JPH1018024A - 被覆硬質部材 - Google Patents
被覆硬質部材Info
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- JPH1018024A JPH1018024A JP17609896A JP17609896A JPH1018024A JP H1018024 A JPH1018024 A JP H1018024A JP 17609896 A JP17609896 A JP 17609896A JP 17609896 A JP17609896 A JP 17609896A JP H1018024 A JPH1018024 A JP H1018024A
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- Japan
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- layer coating
- coating
- film
- intermediate layer
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基体との密着性に優れ、耐摩耗性、耐欠損性
に優れた被覆硬質部材を提供する。 【解決手段】 基体の表面に（ＴｉaＭbＺｒc）ＣxＮ
1-xで表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素であり、それぞれのモル比率が、０．３≦ａ≦
０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０．０１≦ｃ≦０．４，
０≦Ｘ≦１からなる厚さ０．１〜３．０μｍの中間層被
膜を介して、（ＴｉaＭb）ＣxＮ1-xで表した場合、Ｍが
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、それぞ
れのモル比率が、０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦
０．７，０≦Ｘ≦１からなる被膜を硬質層被膜として
０．１〜１０μｍの厚さで形成することを特徴とする被
覆硬質部材である。
に優れた被覆硬質部材を提供する。 【解決手段】 基体の表面に（ＴｉaＭbＺｒc）ＣxＮ
1-xで表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素であり、それぞれのモル比率が、０．３≦ａ≦
０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０．０１≦ｃ≦０．４，
０≦Ｘ≦１からなる厚さ０．１〜３．０μｍの中間層被
膜を介して、（ＴｉaＭb）ＣxＮ1-xで表した場合、Ｍが
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、それぞ
れのモル比率が、０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦
０．７，０≦Ｘ≦１からなる被膜を硬質層被膜として
０．１〜１０μｍの厚さで形成することを特徴とする被
覆硬質部材である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性、耐欠損
性に優れた切削工具、耐摩工具として用いられる被覆硬
質部材に関する。
性に優れた切削工具、耐摩工具として用いられる被覆硬
質部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、切削工具ないし耐摩工具の耐摩耗
性、耐欠損性を改善するために物理蒸着法（以下、ＰＶ
Ｄ法と称する。）、ないし化学蒸着法（以下、ＣＶＤ法
と称する。）により、炭化タングステン基超硬合金、炭
窒化チタン基サーメット、および高速度鋼等の基体にＴ
ｉＮ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、ＣｒＮ等の周期律表IVa,Va,VIa
族の炭化物、窒化物、炭窒化物の硬質層被膜を基体上に
被覆した被覆工具が多く用いられている。特にＰＶＤ法
で作製されたものは成膜温度が５００℃と低いために被
膜と母材との反応が殆どなく、母材強度を活かすことが
できる。そのためミリング用スローアウエイチップ、エ
ンドミル等に多く用いられている。
性、耐欠損性を改善するために物理蒸着法（以下、ＰＶ
Ｄ法と称する。）、ないし化学蒸着法（以下、ＣＶＤ法
と称する。）により、炭化タングステン基超硬合金、炭
窒化チタン基サーメット、および高速度鋼等の基体にＴ
ｉＮ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、ＣｒＮ等の周期律表IVa,Va,VIa
族の炭化物、窒化物、炭窒化物の硬質層被膜を基体上に
被覆した被覆工具が多く用いられている。特にＰＶＤ法
で作製されたものは成膜温度が５００℃と低いために被
膜と母材との反応が殆どなく、母材強度を活かすことが
できる。そのためミリング用スローアウエイチップ、エ
ンドミル等に多く用いられている。
【０００３】しかしながら、最近では切削速度の高速度
化や高硬度材の切削が必要となっていることから、前記
Ｔｉ系の炭化物、窒化物、炭窒化物では耐酸化性が劣る
ため刃先が高温になる切削条件では被膜の劣下が激し
く、被膜からの粒子の脱落、ヒートクラック、チッピン
グ等が発生して切削寿命が短くなるという問題があっ
た。そこで、当初は抵抗の温度依存性などを生かした温
度センサーなどのデバイス用に開発された（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｎ膜が着目されるようになった。この被膜は高温で
の耐酸化性が前記硬質層被膜よりも優れており刃先が高
温になる高速切削領域でも優れた性能を発揮し、さらに
ビッカース硬度も２３００〜３０００と高く耐摩耗性に
も優れている。そのため、切削工具への検討も多く行わ
れるようになっている。
化や高硬度材の切削が必要となっていることから、前記
Ｔｉ系の炭化物、窒化物、炭窒化物では耐酸化性が劣る
ため刃先が高温になる切削条件では被膜の劣下が激し
く、被膜からの粒子の脱落、ヒートクラック、チッピン
グ等が発生して切削寿命が短くなるという問題があっ
た。そこで、当初は抵抗の温度依存性などを生かした温
度センサーなどのデバイス用に開発された（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｎ膜が着目されるようになった。この被膜は高温で
の耐酸化性が前記硬質層被膜よりも優れており刃先が高
温になる高速切削領域でも優れた性能を発揮し、さらに
ビッカース硬度も２３００〜３０００と高く耐摩耗性に
も優れている。そのため、切削工具への検討も多く行わ
れるようになっている。
【０００４】基体と硬質層被膜との間に中間層被膜を形
成したり積層方向にある特定元素の添加量を増加もしく
は減少させることにより添加量を傾斜させて、基体との
馴染みを良くすることにより、基体と硬質層被膜との密
着性を高めたり内部応力を低減することができることが
知られている。例えば特開平６−３２２２３号公報に
は、基体と元素周期律表IVa,IIIb族元素およびＮからな
る窒化化合物の被膜の間に両者の構成元素からなる混合
層を形成したことを特徴とした膜被着物について記載さ
れている。また特開平６−１７２２８号公報には、基体
表面にＴｉとＡｌ，Ｈｆ，Ｚｒのうち１元素から選ばれ
る２元系の窒化物を形成し、さらに表面に向かうにつれ
炭素量を増やしていき被膜表面が前記２元系の炭窒化物
を形成することを特徴とした傾斜硬質被覆超硬合金につ
いて記載されている。
成したり積層方向にある特定元素の添加量を増加もしく
は減少させることにより添加量を傾斜させて、基体との
馴染みを良くすることにより、基体と硬質層被膜との密
着性を高めたり内部応力を低減することができることが
知られている。例えば特開平６−３２２２３号公報に
は、基体と元素周期律表IVa,IIIb族元素およびＮからな
る窒化化合物の被膜の間に両者の構成元素からなる混合
層を形成したことを特徴とした膜被着物について記載さ
れている。また特開平６−１７２２８号公報には、基体
表面にＴｉとＡｌ，Ｈｆ，Ｚｒのうち１元素から選ばれ
る２元系の窒化物を形成し、さらに表面に向かうにつれ
炭素量を増やしていき被膜表面が前記２元系の炭窒化物
を形成することを特徴とした傾斜硬質被覆超硬合金につ
いて記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記硬
質層被膜として（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜を基体上に形成した
場合、従来の上記の各種の方法を用いても基体との馴染
みが悪いため基体との密着性が低く、さらに内部応力も
高いという問題があった。本発明は、前記問題点を解決
したものであり、表面硬質層被膜の（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ
膜，さらには（Ｔｉ，Ａｌ）Ｃ膜，（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ
膜との密着性に優れ、基体との密着性にも優れた中間層
被膜を形成することにより、耐摩耗性、耐欠損性に優れ
た被覆硬質部材を提供することを目的とする。
質層被膜として（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜を基体上に形成した
場合、従来の上記の各種の方法を用いても基体との馴染
みが悪いため基体との密着性が低く、さらに内部応力も
高いという問題があった。本発明は、前記問題点を解決
したものであり、表面硬質層被膜の（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ
膜，さらには（Ｔｉ，Ａｌ）Ｃ膜，（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ
膜との密着性に優れ、基体との密着性にも優れた中間層
被膜を形成することにより、耐摩耗性、耐欠損性に優れ
た被覆硬質部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目標を
達成するために基体と硬質層被膜である（Ｔｉ，Ａｌ）
Ｎ膜との密着性を高めるための方法をいろいろと検討し
た結果、基体の表面にＴｉ、Ｚｒを含む３元系ないし４
元系の炭化物、窒化物、炭窒化物からなる中間層被膜を
形成することによって基体と中間層被膜、中間層被膜と
硬質層被膜との密着性が高くなり耐摩耗性が向上すると
いう知見を得た。さらに前記中間層被膜は、（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｃ，（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ硬質層被膜との密着性にも
優れていることを見い出した。すなわち、本発明はＰＶ
ＤまたはＣＶＤ法によって、基体の表面に（ＴｉaＭbＺ
ｒc）ＣxＮ1-xで表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素であり、それぞれのモル比率が、
０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０．０１≦
ｃ≦０．４，０≦Ｘ≦１からなる厚さ０．１〜３．０μ
ｍの炭化物、窒化物または炭窒化物からなる中間層被膜
を介して、（ＴｉaＭb）ＣxＮ1-xで表した場合、ＭがＨ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、それぞれ
のモル比率が、０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦０．
７，０≦Ｘ≦１からなる炭化物、窒化物または炭窒化物
からなる被膜を硬質層被膜として０．１〜１０μｍの厚
さで形成することを特徴とする被覆硬質部材である。さ
らに、前記中間層被膜が基体の表面側から前記硬質層被
膜に向かいＺｒ添加量を漸次減少させた被覆硬質部材で
ある。
達成するために基体と硬質層被膜である（Ｔｉ，Ａｌ）
Ｎ膜との密着性を高めるための方法をいろいろと検討し
た結果、基体の表面にＴｉ、Ｚｒを含む３元系ないし４
元系の炭化物、窒化物、炭窒化物からなる中間層被膜を
形成することによって基体と中間層被膜、中間層被膜と
硬質層被膜との密着性が高くなり耐摩耗性が向上すると
いう知見を得た。さらに前記中間層被膜は、（Ｔｉ，Ａ
ｌ）Ｃ，（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ硬質層被膜との密着性にも
優れていることを見い出した。すなわち、本発明はＰＶ
ＤまたはＣＶＤ法によって、基体の表面に（ＴｉaＭbＺ
ｒc）ＣxＮ1-xで表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素であり、それぞれのモル比率が、
０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０．０１≦
ｃ≦０．４，０≦Ｘ≦１からなる厚さ０．１〜３．０μ
ｍの炭化物、窒化物または炭窒化物からなる中間層被膜
を介して、（ＴｉaＭb）ＣxＮ1-xで表した場合、ＭがＨ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる
群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、それぞれ
のモル比率が、０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦０．
７，０≦Ｘ≦１からなる炭化物、窒化物または炭窒化物
からなる被膜を硬質層被膜として０．１〜１０μｍの厚
さで形成することを特徴とする被覆硬質部材である。さ
らに、前記中間層被膜が基体の表面側から前記硬質層被
膜に向かいＺｒ添加量を漸次減少させた被覆硬質部材で
ある。
【０００７】本願発明の硬質被膜は、特にＺｒを含んだ
中間層被膜を有しているので、炭化タングステン基超硬
合金、炭窒化チタン基サーメット、および高速度鋼等の
基体との密着性に優れており、内部応力の発生も少な
い。さらに表面部はＺｒを含んでいないので耐酸化性に
優れた硬質層被膜を形成することが出来る。さらに基体
側よりＺｒ添加量を硬質層被膜に向かって漸次減少させ
た中間層被膜を有する場合には、Ｚｒの添加量が穏やか
に減少するので、中間層被膜と硬質層被膜の間の密着性
がさらに優れており、また内部応力の発生もさらに少な
い。
中間層被膜を有しているので、炭化タングステン基超硬
合金、炭窒化チタン基サーメット、および高速度鋼等の
基体との密着性に優れており、内部応力の発生も少な
い。さらに表面部はＺｒを含んでいないので耐酸化性に
優れた硬質層被膜を形成することが出来る。さらに基体
側よりＺｒ添加量を硬質層被膜に向かって漸次減少させ
た中間層被膜を有する場合には、Ｚｒの添加量が穏やか
に減少するので、中間層被膜と硬質層被膜の間の密着性
がさらに優れており、また内部応力の発生もさらに少な
い。
【０００８】中間層被膜の組成は（ＴｉaＭbＺｒc）Ｃx
Ｎ1-xで表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少なくと
も１種の元素であり、それぞれの比率がモル比率で、
０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０．０１≦
ｃ≦０．４，０≦Ｘ≦１からなる膜とする。Ｔｉのモル
比率の限定理由は０．３未満では下地膜として十分な密
着性が得られないからであり、０．８を越えると靱性が
低下して膜が脆くなるからである。またＨｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素であるＭのモル比率の限定理
由は０．２未満では靱性が低下して膜が脆くなるからで
あり、０．７を越えると耐酸化性が低下するからであ
る。Ｚｒ添加量の範囲を０．０１〜０．４としたのは、
０．４を超えると被膜自体が脆くなったり耐酸化性が著
しく低下するからであり、０．０１より少ないと密着性
が低下するからである。また中間層被膜の厚さを０．１
〜３．０μｍと限定したのは、０．１μｍ未満では膜が
薄すぎて所望の密着性が得られず、３．０μｍを超える
と被膜自体が脆くなるからである。
Ｎ1-xで表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少なくと
も１種の元素であり、それぞれの比率がモル比率で、
０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０．０１≦
ｃ≦０．４，０≦Ｘ≦１からなる膜とする。Ｔｉのモル
比率の限定理由は０．３未満では下地膜として十分な密
着性が得られないからであり、０．８を越えると靱性が
低下して膜が脆くなるからである。またＨｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素であるＭのモル比率の限定理
由は０．２未満では靱性が低下して膜が脆くなるからで
あり、０．７を越えると耐酸化性が低下するからであ
る。Ｚｒ添加量の範囲を０．０１〜０．４としたのは、
０．４を超えると被膜自体が脆くなったり耐酸化性が著
しく低下するからであり、０．０１より少ないと密着性
が低下するからである。また中間層被膜の厚さを０．１
〜３．０μｍと限定したのは、０．１μｍ未満では膜が
薄すぎて所望の密着性が得られず、３．０μｍを超える
と被膜自体が脆くなるからである。
【０００９】さらに硬質層被膜が（ＴｉaＭb）ＣxＮ1-x
で表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少なくとも１種
の元素であり、それぞれのモル比率で、０．３≦ａ≦
０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０≦Ｘ≦１からなる膜と
する。Ｔｉのモル比率の限定理由は０．３未満では硬度
が低く磨耗が進み易いからであり、０．８を越えると耐
酸化性が低下して切削寿命が短くなるからである。また
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であるＭのモル
比率の限定理由は０．２未満では靱性が低下して膜が脆
くなるからであり、０．７を越えると耐酸化性が低下す
るからである。また表面層の厚さを０．１〜１０μｍと
限定したのは、０．１μｍ未満では膜が薄すぎて所望の
耐酸化性、耐摩耗性が得られず、１０μｍを超えると密
着性が低下したり、残留応力が大きくなりすぎて膜が剥
離し易くなるからである。
で表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少なくとも１種
の元素であり、それぞれのモル比率で、０．３≦ａ≦
０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０≦Ｘ≦１からなる膜と
する。Ｔｉのモル比率の限定理由は０．３未満では硬度
が低く磨耗が進み易いからであり、０．８を越えると耐
酸化性が低下して切削寿命が短くなるからである。また
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であるＭのモル
比率の限定理由は０．２未満では靱性が低下して膜が脆
くなるからであり、０．７を越えると耐酸化性が低下す
るからである。また表面層の厚さを０．１〜１０μｍと
限定したのは、０．１μｍ未満では膜が薄すぎて所望の
耐酸化性、耐摩耗性が得られず、１０μｍを超えると密
着性が低下したり、残留応力が大きくなりすぎて膜が剥
離し易くなるからである。
【００１０】また本発明の被膜のＣ，Ｎ混合比の異なる
被膜を重ねて多層構造としたり、Ｃ，Ｎ比を連続的に変
化させ傾斜組成被膜とすることも耐摩耗性を得るのに有
効であり本発明の技術範囲に含まれる。さらにまた本発
明は被膜を形成する基体を限定するものではなく、ＷＣ
超硬合金やサーメット、ハイス、或いは耐摩合金等用途
に応じて適宜選択すれば良い。
被膜を重ねて多層構造としたり、Ｃ，Ｎ比を連続的に変
化させ傾斜組成被膜とすることも耐摩耗性を得るのに有
効であり本発明の技術範囲に含まれる。さらにまた本発
明は被膜を形成する基体を限定するものではなく、ＷＣ
超硬合金やサーメット、ハイス、或いは耐摩合金等用途
に応じて適宜選択すれば良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。 （実施例１）８４ＷＣ−３ＴｉＣ−１ＴｉＮ−３ＴａＣ
−９ｖｏｌ％Ｃｏの組成になるように市販の２．５μｍ
のＷＣ粉末１．５μｍのＴｉＣ粉末、同ＴｉＮ粉末、
１．２μｍのＴａＣ粉末およびＣｏ粉末をボールミルに
て９６時間混合し乾燥、造粒の後スローアウエイチップ
形状にプレスし、焼結後所定の工具形状に加工し、超硬
工具を得た。この超硬工具上に各種Ｔｉと、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選
ばれる金属との２元系ないし３元系の合金ターゲット、
及びＺｒの合金ターゲットを用意して、アークイオンプ
レーティング法により表１に示す各種被膜を作成した。
最初に、ＴｉとＺｒを含む３元系ないし４元系の中間層
被膜を０．５μｍ作成した。次に、２元系ターゲットの
電流値は一定にし、Ｚｒターゲットの電流値を徐々に下
げていくことによりＺｒ添加量を硬質層被膜に向かい漸
次減少させた中間層被膜を２．０μｍ作成し、最後にＺ
ｒターゲットの電流値を零にして２元系ないし３元系の
硬質層被膜を０．５μｍ作成した。表１に各試験片のス
クラッチ試験機による臨界荷重値の評価結果を示す。さ
らに表２にＺｒを含む中間層被膜を形成しない従来の場
合の同様のスクラッチ試験機による評価結果を示す。
細に説明する。 （実施例１）８４ＷＣ−３ＴｉＣ−１ＴｉＮ−３ＴａＣ
−９ｖｏｌ％Ｃｏの組成になるように市販の２．５μｍ
のＷＣ粉末１．５μｍのＴｉＣ粉末、同ＴｉＮ粉末、
１．２μｍのＴａＣ粉末およびＣｏ粉末をボールミルに
て９６時間混合し乾燥、造粒の後スローアウエイチップ
形状にプレスし、焼結後所定の工具形状に加工し、超硬
工具を得た。この超硬工具上に各種Ｔｉと、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選
ばれる金属との２元系ないし３元系の合金ターゲット、
及びＺｒの合金ターゲットを用意して、アークイオンプ
レーティング法により表１に示す各種被膜を作成した。
最初に、ＴｉとＺｒを含む３元系ないし４元系の中間層
被膜を０．５μｍ作成した。次に、２元系ターゲットの
電流値は一定にし、Ｚｒターゲットの電流値を徐々に下
げていくことによりＺｒ添加量を硬質層被膜に向かい漸
次減少させた中間層被膜を２．０μｍ作成し、最後にＺ
ｒターゲットの電流値を零にして２元系ないし３元系の
硬質層被膜を０．５μｍ作成した。表１に各試験片のス
クラッチ試験機による臨界荷重値の評価結果を示す。さ
らに表２にＺｒを含む中間層被膜を形成しない従来の場
合の同様のスクラッチ試験機による評価結果を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】表１、表２より、どの被膜も中間層被膜に
Ｚｒを添加した３元系ないし４元系の膜を形成している
ため、従来例である２元系ないし３元系の単層膜よりも
臨界荷重値が大きくなり密着性が向上していることがわ
かる。
Ｚｒを添加した３元系ないし４元系の膜を形成している
ため、従来例である２元系ないし３元系の単層膜よりも
臨界荷重値が大きくなり密着性が向上していることがわ
かる。
【００１５】（実施例２）８４ＷＣ−３ＴｉＣ−１Ｔｉ
Ｎ−３ＴａＣ−９ｖｏｌ％Ｃｏの組成になるように市販
の２．５μｍのＷＣ粉末１．５μｍのＴｉＣ粉末、同Ｔ
ｉＮ粉末、１．２μｍのＴａＣ粉末およびＣｏ粉末をボ
ールミルにて９６時間混合し乾燥、造粒の後スローアウ
エイチップ形状にプレスし、焼結後所定の工具形状に加
工した。この超硬工具上にアークイオンプレーティング
法により各種合金ターゲットを用意し表３、表４に示す
ような被膜を３．０μｍ形成した。前記と同様に被膜の
構成はそれぞれ中間層被膜：０．５μｍ、Ｚｒ添加量を
硬質層被膜に向かい漸次減少させた中間層被膜：２．０
μｍ、硬質層被膜：０．５μｍとなっている。
Ｎ−３ＴａＣ−９ｖｏｌ％Ｃｏの組成になるように市販
の２．５μｍのＷＣ粉末１．５μｍのＴｉＣ粉末、同Ｔ
ｉＮ粉末、１．２μｍのＴａＣ粉末およびＣｏ粉末をボ
ールミルにて９６時間混合し乾燥、造粒の後スローアウ
エイチップ形状にプレスし、焼結後所定の工具形状に加
工した。この超硬工具上にアークイオンプレーティング
法により各種合金ターゲットを用意し表３、表４に示す
ような被膜を３．０μｍ形成した。前記と同様に被膜の
構成はそれぞれ中間層被膜：０．５μｍ、Ｚｒ添加量を
硬質層被膜に向かい漸次減少させた中間層被膜：２．０
μｍ、硬質層被膜：０．５μｍとなっている。
【００１６】
【表３】
【００１７】
【表４】
【００１８】そしてこれらの被覆超硬工具を下記切削条
件によりフライス切削を行い、最大摩耗量が０．２ｍｍ
に達するまでの切削長を求めた結果を合わせて表３、４
に示す。 被削材 ＳＫＤ６１（ＨB：１９０〜２２０） 切削速度 ２５０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．２ｍｍ／刃 切り込み ２．０ｍｍ 切削油 なし また従来材として各２元系の単層被膜をアークイオンプ
レーティング法により同一形状の超硬工具上に作製し、
評価した結果を表５に示す。さらに中間層被膜のＺｒ添
加量を本発明の範囲外とした比較例を表６に示す。
件によりフライス切削を行い、最大摩耗量が０．２ｍｍ
に達するまでの切削長を求めた結果を合わせて表３、４
に示す。 被削材 ＳＫＤ６１（ＨB：１９０〜２２０） 切削速度 ２５０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．２ｍｍ／刃 切り込み ２．０ｍｍ 切削油 なし また従来材として各２元系の単層被膜をアークイオンプ
レーティング法により同一形状の超硬工具上に作製し、
評価した結果を表５に示す。さらに中間層被膜のＺｒ添
加量を本発明の範囲外とした比較例を表６に示す。
【００１９】
【表５】
【００２０】
【表６】
【００２１】表３、４、５からわかるように、中間層被
膜にＺｒを添加した３元系ないし４元系の膜を形成する
ことによって最大摩耗量が０．２ｍｍに達するまでの切
削長も従来材よりも延び、耐摩耗性が向上することがわ
かる。また表６より比較例のように中間層被膜のＺｒ添
加量が０．４を超えると、前記切削長が短くなり耐摩耗
性も低下することから、添加量は０．０１〜０．４が良
いことがわかる。
膜にＺｒを添加した３元系ないし４元系の膜を形成する
ことによって最大摩耗量が０．２ｍｍに達するまでの切
削長も従来材よりも延び、耐摩耗性が向上することがわ
かる。また表６より比較例のように中間層被膜のＺｒ添
加量が０．４を超えると、前記切削長が短くなり耐摩耗
性も低下することから、添加量は０．０１〜０．４が良
いことがわかる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の被覆硬質合金は基体の表面にＴ
ｉ、ＺｒとＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及び
Ａｌからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を含
む窒化物、炭化物、炭窒化物を中間層被膜とし、硬質層
被膜にＴｉとＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及
びＡｌからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素か
らなる窒化物、炭化物、炭窒化物の膜を形成することに
より、基体との密着性を向上させ、耐酸化性、耐摩耗性
に優れ格段に長い寿命が得られるものである。
ｉ、ＺｒとＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及び
Ａｌからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素を含
む窒化物、炭化物、炭窒化物を中間層被膜とし、硬質層
被膜にＴｉとＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及
びＡｌからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素か
らなる窒化物、炭化物、炭窒化物の膜を形成することに
より、基体との密着性を向上させ、耐酸化性、耐摩耗性
に優れ格段に長い寿命が得られるものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 基体の表面に（ＴｉaＭbＺｒc）ＣxＮ
1-xで表した場合、ＭがＨｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素であり、それぞれのモル比率が、０．３≦ａ≦
０．８，０．２≦ｂ≦０．７，０．０１≦ｃ≦０．４，
０≦Ｘ≦１からなる厚さ０．１〜３．０μｍの中間層被
膜を介して、（ＴｉaＭb）ＣxＮ1-xで表した場合、Ｍが
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、それぞ
れのモル比率が、０．３≦ａ≦０．８，０．２≦ｂ≦
０．７，０≦Ｘ≦１からなる被膜を硬質層被膜として
０．１〜１０μｍの厚さで形成することを特徴とする被
覆硬質部材。 - 【請求項２】 前記中間層被膜が基体の表面側から前記
硬質層被膜に向かいＺｒ添加量を漸次減少させたことを
特徴とする請求項１に記載の被覆硬質部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17609896A JPH1018024A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 被覆硬質部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17609896A JPH1018024A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 被覆硬質部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1018024A true JPH1018024A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16007669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17609896A Pending JPH1018024A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 被覆硬質部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1018024A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0999290A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-10 | Shinko Kobelco Tool Co., Ltd. | Wear-resistant coated member |
| US7211138B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-05-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Hard film, method of forming the same and target for hard film formation |
| EP1992713A2 (en) | 2004-09-30 | 2008-11-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Hard coating excellent in wear resistance and in oxidation resistance and target for forming the same |
| US7510608B2 (en) | 2006-01-20 | 2009-03-31 | Kobe Steel Ltd. | Hard coating film |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP17609896A patent/JPH1018024A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0999290A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-10 | Shinko Kobelco Tool Co., Ltd. | Wear-resistant coated member |
| US6296928B1 (en) | 1998-10-27 | 2001-10-02 | Mmc Kobelco Tool Co., Ltd. | Hard coating coated member having excellent wear resistance |
| US7211138B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-05-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Hard film, method of forming the same and target for hard film formation |
| EP1992713A2 (en) | 2004-09-30 | 2008-11-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Hard coating excellent in wear resistance and in oxidation resistance and target for forming the same |
| US7521131B2 (en) | 2004-09-30 | 2009-04-21 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating excellent in wear resistance and in oxidation resistance and target for forming the same |
| US7601440B2 (en) | 2004-09-30 | 2009-10-13 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Hard coating excellent in wear resistance and in oxidation resistance and target for forming the same |
| US7510608B2 (en) | 2006-01-20 | 2009-03-31 | Kobe Steel Ltd. | Hard coating film |
| US7592061B1 (en) | 2006-01-20 | 2009-09-22 | Kobe Steel, Ltd. | Hard coating film |
| DE102006047414B4 (de) * | 2006-01-20 | 2012-11-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Harte Beschichtung und Verfahren zu deren Herstellung |
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