 /TiC/nCN/TiN/ 1.0 1..0 0.1 1.0 3· 6 一«««—— R 1 1060 TiN/Al2〇g 0.5 1.0 /TiCN/IW 基材 2.0 0.1 2.0 3.6 . ---- 33- (请先《饋背面之注意事項-ΪΙ-填寫本爽) •tr 本纸張尺度逋用中國國家榡率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 7 50 ο 3 8 2 Α7Β7 五、發明説明（32) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 *—· €> 1—4 ►—* o H—» Η-» a j—* 〇 h-- DO > 1—· 試料 〇 0.05 ο S Ο S Ο ο 0 01 o o o o O o 〇 o ◦ S o o 书h·» Λ *-β S uL| sb «1 0.06 Ο ο ο ο σ： CD ο ο 0 01 o s 0.015 o 8 o o o g o k 内層氛 含量 (原子X) 〇 to cn ρ ιο ρ ρ )—* cn o σ> o 0¾ o 〇 o cn cn 〇〜3以in m n5 gtr H-»· 0 1 1 1 1 0· 35 (〜8 >um) 0· 45 (〜8 //⑴） I 5.5(〜8 #m) 0.9( 5 χ/ΐπ) 1.0(〜8 //in) 1 1.5(〜8 #m) i ! 2.5(~8/zm) 0〜20//ΐη 〇 cn ο αι ο ΟΙ CO CJI to ο 〇 ►—» ο »—* o o cn 〇 cn o 〇 111 V—» Ο ο CO μ-k ο 00 to >—* CO 产 ο »—* Ol to ai 〇D •<1 — cn o 0 〜3 ；/m s m 3过 h痛 c薄 口 3 •s—^ h-3 s： 一到 1 1 1 ο CO μ-fc ►-* to ο μ-» C71 . 1 〇〇 o 1 CD 0 〜20//m »—» οο >—* οο V—k Ο ρ »—* CD to OO ►pw σ> ►—» -CO cn a r° o yi CJl 0〜3 B |i + H3· 二 S >—*· tu —rn \ h-二:a r〇 »-»· 〇 cn SB 3 1 1 1 0.65 cn CO to CO to cn 1 CD cn 1 CD tn 0 〜20；/m (請先Η讀背面之注$項再填寫‘‘瓦) i 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4规格Ul^Xg92公釐） _ 34 - 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（33 ) 表-3 試 料 切削條件1 切削條件2 逃避面平均 摩耗量（») 逃避面平均 摩耗置（) 被覆靥剝 離之有無 膜中破壤 Α1 0.192 0.169 無 無 Β1 0.181 0.179 無 無 C1 0.170 0.170 無 無 D1 0.175 0.171 無 無 Ε 1 0.184 0.169 無 無 F1 0.186 0.165 無 無 G1 0.211 0.225 有（少） 無 Η1 0.188 0.265 有（多） 有（稍多） I 0.240 0.380 有（多） 有（多） Ρ1 0.213 0.225 無 無 Q1 0.220 0.222 無 無 R1 0.216 0.226 無 無 -----------{ >-- (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 气！ -35- 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS > Α4洗格（210Χ297公釐） A7 B7 五、發明説明（34 ) 奮旃例2 使用ISO P10的CNMG 1 2 0 4 08形狀的硪氟化钛質陶金為 基材，於其表面生成與表1的A 1 , C 1，E 1 , P 1 , Q1同樣 構造的被覆層，製成試料A2, C2, E2, P2, Q2,以寅施 例 1 之條件1,2同樣的切削條件進行評估。為供比較， 將表1的A1同樣模構造之被膜，利用熱CVD法，於1000eC 被覆於陶金基材，做為試料12評估結果，同時列出β此 等膜之膜厚，氛含童，定向性，雖與表1,2的結果相同， 惟各試樣均在切刀稜線部未見π相（只有12試樣，在被覆 層中發現若干金屬相析出，認為是粘合劑的Hi所致）β 由此結果，可知比較品12的内層氡含量，以及與基材 接觸的氛化鈦及其正上面之磺氮化鈦中氛含量多，使膜 本身的耐磨性不足和膜剝離，且硪氮化鈦層的定向性在 本發明範圍以外，故在被覆層中發生膜破壞，相對地， 本發明品Α2, C2, Ε2, Ρ2, Q2的結果，耐磨性、耐剝離 性，耐膜中破壤性均優。 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央棵準局貝工消費合作杜印装 -36- 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） A7 B7五、發明説明（35 ) 表-4 試 料 切削條件1 切削條件2 逃避面平均 摩耗量U·} 逃避面平均 摩耗量（η») 被覆層剝 離之有_ 膜中破壤 A2 0.166 0.182 無 無 C 2 0.169 0.177 無 無 E2 0.171 0.173 無 無 12 0.245 缺 有（多） 有（多） P2 0.198 0.188 無 無 Q 2 0.196 0.179 無 無 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁)

L 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 啻油ί期I 3 採用CNMG120408形狀的氮化矽条陶瓷為基材，於其表 面生成構造與表1的Al, Cl, El, PI, Q1相同的被覆雇 ，製成試料A3,C3, E3,P3,Q3,按下述切削條件3, 4進行 評估β結果如表5所示β為供比較，將膜構造與表1的A 1 -3 7 - 本紙張尺度遑用中《困家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 A7 , B7 五、發明説明（36 ) 相同的被膜，利用習知熱CVD法，在1000 °C被覆於氮化 矽条陶瓷基材而得之試料13加以評估結果，同時列出。 此等膜的氛含量，定向性與表1, 2結果相同，而各試料 在切刀稜線部均未見7柑ο又就膜厚而言，除I 3内層的联 氮化鈦厚度爲6 外，其餘與表1結果相同。 由此結果，可知比較品13的内層氣含量，以及與基材 接觸的氮化鈦及其正上面之硪氮化鈦中氛含量多，使膜 本身的耐磨性不足和膜剝離，且硪氮化鈦的定向性在本 發明範圍以外，故在被覆層中發生膜破壞，相對地，本 發明品的A3，C3，Ε3, Ρ3, Q3的結果，耐磨性，耐剝離 性，耐膜中破壊性均優》 忉削悠件3 被削材料：F C 2 5 切削速度：500 m/min 輸送：0.25m·/轉 切入：1 . 5讀b 切削時間：3 0分鐘 切削油：無 t7I削悠件4 被削材料：F C 2 5 切削速度：400n/*in 輸送：0·3 ·β/轉 切入：1 . 5 Β ΙΒ 切削時間：1通=10秒重複300次 切削油：無 -38- 本紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

A B 五、發明説明（37) 表-5 試 料 切削條件3 切削條件4 逸避面平均 摩耗量（η») 选避面平均 摩耗置（ηηι) 被覆靥剝 離之有無 膜中破壊 A3 0.253 0.265 無 無 C 3 0.271 0.258 Arr m 無 E 3 0.236 0.247 無 無 13 0.400 剝離—缺 有（多） 有（多） P 1 0.272 0.260 無 無 Q3 0.273 0.265 無 無 ----------{-------訂------A I (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局負工消費合作杜印製 啻施例4 使用CNMG 120408形狀的氣化鋁質陶金為基材，於其 表面生成構造與表1的Al, Cl, El, PI, Q1相同的被覆 層，製成試料A4，C4,E4,.P4, Q4,按實施例3切削條件3, 4進行評估。結果如表6所示。為供比較，將膜構造與 -3 9 - 本紙張尺度適用中國困家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） A 7 - B7 五、發明説明（38 ) 表1的A1相同的被膜，利用習知熱CVD法，在1000 °C被 覆於氧化鋁質陶瓷基材而得之試料14加以評估結果，同 時列出β此等膜的氣含量，定向性與表1，2結果相同， 而各試料在切刀稜線部均未見7相。又就膜厚而，除14 内層的硪氮化鈦厚為6#*外，其餘與表1結果相同。 由此結果，可知比較品14的内層氮含量，以及與基材 接觸的氮化鈦及其正上面之碩氮化鈦中氣含量多，使膜 本身的耐磨性不足引起前端脱落和膜剝離，且硪氮化鈦 的定向性在本發明範圍以外，故在被覆層中發生膜破壤 ，相對地，本發明品的Α4, C4，Ε4, Ρ4, Q4的結果，耐 磨性，耐剝離性，耐膜中破壞性均優。 (請先閏讀背面之注$項再填寫本頁) -訂 风！ 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 -40- 本紙張尺度逋用中國國家棣準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（39 ) 表-6 試 料 切削條件3 切削條件4 逃避面平均 摩耗量（B«) 逃避面平均 摩耗量（》) 被覆層剝 離之有無 膜中破壤 A4 0.155 0.160 無 無 C4 0.165 0.155 無 無 E4 0.148 0.152 無 無 14 前端脱落 缺 有（多） 有（多） P4 0.166 0.157 無 無 Q4 0.168 0.154 無 無 窗掄例5 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 使用ISO P30 CNMG 120408形狀的硪化鎢質超硬合金 為基材，於其表面以實施例1同樣氣體條件，在1Q00-C 進行被覆，製成表7所示厚膜之膜構造的本發明品試料 J1〜L1。再於被覆後試料J2,使用嫌粉實施珠擊法（shot -4 1 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） S93037 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 五、發明説明（4〇 ) 1 1 pe e η i η g ) 處 理 ,同 時 製 成 被 覆 層 中 的殘餘抗 拉 鼸力 降到 1 1 零 為 止 的 試 料 J2〇 1 I 外 為 供 比較 9 將 膜 厚 超 出 本 發明範圍 的 比較 品 請 1 1 Μ . Ν . 以及内層的磺氮化鈦， 以c 和N 2為碩 氮 源， 藉習 先 閱 1 I 讀 1 1 知 熱 CVD 法， 在1000-C被覆以與本發明同樣厚度而得的 背 Si 1 I 比 較 品 〇, 同時列於表中。 之 注 素 1 1 此 等 試 料 的 膜中 氣 含 量 > 與 基 材 接觸的m 化 鈦正 上面 事 項 1 I 之 磺 m 化 鈦 定 向性 9 以 及 切 刀 稜 線 部的ν相 析 出厚 度， 再 填 ir 1 如 表 8 所 示 〇 本 頁 • » ~ 1 採 用 此 等 試 料， 按 下 述 切 削 條 件 5 · 6加工， 結果如表 1 1 9 所 示 〇 由 此 結果 » 可 知 比 較 器 Μ的内層硪氮化鈦的膜 1 | 厚 度 很 厚 0 定 向性 超 出 本 發 明 品 範 圍，故在 被 覆層 中發 1 1 生 剝 離 9 産 生 磨耗 〇 另 知 比 較 品 Ν 的全體膜 厚 超出 本發 訂 I 明 品 範 圍 » 在 被覆 層 中 有 許 多 破 壊 。另外， 由 習知 熱CVD 1 | 法 » 可 知 fcb 較 品0完全不耐用。 又由本發明品J 1和J2相 1 1 較 9 可 知 在 此 等厚 膜 的 領 域 9 被 覆 後進行殘餘應力的 1 I 去 除 處 理 9 具 有提 高 耐 剝 離 性 > 耐 膜中破壊 性 的效 果。 切 削 條 件 1 1 被 削 材 料 : SCM 4 1 5 (ΗΒ • 2 1 0) 1 I 切 削 速 度 : 500 蘭/ η in 輸送：0 .2 〇!«/ 轉 1 1 切 入 ： 1 . 5 B η 切削時間 30分鐘 1 1 切 削 油 ; 水 溶性 1 I 切 削 條 件 6 1 1 被 削 材 料 SCM 4 1 5 (ΗΒ • 180 ) 1 1 I -4 2- 1 1 1 1 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS > A4规格（210X297公釐） 五、發明説明（41 ) ο 通性 4S1 溶 : 5 :水 度 1 間： 速·.時油 削 入削削 切 切切切 A7 B7 送 输 轉 複 S 秒 次 ----------it— (請先»讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） A7

五、發明说明（42 ) 表一7 綱 膜構造和各層膜厚（〆》0 mmmm 的TiN正上面 Tic晒厚 ("m) 被覆層全 讎厚 U·) 100 夕卜層 内層. J 1 TiN/TiCN/Al2〇3 5.0 25 50 /TiCN/TiN/ 19 1.0 19.0 K 1 TiN/TiC /Al2〇3 5.0 3.0 60 /TiBCN/UC/TiCN/IW 基N· 0.5 10 20 0.5 20.0 99 L 1 TiN/Al203 0.5 85.5 /TiBCN/TiCN/TiN/ 級 0.5 10.0 2.0 10.0 98 Μ TiN/Al203 2.0 3.0 /TiCN/TiC/TiCN/TiN/J^ 1.0 3.0 25 1.0 25.0 35 Ν TiN/Zr02 5.0 80.0 /TiBCN/TiCN/TiN/loit 1.0 20.0 0.5 20.0 106.5 經 濟 η 部 〇 中 央 標 TiN/TiCN/Al2〇3 5.0 25 50 /TiCN/TiN/^ 10.0 0.5 20.0 90.5 面 之 注 局 貝 工 消 费 合 作 社 印 輦 Μ〜0為比較品 請 先 « % i 訂

I -44 本紙張歧逋用中國两家鮮（cNs >A4赌（210X297公兼] 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 293037 五、發明説明（43 ) 〇 2： r· Η-* C-, 〇 0.01 0.01 ο ο Ο Ο h-k ο ο 书h·牌 迸到过 §9^'l til SE «1 〇 ο ο ο S ο ο ο 8 ο ο 〇 05 »—k ο ο »—*> ο Ο μ-* Ο 0〜3 SB 3¾ -1 gi 諫 0.3(〜20 鋒） 6.0(〜20//m) 7.0(〜20/ζ m) 2.0(~10//m) 6.0(〜2〇βιή) 6·0(〜19；/ m) 0〜20"m 1 〇 >—4 Ο μ-» Ο Ο >—k CD 1— ο 切刀稜 線部” 相厚度 (Um) 1 〇 »—* -<Ι ί—* σ> σ> h-*> C-Π 0 〜3 //m ll -a 二 3 HH 3B t=J ^ rn SK- S3J St 〇 〇〇 CO, CO Η-* ς〇 οο oo 0~20^m ►—* Γ° to Γ0 σ> Γ° σ> to Ol 0 〜3 /zm -------- B 口磙 Τ» Si -£ \ hr 欠a to t-9 s s ^ 3E 3 μ-* h-* Γ3 ς〇 οο CO CO CD Γ3 00 00 〇 〜20 yin 0— ra ----------{------1T------Λ I(請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國困家橾準（CNS ) A4洗格{ il〇X297公釐） -45-

7 7 A B 經濟部中央樣準局負工消费合作社印製 五、發明説明（44 ) 表-9 試 料 切削條件5 切削條件6 逃避面平均 摩耗量（》Β) 逃避面平均 摩耗量（》*) 被覆層剝 離之有無 膜中破壤 J 1 0.140 0.155 極少 極少 Κ 1 0.150 0.163 極少 棰少 L 1 0.132 0.145 極少 棰少 J 1 0.142 0.143 無 無 Μ 0.155 0.278 有（多） 極少 Ν 0.143 0.246 極少 有（多） 0 到2分鐘有 缺損 10通缺損 非常多 非常多 一 46- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 ^93037 於取&曰 補充 A7 --- 37 五、發明説明（45) 實施例6 使用ISO P10的CNMG 1 20408形狀的磺化鎢質超硬合金 為基材，於此表面生成表10的al〜hi, Pi〜rl所示構造 的被覆靥。 _ 此時，第一層碩氡化鈦的生成是在表10所示900〜1100 t：各溫度，氣體條件都是H2 95% ,四氛化鈦4% ,乙贈 (CH3 CH)2%,而爐内壓力60 Torr的混合氣體氣流中進 行。被覆層的厚度隨保持時間變化而調整。 此等發明品的膜中氛含量，定向性以及切刀稜線部的 ri相析出厚度，如表11所示。又為供比較，以本發明品 al相同的膜構造，將第一層硪氮化鈦，以甲烷和N2為 碩氡源，利用習知熱CVD法，在1 000C製成比較品i,同 時列於表中。 又，使用與本發明相同的基材，僅將膜利用與習知技 藝（特開平4-13874)相同的條件予以成膜，並作為比 較品i’。i'為利用以氫氣為載醴之公知等離子CVD法製 作，且在下列製造條件下製作。藉此，一併顯示所成膜 TiC之膜厚度及膜中氣含量。 低氯領域之T i C 高氣領域之TiC 基材溫度υ 102010 10001C R F (射頻）功率 200W 1 000W 壓力 5 t 〇 r r 1 t o r r CH+ /TiCU 2.0 1.0 成膜時間 0 . 5小時 4小時 氛含量 0*051 at% 0.835 膜厚 0.4 u οι 5 · 1 a η 採用此等試料，按下述切削條件7, 8就包含膜本身耐 磨性和膜剝離之耐磨性，剝離損傷，進行評估。結果如 表12所示。由此結果，可知本發明品的al〜hi,pi〜rl, 與比較品i之相較，在耐磨性、耐剝離性，耐膜中破壊 性方面均優。 在本發明品中，gl在膜中殘餘氛含量多，耐磨性和耐 剝離性稍遜，惟耐膜中破壊性較比較品i大幅提高，此 為定向性在本發明範圍内的效果。 本發明品hi的（311定向性弱，耐膜中破壊性稍差，耐 磨性較比較品i大幅改進，可認定是膜中殘餘氛含量在 本發明範圍内收到的效果。又，儘管hi的膜中氣含量少 -47- 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 策- -訂· A7 B7 五、發明説明（46 ) ，被覆層的耐剝離性稍差，可視為π相層厚所引起。 七71削雔件7 被削材料：SCM 415 (ΗΒ=210) 切削速度：3 0 0 B/ min 輸送：0.35ιβ/轉 切人：1 . 5 m 切削時間：3 0分鐘 切削油：水溶性 七71削修件8 被削材料：SCM 415 (0=180) 切削速度：2 5 0 »/ Bin 輸送：0.3 η*/轉 切入：1 . 5 a η 切削時間：1通=1 0秒重複3 0 0次 切削油：水溶性 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 城！ 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 48 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 _'_____B7 五、發明説明（47 ) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印掣 表一1 0 試料 温度 CC) -與基概腸 的TiN正上面 被棚全 體膜厚 (um) 外層 内層 TiCN膜厚 (_ a 1 950 Ti 腿 CN/A]2〇3 0.5 0.5 ZQ /TiCN/級 8.0 8.G 11.0 b 1 950 TiN/TiC /A1〇0q 0.5 0.5 细 /TiKK/TiC/IW 紐 0.5 3.0 1.0 l.C ----—--- 7.5 cl 1000 TiN/Al9〇3 0.5 fo ΛϊΈονηονΜ 0.5 8.0 8.0 - 11.0 d 1 1000 TiN/AloOo 2.0 /TimiC/TiCN/^# 1.0 3.0 3.0 3.0 12.0 el 1050 TiN/ZrOb 0.5 1.0 /TiDQ^TiCN/J# 0.5 8.0 8.0 '----. 10.0 f 1 1050 TiN/Ti〇VHf〇2 0.5 0.5 1.0 /TiN/TiC/IW 糾 0.5 4.0 5.0 5.0 11,5 g 1 900 TiN/TiCM/Al〇〇3 0.5 0.5 ZO /πα彳/基材 8.0 8.0 11.0 hi 1100 TiN/TiCN/Aj2〇3 0.5 0.5 T.0 /IW級 8.0 8.0 11.0 p 1 1050 TiN/AloOo 0.5 l.O'3 Amm 2.0 2.0 3.5 q 1 950 TiN/Al2〇3 0.5 1.00 /TiC/TiCN/ 級 1.0 1.0 1.0 3.^ r 1 1060 TiN/Al〇〇Q 0.5 1.0 Amm 2.0 2.0 — -3.5 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 _ 4 9 _ 本紙張又度逋用中國國家標準（CNS ) Α4Λ格（210X297公釐） A7 B7 明 説明發 48 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 -1 *〇 一 tr 〇Q O) μ—· CL >—· o ►* cr ►—* ►—· m 〇 0.05 o s o I^ 〇 o o Η-* 〇 cn o o I °·01 〇 o I—* | o.oi 1 0.03 ： 0.04 书h·桝 甚到过 葙 Μ® 〇 gj _ 0.06 0.07 0.06 j 〇 h—* 0.01 O h—* ai 0.04 0.015 0.03 0.01 0.05 0.04 内層氣 (原子X) 〇 to cn o fO o ►1^ o V—* CM o <n o σ> »* o CD o cn »~~* cn 1 1 0 〜3 1 m Τοψ * v Q ΙΟ 1¾ 1 1 1 0.35 (~ 8 //m) 〇· 45 (~ 8 ^rn) 5.5(〜8 em) 丨 〇.9(〜5 "m) j ►—* o 7 CO r、' E 1 1.5(〜S㈣ 1 to CM CO Tc 彐 0 〜2Q ^ m 〇 cn CD cn o cn CO cn K3 〇 〇 »—» CD O o cn o ai o o 切刀凌 i線部7 |相厚度 j (ym) ο o co -J 〇 03 IsD o 03 α» to 〇 CO zo Ul CO o 0 〜3 ；/ΐπ 'Μ 口茹 to »-3 ro *—· ss S： 1 1 1 〇 CO μ-Α to o at, 1 oo o 1 CD 0 〜20#m V—k 0〇 t—* 0〇 CD o CD ro cn ►—* K> o CO o 仏 CO to o cn 0 〜3 二茹 上a 一 H §s <1—»» ^ΰν ro g 1 1 1 0.65 1.85 cn CO r° CO ro Ol 1 CO ai 1 CD Ol G 〜20/zm m丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

,1T 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）—50 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 修 補充 ______i.' . A7 B7 五、發明説明（49 ) 表-12 試 料 切削條件7 切削條件8 逃避面平均 摩耗量（mm) 逃避面平均 摩耗量（》) 被覆層剝 離之有無 膜中破壞 a 1 0.19 0.175 無 無 bl 0.18 0.18 無 無 cl 0.174 0.168 無 無 dl 0.175 0.17 無 無 el 0.18 0.172 frrr· m 無 f 1 0.183 0.172 •far m 無 gl 0.210 0.230 有（少） 無 hi 0.185 0.270 有（多） 有（稍多） i 0.225 0.350 有（多） 有（多） pi 0.210 0.230 無 無 ql 0.215 0.225 無 無 rl 0.213 0.228 無 無 i ' 0.28 0.43* 有常多)* 有（多u 過度損傷，在190通停止，此時之測定值。 --------{裝------訂 又 冰 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -51 - 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 293037 A 7 ' B7 五、發明説明（50 ) 窗掄例7 使用ISO P10的CNMG 120408形狀的磺氮化鈦質陶金為 基材，於其表面生成構造與表10的a 1 , c 1 , e 1，相同的被覆 層，製成試料&2,62,£6,依實施例6切削條件7,8的 同樣切削條件進行評估。結果如表13所示。為供比較， 將膜構造與表10的al相同的被膜，按照習知熱CVD法， 在lQQtTC被覆於陶金基材所得試料i2加以評估。其結果 同時列出。此等膜的膜厚、《含量、定向性、均與表10 ，11結果相同，各試料均在切刀稜線部未見17相（只有 i2試料在被覆層中看到有若干金羼相析出，應屬粘合剤 的Ni造成）。 由此結果，可知比較品i2的内層和第一層，因氩含量 多，發生膜本身耐磨性不足且膜剝離，且因第一層定向 性在本發明範圍之外，在被覆層中發生膜破壞，相對地 ，本發明品a 2，c 2 , e 2結果，耐磨性，酎剝離性和耐膜中 破壞性均優。 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 域！ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -52- 本紙張又度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 五、發明説明（5；L ) A7 B7 表-1 3 試 料 切削條件7 切削條件8 逃避面平均 摩耗量（mm) 逃避面乎均 摩耗量Um) 被覆層剝 離之有無 膜中破壤 a2 0.165 0.180 無 無 c 2 0.168 0.175 無 無 e2 0.169 0.169 無 無 i 2 0.240 缺 有（多） 有（多） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. ,-ιτ 經濟部中央樣準局員工消費合作社印袈 奮旆例8 使用CNMG 120408形狀的氪化矽条陶瓷為基材，於其 表面生成構造與表10的al, cl, el相同的被覆層，製成 試料a 3， c 3 , e 3 ,依下述切削條件9，1 0進行評估。結果 如表14所示。為供比較，將膜構造與表1Q的al相同的被 膜，利用習知熱C V D法，在1 0 0 0°C被覆於氮化矽糸陶瓷 基材所得之試料i 3加以評估，其結果同時列出。此等膜的 氰含里，定向性，均與表10,結果相同，各試料均在切 刀稜線部均未見7相。關於膜厚，只有i 3的第一層硪氮 •線 __- fi 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公嫠） B7 B7 輸送：0 · 2 5mn/轉 切削時間：30分鐘 輸送： 五、發明説明（52 化鈦厚度為6；ub,其餘均與表10的結果相同》 由此結果，可知比較品i3的内層氨和第一層，因氯含 量多，發生膜本身耐磨性不足且膜剝離，且因第一層定 向性在本發明範圍之外，在被覆層中發生膜破壊，相對 地，本發明品a 3 , c 3，e 3結果.，耐磨性，耐剝雎性和耐膜 中破壞性均優。 切削修件fl 被削材料：F C 2 5 切削速度：5 0 / « i η 切入：1 · 5 π m 切削油：無 切削修件1 〇 被削材料：F C 2 5 切削速度：400 m/min 切人：1 . 5 b m 切削時間：1通=1 0秒重複3 0 0次 切削油：無 裝 i 線 (請先閎讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 -5 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

7 7 A B 經濟部中央梂準局負工消費合作社印製 五、發明説明（53 ) 表-1 4 試 料 切削條件9 切削條件1 〇 逃避面平均 摩耗量（m·) 逃避面、平均 摩耗量U») 被覆層剝 離之有無 膜中破壊 a3 0.250 0.264 無 無 c 3 0.265 0.256 無 無 e3 0.234 0.245 無 無 i 3 0.386 剝離-►缺 有（多} 有（多） 使用CNMG 12Q408形狀的氧化鋁質陶瓷為基材，於其 表面生成構造與表10的al, cl, el相同的被覆層，製成 試料a 4， c 4，e 4 ,依實施例8切削條件9 , 1 0的同樣切削 條件進行評估。結果如表15所示。為供比較，將膜檐造 與表10的al相同的被膜，按照習知熱CVD法，在1000 °C 被覆於陶金基材所得之試料i 4加以評估，其結果同時列 出。此等膜的氛含量，定向性，均與表10, 11結果相同 ，各試料均在切刀稜線部均未見7相。關於膜厚，只宜i4 -5 5 - 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I I 裝 I訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

7 7 A B 五、發明説明（54 ) 的第一 «硪氮化鈦厚度為6；um,其餘均與表1G的結果相 同〇 由此結果，可知比較品i4的内層和第一《，因氮含量 多，發生膜本身耐磨性不足引起前端脱落和膜剝離，且 因第一層定向性在本發明範阒之外，在被覆層中發生膜 破壊，相對地，本發明品a 4 , C 4，e 4結果，耐磨性，耐剝 離性如耐膜中破壊性均優。 表-15 經濟部中央標準局員工消费合作社印掣 試 料 切削條件3 切削條件1 〇 逃避面平均 摩耗量（m·} 逃避面平均 摩耗ft Ub) 被覆層剝 離之有無 膜中破壤 a 4 0.150 0.165 無 無 c 4 0.162 0.159 無 無 e 4 0.149 0.155 無 無 i 4 前端脱落 缺 有（多） 有（多） -56- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4洗格（210X297公t ) ί ί 訂 絲 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 «98037 A7 B7五、發明説明（55 )竄1例玉 使用ISO P30 CNMG 120408形狀的磺化鎢質超硬合金 為基材，於其表面以實施例6同樣氣體條件，在1000 °C 進行被覆，製成厚膜的膜構造如表16所示之本發明品試 料〜ill,於被覆後的試料jl使用雄粉實施珠擊法處 理，同時製成被覆靥中殘餘抗.拉應力降到零的試料j 2。 為供比較，膜厚超遇本發明範圍的比較品η, η,以及 將第一層的碩氮化鈦，以（：和卩2為硪氮源，按習知熱 CVD法，於100(TC被覆以本發明品同樣厚度的比較品0, 同時於表中列出。 此等試料的膜中氛含*第一層磺氮化鈦的定向性，以 及切刀稜線部中的7相析出厚度，如表17所示。 使用此等試料，以下述切削條件11, 12進行加工， 結果如表18所示。由此結果可知比較品Μ因第一層硪觅 化鈦膜較厚，定向性超出本發明品範圍，故被覆層中發 生剝離，進行磨耗。另外，比較品η因全體膜厚超出本 發明範圍，可知大多在被覆層中發生破壊。依據習知熱 CVD法，l：b較品0完全不耐用。 再由本發明品；51與02比較，可知在此等厚膜領域，於 被覆後進行，殘餘應力的除去處理，具有提高耐剝離性 ，耐膜中破壊性的效果。 I 裝 i II 錄 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) -57- 本紙張尺度適用中國®家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（56 ) 切削修件1 1 被削材料：s C Μ 4 1 5 ( Η B = 2 1 0 ) 切削速度：500 i/rain 輸送：0·20ββ/轉 切入：1 . 5 n Β 切削時間：3 0分鐘 切削油：水溶性 tJl削悠伴 被削材料：SCM415 (HB= 180) 切削速度：600 / min 输送：0.15ββ/轉 切入：1 . 5酿β 切削時間：1通=1 〇秒重複1 5 0次 切削油：水溶性 ----------it------訂------^ I (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 -58- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 2930S7 五、發明説明（57 ) A7 B7 經濟部中央棋準局員工消费合作杜印«. m- 1 6 試料 膜構造和各層膜厚(#> 與基材接觸的 TiC颟厚 (p. in) 被覆層金 釀膜厚 (/W·) ____ 外® 内層 j 1 Tif^TiCN/Al 0 5.0 25 50. /IW基材 20 20.0 ion ..一—一——*... k 1 TiN/TiC /Λ1 0 5.0 3.0 60 /riDGN/riC/lW 基材 α 5 10 20 20.0 98. Γ) 11 ΤιΝ/Α1 0 0.5 85.0 /ΓίΙΟ/ΠΟΊ/基材 0.5 10.0 10. ϋ %.{) 一.· in TiN/ΛΙ 0 2.0 3.0 /TiCN/TiC/IW 基材 1.0 3.0 ZS Ζ5.0 31-0 η TiN/ΖιΌ 5.0 80.0 /rilWI'iCN/^N· !.ϋ 20.0 20. ί) !(Κ； __________*·' ο TiN/FiCN/ΛΙ 0 5.0 25 50 /I'iCN/ 基材 10.0 20. ϋ ίΧ) ___________ . ΙΓΙ〜ο為比較品 衷一1 7 試料 與基材接觸的 TiCN技含量 [^均 (原热） 内層 氟含量 (原子％) 與基材接觭的之 1(311)/1(220) ·.·.·__________ 切刀稜 線部” 柑厚度 (/义 m) _ 一一----- 0〜3則1 〜20 "ill j 1 0.0.1 0.01 1.0 6.0 1.0 ^ ----------- k 1 0.01 0.03 1.0 6.0 1.0 —~-—-- 11 0.01 0.01 1.0 2.0 1.0 ____—- in 0.01 0.03 1.0 7.0 1.0 ___— 1 n 0.01 0.01 1.0 6.0 1.0 -------- 〇 0.10 0.10 0.6 0.3 4.0 —^ -59- (請先S讀背面之注意事項再填寫本萸) 订 ▲ ! 本紙張尺皮適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7B7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（58) 表_ 1 8 試 料 切削條件11 切削條件1 2 逃避面平均 摩耗量（Β Β ) 逃避面平均 摩耗畺（m·) 被覆層剝 離之有無 膜中破壊 j 1 0.144 0.150 極少 極少 k 1 0.155 0.162 極少 極少 11 0.135 0.142 極少 極少 j 2 0.145 0.149 無 無 道 0.160 0.270 有（多） 極少 η 0.145 0.245 極少 有（多） 0 2分鏟缺損 10通缺損 非常多 非常多 審掄你Μ 1 使用ISO Ρ20 CNMG 120408形狀的磺化鎢質超硬合金 為基材，於此表面形成由TiN(0.5；uin)/Al2 03 (2.0>un) -6 0 - 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS > A4*t格（210X297公釐） ----------{ L------訂------火 I (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消资合作杜印製 A7 ΒΊ_ _______ 五、發明説明（59 ) /TiBCN(〇.5/i O/TiCU# n)/TiCN(6# Β)/基材組成構造 (上雇的TU和Α12 03靥為外層）的被覆層，製成試料u 〜X5,以及形成由 TiH〇.5//«〇/Al2〇3 (2.0#«)/TiBCN (0.5；u B)/TiC(3y« m)/TiCij(6；u n)/TiN(0.5>u ) / 基材 組成構造（上層的TiN和A12 03層為外層）的被覆層，製 成試料Y1〜Υ5β其中Y1〜Y5,與基材接觸的TiN,使在 900 °C，於四氛化鈦1%,氡（N2)50%，其餘為氫（H2) 的混合氣體氣流中生成。 另外，在XI〜Χ5和Υ1〜Υ5中，内層的磺氮化鈦是依次 在溫度800，850, 900，940和1050-C,於四氛化鈦4 %， Ν2 26〜60%，乙腈0.4〜1%不等，其餘為Η2的混合 氣體氣流中生成。被覆層厚度随保持時間變化而諝整前 述膜厚。而内層TiCN和TiN中的平均氣含量，在XI〜Χ4 和Υ1〜Υ4為0·1〜0.15%, Χ5和Υ5為0.05%以下》此等 本發明品的膜中定向性，加表19所示。 再者，以同一膜構造，除TiCN的生成條件改為乙腈 0 . 1 % - 7 9 0 °C和N 2 0 %外，其餘和前述同樣條件製成的 比較品Z1 (與XI〜X5同一膜構造）和Z2(與Y1〜Y5同一膜 構造）之膜定向性，亦如表19所示β Z1和Z2在TiCN和TiN 中的氣含量亦超過0.2%。 採用此等試料，按切削條件13, 14所示條件加工，結 果如表20所示。由此結果，可知本發明品的XI〜X5和Y1 〜Y5,與Z1和Z2相較，大幅提高耐磨性，耐剝離性，耐 膜中破壊性的平衡性，發揮定向控制在本發明範圍内的 -61- 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先Η讀背面之注意事項存填寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6〇 ) 效果。 切削悠伴1 2 被削材料：S C Μ 4 3 5 ( Η B = 2 3 0 ) 切削速度：160 a/ »i η 輸送：0.35»麗/轉 切入：1 · 5道 切削時間：3 0分鐘 切削油：水溶性 切削雔件1 4 被削材料：S C Μ 4 1 5 ( Η Β = 1 4 0 ) 切削速度：350 n/min 輸送：0.35mn/轉 切入：1 . 5 Β Η 切削時間：1通=1 0秒重複5 0 0次 切削油：水溶性 -62- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 293037 B7 五、發明説明（61) ' ro tS3 h—* CJ1 CO to *-< 1~» >c cn X X CO X to X ►—· 1 >—* 〇〇 to CD o oo an o CO CO N3 cn —3 o CO cn ►tw o CO CO to CM 0 〜3 “m .® 过 H葙 to aK CD <5^ κ> to Κϊ CO oo tn CO OO cn o oo OO S3 a\ oo cn CO oo cn o CO CO to CJI 0 〜6；：ni ο κ> o tsD CD CO V—* o CD CO o cn ◦ CO o 私 o CD o ΟΊ o CO 0 1 CO 3 B m -1 一·'班 CO 7Γ 二 \ ^ 〇 ο Cx> o to o CD o o cn o o 卜-* o o o cn o CO 0 1 3 ο* 05 CD CD oo o V—* o o 00 CD 00 CD CD ►—fc o o CD o〇 CD oo 0 〜3 //fn vim 5» m 过 H猫 »-H ygb 撕 -Q ο οο o oo o CO V—* CD V-k o o CO o <iD o CO >—» o >—* o o oo o 00 0〜6"ill ο ο〇 CD CO V-* hO o ►—* CO K-* CO »—* »—» CO to o μ—» >—* OO 0 〜3 '~' /B 3 :¾ 上* ►-* —3 ro <5* to 1—* 1—* cz> μ-* c〇 to o μ-4 μ-* CO μ—» CO r° o 1—A CO h-* ►—* ο i CT5 3 "63- ----------ί I------訂------火 I (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

A 五、《説明（62) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表-20 試 料 切削條件1 3 切削條件1 4 逃避面平均 摩耗量（mm) 逃避面平均 摩耗量（ffllB) 被覆層剝 離之有無 膜中破壞 XI 0.225 0.185 有（少） 無 Χ2 0.230 0.188 有（少） 無 X 3 0.226 0.179 有（少） 無 Χ4 0.213 0.180 無 無 Χ5 0.215 0.182 無 無 Υ 1 0.228 0.188 有（少） 無 Υ2 0.226 0.186 有（少） 無 Υ3 0.220 0.190 有（少） 無 Υ4 0.213 0.179 無 無 Υ5 0.220 0.169 無 無 Ζ 1 0.250 0.280 有（多） 有（多） Ζ 2 0.258 0.310 有（多） 有（多） ---g-4--- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4规格（2IOX297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-·° Γ < A7 B7 五、發明説明（63 ) 奮施例1 2 使用ISO P10的CNMG 120408形狀之硪化鈦質陶金為基 材品 的 9 IX 表 與 成 生 面 表 其 明 發 本 為 上 以 及 層 覆 被 之 造 構 樣 同 成 形 件 條 樣 同 在 削 切 的 1A 例 施 實5n 以 ο ，為 Z4數 ，入 3 ο Z 切 ，以 7— ,1_·1 Υ 惟 f , Y6件 ，條 7 X 棲 ，同 6 4 X 1 料 ， I 3 試 1 成件 製條 件 條 切 的 相 料 試 1S IX 例 施 實 〇與 示 ， 所量 21含 表氛 如中 果膜 結及 。向 估定 評的 以層 加覆 ,4被 1A ,，又 性 磨 耐 高 提 知 可 較 C 相衡 品平 知的 習性 與壞 品破 明中 發膜 本耐 由和 ，性 果離 結剝 。耐 同 ， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -59 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 293037 A7 B7 五、發明説明（64 ) 表-2 1 試 料 切削條件1 切削條件1 4 ’ 逃避面平均 摩耗量（ηη) 逃避面平均 摩耗量（m·) 被覆層剝 離之有無 膜中破壤 Χ6 0.195 0.172 有（少） 無 Χ7 0.183 0.175 無 無 Υ6 0.200 0.175 有（少> 無 Υ7 0.202 0.179 無 無 Ζ 3 0.223 0.235 有（多） 有（多） Ζ 4 0.241 0.260 有（多） 有（多） (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 奮掄例1 3 使用CNMG 120408形狀的氮化矽条陶瓷為基材，於其 表面生成與表19的X1,X4，Y1,Y4(以上為本發明品）以及 Zl, Ζ2,在同樣條件形成同樣構造之被覆層，製成試料 Χ8, Χ9, Υ8, Υ9, Ζ5, Ζ6,以切削條件15, 16加以評估 -66- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X29?公釐） 輸送：0 . 30bb/轉 切削時間：3 0分鐘 輪送：0 . 30b·/轉 A7 B7 五、發明説明（65 ) β結果如表22所不。 又，被覆層的定向及膜中氛含量，與實施例11試料相 同。結果，由本發明品與習知品相較，可知提高耐磨性 ，耐剝離性和耐膜中破壤性的平衡。 切削條件1 5 被削材料：F C 2 5 切削速度：6 0 0 b/ min 切入： Inn 切削油：無 切削修件1 ft 被削材料：F C 2 5 切削速度：3 0 0 m / m i η 切入：1 . 5 ra m 切削時間：1通=5秒重複5 0 0次 切削油：無 I--------it------訂------成 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -67- 本紙張又度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） S930S7 A7 Β7 五、發明説明（^) 表-22 試 料 切削條件1 5 切削條件1 6 逃避面平均 摩耗量（m β ) 逃避面平均 摩耗量（》n) 被覆層剝 離之有無 膜中破壞 Χ8 0.250 0.188 有（少） 無 Χ9 0.236 0.185 無 無 Υ8 0.251 0.199 有（少） 無 Υ9 0.244 0.191 無 無 Ζ 5 0.289 0.255 有（多〉 有（多） Ζ 6 0.293 0.249 有（多） 有（多） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 奮掄例1 4 使用SUMN 120 4 0 8形狀的加鬚晶之氣化鋁質陶瓷為基 材，於其表面生舆表19的]Π,Χ4,Υ1,Υ4(以上為本發明品） 以及Zl, Ζ2,在同樣條件形成同樣構造之被覆層，製成 試料 ΧΙΟ, XII, ΥΙΟ, Yll, Ζ7, Ζ8,以切削條件 17, 18 -68-本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（67 ) 加以評估。結果如表2 3所示〇 又，被覆層的定向及膜中氱含量，與實施例11試料相 同》結果，由本發明品與習知品相較，可知提高耐磨性 ，耐剝離性和耐膜中破壊性的平衡。 iJl削悠件1 7 被削材料：F C D 7 0 切削速度：3 5 0 a/ Bi 切入：IBM 切削油：無 t71削修伴1 8 被削材料：F C D 7 0 切削速度：2 5 0墮/ ni 切入：1.5mm 切削時間：1通=5秒重複5 0 0次 切削油：無 -6 9 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公簸） 输送：0 . 30b*/轉 切削時間：30分鐘 輸送：0 . 30mie/轉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 -B7 五、發明説明（68 ) 試 料 切削條件1 7 切削條件1 8 逃避面平均 摩耗量（am) 逃避面平均 摩耗量（〇0 被覆層剝 離之有無 膜中破壤 X10 0.270 0.225 有（少） 無 XI 1 0,255 0.211 無 無 Y10 0.268 0.239 有（少） 無 Y1 1 0.249 0.225 無 無 Z7 0.350 0.292 有（多） 有（多） Z8 0.366 0.296 有（多） 有（多） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 奮施例1 5 使用ISO P30的CNMG 120408形狀之磺化鎢超硬合金為 基材，於其表面生成由TiN(0.5#m)/Al2 03 (3.0#騰） /TiBCN(0.5# ii)/TiCN(20；u B) / 基材組成構造（上層 的TiN和Al2〇3層為外層）的被覆層，製成試料X12， 4 -7 0 - 本紙張尺度逍用中國囷家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 2^3037 A7 B7五、發明说明（69 ) X13,另形成由 ΤίΝ(0.5#·)/Α12 03 (2.0>um)/TiBCN (0.5/U ·)/ΤίεΝ(20# B)/TiN(0.5/i B)/基材組成構造（上 層的TiN和Al2〇3靥為外層）的被覆層，製成試料Y12〜 Y13。其中Y12〜Y13,與基材接觸的TiN,傈在750 °C, 於四氛化鈦1%,氮（N2)45%，氛（NH3)5%,其餘為 氫（H2 )的混合氣體氣流中生成〇 又，Χ12〜Χ13和Υ12〜Υ13中，内層的碩氮化鈦分別按 顒序在800至950 Ό溫度，於四氱化鈦496, Ν2固定26% ，乙腈在0.4〜1%不等，其餘為Η2的混合氣體氣流中 生成。被覆層的厚度随保持時間變.化而調整前述膜厚。 内層的TiCN和TiN平均氣含量，在Χ12和Υ12為0.1〜0.15% ，至於X13和Y13,其TiCN和TiH中平均以及内層中平均 都在Ο.05%以下。此等本發明品的膜中定向性如表24所不。 此外，以同一膜構造，將TiCN 在甲烷（CH4)l〇%， 氮（N2 >5%，四氛化鈦1%，其餘為氫（H2)的氣體氣流 中，於100(TC製成的fcb較品Z9(與X6同一膜構造）和Z10( 與Y6同一膜構造）之膜定向性、同時列於表24。 使用此等試料，於切削條件19, 20所示條件加工结果 ，如表25所示。由此結果可知，本發明品X12〜X13和Y12 ~Y13與Z9及Z10相較時，耐磨性、耐剝離性和耐膜中破 壤性的平衡性均大為提高，顯示定向控制在本發明箱園 内的效果。 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 订 本紙張尺度逋用中國國家揉丰（CNS > Α4规格（210Χ297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（70 ) t7I削悠件1 9 被削材料：SCM 415(HB= 200) 切削速度：150 */min 輸送：0.35mm/轉 切入：1.5mm 切削時間：30分鐘 切削油：水溶性 切SII雔件20 被削材料：SCM 415(0= 140) 切削速度：30〇B/min 輸送：0·35β·/轉 切入：1 · 5 Β Η 切削時間：1通=5秒重複1 0 0 0次 切削油：水溶性 -72- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁)

五、發明説明（71 ) A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 ESJ 1~~► 〇> Ν CD X； )~~· CO 4 1» txD X ►—* ca X »—» to 試料 〇〇 ο 〜Ί CD —T o 〜1 o o 0~3 um s m 过 -葙 二 a gs 〇 tND 15.0 15.0 15·0 15.0 0 〜·20“ιη CD )—» Ο ro C=> cn 办 t~~* 0 cn an Ο 1 CO Tc 3 © m 过 m 二:箱 、•乂 —· 二 s Ο to Ο CO CO o cn σι (p O 0 〜2〇；im ο ►—* ο Γ° οο CO o OD cn 〇 〇 l CO 3 m 过 m *~3 <p CD CO οι 〇〇 o 〇〇 〇 oo o 〇〜: ο ΙΌ ο CO, CO CD o ΟΊ CD ΟΊ Ol 0〜3 ;z：H 土》 t—^ fiS —办 ο ο α> t—^ to CO 14.0 CO cn o 0 〜20 y m -73- ----------^ .i------tT------I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS > A4规格（210X297公釐、） 五、發明説明（72 ) 表-25 試 料 切削條件1 9 切削條件2 0 逃避面平均 摩耗量Um) 逃避面平均 摩耗畺UlB) 被覆層剝 離之有無 膜中破壊 X 1 2 0.236 0.184 有（少） 無 X 1 3 0.215 0.172 無 無 Y 1 2 0.244 0.190 有（少） 無 Y 1 3 0.220 0.177 無 無 Z 9 0.256 0.290 有（多） 有（多） Z 1 0 0.245 0.266 有（多） 有（多） (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) j

V 、νφ - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 奮施例16 (内層的構造） 使用CNMG 120408形狀的磺化鎢質超硬合金（ISO P10) 表面，利用習知熱CVD法，形成厚0.6#·的氘化鈦膜後 利用NT-CVD法形成磺氮化鈦皮膜》 磺氮化鈦膜的形成條件為：TiCl4:2%, CH3 -7 4 -本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（73) Η 2 ： 9 0 % ,其餘Ar(均為莫耳比），緦流量20公升/分鐘 ，基板溫度900 °C，反應槽壓力72 Torr。磺氮化鈦膜厚 度，随成膜時間調整而變化。 再於第二層的碩氮化钛膜上，利用習知熱CVD法，按 順序積層硼氰化鈦膜和氣化鋁膜，得本發明被覆切削工 具。 所得硪氮化鈦膜的膜厚，硬度和平均結晶粒徑，硬度 以及有無界面腐蝕層之測定結果，如表26所示。 平均結晶粒徑的測定方法是，除去表面的氣化鋁膜和 硼氮化鈦膜，將皮膜的成長面加以研磨和平滑，使用氟 氫酸和硝酸及蒸餾水的混合液侵蝕，露出磺氮化鈦膜的 結晶粒界，以掃描式電子顯微鏡加以觀察。 碩氮化鈦膜的硬度，是將皮膜的成長面加以研磨和平 滑，以諾普硬度計（載重2 5克，載金時間2 0秒）測定。硬 度單位為kgf/nm2 。 為供比較，採用基質不加氮化鈦（試料6),以及不用 氬（Ar),利用MT-CVD法形成磺氮化鈦膜（試料7)，均與 本發明被覆切削工具同樣，藉習知熱CVD法，依次積層 硼氮化鈦膜和氣化鋁膜。所得TiCxN^x膜的组成X 均約0.6，利用X射線光電子分光（XPS)法和X射線折射 法加以確定。 本紙張尺度適用中國國家搮率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁)

1T -! 293037 at B7五、發明説明（74 ) 表-26 No . TiCN膜厚 (/u m) TiCN膜粒 徑) T i C N膜 硬度 有無界面 腐蝕層 試料1 1 . 4 0.54 1950 無 試料2 3 . 5 0.96 1860 無 試料3 5 · 1 1.34 2130 無 試料4 10.7 1.83 20 10 無 試料5 18.5 2.73 2210 無 試料5 5 . 2 1.72 2 0 8 0 有 試料7 5 . 8 3.23 2 4 4 0 無 (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 試料6 - 7 :比較品 由表26可知基質無氮化鈦膜的試料6,在基材與皮膜 的界面會發生腐蝕層，而不加氬，利用MT-CVD法形成的 試料下之碩氟化鈦膜，平均結晶粒徑大，硬度高〇 如表26中本發明試料1-5所示，由於在MT-CVD的原料 氣體中添加氬，致改變柱狀結晶的成長行為，會抑制平 均結晶粒徑随皮膜成長而增大，而降低硪氮化鈦膜的硬 度，其原因未明。又，於此雖未詳述，若改為添加氮氣 以代替氬，則利用MT-CVD形成硪氮化鈦膜，亦見同樣現 象，本發明人等己告確認。 其次，在表26所示試料中，蘭於皮膜厚度近似的試料 -7 6- A ! 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（75 ) 3，試料6和試料下，於表27所示條件實施於切削試驗， 結果如表206所示。此項試驗偽就硪氮化鈦膜的耐磨性 ,内層（指與基材接觸的硪氮化鈦膜及其上面的磺氮化 鈦膜為止）與基材的密合性，以及皮膜的耐缺損性加以 評估。 表-27 條件名 切削條件2 1 被削材料 SCM 415 被削材料（ / i η > 2 5 0 輪送（ma/rev) 0 . 3 切入（ffl B ) 1.5 切削油 有（水溶性） 切削時間 1通10秒重複3 0 0次 -77- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

Α7 Β7 五、發明説明（76 ) 表-28

No. 逃避面平均摩耗量（*) 有無剝離 刀尖部缺損 試料3 0.12 無 無 試料6 0 .18 無 無 試料7 . 0.14 無 有 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 且表28所示，可知本發明品耐磨性優，同時晒剝離性和 耐缺損性均優異。另方面，基質無氘化鈦膜時（試料6), 皮膜的耐剝離性劣，在基材界面顯示腐蝕層，可視為皮 膜耐剝離性性劣化的原因。其次，硪氮化鈦膜的平均结 晶粒徑大時（比較例2),形成上述第三種碩氮化钛膜， 顯示良好耐磨性和耐剝離性，惟刀尖部有缺損/容易發 生異常磨耗，壽命參差不齊。 奮掄捆17(被霣靥令體的嫌诰） 使用I S Ο P 3 0的C N M G 1 2 0 4 fl 8 (附有斷届器）形狀之超硬 合金為基材，於此表面形成表2 3所示構造的被覆層β於 此，本發明中第一靥氮化鈦膜和第二靥碩氮化鈦膜的形 成，2按實施例16所載本發明品皮膜形成條件實施。試 -7 8 - 个紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） -* 二 I. 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 293037 A7 B7 五、發明説明（77 ) 料15偽與實施例16的試料6同樣，在基質内不加氮化钦 ，而在基材上直接形成硪氮化鈦膜。試料16的硪氮化鈦 膜是和實施例16的試料7同樣，利用不加氬的MT-CVD法 進行。其他膜是利用習知熱CVD法形成皮膜，得表29所 示膜厚和膜構造之試料。 (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 -79- 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐）

A B7 五、發明説明（78 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 $ οι ρ. ίο t—fc CO oo 澉5¾ 〇 σ ο Ο cn ο ⑦ ο o cn CD 〇〇 o CD o cn 室 5 満 •W f〇[f _ g 〇〇 οι ND 05 cn 00 ►—* K> «3 CO to σ> CO Η § C： Ο OD 〇 ο C0 to f〇 CO to 〇 o ο ◦ CD CD »—* ο CD o o CD o -3 3 〇 cn Ο C71 ◦ ο Ο o o 〇i 〇 o CO -3 i 〇 Ο 〇 ο Ο CO o o 〇 cn o 5 cn CD — oo ro μ-» ►—* —J ►—* CO CO CO ►—k o > CO ο Ο o Ο ο CO o to o o o 〇 ο c〇 Ο o σ> Ο ο cn o ro h-* ►—» o CO o K> 5 οο 00 ΟΟ ο CO 〇〇 00 CO 00 麯- 00 CD 05 CD CO po CO 一 H> 3 鍤 CO Η* μ-4 ι—* CO o CD p o 00 ►—* N) to b m ί§ /•"Ν 铖 tS3 _ Q 鍤 ίο cn g g s o g to H-* ►— CD CO C〇 ◦ »—* oo cn ◦ to § ml 2 9 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 t· 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -80" Α7 Β7 五、發明説明（79 ) 關於表29所示試料，按表30所示切削條件實施切削試 驗，结果如表31所示。 由表31可知試料8-14的耐磨性和附剝離性均優，可得 安定壽命· 相對地，基質中間層不加«化鈦膜時（試料15)> 施例1 6亦播得確認，即在基材表面形成腐蝕雇胃_ _ 離性性不良的結果。其次，檐成磺氮化鈦膜的& 平均粒徑和皮膜硬度，與本發明品不相當時（試！^16) 切削中的皮膜容易大規模破壊，發生缺損β可@^#$ 料15和16在耐磨性和耐剝離性兩方面均不能令\ _ $ 做為切削工具的性能不佳。 表-30 (请先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作杜印製 條件名 切削條件2 2 -------- 切削條件2 3 被削材料 SCH 435 ---- S CM 4 15 切削速度（m/min) 1 4 0 250 输送（nn/rev) 0.35 0.3 切入（π·) 1 . 5 1.5 切削油 無 < dry〉 有（水溶性） 切削時間 30分鐘 1通1 〇秒蕙 複1000次 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0><297公釐） 訂 -81 - A7 B7 五、發明説明（80 ) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 表-31 試料 號 切削條件2 切削條件3 逃避面平均 摩耗量（«) 有無 剝離 逃避面平均 摩耗量Un) 有無 剝離 試料8 0.21 無 0.15 無 試料9 0.22 有 0.16 無 試料10 0.20 無 0.14 無 試料U 0.18 無 0.13 無 試料12 0.19 無 0. 14 無 試料13 0.16 無 0.12 無 試料14 0 .20 無 0.16 無 試料15 0.27 有 0.29 有 試料16 0.30 有缺損 0.20 無 -8 2 ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（81 ) 奮掄例1 8 使用ISO P01的CNMG 120408形狀之硝氮化質陶金為基 材，於此表面形成表3 2所示構造之被覆層。於此，本發 明品中第一層氮化鈦膜和第二層硪氤化鈦膜的形成， 是在實施例16所載本發明的皮膜形成條件下實施，試料 21和實施例16的試料6相同，基質不加氮化鈦，即在基 材上直接形成磺氮化鈦膜。而試料22中硪氮化鈦膜的形 成，和實施例16的試料7相同，利用不加氬的MT-CVD法 進行β其他膜則利用習知熱C Ο法形成皮膜，得表3 2所 示膜厚和膜構造之試料〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 -83- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） B7. 五、發明説明（8〗a) 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 ^1421-22 : kb^an 試料22 試料21 試料20 試料19 試料18 試料17 m m Ο Ο CD αι CD CO CD cn 基材側TiN 膜構造的各層厚度（#«0 to 产 OD ►u cn to -ο h-k --3 (O TiCN 〇 Ο Ο »—* cn CO o -3 〇 〇 ο Ο l〇 cn o o TiCN CD ο ο <p σι o o TiBCN 〇 ο ο cn o o o TiBN I—^ CO μ—» »—» * 1~k ro — >; o 〇 ο Ο CO o o o ϋ? O 〇 CO ο ο to o CD -q o CO TiN σ> J—k p σ> <p 〇〇 (^m) 金體厚度 CO μ-* Η-* 05 1—k o -a 〇 CD CO 粒徑（"m) 第2層TiCN膜 2510 2030 2100 2010 1890 1910 硬度 UH 〇 0 (請先聞讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公磐）

-83-A 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印装 A7 B7 五、發明説明（82 ) 關於表32所示試料，於表33所示切削條件實施切削試 驗。結果如表34所示β 由表34可知試料17-20的耐磨性，耐剝離性均優，可 得安定赛命。 相對地，基質不加氮化鈦膜中間層時（試料21),如實 施例16所確定。於基材表面形成腐蝕靥得耐剝離性不佳 的結果。其次，構成硪氮化鈦膜的柱狀結晶和皮膜硬 度，與本發明品不相當時（試料22),切削中皮膜容易發 生大規模破壞，造成缺損。此等試料21和2 2在耐磨性和 耐剝離性兩方面均不滿意，做為切削工具的性能不良β (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表-33 條件名 切削條件2 4 被削材料 S C Μ 4 15 切削速度（Β / Β i η > 2 5 0 输送（fflB/rev) 0.3 切入（Β·) 1 . 5 切削油 無 切削時間 20分 ~ 8 4 -_ 本紙張尺度適用中國國家#率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 訂 五、發明説明（83 ) A7 B7 表-34 試料 號、 切削條件2 4 逃避面平均 摩耗量（》n) 有無 剝離 試料17 0.16 無 試料18 0.17 無 試料19 0.15 無 試料20 0.17 無 試料2 1 0.26 有 試料22 0.30 有（缺損） 庙業浪丨用袢 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局負工消費合作杜印裂 本發明被覆切削工具，與習知被覆切削工具相較，被 覆膜本身的耐磨性高，被覆膜與基材的粘著強固，切削 時的耐剝離性性優，尤其是得以適笛利用於高速切削加 工般高S時，被覆靥必須有耐磨性的加工，或小零件 加工般加工數多，且對被削材料修飾次數多的加工等。 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS) A4规格（210X297公釐）

|修正严7. 3 Γ 本年.《 β 補充 293037 申請曰刼 mi/ 案 號 類 別 (以上各欄由本局填註） Α4 C4 293037 # |專利説明書 中文 發明 新型 名稱 英文 姓 名 國 籍 被覆切削工具 (85年7月3日修正）

COATED CUTTING TOOL 哉雄典男德 克傻久益f 野村原堂林 内野大中小 12 3 4 5 一、發明 創作 人 本 曰 屬 皆 住、居所 一社 北會 陽式 昆株 市業 丹工 伊氣 縣電 庫友上上上上 兵住同同同同 1 2 3 4 5 百 號 内 所 作 製 丹 伊 姓 名 (名稱） 住友電氣工業股份有限公司 (住友電氣工業株式會社） 經濟部中央標隼局Μ工消費合作杜印繁 三、申請人 國 籍 住、居所 (事務所） 代表人 姓 名 曰本 大阪府大阪布中央區北浃四丁目5番33號 倉内憲孝 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4说格（210Χ297公釐）

Claims (1)

1. 293001 公告本

   六、申請專利範圍 第83 1 05374號「被覆切削工具及其製法」專利案 (85年10月12日修正） 杰申請專利範圍： 1. 一種被覆切削工具，其偽在磺化鎢質超硬合金，磺氮 化鈦質陶金，氮化矽質陶瓷或氧化鋁質陶瓷組成的基 材表面，設有包含内層和外層的被覆層，該内層僳由 與基材接觸的碩氮化鈦單層，或與基材接觸而厚度為 \0.1〜2« m的氮化鈦及其正上面磺氮化鈦之雙靥，或在 該單層或雙層的碩氮化鈦上方被覆以選自碩化鈦，氮 化鈦，硝気化鈦，硼氮化鈦，硼碩氡化鈦一種以上之多 層所構成，而該外層係由選自氧化鋁，氧化結，氧化 姶，碩化鈦，碩氮化鈦，氮化鈦一種以上之單層或多 層所構成，其特徴為，該内層中的氛含量以内層金體 而言，為在0.05原子％以下者。 2. 如申請專利範圍第1項之被覆切削工具，其中與該内 層之基材接觸的磺氮化鈦中氣含量，或與基材接觸而 厚度在0.1〜2w ηι的氮化鈦及其正上面的碩氡化鈦中 之氛含量條在0.05原子％以下者。 \ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之被覆切削工具，其 中與該内層之基材接觸的碩氮化鈦，或與基材接觸而 厚0.1〜2WD1之氡化鈦正上面的碩氮化鈦，於X射線 折射角2 0 = 20 °〜140°間呈現折射高峰的面當中， 與（220 )面的面間角度為30°〜60°之面（hkl)的折射 -1- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 293037 μ8 C8 D8 六、申請專利範圍 离峰強度I(hkl),對（22 0)面的离峰強度1(220)之比， 邸I(hkl)/I(220)值，自基材表面或氡化钛表面至0〜 3 « m為止的平均為 2.5^ I (hk 1 )/ I (220) ^ 7.0 且自基材表面或氡化鈦表面到0〜20 w 為止的平均為 2.5^ I (hk 1 )/ I (220) ^ 15.0 4. 如申請專利範圍第1或第2項之被覆切削工具，其中 自與該内層之基材接觸的碩氡化鈦，或與基材接觸而 厚0.1〜2/u·之氡化鈦正上面的磺氡化鈦，其X射線 折射中（311)面高峰強度1(311),對（220)面高峰強度 * 1 (220 )之比，即1 (3 1 1 )/ 1 (220 )值，自基材表面或氮 化鈦表面至0〜3« b的平均為 0.5^ I (311)/ I (220) ^ 1.5 且自基材表面或氮化钛表面到0〜20 w π的平均為 0.5客 1(311)/1 (220 ) S 6.0 〇 5. 如申誚專利範圍第1或第2項之被覆切削工具，其中 與該内層之基材接觸的磺氡化鈦，或與基材接觸而厚 0.1〜之氘化鈦正上面的硪気化鈦，其X射線折射 中（111)面高峰強度1(111)與（220)面高峰強度1(220) 之比，即1(111)/1(220)值，自基材表面或氡化鈦表 面至0〜3w B的平均為 1.0S 1 (1 1 1 )/ 1 (220)5 4.0 且自基材表面或氡化钛表面0〜20w 的平均為 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------一'^------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 申請專利範圍 1 . 0 各 I (111) / I (2 2 0) S 8 . 0 〇 , 6. 如申謫專利範圍第1項或第2項之被覆切削工具，其 中與該内層之基材接觸的硪氡化鈦，或與基材接觸而 厚0.1〜2/im之氡化鈦正上方的碩氮化鈦，其X射線 折射中（311)面的高峰強度1(311), (111)面高峰強度 1(111),以及（220 )面高峰強度1 (220 )之關偽式 〔1(111) +1(311)〕/1(220)值，自基材表面或氮化 鈦表面至0〜3 win的平均為 2.0^ [1(111)+1 (311)] /1(220)^ 5.5 且自基材表面或氡化鈦表面到0〜20w b的平均為 2.0^ CK11D + I (311)3 / 1 (220 )^14 7. 如申請專利範圍第1項或第2項之被覆切削工具，其 中與該内層之基材接觸的碩氡化鈦，或與基材接觸而 厚0.1〜2W η之氡化鈦正上面的碩氮化鈦，其厚度為 1 ~ 2 0 w π 者 〇 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8. 如申請專利範圍第1項或第2項之被覆切削工具，其 中該基材為碩化鎢質超硬合金或碩氡化鈦質陶金，而 切刀稜線部中披覆層與基材界面最表面的η相之厚度 偽在1 w η以下者。 9. 如申請專利範圍第1項或第2項之被覆切削工具，其 中該内層和外靥合計膜厚為2〜100 W m者。 10. 如申請專利範圍第1項或第2項之被覆切削工具， 其偽在主要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） Λ8 B8 C8 D8 2930^7 六、申請專利範圍 素的碩化物，氡化物和磺m化物一種以上硬質成份， 與VIII族金羼成份組成之合金之基材表面，形成包含 内層和外層之硬質被覆靥，其待戡為，該内層像以與 基材接觸的第一靥為氡化鈦、其上面第二層偽硬度 1 600〜2 4 0 0kg/DIID2的碩氡化鈦，再上面被覆以選自 碩化鈦，氮化鈦，磺氮化钛和硼氡化鈦一種以上之多 層所構成，而外層偽被覆以選自氧化鋁，氣化結，氣 化姶，碩化钛，碩氮化鈦和氡化鈦一種以上的單層或 多層構成之被覆層者。 11. 如申請專利範圍第3項之被覆切削工具，其係在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的磺化 物，氡化物和硪氮化物一種以上硬質成份，與VIII族 金羼成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其特擻為，該内層像以與基材接觸 的第一層為氡化鈦、其上面第二層像硬度1600〜2400 kg/nm2的磺氡化鈦，再上面被覆以選自碩化鈦，氡 化鈦，碩氮化鈦和硼氡化鈦一種以上之多層所構成， 而外層係被覆以選自氧化鋁，氧化錯，氣化給，碩化 鈦，碩氮化鈦和氮化鈦一種以上的單層或多層構成之 被覆層者。 12. 如申請專利範圍第4項之被覆切削工具，其偽在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的硪化 物，氡化物和硪氮化物一種以上硬質成份，與VIII族 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） --------< 装------訂------f T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 經濟部中央標準局員工消費合作社印— 293037 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 鵪 層之硬質被覆層，其待擻為，該内層係以與基材接觸 的第一靥為氡化鈦、其上面第二層像硬度160 0〜2400 kg/πη2的碩氡化鈦，再上面被覆以選自硪化鈦，氡 化鈦，碩氡化鈦和硼氡化鈦一種以上之多靥所溝成， 而外層係被覆以選自氧化鋁，氧化結，氧化姶，硪化 鈦，碩氮化鈦和氮化鈦一種以上的單層或多層構成之 被覆層者。 13. 如申請專利範圍第5項之被覆切削工具，其像在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的硝化 物，氡化物和磺氮化物一種以上硬質成份，與VIII族 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其待徽為，該内層傷以與基材接觸 的第一層為氡化鈦、其上面第二層係硬度1 600〜24 00 kg/inm2的磺氮化鈦，再上面被覆以選自碩化鈦，氡 化鈦，碩m化鈦和硼氮化鈦一種以上之多層所構成， 而外層僳被覆以選自氧化鋁，氣化錯，氣化姶，磺化 鈦，硪氡化钛和氡化鈦一種以上的單層或多層構成之 披覆靥者。 14. 如申請專利範圍第6項之披覆切削工具，其傜在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的磺化 物，氡化物和碩氡化物一種以上硬質成份，與VIII族 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------《裝------訂------< (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 293037 ll D8 六、申請專利範圍 層之硬質被覆層，其待擻為，該内層係以與基材接觸 的第一層為氘化鈦、其上面第二層像硬度1600〜2400 kg/nm2的磺氮化鈦，再上面被覆以選自碩化鈦，氡 化鈦，硪氡化鈦和砸気化鈦一種以上之多靥所構成， 而外層像被覆以選自氣化鋁，氣化結，氣化姶，碩化 鈦，硪氡化鈦和氡化鈦一種以上的單層或多靥構成之 被覆層者。 15. 如申讅專利範圍第7項之被覆切削工具，其係在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的碩化 物，氡化物和磺氡化物一種以上硬質成份，與VIII族 金羼成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其特徴為，該内層傈以與基材接觸 的第一層為氡化鈦、其上面第二層係硬度1600〜2400 kg/nm2的磺氮化鈦，再上面被覆以選自磺化鈦，氮 化鈦，碩氡化鈦和硼氮化鈦一種以上之多層所構成， 而外層像被覆以選自氣化鋁，氣化錯，氣化姶，磺化 鈦，磺氮化鈦和氡化鈦一種以上的單層或多靥構成之 \被覆層者。 16. 如申諳專利範圍第8項之被覆切削工具，其偽在主 要成份為選自元索周期表IVa, Va或Via族元素的磺化 物，氡化物和磺氡化物一種以上硬質成份，與VIII族 金羼成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 靥之硬質被覆層，其待激為，該内層偽以與基材接觸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） --------^ ^------'訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 的第一層為氡化鈦、其上面第二層係硬度1 600〜2 400 kg/π®2的硪m化钛，再上面被覆以選自硪化鈦，氮 化鈦，碩氡化钛和硼氡化鈦一種以上之多層所構成， 而外層係被覆以選自氧化鋁，氧化錯，氣化姶，碩化 鈦，碩氮化鈦和氡化鈦一種以上的單層或多靥構成之 被覆層者。 17. 如申請專利範圍第9項之被覆切削工具，其像在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的碩化 物，氡化物和碩氮化物一種以上硬質成份，與VIII族 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其特激為，該内層偽以與基材接觸 的第一層為氮化钛、其上面第二層偽硬度1600〜2400 kg/lHfl!2的磺氮化鈦，再上面被覆以選自磺化鈦，氮 *化鈦，碩氮化钛和硼氮化鈦一種以上之多層所構成， 而外層像披覆以選自氣化鋁，氣化锆，氧化姶，碩化 鈦，硝氮化鈦和氮化鈦一種以上的單層或多靥構成之 被覆層者。 18. 如申請專利範圍第1項或第2項之被覆切削工具， 其係在主要成份為選自元索周期表IVa, Va或Via族元 素的硪化物，氡化物和磺m化物一種以上硬質成份， 與VIII族金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含 内層和外層之硬質被覆層，其特獻為，該内層中與基 材接觸的第一層係被覆厚度0.1〜2.0W b之氡化鈦， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） --------(裝------訂------ί .冰 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 293037 Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其上面第二層係被覆硬度1600〜2400kg/mn2的硪m 化鈦，再上面是被覆以選自碩化鈦，気化鈦，碩氮化 钛和硼氡化鈦一種以上的單層或多層，此等内層上面 之外層，偽被覆以選自氣化鋁、碩化钛、碩m化鈦及 氡化鈦一種以上單層或多層所構成之被覆層者。 19. 如申諳專利範圍第3項之被覆切削工具，其係在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的碩化 物，氮化物和碩氡化物一種以上硬質成份，與VIII族 金靥成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其持徽為，該内層中與基材接觸的 第一層偽被覆厚度0.1〜2.0Wni之氮化鈦，其上面第 二層係被覆硬度1600〜2400kg/ram2的硪氮化鈦，再 上面是被覆以選自碩化鈦，氮化鈦，碩氡化鈦和硼氡 化鈦一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， 偽被覆以選自氣化鋁、磺化鈦、磺氮化鈦及氮化鈦一 種以上單層或多層所構成之被覆層者。 20. 如申諳專利範圍第4項之被覆切削工具，其係在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的硪化 物，氡化物和硪氮化物一種以上硬質成份，與VIII族 金羼成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 靥之硬質被覆層，其持擞為，該内層中與基材接觸的 第一層僳被覆厚度0.1〜2.0w η之氮化鈦，其上面第 二層像被覆硬度1600〜2400kg/mm2的碩氡化鈦，再 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） --------^裝 訂 ^ ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 上面是被覆以選自碩化鈦，m化鈦，磺m化鈦和硼気 化鈦一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， 像被覆以選自氣化鋁、磺化鈦、磺氮化鈦及氡化钛一 種以上單層或多靥所構成之被覆靥者。 21. 如申請專利範圍第5項之被覆切削工具，其僳在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的碩化 物，氡化物和磺氡化物一種以上硬質成份，與VIII族 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其特擻為，該内層中與基材接觸的 第一層偽被覆厚度0.1〜2.之氮化鈦，其上面第 二層傈被覆硬度1600〜2400kg/nm2的磺氮化鈦，再 上面是被覆以選自硪化鈦，氡化鈦，碩氣化鈦和硼氡 化鈦一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， 偽被覆以選自氣化鋁、碩化鈦、碩気化钛及氮化鈦一 、種以上單層或多層所構成之被覆層者。 22. 如申諳專利範圍第6項之被覆切削工具，其傜在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的碩化 物，氮化物和碩氮化物一種以上硬質成份，與VIII族 金靥成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其待擻為，該内層中與基材接觸的 第一層偽被覆厚度0.1〜2.0wb之氡化鈦，其上面第 二層像被覆硬度1 600〜2400kg/BB2的磺氮化鈦，再 上面是被覆以選自硪化鈦，氮化鈦，硪氮化鈦和硼氡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） --------( 裝--II 訂 丄 \ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 293037 六、申請專利範圍 化鈦一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， 係被覆以選自氣化鋁、磺化鈦、碩m化鈦及m化鈦一 捶以上單層或多層所構成之被覆層者。 23. 如申請專利範圔第7項之被覆切削工具，其像在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的碩化 物，氡化物和硪氮化物一種以上硬質成份，與VIII族 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其待微為，該内層中與基材接觸的 第一層係被覆厚度0.1〜2.0wm之氡化鈦，其上面第 二層偽被覆硬度1600〜2400ks/mn2的碩氡化鈦，再 上面是被覆以選自磺化鈦，氮化鈦，磺氡化钛和硼氮 化鈦一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， 偽被覆以選自氧化鋁、碩化鈦、磺氡化鈦及氮化鈦一 種以上單層或多層所構成之被覆層者。 24. 如申請專利範圍第8項之被覆切削工具，其像在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的磺化 物，氡化物和磺氡化物一種以上硬質成份，與VIII族 金羼成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 層之硬質被覆層，其持擻為，該内層中與基材接觸的 第一層係被覆厚度0.1〜2. 0/iB之氡化钛，其上面第 二層像被覆硬度1600〜2400kg/Bin2的碩氮化鈦，再 上面是被覆以選自硪化钛，氮化钛，硪氡化钛和硼氛 化钛一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， -10 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •策. 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 293037 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 係被覆以選自氧化鋁、碩化鈦、碩m化鈦及m化鈦一 種以上單層或多靥所構成之被覆層者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 25. 如申請專利範圍第9項之被覆切削工具，其像在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的硪化 物，氡化物和碩氡化物一種以上硬質成份，與VIII族 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内靥和外 層之硬質被覆層，其待歃為，該内層中與基材接觸的 第一層偽被覆厚度0.1〜2.0w in之氮化鈦，其上面第 二層係被覆硬度1600〜2400kg/ram2的磺氮化钛，再 上面是被覆以選自碩化鈦，氮化鈦，碩氮化鈦和硼氮 化钛一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， 係被覆以選自氣化鋁、磺化鈦、碩m化鈦及m化鈦一 種以上單靥或多層所構成之被覆層者。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 26. 如申請專利範圍第10項之被覆切削工具，其偽在主 要成份為選自元素周期表IVa, Va或Via族元素的碩化 物，氮化物和碩氦化物一種以上硬質成份，與VIII族 金屬成份組成之合金之基材表面，形成包含内層和外 靥之硬質被覆層，其待徽為，該内層中與基材接觸的 第一曆係被覆厚度0.1〜2.0/iin之氡化鈦，其上面第 二層偽被覆硬度160 0〜2400kg/niD2的碩氮化钛，再 上面是被覆以選自硝化鈦，氡化鈦，碩氡化鈦和硼氮 化鈦一種以上的單層或多層，此等内層上面之外層， 像被覆以選自氣化鋁、磺化鈦、磺氡化鈦及氡化鈦一 -11.- 本紙張·尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 293037 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 種以上單層或多層所構成之被覆層者。 27. 如申諳專利範圍第10項之被覆切削工具，其中第二 靥磺氮化鈦偽由柱狀結晶粒構成，該磺氡化鈦的平均 結晶粒徑，在第二層膜厚4.0u m以下時為0.1〜lw m 範圍，第二層膜厚度超過4.0whi且在20wm以下時為 0.5〜3.0w m範圍者。 28. 如申請專利範圍第18項之被覆切削工具，其中第二 層碩氮化鈦係由柱狀結晶粒構成，該碩氡化鈦的平均 結晶粒徑，在第二層膜厚4.0w m以下時為% 0.1〜lwm 範圍，第二層膜厚度超過4.0w in且在20w in以下時為 0.5〜3.0w in範圍者。 29. 如申請專利範圍第10項之被覆切削工具，其中該内 層的氣含量，以内靥全體而言，為在0.0 5原子％以 下者。 30. 如申請專利範圍第18項之被覆切削工具，其中該内 層的氛含量，以内層金體而言，為在0.0 5原子％以 下者。 3 1 .如申請專利範圍第29項之被覆切削工具，其中與該 内層之基材接觸的硪氮化鈦中的氛含量，或與基材接 觸的氦化鈦及其正上面的碩氡化钛中氣含量在0.0 5原 子％以下者。 32.如申請專利範圍第30項之被覆切削工具，其中與該 内層之基材接觸的磺氡化钛中的氛含置，或與基材接 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------{-裝------訂-----《線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 293037 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 觸的氡化鈦及其正上面的磺氡化鈦中氛含量在0.05原 子％以下者。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）