JP2010082704A - Surface-coated cutting tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面被覆切削工具に関し、特に、高速加工およびドライ加工でさらなる長寿命化を達成することができる表面被覆切削工具に関する。 The present invention relates to a surface-coated cutting tool, and more particularly to a surface-coated cutting tool that can achieve a longer life by high-speed machining and dry machining.
最近の表面被覆切削工具の動向として、地球環境保全の観点から、切削油剤を用いないドライ加工が求められていること、被削材が多様化していること、および加工能率を一層向上させるため切削速度がより高速になってきていることなどの理由から、表面被覆切削工具の刃先温度はますます高温になる傾向にある。その結果、表面被覆切削工具の寿命が短くなるため、表面被覆切削工具を構成する材料に要求される特性は厳しくなる一方である。表面被覆切削工具の長寿命化のために表面被覆切削工具を構成する材料に要求される特性としては、基材上に形成される被覆膜の安定性（被覆膜の耐酸化特性や密着性）は勿論のこと、被覆膜の耐摩耗性や潤滑性も重要となってくる。 Recent trends in surface-coated cutting tools include the need for dry machining that does not require cutting fluids from the viewpoint of global environmental protection, the diversification of work materials, and cutting to further improve machining efficiency. The cutting edge temperature of the surface-coated cutting tool tends to become higher and higher because the speed has become higher. As a result, since the life of the surface-coated cutting tool is shortened, characteristics required for the material constituting the surface-coated cutting tool are becoming stricter. The characteristics required of the materials that make up the surface-coated cutting tool for extending the life of the surface-coated cutting tool include the stability of the coating film formed on the substrate (the oxidation resistance characteristics and adhesion of the coating film). Of course, the wear resistance and lubricity of the coating film are also important.
表面被覆切削工具の耐摩耗性の改善のため、ＷＣ基超硬合金、サーメット、高速度鋼などの基材上に、ＴｉＡｌＮを単層または複数層積層して、被覆膜を形成することはよく知られている。しかしながら、最近の高速加工およびドライ加工においては、ＴｉＡｌＮのみからなる被覆膜では長寿命の表面被覆切削工具を得ることができないのが現状である。 In order to improve the wear resistance of surface-coated cutting tools, it is possible to form a coating film by laminating a single layer or multiple layers of TiAlN on a substrate such as WC-based cemented carbide, cermet, high-speed steel, etc. well known. However, in recent high-speed machining and dry machining, a long-life surface-coated cutting tool cannot be obtained with a coating film made of only TiAlN.
このような問題を解決するため、特許文献１には、ＴｉＡｌＮまたはＴｉＡｌＣＮからなる層とＣｒＮからなる層とを交互に積層することによって、耐摩耗性と靭性を両立させた表面被覆切削工具が開示されている。しかしながら、ＣｒＮからなる層は靭性改善に効果はあるものの低硬度であるため、耐摩耗性が低下し、高速加工およびドライ加工における長寿命化を達成することができないという問題があった。
In order to solve such problems,
また、特許文献２には、被覆膜が周期律表のＩＶＡ族元素、ＶＡ族元素、ＶＩＡ族元素、ＡｌおよびＳｉからなる群から選択された少なくとも１種の元素の窒化物からなるＡ層と、Ｃｒの窒化物からなるＢ層とが交互に積層されて構成されており、被覆膜の最表面側に進むにしたがって連続的および／または段階的にＢ層の厚みを厚くすることで高速加工およびドライ加工で長寿命化を達成した表面被覆切削工具が開示されている。しかしながら、この構成においても、高速加工およびドライ加工における表面被覆切削工具のさらなる長寿命化には限界があった。
さらに、特許文献３には、ＣｒＭｅＮ（ＭｅはＶ、Ｓｉ、ＴｉおよびＢから選択される少なくとも１種以上でＣｒの一部を３０原子％未満置換したもの）からなる層と、ＴｉＡｌＮからなる層とを積層している。しかしながら、ＣｒＭｅＮからなる層にはＣｒが７０原子％以上含まれており、十分な硬度が得られないため、耐摩耗性が低下し、高速加工およびドライ加工における長寿命化には限界があった。
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、高速加工およびドライ加工でさらなる長寿命化を達成することができる表面被覆切削工具を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a surface-coated cutting tool that can achieve a longer life by high-speed machining and dry machining.
本発明は、基材と、基材上に形成された被覆膜とを備え、被覆膜は、Ｔｉ1-xＣｒxＮ（ただし、０≦ｘ＜０．３）からなるＡ層と、Ｔｉ1-yＡｌyＮ（ただし、０．３＜ｙ＜０．７）からなるＢ層とがそれぞれ交互に積層されて構成されており、Ａ層の厚みλａおよびＢ層の厚みλｂはそれぞれ２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、互いに接しているＡ層およびＢ層の厚みの比であるλａ／λｂの値は、基材に最も近い位置においては０．４＜λａ／λｂ＜０．７であって、基材側から被覆膜の最表面側に進むにしたがって連続的および／または段階的に増加していき、被覆膜の最表面に最も近い位置においては１．５＜λａ／λｂ＜３となる表面被覆切削工具である。 The present invention includes a base material and a coating film formed on the base material, and the coating film includes an A layer made of Ti 1-x Cr x N (where 0 ≦ x <0.3). , Ti 1-y Al y N ( provided that, 0.3 <y <0.7) and B layer made of is constituted by alternately stacking each thickness λb thickness λa and B layers of layer a The value of λa / λb, which is the thickness ratio of the A layer and the B layer that are in contact with each other and is 2 nm or more and 1000 nm or less, is 0.4 <λa / λb <0.7 at the position closest to the substrate. Then, it increases continuously and / or stepwise from the substrate side to the outermost surface side of the coating film, and at the position closest to the outermost surface of the coating film, 1.5 <λa / λb <3 is a surface-coated cutting tool.
ここで、本発明の表面被覆切削工具は、基材と被覆膜との間に中間層を有しており、中間層は、Ｔｉ、Ｃｒ、ＴｉＮまたはＣｒＮからなり、中間層の厚みは、０．１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。 Here, the surface-coated cutting tool of the present invention has an intermediate layer between the substrate and the coating film, the intermediate layer is made of Ti, Cr, TiN or CrN, and the thickness of the intermediate layer is It is preferable that they are 0.1 micrometer or more and 1 micrometer or less.
また、本発明の表面被覆切削工具は、被覆膜の最表面上に表面保護層を有しており、表面保護層は、ＴｉＣｒＣＮからなり、表面保護層の厚みは、０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。 The surface-coated cutting tool of the present invention has a surface protective layer on the outermost surface of the coating film, the surface protective layer is made of TiCrCN, and the thickness of the surface protective layer is 0.1 μm or more and 2 μm or less. It is preferable that
また、本発明の表面被覆切削工具において、被覆膜の全体の厚みは、０．５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。 In the surface-coated cutting tool of the present invention, the entire thickness of the coating film is preferably 0.5 μm or more and 20 μm or less.
また、本発明の表面被覆切削工具において、被覆膜は、物理蒸着法により形成されたものであることが好ましい。 In the surface-coated cutting tool of the present invention, the coating film is preferably formed by physical vapor deposition.
また、本発明の表面被覆切削工具において、基材は、ＷＣ基超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硼素焼結体、または酸化アルミニウムと炭化チタンとからなる基材のいずれかであることが好ましい。 In the surface-coated cutting tool of the present invention, the base material is a WC-based cemented carbide, cermet, high-speed steel, ceramics, cubic boron nitride sintered body, diamond sintered body, boron nitride sintered body, or It is preferably any one of base materials composed of aluminum oxide and titanium carbide.
本発明によれば、高速加工およびドライ加工でさらなる長寿命化を達成することができる表面被覆切削工具を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface-coated cutting tool that can achieve a longer life by high-speed machining and dry machining.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
図１に、本発明の表面被覆切削工具の一例の模式的な拡大断面図を示す。ここで、表面被覆切削工具は、基材１と基材１上に形成された被覆膜２とを備え、被覆膜２は、Ｔｉ1-xＣｒxＮ（ただし、０≦ｘ＜０．３）からなるＡ層３と、Ｔｉ1-yＡｌyＮ（ただし、０．３＜ｙ＜０．７）からなるＢ層４とがそれぞれ交互に積層されて構成されている。そして、Ａ層３の厚みλａおよびＢ層４の厚みλｂはそれぞれ２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であって、互いに接しているＡ層３とＢ層４との厚みの比であるλａ／λｂの値が、基材１に最も近い位置においては０．４＜λａ／λｂ＜０．７であり、基材１側から被覆膜２の最表面側に進むにしたがって連続的および／または段階的に増加していき、被覆膜２の最表面に最も近い位置においては１．５＜λａ／λｂ＜３となっている。なお、Ａ層３およびＢ層４はそれぞれ２層以上形成される。
In FIG. 1, the typical expanded sectional view of an example of the surface coating cutting tool of this invention is shown. Here, the surface-coated cutting tool includes a
Ａ層３は、Ｔｉ1-xＣｒxＮ（ただし、０≦ｘ＜０．３）からなることを特徴とする。ここで、Ａ層３を構成するＴｉ1-xＣｒxＮのＣｒの組成比を示すｘを０．３未満とすることによって、Ａ層３の硬度低下を抑えることができるとともに、Ａ層３の耐摩耗性を向上させることができるため、高速加工およびドライ加工でさらなる長寿命化を達成することが可能な表面被覆切削工具を得ることができる。
The
なお、ＣｒＮは鋼系材料との摩擦係数が低いため、被削材の加工品位の向上、ならびに高速加工時およびドライ加工時の刃先温度の上昇を抑えることができる。さらに、ＣｒＮは、ＴｉＮと比較して酸化開始温度が低い。それゆえ、Ａ層３をＴｉＮとＣｒＮとを組み合わせたＴｉ1-xＣｒxＮ（ただし、０＜ｘ＜０．３）から形成することによって、高速加工時の発熱による酸化摩耗の低減にも効果的であり、本発明の表面被覆切削工具の高速加工およびドライ加工における長寿命化をさらに向上させることができる傾向が大きくなる。
In addition, since CrN has a low coefficient of friction with a steel-based material, it is possible to improve the work quality of the work material and suppress an increase in the cutting edge temperature during high-speed machining and dry machining. Furthermore, CrN has a lower oxidation start temperature than TiN. Therefore, by forming the
さらに、Ａ層３を構成するＴｉ1-xＣｒxＮのＣｒの組成比ｘを、０．０５≦ｘ＜０．２５の範囲内の値とした場合には、Ａ層３の硬度と潤滑性とのバランスをさらに向上させることができ、本発明の表面被覆切削工具の高速加工およびドライ加工における長寿命化を大幅に向上させることができる傾向が大きくなる点で好ましい。
Further, when the Cr composition ratio x of Ti 1-x Cr x N constituting the
なお、Ａ層３を構成するＴｉ1-xＣｒxＮのＣｒの組成比ｘは、Ａ層３におけるＴｉ（チタン）とＣｒ（クロム）の総原子数に対するＣｒの原子数の比を意味する。
Note that the Cr composition ratio x of Ti 1-x Cr x N constituting the
また、Ｂ層４は、Ｔｉ1-yＡｌyＮ（ただし、０．３＜ｙ＜０．７）からなることを特徴とする。ここで、Ｂ層４を構成するＴｉ1-yＡｌyＮのＡｌの組成比を示すｙを０．３＜ｙ＜０．７の範囲内の値とすることによって、Ｂ層４を耐摩耗性と靭性とのバランスに優れた膜とすることができるため、高速加工およびドライ加工でさらなる長寿命化を達成することが可能な表面被覆切削工具を得ることができる。
Also, B layer 4, Ti 1-y Al y N ( provided that, 0.3 <y <0.7), characterized in that it consists of. Here, by setting y indicating the composition ratio of Al of Ti 1-y Al y N constituting the
また、Ｂ層４を構成するＴｉ1-yＡｌyＮのＡｌの組成比ｙを、０．４≦ｙ≦０．６５の範囲内の値とした場合には、Ｂ層４の耐摩耗性と靭性とのバランスをさらに向上させることができ、本発明の表面被覆切削工具の高速加工およびドライ加工における長寿命化を大幅に向上させることができる傾向が大きくなる点で好ましい。
In addition, when the Al composition ratio y of Ti 1-y Al y N constituting the
なお、Ｂ層４を構成するＴｉ1-yＡｌyＮのＡｌの組成比ｙは、Ｂ層４におけるＴｉ（チタン）とＡｌ（アルミニウム）の総原子数に対するＡｌの原子数の比を意味する。
The Al composition ratio y of Ti 1-y Al y N constituting the
上述したように、Ｂ層４はＴｉ1-yＡｌyＮから構成されるため、耐摩耗性と靭性に優れるが、基材１上に形成される被覆膜２を耐摩耗性と靭性に優れるＢ層４のみから形成した場合には、本発明の表面被覆切削工具の高速加工およびドライ加工における長寿命化に限界があった。
As described above, because the
本発明者は、硬度と潤滑性に優れるＴｉ1-xＣｒxＮ（ただし、０≦ｘ＜０．３）からなるＡ層３と、耐摩耗性と靭性に優れるＴｉ1-yＡｌyＮ（ただし、０．３＜ｙ＜０．７）からなるＢ層４とをそれぞれ交互に積層してこれらの膜の特性を組み合わせることによって、耐摩耗性、靭性、硬度および潤滑性のすべてを兼ね備えた被覆膜２の形成を試みたが、単純に積層しただけでは十分な耐摩耗性が得られず、本発明の表面被覆切削工具の高速加工およびドライ加工における長寿命化を図ることができなかった。
The present inventor has excellent hardness and lubricity Ti 1-x Cr x N (However, 0 ≦ x <0.3) and the
本発明者が様々な検討をした結果、本発明の表面被覆切削工具の上記のＡ層３とＢ層４とから構成される被覆膜２中のＡｌの含有量が少ないほど、切り屑が擦過するすくい面側の摩耗を抑えることができることを見い出した。これは、Ａｌの含有量が少ない材料ほど熱伝導率が高い膜となりやすいため、切削時に発生する熱が基材１側に伝わり、被覆膜２の表面の酸化摩耗が低減されるためと考えられる。しかしながら、被覆膜２中のＡｌの含有量を少なくすると、被覆膜２の靭性が低下する。
As a result of various studies by the present inventor, the smaller the Al content in the
そこで、本発明者が鋭意検討した結果、被覆膜２を構成するＡ層３とＢ層４の厚みをそれぞれ変えてＡｌの含有量を制御することによって、耐摩耗性、靭性、硬度および潤滑性のすべてを兼ね備えた被覆膜２を得ることができる。
Therefore, as a result of intensive studies by the inventor, the wear resistance, toughness, hardness and lubrication are controlled by changing the thicknesses of the
すなわち、被覆膜２を構成するＡ層３の厚みλａおよびＢ層４の厚みλｂをそれぞれ２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内の厚みとし、互いに接しているＡ層３とＢ層４との厚みの比であるλａ／λｂの値を基材１に最も近い位置においては０．４＜λａ／λｂ＜０．７の範囲内の値とし、基材１側から被覆膜２の最表面側に進むにしたがって連続的および／または段階的に増加させ、被覆膜２の最表面に最も近い位置においては１．５＜λａ／λｂ＜３の範囲内の値とすることによって、耐摩耗性、靭性、硬度および潤滑性のすべてを兼ね備えた被覆膜２を得ることができる。このような構成の被覆膜２を基材１上に備えることによって、高速加工およびドライ加工でさらなる長寿命化を達成することができる表面被覆切削工具を得ることができる。
That is, the thickness λa of the
ここで、本発明の表面被覆切削工具の被覆膜２を構成するＡ層３の厚み（Ａ層３の１層当たりの厚み）λａおよびＢ層４の厚み（Ｂ層４の１層当たりの厚み）λｂはそれぞれ２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内の厚みとされる。Ａ層３の１層当たりの厚みλａおよびＢ層４の１層当たりの厚みλｂがそれぞれ２ｎｍ未満である場合には、Ａ層３およびＢ層４の形成がそれぞれ困難となる傾向にある。また、Ａ層３の１層当たりの厚みλａおよびＢ層４の１層当たりの厚みλｂがそれぞれ１０００ｎｍを超える場合には、Ａ層３およびＢ層４のそれぞれの層の１層当たりの厚みが大きくなりすぎてＡ層３とＢ層４とを組み合わせた効果が少なくなる。
Here, the thickness of the A layer 3 (thickness per layer of the A layer 3) λa and the thickness of the B layer 4 (per
また、本発明の表面被覆切削工具の被覆膜２の基材１側においては、耐摩耗性と靭性に優れたＢ層４の厚みをＡ層３の厚みよりも厚くされる。これは、被覆膜２の基材１側では耐摩耗性と靭性に優れたＢ層４の厚みを厚くすることによって、耐欠損性の向上などの高速加工時およびドライ加工時における長寿命化に関する効果を向上させるためである。より具体的には、互いに接しているＡ層３の厚みλａとＢ層４の厚みλｂとの厚みの比であるλａ／λｂの値は、基材１に最も近い位置においては０．４＜λａ／λｂ＜０．７の範囲内の値とされていればよく、本発明の表面被覆切削工具の長寿命化を図る観点からは、０．５≦λａ／λｂ≦０．６の範囲内の値とされることが好ましい。
Further, on the
一方、本発明の表面被覆切削工具の被覆膜２の最表面側においては、硬度と潤滑性に優れたＡ層３の厚みがＢ層４の厚みよりも厚くされる。これは、被覆膜２の最表面側では硬度と潤滑性に優れたＡ層３の厚みを厚くすることによって、Ａ層３の潤滑性に起因する刃先温度の低下や、Ａｌの含有量の低下に起因する被覆膜２のすくい面側の酸化摩耗の低減などの高速加工時およびドライ加工時における長寿命化に関する効果を向上させるためである。さらに、被覆膜２の最表面側においてＡ層３の厚みを厚くすることによって、被削材の加工品位を向上させることも可能である。
On the other hand, on the outermost surface side of the
なお、本発明において、「連続的に増加」とは、たとえば図２に示すように、基材から被覆膜の最表面にかけて進むにしたがってλａ／λｂの値が直線状に増加する場合が挙げられるが、直線状に増加する場合に限定されず、指数関数状に増加する場合も含まれる。また、本発明において、「段階的に増加」とは、たとえば図３に示すように、基材から被覆膜の最表面にかけて進むにしたがってλａ／λｂの値が階段状に増加する場合が挙げられるが、図３に示す形態には限定されない。また、本発明においては、基材から被覆膜の最表面にかけて、λａ／λｂの値が連続的に増加する箇所と段階的に増加する箇所とが入り混じっていてもよい。 In the present invention, “continuously increasing” means, for example, the case where the value of λa / λb increases linearly as it goes from the substrate to the outermost surface of the coating film, as shown in FIG. However, it is not limited to the case where it increases linearly, but includes the case where it increases exponentially. In the present invention, “increase in steps” means, for example, the case where the value of λa / λb increases stepwise as it goes from the substrate to the outermost surface of the coating film, as shown in FIG. However, it is not limited to the form shown in FIG. In the present invention, a portion where the value of λa / λb continuously increases and a portion where the value gradually increases may be mixed from the base material to the outermost surface of the coating film.
また、本発明において、被覆膜２の全体の厚みは０．５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。被覆膜２の全体の厚みが０．５μｍ未満である場合には被覆膜２の耐摩耗性が低下するおそれがある。また、被覆膜２の全体の厚みが２０μｍを超える場合には、被覆膜２中に残存する圧縮応力に耐え切れずに、被覆膜２が自己破壊するおそれがある。なお、被覆膜２の耐摩耗性の低下および自己破壊を有効に防止する観点からは、被覆膜２の全体の厚みは２μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。
In the present invention, the entire thickness of the
また、基材１としては、ＷＣ基超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硼素焼結体、または酸化アルミニウムと炭化チタンとからなる基材のいずれかを用いることが好ましい。
Further, as the
また、基材１と被覆膜２の密着性を向上する観点からは、基材１と被覆膜２との間に、ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉまたはＣｒからなる中間層を設けることが望ましい。このような中間層は、上記の基材１と被覆膜２のそれぞれに対して密着性に優れているため、基材１と被覆膜２との密着性が向上する傾向にある。
Further, from the viewpoint of improving the adhesion between the
また、中間層の厚みは０．１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。中間層の厚みが０．１μｍ未満である場合には中間層が薄すぎて基材１と被覆膜２との密着性を向上することができないおそれがあり、中間層の厚みが１μｍを超えた場合には基材１と被覆膜２との密着性のさらなる向上が見られない傾向にある。
Moreover, it is preferable that the thickness of an intermediate | middle layer is 0.1 micrometer or more and 1 micrometer or less. When the thickness of the intermediate layer is less than 0.1 μm, the intermediate layer may be too thin to improve the adhesion between the
また、被覆膜２の最表面上には、ＴｉＣｒＣＮからなる表面保護層を設けることも望ましい。ＴｉＣｒＣＮからなる表面保護層を被覆膜２の最表面上に設けた場合には、表面保護層中のカーボンによって潤滑性を発現させるため、切削時の刃先温度の低下および加工品位の向上がさらに促進する傾向にある。なお、表面保護層を構成するＴｉＣｒＣＮにおけるＴｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｃ（炭素）およびＮ（窒素）の組成比は特に限定されるものではない。
It is also desirable to provide a surface protective layer made of TiCrCN on the outermost surface of the
また、表面保護層の厚みは０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。表面保護層の厚みが０．１μｍ未満である場合には表面保護層の厚みが薄すぎて、切削開始後すぐに表面保護層が摩耗してなくなってしまうおそれがあり、２μｍを超える場合には表面保護層が厚すぎて、被覆膜２から表面保護層が剥離しやすくなる。
The thickness of the surface protective layer is preferably 0.1 μm or more and 2 μm or less. When the thickness of the surface protective layer is less than 0.1 μm, the thickness of the surface protective layer is too thin, and the surface protective layer may be worn away immediately after the start of cutting. Since the surface protective layer is too thick, the surface protective layer is easily peeled off from the
なお、本発明において、Ａ層３、Ｂ層４、被覆膜２、中間層および表面保護層などの厚みはそれぞれ、透過型電子顕微鏡観察により測定することが可能である。
In the present invention, the thicknesses of the
また、結晶性の高い化合物を形成することができる成膜プロセスを用いて基材１上に被覆膜２を形成することが好ましい。そこで、種々の成膜プロセスを検討した結果、物理蒸着法を用いて被覆膜２を形成することが好ましいことが判明した。物理蒸着法としては、たとえば、スパッタリング法またはイオンプレーティング法などが挙げられるが、特に、原料となる元素のイオン化率が高いカソードアークイオンプレーティング法が最も好ましい。基材１の表面上に直接被覆膜２を形成するための成膜プロセスとしてカソードアークイオンプレーティング法を用いた場合には、被覆膜２の形成前に基材１の表面に対して金属イオンおよび／またはガスイオンによるイオンボンバードメント処理が可能となるため、基材１と被覆膜２の密着性が格段に向上する傾向にある。
Moreover, it is preferable to form the
以下に、本発明において、基材１上に被覆膜２を形成する方法の一例について説明する。この例は、カソードアークイオンプレーティング法により被覆膜２を形成する方法の一例である。
Below, in this invention, an example of the method of forming the
まず、図４にその概略を示したカソードアークイオンプレーティング装置１０を用意する。
First, a cathode arc
ここで、カソードアークイオンプレーティング装置１０は、第１アーク蒸発源１３、第２アーク蒸発源１４および第３アーク蒸発源１５という３つのアーク蒸発源とともに、回転テーブル１１、ヒータ１２およびガス導入口１６を有している。
Here, the cathode arc
まず、回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉＣｒターゲットを、第２アーク蒸発源１４としてＴｉＡｌターゲットをセットした。
First, the
次に、カソードアークイオンプレーティング装置１０内を真空引きした後にアルゴンをガス導入口１６から導入し、アルゴン中でグロー放電を発生させることによってアルゴンイオンを生成する。そして、当該アルゴンイオンによって、基材１の表面をスパッタクリーンニング（ボンバード）する。
Next, after the inside of the cathode arc
その後、カソードアークイオンプレーティング装置１０からアルゴンを排気した後に回転テーブル１１を回転させ、第１アーク蒸発源１３としてのＴｉＣｒターゲットおよび第２アーク蒸発源１４としてのＴｉＡｌターゲットをそれぞれイオン化させる。それと同時に、反応ガスとなる窒素をガス導入口１６からカソードアークイオンプレーティング装置１０内に導入し、基材１上にＡ層３およびＢ層４を交互に積層して被覆膜２を形成する。
Thereafter, after the argon is exhausted from the cathode arc
ここで、基材１が第１アーク蒸発源１３の前を通るときにはＡ層３が積層され、第２アーク蒸発源１４の前を通るときにはＢ層４が積層されるため、基材１上にＡ層３とＢ層４とを交互に積層することができる。
Here, when the
また、基材１上への被覆膜２の形成開始直後においては、第１アーク蒸発源１３のアーク電流をたとえば７０Ａとし、第２アーク蒸発源１４のアーク電流をたとえば１５０Ａとして、第１アーク蒸発源１３のアーク電流を第２アーク蒸発源１４のアーク電流よりも小さくすることによって、基材１に最も近い位置において互いに接しているＡ層３の厚みλａとＢ層４の厚みλｂとの厚みの比であるλａ／λｂの値を０．４＜λａ／λｂ＜０．７の範囲内の値とすることができる。
Further, immediately after the start of the formation of the
その後は、連続的または段階的に、第１アーク蒸発源１３のアーク電流を大きく、第２アーク蒸発源１４のアーク電流を小さくしながら、Ａ層３およびＢ層４を交互に積層していく。
Thereafter, the
そして、被覆膜２の最表面に最も近い位置においては、第１アーク蒸発源１３のアーク電流を第２アーク蒸発源１４のアーク電流よりも大きくすることによって、被覆膜２の最表面に最も近い位置で互いに接しているＡ層３の厚みλａとＢ層４の厚みλｂとの厚みの比であるλａ／λｂの値を１．５＜λａ／λｂ＜３の範囲内の値とすることができる。
Then, at the position closest to the outermost surface of the
ここで、上記で例示した基材１上に被覆膜２を形成する方法の一例において、Ａ層３およびＢ層４のそれぞれの１層当たりの厚みは、２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内の厚みであるため、回転テーブル１１の回転数、第１アーク蒸発源１３のアーク電流および第２アーク蒸発源１４のアーク電流などを制御することにより、Ａ層３の１層当たりの厚みλａおよびＢ層４の１層当たりの厚みλｂのそれぞれの厚みを制御することが可能である。
Here, in an example of the method of forming the
また、上記の図１に示す構成の表面被覆切削工具においては、基材１上にまずＢ層４を形成した後にＡ層３を形成し、その後、Ｂ層４とＡ層３とを交互に積層していき、最後にＡ層３を形成することによって被覆膜２を形成しているが、この構成に限定されないことは言うまでもない。
In the surface-coated cutting tool having the configuration shown in FIG. 1, the
たとえば、図５の模式的拡大断面図に示す構成の表面被覆切削工具のように、基材１上にまずＡ層３を形成した後にＢ層４を形成し、その後、Ａ層３とＢ層４とを交互に積層していき、最後にＢ層４を形成することによって被覆膜２を形成してもよい。
For example, like the surface-coated cutting tool having the configuration shown in the schematic enlarged cross-sectional view of FIG. 5, the
また、たとえば、図６の模式的拡大断面図に示す構成の表面被覆切削工具のように、基材１上にまずＢ層４を形成した後にＡ層３を形成し、その後、Ｂ層４とＡ層３とを交互に積層していき、最後にＢ層４を形成することによって被覆膜２を形成してもよい。
Further, for example, like the surface-coated cutting tool having the configuration shown in the schematic enlarged sectional view of FIG. 6, the
また、たとえば、図７の模式的拡大断面図に示す構成の表面被覆切削工具のように、基材１上にまずＡ層３を形成した後にＢ層４を形成し、その後、Ａ層３とＢ層４とを交互に積層していき、最後にＡ層３を形成することによって被覆膜２を形成してもよい。
Further, for example, as in the surface-coated cutting tool having the configuration shown in the schematic enlarged cross-sectional view of FIG. 7, the
以下のようにして、実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例６のそれぞれの表面被覆切削工具について作製し、それぞれ表面被覆切削工具の寿命について評価した。 In the following manner, each of the surface-coated cutting tools of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6 was prepared, and the life of each surface-coated cutting tool was evaluated.
また、実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例６のそれぞれの表面被覆切削工具の中間層の構成を表１に示し、被覆膜の構成を表２に示し、表面保護層の構成を表３に示す。また、それぞれの表面被覆切削工具の寿命についての評価結果を表４に示す。 Moreover, the structure of the intermediate | middle layer of each surface covering cutting tool of Example 1- Example 15 and Comparative Example 1- Comparative Example 6 is shown in Table 1, the structure of a coating film is shown in Table 2, and a surface protective layer is shown. The configuration is shown in Table 3. Table 4 shows the evaluation results for the life of each surface-coated cutting tool.
なお、表２の「組成」の欄は、実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例６のそれぞれの表面被覆切削工具の被覆膜を構成するＡ層とＢ層の材料組成を示している。 In addition, the column of “Composition” in Table 2 shows the material composition of the A layer and the B layer constituting the coating film of each surface-coated cutting tool of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6. Show.
また、表２の「基材側に最も近い位置」の欄は、実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例６のそれぞれの表面被覆切削工具の被覆膜を構成するＡ層およびＢ層のうち、基材に最も近い位置において互いに接しているＡ層の厚みλａ、Ｂ層の厚みλｂおよびその比λａ／λｂを示している。 In addition, the column of “position closest to the substrate side” in Table 2 shows the A layer constituting the coating film of each surface-coated cutting tool of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6. Among the B layers, the thickness λa of the A layer that is in contact with each other at the position closest to the base material, the thickness λb of the B layer, and the ratio λa / λb are shown.
また、表２の「最表面側に最も近い位置」の欄は、実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例６のそれぞれの表面被覆切削工具の被覆膜を構成するＡ層およびＢ層のうち、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接しているＡ層の厚みλａ、Ｂ層の厚みλｂおよびその比λａ／λｂを示している。 Moreover, the column of "position closest to the outermost surface side" in Table 2 includes the A layer constituting the coating film of each surface-coated cutting tool of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6. Among the B layers, the thickness λa of the A layer, the thickness λb of the B layer, and the ratio λa / λb that are in contact with each other at the position closest to the outermost surface of the coating film are shown.
また、表２の「λａ／λｂの増加」の欄は、実施例１〜実施例１５および比較例１〜比較例６のそれぞれの表面被覆切削工具の被覆膜を構成して互いに接しているＡ層の厚みλａとＢ層の厚みλｂとの比λａ／λｂの値が基材側から最表面に向かってどのように増加しているかということを示している。 Moreover, the column of “Increase of λa / λb” in Table 2 constitutes the coating films of the surface-coated cutting tools of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 6, and is in contact with each other. It shows how the value of the ratio λa / λb between the thickness λa of the A layer and the thickness λb of the B layer increases from the substrate side toward the outermost surface.
（実施例１）
図４に示すカソードアークイオンプレーティング装置１０の回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.8Ｃｒ0.2ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.5Ａｌ0.5ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてＴｉターゲットをセットした。
Example 1
The
まず、カソードアークイオンプレーティング装置１０内を真空引きした後にアルゴンをガス導入口１６から導入し、その真空度を３Ｐａに維持しながら基材１を４５０℃まで加熱した。
First, after the inside of the cathode arc
次に、基材１にバイアス電圧を徐々に印加しながらバイアス電圧を−１０００Ｖまで上げてアルゴン中でグロー放電を発生させることにより、アルゴンイオンによる基材１の表面のクリーニング処理を１５分間行なった。そして、上記クリーニング処理後にカソードアークイオンプレーティング装置１０からアルゴンを排気した。これにより、基材１の表面がスパッタクリーンニングされた。
Next, the surface of the
次に、窒素をガス導入口１６からカソードアークイオンプレーティング装置１０内に導入した後、基材１に−５０Ｖのバイアス電圧を印加した状態で、回転テーブル１１を３ｒｐｍの回転速度で回転させ、第３アーク蒸発源１５にアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上に０．３μｍの厚みのＴｉＮからなる中間層を形成した。
Next, after introducing nitrogen into the cathode arc
次に、第１アーク蒸発源１３および第２アーク蒸発源１４にそれぞれアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上にＴｉ0.8Ｃｒ0.2ＮからなるＡ層とＴｉ0.5Ａｌ0.5ＮからなるＢ層とを交互に積層して被覆膜を形成した。
Next, an arc current is supplied to each of the first arc evaporation source 13 and the second
ここで、基材１が第１アーク蒸発源１３の前を通るときにはＡ層が積層され、第２アーク蒸発源１４の前を通るときにはＢ層が積層された。被覆膜の形成開始直後は、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流を７０Ａ、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流を１５０Ａとして、基材１に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流を１５０Ａ、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流を７０Ａとして、λａ／λｂ＝２を満たすＡ層およびＢ層を形成した。
Here, when the
なお、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは５．４μｍであった。
The coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, and alternately forming the A layer and the B layer in turn, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
そして、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０から窒素を一旦排気した後に、カソードアークイオンプレーティング装置１０内に窒素とメタンの混合ガスを導入し、基材１に−５０Ｖのバイアス電圧を印加した状態で、第１アーク蒸発源１３にアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上に０．５μｍの厚みのＴｉ0.8Ｃｒ0.2ＣＮからなる表面保護層を形成した。
After the coating film is formed, nitrogen is once exhausted from the cathode arc
また、基材１として、６枚刃で外径１０ｍｍの超硬合金製エンドミル、外径８ｍｍの超硬合金製ドリルおよびＰ２０相当超硬合金製旋削用スローアウェイチップ（形状：ＣＮＭＧ１２０４０８Ｎ−ＧＵ）をそれぞれ用いて、それぞれの基材上に上記の被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。
Also, as the
そして、上記のようにして作製したエンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップのそれぞれについて、以下の切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Each of the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning manufactured as described above was subjected to the following cutting test to evaluate the life of the surface-coated cutting tool. The evaluation results are shown in Table 4.
（ｉ）エンドミル切削試験
被削材としてＳＫＤ１１（ＨＲＣ６１）を用い、被削材の側面切削をダウンカットで、切削速度が２００ｍ／ｍｉｎ、送り量が０．０２５ｍｍ／刃、切り込み量ａp＝１０ｍｍ、切り込み量ａe＝０．６ｍｍの条件で、エアブローをしながら切削を行なった。そして、切削長５０ｍ時点での切れ刃外周の摩耗幅（ｍｍ）を表面被覆切削工具の寿命として評価した。
(I) End mill cutting test Using SKD11 (HRC61) as the work material, the side cutting of the work material is down-cut, the cutting speed is 200 m / min, the feed amount is 0.025 mm / blade, and the cutting depth a p = 10 mm. Then, cutting was performed while air blowing under the condition of the cutting depth a e = 0.6 mm. And the wear width (mm) of the outer periphery of the cutting edge at the time of cutting length 50m was evaluated as the lifetime of a surface coating cutting tool.
（ｉｉ）ドリル切削試験
被削材としてＳ５０Ｃを用い、被削材の穴加工を、切削速度が８０ｍ／ｍｉｎ、送り量が０．２５ｍｍ／ｒｅｖ、切削油なしの条件で、穴深さが３０ｍｍの貫通穴を形成することにより行なった。そして、切削長３０ｍ時点での先端マージン部の摩耗幅（ｍｍ）を表面被覆切削工具の寿命として評価した。
(Ii) Drill cutting test Using S50C as the work material, the hole depth of the work material is 30 mm under the conditions of a cutting speed of 80 m / min, a feed rate of 0.25 mm / rev, and no cutting oil. This was done by forming through holes. And the wear width (mm) of the front-end | tip margin part in 30 m of cutting length was evaluated as a lifetime of a surface covering cutting tool.
（ｉｉｉ）旋削用スローアウェイチップ切削試験
被削材としてＳＣＭ４３５（直径３５０ｍｍ）を用い、切削速度が３００ｍ／ｍｉｎ、送り量が０．２５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み量が１．５ｍｍ、水溶性切削油の条件で行なった。そして、切削時間１５分時点での表面被覆切削工具の逃げ面の摩耗幅（ｍｍ）を表面被覆切削工具の寿命として評価した。
(Iii) Throw-away tip cutting test for turning Using SCM435 (diameter 350 mm) as a work material, cutting speed is 300 m / min, feed amount is 0.25 mm / rev, cutting amount is 1.5 mm, water-soluble cutting oil Performed under conditions. Then, the wear width (mm) of the flank of the surface-coated cutting tool at the cutting time of 15 minutes was evaluated as the life of the surface-coated cutting tool.
（実施例２）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.9Ｃｒ0.1ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.55Ａｌ0.45ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてＣｒターゲットをセットした。その後は、実施例１と同様にして、基材上に厚さ０．５μｍのＣｒＮからなる中間層を形成した後に、Ｔｉ0.9Ｃｒ0.1ＮからなるＡ層とＴｉ0.55Ａｌ0.45ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。
(Example 2)
The
また、実施例２においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５７を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．２９を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
Further, in Example 2, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.57. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは３．５μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
そして、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０から窒素を一旦排気した後に、カソードアークイオンプレーティング装置１０内に窒素とメタンの混合ガスを導入し、基材１に−５０Ｖのバイアス電圧を印加した状態で、第１アーク蒸発源１３にアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上に１．５μｍの厚みのＴｉ0.9Ｃｒ0.1ＣＮからなる表面保護層を形成した。
After the coating film is formed, nitrogen is once exhausted from the cathode arc
（実施例３）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.85Ｃｒ0.15ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.45Ａｌ0.55ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてＴｉターゲットをセットした。
(Example 3)
The
その後は、中間層の形成時に窒素を導入しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に厚さ０．２μｍのＴｉからなる中間層を形成した後に、Ｔｉ0.85Ｃｒ0.15ＮからなるＡ層とＴｉ0.45Ａｌ0.55ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, an intermediate layer made of Ti having a thickness of 0.2 μm was formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that nitrogen was not introduced during the formation of the intermediate layer, and then Ti 0.85 Cr 0.15 N A coating film in which A layers made of Ti and B layers made of Ti 0.45 Al 0.55 N were alternately laminated was formed, and end mills, drills, and throw-away tips for turning were produced as surface-coated cutting tools. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
また、実施例３においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５８を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．２６を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
Further, in Example 3, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.58. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは１４．８μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
そして、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０から窒素を一旦排気した後に、カソードアークイオンプレーティング装置１０内に窒素とメタンの混合ガスを導入し、基材１に−５０Ｖのバイアス電圧を印加した状態で、第１アーク蒸発源１３にアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上に０．２μｍの厚みのＴｉ0.85Ｃｒ0.15ＣＮからなる表面保護層を形成した。
After the coating film is formed, nitrogen is once exhausted from the cathode arc
（実施例４）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.8Ｃｒ0.2ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.4Ａｌ0.6ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてＣｒターゲットをセットした。
Example 4
While setting the
その後は、中間層の形成時に窒素を導入しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に厚さ０．９μｍのＣｒからなる中間層を形成した後に、Ｔｉ0.8Ｃｒ0.2ＮからなるＡ層とＴｉ0.4Ａｌ0.6ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, an intermediate layer made of Cr having a thickness of 0.9 μm was formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that nitrogen was not introduced during the formation of the intermediate layer, and then Ti 0.8 Cr 0.2 N A coating film in which A layers made of Ti and B layers made of Ti 0.4 Al 0.6 N were alternately laminated was formed, and end mills, drills, and throwing inserts for turning were produced as surface-coated cutting tools. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例４においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５２を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．１５を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 4, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.52. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは７．６μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
そして、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０から窒素を一旦排気した後に、カソードアークイオンプレーティング装置１０内に窒素とメタンの混合ガスを導入し、基材１に−５０Ｖのバイアス電圧を印加した状態で、第１アーク蒸発源１３にアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上に１．８μｍの厚みのＴｉ0.8Ｃｒ0.2ＣＮからなる表面保護層を形成した。
After the coating film is formed, nitrogen is once exhausted from the cathode arc
（実施例５）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.9Ｃｒ0.1ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.5Ａｌ0.5ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてＴｉターゲットをセットした。
(Example 5)
The
その後は、実施例１と同様にして、基材上に厚さ０．３μｍのＴｉＮからなる中間層を形成した後に、Ｔｉ0.9Ｃｒ0.1ＮからなるＡ層とＴｉ0.5Ａｌ0.5ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1, after an intermediate layer made of TiN having a thickness of 0.3 μm was formed on the substrate, an A layer made of Ti 0.9 Cr 0.1 N and a B layer made of Ti 0.5 Al 0.5 N A coating film was alternately laminated, and an end mill, a drill, and a throw-away tip for turning were respectively produced as surface-coated cutting tools. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例５においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．００を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 5, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.50. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは２．２μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
そして、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０から窒素を一旦排気した後に、カソードアークイオンプレーティング装置１０内に窒素とメタンの混合ガスを導入し、基材１に−５０Ｖのバイアス電圧を印加した状態で、第１アーク蒸発源１３にアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上に０．５μｍの厚みのＴｉ0.9Ｃｒ0.1ＣＮからなる表面保護層を形成した。
After the coating film is formed, nitrogen is once exhausted from the cathode arc
（実施例６）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.75Ｃｒ0.25ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.35Ａｌ0.65ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてＣｒターゲットをセットした。
(Example 6)
The
その後は、表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に厚さ０．６μｍのＣｒＮからなる中間層を形成した後に、Ｔｉ0.75Ｃｒ0.25ＮからなるＡ層とＴｉ0.35Ａｌ0.65ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1 except that the surface protective layer was not formed, an intermediate layer made of CrN having a thickness of 0.6 μm was formed on the substrate, and then A made of Ti 0.75 Cr 0.25 N was formed. and a B layer comprising a layer and Ti 0.35 Al 0.65 N to form a coating film formed by laminating alternately, as a surface-coated cutting tool, to produce end mills, drills and turning indexable insert, respectively. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例６においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 6, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.50 B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは４．８μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例７）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.8Ｃｒ0.2ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.55Ａｌ0.45ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてＴｉターゲットをセットした。
(Example 7)
While setting the
その後は、中間層の形成時に窒素を導入しなかったことおよび表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に厚さ０．２μｍのＴｉからなる中間層を形成した後に、Ｔｉ0.8Ｃｒ0.2ＮからなるＡ層とＴｉ0.55Ａｌ0.45ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1 except that nitrogen was not introduced during the formation of the intermediate layer and the surface protective layer was not formed, the intermediate layer made of Ti having a thickness of 0.2 μm on the substrate. After forming the coating film, a coating film is formed by alternately laminating the A layer made of Ti 0.8 Cr 0.2 N and the B layer made of Ti 0.55 Al 0.45 N. Away chips were produced respectively. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例７においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．６０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．００を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 7, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.60 B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは８．３μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例８）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.95Ｃｒ0.05ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.5Ａｌ0.5ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Example 8)
The
その後は、中間層を形成せずに被覆膜を基材上に直接形成したこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.95Ｃｒ0.05ＮからなるＡ層とＴｉ0.5Ａｌ0.5ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, the A layer composed of Ti 0.95 Cr 0.05 N and Ti 0.5 Al were formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that the coating film was formed directly on the base material without forming the intermediate layer. A coating film in which B layers of 0.5 N were alternately laminated was formed, and an end mill, a drill, and a throw-away tip for turning were produced as surface-coated cutting tools. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例８においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．０５を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 8, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at a position closest to the base material satisfies λa / λb = 0.53. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは１２．５μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
そして、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０から窒素を一旦排気した後に、カソードアークイオンプレーティング装置１０内に窒素とメタンの混合ガスを導入し、基材１に−５０Ｖのバイアス電圧を印加した状態で、第１アーク蒸発源１３にアーク電流を流してアーク放電によりイオン化させ、基材１上に１．２μｍの厚みのＴｉ0.95Ｃｒ0.05ＣＮからなる表面保護層を形成した。
After the coating film is formed, nitrogen is once exhausted from the cathode arc
（実施例９）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.9Ｃｒ0.1ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.4Ａｌ0.6ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
Example 9
While setting the
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.9Ｃｒ0.1ＮからなるＡ層とＴｉ0.4Ａｌ0.6ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed, a layer A composed of Ti 0.9 Cr 0.1 N and a layer B composed of Ti 0.4 Al 0.6 N were formed on the substrate. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例９においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 9, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.53. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは２．８μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例１０）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.9Ｃｒ0.1ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.4Ａｌ0.6ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Example 10)
While setting the
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.9Ｃｒ0.1ＮからなるＡ層とＴｉ0.4Ａｌ0.6ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed, a layer A composed of Ti 0.9 Cr 0.1 N and a layer B composed of Ti 0.4 Al 0.6 N were formed on the substrate. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例１０においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 10, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and B layer that are in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.53. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは１．６μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例１１）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.9Ｃｒ0.1ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.4Ａｌ0.6ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Example 11)
While setting the
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.9Ｃｒ0.1ＮからなるＡ層とＴｉ0.4Ａｌ0.6ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed, a layer A composed of Ti 0.9 Cr 0.1 N and a layer B composed of Ti 0.4 Al 0.6 N were formed on the substrate. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例１１においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 11, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.53. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは１９．８μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例１２）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.85Ｃｒ0.15ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.5Ａｌ0.5ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
Example 12
The
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.85Ｃｒ0.15ＮからなるＡ層とＴｉ0.5Ａｌ0.5ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed, a layer A composed of Ti 0.85 Cr 0.15 N and a layer B composed of Ti 0.5 Al 0.5 N were formed on the substrate. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例１２においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．４３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．７３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 12, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the base material satisfies λa / λb = 0.43. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは４．５μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例１３）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.85Ｃｒ0.15ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.5Ａｌ0.5ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Example 13)
The
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.85Ｃｒ0.15ＮからなるＡ層とＴｉ0.5Ａｌ0.5ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed, a layer A composed of Ti 0.85 Cr 0.15 N and a layer B composed of Ti 0.5 Al 0.5 N were formed on the substrate. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例１３においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．６８を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝１．８３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 13, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.68. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは４．５μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例１４）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.72Ｃｒ0.28ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.32Ａｌ0.68ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Example 14)
The
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.72Ｃｒ0.28ＮからなるＡ層とＴｉ0.32Ａｌ0.68ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, a layer A made of Ti 0.72 Cr 0.28 N and a layer B made of Ti 0.32 Al 0.68 N were formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例１４においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 14, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは４．５μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（実施例１５）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.65Ａｌ0.35ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Example 15)
While setting the
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、ＴｉＮからなるＡ層とＴｉ0.65Ａｌ0.35ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, the A layer made of TiN and the B layer made of Ti 0.65 Al 0.35 N were alternately laminated on the substrate in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed. An end mill, a drill, and a throw-away tip for turning were prepared as surface-coated cutting tools. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、実施例１５においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．４３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．７３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Example 15, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the base material satisfies λa / λb = 0.43. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは４．５μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（比較例１）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.65Ｃｒ0.35ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.75Ａｌ0.25ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Comparative Example 1)
The
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.65Ｃｒ0.35ＮからなるＡ層とＴｉ0.75Ａｌ0.25ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, a layer A made of Ti 0.65 Cr 0.35 N and a layer B made of Ti 0.75 Al 0.25 N were formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、比較例１においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５７を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については連続的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については連続的に減少させることによって、λａ／λｂの値を連続的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．００を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Comparative Example 1, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the substrate satisfies λa / λb = 0.57. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is continuously increased, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは４．０μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（比較例２）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.8Ｃｒ0.2ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.25Ａｌ0.75ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Comparative Example 2)
While setting the
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.8Ｃｒ0.2ＮからなるＡ層とＴｉ0.25Ａｌ0.75ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, a layer A made of Ti 0.8 Cr 0.2 N and a layer B made of Ti 0.25 Al 0.75 N were formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、比較例２においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．５０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．００を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Comparative Example 2, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer in contact with each other at the position closest to the base material satisfies λa / λb = 0.50. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは５．２μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（比較例３）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.95Ｃｒ0.05ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.4Ａｌ0.6ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としては何もセットしなかった。
(Comparative Example 3)
The
その後は、中間層および表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に、Ｔｉ0.95Ｃｒ0.05ＮからなるＡ層とＴｉ0.4Ａｌ0.6ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, a layer A made of Ti 0.95 Cr 0.05 N and a layer B made of Ti 0.4 Al 0.6 N were formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer and the surface protective layer were not formed. The coating film which laminated | stacked alternately was formed, and the end mill, the drill, and the throw-away tip for turning were each produced as a surface coating cutting tool. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、比較例３においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．７７を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝１．３０を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Comparative Example 3, immediately after the start of the formation of the coating film, the A layer and B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは３．５μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（比較例４）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.85Ｃｒ0.15ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４としてＴｉ0.45Ａｌ0.55ターゲットをセットし、第３アーク蒸発源１５としてはＴｉをセットした。
(Comparative Example 4)
The
その後は、表面保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、基材上に厚さ０．３μｍのＴｉＮからなる中間層を形成した後に、ＴｉＮからなる中間層上にＴｉ0.85Ｃｒ0.15ＮからなるＡ層とＴｉ0.45Ａｌ0.55ＮからなるＢ層とを交互に積層した被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, an intermediate layer made of TiN having a thickness of 0.3 μm was formed on the base material in the same manner as in Example 1 except that the surface protective layer was not formed, and then Ti on the intermediate layer made of TiN. A coating film was formed by alternately laminating A layers made of 0.85 Cr 0.15 N and B layers made of Ti 0.45 Al 0.55 N, and an end mill, a drill, and a throw-away tip for turning were produced as surface-coated cutting tools. . These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
なお、比較例４においては、被覆膜の形成開始直後は、基材に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の厚みの比がλａ／λｂ＝０．４８を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。そして、被覆膜の形成の進行に伴って、第１アーク蒸発源１３に流れるアーク電流については段階的に増加させるとともに、第２アーク蒸発源１４に流れるアーク電流については段階的に減少させることによって、λａ／λｂの値を段階的に増加させながら、Ａ層およびＢ層をそれぞれ１層ずつ交互に順次積層していった。そして、被覆膜の最表面に最も近い位置において互いに接するＡ層およびＢ層の形成時においては、λａ／λｂ＝２．４３を満たすようにＡ層およびＢ層を形成した。
In Comparative Example 4, immediately after the formation of the coating film, the A layer and the B layer so that the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer that are in contact with each other at the position closest to the base material satisfies λa / λb = 0.48. B layer was formed. As the coating film is formed, the arc current flowing through the first arc evaporation source 13 is increased stepwise, and the arc current flowing through the second
また、被覆膜の形成は、基材上にまずＡ層を形成し、その後Ｂ層を形成して、Ａ層およびＢ層を順次交互に形成した後、被覆膜の最表面にＢ層が設置されるように行なった。また、被覆膜の形成後は、カソードアークイオンプレーティング装置１０内のガスを排気した。また、被覆膜全体の厚みは１４．２μｍであった。
Also, the coating film is formed by first forming the A layer on the substrate, then forming the B layer, forming the A layer and the B layer alternately, and then forming the B layer on the outermost surface of the coating film. Was done so that Further, after the coating film was formed, the gas in the cathode arc
（比較例５）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.5Ａｌ0.5ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４および第３アーク蒸発源１５としてはそれぞれ何もセットしなかった。
(Comparative Example 5)
While setting the
その後は、基材上に４．０μｍの厚みのＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎの単層からなる被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, a coating film composed of a single layer of Ti 0.5 Al 0.5 N having a thickness of 4.0 μm was formed on the base material, and an end mill, a drill, and a throw-away tip for turning were respectively produced as surface-coated cutting tools. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
（比較例６）
図４に示す回転テーブル１１に基材１をセットするとともに、第１アーク蒸発源１３としてＴｉ0.85Ａｌ0.15ターゲットをセットし、第２アーク蒸発源１４および第３アーク蒸発源１５としてはそれぞれ何もセットしなかった。
(Comparative Example 6)
While setting the
その後は、基材上に４．０μｍの厚みのＴｉ0.85Ａｌ0.15Ｎの単層からなる被覆膜を形成し、表面被覆切削工具として、エンドミル、ドリルおよび旋削用スローアウェイチップをそれぞれ作製した。そして、これらの表面被覆切削工具について、実施例１と同様にして、切削試験を行ない、表面被覆切削工具の寿命の評価を行なった。その評価結果を表４に示す。 Thereafter, a coating film composed of a single layer of Ti 0.85 Al 0.15 N having a thickness of 4.0 μm was formed on the base material, and an end mill, a drill, and a throw-away tip for turning were respectively produced as surface-coated cutting tools. These surface-coated cutting tools were subjected to a cutting test in the same manner as in Example 1 to evaluate the life of the surface-coated cutting tools. The evaluation results are shown in Table 4.
表１〜表４に示すように、実施例１〜実施例１５の表面被覆切削工具は、比較例１〜比較例６の表面被覆切削工具と比べて、高速加工および／またはドライ加工である上記の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の切削試験においていずれも長寿命であって、高速加工およびドライ加工のいずれにも十分に対応することができることが確認された。 As shown in Tables 1 to 4, the surface-coated cutting tools of Examples 1 to 15 are high-speed machining and / or dry machining as compared with the surface-coated cutting tools of Comparative Examples 1 to 6 above. In the cutting tests of (i) to (iii), it was confirmed that all of them had a long life and could sufficiently cope with both high-speed machining and dry machining.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明の表面被覆切削工具は、たとえば、ドリル、エンドミル、フライス加工用スローアウェイチップ、旋削用スローアウェイチップ、メタルソー、歯切工具、リーマまたはタップなどとして好適に用いることができる。 The surface-coated cutting tool of the present invention can be suitably used as, for example, a drill, end mill, milling throw-away tip, turning throw-away tip, metal saw, gear cutting tool, reamer, or tap.
１ 基材、２ 被覆膜、３ Ａ層、４ Ｂ層、１０ カソードアークイオンプレーティング装置、１１ 回転テーブル、１２ ヒータ、１３ 第１アーク蒸発源、１４ 第２アーク蒸発源、１５ 第３アーク蒸発源、１６ ガス導入口。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基材上に形成された被覆膜とを備え、
前記被覆膜は、Ｔｉ1-xＣｒxＮ（ただし、０≦ｘ＜０．３）からなるＡ層と、Ｔｉ1-yＡｌyＮ（ただし、０．３＜ｙ＜０．７）からなるＢ層とがそれぞれ交互に積層されて構成されており、
前記Ａ層の厚みλａおよび前記Ｂ層の厚みλｂはそれぞれ２ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、
互いに接している前記Ａ層および前記Ｂ層の厚みの比であるλａ／λｂの値は、前記基材に最も近い位置においては０．４＜λａ／λｂ＜０．７であって、前記基材側から前記被覆膜の最表面側に進むにしたがって連続的および／または段階的に増加していき、前記被覆膜の最表面に最も近い位置においては１．５＜λａ／λｂ＜３となる、表面被覆切削工具。 A substrate;
A coating film formed on the substrate;
The coating film, Ti 1-x Cr x N ( However, 0 ≦ x <0.3) and A layer consisting of, Ti 1-y Al y N ( provided that, 0.3 <y <0.7) B layers composed of
The thickness A of the A layer and the thickness λb of the B layer are 2 nm or more and 1000 nm or less, respectively.
The value of λa / λb, which is the ratio of the thicknesses of the A layer and the B layer that are in contact with each other, is 0.4 <λa / λb <0.7 at the position closest to the base material. It increases continuously and / or stepwise as it goes from the material side to the outermost surface side of the coating film, and 1.5 <λa / λb <3 at the position closest to the outermost surface of the coating film. A surface-coated cutting tool.
前記中間層は、Ｔｉ、Ｃｒ、ＴｉＮまたはＣｒＮからなり、
前記中間層の厚みは、０．１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の表面被覆切削工具。 Having an intermediate layer between the substrate and the coating film;
The intermediate layer is made of Ti, Cr, TiN or CrN,
The surface-coated cutting tool according to claim 1, wherein the intermediate layer has a thickness of 0.1 μm or more and 1 μm or less.
前記表面保護層は、ＴｉＣｒＣＮからなり、
前記表面保護層の厚みは、０．１μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の表面被覆切削工具。 It has a surface protective layer on the outermost surface of the coating film,
The surface protective layer is made of TiCrCN,
The surface-coated cutting tool according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the surface protective layer is 0.1 µm or more and 2 µm or less.
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|---|---|---|---|---|
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-
2008
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Cited By (3)
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