JP2000233320A - Working tool for dry working gear, its coat forming method, and its coat forming device - Google Patents

Working tool for dry working gear, its coat forming method, and its coat forming device

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JP2000233320A
JP2000233320A JP11033950A JP3395099A JP2000233320A JP 2000233320 A JP2000233320 A JP 2000233320A JP 11033950 A JP11033950 A JP 11033950A JP 3395099 A JP3395099 A JP 3395099A JP 2000233320 A JP2000233320 A JP 2000233320A
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JP
Japan
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film
gear
layer
tool
machining
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JP11033950A
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Japanese (ja)
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Satoshi Morimoto
聡 森本
Tsuneo Egawa
庸夫 江川
Yozo Nakamura
容造 中村
Masanobu Misaki
雅信 三崎
Toshiro Kobayashi
敏郎 小林
Takumi Hamashima
拓美 浜島
Hiroyuki Fukunaga
博幸 福永
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F17/00—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups
    • B23F17/003—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups for dry cutting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a working tool for a dry working gear having an excellent abrasion resistance and capable of a high speed cutting. SOLUTION: A coat 10 consists of a substrate layer 11 of a TiN coat having a high adhesion strength, an upper layer 12 of a TiAlN having a high hardness and an excellent oxidation resistance, and an intermediate layer 13 provided between the substrate layer 11 and the upper layer 12 for improving an adhesive strength between the substrate layer 11 and the upper layer 12 by alternately stacking a TiN coat layer 14 and a TiAlN coat layer 15. The coat 10 is formed on a cutting edge surface of a hob made from a high speed steel, thus providing a dry working gear having an excellent abrasion resistance and capable of a high speed cutting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、切削油剤を用いず
に歯車の切削を行なう高速度工具鋼製の乾式加工用歯車
加工工具及びその乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成方
法及びその乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gear cutting tool for dry machining made of high-speed tool steel for cutting gears without using a cutting oil, a method for forming a film of the gear machining tool for dry machining, and dry machining thereof. The present invention relates to a film forming apparatus for a gear processing tool.

【０００２】[0002]

【従来の技術】工作機械の分野において、歯形の創成を
行う加工では、作業環境の向上や加工時間を短縮してコ
スト低減を図る観点から、切削加工部に切削油剤をかけ
ずに、即ち、ドライカットにより高速で加工を行う要望
が高まってきている。このため、ホブやピニオンカッタ
等の歯車加工工具として高速度工具鋼や超硬等を用いて
様々な工夫を凝らした加工が実施されるようになってき
ている。2. Description of the Related Art In the field of machine tools, in the process of creating a tooth profile, from the viewpoint of improving the working environment and shortening the processing time to reduce costs, cutting oil is not applied to the cutting portion, that is, There is an increasing demand for high-speed processing by dry cutting. For this reason, high-speed tool steel, carbide, or the like is used as a gear processing tool such as a hob or a pinion cutter, and various advanced processes are being performed.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速度
工具鋼を基本とした歯車加工工具を用いた場合、切削油
剤をかけずに、いわゆるドライカットで加工を行うため
には、歯車加工工具の破損を防止するために、加工速度
を遅くしなければならないのが現状であった。また、超
硬を基本とした工具を用いた場合、ドライカットを行っ
ても工具の破損は生じ難いが、超硬は非常に高価である
ため、コスト面で問題があり実用化は困難であった。こ
のように、歯車加工の加工分野においては、低コストで
しかもドライカットにより高速で加工を行うには至って
いないのが現状であった。However, when a gear machining tool based on high-speed tool steel is used, in order to perform machining by so-called dry cutting without using a cutting oil, damage to the gear machining tool is required. At present, it is necessary to reduce the processing speed in order to prevent the problem. When a tool based on carbide is used, the tool hardly breaks even if dry cutting is performed, but since carbide is very expensive, there is a problem in terms of cost and practical application is difficult. Was. As described above, in the field of gear processing, it has not been possible to perform low-speed and high-speed processing by dry cutting at present.

【０００４】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、低コストでしかもドライカットにより高速で歯車加
工を行うことができる乾式加工用歯車加工工具を提供す
ることを目的とする。また、低コストでしかもドライカ
ットにより高速で歯車加工を行うことができる乾式加工
用歯車加工工具とするための皮膜形成方法及び皮膜形成
装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a dry machining gear machining tool which can perform gear machining at low cost and at high speed by dry cutting. It is another object of the present invention to provide a film forming method and a film forming apparatus for making a gear machining tool for dry machining that can perform gear machining at low cost and at high speed by dry cutting.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の乾式加工用歯車加工工具の構成は、高速度工
具製の刃部の表面に、（１１１）面の強度が最も強く、
膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮膜を下地層
としてコーティングし、（２００）面の強度が最も強
く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の (Ti (1-x) Alx ）N 0.2 ≦ｘ≦0.55 の組成のTiAlN 皮膜を上層としてコーティングし、切削
油剤を用いずに、切削速度を60m/min 以上500m/min以下
の範囲で使用することを特徴とする。According to the present invention, there is provided a gear machining tool for dry machining according to the present invention, in which the surface of a blade portion made of a high-speed tool has the highest strength of a (111) plane,
As a base layer, a TiN composition film with a film thickness of 0.01 μm to 1.0 μm is coated, and the (200) plane has the strongest strength and a film thickness of 0.5 to 8.0 μm (Ti (1-x) Al x ) N It is characterized in that a TiAlN film having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 is coated as an upper layer, and the cutting speed is in a range of 60 m / min to 500 m / min without using a cutting oil.

【０００６】そして、乾式加工用歯車加工工具は、ホブ
もしくはピニオンカッタもしくはブレード材をカッタ本
体に取り付けたスパイラルベベルギヤカッタであること
を特徴とし、ピニオンカッタの場合、切削速度を350m/m
in以下で使用することを特徴とする。また、（２００）
面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（２００）面の強度
が最も強く前記上層と同じ組成のTiAlN 皮膜層、また
は、（１１１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（１
１１）面の強度が最も強く前記上層と同じ組成のTiAlN
皮膜層とを、交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層
乃至20層の範囲で、前記下地層と前記上層との間に積層
させた中間層を設けたことを特徴とする。そして、中間
層内の各TiN 皮膜層とTiAlN 皮膜層の境界面が不明確で
連続的に変化していることを特徴とする。The gear machining tool for dry machining is a spiral bevel gear cutter in which a hob, a pinion cutter, or a blade material is attached to a cutter body. In the case of a pinion cutter, the cutting speed is 350 m / m.
It is characterized in that it is used below in. Also, (200)
A TiN film layer having the highest strength on the (200) plane, a TiAlN film layer having the highest composition on the (200) plane and the same composition as the upper layer, or a TiN film layer having the highest strength on the (111) plane.
11) TiAlN with the highest surface strength and the same composition as the upper layer
An intermediate layer in which two or more coating layers are alternately laminated between the underlayer and the upper layer in a range of 2 layers to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm in thickness is provided. The interface between each TiN film layer and the TiAlN film layer in the intermediate layer is unclear and continuously changes.

【０００７】上記目的を達成するための本発明の乾式加
工用歯車加工工具の皮膜形成方法は、切削油剤を用いず
に切削を行なって歯車を加工する乾式加工用歯車加工工
具の刃部の表面に皮膜をコーティングする乾式加工用歯
車加工工具の皮膜形成方法において、真空装置内で乾式
加工用歯車加工工具を加熱及びエッチングした後、乾式
加工用歯車加工工具の刃部の表面に、イオンプレーティ
ングにより、（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.
01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮膜をコーティングし
て下地層とし、更に、イオンプレーティングにより、
（２００）面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.
0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の
組成のTiAlN 皮膜をコーティングして上層とし、その後
この乾式加工用歯車加工工具を冷却することを特徴とす
る。[0007] In order to achieve the above object, a method for forming a film on a gear wheel for dry working according to the present invention is characterized in that the surface of the blade portion of the gear working tool for dry working is formed by cutting without using a cutting oil. In the method of forming a film of a dry working gear machining tool for coating a film on a surface, the heating and etching of the dry working gear machining tool in a vacuum device are performed, and then the surface of the blade portion of the dry working gear machining tool is ion-plated. As a result, the strength of the (111) plane is the highest, and the film thickness is 0.1.
A coating with a TiN composition of 01 μm to 1.0 μm is coated to form an underlayer, and further, by ion plating,
The (200) plane has the highest strength, with a film thickness of 0.5 μm to 8.
It is characterized in that a 0 μm (Ti (1-x) Al x ) N, where a TiAlN film having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 is coated to form an upper layer, and then the gear cutting tool for dry machining is cooled.

【０００８】また、上記目的を達成するための本発明の
乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成方法は、切削油剤を
用いずに切削を行なって歯車を加工する乾式加工用歯車
加工工具の刃部の表面に皮膜をコーティングする乾式加
工用歯車加工工具の皮膜形成方法において、真空装置内
で乾式加工用歯車加工工具を加熱及びエッチングした
後、乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に、イオンプ
レーティングにより、（１１１）面の強度が最も強く、
膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮膜をコーテ
ィングして下地層とし、イオンプレーティングにより、
（２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（２０
０）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし
0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層、または、（１１
１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（１１１）面の
強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ
≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層とを、交互に膜厚0.01μm
から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させたて中
間層とし、更に、イオンプレーティングにより、（２０
０）面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm
の(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成の
TiAlN 皮膜をコーティングして上層とし、下地層と中間
層と上層とがコーティングされた乾式加工用歯車加工工
具を冷却することを特徴とする。In order to achieve the above object, a method for forming a film on a gear wheel for dry machining according to the present invention is characterized in that the cutting portion of the gear machining tool for dry machining is formed by cutting without using a cutting oil. In the method of forming a film of a dry machining gear processing tool for coating a film on the surface of a workpiece, after heating and etching the dry machining gear machining tool in a vacuum device, the surface of the blade portion of the dry machining gear machining tool is ionized. Due to plating, the strength of the (111) plane is the strongest,
A coating of TiN composition with a thickness of 0.01 μm to 1.0 μm is coated as an underlayer, and ion plating is performed.
A TiN film layer with the strongest (200) plane and (20)
0) The strength of the surface is the strongest, (Ti (1-x) Al x ) N,
A TiAlN coating layer having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 or (11
1) The TiN film layer with the strongest strength on the surface and the (111) face with the strongest strength, (Ti (1-x) Al x ) N, where 0.2 ≦ x
≤0.55 TiAlN coating layer with a thickness of 0.01μm alternately
From 0.2 to 0.2 μm every 2 to 20 layers to form an intermediate layer.
0) Highest surface strength, with film thickness of 0.5 μm to 8.0 μm
(Ti (1-x) Al x ) N, where 0.2 ≤ x ≤ 0.55
The method is characterized in that a TiAlN film is coated to form an upper layer, and the gear machining tool for dry machining, which is coated with an underlayer, an intermediate layer and an upper layer, is cooled.

【０００９】上記目的を達成するための本発明の乾式加
工用歯車加工工具の皮膜形成装置は、切削油剤を用いず
に切削を行なって歯車を加工する乾式加工用歯車加工工
具の刃部の表面に皮膜をコーティングする乾式加工用歯
車加工工具の皮膜形成装置において、室内を真空状態に
される真空装置と、室内で乾式加工用歯車加工工具が回
転または自公転が自在にできる支持治具と、室内もしく
は装置内面にこの乾式加工用歯車加工工具を加熱する加
熱手段と、室内もしくは装置内面に設けられ乾式加工用
歯車加工工具にエッチングを施すエッチング手段と、
（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.
0 μm のTiN 組成の皮膜を下地層としてコーティングす
るためのTiターゲットを備えTiの金属イオンの生成及び
供給を行なう第１蒸発源と、（２００）面の強度が最も
強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Al x ）
N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜を上層と
してコーティングするためのTiAlターゲットを備えTiの
金属イオンとAlの金属イオンの生成及び供給を同時に行
なう第２蒸発源と、室に対して負の電位を乾式加工用歯
車加工工具にかける電源手段と、室内に反応性ガスを導
入するガス導入手段とからなることを特徴とする。In order to achieve the above object, the dry processing of the present invention
The film forming device of the gear processing tool does not use cutting oil
Gear mill for dry machining that cuts gears to machine gears
Dry processing teeth that coat the coating on the surface of the blade of the tool
In a film forming device for car machining tools, the interior of the car
Vacuum equipment and indoor gear processing tools for dry machining
Support jig that can rotate or revolve freely, indoor or indoor
Heats the gears for dry machining on the inner surface of the equipment.
Heating means, for dry processing installed indoors or inside the equipment
Etching means for etching the gear processing tool;
The (111) plane has the highest strength, and the film thickness is from 0.01 μm to 1.
0 μm TiN composition coating as underlayer
Of Ti metal ion with Ti target for
The first evaporation source to supply and the strength of the (200) plane is the highest
(Ti) with a thickness of 0.5 μm to 8.0 μm(1-x)Al x)
N, provided that a TiAlN film with a composition of 0.2 ≤ x ≤ 0.55
TiAl with TiAl target for coating
Simultaneous generation and supply of metal ions and Al metal ions
A second evaporation source and a negative potential to the chamber for dry machining teeth
Power supply means for car machining tools and reactive gas
And gas introduction means for introducing the gas.

【００１０】そして、第１蒸発源及び第２蒸発源は、
（２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（２０
０）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし
0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層、または、（１１
１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（１１１）面の
強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ
≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層とを、交互に膜厚0.01μm
から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させた中間
層を、下地層と上層との間へコーティングされる際にも
適用されることを特徴とする。[0010] The first and second evaporation sources are:
A TiN film layer with the strongest (200) plane and (20)
0) The strength of the surface is the strongest, (Ti (1-x) Al x ) N,
A TiAlN coating layer having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 or (11
1) The TiN film layer with the strongest strength on the surface and the (111) face with the strongest strength, (Ti (1-x) Al x ) N, where 0.2 ≦ x
≤0.55 TiAlN coating layer with a thickness of 0.01μm alternately
The present invention is also applicable to a case where an intermediate layer laminated in the range of 2 to 20 layers every 0.2 to 0.2 μm is coated between an underlayer and an upper layer.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の乾式
加工用歯車加工工具、乾式加工用歯車加工工具の皮膜形
成方法及び乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成装置を説
明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing a gear forming tool for dry machining, a method for forming a film on a gear machining tool for dry machining, and an apparatus for forming a film on a gear machining tool for dry machining according to the present invention.

【００１２】図１乃至図４に基づいて乾式加工用歯車加
工工具としてドライカット用のホブを適用した場合を説
明する。図１には本発明の一実施形態例に係るドライカ
ット用のホブの側面、図２にはドライカット用のホブの
正面、図３には皮膜を模式化した断層状況、図４にはホ
ブ盤の切削部の概略構成、図５には皮膜形成装置の概略
構成、図６には皮膜形成方法の工程説明を示してある。A case where a hob for dry cutting is applied as a gear machining tool for dry machining will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of a hob for dry cutting according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the hob for dry cutting, FIG. 3 is a schematic view of a film, and FIG. FIG. 5 shows a schematic configuration of a cutting section of the board, FIG. 5 shows a schematic configuration of a film forming apparatus, and FIG. 6 shows a process description of a film forming method.

【００１３】図１、図２に示すように、乾式加工用歯車
加工工具としてのドライカット用のホブ１は、ウォーム
のねじすじ２を横断して多数の刃溝３が設けられ、ねじ
すじ２に沿って隣接する刃溝３の間に逃げ面４、切刃５
及びすくい面６を有する刃部７が形成されている。ホブ
１は、少なくとも刃部７が高速度工具製で、刃部７の表
面には、皮膜１０がコーティングされている。As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a hob 1 for dry cutting as a gear machining tool for dry machining has a number of blade grooves 3 provided across a worm thread 2 and a worm thread 2. Flank 4, cutting edge 5 between adjacent groove 3 along
And a blade portion 7 having a rake face 6. The hob 1 has at least the blade 7 made of a high-speed tool, and the surface of the blade 7 is coated with a film 10.

【００１４】図３に示すように、皮膜１０は、Ｘ線解析
における（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μ
m から1.0 μm のTiN 組成の皮膜が下地層１１としてコ
ーティングされ、Ｘ線解析における（２００）面の強度
が最も強く、膜厚が0.5 μmから8.0 μm の(Ti (1-x) A
lx ）N 、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜が上層１
２としてコーティングされている。As shown in FIG. 3, the film 10 has the strongest (111) plane in X-ray analysis and has a thickness of 0.01 μm.
A film having a TiN composition of 1 m to 1.0 μm is coated as the underlayer 11, and the strength of the (200) plane in X-ray analysis is the strongest, and the thickness of the (Ti (1-x) A ) is 0.5 μm to 8.0 μm.
l x ) N, TiAlN film with composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 is the upper layer 1
Coated as 2.

【００１５】そして、下地層１１と上層１２との間に
は、中間層１３が設けられている。中間層１３は、Ｘ線
解析における（２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層
１４と、（２００）面の強度が最も強く上層１２と同じ
組成のTiAlN 皮膜層１５とを、交互に膜厚0.01μm から
0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させたものであ
る。尚、中間層１３は、下地層１１や上層１２の膜厚や
組成状態等に応じて適宜省略することも可能である。ま
た、中間層１３は、Ｘ線解析における（１１１）面の強
度が最も強いTiN 皮膜層１４と、（１１１）面の強度が
最も強く上層１２と同じ組成のTiAlN 皮膜層１５とを、
交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範
囲で積層させたものであってもよい。An intermediate layer 13 is provided between the underlayer 11 and the upper layer 12. The intermediate layer 13 is composed of a TiN film layer 14 having the highest strength on the (200) plane in the X-ray analysis and a TiAlN film layer 15 having the highest composition on the (200) plane and having the same composition as the upper layer 12. From 0.01 μm
The layers are laminated in the range of 2 layers to 20 layers every 0.2 μm. Note that the intermediate layer 13 can be omitted as appropriate according to the thickness, composition state, and the like of the underlayer 11 and the upper layer 12. The intermediate layer 13 includes a TiN film layer 14 having the strongest (111) plane in X-ray analysis and a TiAlN film layer 15 having the same composition as the upper layer 12 having the highest (111) plane strength.
The layers may be alternately stacked in a range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm.

【００１６】上述したホブ１により歯車を加工する場
合、図４に示すように、取付具１７を介してテーブル１
８にワーク１９を取付け、ホブヘッド２０のホブ軸２１
にホブ１を固定する。テーブル１８を回転させることに
よりワーク１９を回転させると共に、ホブ軸２１を駆動
回転させることによりホブ１を回転させる。ホブ１及び
ワーク１９を回転させた状態でホブ１をワーク１９に切
り込ませることで、ワーク１９の外周がホブ１の刃部７
により削り取られて歯形が創成される。ホブ加工は、歯
車の噛み合い運動と同様な運動で歯車を加工する方法で
あるため、ワーク１９の外周に所定の歯形が創成される
ように、ホブ１及びワーク１９の回転数とホブ１の切り
込み量等が設定されている。この時、切削部には切削油
剤は供給されずにドライカットにより切削が行なわれ
る。ドライカット加工においては、切削油剤を使用しな
いので、床面の汚れや異臭の発生がなく、廃油処理も不
要となる。従って、作業環境や地球環境の向上に好適で
ある。When a gear is machined by the hob 1 described above, as shown in FIG.
8 and the hob shaft 21 of the hob head 20
The hob 1 is fixed to. The work 19 is rotated by rotating the table 18 and the hob 1 is rotated by driving and rotating the hob shaft 21. By cutting the hob 1 into the work 19 in a state where the hob 1 and the work 19 are rotated, the outer periphery of the work 19 becomes the blade portion 7 of the hob 1.
To form a tooth profile. Hobbing is a method of machining a gear by a movement similar to the meshing movement of the gear, so that the hob 1 and the rotational speed of the work 19 and the cut of the hob 1 are cut so that a predetermined tooth profile is created on the outer periphery of the work 19. The amount is set. At this time, cutting is performed by dry cutting without supplying the cutting oil to the cutting portion. In the dry-cut processing, no cutting oil is used, so that there is no generation of stains and unusual odors on the floor, and no waste oil treatment is required. Therefore, it is suitable for improving the working environment and the global environment.

【００１７】刃部７の表面には、皮膜１０がコーティン
グされているので、耐摩耗性が向上すると共に、高速切
削が可能になり、ホブ１による歯車切削加工のコスト低
減と加工能率向上が図れる。Since the surface of the blade portion 7 is coated with the film 10, the wear resistance is improved, and high-speed cutting is possible, so that the cost of the gear cutting by the hob 1 and the machining efficiency can be improved. .

【００１８】つまり、皮膜１０の下地層１１は、Ｘ線解
析における（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01
μm から1.0 μm のTiN 組成となっているので、高い密
着力に優れたものとなる。また、皮膜１０の上層１２
は、Ｘ線解析における（２００）面の強度が最も強く、
膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N 、0.
2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜となっているので、高
い耐酸化性でかつ高硬度の膜が得られ、剥離しにくいも
のとなる。更に、皮膜１０には、Ｘ線解析における（２
００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層１４と、（２０
０）面の強度が最も強く上層１２と同じ組成のTiAlN 皮
膜層１５、または、Ｘ線解析における（１１１）面の強
度が最も強いTiN 皮膜層１４と、（１１１）面の強度が
最も強く上層１２と同じ組成のTiAlN 皮膜層１５とを、
交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範
囲で積層させた中間層１３が存在するので、下地層１１
と上層１２層間の密着性が高くなり密着力の高い皮膜１
０となる。That is, the underlayer 11 of the film 10 has the strongest intensity on the (111) plane in X-ray analysis and has a thickness of 0.01
Since the TiN composition is from μm to 1.0 μm, it has excellent adhesion. In addition, the upper layer 12 of the film 10
Has the highest intensity on the (200) plane in X-ray analysis,
(Ti (1-x) Al x ) N with a thickness of 0.5 μm to 8.0 μm.
Since a TiAlN film having a composition of 2 ≦ x ≦ 0.55 is obtained, a film having high oxidation resistance and high hardness can be obtained, and it is difficult to peel off. Further, the film 10 has (2) in the X-ray analysis.
(00) plane with the strongest TiN coating layer 14 and (20)
0) The TiAlN film layer 15 having the highest strength on the surface and the same composition as the upper layer 12, or the TiN film layer 14 having the highest strength on the (111) surface in X-ray analysis, and the upper layer having the highest strength on the (111) surface. 12 and a TiAlN coating layer 15 having the same composition as
Since the intermediate layers 13 are alternately laminated in a range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm in thickness, the underlayer 11
Film 1 with high adhesion due to increased adhesion between the upper layer and the upper 12 layers
It becomes 0.

【００１９】皮膜１０のコーティングは、図５に示した
皮膜形成装置によって実施される。図に示すように、真
空装置６１の室６２には真空ポンプ６３が設けられ、真
空ポンプ６３により室６２内が真空状態にされる。室６
２には支持治具７１が図示しない駆動手段により回転自
在に設けられ、支持治具７１にはホブ１（処理対象工
具）が支持される。室６２にはエッチング装置６４が設
けられ、皮膜１０のコーティング前にホブ１の表面の酸
化膜が除去される。エッチング装置６４は、例えば、イ
オン源によるエッチングもしくは電子銃により発生した
Arイオンによるエッチングが行なえるようになってい
る。The coating of the film 10 is carried out by the film forming apparatus shown in FIG. As shown in the figure, a vacuum pump 63 is provided in a chamber 62 of the vacuum device 61, and the inside of the chamber 62 is evacuated by the vacuum pump 63. Room 6
A support jig 71 is rotatably provided on the reference numeral 2 by a driving means (not shown), and the hob 1 (tool to be processed) is supported on the support jig 71. An etching device 64 is provided in the chamber 62 to remove an oxide film on the surface of the hob 1 before coating the film 10. The etching device 64 is generated by, for example, etching with an ion source or an electron gun.
Etching by Ar ions can be performed.

【００２０】室６２には、Tiターゲット６５を備えTiの
金属イオンの生成及び供給を行なう第１蒸発源６６が設
けられ、第１蒸発源６６により、（１１１）面の強度が
最も強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮
膜が下地層１１としてホブ１にコーティングされる。ま
た、室６２には、TiAlターゲット６７を備えTiの金属イ
オン及びAlの金属イオンの生成及び供給を同時に行なう
第２蒸発源６８が設けられ、第２蒸発源６８により、
（２００）面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μmから8.0
μm の(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の
組成のTiAlN 皮膜が上層１２としてホブ１にコーティン
グされる。更に、第１蒸発源及び第２蒸発源により、
（２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（２０
０）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし
0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層、、または、（１
１１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（１１１）面
の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦
ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層とを、交互に膜厚0.01μ
m から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させた中
間層１３が、下地層１１と上層１２との間にコーティン
グされる。The chamber 62 is provided with a first evaporation source 66 having a Ti target 65 for generating and supplying metal ions of Ti. The first evaporation source 66 has the highest strength of the (111) plane, A film of TiN composition having a thickness of 0.01 μm to 1.0 μm is coated on the hob 1 as an underlayer 11. Further, the chamber 62 is provided with a second evaporation source 68 that includes a TiAl target 67 and simultaneously generates and supplies Ti metal ions and Al metal ions.
The (200) plane has the highest strength, with a film thickness of 0.5 μm to 8.0
The hob 1 is coated as a top layer 12 with a TiAlN film of μm (Ti (1-x) Al x ) N, where 0.2 ≦ x ≦ 0.55. Further, by the first evaporation source and the second evaporation source,
A TiN film layer with the strongest (200) plane and (20)
0) The strength of the surface is the strongest, (Ti (1-x) Al x ) N,
A TiAlN coating layer having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55, or (1
11) The TiN film layer with the strongest surface, and the (111) surface with the strongest, (Ti (1-x) Al x ) N, where 0.2 ≤
alternately with a TiAlN film layer having a composition of x ≦ 0.55 with a thickness of 0.01 μm.
An intermediate layer 13 laminated in a range of 2 to 20 layers every m to 0.2 μm is coated between the underlayer 11 and the upper layer 12.

【００２１】第１蒸発源６６及び第２蒸発源６８では、
下地層１１をコーティングする場合は、例えば、アーク
蒸発源を用いたアーク放電式のイオンプレーティング、
または、電子ビームによる活性化反応性イオンプレーテ
ィングもしくはマグネトロンスパッタ方式によるイオン
プレーティングが行なわれる。また、第１蒸発源６６及
び第２蒸発源６８では、中間層１３及び上層１２をコー
ティングする場合は、例えば、アーク蒸発源を用いたア
ーク放電式のイオンプレーティング、または、マグネト
ロンスパッタ方式によるイオンプレーティングが行なわ
れる。In the first evaporation source 66 and the second evaporation source 68,
When coating the underlayer 11, for example, an arc discharge type ion plating using an arc evaporation source,
Alternatively, activation reactive ion plating by an electron beam or ion plating by a magnetron sputtering method is performed. In the case where the intermediate layer 13 and the upper layer 12 are coated with the first evaporation source 66 and the second evaporation source 68, for example, ion discharge of an arc discharge type using an arc evaporation source or ions by a magnetron sputtering method is used. Plating is performed.

【００２２】一方、室６２に対して0Vから200Vの負の電
位を支持治具７１を介してホブ１にかける電源手段６９
が設けられている、また、室６２内に反応性ガスとし
て、例えば、N2ガス、及び、エッチングに用いる例えば
Arガスを導入するガス導入手段７０が設けられている。
尚、図示は省略したが、室６２には内部を加熱するヒー
タ、電子銃等の加熱手段が設けられている。On the other hand, power supply means 69 for applying a negative potential of 0 V to 200 V to the hob 1 via the support jig 71 to the chamber 62.
Is provided. Further, as a reactive gas in the chamber 62, for example, N 2 gas, and for example,
Gas introduction means 70 for introducing Ar gas is provided.
Although not shown, the chamber 62 is provided with heating means such as a heater for heating the inside and an electron gun.

【００２３】次に、上述した皮膜形成装置による皮膜形
成方法を図６に基づいて説明する。Next, a film forming method using the above-described film forming apparatus will be described with reference to FIG.

【００２４】図に示すように、ホブ１を前洗浄した後、
ホブ１を支持治具７１に組付けて真空装置６１に挿入す
る。真空ポンプ６３の駆動により室６２内を真空引き
し、図示しない加熱手段によって室６２内を加熱する。
また、例えば、ガス導入手段７０により、エッチングに
用いる例えばArガスが導入され、エッチング装置６４に
よりイオン源によるエッチングもしくは電子銃により発
生したArイオンによるエッチングが行なわれ、ホブ１の
表面の酸化膜が除去される。As shown in the figure, after pre-cleaning the hob 1,
The hob 1 is attached to the support jig 71 and inserted into the vacuum device 61. The inside of the chamber 62 is evacuated by driving the vacuum pump 63, and the inside of the chamber 62 is heated by heating means (not shown).
Further, for example, Ar gas used for etching is introduced by the gas introducing means 70, and etching by an ion source or etching by Ar ions generated by an electron gun is performed by the etching device 64, and an oxide film on the surface of the hob 1 is formed. Removed.

【００２５】エッチングの後、電源手段６９により、室
６２に対して0Vから150Vの負の電位が支持治具７１を介
してホブ１にかけられる。Tiターゲット６５を備えた第
１蒸発源６６により、Tiの金属イオンの生成及び供給を
行ない、イオンプレーティングにより、（１１１）面の
強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN組
成の皮膜を下地層１１としてホブ１にコーティングす
る。After the etching, a negative potential of 0 V to 150 V is applied to the hob 1 to the chamber 62 via the support jig 71 by the power supply means 69. A first evaporation source 66 provided with a Ti target 65 generates and supplies Ti metal ions. By ion plating, the strength of the (111) plane is the strongest, and the TiN composition having a film thickness of 0.01 μm to 1.0 μm is obtained. Is coated on the hob 1 as a base layer 11.

【００２６】下地層１１をコーティングした後、Tiター
ゲット６５を備えた第１蒸発源及びTiAlターゲット６７
を備え第２蒸発源により、Ti及びAlの金属イオンの生成
及び供給を同時に行い、イオンプレーティングにより、
（２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（２０
０）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし
0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層、または、（１１
１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（１１１）面の
強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ
≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層とを、交互に膜厚0.01μm
から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させた中間
層１３を、下地層１１の上にコーティングする。After coating the underlayer 11, a first evaporation source having a Ti target 65 and a TiAl target 67
With the second evaporation source, the production and supply of metal ions of Ti and Al are performed simultaneously, and by ion plating,
A TiN film layer with the strongest (200) plane and (20)
0) The strength of the surface is the strongest, (Ti (1-x) Al x ) N,
A TiAlN coating layer having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 or (11
1) The TiN film layer with the strongest strength on the surface and the (111) face with the strongest strength, (Ti (1-x) Al x ) N, where 0.2 ≦ x
≤0.55 TiAlN coating layer with a thickness of 0.01μm alternately
The intermediate layer 13, which is laminated in the range of 2 to 20 layers every 0.2 μm to 0.2 μm, is coated on the underlayer 11.

【００２７】中間層１３をコーティングした後、TiAlタ
ーゲット６７を備え第２蒸発源により、イオンプレーテ
ィングにより、（２００）面の強度が最も強く、膜厚が
0.5μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2
≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN皮膜を上層１２としてホブ１
にコーティングする。After coating the intermediate layer 13, a TiAl target 67 is provided and the second evaporation source has the highest intensity on the (200) plane by ion plating, and the film thickness is
0.5 to 8.0 μm of (Ti (1-x) Al x ) N, but 0.2
Hob 1 with TiAlN film having composition of ≦ x ≦ 0.55 as upper layer 12
Coating.

【００２８】下地層１１、中間層１３及び上層１２がコ
ーティングされた後、例えば、N2ガスやHeガスにより冷
却が行なわれ、冷却後、真空装置６１から取り出して支
持治具７１からホブ１を外す。After the underlayer 11, the intermediate layer 13 and the upper layer 12 are coated, cooling is performed by, for example, N 2 gas or He gas. After cooling, the hob 1 is taken out of the vacuum device 61 and the hob 1 is removed from the support jig 71. remove.

【００２９】これにより、Ｘ線解析における（１１１）
面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm のTi
N 組成となる下地層１１と、Ｘ線解析における（２０
０）面の強度が最も強いTiN 皮膜層１４及び（２００）
面の強度が最も強く膜厚が0.5μm から8.0 μm の(Ti
(1-x) Alx ）N 、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層
１５、または、Ｘ線解析における（１１１）面の強度が
最も強いTiN 皮膜層１４及び（１１１）面の強度が最も
強く膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Al x ）N
、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層１５を、交互
に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で
積層させた中間層１３と、Ｘ線解析における（２００）
面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(T
i (1-x) Alx）N 、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜
となる上層１２と、からなる皮膜皮膜１０がコーティン
グされたホブ１とすることができる。As a result, (111) in the X-ray analysis
Ti with the highest surface strength and a film thickness of 0.01 μm to 1.0 μm
The underlayer 11 having an N composition and (20
0) TiN film layer 14 having the highest surface strength and (200)
(Ti) with the highest surface strength and a film thickness of 0.5 μm to 8.0 μm
(1-x)Alx) N, TiAlN coating layer with composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55
15, or the intensity of the (111) plane in X-ray analysis
Strongest strength of TiN coating layer 14 and (111) plane
Strong (0.5 to 8.0 μm thick (Ti(1-x)Al x) N
 , 0.2 ≦ x ≦ 0.55 composition TiAlN coating layer 15 alternately
In the range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm
The stacked intermediate layer 13 and (200) in X-ray analysis
(T) with the highest surface strength and a film thickness of 0.5 μm to 8.0 μm
i(1-x)Alx) N, TiAlN coating with composition 0.2 ≦ x ≦ 0.55
The upper layer 12 and the coating film 10 comprising
Can be used as the hob 1.

【００３０】従って、上述した皮膜形成装置を用いた皮
膜形成方法により皮膜１０を形成することで、上層１２
において剥離しにくいものとなり、高硬度でかつ耐酸化
性の高い膜が高い密着性でコーティングされ、硬度と高
い耐酸化性を有し、更に、高い密着力に優れた皮膜１０
がコーティングされたホブ１とすることができる。Therefore, by forming the film 10 by the film forming method using the above-described film forming apparatus, the upper layer 12 is formed.
A film having high hardness and high oxidation resistance is coated with high adhesion, having high hardness and high oxidation resistance, and further having excellent adhesion.
Can be a coated hob 1.

【００３１】次に、図７、図８に基づいて皮膜１０の実
施例を説明する。図７にはホブ１にコーティングされる
皮膜１０の例を説明する表を示してあり、図８には皮膜
１０としての条件を満たさない皮膜の比較例を説明する
表を示してある。加工は、300 個のワーク１９（材質：
SCM415）をアキシャル送り2.4mm/rev で続けて加工し、
逃げ面摩耗量と剥離の状況を調べた。Next, an embodiment of the film 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a table illustrating an example of the film 10 coated on the hob 1, and FIG. 8 is a table illustrating a comparative example of a film that does not satisfy the conditions as the film 10. Processing is performed on 300 workpieces 19 (material:
SCM415) with 2.4mm / rev axial feed.
The amount of flank wear and the state of peeling were examined.

【００３２】（実施例１）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.01μm 、層数を20とした。上層１２は、
バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜厚を
4.0μm とした。また、切削速度は、200m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.10mmとなり、200m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Example 1) As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 150 V and a film thickness of 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.01 μm, and the number of layers was 20. Upper layer 12
At a bias voltage of 40 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.4, and the film thickness is
It was set to 4.0 μm. The cutting speed was 200 m / min.
As a result, the flank wear is 0.10 mm, and even at high speed cutting at 200 m / min, it is less than the practically available limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００３３】（実施例２）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を８（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜厚を
4.0μm とした。また、切削速度は、200m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.10mmとなり、200m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Example 2) As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 8 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 150 V and a film thickness of 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 40 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.4, and the film thickness is
It was set to 4.0 μm. The cutting speed was 200 m / min.
As a result, the flank wear is 0.10 mm, and even at high speed cutting at 200 m / min, it is less than the practically available limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００３４】（実施例３）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.1 μm 、層数を２とした。上層１２は、
バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜厚を
6.0μm とした。また、切削速度は、150m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.15mmとなり、150m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Embodiment 3) As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 150 V and a film thickness of 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.1 μm, and the number of layers was 2. Upper layer 12
At a bias voltage of 40 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.4, and the film thickness is
6.0 μm. The cutting speed was 150 m / min.
As a result, the flank wear is 0.15 mm, and even at high speed cutting at 150 m / min, it is less than the practical limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００３５】（実施例４）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を８（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜厚を
6.0μm とした。また、切削速度は、150m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.10mmとなり、150m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。Example 4 As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 8 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 150 V and a film thickness of 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 40 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.4, and the film thickness is
6.0 μm. The cutting speed was 150 m / min.
As a result, the flank wear is 0.10 mm, and even at high speed cutting at 150 m / min, it is less than the practically available limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００３６】（実施例５）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を９（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧30V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.02（（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.5 とし、膜厚を
6.0μm とした。また、切削速度は、150m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.20mmとなり、150m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Example 5) As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 9 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 150 V and a film thickness of 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 30 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) to 0.02 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.5, and the film thickness is
6.0 μm. The cutting speed was 150 m / min.
As a result, the flank wear is 0.20 mm, and even at high speed cutting at 150 m / min, it is less than the practically usable limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００３７】（実施例６）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧100Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を５（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧30V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.02（（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.3 とし、膜厚を
5.0μm とした。また、切削速度は、150m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.15mmとなり、150m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Example 6) As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 5 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 100 V and a film thickness of 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 30 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) to 0.02 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.3, and the film thickness is
It was 5.0 μm. The cutting speed was 150 m / min.
As a result, the flank wear is 0.15 mm, and even at high speed cutting at 150 m / min, it is less than the practical limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００３８】（実施例７）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧60V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.1 （（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.3 とし、膜厚を
4.0μm とした。また、切削速度は、150m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.15mmとなり、150m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Example 7) As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 150 V and a film thickness of 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 60 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is set to 0.1 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.3, and the film thickness is
It was set to 4.0 μm. The cutting speed was 150 m / min.
As a result, the flank wear is 0.15 mm, and even at high speed cutting at 150 m / min, it is less than the practical limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００３９】（実施例８）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.9 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧80V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.1 （（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.3 とし、膜厚を
4.0μm とした。また、切削速度は、200m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.10mmとなり、200m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Embodiment 8) As shown in FIG.
The underlayer 11 had a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 (the intensity of the (111) plane was the strongest) at a bias voltage of 150 V and a film thickness of 0.9 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 80 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is set to 0.1 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.3, and the film thickness is
It was set to 4.0 μm. The cutting speed was 200 m / min.
As a result, the flank wear is 0.10 mm, and even at high speed cutting at 200 m / min, it is less than the practically available limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００４０】（実施例９）図７に示すように、皮膜１０
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.05μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧60V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.1 （（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.3 とし、膜厚を
4.0μm とした。また、切削速度は、200m/minとした。
この結果、逃げ面摩耗は0.12mmとなり、200m/minの高速
切削であっても実用可能限界である0.20mm以下となり、
耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になること
が確認された。(Embodiment 9) As shown in FIG.
The underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 (the intensity of the (111) plane is the strongest) at a bias voltage of 150 V and a thickness of 0.05 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 60 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is set to 0.1 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.3, and the film thickness is
It was set to 4.0 μm. The cutting speed was 200 m / min.
As a result, the flank wear is 0.12 mm, and even at high speed cutting at 200 m / min, it is less than the practically available limit of 0.20 mm,
It was confirmed that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００４１】従って、実施例１乃至実施例９から判るよ
うに、高速度工具製の刃部７の表面に、Ｘ線解析におけ
る（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から
1.0μm のTiN 組成の皮膜を下地層１１としてコーティ
ングし、Ｘ線解析における（２００）面の強度が最も強
く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N
、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜を上層１２とし
てコーティングし、下地層１１と上層１２との間に、Ｘ
線解析における（１１１）面の強度が最も強いTiN 皮膜
層１４と、（２００）面の強度が最も強く上層１２と同
じ組成のTiAlN 皮膜層１５とを、交互に膜厚0.01μm か
ら0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させた中間層
１３を設けることで、耐摩耗性に優れ、高速切削が可能
なドライカット用のホブ１とすることが可能になる。Therefore, as can be seen from Examples 1 to 9, the strength of the (111) plane in the X-ray analysis is the highest on the surface of the blade 7 made of a high-speed tool, and the film thickness is from 0.01 μm.
A coating having a TiN composition of 1.0 μm is coated as the underlayer 11, and the strength of the (200) plane in X-ray analysis is the strongest, and a film thickness of 0.5 to 8.0 μm of (Ti (1-x) Al x ) N
, 0.2 ≦ x ≦ 0.55, a TiAlN film is coated as the upper layer 12, and X is applied between the underlayer 11 and the upper layer 12.
In the line analysis, the TiN film layer 14 having the highest strength on the (111) plane and the TiAlN film layer 15 having the highest composition on the (200) plane and having the same composition as the upper layer 12 are alternately formed every 0.01 μm to 0.2 μm. By providing the intermediate layer 13 laminated in the range of 2 layers to 20 layers, it becomes possible to obtain the hob 1 for dry cutting which is excellent in wear resistance and capable of high-speed cutting.

【００４２】尚、中間層１３におけるTiN 皮膜層１４と
TiAlN 皮膜層１５は、２層乃至20層の範囲で全て同じ厚
さにしてもよく、例えば、上層１２側に近づくにつれて
漸次厚さを厚く（薄く）してもよい。また、TiAlN 皮膜
層１５における組成ｘは、0.2 ≦ｘ≦0.55の範囲で全て
同じにしてもよく、例えば、上層１２側に近づくにつれ
て漸次値を小さく（大きく）してもよい。また、中間層
１３を設けたことにより、SCM415よりも硬いワーク（例
えば、SCM435）を切削したり、送りを高くする等の厳し
い切削条件にしても、剥離は発生せずに逃げ面摩耗が実
用可能限界以下となることが確認されている。The TiN coating layer 14 in the intermediate layer 13
The TiAlN coating layer 15 may have the same thickness in the range of 2 to 20 layers. For example, the thickness may gradually increase (thin) as approaching the upper layer 12 side. The composition x in the TiAlN coating layer 15 may be the same in the range of 0.2 ≦ x ≦ 0.55. For example, the value may gradually decrease (increase) as approaching the upper layer 12 side. Also, by providing the intermediate layer 13, even under severe cutting conditions such as cutting a work harder than the SCM415 (for example, SCM435) or increasing the feed rate, flank wear does not occur and practical use of flank wear does not occur. It has been confirmed that it is below the possible limit.

【００４３】尚、皮膜１０としては、Ｘ線解析における
（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.
0 μm のTiN 組成の皮膜を下地層１１としてコーティン
グし、Ｘ線解析における（２００）面の強度が最も強
く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N
、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜を上層１２とし
てコーティングしたものであれば、上述した実施例１乃
至実施例９の条件に限定されるものではなく、（１１
１）面や（２００）面の強度の割合、膜厚、組成ｘ、中
間層１３を設けるか否か等は、各条件の範囲内で適宜変
更することが可能であり、同様に、耐摩耗性に優れ、高
速切削が可能なドライカット用のホブ１とすることが可
能になる。また、切削速度は、500m/min以下の範囲であ
れば実用可能限界を下回る逃げ面摩耗に収まっているこ
とが確認されている。尚、中間層１３を設けない場合で
あっても、200m/minの高速切削が可能であることが確認
されている。The film 10 has the strongest (111) plane in the X-ray analysis and has a film thickness of 0.01 μm to 1.
A coating having a TiN composition of 0 μm is coated as the underlayer 11, and the strength of the (200) plane in X-ray analysis is the strongest, and a thickness of 0.5 to 8.0 μm of (Ti (1-x) Al x ) N
If the upper layer 12 is coated with a TiAlN film having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55, the conditions are not limited to the conditions of the above-described first to ninth embodiments.
The ratio of the strength of the 1) plane or the (200) plane, the film thickness, the composition x, whether or not to provide the intermediate layer 13 and the like can be appropriately changed within the range of each condition. It is possible to provide the dry cutting hob 1 which has excellent performance and can perform high-speed cutting. In addition, it has been confirmed that the cutting speed is within the flank wear below the practically usable limit in the range of 500 m / min or less. It has been confirmed that high-speed cutting at a speed of 200 m / min is possible even when the intermediate layer 13 is not provided.

【００４４】また、バイアス電圧を変更して結晶配向の
強度比を設定したが、成膜速度や真空度等の成膜条件を
調整することにより結晶配向の強度比を所望状態に設定
することも可能である。バイアス電圧は、60V を上回り
100Vを下回る値に設定することで（１１１）面と（２０
０）面の強度を略等しく、即ち、結晶配向の強度比（１
１１）／（２００）を１にすることが可能である。この
ため、結晶配向の強度比を設定する際に、バイアス電圧
を調整し、製膜条件を調整することで結晶配向の強度比
を変更することも可能である。Although the bias voltage is changed to set the crystal orientation intensity ratio, the crystal orientation intensity ratio may be set to a desired state by adjusting the film formation conditions such as the film formation speed and the degree of vacuum. It is possible. Bias voltage is above 60V
By setting the value below 100V, the (111) plane and (20)
0) The intensities of the planes are substantially equal, that is, the intensity ratio of crystal orientation (1)
11) / (200) can be set to 1. Therefore, when setting the intensity ratio of the crystal orientation, it is also possible to change the intensity ratio of the crystal orientation by adjusting the bias voltage and adjusting the film forming conditions.

【００４５】次に、図８に基づいて比較例１乃至比較例
６を説明する。比較例１乃至比較例６は、皮膜１０の条
件を満たさない皮膜を刃部にコーティングしたホブを用
い、逃げ面摩耗量と剥離の状況を調べたものである。Next, Comparative Examples 1 to 6 will be described with reference to FIG. In Comparative Examples 1 to 6, the amount of flank wear and the state of peeling were examined using a hob in which the blade portion was coated with a film that did not satisfy the conditions of the film 10.

【００４６】（比較例１）図８に示すように、皮膜とし
て、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強度
比（１１１）／（２００）を９（（１１１）面の強度が
最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１３
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、各
層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、バ
イアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２０
０）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、(T
i (1-x) Alx ）N における組成ｘを範囲条件の上限値を
越える0.6 とし、膜厚を6.0 μm とした。また、切削速
度は、150m/minとした。この結果、逃げ面摩耗は1.0mm
となり、実用可能限界である0.20mmを越え、上層１２の
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘの範囲条件（0.2 ≦
ｘ≦0.55）を満たさないと、使用できないことが確認さ
れた。(Comparative Example 1) As shown in FIG. 8, as a film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 9 ((111) plane) at a bias voltage of 150 V. Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 13
In this example, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio of (111) / (20) at a bias voltage of 40V.
0) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest), and (T
The composition x in i (1-x) Al x ) N was set to 0.6 which exceeds the upper limit of the range condition, and the film thickness was set to 6.0 μm. The cutting speed was 150 m / min. As a result, flank wear is 1.0mm
And exceeds the practical limit of 0.20 mm, and the upper layer 12
Range condition of composition x in (Ti (1-x) Al x ) N (0.2 ≦
When x ≦ 0.55) was not satisfied, it was confirmed that it could not be used.

【００４７】（比較例２）図８に示すように、皮膜とし
て、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強度
比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強度が
最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１３
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、各
層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、バ
イアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２０
０）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、(T
i (1-x) Alx ）N における組成ｘを範囲条件の下限値を
下回る0.1 とし、膜厚を6.0 μm とした。また、切削速
度は、150m/minとした。この結果、逃げ面摩耗は1.5mm
となり、実用可能限界である0.20mmを越え、上層１２の
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘの条件（0.2 ≦ｘ≦
0.55）を満たさないと、使用できないことが確認され
た。(Comparative Example 2) As shown in FIG. 8, as a film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 ((111) plane) at a bias voltage of 150 V. Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 13
In this example, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio of (111) / (20) at a bias voltage of 40V.
0) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest), and (T
The composition x in i (1-x) Al x ) N was set to 0.1, which is below the lower limit of the range condition, and the film thickness was set to 6.0 μm. The cutting speed was 150 m / min. As a result, flank wear is 1.5mm
And exceeds the practical limit of 0.20 mm, and the upper layer 12
Condition of composition x in (Ti (1-x) Al x ) N (0.2 ≦ x ≦
0.55), it was confirmed that it could not be used.

【００４８】（比較例３）図８に示すように、皮膜とし
て、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強度
比（１１１）／（２００）を８（（１１１）面の強度が
最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１３
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、各
層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、バ
イアス電圧150Vで結晶配向の強度比（１１１）／（２０
０）を5.0 として（２００）面の強度が最も強い条件を
満たさないようにし、(Ti (1-x) Alx ）N における組成
ｘを0.3 とし、膜厚を8.0 μm とした。また、切削速度
は、150m/minとした。この結果、皮膜に剥離が発生し、
（２００）面の強度を最も強くする上層１２の条件を満
たさないと、使用できないことが確認された。(Comparative Example 3) As shown in FIG. 8, as the film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 8 ((111) plane having the highest intensity at a bias voltage of 150 V). Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 13
In this example, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio of (111) / (20) at a bias voltage of 150V.
0) was set to 5.0 so that the strength of the (200) plane did not satisfy the strongest condition, the composition x in (Ti (1-x) Al x ) N was set to 0.3, and the film thickness was set to 8.0 μm. The cutting speed was 150 m / min. As a result, peeling occurs in the film,
Unless the condition of the upper layer 12 for maximizing the strength of the (200) plane was satisfied, it was confirmed that it could not be used.

【００４９】（比較例４）図８に示すように、皮膜とし
て、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強度
比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強度が
最も強い）とし、膜厚を上限値を上回る4.0 μm とし
た。中間層１３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度
比を設定し、各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。
上層１２は、バイアス電圧60V で結晶配向の強度比（１
１１）／（２００）を0.1 （（２００）面の強度が最も
強い）とし、(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.3
とし、膜厚を2.0 μm とした。また、切削速度は、200m
/minとした。この結果、逃げ面摩耗は0.6mm となり、実
用可能限界である0.20mmを越え、下地層１１の膜厚の条
件（0.01μm から1.0 μm ）を満たさないと、使用でき
ないことが確認された。(Comparative Example 4) As shown in FIG. 8, as the coating, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 ((111) plane having the highest intensity at a bias voltage of 150 V). Strong), and the film thickness was set to 4.0 μm, which exceeds the upper limit. In the intermediate layer 13, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6.
The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio (1
11) / (200) is set to 0.1 (the strength of the (200) plane is the strongest), and the composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is set to 0.3.
And the film thickness was 2.0 μm. The cutting speed is 200m
/ min. As a result, it was confirmed that the flank wear was 0.6 mm, which exceeded the practically usable limit of 0.20 mm, and that the underlayer 11 could not be used unless the thickness condition (0.01 μm to 1.0 μm) was satisfied.

【００５０】（比較例５）図８に示すように、皮膜とし
て、下地層１１及び中間層１３を設けず、上層１２は、
バイアス電圧60V で結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を0.1 （（２００）面の強度が最も強い）とし、
(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.3とし、膜厚を
4.0 μm とした。また、切削速度は、150m/minとした。
この結果、皮膜に剥離が発生し、下地層１１を設けない
と使用できないことが確認された。Comparative Example 5 As shown in FIG. 8, the underlayer 11 and the intermediate layer 13 were not provided as a film, and the upper layer 12
At a bias voltage of 60 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) is set to 0.1 (the strength of the (200) plane is the strongest),
The composition x in (Ti (1-x) Al x ) N is 0.3, and the film thickness is
It was 4.0 μm. The cutting speed was 150 m / min.
As a result, it was confirmed that the film was peeled off and could not be used unless the underlayer 11 was provided.

【００５１】（比較例６）図８に示すように、皮膜とし
て、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強度
比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強度が
最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１３
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、各
層の膜厚を0.1 μm 、層数を20とした。上層１２は、バ
イアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２０
０）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、(T
i (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜厚を下
限値を下回る0.4 μm とした。また、切削速度は、200m
/minとした。この結果、逃げ面摩耗は0.6mm となり、実
用可能限界である0.20mmを越え、上層１２の膜厚の条件
（0.5 μm から8.0 μm ）を満たさないと使用できない
ことが確認された。(Comparative Example 6) As shown in FIG. 8, as a film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 ((111) plane having the highest intensity at a bias voltage of 150 V). Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 13
Was set at a bias voltage of 40 V, the intensity ratio of crystal orientation was set, the thickness of each layer was set to 0.1 μm, and the number of layers was set to 20. The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio of (111) / (20) at a bias voltage of 40V.
0) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest), and (T
The composition x in i (1-x) Al x ) N was set to 0.4, and the film thickness was set to 0.4 μm, which was lower than the lower limit. The cutting speed is 200m
/ min. As a result, it was confirmed that the flank wear was 0.6 mm, which exceeded the practically usable limit of 0.20 mm, and that the upper layer 12 could not be used unless the thickness condition (0.5 μm to 8.0 μm) was satisfied.

【００５２】次に、図９、図１０に基づいて乾式加工用
歯車加工工具としてドライカット用のピニオンカッタを
適用した場合を説明する。図９には本発明の一実施形態
例に係るドライカット用のピニオンカッタの外観状況、
図１０にはギヤシェーパの切削部の概略構成を示してあ
る。Next, a case where a pinion cutter for dry cutting is applied as a gear machining tool for dry machining will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 shows the appearance of a pinion cutter for dry cutting according to an embodiment of the present invention,
FIG. 10 shows a schematic configuration of a cutting portion of the gear shaper.

【００５３】図９に示すように、乾式加工用歯車加工工
具としてのドライカット用のピニオンカッタ３１は歯車
形の歯面に切刃が設けられて逃げ面３２、すくい面３３
を有する刃部３４が形成されている。ピニオンカッタ３
１は、少なくとも刃部３４が高速度工具製で、刃部３４
の表面には、前述したホブ７と同様の皮膜１０がコーテ
ィングされている。As shown in FIG. 9, a pinion cutter 31 for dry cutting as a gear machining tool for dry machining has a gear-shaped tooth surface provided with a cutting edge, a flank surface 32 and a rake surface 33.
Is formed. Pinion cutter 3
1 is that at least the blade portion 34 is made of a high-speed tool,
Is coated with a film 10 similar to the hob 7 described above.

【００５４】皮膜１０は、前述したホブ７にコーティン
グされたものと同様に、Ｘ線解析における（１１１）面
の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN
組成の皮膜が下地層１１（図３参照）としてコーティン
グされ、Ｘ線解析における（２００）面の強度が最も強
く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N
、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜が上層１２（図
３参照）としてコーティングされている。そして、下地
層１１と上層１２との間には中間層１３（図３参照）が
設けられている。中間層１３は、Ｘ線解析における（２
００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層１４と、（２０
０）面の強度が最も強く上層１２と同じ組成のTiAlN 皮
膜層１５とを、交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２
層乃至20層の範囲で積層させたものである。尚、中間層
１３は、Ｘ線解析における（１１１）面の強度が最も強
いTiN 皮膜層１４と、（１１１）面の強度が最も強く上
層１２と同じ組成のTiAlN 皮膜層１５とを、交互に膜厚
0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層さ
せたものであってもよい。The film 10 has the highest strength of the (111) plane in the X-ray analysis and has a thickness of 0.01 μm to 1.0 μm, similarly to the film coated on the hob 7 described above.
A (Ti (1-x) Al x ) N film having a composition of the composition is coated as a base layer 11 (see FIG. 3) and has the strongest (200) plane in X-ray analysis and a film thickness of 0.5 μm to 8.0 μm.
, 0.2 ≦ x ≦ 0.55 as a top layer 12 (see FIG. 3). An intermediate layer 13 (see FIG. 3) is provided between the underlayer 11 and the upper layer 12. The intermediate layer 13 is (2) in the X-ray analysis.
(00) plane with the strongest TiN coating layer 14 and (20)
0) The upper layer 12 having the highest surface strength and the TiAlN coating layer 15 having the same composition as the upper layer 12 are alternately formed in a thickness of 0.01 μm to 0.2 μm every 2 μm.
The layers are stacked in a range of from 20 layers to 20 layers. The intermediate layer 13 alternately includes a TiN film layer 14 having the highest strength on the (111) plane in X-ray analysis and a TiAlN film layer 15 having the highest composition on the (111) plane and having the same composition as the upper layer 12. Film thickness
It may be laminated in the range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm.

【００５５】上述したピニオンカッタ３１により歯車を
加工する場合、図１０に示すように、テーブル４１上の
取付具４２にワーク４３が取り付けられ、カッタヘッド
４４にピニオンカッタ３１が取り付けられる。テーブル
４１とカッタヘッド４４は図示しない駆動機構により相
対的に回転され、カッタヘッド４４は上下に往復運動さ
れる。更に、カッタヘッド４４とテーブル４１は切り込
みを与えるために相対的に移動され、ワーク４３の外周
がピニオンカッタ３１の刃部により削り取られて歯形が
創成される。切削中は、切削油剤を供給することなくド
ライカットで切削を行なう。ドライカット加工において
は、切削油剤を使用しないので、床面の汚れや異臭の発
生がなく、廃油処理も不要となる。従って、作業環境や
地球環境の向上に好適である。When the gear is machined by the above-described pinion cutter 31, the work 43 is attached to the fixture 42 on the table 41 and the pinion cutter 31 is attached to the cutter head 44 as shown in FIG. The table 41 and the cutter head 44 are relatively rotated by a drive mechanism (not shown), and the cutter head 44 reciprocates up and down. Further, the cutter head 44 and the table 41 are relatively moved to give a cut, and the outer periphery of the work 43 is cut off by the blade portion of the pinion cutter 31 to form a tooth profile. During cutting, dry cutting is performed without supplying cutting fluid. In the dry-cut processing, no cutting oil is used, so that there is no generation of stains and unusual odors on the floor, and no waste oil treatment is required. Therefore, it is suitable for improving the working environment and the global environment.

【００５６】刃部３４の表面には、皮膜１０がコーティ
ングされているので、耐摩耗性が向上すると共に、高速
切削が可能になり、ピニオンカッタ３１による歯車切削
のコスト低減と加工能率向上が図れる。Since the surface of the blade portion 34 is coated with the film 10, the wear resistance is improved, and high-speed cutting is enabled, so that the cost of gear cutting by the pinion cutter 31 and the machining efficiency can be improved. .

【００５７】皮膜１０のコーティングは、図５に示した
皮膜形成装置及び図６に示した皮膜成形方法によってホ
ブ１の場合と同じに実施される。The coating of the film 10 is carried out in the same manner as the hob 1 by the film forming apparatus shown in FIG. 5 and the film forming method shown in FIG.

【００５８】次に、図１１、図１２に基づいて皮膜１０
の実施例を説明する。図１１にはピニオンカッタ３１に
コーティングされる皮膜１０の例を説明する表を示して
あり、図１２には皮膜１０としての条件を満たさない皮
膜の比較例を説明する表を示してある。加工は、300 個
のワーク４３（材質：SCM415）を続けて加工し、逃げ面
摩耗量と剥離の状況を調べた。Next, based on FIG. 11 and FIG.
An example will be described. FIG. 11 is a table illustrating an example of the film 10 coated on the pinion cutter 31, and FIG. 12 is a table illustrating a comparative example of a film that does not satisfy the conditions as the film 10. For processing, 300 workpieces 43 (material: SCM415) were processed continuously, and the amount of flank wear and the state of peeling were examined.

【００５９】（実施例１０）図１１に示すように、皮膜
１０として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配
向の強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面
の強度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間
層１３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定
し、各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／
（２００）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）と
し、(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜
厚を4.0 μm とした。また、切削速度を250m/min、円周
送りを５mm/strとした。この結果、逃げ面摩耗は0.10mm
となり、250m/minの高速切削であっても実用可能限界で
ある0.20mm以下となり、耐摩耗性が向上すると共に、高
速切削が可能になることが確認された。Embodiment 10 As shown in FIG. 11, the underlayer 11 as the film 10 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 ((111) plane strength) at a bias voltage of 150V. Strongest) and the film thickness was 0.5 μm. In the intermediate layer 13, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
Is the intensity ratio of crystal orientation (111) /
(200) was set to 0.05 (the strength of the (200) plane was the strongest), the composition x in (Ti (1-x) Al x ) N was set to 0.4, and the film thickness was set to 4.0 μm. The cutting speed was 250 m / min, and the circumferential feed was 5 mm / str. As a result, flank wear is 0.10mm
Thus, even with high-speed cutting at 250 m / min, the practicable limit was 0.20 mm or less, which confirmed that wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００６０】（実施例１１）図１１に示すように、皮膜
１０として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配
向の強度比（１１１）／（２００）を８（（１１１）面
の強度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間
層１３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定
し、各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／
（２００）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）と
し、(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜
厚を4.0 μm とした。また、切削速度を330m/min、円周
送りを４mm/strとした。この結果、逃げ面摩耗は0.10mm
となり、250m/minの高速切削であっても実用可能限界で
ある0.20mm以下となり、耐摩耗性が向上すると共に、高
速切削が可能になることが確認された。(Example 11) As shown in FIG. 11, as the film 10, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 8 ((111) plane intensity) at a bias voltage of 150V. Strongest) and the film thickness was 0.5 μm. In the intermediate layer 13, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
Is the intensity ratio of crystal orientation (111) /
(200) was set to 0.05 (the strength of the (200) plane was the strongest), the composition x in (Ti (1-x) Al x ) N was set to 0.4, and the film thickness was set to 4.0 μm. The cutting speed was 330 m / min and the circumferential feed was 4 mm / str. As a result, flank wear is 0.10mm
Thus, even with high-speed cutting at 250 m / min, the practicable limit was 0.20 mm or less, which confirmed that wear resistance was improved and high-speed cutting was possible.

【００６１】従って、実施例１０及び実施例１１から判
るように、高速度工具製の刃部３４の表面に、Ｘ線解析
における（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μ
m から1.0 μm のTiN 組成の皮膜を下地層１１としてコ
ーティングし、Ｘ線解析における（２００）面の強度が
最も強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x)Al
x ）N 、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜を上層１２
としてコーティングし、下地層１１と上層１２との間
に、Ｘ線解析における（２００）面の強度が最も強いTi
N 皮膜層１４と、（２００）面の強度が最も強く上層１
２と同じ組成のTiAlN 皮膜層１５とを、交互に膜厚0.01
μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させた
中間層１３を設けることで、耐摩耗性に優れ、高速切削
が可能なドライカット用のピニオンカッタ３１とするこ
とが可能になる。また、切削速度は、350m/min以下の範
囲であれば実用可能限界を下回る逃げ面摩耗となること
が確認されている。尚、中間層１３を設けない場合であ
っても、350m/min以下の高速切削が可能であることが確
認されている。Therefore, as can be seen from the tenth and eleventh embodiments, the strength of the (111) plane in the X-ray analysis is the strongest and the film thickness is 0.01 μm on the surface of the blade portion 34 made of a high-speed tool.
A TiN composition film having a TiN composition of 1.0 m to 1.0 μm is coated as the underlayer 11, and the strength of the (200) plane in X-ray analysis is the strongest, and a film thickness of 0.5 μm to 8.0 μm of (Ti (1-x) Al
x ) N, a TiAlN film having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55
And between the underlayer 11 and the upper layer 12, Ti having the strongest (200) plane in X-ray analysis
N film layer 14 and upper layer 1 with the strongest strength on (200) plane
2 and a TiAlN coating layer 15 having the same composition as
By providing the intermediate layer 13 laminated in the range of 2 layers to 20 layers every μm to 0.2 μm, it becomes possible to obtain a pinion cutter 31 for dry cutting which is excellent in wear resistance and capable of high-speed cutting. . In addition, it has been confirmed that if the cutting speed is in the range of 350 m / min or less, the flank wear is less than the practically usable limit. It has been confirmed that even when the intermediate layer 13 is not provided, high-speed cutting at 350 m / min or less is possible.

【００６２】次に、図１２に基づいて比較例７、比較例
８を説明する。比較例７及び比較例８は、皮膜１０の条
件を満たさない皮膜を刃部にコーティングしたピニオン
カッタを用い、逃げ面摩耗量と剥離の状況を調べたもの
である。Next, Comparative Examples 7 and 8 will be described with reference to FIG. In Comparative Examples 7 and 8, the amount of flank wear and the state of peeling were examined using a pinion cutter in which a coating not satisfying the conditions of the coating 10 was coated on the blade portion.

【００６３】（比較例７）図１２に示すように、皮膜と
して、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強
度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強度
が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１３
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、各
層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、バ
イアス電圧100Vで結晶配向の強度比（１１１）／（２０
０）を５として（２００）面の強度が最も強い条件を満
たさないようにし、(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘ
を0.4 とし、膜厚を6.0 μm とした。また、切削速度を
230m/minとし、円周送りを５mm/strとした。この結果、
皮膜に剥離が発生し、（２００）面の強度を最も強くす
る上層１２の条件を満たさないと、使用できないことが
確認された。(Comparative Example 7) As shown in FIG. 12, as the film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 ((111) plane having the highest intensity at a bias voltage of 150 V). Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 13
In this example, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio of (111) / (20) at a bias voltage of 100V.
0) is set to 5 so that the strength of the (200) plane does not satisfy the strongest condition, and the composition x in (Ti (1-x) Al x ) N
Was set to 0.4 and the film thickness was set to 6.0 μm. Also, the cutting speed
The speed was 230 m / min, and the circumferential feed was 5 mm / str. As a result,
It was confirmed that the film was peeled off and could not be used unless the condition of the upper layer 12 for maximizing the strength of the (200) plane was satisfied.

【００６４】（比較例８）図１２に示すように、皮膜と
して、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強
度比（１１１）／（２００）を８（（１１１）面の強度
が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１３
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、各
層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、バ
イアス電圧60V で結晶配向の強度比（１１１）／（２０
０）を0.1 （（２００）面の強度が最も強い）とし、(T
i (1-x) Alx ）N における組成ｘを範囲条件の下限値を
下回る0.1 とし、膜厚を6.0 μm とした。また、切削速
度は、250m/minとし、円周送りを４mm/strとした。この
結果、逃げ面摩耗は1.0mm となり、実用可能限界である
0.20mmを越え、上層１２の(Ti (1-x) Alx ）N における
組成ｘの条件（0.2 ≦ｘ≦0.55）を満たさないと、使用
できないことが確認された。(Comparative Example 8) As shown in FIG. 12, as the film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 8 ((111) plane having the highest intensity at a bias voltage of 150 V). Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 13
In this example, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio of (111) / (20) at a bias voltage of 60V.
0) is set to 0.1 (the strength of the (200) plane is the strongest), and (T
The composition x in i (1-x) Al x ) N was set to 0.1, which is below the lower limit of the range condition, and the film thickness was set to 6.0 μm. The cutting speed was 250 m / min, and the circumferential feed was 4 mm / str. As a result, the flank wear is 1.0 mm, which is the practical limit.
It was confirmed that the composition cannot be used unless it exceeds 0.20 mm and does not satisfy the condition of composition x (0.2 ≦ x ≦ 0.55) in (Ti (1-x) Al x ) N of the upper layer 12.

【００６５】次に、図１３、図１４に基づいて乾式加工
用歯車加工工具としてドライカット用のスパイラルベベ
ルギヤカッタを適用した場合を説明する。図１３には本
発明の一実施形態例に係るドライカット用のスパイラル
ベベルギヤカッタの外観、図１４にはまがり歯傘歯車歯
切盤の全体構成を示してある。Next, a case where a spiral bevel gear cutter for dry cutting is applied as a gear machining tool for dry machining will be described with reference to FIGS. FIG. 13 shows an appearance of a spiral bevel gear cutter for dry cutting according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows an entire configuration of a spiral bevel gear tooth cutting machine.

【００６６】図１３に示すように、スパイラルベベルギ
ヤカッタ５１は、円盤状の本体５２の外周部にブレード
材５３が環状に多数取り付けられて構成されている。ブ
レード材５３は、アウトサイドブレード５４及びインサ
イドブレード５５を備え、刃部５６が構成されている。
スパイラルベベルギヤカッタ５１は、少なくとも刃部５
６が高速度工具製で、刃部５６の表面には、前述したホ
ブ７と同様の皮膜１０がコーティングされている。As shown in FIG. 13, the spiral bevel gear cutter 51 is configured such that a number of blade members 53 are annularly attached to an outer peripheral portion of a disk-shaped main body 52. The blade member 53 includes an outside blade 54 and an inside blade 55, and a blade portion 56 is configured.
The spiral bevel gear cutter 51 has at least the blade 5
6 is made of a high-speed tool, and the surface of the blade portion 56 is coated with the same film 10 as the hob 7 described above.

【００６７】皮膜１０は、前述したホブ７及びピニオン
カッタ３１にコーティングされたものと同様に、Ｘ線解
析における（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01
μmから1.0 μm のTiN 組成の皮膜が下地層１１（図３
参照）としてコーティングされ、Ｘ線解析における（２
００）面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.0μm
の(Ti (1-x) Alx ）N 、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN
皮膜が上層１２（図３参照）としてコーティングされ
ている。そして、下地層１１と上層１２との間には中間
層１３（図３参照）が設けられている。中間層１３は、
Ｘ線解析における（２００）面の強度が最も強いTiN 皮
膜層１４と、（２００）面の強度が最も強く上層１２と
同じ組成のTiAlN 皮膜層１５とを、交互に膜厚0.01μm
から0.2μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させたもの
である。尚、中間層１３は、Ｘ線解析における（１１
１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層１４と、（１１１）
面の強度が最も強く上層１２と同じ組成のTiAlN 皮膜層
１５とを、交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃
至20層の範囲で積層させたものであってもよい。The film 10 has the strongest intensity on the (111) plane in the X-ray analysis, and has a film thickness of 0.01, as in the case of coating the hob 7 and the pinion cutter 31 described above.
A film having a TiN composition of 1.0 μm to 1.0 μm
(See Ref.) And (2) in X-ray analysis.
00) Surface strength is strongest and film thickness is 0.5 μm to 8.0 μm
(Ti (1-x) Al x ) N, TiAlN with composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55
The coating is coated as an upper layer 12 (see FIG. 3). An intermediate layer 13 (see FIG. 3) is provided between the underlayer 11 and the upper layer 12. The mid layer 13
In the X-ray analysis, the TiN film layer 14 having the highest strength on the (200) plane and the TiAlN film layer 15 having the highest composition on the (200) plane and having the same composition as the upper layer 12 were alternately formed to a thickness of 0.01 μm.
From 2 to 20 every 0.2 μm. Incidentally, the intermediate layer 13 is (11) in the X-ray analysis.
1) TiN film layer 14 having the strongest surface strength, and (111)
The upper layer 12 having the highest surface strength and the TiAlN coating layer 15 having the same composition as the upper layer 12 may be alternately laminated in the range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm.

【００６８】図１４に示すように、まがり歯傘歯車歯切
盤６１では、スパイラルベベルギヤカッタ５１がカッタ
ヘッド６２の主軸６３側に取付けられると共に、ワーク
６４がワーク軸６５側に取り付けられる。主軸６３とワ
ーク軸６５の回転中心軸は、平面視で交差した状態に配
されている。カッタヘッド６２は機械中心軸回りで公転
自在に支持されており、主軸６３はカッタヘッド６２に
回転自在に支持されている。ワーク軸６５は主軸６３の
回転及びカッタヘッド６２の公転に連動して回転する。As shown in FIG. 14, in the spiral bevel gear gear cutting machine 61, the spiral bevel gear cutter 51 is mounted on the main shaft 63 side of the cutter head 62, and the work 64 is mounted on the work shaft 65 side. The rotation center axes of the main shaft 63 and the work shaft 65 intersect in a plan view. The cutter head 62 is supported so as to revolve around the center axis of the machine, and the main shaft 63 is rotatably supported by the cutter head 62. The work shaft 65 rotates in conjunction with the rotation of the main shaft 63 and the revolution of the cutter head 62.

【００６９】まがり歯傘歯車歯切盤６１を用いてワーク
６４に歯形を創成する場合、ワーク軸６５側にワーク６
４を取り付け、主軸６３側にスパイラルベベルギヤカッ
タ５１を取付ける。カッタヘッド６２を公転させると共
に主軸６３を駆動回転させてスパイラルベベルギヤカッ
タ５１を公転及び回転させ、ワーク軸６５を回転させて
ワーク６４を回転させる。スパイラルベベルギヤカッタ
５１は回転しながら仮想冠歯車と共に機械中心の回りを
公転し、スパイラルベベルギヤカッタ５１の刃部５６
（ブレード材５３）で仮想冠歯車の歯面が描かれる。こ
の歯面と噛み合うようにワーク６４を回転させてワーク
６４に歯面を創成する。切削中は、切削油剤を供給する
ことなくドライカットで切削を行なう。ドライカット加
工においては、切削油剤を使用しないので、床面の汚れ
や異臭の発生がなく、廃油処理も不要となる。従って、
作業環境や地球環境の向上に好適である。When a tooth profile is created on the work 64 using the spiral bevel gear tooth cutting machine 61, the work 6 is placed on the work shaft 65 side.
4 and the spiral bevel gear cutter 51 on the main shaft 63 side. The cutter head 62 revolves and the main shaft 63 is driven and rotated to revolve and rotate the spiral bevel gear cutter 51, and the work shaft 65 is rotated to rotate the work 64. The spiral bevel gear cutter 51 revolves around the center of the machine together with the virtual crown gear while rotating, and the blade portion 56 of the spiral bevel gear cutter 51 is rotated.
The tooth surface of the virtual crown gear is drawn by (blade material 53). The work 64 is rotated so as to mesh with the tooth surface to create a tooth surface on the work 64. During cutting, dry cutting is performed without supplying cutting fluid. In the dry-cut processing, no cutting oil is used, so that there is no generation of stains and unusual odors on the floor, and no waste oil treatment is required. Therefore,
It is suitable for improving work environment and global environment.

【００７０】刃部５６の表面には、皮膜１０がコーティ
ングされているので、耐摩耗性が向上すると共に、高速
切削が可能になり、スパイラルベベルギヤカッタ５１に
よるまがり歯傘歯車切削のコスト低減と加工能率向上が
図れる。Since the surface of the blade portion 56 is coated with the film 10, the wear resistance is improved, and high-speed cutting is possible. The cost reduction and machining of the cutting of the spiral bevel gear by the spiral bevel gear cutter 51 are also possible. Efficiency can be improved.

【００７１】皮膜１０のコーティングは、図５に示した
皮膜形成装置及び図６に示した皮膜成形方法によってホ
ブ１の場合と同じに実施される。The coating of the film 10 is performed in the same manner as the hob 1 by the film forming apparatus shown in FIG. 5 and the film forming method shown in FIG.

【００７２】次に、図１５、図１６に基づいて皮膜１０
の実施例を説明する。図１５にはスパイラルベベルギヤ
カッタ５１にコーティングされる皮膜１０の例を説明す
る表を示してあり、図１６には皮膜１０としての条件を
満たさない皮膜の比較例を説明する表を示してある。加
工は、300 個のワーク６４（材質：SCM415）を続けて加
工し、逃げ面摩耗量と剥離の状況を調べた。Next, based on FIG. 15 and FIG.
An example will be described. FIG. 15 is a table illustrating an example of the film 10 coated on the spiral bevel gear cutter 51, and FIG. 16 is a table illustrating a comparative example of a film that does not satisfy the conditions as the film 10. For processing, 300 workpieces 64 (material: SCM415) were continuously processed, and the amount of flank wear and the state of peeling were examined.

【００７３】（実施例１２）図１５に示すように、皮膜
１０として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配
向の強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面
の強度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。上層
１２は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１
１）／（２００）を0.05（（２００）面の強度が最も強
い）とし、(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 と
し、膜厚を4.0 μm とした。また、切削速度を200m/min
とした。この結果、逃げ面摩耗は0.10mmとなり、200m/m
inの高速切削であっても実用可能限界である0.20mm以下
となり、耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能に
なることが確認された。(Example 12) As shown in FIG.
As 10, the underlayer 11 has a crystal arrangement at a bias voltage of 150V.
Direction intensity ratio (111) / (200) to 10 ((111) plane
Is the strongest) and the film thickness is 0.5 μm. Upper layer
Reference numeral 12 denotes a crystal orientation intensity ratio (11
1) / (200) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest)
I) and (Ti (1-x)Alx) The composition x in N is 0.4
Then, the film thickness was set to 4.0 μm. Also, the cutting speed is 200m / min
And As a result, the flank wear was 0.10 mm, 200 m / m
0.20mm or less, which is the practicable limit even for high speed cutting in
To improve wear resistance and enable high-speed cutting
It was confirmed that it became.

【００７４】（実施例１３）図１６に示すように、皮膜
１０として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配
向の強度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面
の強度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間
層１３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定
し、各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／
（２００）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）と
し、(Ti (1-x) Alx ）N における組成ｘを0.4 とし、膜
厚を6.0 μm とした。また、切削速度を250m/minとし
た。この結果、逃げ面摩耗は0.15mmとなり、250m/minの
高速切削であっても実用可能限界である0.20mm以下とな
り、耐摩耗性が向上すると共に、高速切削が可能になる
ことが確認された。(Example 13) As shown in FIG. 16, as the film 10, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 ((111) plane intensity) at a bias voltage of 150V. Strongest) and the film thickness was 0.5 μm. In the intermediate layer 13, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
Is the intensity ratio of crystal orientation (111) /
(200) was set to 0.05 (the strength of the (200) plane was the strongest), the composition x in (Ti (1-x) Al x ) N was set to 0.4, and the film thickness was set to 6.0 μm. The cutting speed was set at 250 m / min. As a result, the flank wear was 0.15 mm, which was below the practical limit of 0.20 mm even at 250 m / min high-speed cutting, confirming that the wear resistance was improved and high-speed cutting was possible. .

【００７５】従って、実施例１２及び実施例１３から判
るように、高速度工具製の刃部５６（ブレード材５３）
の表面に、Ｘ線解析における（１１１）面の強度が最も
強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮膜を
下地層１１としてコーティングし、Ｘ線解析における
（２００）面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.
0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N 、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成の
TiAlN 皮膜を上層１２としてコーティングし、下地層１
１と上層１２との間に、Ｘ線解析における（２００）面
の強度が最も強いTiN 皮膜層１４と、（２００）面の強
度が最も強く上層１２と同じ組成のTiAlN 皮膜層１５と
を、交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層
の範囲で積層させた中間層１３を設けることで、耐摩耗
性に優れ、高速切削が可能なドライカット用のスパイラ
ルベベルギヤカッタ５１とすることが可能になる。中間
層１３を設けることにより、SCM415よりも硬い材質（例
えばSCM435）のワーク６４や送り速度を高くした厳しい
切削条件での切削が可能になり、耐摩耗性に優れ、高速
切削が可能なドライカット用のスパイラルベベルギヤカ
ッタ５１とすることが可能になる。また、切削速度は、
500m/min以下の範囲であれば実用可能限界を下回る逃げ
面摩耗となることが確認されている。尚、中間層１３を
設けない場合であっても、250m/minの高速切削が可能で
あることが確認されている。Therefore, as can be seen from the twelfth and thirteenth embodiments, the blade portion 56 (blade material 53) made of a high-speed tool is used.
The surface of (111) plane in the X-ray analysis has the strongest strength, and a film of TiN composition having a film thickness of 0.01 μm to 1.0 μm is coated as the underlayer 11, and the strength of the (200) plane in the X-ray analysis is Strongest, from 0.5 μm to 8.
0 μm of (Ti (1-x) Al x ) N with a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55
The TiAlN film is coated as the upper layer 12 and the underlayer 1
1 and the upper layer 12, a TiN film layer 14 having the highest strength on the (200) plane in the X-ray analysis and a TiAlN film layer 15 having the highest composition on the (200) plane and the same composition as the upper layer 12. By providing the intermediate layer 13 alternately laminated in the range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm in film thickness, the spiral bevel gear cutter 51 for dry cutting which is excellent in wear resistance and capable of high-speed cutting is provided. It becomes possible to do. By providing the intermediate layer 13, it is possible to perform cutting under a work 64 made of a material harder than SCM415 (for example, SCM435) and under severe cutting conditions with a high feed rate, and is excellent in wear resistance and dry cutting capable of high-speed cutting. Spiral bevel gear cutter 51 can be used. The cutting speed is
It has been confirmed that flank wear below the practicable limit will result in flank wear below 500 m / min. It has been confirmed that high-speed cutting at 250 m / min is possible even when the intermediate layer 13 is not provided.

【００７６】次に、図１６に基づいて比較例９、比較例
１０を説明する。比較例９及び比較例１０は、皮膜１０
の条件を満たさない皮膜を刃部にコーティングしたスパ
イラルベベルギヤカッタを用い、逃げ面摩耗量と剥離の
状況を調べたものである。Next, Comparative Examples 9 and 10 will be described with reference to FIG. Comparative Example 9 and Comparative Example 10
Using a spiral bevel gear cutter having a blade portion coated with a film that does not satisfy the above conditions, the amount of flank wear and the state of peeling were examined.

【００７７】（比較例９）図１６に示すように、皮膜と
して、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の強
度比（１１１）／（２００）を10（（１１１）面の強度
が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１３
は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、各
層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、バ
イアス電圧40V で結晶配向の強度比（１１１）／（２０
０）を0.05（（２００）面の強度が最も強い）とし、(T
i (1-x) Alx ）N における組成ｘを範囲条件の下限値を
下回る0.1 とし、膜厚を6.0 μm とした。また、切削速
度を200m/minとした。この結果、逃げ面摩耗は1.5mm と
なり、実用可能限界である0.20mmを越え、上層１２の(T
i (1-x) Alx ）N における組成ｘの条件（0.2 ≦ｘ≦0.
55）を満たさないと、使用できないことが確認された。(Comparative Example 9) As shown in FIG. 16, as the film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 10 ((111) plane having the highest intensity at a bias voltage of 150 V). Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 13
In this example, the intensity ratio of the crystal orientation was set at a bias voltage of 40 V, the thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. The upper layer 12 has a crystal orientation intensity ratio of (111) / (20) at a bias voltage of 40V.
0) is 0.05 (the strength of the (200) plane is the strongest), and (T
The composition x in i (1-x) Al x ) N was set to 0.1, which is below the lower limit of the range condition, and the film thickness was set to 6.0 μm. The cutting speed was set to 200 m / min. As a result, the flank wear was 1.5 mm, which exceeded the practically usable limit of 0.20 mm, and the (T
i (1-x) Al x ) The condition of the composition x in (N ≦ x ≦ 0.
It was confirmed that the product could not be used unless it satisfied 55).

【００７８】（比較例１０）図１６に示すように、皮膜
として、下地層１１は、バイアス電圧150Vで結晶配向の
強度比（１１１）／（２００）を８（（１１１）面の強
度が最も強い）とし、膜厚を0.5 μm とした。中間層１
３は、バイアス電圧40V で結晶配向の強度比を設定し、
各層の膜厚を0.05μm 、層数を６とした。上層１２は、
バイアス電圧100Vで結晶配向の強度比（１１１）／（２
００）を５として（２００）面の強度が最も強い条件を
満たさないようにし、(Ti (1-x) Alx ）N における組成
ｘを0.3 とし、膜厚を8.0 μm とした。また、切削速度
を250m/minとした。この結果、皮膜に剥離が発生し、
（２００）面の強度を最も強くする上層１２の条件を満
たさないと、使用できないことが確認された。(Comparative Example 10) As shown in FIG. 16, as the film, the underlayer 11 has a crystal orientation intensity ratio (111) / (200) of 8 ((111) plane intensity) at a bias voltage of 150V. Strong) and the film thickness was 0.5 μm. Middle layer 1
3 sets the crystal orientation intensity ratio at a bias voltage of 40V,
The thickness of each layer was 0.05 μm, and the number of layers was 6. Upper layer 12
At a bias voltage of 100 V, the intensity ratio of crystal orientation (111) / (2
00) to 5 so that the condition of the (200) plane with the highest strength was not satisfied, the composition x in (Ti (1-x) Al x ) N was set to 0.3, and the film thickness was set to 8.0 μm. The cutting speed was set at 250 m / min. As a result, peeling occurs in the film,
Unless the condition of the upper layer 12 for maximizing the strength of the (200) plane was satisfied, it was confirmed that it could not be used.

【００７９】[0079]

【発明の効果】本発明の乾式加工用歯車加工工具は、高
速度工具製の刃部の表面に、（１１１）面の強度が最も
強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮膜を
下地層としてコーティングし、（２００）面の強度が最
も強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) A
lx ）N 、0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜を上層と
してコーティングし、切削油剤を用いずに、切削速度を
60m/min 以上500m/min以下の範囲で使用するようにした
ので、高い密着力及び内部応力が得られ、剥離しにくい
皮膜がコーティングされたものとなる。この結果、耐摩
耗性に優れ、高速切削が可能な乾式加工用歯車加工工具
とすることが可能になる。According to the present invention, there is provided a gear cutting tool for dry machining according to the present invention, in which the surface of a blade portion made of a high-speed tool has a TiN composition film having the highest strength of the (111) face and a film thickness of 0.01 to 1.0 μm. was coated as an underlayer, (200) plane is the strongest strength, thickness 8.0 [mu] m from 0.5 μm (Ti (1-x ) a
l x ) N, coated with TiAlN film with composition of 0.2 ≤ x ≤ 0.55 as the upper layer, and the cutting speed was reduced without using cutting oil.
Since it is used in the range of 60 m / min or more and 500 m / min or less, a high adhesion and an internal stress are obtained, and a film that is hard to peel is coated. As a result, it is possible to provide a gear machining tool for dry machining that has excellent wear resistance and can perform high-speed cutting.

【００８０】そして、乾式加工用歯車加工工具はホブで
あるので、耐摩耗性に優れ、高速切削が可能なホブとす
ることができる。また、乾式加工用歯車加工工具はピニ
オンカッタであり、切削速度を350m/min以下で使用する
ようにしたので、耐摩耗性に優れ、高速切削が可能なピ
ニオンカッタとすることができる。また、乾式加工用歯
車加工工具はブレード材をカッタ本体に取り付けたスパ
イラルベベルギヤカッタであるので、耐摩耗性に優れ、
高速切削が可能なスパイラルベベルギヤカッタとするこ
とができる。Since the gear machining tool for dry machining is a hob, a hob having excellent wear resistance and capable of high-speed cutting can be obtained. Further, the gear cutting tool for dry machining is a pinion cutter, and the cutting speed is set to 350 m / min or less, so that a pinion cutter having excellent wear resistance and capable of high-speed cutting can be obtained. In addition, the gear machining tool for dry machining is a spiral bevel gear cutter with blade material attached to the cutter body, so it has excellent wear resistance,
A spiral bevel gear cutter capable of high-speed cutting can be provided.

【００８１】また、（２００）面の強度が最も強いTiN
皮膜層と、（２００）面の強度が最も強く前記上層と同
じ組成のTiAlN 皮膜層、または、（１１１）面の強度が
最も強いTiN 皮膜層と、（１１１）面の強度が最も強く
前記上層と同じ組成のTiAlN皮膜層とを、交互に膜厚0.0
1μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で、前記下
地層と前記上層との間に積層させた中間層を設けたの
で、また、中間層内の各TiN 皮膜層とTiAlN 皮膜層の境
界面が不明確で連続的に変化しているので、高硬度及び
耐酸化性に優れた皮膜を高い密着性をもってコーティン
グされたものとなる。この結果、更に耐摩耗性に優れ、
高速切削が可能な乾式加工用歯車加工工具とすることが
可能になる。Further, TiN having the highest strength on the (200) plane
A coating layer, a TiAlN coating layer with the highest strength on the (200) plane and the same composition as the upper layer, or a TiN coating layer with the highest strength on the (111) plane, and the upper layer with the highest strength on the (111) plane. Alternately with a TiAlN coating layer of the same composition as
Since an intermediate layer laminated between the underlayer and the upper layer was provided in the range of 2 to 20 layers every 1 μm to 0.2 μm, each of the TiN coating layer and the TiAlN coating layer in the intermediate layer was also provided. Since the boundary surface is unclear and changes continuously, a coating having high hardness and excellent oxidation resistance is coated with high adhesion. As a result, more excellent wear resistance,
It becomes possible to provide a gearing tool for dry machining capable of high-speed cutting.

【００８２】本発明の乾式加工用歯車加工工具の皮膜形
成方法は、切削油剤を用いずに切削を行なって歯車を加
工する乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に皮膜をコ
ーティングする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成方法
において、真空装置内で乾式加工用歯車加工工具を加熱
及びエッチングした後、乾式加工用歯車加工工具の刃部
の表面に、イオンプレーティングにより、（１１１）面
の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm のTiN
組成の皮膜をコーティングして下地層とし、更に、イオ
ンプレーティングにより、（２００）面の強度が最も強
く、膜厚が0.5μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N
、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN皮膜をコーティ
ングして上層とし、下地層と上層とをコーティングした
後、この乾式加工用歯車加工工具を冷却するようにした
ことによって、高硬度で耐酸化性に優れた皮膜を高い密
着力で剥離せずに乾式加工用歯車加工工具にコーティン
グすることができる。この結果、耐摩耗性に優れ、高速
切削が可能な乾式加工用歯車加工工具を得ることが可能
になる。The method of forming a film on a gear wheel for dry working according to the present invention is a method for forming a film on a surface of a blade portion of a gear working tool for dry working for cutting a gear by cutting without using a cutting oil. In the method for forming a film of a gear machining tool for heating, after heating and etching the gear machining tool for dry machining in a vacuum device, the surface of the blade portion of the gear machining tool for dry machining is subjected to ion plating to form a (111) surface. TiN with the highest strength and a film thickness of 0.01 μm to 1.0 μm
(Ti (1-x) Al x ) N with the highest strength on the (200) plane and a thickness of 0.5 to 8.0 μm by ion plating.
However, by coating a TiAlN film with a composition of 0.2 ≤ x ≤ 0.55 to form an upper layer, coating the underlying layer and the upper layer, and then cooling the dry machining gear machining tool, it has high hardness and oxidation resistance. It can be coated on a gear machining tool for dry machining without peeling off a film with excellent adhesion with high adhesion. As a result, it is possible to obtain a gear machining tool for dry machining that has excellent wear resistance and can perform high-speed cutting.

【００８３】また、本発明の乾式加工用歯車加工工具の
皮膜形成方法は、切削油剤を用いずに切削を行なって歯
車を加工する乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に皮
膜をコーティングする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形
成方法において、真空装置内で乾式加工用歯車加工工具
を加熱及びエッチングした後、乾式加工用歯車加工工具
の刃部の表面に、イオンプレーティングにより、（１１
１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.0 μm
のTiN 組成の皮膜をコーティングして下地層とし、イオ
ンプレーティングにより、（２００）面の強度が最も強
いTiN 皮膜層と、（２００）面の強度が最も強く、(Ti
(1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN
皮膜層、または、（１１１）面の強度が最も強いTiN 皮
膜層と、（１１１）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Al
x ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層と
を、交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層
の範囲で積層させたて中間層とし、更に、イオンプレー
ティングにより、（２００）面の強度が最も強く、膜厚
が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし
0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜をコーティングして
上層とし、下地層と中間層と上層とがコーティングされ
た後乾式加工用歯車加工工具を冷却することによって、
高硬度で耐酸化性に優れた皮膜を剥離せずに乾式加工用
歯車加工工具にコーティングすることができる。この結
果、更に耐摩耗性に優れ、高速切削が可能な乾式加工用
歯車加工工具を得ることが可能になる。Further, in the method for forming a film of a gear tool for dry working according to the present invention, the film is coated on the surface of the blade portion of the gear working tool for dry working which performs cutting without using a cutting oil to machine the gear. In the method of forming a film of a gear wheel for dry working, after heating and etching the gear working tool for dry working in a vacuum apparatus, the surface of the blade portion of the gear working tool for dry working is subjected to ion plating by (11).
1) The strength of the surface is the strongest, and the film thickness is from 0.01 μm to 1.0 μm.
A TiN film layer with the strongest strength on the (200) plane and a strongest strength on the (200) plane by ion plating.
(1-x) Al x ) N where 0.2 ≦ x ≦ 0.55 TiAlN
Coating layer or TiN coating layer with the highest strength on the (111) plane, and (Ti (1-x) Al
x ) N, provided that an intermediate layer is formed by alternately laminating a TiAlN coating layer having a composition of 0.2 ≤ x ≤ 0.55 in a range of 2 to 20 layers every 0.01 µm to 0.2 µm in thickness from 0.01 to 0.2 µm. (Ti ) (1- (x) Al x ) N with the strongest (200) plane and a film thickness of 0.5 μm to 8.0 μm
By coating a TiAlN film having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 to form an upper layer, and cooling the dry machining gear machining tool after the underlayer, the intermediate layer, and the upper layer are coated,
It can be applied to gear tools for dry machining without peeling off a film with high hardness and excellent oxidation resistance. As a result, it becomes possible to obtain a gear machining tool for dry machining that is more excellent in wear resistance and capable of high-speed cutting.

【００８４】本発明の乾式加工用歯車加工工具の皮膜形
成装置は、切削油剤を用いずに切削を行なって歯車を加
工する乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に皮膜をコ
ーティングする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成装置
において、室内を真空状態にされる真空装置と、室内で
乾式加工用歯車加工工具が回転または自公転が自在にで
きる支持治具と、室内もしくは装置内面に設けられ乾式
加工用歯車加工工具にエッチングを施すエッチング手段
と、（１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm か
ら1.0 μm のTiN 組成の皮膜を下地層としてコーティン
グするためのTiターゲットを備えTiの金属イオンの生成
及び供給を行なう第１蒸発源と、（２００）面の強度が
最も強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti (1-x) Al
x ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜を上
層としてコーティングするためのTiAlターゲットを備え
Tiの金属イオン及びAlの金属イオンの生成及び供給を同
時に行なう第２蒸発源と、室に対して負の電位を乾式加
工用歯車加工工具にかける電源手段と、室内に反応性ガ
スを導入するガス導入手段とからなる事により、高硬度
及び耐酸化性に優れた皮膜を剥離せずに乾式加工用歯車
加工工具にコーティングすることができる。この結果、
耐摩耗性に優れ、高速切削が可能な乾式加工用歯車加工
工具を得ることが可能になる。The film forming apparatus for a gear wheel for a dry machining according to the present invention is a dry machining method for coating a film on the surface of a blade portion of a gear machining tool for a dry machining which performs a machining by cutting without using a cutting oil. In a film forming apparatus for a gear processing tool, a vacuum device for making a room a vacuum state, a support jig that allows a dry processing gear processing tool to freely rotate or revolve in the room, and a device provided in the room or the inner surface of the device. An etching means for etching a gear tool for dry machining, and a Ti target for coating as a base layer a TiN composition film having the highest strength of the (111) plane and a film thickness of 0.01 μm to 1.0 μm. The first evaporation source that generates and supplies the metal ions of (Ti ) (1- (x)) with the strongest (200) plane and a film thickness of 0.5 μm to 8.0 μm
x ) N, provided with a TiAl target for coating a TiAlN film with a composition of 0.2 ≤ x ≤ 0.55 as an upper layer
A second evaporation source that simultaneously generates and supplies metal ions of Ti and metal ions of Al; power supply means for applying a negative potential to the chamber to the gear machining tool for dry machining; and introducing a reactive gas into the chamber. By using the gas introducing means, it is possible to coat the gear machining tool for dry machining without peeling off a film having high hardness and excellent oxidation resistance. As a result,
It is possible to obtain a gear machining tool for dry machining that has excellent wear resistance and can perform high-speed cutting.

【００８５】そして、第１蒸発源及び第２蒸発源は、
（２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（２０
０）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし
0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層、または、（１１
１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（１１１）面の
強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ
≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層とを、交互に膜厚0.01μm
から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層させた中間
層を、下地層と上層との間へコーティングされる際にも
適用されるようにした事により、高硬度で耐酸化性に優
れた皮膜を剥離せずに乾式加工用歯車加工工具にコーテ
ィングすることができる。この結果、更に耐摩耗性に優
れ、高速切削が可能な乾式加工用歯車加工工具を得るこ
とが可能になる。The first and second evaporation sources are:
A TiN film layer with the strongest (200) plane and (20)
0) The strength of the surface is the strongest, (Ti (1-x) Al x ) N,
A TiAlN coating layer having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 or (11
1) The TiN film layer with the strongest strength on the surface and the (111) face with the strongest strength, (Ti (1-x) Al x ) N, where 0.2 ≦ x
≤0.55 TiAlN coating layer with a thickness of 0.01μm alternately
From 0.2 to 0.2 μm, the intermediate layer, which is laminated in the range of 2 to 20 layers, is applied to the coating between the underlayer and the upper layer. It can be applied to gear tools for dry machining without peeling off excellent coatings. As a result, it becomes possible to obtain a gear machining tool for dry machining that is more excellent in wear resistance and capable of high-speed cutting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施形態例に係るドライカット用の
ホブの側面図。FIG. 1 is a side view of a hob for dry cutting according to an embodiment of the present invention.

【図２】ドライカット用のホブの正面図。FIG. 2 is a front view of a hob for dry cutting.

【図３】皮膜を模式化した断層状況図。FIG. 3 is a tomographic view schematically showing a film.

【図４】ホブ盤の切削部の概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a cutting section of the hobbing machine.

【図５】皮膜形成装置の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a film forming apparatus.

【図６】皮膜形成方法の工程説明図。FIG. 6 is a process explanatory view of a film forming method.

【図７】ホブ１にコーティングされる皮膜１０の例を説
明する表図。FIG. 7 is a table illustrating an example of a film 10 coated on the hob 1;

【図８】皮膜１０としての条件を満たさない皮膜の比較
例を説明する表図。FIG. 8 is a table illustrating a comparative example of a film that does not satisfy the conditions as the film 10.

【図９】本発明の一実施形態例に係るドライカット用の
ピニオンカッタの外観図。FIG. 9 is an external view of a pinion cutter for dry cutting according to an embodiment of the present invention.

【図１０】ギヤシェーパの切削部の概略構成図。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a cutting portion of the gear shaper.

【図１１】ピニオンカッタ３１にコーティングされる皮
膜１０の例を説明する表図。FIG. 11 is a table illustrating an example of a film 10 coated on a pinion cutter 31.

【図１２】皮膜１０としての条件を満たさない皮膜の比
較例を説明する表図。FIG. 12 is a table illustrating a comparative example of a film that does not satisfy the conditions as the film 10.

【図１３】本発明の一実施形態例に係るドライカット用
のスパイラルベベルギヤカッタの外観図。FIG. 13 is an external view of a spiral bevel gear cutter for dry cutting according to an embodiment of the present invention.

【図１４】まがり歯傘歯車歯切盤の全体構成図。FIG. 14 is an overall configuration diagram of a spiral bevel gear tooth cutting machine.

【図１５】スパイラルベベルギヤカッタ５１にコーティ
ングされる皮膜１０の例を説明する表図。FIG. 15 is a table illustrating an example of a film 10 coated on a spiral bevel gear cutter 51.

【図１６】皮膜１０としての条件を満たさない皮膜の比
較例を説明する表図。FIG. 16 is a table illustrating a comparative example of a film that does not satisfy the conditions as the film 10.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ホブ ７ 刃部 １０ 皮膜 １１ 下地層 １２ 上層 １３ 中間層 １４ TiN 皮膜層 １５ TiAl皮膜層 ３１ ピニオンカッタ ３４ 刃部 ５１ スパイラルベベルギヤカッタ ５６ 刃部 ６１ 真空装置 ６２ 室 ６３ 真空ポンプ ６４ エッチング装置 ６５ Tiターゲット ６６ 第１蒸発源 ６７ TiAlターゲット ６８ 第２蒸発源 ６９ 電源手段 ７０ ガス導入手段 ７１ 支持治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hob 7 Blade part 10 Film 11 Underlayer 12 Upper layer 13 Intermediate layer 14 TiN film layer 15 TiAl film layer 31 Pinion cutter 34 Blade part 51 Spiral bevel gear cutter 56 Blade part 61 Vacuum device 62 Room 63 Vacuum pump 64 Etching device 65 Ti target 66 First evaporation source 67 TiAl target 68 Second evaporation source 69 Power supply means 70 Gas introduction means 71 Support jig

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｃ２３Ｃ 14/06 Ａ (72)発明者 中村 容造 滋賀県栗太郡栗東町六地蔵130番地 三菱 重工業株式会社京都精機製作所内 (72)発明者 三崎 雅信 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 小林 敏郎 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 浜島 拓美 滋賀県栗太郡栗東町六地蔵130番地 三菱 重工業株式会社京都精機製作所内 (72)発明者 福永 博幸 滋賀県栗太郡栗東町六地蔵130番地 三菱 重工業株式会社京都精機製作所内 Ｆターム(参考） 3C025 EE00 FF03 3C046 FF02 FF09 FF10 FF16 FF21 FF25 4K029 AA02 BA58 BA60 BB02 BB07 BC02 BD03 EA01 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C23C 14/06 C23C 14/06 A (72) Inventor Yozo Nakamura 130 Rokujizo, Ritsuto-cho, Kurita-gun, Shiga Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Inside Kyoto Seiki Seisakusho (72) Inventor Masanobu Misaki 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Inside Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Hiroshima Research Institute (72) Inventor Toshiro Kobayashi 4-622 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture No. Within Hiroshima Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Takumi Hamajima 130, Rokujizo, Ritto-cho, Kurita-gun, Shiga Prefecture Inside, Kyoto Seiki Seisakusho, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. F term in Kyoto Seiki Seisakusho Co., Ltd. (reference) 3C025 EE00 FF03 3C046 FF02 FF09 FF10 FF16 FF21 FF25 4K029 AA02 BA58 BA60 BB02 BB07 BC02 BD03 EA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 高速度工具製の刃部の表面に、 （１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.
0 μm のTiN 組成の皮膜を下地層としてコーティング
し、 （２００）面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.
0 μm の (Ti (1-x) Alx ）N 0.2 ≦ｘ≦0.55 の組成のTiAlN 皮膜を上層としてコーティングし、 切削油剤を用いずに、切削速度を60m/min 以上500m/min
以下の範囲で使用することを特徴とする乾式加工用歯車
加工工具。The strength of the (111) plane is the strongest on the surface of the blade part made of a high-speed tool, and the film thickness is from 0.01 μm to 1.
A coating with a TiN composition of 0 μm is coated as an underlayer, and the (200) plane has the highest strength, with a film thickness of 0.5 μm to 8.
0μm (Ti (1-x) Al x ) N 0.2 ≤ x ≤ 0.55 TiAlN film is coated as the upper layer, and the cutting speed is 60m / min or more and 500m / min without using cutting oil.
A gear machining tool for dry machining characterized by being used in the following range. 【請求項２】 請求項１において、乾式加工用歯車加工
工具はホブであることを特徴とする乾式加工用歯車加工
工具。2. The gear machining tool for dry machining according to claim 1, wherein the gear machining tool for dry machining is a hob. 【請求項３】 請求項１において、乾式加工用歯車加工
工具はピニオンカッタであり、切削速度を350m/min以下
で使用することを特徴とする乾式加工用歯車加工工具。3. The gear machining tool for dry machining according to claim 1, wherein the gear machining tool for dry machining is a pinion cutter, and is used at a cutting speed of 350 m / min or less. 【請求項４】 請求項１において、乾式加工用歯車加工
工具はブレード材をカッタ本体に取り付けたスパイラル
ベベルギヤカッタであることを特徴とする乾式加工用歯
車加工工具。4. The gear machining tool for dry machining according to claim 1, wherein the gear machining tool for dry machining is a spiral bevel gear cutter having a blade material attached to a cutter body. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
おいて、 （２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、 （２００）面の強度が最も強く前記上層と同じ組成のTi
AlN 皮膜層、 または、（１１１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、 （１１１）面の強度が最も強く前記上層と同じ組成のTi
AlN 皮膜層とを、 交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範
囲で、前記下地層と前記上層との間に積層させた中間層
を設けたことを特徴とする乾式加工用歯車加工工具。5. The TiN film layer according to claim 1, wherein the strength of the (200) plane is the highest, and the TiN film has the highest strength of the (200) plane and has the same composition as the upper layer.
An AlN film layer or a TiN film layer having the highest strength on the (111) face; and a TiN film having the highest strength on the (111) face and having the same composition as the upper layer.
An intermediate layer in which an AlN coating layer is alternately laminated between the underlayer and the upper layer in a range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm in thickness from 0.01 μm to 0.2 μm. Gear processing tool for processing. 【請求項６】 請求項５において、中間層内の各TiN 皮
膜層とTiAlN 皮膜層の境界面が不明確で連続的に変化し
ていることを特徴とする乾式加工用歯車加工工具。6. The gear machining tool for dry machining according to claim 5, wherein a boundary surface between each TiN film layer and the TiAlN film layer in the intermediate layer is unclear and changes continuously. 【請求項７】 切削油剤を用いずに切削を行なって歯車
を加工する乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に皮膜
をコーティングする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成
方法において、 真空装置内で乾式加工用歯車加工工具を加熱及びエッチ
ングした後、 乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に、イオンプレー
ティングにより、（１１１）面の強度が最も強く、膜厚
が0.01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮膜をコーティン
グして下地層とし、 更に、イオンプレーティングにより、（２００）面の強
度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti
(1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN
皮膜をコーティングして上層とし、 その後この乾式加工用歯車加工工具を冷却することを特
徴とする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成方法。7. A method for forming a film of a dry machining gear working tool for coating a surface of a blade portion of a dry machining gear working tool for machining a gear by performing cutting without using a cutting oil agent, comprising the steps of: After heating and etching the gearing tool for dry machining with, the surface of the blade part of the gearing tool for dry machining has the strongest (111) surface by ion plating, and the film thickness is from 0.01 μm to 1.0 μm. The TiN composition film is coated as a base layer by ion plating, and the strength of the (200) plane is maximized by ion plating.
(1-x) Al x ) N where 0.2 ≦ x ≦ 0.55 TiAlN
A method for forming a film on a gear tool for dry machining, comprising coating the film to form an upper layer, and then cooling the tool. 【請求項８】 切削油剤を用いずに切削を行なって歯車
を加工する乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に皮膜
をコーティングする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成
方法において、 真空装置内で乾式加工用歯車加工工具を加熱及びエッチ
ングした後、 乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に、イオンプレー
ティングにより、（１１１）面の強度が最も強く、膜厚
が0.01μm から1.0 μm のTiN 組成の皮膜をコーティン
グして下地層とし、 イオンプレーティングにより、（２００）面の強度が最
も強いTiN 皮膜層と、（２００）面の強度が最も強く、
(Ti (1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTi
AlN 皮膜層、または、（１１１）面の強度が最も強いTi
N 皮膜層と、（１１１）面の強度が最も強く、(Ti
(1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN
皮膜層とを、交互に膜厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層
乃至20層の範囲で積層させたて中間層とし、 更に、イオンプレーティングにより、（２００）面の強
度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.0 μm の(Ti
(1-x) Alx ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN
皮膜をコーティングして上層とし、 その後この乾式加工用歯車加工工具を冷却することを特
徴とする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成方法。8. A method for forming a film of a dry machining gear processing tool, wherein a film is coated on a surface of a blade portion of a dry machining gear machining tool for machining a gear by cutting without using a cutting oil agent, comprising: After heating and etching the gearing tool for dry machining with, the surface of the blade part of the gearing tool for dry machining has the strongest (111) surface by ion plating, and the film thickness is from 0.01 μm to 1.0 μm. A TiN film layer with the highest strength on the (200) plane and the strongest on the (200) plane by ion plating.
(Ti (1-x) Al x ) N, where Ti is a composition of 0.2 ≤ x ≤ 0.55
AlN coating layer or Ti with strongest (111) plane
The N film layer and the (111) plane have the highest strength, and (Ti
(1-x) Al x ) N where 0.2 ≦ x ≦ 0.55 TiAlN
The coating layer is alternately laminated in the range of 2 to 20 layers every 0.01 μm to 0.2 μm in thickness from 0.01 μm to 0.2 μm to form an intermediate layer. Further, the strength of the (200) plane is the strongest by ion plating. (Ti with thickness of 0.5 μm to 8.0 μm
(1-x) Al x ) N where 0.2 ≦ x ≦ 0.55 TiAlN
A method for forming a film on a gear tool for dry machining, comprising coating the film to form an upper layer, and then cooling the tool. 【請求項９】 切削油剤を用いずに切削を行なって歯車
を加工する乾式加工用歯車加工工具の刃部の表面に皮膜
をコーティングする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成
装置において、 室内を真空状態にされる真空装置と、 室内で乾式加工用歯車加工工具が回転または自公転が自
在にできる支持治具と、 室内もしくは装置内面に設けられ乾式加工用歯車加工工
具を加熱する加熱手段と、 室内もしくは装置内面に設けられ乾式加工用歯車加工工
具にエッチングを施すエッチング手段と、 （１１１）面の強度が最も強く、膜厚が0.01μm から1.
0 μm のTiN 組成の皮膜を下地層としてコーティングす
るためのTiターゲットを備えTiの金属イオンの生成及び
供給を行なう第１蒸発源と、 （２００）面の強度が最も強く、膜厚が0.5 μm から8.
0 μm の(Ti (1-x) Al x ）N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の
組成のTiAlN 皮膜を上層としてコーティングするための
TiAlターゲットを備えTiの金属イオンとAlの金属イオン
の生成及び供給を同時に行なう第２蒸発源と、 室に対して負の電位を乾式加工用歯車加工工具にかける
電源手段と、 室内に反応性ガスを導入するガス導入手段とからなるこ
とを特徴とする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形成装
置。9. A gear that is cut without using a cutting oil
Coating on the surface of the cutting edge of gear tools for dry machining
Formation of gear machining tools for dry machining that coats steel
In the equipment, there is a vacuum device that makes the interior of the room a vacuum state, and a gear wheel for dry machining rotates or revolves in the room.
Support jigs that can be installed in the room or on the inner surface of the equipment.
Heating means for heating the tool, and a gear mill for dry machining provided indoors or inside the equipment
An etching means for etching the tool, the strength of the (111) plane is the strongest, and the film thickness is from 0.01 μm to 1.
0 μm TiN composition coating as underlayer
Of Ti metal ion with Ti target for
The first evaporation source to supply and the (200) plane has the strongest strength, and the film thickness is 0.5 μm to 8.
0 μm (Ti(1-x)Al x) N where 0.2 ≤ x ≤ 0.55
For coating a TiAlN film with a composition as an upper layer
Ti metal ion and Al metal ion with TiAl target
A second evaporation source that simultaneously generates and supplies water, and applies a negative potential to the chamber to the gear machining tool for dry machining.
A power supply means, and a gas introduction means for introducing a reactive gas into the room.
Film forming equipment for gear machining tools for dry machining characterized by the following:
Place. 【請求項１０】 請求項９において、第１蒸発源及び第
２蒸発源は、（２００）面の強度が最も強いTiN 皮膜層
と、（２００）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）
N 、ただし0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層、また
は、（１１１）面の強度が最も強いTiN 皮膜層と、（１
１１）面の強度が最も強く、(Ti (1-x) Alx ）N 、ただ
し0.2 ≦ｘ≦0.55の組成のTiAlN 皮膜層とを、交互に膜
厚0.01μm から0.2 μm 毎に２層乃至20層の範囲で積層
させた中間層を、 下地層と上層との間へコーティングされる際にも適用さ
れることを特徴とする乾式加工用歯車加工工具の皮膜形
成装置。10. The method according to claim 9, wherein the first evaporation source and the second evaporation source comprise a TiN film layer having the highest strength on the (200) plane, a strongest strength on the (200) plane, and (Ti (1- x) Al x )
N, where a TiAlN film layer having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 or a TiN film layer having the highest strength on the (111) plane, and (1)
11) The surface has the highest strength, and (Ti (1-x) Al x ) N, but a TiAlN film layer having a composition of 0.2 ≦ x ≦ 0.55 is alternately formed in two layers every 0.01 μm to 0.2 μm. A film forming apparatus for a gear tool for dry machining, wherein the apparatus is also applied when an intermediate layer laminated in a range of 20 layers is coated between an underlayer and an upper layer.
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