TWI263699B - Hard coating film for cutting tool - Google Patents

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TWI263699B
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1263699 (1) 坎、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於使用在高硬度鋼的 具的皮膜。 【先前技術】 以往,作爲被覆在金屬切削工具 以下,稱爲硬質皮膜。)’雖然使用 造,但是最近,作爲耐氧化性更優異 日本特開昭62- 5 65 65號、日本特開q 的TiAIN系皮膜,可完成淬火鋼等之 削。 可是,在近年是謀求有用來達成 如,高硬度淬火鋼等)之切削的工具 皮膜及TiSiN系皮膜積層的日本特許 曰本特許第 3248898號公報及在上 TiSiN系皮膜更組合了 TiN系皮膜的 號公報或日本特許第3 3 4 7 6 8 7號公報 〇 可是,在SKD1 1等所代表的高 即使上述硬質皮膜也無法說有足夠的 耐磨耗性更提升的切削工具用硬質皮 【發明內容】 切削加工等的切削工 的硬質耐磨耗皮膜( 有 TiN、TiCN來製 的硬質皮膜而開發有 =2- 1 94 1 5 9號所代表 高硬度被切削材的切 更高硬度的材料(例 ,提出有使TiAIN系 第3248897號公報或 述 TiAIN系皮膜和 曰本特許第3 3 43 72 7 等所揭示的硬質皮膜 硬度淬火鋼的切削是 耐磨耗性,而謀求使 摸的開發。 -5- (2) 1263699 (發明所欲解決之課題) 本發明者是硏究關於皮膜組成及皮膜的構成,獲得藉 由使硬質皮膜的耐氧化性及潤滑性提升而可解決上述課題 的見識,根據該見識,與以往相比而使耐磨耗性提升,提 供使之提升以往不足夠之相對於S K D 1 1等所代表的高硬 度淬火鋼之耐磨耗性的切削工具用硬質皮膜。 (用以解決課題之手段) 說明本發明的要旨。 本發明係設置在切削工具的皮膜,讓包含作爲金屬元 素的Ti及作爲非金屬兀素的N、C之內一種或二種的第 一皮膜設置在底材表面正上方,而且,金屬及半金屬( semimetal)成分以原子%, T i ( ιοο·χ-γ) Cr( X) Si( γ) 但是,讓以 X:10SCr$30,Y:10SSiS40 · 所表示的化學組成的氮化物、碳氮化物、氧氮化物或 氧碳氮化物的第二皮膜設置在最上層爲特徵的切削工具用 - 硬質皮膜。 另外,如申請專利範圍第1項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中在第一皮膜上設置有第二皮膜。 另外,如申請專利範圍第i項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中在第一皮膜與第二皮膜之間,將與第二皮膜 -6 - (3) 1263699 同構成的中間第二皮膜、及與第一皮膜同構成的中間第一 皮膜交互地設置並積層二層以上。 另外,如申請專利範圍第3項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中將膜厚0.2 // m以下的中間第二皮膜、及^ 厚〇.2/irn以下的中間第一皮膜交互地設置並積層一層以 上。 另外,如申請專利範圍第1〜4項所記載之任一項白勺 切削工具用硬質皮膜,其中使第一皮膜的非金屬元件的$ 有比率在第一皮膜內連續性或非連續性地變化。 另外,如申請專利範圍第1〜4項所記載之任一項的 切削工具用硬質皮膜,其中將第一皮膜的Ti的其中一部 份以原子%在10%以下的範圍,以B、V、Cr、Y、Zr、 Nb、Mo、Hf、Ta、W之內一種或二種以上的元素來置換 〇 另外,如申請專利範圍第5項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中將第一皮膜的Ti的其中一部份以原子%在 10% 以下的範圍,以 B、v、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、 Ta、W之內一種或二種以上的元素來置換。 另外,如申請專利範圍第1〜4項所記載之任〜項的 切削工具用硬質皮膜,其中將第二皮膜的Ti的其中一部 份以原子%在1 0 %以下的範圍,以B、V、Y、Z r、N b、 Mo、Hf、Ta、…之內—種或二種以上的元素來置換。 另外,如申請專利範圍第5項所記載的切削工具用硬 質皮膜’其中將第二皮膜的Ti的其中一部份以原子%在 (4) 1263699 1 Ο % 以下的範圍 * 以 B、V、Y、Z r、N b ' Μ ο、H f、T a、 W之內一種或二種以上的元素來置換。 另外’如申請專利範圍第6項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中將第二皮膜的Ti的其中一部份以原子%在 10% 以下的範圍,以 B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、 W之內一種或二種以上的元素來置換。 另外’如申請專利範圍第7項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中將第二皮膜的Ti的其中一部份以原子%在 10% 以下的範圍,以 B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、 W之內一種或二種以上的元素來置換。 另外,如申請專利範圍第1〜4項所記載之任一項的 切削工具用硬質皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理 蒸著方式所形成者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在 各皮膜內可將皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 另外’如申請專利範圍第5項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形 成者’另外’除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將 皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 另外’如申請專利範圍第6項所記載的切削工具用硬 質皮膜’其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形 成者’另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將 皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 另外’如申請專利範圍第7項所記載的切削工具用硬 質皮膜’其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形 -8- (5) 1263699 成者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將 皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 另外,如申請專利範圍第8項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形 成者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將 皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 另外,如申請專利範圍第9項所記載的切削工具用硬 質皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形 成者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將 皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 另外,如申請專利範圍第1 〇項所記載的切削工具用 硬質皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所 形成者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可 將皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 另外,如申請專利範圍第1 1項所記載的切削工具用 硬質皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所 形成者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可 將皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 (發明的作用及效果) 本發明是在底材表面正上方設置有與該底材之密接性 良好的第一皮膜,在最上層設置有以高硬度且耐氧化性及 潤滑性優異的第二皮膜。當然設置該構成的皮膜之切削工 具是可進行良好的切削加工,也可進行對高硬度淬火鋼等 (6) 1263699 的高硬度被切削材切削加工,儘可能地阻止切削工具的磨 耗,可謀求切削工具的長壽命化。 因此,本發明是形成具有非常良好的耐久性之實用性 優異的切削工具用硬質皮膜。 【實施方式】 本實施方式是設置在切削工具的皮膜,讓包含作爲金 屬元素的Ti及作爲非金屬元素的N、C之內一種或二種 的第一皮膜設置在底材表面正上方,而且,金屬及半金屬 成分以原子%, Τί(ιοο-χ-γ) C r ( X ) S i ( γ ) 但是,讓以 X: 10SCr$30,Y : 1 0 ^ Si ^ 40 所表示的化學組成的氮化物、碳氮化物、氧氮化物或 氧碳氮化物的第二皮膜設置在最上層者。 將第二皮膜的組成設定在上述的範圍之理由如下所述 〇 本發明者是向TiSiN系的硬質膜,嘗試各式各樣的種 類之第三元素的添加,確認了利用使Cr含有預定量就可 提升耐氧化性及潤滑性。 亦即,在金屬及僅半金屬之以原子%的Cr量未滿1 〇 %的情況,其效果雖然小,但是在1 0 %以上就顯現有耐 氧化性及潤滑性的提升效果,確認有提升被覆其皮膜後的 -10- (7) 1263699 切削工具之相對於高硬度切削材的耐磨耗性。 另外’當C r含有量過多時皮膜的硬度就降低,也確 認有導致被覆其皮膜後的切削工具之相對於高硬度切削材 的耐磨耗性降低。 力 方面’關於Si的含有是當其含有量多時耐氧化 性及硬度就提升。 亦即’在金屬及僅半金屬之以原子%的Si量未滿10 %的情況,其效果雖然小,但是在1 〇 %以上就顯現有耐 氧化性及潤滑性的提升效果,也確認有提升被覆其皮膜後 的切削工具之相對於高硬度切削材的耐磨耗性。 另外,當Si含有量過多時皮膜的內部應力就變大, 皮膜上發生龜裂,而也確認有導致被覆其皮膜後的切削工 具之相對於高硬度切削材的耐磨耗性降低。 根據以上之述,在本實施例之中是在第二皮膜的組成 範圍,爲了使切削工具用硬質皮膜的耐氧化性及潤滑性和 硬度兩立,因此金屬及將僅半金屬之以原子%的C r量設 定在10%以上、30%以下,並且爲了使切削工具用硬質 皮膜的耐氧化性及硬度和內部應力兩立,因此金屬及將僅 半金屬之以原子%的Si量設定在10%以上、40%以下。 而且,一旦使之微量添加 B、V、Y、Zr、Nb、Mo、 Hf、Ta、W的元素的話,就具有使皮膜的硬度及耐氧化 性更提升的效果。爲此,添加微少量此等元素之內一種或 二種以上,例如使之含有以原子%之2〜5 %爲佳。 將第一皮膜的組成作爲TiCN系皮膜的理由是如以下 -11 - (8) 1263699 所述。 在使用了水溶性切削油或非水溶性切削油的高硬度被 切削材的削材加工是雖然對工具作用激烈的熱循環(熱驟 變(heat shock )),但是將TiAIN系皮膜層設置在由超 硬合金底材所組成的切削工具的表面的情況,有所謂在上 述超硬合金底材與TiAIN系皮膜層之間由於所產生的熱應 力而導致上述TiA 1N系皮膜層剝離的切削工具之耐磨耗性 劣化(亦即,密接性不良)的問題。 另外,如日本特許第3 3 4 3 72 7號公報及日本特許第 3 3 47 6 8 7號公報所記載,在將密接性優異的TiN系皮膜設 置於上述TiAIN系皮膜與超硬合金底材之間的情況,係雖 然可抑制在如上述之使用了切削油的高硬度材之切削加工 的耐磨耗性劣化,但是爲了以電弧放電式離子電鍍或濺鍍 等的物理蒸著法來形成該多層皮膜是有必要分別地使用 Ti系標靶、TiAl系標靶、TiSi系標靶之三種類的標靶, 無法避免成本提高。 於是本發明者是以作爲設置在超硬合金底材表面的皮 膜並在切削油條件下的耐磨耗性自以往就具有實際績效, 採用與底材之密接性良好的狀態下以二種類的標靶就可形 成第一皮膜及第二皮膜的TiCN系皮膜。
TiCN系皮膜是雖然具有以韋克士硬度(Vickers hardness)爲 3000〜3500HV之足夠的硬度,但是有耐氧 化性低的缺點。可是,本發明者是藉由在TiCN系皮膜之 上積層耐氧化性優異的皮膜而隱蔽TiCN系皮膜的耐氧化 -12- (9) 1263699 性的降低,確認了皮膜整體的耐氧化性是依據最上層的安 膜。 另外,爲了提高皮膜與底材的密接性,因此從底材表 面朝向皮膜內漸漸地(連續性地)增加C量爲佳。而且, 在皮膜中不是漸漸地使c量變化’而是利用在皮膜中(不 連續性地)形成C量之多的部分與少的部分,也可提高皮 膜與底材的密接性。 另外,作爲第一皮膜而不採用TiCN系皮膜,採用與 底材的密接性更優異的TiN系皮膜或可形成成本更便宜的 TiC系皮膜也可。 而且,一旦使之微量添加B、V、Cr、Y、Zr、Nb、 Mo、Hf、Ta、W的元素的話,爲了具有使皮膜的硬度及 耐氧化性提升的效果,因此添加微少量此等元素之內一種 或二種以上,例如使之含有以原子%之2〜5 %爲佳。 如上述在第二皮膜之中是雖然當Si量多時內部應力 變大,但是爲了使其內部應力緩和,因此在第一皮膜與第 二皮膜之間設置使之混有二個皮膜組成而形成了中間皮膜 爲佳。 例如,在電弧放電式離子電鍍或濺鍍等的物理蒸著法 之中是可用如下的方法來形成中間皮膜。 亦即,將形成第一皮膜的皮膜組成的Ti系標靶與形 成第二皮膜的皮膜組成的TiCrSi系標靶配置在成膜裝置 的左右,在其間的位置安裝製作被覆皮膜的切削工具。 其次使二種類的標靶同時地作動而且使離子放出,並 -13- (10) 1263699 且將與連結二種類的標靶之直線正交的軸作爲旋轉中心而 使切削工具旋轉。 利用製作成如此,讓極薄的第一中間皮膜與極薄的第 二中間皮膜交互地積層,其結果讓與上述第一皮膜同構成 的第一中間皮膜及與第二皮膜同構成的第二中間皮膜交互 地積層而形成有中間皮膜。 另外,第一中間皮膜與第二中間皮膜的膜厚是作成 0.2 // m以下爲佳。膜厚一旦比0.2 # m還厚的話中間皮膜 內的內部應力在膜厚方向變成不均質,皮膜上容易導致龜 裂發生。 而且,爲了將內部應力或硬度等的皮膜特性再現性良 好並穩定地形成,因此除了第一皮膜的皮膜(第二皮膜、 中間第一皮膜、中間第二皮膜)是在各皮膜內可將皮膜形 成時的離子能作成並形成一定爲佳。 以下具體地說明本實施例。 作爲成膜裝置而使用電弧放電式離子電鍍裝置,作爲 金屬及半金屬成分的蒸發源而將各種組成的標靶安裝在成 膜裝置內,另外作爲反應氣體而將n2氣體、ch4氣體、 n2 / 〇2混合氣體之內一種類或二種類的氣體導入成膜裝 置內,而在作爲成膜底材之超硬合金製二片刀刃球型端銑 刀(ball end mill )(外徑3 mm )成膜了預定的皮膜。 在成膜時,以底材溫度450 °C、氣體壓3.0Pa、偏( 電)壓(bias voltage) -100V的條件(亦即,皮膜成形時 的離子能爲一定),全皮膜的膜厚形成以2.3〜2.8//m的 -14- (11) 1263699 方式成膜在上述端銑刀。 白勺 使用被覆了預定的皮膜之上述端銑刀’而以接下來 二個切削條件來進行切削試驗,測定了端銑刀退避面的磨 耗寬度。 在第一切削試驗是將被削材以S KD 1 1淬火材( 60HRC ),在乾式條件下進行了切削。
使外徑3 m m的端銑刀以1 9 0 0 0 m i ιΓ 1的旋轉速度旋轉 ,以進刀速度 1 440mm/ min、切入量 Ad = 0.15mm、 Pf= 0.45mm,將鼓風(air blow)作爲冷卻劑(coolant) 而進行試驗。 將切削試驗的結果顯示在表1。在表1是本實施例, 並且與實施例同樣的手段之情況下,將用被覆了以往的硬 質皮膜或本發明之範圍外的硬質皮膜之端銑刀來進行切削 試驗的結果作爲比較例並加以記載。
-15- (12) 1263699 【表1】 NO 第一皮f 莫 中間皮膜 第二皮膜 退避面 磨耗寬 度 (mm) 備註 組成 膜厚 (//m) 組成 膜厚 (㈣) 組成 膜厚 (//m) 1 TiCN 1.2 — - (Ti63Cr12Si25)N 1.2 0.091 實施例 2 TiCN 1.2 — - (Ti6〇Cr]7Si23)N 1.2 0.082 實施例 3 TiCN 1.2 — — (Ti53Cr22Si25)N 1.2 0.092 實施例 4 TiCN 1.2 — — - (Ti5〇Cr26Si24)N 1.2 0.108 實施例 5 TiCN 1.2 — - (Ti6〇Cr23Sin)N 1.2 0.102 實施例 6 TiCN 1.2 — - (Ti6〇Cr23Si]7)N 1.2 0.084 實施例 7 TiCN 1.2 — 一 (Ti43Cr21Si36)N 1.2 0.110 實施例 8 TiCN 1.2 - — (Ti56Cr17Si23Hf4)N 1.2 0.086 實施例 9 TiCN 1.2 — 一 (Ti55CrI7Si23Y5)N 1.2 0.082 實施例 10 (Ti95〇*5)CN 1.2 — 一 (Ti6〇Cr17Si23)N 1.2 0.092 實施例 11 TiCN 1.2 — - (Ti6〇Cr17Si23)CN 1.2 0.107 實施例 12 TiCN 1.2 — - (Ti60Cr17Si23)〇N 1.2 0.118 丨實施例 13 TiCN 1.2 — — (Ti6〇Cr17Si23)CON 1.2 0.122 丨實施例 14 TiCN 1.0 混有 0.6 (Ti6〇Cr17Si23)N 1.0 0.084 實施例 15 TiCN 1.0 混有 0.6 (Ti6〇Cr23Si17)N 1.0 0.088 實施例 16 TiCN 1.0 混有 0.6 (Ti43Cr21Si36)N 1.0 0.102 實施例 17 18 TiCN (Ti5〇Al5〇)N 1.0 L2^ 混有 0.6 (Ti6〇Cr17Si23)CN 1.0 0.106 實施例 (Ti^&;7Si23)N 1.2 0.096 比較例 19 (Ti5〇Al5〇)N 1.2 — — (Ti77Si23)N 1.2 0.122 比較例 20 TiCN 1.2 — — (Ti39Cr38Si23)N 1.2 0.125 比較例 21 (Ti5〇Al5〇)N 2.5 - — — — 0.186 比較例 從表1,本實施例是與比較例相比而端銑刀退避面磨 耗寬度減低,亦即,確認有耐磨耗性的提升。而且N 0 ·18 的皮膜是表1的切削試驗條件’亦即’在乾式條件下的切 削是不被認爲與本實施例有大的差異。 作爲第二切削試驗·將被削材以 SKD61淬火材( 5 0HRC),在濕式條件下進行了切削。 使外徑3 m m的端銑刀以2 0 0 0 0 m i ιΓ 1的旋轉速度旋轉 ,以進刀速度 1680mm/min、切入量 Ad = 0.24mm、 Pf=0.7 2mm,將水溶性切削油作爲冷卻劑而進行試驗。將 切削試驗的結果顯示在表2 ° -16- (13) 1263699 【表2】 NO. 第一皮膜 中間 皮膜 第二皮膜 退避面 磨耗寬 度 (mm) 備註 組成 膜厚 (//m) 組成 膜厚 (ym) 組成 膜厚 ("m) 1 TiCN 1.2 — — (Ti63Cr12Si25)N 1.2 0.114 實施例 2 TiCN 1.2 — — (Ti6〇Cr17Si23)N 1.2 0.105 實施例 3 TiCN 1.2 — — (Ti53Cr22Si25)N 1.2 0.108 實施例 4 TiCN 1.2 — — (Ti5〇Cr26Si24)N 1.2 0.122 實施例 5 TiCN 1.2 — — (Ti6〇Cr23Sin)N 1.2 0.120 實施例 6 TiCN 1.2 — — (Ti6〇Cr23Si17)N 1.2 0.] 02 實施例 7 TiCN 1.2 — — (Ti43Cr21Si36)N 1.2 0.123 實施例 8 TiCN 1.2 — — (Ti56Cr17Si23Hf4)N 1.2 0.102 實施例 9 TiCN 1.2 — — (Ti55Cr]7Si23Y5)N 1.2 0.098 實施例 10 (Ti95Cr5)CN 1.2 — — (Ti6〇Cr17Si23)N 1.2 0.114 實施例 11 TiCN 1.2 — — (Ti6〇Cr]7Si23)CN 1.2 0.128 實施例 12 TiCN 1.2 — — (Ti6〇Cr17Si23)ON 1.2 0.132 實施例 13 TiCN 1.2 — - (Ti6〇Cr17Si23)CON 1.2 0.126 實施例 14 TiCN 1.0 混有 0.6 (Ti6〇Cr17Si23)N 1.0 0.092 實施例 15 TiCN 1.0 混有 0.6 (Ti6〇Cr23Si17)N 1.0 0.088 實施例 16 TiCN 1.0 混有 0.6 (Ti43Cr21Si36)N 1.0 0.096 實施例 17 TiCN 1.0 混有 0.6 (Ti6〇Cr17Si23)CN 1.0 0.106 實施例 比較例 18 (Ti5〇Al5〇)N 1.2 — — (Ti6〇Cr17Si23)N 1.2 0.215 19 (Ti5〇Al5〇)N 1.2 - — (Ti77Si23)N 1.2 0.210 比較例 20 TiCN 1.2 — — (Ti39Cr38Si23)N 1.2 0.133 比較例 21 (Ti5〇Al5〇)N 2.5 — — — — 0.330 比較例
從表2本實施例是與比較例相比而端銑刀退避面磨耗 寬度大幅的減低,亦即在濕式條件下也確認有耐磨耗性大 幅的提升。 因此,本實施例是當然在如上述乾式條件下之中發揮 良好的耐磨耗性,在以往無法獲得良好的耐磨耗性的濕式 條件下之中也可發揮良好的耐磨耗性。 -17-

Claims (1)

  1. (1) 1263699 拾、申請專利範圍 1 · 一種切削工具用硬質皮膜,其特徵爲: 設置在切削工具的皮膜之中,讓包含作爲金屬元素的 Τι及作爲非金屬元素的N、C之內一種或二種的第一皮膜 設置在底材表面正上方,而且,金屬及半金屬( semimetal)成分以原子%, T i ( 1 ο 〇 - X-γ ) Cr( X) S i ( γ) 但是,讓以 X: l〇SCr^30,Y: 10SSiS40 所表示的化學組成的氮化物、碳氮化物、氧氮化物或 氧碳氮化物的第二皮膜設置在最上層。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載的切削工具用硬質皮 膜’其中在第一皮膜上設置有第二皮膜。 3 .如申請專利範圍第〗項所記載的切削工具用硬質皮 膜’其中在第一皮膜與第二皮膜之間,將與第二皮膜同構 成的中間第二皮膜、及與第一皮膜同構成的中間第一皮膜 交互地設置並積層二層以上。 4 .如申請專利範圍第3項所記載的切削工具用硬質皮 膜’其中將膜厚〇.2//m以下的中間第二皮膜、及膜厚〇.2 βηι以下的中間第一皮膜交互地設置並積層二層以上。 5 ·如申請專利範圍第1〜4項所記載之任一項的切削 工具用硬質皮膜,其中使第一皮膜的非金屬元件的含有比 率在第一皮膜內連續性或非連續性地變化。 -18- (2) 1263699 6 .如申請專利範圍第1〜4項所記載之任一項的切削 工具用硬質皮膜,其中將第一皮膜的Ti的其中一部份以 原子%在 10%以下的範圍,以 B、V、Cr、Y、Zr、Nb、 M〇、Hf、Ta、W之內一種或二種以上的元素來置換。 7 „如申請專利範圍第5項所記載的切削工具用硬質皮 膜’其中將第一皮膜的Ti的其中一部份以原子%在10% 以下的範圍,以 B、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、 內一種或二種以上的元素來置換。 8 ·如申請專利範圍第1〜4項所記載之任一項的切削 工具用硬質皮膜,其中將第二皮膜的Ti的其中一部份以 原子%在10%以下的範圍,以B、V、Y、Zr、Nb、Mo、 Hf' Ta、W之內一種或二種以上的元素來置換。 9 ·如申請專利範圍第5項所記載的切削工具用硬質皮 膜,其中將第二皮膜的Ti的其中一部份以原子%在10% 以下的範圍,以 B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W2 內一種或二種以上的元素來置換。 I 〇 ·如申請專利範圍第6項所記載的切削工具用硬質 皮fe ’其中將弟一·皮膜的Ti的其中一^部份以原子%在10 % 以下的範圍,以 B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W 之內一種或二種以上的元素來置換。 II ·如申請專利範圍第7項所記載的切削工具用硬質 皮膜,其中將第二皮膜的Ti的其中一部份以原子%在1〇 % 以下的範圍,以 B、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W 之內一種或二種以上的元素來置換。 -19- (3) 1263699 1 2 .如申請專利範圍第1〜4項所記載之任一項的切削 工具用硬質皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著 方式所形成者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮 膜內可將皮膜形成時的離子能作成並形成一定。 1 3 .如申請專利範圍第5項所記載的切削工具用硬質 皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形成 者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將皮 膜形成時的離子能作成並形成一定。 1 4 .如申請專利範圍第6項所記載的切削工具用硬質 皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形成 者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將皮 膜形成時的離子能作成並形成一定。 1 5 ·如申請專利範圍第7項所記載的切削工具用硬質 皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形成 者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將皮 膜形成時的離子能作成並形成一定。 1 6 .如申請專利範圍第8項所記載的切削工具用硬質 皮Θ吴’其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形成 者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將皮 月旲形成時的離子能作成並形成一定。 1 7 .如申請專利範圍第9項所記載的切削工具用硬質 皮膜’其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形成 者’另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將皮 膜形成時的離子能作成並形成一定。 -20- (4) 1263699 18.如申請專利範圍第10項所記戰的切削工具用硬質 皮膜’其中弟一皮膜及弟一皮膜是以物理蒸著方式所形成 者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將皮 膜形成時的離子能作成並形成一定。 1 9 ·如申請專利範圍第1 1項所記載的切削工具用硬質 皮膜,其中第一皮膜及第二皮膜是以物理蒸著方式所形成 者,另外,除了第一皮膜以外的皮膜是在各皮膜內可將皮 膜形成時的離子能作成並形成一定。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7527457B2 (en) * 2004-03-18 2009-05-05 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Surface-coated cutting tool
JP4748445B2 (ja) * 2005-12-02 2011-08-17 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP4748447B2 (ja) * 2005-12-02 2011-08-17 三菱マテリアル株式会社 硬質難削材の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP4748446B2 (ja) * 2005-12-02 2011-08-17 三菱マテリアル株式会社 硬質難削材の切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JP4853829B2 (ja) * 2006-09-22 2012-01-11 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
JP5662680B2 (ja) * 2007-08-22 2015-02-04 住友電気工業株式会社 表面被覆切削工具
WO2009110829A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-11 Seco Tools Ab Thermally stabilized (ti, si)n layer for cutting tool insert
JP4733193B2 (ja) * 2009-02-23 2011-07-27 ユニオンツール株式会社 切削工具用ダイヤモンド皮膜
US9448535B2 (en) 2012-03-19 2016-09-20 Citizen Holdings Co., Ltd. Rigid decorative member having white rigid coating layer, and method for producing the same
JP5536143B2 (ja) * 2012-06-07 2014-07-02 ユニオンツール株式会社 切削工具用ダイヤモンド皮膜
JP5629291B2 (ja) * 2012-07-23 2014-11-19 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜および硬質皮膜形成用ターゲット
JP6242751B2 (ja) * 2014-06-04 2017-12-06 株式会社神戸製鋼所 機械加工用工具の製造方法、および機械加工用工具
RU2622541C1 (ru) * 2015-12-15 2017-06-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU959344A1 (ru) * 1979-07-02 1983-05-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт Режущий инструмент
JP3488526B2 (ja) * 1994-12-14 2004-01-19 三菱マテリアル神戸ツールズ株式会社 耐摩耗性に優れた硬質皮膜および硬質皮膜被覆部材
JPH08176825A (ja) * 1994-12-27 1996-07-09 Toshiba Tungaloy Co Ltd ダイヤモンド被膜含有複合被覆焼結合金
ATE291648T1 (de) * 1998-10-27 2005-04-15 Mitsubishi Mat Kobe Tools Corp Verschleissfestes beschichtetes teil
JP3589396B2 (ja) * 1999-05-19 2004-11-17 日立ツール株式会社 硬質皮膜被覆工具
JP4112836B2 (ja) * 2001-06-19 2008-07-02 株式会社神戸製鋼所 切削工具用硬質皮膜を形成するためのターゲット
ATE343659T1 (de) * 2000-12-28 2006-11-15 Kobe Steel Ltd Hartstoffschicht für schneidwerkzeuge

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