JP3347031B2 - 炭化チタン被覆工具 - Google Patents
炭化チタン被覆工具Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/044—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削用および耐摩
耗用の炭化チタン被覆工具に関するものである。
耗用の炭化チタン被覆工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、被覆工具は超硬質合金、高速度
鋼、特殊鋼よりなる基体表面に硬質皮膜を化学蒸着法
や、物理蒸着法で成膜することにより作製される。この
ような被覆工具は皮膜の耐摩耗性と基体の強靭性とを兼
ね備えており、広く実用に供されている。特に、高硬度
材を高速で切削する場合に、切削工具の刃先温度は１０
００℃前後まで上がるとともに、被削材との接触による
摩耗や断続切削等の機械的衝撃に耐える必要があり、耐
摩耗性と強靭性とを兼ね備えた被覆工具が重宝されてい
る。
鋼、特殊鋼よりなる基体表面に硬質皮膜を化学蒸着法
や、物理蒸着法で成膜することにより作製される。この
ような被覆工具は皮膜の耐摩耗性と基体の強靭性とを兼
ね備えており、広く実用に供されている。特に、高硬度
材を高速で切削する場合に、切削工具の刃先温度は１０
００℃前後まで上がるとともに、被削材との接触による
摩耗や断続切削等の機械的衝撃に耐える必要があり、耐
摩耗性と強靭性とを兼ね備えた被覆工具が重宝されてい
る。
【０００３】硬質皮膜には、耐摩耗性と靭性に優れた周
期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒
化物からなる非酸化膜や耐酸化性に優れた酸化膜が単層
あるいは多層膜として用いられる。非酸化膜では例えば
ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮが利用され、酸化膜では特に
α型酸化アルミニウムやκ型酸化アルミニウム等が利用
されている。特に、周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の
炭化物を主成分とする非酸化膜は硬度が高く、耐摩耗性
に優れるのが特長であり被覆工具に多用されているが、
その欠点は酸化されやすく特性が安定しないことであ
る。
期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒
化物からなる非酸化膜や耐酸化性に優れた酸化膜が単層
あるいは多層膜として用いられる。非酸化膜では例えば
ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮが利用され、酸化膜では特に
α型酸化アルミニウムやκ型酸化アルミニウム等が利用
されている。特に、周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の
炭化物を主成分とする非酸化膜は硬度が高く、耐摩耗性
に優れるのが特長であり被覆工具に多用されているが、
その欠点は酸化されやすく特性が安定しないことであ
る。
【０００４】この欠点を補うため、非酸化膜上に耐酸化
性に優れた酸化アルミニウム等の酸化膜を形成する多層
膜構造を持たせることにより非酸化膜の酸化を防止する
ことが行われている。この非酸化膜／酸化膜の多層膜構
造の欠点は非酸化膜と酸化膜との間の密着性が低いこと
である。
性に優れた酸化アルミニウム等の酸化膜を形成する多層
膜構造を持たせることにより非酸化膜の酸化を防止する
ことが行われている。この非酸化膜／酸化膜の多層膜構
造の欠点は非酸化膜と酸化膜との間の密着性が低いこと
である。
【０００５】上記のように耐摩耗性に優れた非酸化膜と
高温特性に優れた酸化膜の特長を活かし、両者を密着性
良く形成する方法が従来から種々提案されている。例え
ば特開平７−３１４２０７では酸化アルミニウムの下層
の結晶形状を規定しており、炭化チタンまたは炭窒酸化
チタンからなる結晶粒が粒状の組織を有し、その上層に
結晶粒が粒状の組織を有する酸化アルミニウムからなる
最上層とから構成される表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具が提案されている。
高温特性に優れた酸化膜の特長を活かし、両者を密着性
良く形成する方法が従来から種々提案されている。例え
ば特開平７−３１４２０７では酸化アルミニウムの下層
の結晶形状を規定しており、炭化チタンまたは炭窒酸化
チタンからなる結晶粒が粒状の組織を有し、その上層に
結晶粒が粒状の組織を有する酸化アルミニウムからなる
最上層とから構成される表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削
工具が提案されている。
【０００６】また、特許番号２５３５８６６号ではＸ線
回折で（２２０）面に最強ピークが現れるチタンの炭窒
酸化の単層またはチタンの炭化物、炭窒化物および炭窒
酸化物のうち一種もしくは二種からなる内層と、κ型酸
化アルミニウムまたはκ型酸化アルミニウムとα型酸化
アルミニウムからなる外層とからなる表面被覆超硬合金
製切削工具が提案され、特許番号２５５６１０１号では
Ｘ線回折におけるピーク高さが（２００）面に現れ、二
番目のピーク高さが（２２０）面に現れ、されに三番目
のピーク高さが（１１１）面に現れるピーク高さ分布を
有するチタンの炭化物が提案されている。
回折で（２２０）面に最強ピークが現れるチタンの炭窒
酸化の単層またはチタンの炭化物、炭窒化物および炭窒
酸化物のうち一種もしくは二種からなる内層と、κ型酸
化アルミニウムまたはκ型酸化アルミニウムとα型酸化
アルミニウムからなる外層とからなる表面被覆超硬合金
製切削工具が提案され、特許番号２５５６１０１号では
Ｘ線回折におけるピーク高さが（２００）面に現れ、二
番目のピーク高さが（２２０）面に現れ、されに三番目
のピーク高さが（１１１）面に現れるピーク高さ分布を
有するチタンの炭化物が提案されている。
【０００７】上記のように従来の周期律表IVａ、Ｖａ、
VIａ族金属の炭化物を主とする非酸化膜では炭化チタン
または炭窒酸化チタンの結晶形状は粒状であり、アンカ
ー効果等による密着性の向上は期待できないものであ
る。
VIａ族金属の炭化物を主とする非酸化膜では炭化チタン
または炭窒酸化チタンの結晶形状は粒状であり、アンカ
ー効果等による密着性の向上は期待できないものであ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は耐摩耗
性の優れた非酸化膜と高温特性の優れた酸化膜の両者の
特長を活かし、両者を密着性良く形成するものとして、
酸化アルミニウム膜直下の周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族
金属の炭化物を主とする非酸化膜、特にチタンの炭化物
を主とする層が針状、棒状、板状のいずれかまたは二種
以上の形状の突起を持つ組織を有しておりアンカー効果
等によりチタンの炭化物を主とする層と酸化アルミニウ
ム膜との密着性に優れ切削特性等の品質が安定した炭化
チタン被覆工具を提供することである。
性の優れた非酸化膜と高温特性の優れた酸化膜の両者の
特長を活かし、両者を密着性良く形成するものとして、
酸化アルミニウム膜直下の周期律表IVａ、Ｖａ、VIａ族
金属の炭化物を主とする非酸化膜、特にチタンの炭化物
を主とする層が針状、棒状、板状のいずれかまたは二種
以上の形状の突起を持つ組織を有しておりアンカー効果
等によりチタンの炭化物を主とする層と酸化アルミニウ
ム膜との密着性に優れ切削特性等の品質が安定した炭化
チタン被覆工具を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するため改善策を鋭意研究してきた結果、酸化ア
ルミニウム膜直下の膜組織、および周期律表IVａ、Ｖ
ａ、VIａ族金属の炭化物を主成分とする非酸化膜を以下
のように改質することで炭化チタン被覆工具の特性が改
善され、前記の問題点が解決することを見出し、本発明
に想到した。
を解決するため改善策を鋭意研究してきた結果、酸化ア
ルミニウム膜直下の膜組織、および周期律表IVａ、Ｖ
ａ、VIａ族金属の炭化物を主成分とする非酸化膜を以下
のように改質することで炭化チタン被覆工具の特性が改
善され、前記の問題点が解決することを見出し、本発明
に想到した。
【００１０】すなわち本発明は、基体表面に周期律表の
IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、並びに炭窒
化物のいずれか一種の単層皮膜または二種以上の多層皮
膜と、酸化アルミニウム膜を有し、その単層皮膜または
多層皮膜の少なくとも一層がチタンの炭化物を主として
構成される炭化チタン被覆工具において、該酸化アルミ
ニウム膜直下のチタンの炭化物を主として構成される層
がホウ素を０．３〜１０．０ｗｔ％含有していることを
特徴とする炭化チタン被覆工具である。また、チタンの
炭化物を主として構成される層の表面が針状、棒状また
は板状の突起を持つ組織を有していることを特徴とする
炭化チタン被覆工具である。また、チタンの炭化物を主
として構成される層の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１
１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１
１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３１１）またはＰＲ
（１１１）が最も大きいことを特徴とする炭化チタン被
覆工具である。また、チタンの炭化物を主として構成さ
れる層の下地がチタンの炭窒化物層であることを特徴と
する炭化チタン被覆工具である。また、酸化アルミニウ
ム膜の表面にチタンの窒化膜が形成されていることを特
徴とする炭化チタン被覆工具である。また、周期律表の
IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の
うちの少なくとも一種以上とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｒのうちの少なくとも一種以上とよりなる超硬質
合金を基体とすることを特徴とする炭化チタン被覆工具
である。
IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、並びに炭窒
化物のいずれか一種の単層皮膜または二種以上の多層皮
膜と、酸化アルミニウム膜を有し、その単層皮膜または
多層皮膜の少なくとも一層がチタンの炭化物を主として
構成される炭化チタン被覆工具において、該酸化アルミ
ニウム膜直下のチタンの炭化物を主として構成される層
がホウ素を０．３〜１０．０ｗｔ％含有していることを
特徴とする炭化チタン被覆工具である。また、チタンの
炭化物を主として構成される層の表面が針状、棒状また
は板状の突起を持つ組織を有していることを特徴とする
炭化チタン被覆工具である。また、チタンの炭化物を主
として構成される層の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１
１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１
１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３１１）またはＰＲ
（１１１）が最も大きいことを特徴とする炭化チタン被
覆工具である。また、チタンの炭化物を主として構成さ
れる層の下地がチタンの炭窒化物層であることを特徴と
する炭化チタン被覆工具である。また、酸化アルミニウ
ム膜の表面にチタンの窒化膜が形成されていることを特
徴とする炭化チタン被覆工具である。また、周期律表の
IVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の
うちの少なくとも一種以上とＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｃｒのうちの少なくとも一種以上とよりなる超硬質
合金を基体とすることを特徴とする炭化チタン被覆工具
である。
【００１１】
【発明の実施の形態】図３は代表的な本発明品の被覆工
具において、後述の実施例の条件により基体表面にＴｉ
ＮとＴｉＣＮを成膜した後、ＴｉＣ成膜時にＢＣｌ３ガ
スを添加して作製した炭化チタン被覆工具の皮膜表面部
分をＳＥＭにより５０００倍で観察したものの一例であ
る。図３から本発明品のチタンの炭化物を主とする層は
針状および板状の突起を有した組織であることがわか
る。
具において、後述の実施例の条件により基体表面にＴｉ
ＮとＴｉＣＮを成膜した後、ＴｉＣ成膜時にＢＣｌ３ガ
スを添加して作製した炭化チタン被覆工具の皮膜表面部
分をＳＥＭにより５０００倍で観察したものの一例であ
る。図３から本発明品のチタンの炭化物を主とする層は
針状および板状の突起を有した組織であることがわか
る。
【００１２】また、図２は本発明品の一例を示す炭化チ
タン被覆工具の皮膜部分を試料面にして２θ−θ走査法
により測定したＸ線回折パターンを示したものである。
表２は後に詳説するように図２のＸ線回折パターンから
求めた各（ｈｋｌ）面の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋ
ｌ）値を図示したものである。Ｘ線源にはＣｕのＫα１
（波長λ＝１．５４０５Ａ）を用いた。図２、表２から
本発明品の炭化チタン層の等価Ｘ線回折強度はＰＲ（１
１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１
１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３１１）またはＰＲ
（１１１）が最も大きく、（３１１）面または（１１
１）面の配向が最も強いことがわかる。
タン被覆工具の皮膜部分を試料面にして２θ−θ走査法
により測定したＸ線回折パターンを示したものである。
表２は後に詳説するように図２のＸ線回折パターンから
求めた各（ｈｋｌ）面の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋ
ｌ）値を図示したものである。Ｘ線源にはＣｕのＫα１
（波長λ＝１．５４０５Ａ）を用いた。図２、表２から
本発明品の炭化チタン層の等価Ｘ線回折強度はＰＲ（１
１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１
１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３１１）またはＰＲ
（１１１）が最も大きく、（３１１）面または（１１
１）面の配向が最も強いことがわかる。
【００１３】ここで等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）は
チタンの炭化物を主とする層の（ｈｋｌ）面からのＸ線
ピーク強度を定量的に評価するために次式により定義し
たものである。 ＰＲ(ｈｋｌ)＝｛Ｉ(ｈｋｌ)/Ｉ０(ｈｋｌ)｝／[Σ｛Ｉ(ｈｋｌ)/Ｉ０ (ｈｋｌ)｝/５]……式（１） 但し、（ｈｋｌ）＝（１１１）、（２００）、（２２
０）、（３１１）、（２２２） ここでＩ（ｈｋｌ）は（ｈｋｌ）面からのＸ線回折強度
を表し、Ｉ０（ｈｋｌ）はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３
２−１３８３ （Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏ
ｎ Ｆｉｌｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＪＣＰＤＳ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）に記載されてい
るＴｉＣのＸ線回折強度であり、配向が等方的である粉
末粒子の（ｈｋｌ）面からのＸ線回折強度を表してい
る。表１はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３２−１３８３に
記載されているＴｉＣのＸ線回折強度Ｉ０（ｈｋｌ）と
Ｘ線源に上記ＣｕＫα１線を用いた時に得られる２θ値
をｄ定数から計算したものをまとめたもので、等方的に
配向しているＴｉＣ粉末粒子の２θ値とＸ線回折強度を
表している。
チタンの炭化物を主とする層の（ｈｋｌ）面からのＸ線
ピーク強度を定量的に評価するために次式により定義し
たものである。 ＰＲ(ｈｋｌ)＝｛Ｉ(ｈｋｌ)/Ｉ０(ｈｋｌ)｝／[Σ｛Ｉ(ｈｋｌ)/Ｉ０ (ｈｋｌ)｝/５]……式（１） 但し、（ｈｋｌ）＝（１１１）、（２００）、（２２
０）、（３１１）、（２２２） ここでＩ（ｈｋｌ）は（ｈｋｌ）面からのＸ線回折強度
を表し、Ｉ０（ｈｋｌ）はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３
２−１３８３ （Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏ
ｎ Ｆｉｌｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＪＣＰＤＳ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ
Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）に記載されてい
るＴｉＣのＸ線回折強度であり、配向が等方的である粉
末粒子の（ｈｋｌ）面からのＸ線回折強度を表してい
る。表１はＡＳＴＭファイル Ｎｏ．３２−１３８３に
記載されているＴｉＣのＸ線回折強度Ｉ０（ｈｋｌ）と
Ｘ線源に上記ＣｕＫα１線を用いた時に得られる２θ値
をｄ定数から計算したものをまとめたもので、等方的に
配向しているＴｉＣ粉末粒子の２θ値とＸ線回折強度を
表している。
【００１４】
【表１】
【００１５】等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）は、皮膜
の（ｈｋｌ）面からのＸ線回折ピーク強度の相対強度を
示しており、ＰＲ（ｈｋｌ）値が大きい程（ｈｋｌ）面
からのＸ線ピーク強度が他のピーク強度よりも強く、
（ｈｋｌ）面方向に測定物（皮膜）が配向していること
を示す。本発明の炭化チタン被覆工具におけるチタンの
炭化物を主とする層のＰＲ（ｈｋｌ）を測定すると、表
２、図２等の後述の実施例で詳説するように、そのチタ
ンの炭化物層はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ
（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰ
Ｒ（３１１）あるいはＰＲ（１１１）が大きく、（３１
１）面あるいは（１１１）面の配向が最も強いことがわ
かる。
の（ｈｋｌ）面からのＸ線回折ピーク強度の相対強度を
示しており、ＰＲ（ｈｋｌ）値が大きい程（ｈｋｌ）面
からのＸ線ピーク強度が他のピーク強度よりも強く、
（ｈｋｌ）面方向に測定物（皮膜）が配向していること
を示す。本発明の炭化チタン被覆工具におけるチタンの
炭化物を主とする層のＰＲ（ｈｋｌ）を測定すると、表
２、図２等の後述の実施例で詳説するように、そのチタ
ンの炭化物層はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ
（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰ
Ｒ（３１１）あるいはＰＲ（１１１）が大きく、（３１
１）面あるいは（１１１）面の配向が最も強いことがわ
かる。
【００１６】本発明における被覆方法には既知の成膜方
法を適用することが可能である。例えば、通常の化学蒸
着法（熱ＣＶＤ）、プラズマを付加した化学蒸着法（Ｐ
ＡＣＶＤ）、イオンプレーティング法等を用いることが
できる。用途は切削工具に限るものではなく、チタンの
炭化物膜を含む単層あるいは多層の硬質皮膜により被覆
された耐摩耗材や金型、溶湯部品等でも良い。また酸化
アルミニウム膜はκ型酸化アルミニウム単相、α型酸化
アルミニウム単相に限るものではなく他の酸化物、例え
ばκ型酸化アルミニウムとα型酸化アルミニウムとの混
合膜やκ型酸化アルミニウム、α型酸化アルミニウムと
γ型酸化アルミニウム、θ型酸化アルミニウム、δ型酸
化アルミニウム、χ型酸化アルミニウム等、他相の酸化
アルミニウムとの混合膜あるいは酸化アルミニウムと酸
化ジルコニウム等他の酸化物との混合膜であっても同様
の効果が得られる。
法を適用することが可能である。例えば、通常の化学蒸
着法（熱ＣＶＤ）、プラズマを付加した化学蒸着法（Ｐ
ＡＣＶＤ）、イオンプレーティング法等を用いることが
できる。用途は切削工具に限るものではなく、チタンの
炭化物膜を含む単層あるいは多層の硬質皮膜により被覆
された耐摩耗材や金型、溶湯部品等でも良い。また酸化
アルミニウム膜はκ型酸化アルミニウム単相、α型酸化
アルミニウム単相に限るものではなく他の酸化物、例え
ばκ型酸化アルミニウムとα型酸化アルミニウムとの混
合膜やκ型酸化アルミニウム、α型酸化アルミニウムと
γ型酸化アルミニウム、θ型酸化アルミニウム、δ型酸
化アルミニウム、χ型酸化アルミニウム等、他相の酸化
アルミニウムとの混合膜あるいは酸化アルミニウムと酸
化ジルコニウム等他の酸化物との混合膜であっても同様
の効果が得られる。
【００１７】本発明においてチタンの炭化物を主とする
層または酸化アルミニウム膜は必ずしも最外層である必
要はなく、例えば更にその上に少なくとも一層のチタン
化合物（例えばＴｉＮ層等）を被覆しても良い。
層または酸化アルミニウム膜は必ずしも最外層である必
要はなく、例えば更にその上に少なくとも一層のチタン
化合物（例えばＴｉＮ層等）を被覆しても良い。
【００１８】次に本発明による被覆工具を実施例によっ
て具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に
限定されるものでない。
て具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に
限定されるものでない。
【００１９】（実施例１）重量％でＷＣ７２％，ＴｉＣ
８％，（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１１％，Ｃｏ９％の組成よりな
る切削工具用超硬基板をＣＶＤ炉内にセットし、その表
面に、化学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ
４ガスとＮ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さの
ＴｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤー
ガスとＴｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用
い６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９
５０〜１０２０℃でＣＨ４／ＴｉＣｌ４ガスの容積比が
４〜１０さらにＣＨ４／ＢＣｌ３ガスの容積比が５〜３
０のＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＨ２
キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ／分で６０
分間流してチタンの炭化物を主とする層を成膜し、次い
で、ＡｌＣｌ３ガスとＨ２ガス２ｌ／分とＣＯ２ガス１
００ｍｌ／分およびＨ２Ｓガス８ｍｌ／分とをＣＶＤ炉
内に流し１０１０℃で酸化アルミニウムを成膜した。そ
の後、Ｈ２ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ４ガス５０ｍｌ／分
とＮ２ガス１．３ｌ／分を流し１０１０℃で窒化チタン
膜を成膜し本発明品（被覆工具）Ｎｏ．１〜５を作製し
た。
８％，（Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ１１％，Ｃｏ９％の組成よりな
る切削工具用超硬基板をＣＶＤ炉内にセットし、その表
面に、化学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ
４ガスとＮ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さの
ＴｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤー
ガスとＴｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用
い６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９
５０〜１０２０℃でＣＨ４／ＴｉＣｌ４ガスの容積比が
４〜１０さらにＣＨ４／ＢＣｌ３ガスの容積比が５〜３
０のＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガスとＢＣｌ３ガスとＨ２
キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ／分で６０
分間流してチタンの炭化物を主とする層を成膜し、次い
で、ＡｌＣｌ３ガスとＨ２ガス２ｌ／分とＣＯ２ガス１
００ｍｌ／分およびＨ２Ｓガス８ｍｌ／分とをＣＶＤ炉
内に流し１０１０℃で酸化アルミニウムを成膜した。そ
の後、Ｈ２ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ４ガス５０ｍｌ／分
とＮ２ガス１．３ｌ／分を流し１０１０℃で窒化チタン
膜を成膜し本発明品（被覆工具）Ｎｏ．１〜５を作製し
た。
【００２０】図１は本発明品を１０°傾けて研磨し、膜
近傍を倍率１０００倍で観察したときの光学顕微鏡写真
である。超硬製基体側から順に窒化チタン膜、炭窒化チ
タン膜、チタンの炭化物を主とする層、酸化アルミニウ
ム膜が成膜されており、酸化アルミニウム膜と直接接触
する下地膜（チタンの炭化物を主とする層）が針状また
は板状の組織を有していることがわかる。また、作製し
た膜のＸ線回折を理学電気（株）製のＸ線回折装置（Ｒ
Ｕ−３００Ｒ）を用いて２θ−θ法により２θが２０〜
９０°の範囲内で行った。Ｘ線源にはＣｕＫα１線を用
い、Ｋα２線とノイズとは装置に内蔵されたソフトによ
り除去した。図２にこの条件下で行った本発明品のＸ線
回折結果の一例を示した。図２と同様のＸ線回折パター
ンから本発明品のチタンの炭化物を主とする層の各（ｈ
ｋｌ）面ピークのＸ線回折強度I（ｈｋｌ）を測定し、
式（１）により求めた等価回折Ｘ線強度ＰＲ（ｈｋｌ）
値を表２にまとめる。図２、表２より、等価Ｘ線回折強
度ＰＲ（ｈｋｌ）値に換算するとPR(３１１)またはＰＲ
（１１１）が大きく（３１１）面または（１１１）面の
配向が強いことがわかる。
近傍を倍率１０００倍で観察したときの光学顕微鏡写真
である。超硬製基体側から順に窒化チタン膜、炭窒化チ
タン膜、チタンの炭化物を主とする層、酸化アルミニウ
ム膜が成膜されており、酸化アルミニウム膜と直接接触
する下地膜（チタンの炭化物を主とする層）が針状また
は板状の組織を有していることがわかる。また、作製し
た膜のＸ線回折を理学電気（株）製のＸ線回折装置（Ｒ
Ｕ−３００Ｒ）を用いて２θ−θ法により２θが２０〜
９０°の範囲内で行った。Ｘ線源にはＣｕＫα１線を用
い、Ｋα２線とノイズとは装置に内蔵されたソフトによ
り除去した。図２にこの条件下で行った本発明品のＸ線
回折結果の一例を示した。図２と同様のＸ線回折パター
ンから本発明品のチタンの炭化物を主とする層の各（ｈ
ｋｌ）面ピークのＸ線回折強度I（ｈｋｌ）を測定し、
式（１）により求めた等価回折Ｘ線強度ＰＲ（ｈｋｌ）
値を表２にまとめる。図２、表２より、等価Ｘ線回折強
度ＰＲ（ｈｋｌ）値に換算するとPR(３１１)またはＰＲ
（１１１）が大きく（３１１）面または（１１１）面の
配向が強いことがわかる。
【００２１】
【表２】
【００２２】図３は本発明品のチタンの炭化物を主とす
る層を成膜後、ＣＶＤ炉から取出し皮膜表面部分をＳＥ
Ｍにより倍率５０００倍で観察したものの一例である。
また、本発明品の組成はＥＰＭＡを用いてチタンの炭化
物を主とする層のＴｉ、Ｃ、Ｂの定量分析を行い、皮膜
表面の最大面粗さＲｍａｘはレーザー顕微鏡１LM１１を
用いて測定長１８μｍで測定した。これらの評価結果を
表３にまとめる。図３より本発明品のチタンの炭化物を
主とする層の表面形態は針状および板状の突起を有した
組織であることがわかる。また、表３より本発明品はチ
タンの炭化物を主とする層中にホウ素が０．３〜１０ｗ
ｔ％含まれていることがわかる。表面粗さは１．００〜
１．４２μｍと若干大きく膜表面が起伏に富んでいるこ
とがわかる。
る層を成膜後、ＣＶＤ炉から取出し皮膜表面部分をＳＥ
Ｍにより倍率５０００倍で観察したものの一例である。
また、本発明品の組成はＥＰＭＡを用いてチタンの炭化
物を主とする層のＴｉ、Ｃ、Ｂの定量分析を行い、皮膜
表面の最大面粗さＲｍａｘはレーザー顕微鏡１LM１１を
用いて測定長１８μｍで測定した。これらの評価結果を
表３にまとめる。図３より本発明品のチタンの炭化物を
主とする層の表面形態は針状および板状の突起を有した
組織であることがわかる。また、表３より本発明品はチ
タンの炭化物を主とする層中にホウ素が０．３〜１０ｗ
ｔ％含まれていることがわかる。表面粗さは１．００〜
１．４２μｍと若干大きく膜表面が起伏に富んでいるこ
とがわかる。
【００２３】（比較例１）実施例１と同様の手順で、化
学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ４ガスと
Ｎ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを
９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤーガスとＴ
ｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用い６μｍ
厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜１
０２０℃でＣＨ４／ＴｉＣｌ４ガスの容積比が４〜１０
さらにＣＨ４／ＢＣｌ３ガスの容積比が０〜５あるいは
３０を超えたＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガスとＢＣｌ３ガ
スとＨ２キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ／
分で６０分間流してＴｉＣ膜を成膜し、次いで、ＡｌＣ
ｌ３ガスとＨ２ガス２ｌ／分とＣＯ２ガス１００ｍｌ／
分およびＨ２Ｓガス８ｍｌ／分とをＣＶＤ炉内に流し１
０１０℃で酸化アルミニウムを成膜した。その後、Ｈ２
ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ４ガス５０ｍｌ／分とＮ２ガス
１．３ｌ／分を流し１０１０℃で窒化チタン膜を成膜し
従来例品Ｎｏ．１１〜１３を作製した。
学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ４ガスと
Ｎ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴｉＮを
９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤーガスとＴ
ｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用い６μｍ
厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５０〜１
０２０℃でＣＨ４／ＴｉＣｌ４ガスの容積比が４〜１０
さらにＣＨ４／ＢＣｌ３ガスの容積比が０〜５あるいは
３０を超えたＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガスとＢＣｌ３ガ
スとＨ２キャリヤーガスとをトータル２，２００ｍｌ／
分で６０分間流してＴｉＣ膜を成膜し、次いで、ＡｌＣ
ｌ３ガスとＨ２ガス２ｌ／分とＣＯ２ガス１００ｍｌ／
分およびＨ２Ｓガス８ｍｌ／分とをＣＶＤ炉内に流し１
０１０℃で酸化アルミニウムを成膜した。その後、Ｈ２
ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ４ガス５０ｍｌ／分とＮ２ガス
１．３ｌ／分を流し１０１０℃で窒化チタン膜を成膜し
従来例品Ｎｏ．１１〜１３を作製した。
【００２４】図４は実施例１と同様に従来例品を１０°
傾けて研磨し、膜近傍を倍率１０００倍で観察したとき
の光学顕微鏡写真である。超硬製基体側から順に窒化チ
タン、炭窒化チタン、チタンの炭化物を主とする層、酸
化アルミニウム膜が成膜されており、酸化アルミニウム
膜と直接接触する下地膜（チタンの炭化物を主とする
層）との界面が直線状に形成されており、従来品が針状
または板状の組織を有していないことがわかる。また、
上記従来例品の膜のＸ線回折パターンを図５に示す。図
５と同様のＸ線回折パターンから従来例品のチタンの炭
化物を主とする層の各（ｈｋｌ）面ピークのＸ線回折強
度I（ｈｋｌ）を測定し、式（１）により求めた等価Ｘ
線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）値を表２にまとめる。図５、
表２より従来例品はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、
ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のう
ちＰＲ（２００）あるいはＰＲ（２２０）が強く、ＰＲ
（３１１）あるいはＰＲ（１１１）が弱いことがわか
る。図６は上記本発明品と同様に、従来例１の条件で従
来例品のチタンの炭化物を主とする層を成膜後、ＣＶＤ
炉から取出し皮膜表面部分をＳＥＭにより倍率５０００
倍で観察したものの一例である。また、チタンの炭化物
を主とする層のＴｉ、Ｃ、Ｂの定量分析結果、最大面粗
さＲｍａｘを表３にまとめる。図６より従来例品のチタ
ンの炭化物を主とする層の表面形態は本発明品とは異な
り粒状を有した組織であることがわかる。また、表３よ
り従来例品のチタンの炭化物を主とする層のホウ素は
０．３ｗｔ％未満または１０ｗｔ％を越えて多く含まれ
ている。また、表面粗さは０．６μｍ未満であり平坦で
あることがわかる。
傾けて研磨し、膜近傍を倍率１０００倍で観察したとき
の光学顕微鏡写真である。超硬製基体側から順に窒化チ
タン、炭窒化チタン、チタンの炭化物を主とする層、酸
化アルミニウム膜が成膜されており、酸化アルミニウム
膜と直接接触する下地膜（チタンの炭化物を主とする
層）との界面が直線状に形成されており、従来品が針状
または板状の組織を有していないことがわかる。また、
上記従来例品の膜のＸ線回折パターンを図５に示す。図
５と同様のＸ線回折パターンから従来例品のチタンの炭
化物を主とする層の各（ｈｋｌ）面ピークのＸ線回折強
度I（ｈｋｌ）を測定し、式（１）により求めた等価Ｘ
線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）値を表２にまとめる。図５、
表２より従来例品はＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、
ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のう
ちＰＲ（２００）あるいはＰＲ（２２０）が強く、ＰＲ
（３１１）あるいはＰＲ（１１１）が弱いことがわか
る。図６は上記本発明品と同様に、従来例１の条件で従
来例品のチタンの炭化物を主とする層を成膜後、ＣＶＤ
炉から取出し皮膜表面部分をＳＥＭにより倍率５０００
倍で観察したものの一例である。また、チタンの炭化物
を主とする層のＴｉ、Ｃ、Ｂの定量分析結果、最大面粗
さＲｍａｘを表３にまとめる。図６より従来例品のチタ
ンの炭化物を主とする層の表面形態は本発明品とは異な
り粒状を有した組織であることがわかる。また、表３よ
り従来例品のチタンの炭化物を主とする層のホウ素は
０．３ｗｔ％未満または１０ｗｔ％を越えて多く含まれ
ている。また、表面粗さは０．６μｍ未満であり平坦で
あることがわかる。
【００２５】
【表３】
【００２６】次に、実施例１および従来例１の条件で製
作した切削工具（スローアウェイチップ）各５個を用い
て、表４の条件で連続切削し、膜の摩耗状況を倍率２０
０倍の光学顕微鏡により観察し、平均逃げ面摩耗量が
０．４ｍｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに
達した時間を寿命と判断した。これらの切削試験結果を
表３の切削時間にまとめる。
作した切削工具（スローアウェイチップ）各５個を用い
て、表４の条件で連続切削し、膜の摩耗状況を倍率２０
０倍の光学顕微鏡により観察し、平均逃げ面摩耗量が
０．４ｍｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに
達した時間を寿命と判断した。これらの切削試験結果を
表３の切削時間にまとめる。
【００２７】
【表４】
【００２８】この切削試験の結果より、従来例１の条件
で作製した従来例品のスローアウェイチップは２０分以
内の切削で寿命に達しているのに対して、実施例１の条
件で作製した本発明品のスローアウェイチップの寿命は
いずれも４０〜４５分間切削でき、切削特性が優れてい
ることが判明した。
で作製した従来例品のスローアウェイチップは２０分以
内の切削で寿命に達しているのに対して、実施例１の条
件で作製した本発明品のスローアウェイチップの寿命は
いずれも４０〜４５分間切削でき、切削特性が優れてい
ることが判明した。
【００２９】（実施例２）上記実施例１と同様の手順
で、化学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ４
ガスとＮ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴ
ｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤーガ
スとＴｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用い
６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５
０〜１０２０℃で（ＣＨ４＋Ｎ２）／ＴｉＣｌ４ガスの
容積比が３０〜６０さらに（ＣＨ４＋Ｎ２）／ＢＣｌ３
ガスの容積比が３〜５０のＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガス
とＮ２ガスとＢＣｌ３ガスとＨ２キャリヤーガスとをト
ータル３，５００ｍｌ／分で１２０分間流してチタンの
炭化物を主とする層を成膜し、次いで、ＡｌＣｌ３ガス
とＨ２ガス２ｌ／分とＣＯ２ガス１００ｍｌ／分および
Ｈ２Ｓガス８ｍｌ／分とをＣＶＤ炉内に流し１０１０℃
で酸化アルミニウムを成膜した。その後、Ｈ２ガス４ｌ
／分とＴｉＣｌ４ガス５０ｍｌ／分とＮ２ガス１．３ｌ
／分を流し１０１０℃で窒化チタン膜を成膜し本発明品
（被覆工具）Ｎｏ．６を作製した。
で、化学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ４
ガスとＮ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴ
ｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤーガ
スとＴｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用い
６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５
０〜１０２０℃で（ＣＨ４＋Ｎ２）／ＴｉＣｌ４ガスの
容積比が３０〜６０さらに（ＣＨ４＋Ｎ２）／ＢＣｌ３
ガスの容積比が３〜５０のＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガス
とＮ２ガスとＢＣｌ３ガスとＨ２キャリヤーガスとをト
ータル３，５００ｍｌ／分で１２０分間流してチタンの
炭化物を主とする層を成膜し、次いで、ＡｌＣｌ３ガス
とＨ２ガス２ｌ／分とＣＯ２ガス１００ｍｌ／分および
Ｈ２Ｓガス８ｍｌ／分とをＣＶＤ炉内に流し１０１０℃
で酸化アルミニウムを成膜した。その後、Ｈ２ガス４ｌ
／分とＴｉＣｌ４ガス５０ｍｌ／分とＮ２ガス１．３ｌ
／分を流し１０１０℃で窒化チタン膜を成膜し本発明品
（被覆工具）Ｎｏ．６を作製した。
【００３０】作製した膜のＸ線回折パターンを実施例１
と同じ方法で測定し、ＴｉＣ膜の各（ｈｋｌ）面ピーク
のＸ線回折強度I（ｈｋｌ）を測定し、式（１）により
等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）値を求め表５にまとめ
る。表５より、本発明品はＰＲ（３１１）が大きく（３
１１）面の配向が強いことがわかる。
と同じ方法で測定し、ＴｉＣ膜の各（ｈｋｌ）面ピーク
のＸ線回折強度I（ｈｋｌ）を測定し、式（１）により
等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）値を求め表５にまとめ
る。表５より、本発明品はＰＲ（３１１）が大きく（３
１１）面の配向が強いことがわかる。
【００３１】
【表５】
【００３２】（従来例２）また、実施例２と同様の手順
で、化学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ４
ガスとＮ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴ
ｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤーガ
スとＴｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用い
６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５
０〜１０２０℃で（ＣＨ４＋Ｎ２）／ＴｉＣｌ４ガスの
容積比が３０〜６０のＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガスとＮ
２ガスとＨ２キャリヤーガスとをトータル３，５００ｍ
ｌ／分で１２０分間流してチタンの炭化物を主とする層
を成膜し、次いで、ＡｌＣｌ３ガスとＨ２ガス２ｌ／分
とＣＯ２ガス１００ｍｌ／分およびＨ２Ｓガス８ｍｌ／
分とをＣＶＤ炉内に流し１０１０℃で酸化アルミニウム
を成膜した。その後、Ｈ２ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ４ガ
ス５０ｍｌ／分とＮ２ガス１．３ｌ／分を流し１０１０
℃で窒化チタン膜を成膜し従来品Ｎｏ．１４を作製し
た。
で、化学蒸着法によりＨ２キャリヤーガスとＴｉＣｌ４
ガスとＮ２ガスとを原料ガスに用い０．３μｍ厚さのＴ
ｉＮを９００℃でまず形成し、次に、Ｈ２キャリヤーガ
スとＴｉＣｌ４ガスとＣＨ３ＣＮガスを原料ガスに用い
６μｍ厚さのＴｉＣＮ膜を９００℃で成膜した後、９５
０〜１０２０℃で（ＣＨ４＋Ｎ２）／ＴｉＣｌ４ガスの
容積比が３０〜６０のＴｉＣｌ４ガスとＣＨ４ガスとＮ
２ガスとＨ２キャリヤーガスとをトータル３，５００ｍ
ｌ／分で１２０分間流してチタンの炭化物を主とする層
を成膜し、次いで、ＡｌＣｌ３ガスとＨ２ガス２ｌ／分
とＣＯ２ガス１００ｍｌ／分およびＨ２Ｓガス８ｍｌ／
分とをＣＶＤ炉内に流し１０１０℃で酸化アルミニウム
を成膜した。その後、Ｈ２ガス４ｌ／分とＴｉＣｌ４ガ
ス５０ｍｌ／分とＮ２ガス１．３ｌ／分を流し１０１０
℃で窒化チタン膜を成膜し従来品Ｎｏ．１４を作製し
た。
【００３３】作製したこの従来例品の膜のＸ線回折パタ
ーンを実施例２と同じ方法で測定し、ＴｉＣ膜の各（ｈ
ｋｌ）面ピークのＸ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）を測定し、
式（１）により等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）値を求
めた結果を表５にまとめる。表５より、従来例品Ｎｏ．
１４はＰＲ(２００)が大きく（２００）面に配向してい
ることがわかる。
ーンを実施例２と同じ方法で測定し、ＴｉＣ膜の各（ｈ
ｋｌ）面ピークのＸ線回折強度Ｉ（ｈｋｌ）を測定し、
式（１）により等価Ｘ線回折強度ＰＲ（ｈｋｌ）値を求
めた結果を表５にまとめる。表５より、従来例品Ｎｏ．
１４はＰＲ(２００)が大きく（２００）面に配向してい
ることがわかる。
【００３４】次に、実施例２および従来例２の条件で製
作した切削工具（スローアウェイチップ）各５個を用い
て、表６の条件で連続切削し、膜の摩耗状況を倍率２０
０倍の光学顕微鏡でにより観察し、平均逃げ面摩耗量が
０．４ｍｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに
達した時間を寿命と判断した。これらの切削試験結果を
表５の切削時間にまとめる。
作した切削工具（スローアウェイチップ）各５個を用い
て、表６の条件で連続切削し、膜の摩耗状況を倍率２０
０倍の光学顕微鏡でにより観察し、平均逃げ面摩耗量が
０．４ｍｍ、クレーター摩耗が０．１ｍｍのどちらかに
達した時間を寿命と判断した。これらの切削試験結果を
表５の切削時間にまとめる。
【００３５】
【表６】
【００３６】この切削試験の結果より、従来例２の条件
で作製した従来例品のスローアウェイチップは２０分の
切削で寿命に達しているのに対して、実施例２の条件で
作製した本発明品のスローアウェイチップの寿命は４０
分間以上切削でき、切削特性が優れていることが判明し
た。
で作製した従来例品のスローアウェイチップは２０分の
切削で寿命に達しているのに対して、実施例２の条件で
作製した本発明品のスローアウェイチップの寿命は４０
分間以上切削でき、切削特性が優れていることが判明し
た。
【００３７】以上の通り、チタンの炭化物を主とする層
にホウ素を０．３〜１０．０ｗｔ％含有させることによ
り針状、棒状または板状の突起を持つ組織で、等価Ｘ線
回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２
０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３
１１）あるいはＰＲ（１１１）が最大であるチタンの炭
化物を主とする層を被覆することにより切削特性に優れ
た炭化チタン被覆工具を得られることがわかる。本発明
においてはチタンの炭化物を主とする層の組成は炭化チ
タン単相に限るものではなく、例えば酸素あるいは窒素
等が含まれたものでも上記実施例と同様の作用効果が得
られることは勿論であり、本発明に含まれる。また、下
地膜はＴｉＣＮに限るものではなく、例えばＴｉＮ膜上
にチタンの炭化物を主とする層を成膜した場合も上記実
施例と同様の作用効果が得られた。
にホウ素を０．３〜１０．０ｗｔ％含有させることによ
り針状、棒状または板状の突起を持つ組織で、等価Ｘ線
回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、ＰＲ（２２
０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のうちＰＲ（３
１１）あるいはＰＲ（１１１）が最大であるチタンの炭
化物を主とする層を被覆することにより切削特性に優れ
た炭化チタン被覆工具を得られることがわかる。本発明
においてはチタンの炭化物を主とする層の組成は炭化チ
タン単相に限るものではなく、例えば酸素あるいは窒素
等が含まれたものでも上記実施例と同様の作用効果が得
られることは勿論であり、本発明に含まれる。また、下
地膜はＴｉＣＮに限るものではなく、例えばＴｉＮ膜上
にチタンの炭化物を主とする層を成膜した場合も上記実
施例と同様の作用効果が得られた。
【００３８】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、チタン
の炭化物を主とする層の密着性が良く、機械特性の優れ
た長寿命の炭化チタン被覆工具が実現でき、極めて有用
なものである。
の炭化物を主とする層の密着性が良く、機械特性の優れ
た長寿命の炭化チタン被覆工具が実現でき、極めて有用
なものである。
【図１】本発明に係わる炭化チタン被覆工具の１０°斜
め研磨面の光学顕微鏡写真である。
め研磨面の光学顕微鏡写真である。
【図２】本発明に係わる炭化チタン被覆工具のX線回折
パターンを示す図である。
パターンを示す図である。
【図３】本発明に係わる炭化チタン被覆工具のセラミッ
ク材料の組織写真である。
ク材料の組織写真である。
【図４】従来例に係わる炭化チタン被覆工具の１０°斜
め研磨面の光学顕微鏡写真である。
め研磨面の光学顕微鏡写真である。
【図５】従来例に係わる炭化チタン被覆工具のX線回折
パターンを示す図である。
パターンを示す図である。
【図６】従来例に係わる炭化チタン被覆工具のセラミッ
ク材料の組織写真である。
ク材料の組織写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 広志 千葉県成田市新泉13番地の２ 日立ツー ル株式会社成田工場内 (56)参考文献 特開 平５−8103（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−174304（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−47999（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−290307（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−71814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−32366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−148713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−41211（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 27/14 C23C 16/32 C23C 28/04
Claims (6)
- 【請求項１】 基体表面に周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ
族金属の炭化物、窒化物、並びに炭窒化物のいずれか一
種の単層皮膜または二種以上の多層皮膜と、酸化アルミ
ニウム膜を有し、その単層皮膜または多層皮膜の少なく
とも一層がチタンの炭化物を主として構成される炭化チ
タン被覆工具において、該酸化アルミニウム膜直下のチ
タンの炭化物を主として構成される層がホウ素を０．３
〜１０．０ｗｔ％含有していることを特徴とする炭化チ
タン被覆工具。 - 【請求項２】 チタンの炭化物を主として構成される層
の表面が針状、棒状、板状のいずれかまたは二種以上の
形状の突起を持つ組織を有していることを特徴とする請
求項１に記載の炭化チタン被覆工具。 - 【請求項３】 チタンの炭化物を主として構成される層
の等価Ｘ線回折強度ＰＲ（１１１）、ＰＲ（２００）、
ＰＲ（２２０）、ＰＲ（３１１）、ＰＲ（２２２）のう
ちＰＲ（３１１）またはＰＲ（１１１）が最も大きいこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の炭化チタン被
覆工具。 - 【請求項４】 チタンの炭化物を主として構成される層
の下地がチタンの炭窒化物層であることを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかに記載の炭化チタン被覆工具。 - 【請求項５】 酸化アルミニウム膜の表面にチタンの窒
化膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載の炭化チタン被覆工具。 - 【請求項６】 周期律表のIVａ、Ｖａ、VIａ族金属の炭
化物、窒化物、炭窒化物のうちの少なくとも一種以上と
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒのうちの少なくとも
一種以上とよりなる超硬質合金を基体とすることを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載の炭化チタン被
覆工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25591097A JP3347031B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 炭化チタン被覆工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25591097A JP3347031B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 炭化チタン被覆工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177406A JPH1177406A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3347031B2 true JP3347031B2 (ja) | 2002-11-20 |
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ID=17285277
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| JP (1) | JP3347031B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4711714B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-06-29 | 京セラ株式会社 | 表面被覆切削工具 |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP25591097A patent/JP3347031B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1177406A (ja) | 1999-03-23 |
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