KR100594333B1

KR100594333B1 - 경질 피복층을 가진 표면 피복 절삭 공구 부재 및 이 경질피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법

Info

Publication number: KR100594333B1
Application number: KR1020047011697A
Authority: KR
Inventors: 나까무라에이지; 다까오까히데미쯔; 다시로야스히꼬
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤; 미츠비시 마테리알 고베 툴스 가부시키가이샤
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2006-06-30
Also published as: EP1470880A1; EP1470880B1; US7144639B2; CN1325212C; CN1638900A; EP1470880A4; WO2003064085A1; KR20040077902A; US20050089727A1

Abstract

경질 피복층에 의해 우수한 수명 특성을 나타내는 표면 피복 절삭 공구 부재를 제공한다. 탄화텅스텐기 초경 합금 베이스체 또는 탄질화티탄기 서멧 베이스체 또는 입방정 질화붕소기 소결 재료 베이스체의 표면에, Ti 와 Y 의 복합 질화물층으로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 전체 평균 층두께로 물리증착하여 이루어지는 표면 피복 절삭 공구 부재에서의 상기 경질 피복층을, 층두께 방향을 따라, Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 소정 간격을 두고 교대로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점이, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.005∼0.15 를 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인 경질 피복층으로 구성한다.

절삭공구부재, 경질 피복층, Ti, Y

Description

경질 피복층을 가진 표면 피복 절삭 공구 부재 및 이 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법 {COATED CUTTING TOOL MEMBER HAVING HARD COATING LAYER AND METHOD FOR FORMING THE HARD COATING LAYER ON CUTTING TOOL}

본 발명은 각종 강이나 주철 등의 절삭가공을 고열 발생을 수반하는 고속 절삭 조건에서 행한 경우, 혹은 높은 기계적 충격을 수반하는 고속 절삭 깊이나 고속 이송 등의 중(重)절삭 조건에서 행한 경우에, 경질 피복층이 우수한 고온특성 및 강도를 가짐으로써, 우수한 수명 특성을 나타내는 피복 절삭 공구 및 상기 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 피복 절삭 공구에는 각종 강이나 주철 등의 피삭재의 선삭가공이나 평삭 가공에 바이트의 선단부에 착탈 자유롭게 장착하여 사용되는 슬로우 어웨이 팁, 상기 피삭재의 구멍 뚫기 절삭 가공 등에 사용되는 드릴이나 미니츄어 드릴, 또한 상기 피삭재의 면삭 가공이나 홈 가공, 숄더 가공 등에 사용되는 솔리드 타입의 엔드밀 등이 있고, 또 상기 슬로우 어웨이 팁을 착탈 자유롭게 장착하여 상기 솔리드 타입의 엔드밀과 동일하게 절삭 가공을 행하는 슬로우 어웨이 엔드밀 공구 등이 알려져 있다.

또 피복 절삭 공구로서 탄화텅스텐 (이하 WC 라고 함) 기 초경 합금, 탄질화 티탄 (이하 TiCN 으로 표시함) 기 서멧으로 이루어지는 베이스체, 또는 입방정 질화붕소 (이하 c-BN 으로 표시함) 기 소결 재료 베이스체 (이하 이들을 총칭하여 경질 베이스체라고 함) 의 표면에, TiN 이나 조성식 : (Al_zTi_1-Z)N (단, 원자비로 Z 는 0.4∼0.65 를 나타냄) 을 만족하는 Al 과 Ti 의 복합 질화물 [이하, (Al, Ti)N 으로 나타냄] 층 등으로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 평균층두께로 물리증착하여 이루어지는 피복 초경 공구가 알려져 있고, 이것이 각종 강이나 주철 등의 연속 절삭이나 단속 절삭 가공에 사용되는 것도 잘 알려져 있다.

또한 상기 피복 절삭 공구가, 예컨대 도 2 에 개략 설명도로 표시되는 물리 증착 장치의 일종인 아크 이온 플레이팅 장치에 상기 경질 베이스체를 넣고, 히터로 장치 내를 예컨대 500℃ 온도로 가열한 상태에서, 애노드 전극과 소정 조성을 갖는 Al-Ti 합금이 세트된 캐소드 전극 (증발원) 사이에, 예컨대 전류 : 90A 의 조건에서 아크 방전을 발생시키고, 동시에 장치 내에 반응 가스로서 질소가스를 도입하여, 예컨대 2㎩ 의 반응 분위기로 하고, 한편 상기 경질 베이스체에는, 예컨대 -100V 의 바이어스 전압을 인가한 조건에서, 상기 초경 합금 베이스체의 표면에 상기 (Al, Ti)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 증착함으로써 제조되는 것도 알려져 있다.

한편 경질 피복층의 슬라이딩 특성의 향상을 목적으로 하여, 예컨대 일본 공개특허공보 평5-330956호에 개시되어 있는 바와 같이 이온 믹싱법에 의해 조성식 : (Ti_1-Z R_Z)N (단, Z 는 0.005∼0.20 범위의 값을 취한다. R 은 희토류원소를 나 타내고, 이것의 후보로는 Dy, Y, La, Nd, Gd 등을 들 수 있다. 또 Z 는 전체 금속 원소 중의 희토류 원소의 원자비를 나타냄) 을 만족하는 Ti 와 희토류 원소의 복합 질화물 [이하, (Ti, R)N 으로 나타냄] 층으로 이루어지는 경질 피복층이 제안되어 있다.

최근의 절삭 가공 장치의 고성능화는 눈부시고, 한편으로 절삭 가공에 대한 노동력 절감 및 에너지 절약, 또한 저비용화의 요구는 강하고, 이에 따라 절삭 가공은 고속화의 경향에 있으나, 상기 종래 피복 절삭 공구에 있어서는, 이것을 통상의 절삭 가공 조건에서 사용한 경우에는 문제는 없지만, 이것을 높은 발열을 수반하는 고속 절삭 조건에서 사용한 경우에는, 경질 피복층의 마모 진행이 촉진되어, 비교적 단시간에 사용 수명이 다하는 것이 현 실정이다.

또한 최근, 절삭 가공은 고속 절삭 깊이나 고속 이송 등의 중절삭 조건에서 행해지는 경향이 있는데, 상기 종래 피복 절삭 공구에 있어서는, 이것을 통상의 절삭 가공 조건에서 사용한 경우에는 문제는 없지만, 단속 절삭 가공을 높은 기계적 충격을 수반하는 고속 절삭 깊이나 고속 이송 등의 중절삭 조건에서 행한 경우에는, 특히 경질 피복층의 강도 및 인성 부족이 원인으로 치핑 (미소 결손) 이 발생하기 쉬워지고, 비교적 단시간에 사용 수명이 다하는 것이 현 실정이다.

따라서 본 발명자들은 상기 서술한 바와 같은 관점에서, 우수한 수명 특성을 나타내는 피복 절삭 공구, 특히 단속 중절삭 가공으로 경질 피복층이 우수한 내치핑성을 발휘하는 피복 절삭 공구를 개발하기 위해, 상기 종래 피복 절삭공구를 구성하는 경질 피복층에 착안하여 연구한 결과,

(a) 상기 도 2 에 나타내는 아크 이온 플레이팅 장치를 사용하여 (Ti, Y)N층을 형성한 경우에 있어서, 추가로 Y 성분이 Ti 성분과의 함량에 차지하는 비율 (원자비) 로 0.005∼0.15 의 범위를 취하도록 조정하면, 피막 중에서의 Ti 이온과 Y 이온의 공존 효과에 의해 매우 높은 피막 경도, 및 내열성을 구비하게 되고, 이것을 절삭 가공에 사용한 경우에는, 높은 열발생을 수반하는 고속 절삭에 있어서도 매우 우수한 내마모성을 발휘하게 되는 것.

(b) 상기 (Ti, Y)N 층은, 층 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 조성을 갖고, 따라서 균질한 고온 경도와 내열성을 갖는데, 예컨대 도 1A 에 개략 평면도이고, 도 1B 에 개략 정면도로 표시되는 구조의 아크 이온 플레이팅 장치, 즉 장치 중앙부에 경질 베이스체 장착용 회전 테이블을 설치하고, 상기 회전 테이블을 사이에 두고, 일방측에 Y 성분을 함유한 Ti-Y 합금, 타방측에 금속 Ti 를 모두 캐소드 전극 (증발원) 으로 하여 대향배치한 아크 이온 플레이팅 장치를 사용하며, 이 장치의 상기 회전 테이블의 외주부를 따라 복수의 경질 베이스체를 링형상으로 장착하고, 이 상태에서 장치내 분위기를 질소분위기로 하여 상기 회전 테이블을 회전시킴과 동시에, 증착 형성되는 경질 피복층의 층두께 균일화를 도모하는 목적에서 경질 베이스체 자체도 자전시키면서, 상기 양측의 캐소드 전극 (증발원) 과 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키고, 상기 경질 베이스체의 표면에 (Ti, Y)N 층을 형성하면, 이 결과의 (Ti, Y)N 층에 있어서는, 회전 테이블 상에 링형상으로 배치된 상기 경질 베이스체가 상기 일방측의 Ti-Y 합금의 캐소드 전극 (증발원) 에 가장 접근한 시점에서 층 중에 Y 성분 최고 함유점이 형성되고, 또 상기 경질 베이스체가 상기 타방측의 금속 Ti 의 캐소드 전극에 가장 접근한 시점에서 층 중에 TiN 점 (Y 성분 불함유점) 이 형성되고, 상기 회전 테이블의 회전에 의해 층 중에는 층두께 방향을 따라 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점이 소정 간격을 두고 교대로 반복하여 나타남과 동시에, 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖게 되는 것.

(c) 상기 (b) 의 반복 연속 변화 성분 농도 분포 구조의 (Ti, Y)N 층을 형성할 때에, 대향배치되는 일방측의 캐소드 전극 (증발원) 인 Ti-Y 합금에서의 Y 성분 함유량과, 경질 베이스체가 장착되어 있는 회전 테이블의 회전 속도를 제어하여,

상기 Y 성분 최고 함유점이 조성식 : (Ti_1-XY_X)N (단, 원자비로 X 는 0.005∼0.10 을 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 두께 방향의 간격을 0.01∼0.1㎛ 으로 하면, 상기 Y 성분 최고 함유점 부분에서는, 상기 (Ti, Y)N 층이 갖는 고온 경도에 상당하는 우수한 고온경도를 나타내고, 한편 상기 Y 성분 불함유점 부분에서는, 실질적으로 TiN 점을 중심으로 하여 Y 성분 함유량이 현저하게 낮아지므로, TiN 이 갖는 고강도와 고인성이 확보되고, 또한 이들 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격을 매우 작게 한 점에서, 층 전체의 특성으로서 우수한 고온특성을 유지한 상태에서 훨씬 우수한 강도와 인성을 구비하게 되고, 따라서 경질 피복층이 관련되는 구성의 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 피복 절삭 공구는, 특히 각종 강이나 주철 등의 단속 절삭 가공을, 높은 기계적 충격을 수반하는 고속 절삭 깊이 또는 고속 이송 등의 중절삭 조건에서 행한 경우에도, 경질 피복층이 우수한 내치핑성을 발휘하게 되는 것.

이상 (a) 내지 (c) 에 표시되는 연구결과를 얻었다.

본 발명은 상기 연구결과에 의거하여 이루어진 것으로, 경질 베이스체의 표면에, (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 전체 평균 층두께로 물리증착하여, 단속 중절삭 가공으로 경질 피복층이 우수한 내치핑성을 발휘하는 피복 절삭 공구를 제공하는 것이다.

상기 경질 피복층은, 층두께 방향을 따라, Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 소정 간격을 두고 교대로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 가지면 바람직하다.

또한 상기 Y 성분 최고 함유점이, 조성식 : (Ti_1-XY_X)N (단, 원자비로 X 는 0.005∼0.10 을 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 이면 바람직하다.

X 의 범위는 0.005∼0.10 이 바람직하지만, 0.005∼0.07 로 하면 보다 바람직하고, 0.01∼0.05 로 하면 더욱 바람직하다.

상기 경질 베이스체로는 WC 기 초경 합금 베이스체, TiCN 기 서멧 베이스체, 또는 c-BN 기 소결재 재료 베이스체 등이 바람직하다.

본 발명은 또 상기 연구결과에 의거하여 아크 이온 플레이팅 장치 내의 회전 테이블 상에, 상기 회전 테이블의 중심축으로부터 반경방향으로 떨어진 위치에 경질 베이스체로 이루어지는 절삭 공구를 자전이 자유롭게 장착하고,

상기 아크 이온 플레이팅 장치 내의 반응 분위기를 질소가스 분위기로 하고, 상기 회전 테이블을 사이에 두고 대향배치한 Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 형성용 Ti-Y 합금의 캐소드 전극 및 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 형성용 금속 Ti 의 캐소드 전극과, 이들 캐소드 전극의 각각에 나란히 설치된 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키고,

따라서 상기 회전 테이블 상에서 자전하면서 회전하는 상기 절삭 공구의 표면에,

두께 방향을 따라, Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 소정 간격을 두고 교대로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고,

또한 상기 Y 성분 최고 함유점이 조성식 : (Ti_1-XY_X)N (단 원자비로 X 는 0.005∼0.10 을 나타냄),

을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인,

(Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 전체 평균 층두께로 물리증착하는 것으로 이루어지는, 단속 중절삭 가공으로 우수한 내치핑성을 발휘하는 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법에 특징을 갖는 것이다.

상기 경질 베이스체로는 WC 기 초경 합금 베이스체, TiCN 기 서멧 베이스체, 또는 c-BN 기 소결 재료 베이스체 등이 바람직하다.

다음에 본 발명의 피복 절삭 공구에 있어서, 이것을 구성하는 경질 피복층의 구성을 상기와 같이 한정한 이유를 설명한다.

(A) Y 성분 최고 함유량의 조성

(Ti, Y)N 층에서의 Y 성분은, 고강도 및 고인성을 갖는 TiN 층의 고온경도를 향상시키는 목적에서 함유하는 것으로, 따라서 Y 성분의 함유비율이 높아지면 높아질수록 상기 고온특성은 향상되지만, 그 비율 (X값) 이 Ti 와의 함량에 차지하는 비율 (원자비) 로 0.10 을 초과하여 높아지면, 고강도 및 고인성을 갖는 TiN 점이 인접하여 존재해도, 높은 기계적 충격을 수반하는 고속 절삭 깊이나 고속 이송 등의 중절삭 조건에서의 단속 절삭 가공에 요구되는 강도 및 인성을 유지하기가 곤란해지고, 그 결과 치핑 등이 발생하기 쉬워지고, 한편 그 비율 (X값) 이 같은 0.005 미만에서는 상기 고온특성에 원하는 향상 효과가 얻어지지 않기 때문에, 그 비율을 0.005∼0.10, 바람직하게는 0.005∼0.07, 보다 바람직하게는 0.01∼0.05 로 정하였 다.

(B) Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점간의 간격

그 간격이 0.01㎛ 미만에서는 각각의 점을 상기 조성으로 명확하게 형성하기가 곤란하고, 그 결과 층에 원하는 고온특성과 강도 및 인성을 확보할 수 없게 되며, 또 그 간격이 0.1㎛ 를 초과하면 각각의 점이 갖는 결점, 즉 Y 성분 최고 함유점이면 강도 및 인성 부족, Y 불함유점이면 고온특성 부족이 층 내에 국부적으로 나타나고, 이것이 원인이 되어 치핑이 발생하기 쉬워지거나, 마모 진행이 촉진되기 때문에, 그 간격을 0.01∼0.1㎛ 로 정하였다.

(C) 경질 피복층의 전체 평균 층두께

그 층두께가 1㎛ 미만에서는 원하는 내마모성을 확보할 수 없고, 한편 그 평균 층두께가 15㎛ 를 초과하면 치핑이 발생하기 쉬워지기 때문에, 그 평균 층두께를 1∼15㎛ 로 정하였다.

또한 본 발명자들은 상기 서술한 바와 같은 관점에서 우수한 수명특성을 나타내는 피복 절삭 공구, 특히 고속 절삭 가공에서 우수한 내마모성을 발휘하는 피복 절삭 공구를 개발하기 위해, 상기 종래 피복 절삭 공구를 구성하는 경질 피복층에 착안하여 연구한 결과,

(d) 상기 (b) 의 반복 연속 변화 성분 농도 분포 구조의 (Ti, Y)N 층을 형성할 때에, 대향배치된 일방측의 캐소드 전극 (증발원) 인 Ti-Y 합금에서의 Y 성분 함유량과, 경질 베이스체가 장착되어 있는 회전 테이블의 회전 속도를 제어하여,

상기 Y 성분 최고 함유점이 조성식 : (Ti_1-XY_X)N (단, 원자비로 X 는 0.05∼0.15 를 나타냄),

을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 두께 방향의 간격을 0.01∼0.1㎛ 으로 하면,

상기 Y 성분 최고 함유점 부분에서는 우수한 고온경도와 내열성을 나타내고, 한편 상기 Y 성분 불함유점 부분에서는 실질적으로 TiN 점을 중심으로 하여 Y 성분 함유량이 현저하게 낮아지므로, TiN 이 갖는 고강도와 고인성이 확보되고, 또한 이들 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격을 매우 작게 한다는 점에서, 층 전체의 특성으로서 고강도와 고인성을 유지한 상태에서 더욱 우수한 고온특성을 구비하게 되고, 따라서 경질 피복층이 관련되는 구성의 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 피복 절삭 공구는, 높은 발열을 수반하는 강이나 연강 등의 고속 절삭 가공에서 훨씬 우수한 내마모성을 발휘하게 되는 것.

이상 (b) 및 (d) 에 나타나는 연구결과를 얻었다.

본 발명은 상기 연구결과에 의거하여 이루어진 것으로, 경질 베이스체의 표면에, (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 전체 평균 층두께로 물리증착하여, 고속 절삭 가공으로 경질 피복층이 우수한 내마모성을 발휘하는 피복 절삭 공구를 제공하는 것이다.

상기 경질 피복층은, 층두께 방향을 따라 Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 소정 간격을 두고 교대로 반복되어 존재 하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 가지면 바람직하다.

또한 상기 Y 성분 최고 함유점이 조성식 : (Ti_1-XY_X)N (단, 원자비로 X 는 0.05∼0.15 를 나타냄),

을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 이면 바람직하다.

두께 방향을 따라 Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 소정 간격을 두고 교대로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고,

(Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 전체 평균 층두께로 물리증착하는 것으로 이루어지는, 고속 절삭 가공에서 우수한 내마모성을 발휘하는 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법에 특징을 갖는 것이다.

상기 경질 베이스체로는 WC 기 초경 합금 베이스체, TiCN 기 서멧 베이스체, 또는 c-BN기 소결 재료 베이스체 등이 바람직하다.

다음에 본 발명의 피복 절삭 공구를 구성하는 경질 피복층, 및 본 발명의 경질 피복층 형성방법에 의해 형성되는 경질 피복층의 구성을 상기와 같이 한정한 이유를 설명한다.

(D) Y 성분 최고 함유점의 조성

(Ti, Y)N 층에서의 Y 성분은 고강도 및 고인성을 갖는 TiN 층의 고온경도 및 내열성을 향상시키는 목적에서 함유하는 것으로, 따라서 Y 성분의 함유비율이 높아지면 높아질수록 상기 고온특성은 향상된 것으로 되지만, 그 비율 (X값) 이 Ti 와의 함량에서 차지하는 비율 (원자비) 로 0.15 를 초과하여 높아지면, 고강도 및 고인성을 갖는 TiN 점이 인접하여 존재해도 층 자체의 강도 및 인성의 저하는 피할 수 없고, 그 결과 절삭날에 치핑 (미소 결함) 등이 발생하기 쉬워지고, 한편 그 비율 (X값) 이 같은 0.05 미만에서는 상기 고온특성에 원하는 향상효과가 얻어지지 않기 때문에 그 비율을 0.05∼0.15 로 정하였다.

(E) Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점 간의 간격

그 간격이 0.01㎛ 미만에서는 각각의 점을 상기 조성으로 명확하게 형성하기가 곤란하여, 그 결과 층에 원하는 고온특성과 강도 및 인성을 확보할 수 없게 되고, 또 그 간격이 0.1㎛ 를 초과하면 각각의 점이 갖는 결점, 즉 Y 성분 최고 함유점이면 강도 및 인성 부족, Y 성분 불함유점이면 고온특성 부족이 층 내에 국부적으로 나타나고, 이것이 원인으로 절삭날에 치핑이 쉽게 발생하거나, 마모 진행이 촉진되는 점에서 그 간격을 0.01∼0.1㎛ 로 정하였다.

(F) 경질 피복층의 전체 평균 층두께

그 층두께가 1㎛ 미만에서는 원하는 내마모성을 확보할 수 없고, 한편 그 평균 층두께가 15㎛ 를 초과하면, 절삭날에 치핑이 쉽게 발생하는 점에서, 그 평균 층두께를 1∼15㎛ 로 정하였다.

도 1A, B 는 본 발명의 피복 절삭 공구를 구성하는 경질 피복층을 형성하는 데에 사용한 아크 이온 플레이팅 장치를 나타내고, 도 1A 는 개략 평면도, 도 1B 는 개략 정면도이다.

도 2 는 종래 피복 절삭 공구를 구성하는 경질 피복층을 형성하는 데에 사용한 통상의 아크 이온 플레이팅 장치의 개략 설명도이다.

도 3A 는 피복 초경 팁의 개략 사시도, 도 3B 는 피복 초경 팁의 개략 종단면도이다.

도 4A 는 피복 초경 엔드밀 개략 정면도, 도 4B 는 동 절삭날부의 개략 횡단면도이다.

도 5A 는 피복 초경 드릴의 개략 정면도, 도 5B 는 동 홈형성부의 개략 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

다음에 본 발명의 피복 절삭 공구를 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.

이하에 나타내는 실시예 1∼3 은, 우수한 수명 특성을 나타내는 피복 절삭 공구, 특히 우수한 내마모성을 발휘하는 피복 절삭 공구에 관한 것이다.

(실시예 1)

원료 분말로서 모두 1∼3㎛ 의 평균 입경을 갖는 WC 분말, TiC 분말, VC 분말, TaC 분말, NbC 분말, Cr₃C₂ 분말 및 Co 분말을 준비하고, 이들 원료분말을 표 1 에 표시되는 배합조성으로 배합하고 볼 밀로 72 시간 습식 혼합하여 건조시킨 후, 100㎫ 의 압력으로 압분체에 프레스 성형하고, 이 압분체를 6㎩ 의 진공 중, 온도 : 1400℃ 로 1시간 유지하는 조건에서 소결하고, 소결 후, 절삭날 부분에 R : 0.04 의 호닝 가공을 실시하여 ISO 규격ㆍCNMG120408 의 팁 형상을 가진 WC 기 초경 합금제의 경질 베이스체 A1∼A10 을 형성하였다.

또 원료분말로서 모두 0.5∼2㎛ 의 평균입경을 갖는 TiCN (중량비로 TiC/TiN=50/50) 분말, Mo₂C 분말, ZrC 분말, NbC 분말, TaC 분말, WC 분말, Co 분말 및 Ni 분말을 준비하고, 이들 원료분말을 표 2 에 나타나는 배합조성으로 배합하여 볼 밀로 24 시간 습식 혼합하여 건조시킨 후, 100㎫ 의 압력으로 압분체에 프레스 성형하고, 이 압분체를 2㎪ 질소분위기 중, 온도 : 1500℃ 에 1시간 유지하는 조건에서 소결하고, 소결 후, 절삭날 부분에 R : 0.04 의 호닝 가공을 실시하여 ISO 규격ㆍCNMG120408 의 팁 형상을 가진 TiCN계 서멧제의 경질 베이스체 B1∼B6 을 형성하였다.

이어서 상기 경질 베이스체 A1∼A10 및 B1∼B6 의 각각을 아세톤 중에서 초음파 세정하고 건조시킨 상태에서, 도 1A, 1B 에 표시되는 아크 이온 플레이팅 장치 내의 회전 테이블 상에 외주부를 따라 장착하고, 일방측의 캐소드 전극 (증발원) 으로서, 각각의 성분 조성을 가진 Y 성분 최고 함유점 형성용 Ti-Y 합금, 타방측의 캐소드 전극 (증발원) 으로서 Y 성분 불함유점 형성용 금속 Ti 를 상기 회전 테이블을 사이에 두고 대향배치하고, 먼저 장치 내를 배기하여 0.5㎩ 의 진공으로 유지하면서, 히터로 장치 내를 350℃로 가열한 후, 상기 회전 테이블 상에서 자전 하면서 회전하는 경질 베이스체에 -1000V 의 직류 바이어스 전압을 인가하여, 타방측의 캐소드 전극인 상기 금속 Ti 와 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키는 조건에서 본 발명법을 실시하고, 따라서 경질 베이스체 표면을 Ti 봄바드 (bombard) 세정하고, 이어서 장치 내에 반응 가스로서 질소가스를 도입하여 5.3㎩ 의 반응 분위기로 함과 동시에, 상기 회전 테이블 상에서 자전하면서 회전하는 경질 베이스체에 -30V 의 직류 바이어스 전압을 인가하여, 각각의 캐소드 전극 (상기 Y 성분 최고 함유점 형성용 Ti-Y 합금 및 Y 성분 불함유점 형성용 금속 Ti) 과 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키고, 따라서 상기 경질 베이스체의 표면에, 층두께 방향을 따라 표 3, 4 에 표시되는 목표 조성의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 교대로 동일하게 표 3, 4 에 표시되는 목표 간격으로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고, 또한 동일하게 표 3, 4 에 표시되는 목표 전체 층두께의 경질 피복층을 증착함으로써, 도 3A 에 개략 사시도이고, 도 3B 에 개략 종단면도로 표시되는 형상을 갖는 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 표면 피복 초경 합금제 슬로우 어웨이 팁 (이하 본 발명 피복 초경 팁이라고 함 ; 1∼16) 을 각각 제조하였다.

또 비교하는 목적에서 이들 경질 베이스체 A1∼A10 및 B1∼B6 을, 아세톤 중에서 초음파 세정하고 건조시킨 상태에서, 각각 도2 에 나타나는 통상의 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 한편 캐소드 전극 (증발원) 으로서 각종 성분 조성을 가진 Ti-Y 합금을 장착하고, 장치 내를 배기하여 0.5㎩ 의 진공으로 유지하면서, 히터로 장치 내를 500℃ 로 가열한 후, Ar 가스를 장치 내에 도입하여 10㎩ 의 Ar 분위기로 하고, 이 상태에서 경질 베이스체에 -800v 의 바이어스 전압을 인가하여 경질 베이스체 표면을 Ar 가스 봄바드 세정하고, 이어서 장치 내에 반응 가스로서 질소가스를 도입하여 2㎩ 의 반응 분위기로 함과 동시에, 상기 경질 베이스체에 인가하는 바이어스 전압을 -250v로 낮춰, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키는 조건에서 종래법을 실시하고, 따라서 상기 경질 베이스체 A1∼A10 및 B1∼B6 의 각각의 표면에, 표 5, 6 에 표시되는 목표 조성 및 목표 층두께를 갖고, 또한 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성변화가 없는 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 증착함으로써, 동일하게 도 3A, B 에 표시되는 형상의 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 표면 피복 초경 합금제의 슬로우 어웨이 팁 (이하 종래 피복 초경 팁이라고 함 ; 1∼16) 을 각각 제조하였다.

다음에 상기 본 발명 피복 초경 팁 (1∼16) 및 종래 피복 초경 팁 (1∼16) 에 대해, 이것을 공구 강제 바이트의 선단부에 고정 지그로 나사고정한 상태에서,

피삭재 : JISㆍSCM440 의 환봉,

절삭 속도 : 285m/min,

절삭 깊이 : 1.5㎜,

이송 : 0.3㎜/rev.,

절삭 시간 : 5분,

의 조건에서의 합금강의 건식 고속 연속 선삭 가공 시험,

피삭재 : JISㆍS45C 의 길이방향 등간격 4개 세로홈이 들어간 환봉,

절삭 속도 : 315m/min,

절삭 깊이 : 2㎜,

이송 : 0.25㎜/rev.,

절삭 시간 : 5분,

의 조건에서의 탄소강의 건식 고속 단속 선삭 가공 시험, 또한

피삭재 : JISㆍFC300 의 길이방향 등간격 4개 세로홈이 들어간 환봉,

절삭 속도 : 355m/min,

절삭 깊이 : 2㎜,

이송 : 0.25㎜/rev.,

절삭 시간 : 5분,

의 조건에서의 주철의 건식 고속 단속 선삭 가공 시험을 하여, 어느 선삭 가공 시험에서나 절삭날의 플랭크 (flank) 마모폭을 측정하였다. 이 측정결과를 표 3∼6 에 나타내었다.

(실시예 2)

원료분말로서 평균입경 : 5.5㎛ 을 갖는 중조립 (中粗粒) WC 분말, 동 0.8㎛ 의 미립 WC 분말, 동 1.3㎛ 의 TaC 분말, 동 1.2㎛ 의 NbC 분말, 동 1.2㎛ 의 ZrC 분말, 동 2.3㎛ Cr₃C₂ 분말, 동 1.5㎛ 의 VC 분말, 동 1.0㎛ 의 (Ti, W)C 분말, 및 동 1.8㎛ 의 Co 분말을 준비하고, 이들 원료분말을 각각 표 7 에 표시되는 배합조성으로 배합하고, 다시 왁스를 첨가하여 아세톤 중에서 24 시간 볼 밀로 혼합하여 감압건조한 후, 100㎫ 압력으로 소정 형상의 각종 압분체에 프레스 성형하고, 이들 압분체를, 6㎩ 의 진공분위기 중, 7℃/분의 승온속도로 1370∼1470℃ 범위 내의 소정 온도로 승온하여, 이 온도로 1시간 유지한 후, 로냉각의 조건에서 소결하여, 직경이 8㎜, 13㎜ 및 26㎜ 인 3종의 경질 베이스체 형성용 환봉 소결체를 형성하고, 다시 상기 3 종의 환봉 소결체로부터, 연삭 가공으로 표 7 에 표시되는 조합으로, 절삭날부의 직경×길이가 각각 6㎜×13㎜, 10㎜×22㎜ 및 20㎜×45㎜ 의 치수를 가진 경질 베이스체 (엔드밀) C-1∼C-8 을 각각 제조하였다.

이어서 이들 경질 베이스체 (엔드밀) C-1∼C-8 의 표면에 호닝을 실시하고, 아세톤 중에서 초음파 세정하여 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 1A, 1B 에 표시되는 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 1 과 동일한 조건에서 본 발명법을 실시하고, 층두께 방향을 따라 표 8 에 표시되는 목표 조성의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점이 교대로 동일하게 표 8 에 나타나는 목표 간격으로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고, 또한 동일하게 표 8 에 표시되는 목표 전체 층두께의 경질 피복층을 증착함으로써, 도 4A 에 개략 정면도이고, 도 4B 에 절삭날부의 개략 횡단면도로 표시되는 형상을 갖는 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 표면 피복 초경 합금제 엔드밀 (이하 본 발명 피복 초경 엔드밀이라고 함 ; 1∼8) 을 각각 제조하였다.

또 비교를 목적으로 상기 경질 베이스체 (엔드밀) C1-C-8 의 표면에 호닝을 실시하고, 아세톤 중에서 초음파 세정하여 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 2 에 표시되는 통상의 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 1 과 동일한 조건에서 종래법을 실시하여, 표 9 에 표시되는 목표 조성 및 목표 층두께를 갖고, 또한 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성 변화가 없는 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 증착함으로써, 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 표면 피복 초경 합금제 엔드밀 (이하 종래 피복 초경 엔드밀이라고 함) 1∼8 을 각각 제조하였다.

다음에 상기 본 발명 피복 초경 엔드밀 1∼8 및 종래 피복 초경 엔드밀 1∼8 중 본 발명 피복 초경 엔드밀 1, 2, 3 및 종래 피복 초경 엔드밀 1, 2, 3에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 50㎜ 의 JISㆍSKD61 (경도 ; HRC53) 의 판재

절삭 속도 : 60m/min.,

홈 깊이 (절삭 깊이) : 0.2㎜,

테이블 이송 : 120㎜/분,

의 조건에서의 공구강의 습식 고속 홈절삭 가공시험, 본 발명 피복 초경 엔드밀 4∼6 및 종래 피복 초경 엔드밀 4∼6 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 : 50㎜ 의 JISㆍSUS304 의 판재

절삭 속도 : 75m/min.,

홈 깊이 (절삭 깊이) : 3㎜,

테이블 이송 : 230㎜/분,

의 조건에서의 스테인리스강의 습식 고속 홈절삭 가공 시험, 본 발명 피복 초경 엔드밀 7,8 및 종래 피복 초경 엔드밀 7, 8 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 : 50㎜ 의 JISㆍSNCM439 의 판재

절삭 속도 : 170m/min.,

홈 깊이 (절삭 깊이) : 6㎜,

테이블 이송 : 240㎜/분,

의 조건에서의 합금강의 습식 고속 홈절삭 가공 시험 (어느 시험도 수용성 절삭오일 사용),

을 각각 실행하고, 어느 홈절삭 가공 시험에서나 절삭날부 선단면의 직경이 사용 수명의 기준이 되는 0.15㎜ 감소할 때까지의 절삭홈 길이를 측정하였다. 그 측정결과를 표 8, 9 에 각각 나타내었다.

(실시예 3)

상기 실시예 2 에서 제조한 직경이 8㎜ (경질 베이스체 C-1∼C-3 형성용), 13㎜ (경질 베이스체 C-4∼C-6 형성용), 및 26㎜ (경질 베이스체 C-7, C-8 형성용) 의 3종 환봉 소결체를 사용하고, 이 3종 환봉 소결체로부터 연삭 가공으로 홈형성부의 직경×길이가 각각 4㎜×13㎜ (경질 베이스체 D-1∼D-3), 8㎜×22㎜ (경질 베이스체 D-4∼D-6) 및 16㎜×45㎜ (경질 베이스체 D-7, D-8) 의 치수를 가진 경질 베이스체 (드릴) D-1∼D-8 을 각각 제조하였다.

이어서 이들의 경질 베이스체 (드릴) D-1∼D-8 의 표면에 호닝을 실시하고, 아세톤 중에서 초음파 세정하고, 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 1A, 1B 에 표시되는 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 1 과 동일한 조건에서 본 발명법을 실시하여, 층두께 방향을 따라 표 10 에 표시되는 목표 조성의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점이 교대로 동일하게 도 10 에 표시되는 목표 간격으로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고, 또한 동일하게 표 10 에 표시되는 목표 전체 층두께의 경질 피복층을 증착함으로써, 도 5A 에 개략 정면도로, 도 5B 에 홈형성부의 개략 횡단면도로 표시되는 형상을 갖는 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 표면 피복 초경 합금제 드릴 (이하, 본 발명 피복 초경 드릴이라고 함 ; 1∼8) 을 각각 제조하였다.

또 비교를 목적으로, 상기 경질 베이스체 (드릴) D-1∼D-8 의 표면에 호닝을 실시하고, 아세톤 중에서 초음파 세정하여 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 2 에 나타내는 통상의 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 1 과 동일한 조건에서 종래법을 실시하여, 표 11 에 나타나는 목표 조성 및 목표 층두께를 갖고, 또한 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성변화가 없는 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 증착함으로써, 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 표면 피복 초경 합금제 드릴 (이하, 종래 피복 초경 드릴이라고 함 ; 1∼8) 을 각각 제조하였다.

다음에 상기 본 발명 피복 초경 드릴 (1∼8) 및 종래 피복 초경 드릴 (1∼8) 중, 본 발명 피복 초경 드릴 (1∼3) 및 종래 피복 초경 드릴 (1∼3) 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜ 두께 : 50㎜ 의 JISㆍSKD61 (경도 : HRC53) 의 판재,

절삭 속도 : 50m/min.,

이송 : 0.2㎜/rev,

의 조건에서의 공구강의 습식 고속 개공절삭가공 시험, 본 발명 피복 초경 드릴 (4∼6) 및 종래 피복 초경 드릴 4∼6 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜ 두께 : 50㎜ 의 JISㆍFCD450 의 판재,

절삭 속도 : 120m/min.,

이송 : 0.35㎜/rev,

의 조건에서의 덕타일 주철의 습식 고속 개공절삭가공 시험, 본 발명 피복 초경 드릴 7, 8 및 종래 피복 초경 드릴 7, 8 에 대해서는,

초삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜ 두께 : 50㎜ 의 JISㆍFC300 의 판재,

절삭 속도 : 150m/min.,

이송 : 0.45㎜/rev,

의 조건에서의 주철의 습식 고속 개공절삭가공 시험을 각각 실행하고, 모든 습식 고속 개공절삭가공 시험 (수용성 절삭오일 사용) 에서 선단 절삭날면의 플랭크 마모폭이 0.3㎜ 에 도달할 때까지의 개공 가공수를 측정하였다. 이 측정결과를 표 10, 11 에 각각 나타내었다.

또한 이 결과 얻어진 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 피복 초경 팁 1∼16, 본 발명 피복 초경 엔드밀 1∼8, 및 본 발명 피복 초경 드릴 1∼8 을 구성하는 경질 피복층에서의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 조성, 그리고 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 피복 초경 팁 1∼16, 종래 피복 초경 엔드밀 1∼8, 및 종래 피복 초경 드릴 1∼8 의 경질 피복층의 조성을 오제 (Auger) 분광 분석 장치를 사용하여 측정한 결과, 각각 목표 조성과 실질적으로 동일한 조성을 나타내었다.

또 이들의 본 발명 피복 절삭 공구의 경질 피복층에서의 Y 성분 최고 함유점 과 Y 성분 불함유점 간의 간격, 및 이 전체 층두께, 그리고 종래 피복 절삭 공구의 경질 피복층의 두께를, 주사형 전자현미경을 사용하여 단면 측정한 결과, 모두 목표값과 실질적으로 동일한 값을 나타내었다.

표 3∼11 에 나타나는 결과로부터, 경질 피복층이 층두께 방향으로 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점이 교대로 소정 간격을 두고 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖는 본 발명 피복 절삭 공구는, 모두 강이나 주철의 절삭가공을 높은 발열을 수반하는 고속으로 실행해도, 경질 피복층이 Y 성분의 함유량이 더욱 높은 상기 Y 성분 최고 함유량점의 존재에 의해 더욱 우수한 고온특성 (고온경도와 내열성), 또한 실질적으로 TiN 으로 이루어지는 Y 성분 불함유점에 의해 고강도와 고인성을 구비하게 되는 점에서 우수한 내마모성을 발휘하는 것에 대해, 경질 피복층이 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성 변화가 없고, 또한 Y 성분 함유량이 상기 Y 성분 최고 함유점에 비하여 상대적으로 낮은 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 종래 피복 절삭 공구에 있어서는, 고온을 수반하는 고속 절삭 가공에서는 고온특성 부족이 원인으로 절삭날의 마모 진행이 빨라 비교적 단시간에 사용 수명이 다하는 것이 명확하다.

상기 서술한 바와 같이 본 발명의 피복 절삭 공구는, 특히 각종 강이나 주철 등의 고속 절삭 가공에 의해서도 우수한 내마모성을 발휘하고, 장기에 걸쳐 우수한 절삭성능을 나타내기 때문에, 절삭가공 장치의 고성능화, 그리고 절삭 가공의 노동 력 절감 및 에너지 절약, 나아가서는 저비용화에 충분히 만족할 수 있는 것이다.

다음에 본 발명의 피복 절삭 공구를 다른 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.

이하에 나타내는 실시예 4∼6 은, 우수한 수명특성을 나타내는 피복 절삭 공구, 특히 우수한 내치핑성을 발휘하는 피복 절삭 공구에 관한 것이다.

(실시예 4)

원료분말로서 모두 1∼3㎛ 의 평균입경을 갖는 WC 분말, TiC 분말, VC 분말, TaC 분말, NbC 분말, Cr₃C₂ 분말 및 Co 분말을 준비하고, 이들 원료분말을 표 12 에 표시되는 배합조성으로 배합하고, 볼 밀로 72 시간 습식 혼합하여 건조시킨 후, 100㎫ 의 압력으로 압분체에 프레스 성형하고, 이 압분체를 6㎩ 의 진공 중, 온도 : 1400℃ 로 1시간 유지하는 조건에서 소결하고, 소결 후, 절삭날 부분에 R : 0.04 의 호닝 가공을 실시하여 ISO 규격ㆍCNMG120412 의 팁 형상을 가진 WC 기 초경합금제의 경질 베이스체 A1∼A10 을 형성하였다.

또 원료분말로서 모두 0.5∼2㎛ 의 평균입경을 가진 TiCN (중량비로 TiC/TiN=50/50) 분말, Mo₂C 분말, ZrC 분말, NbC 분말, TaC 분말, WC 분말, Co 분말, 및 Ni 분말을 준비하고, 이들 원료분말을 표 13 에 표시되는 배합조성으로 배합하고, 볼 밀로 24시간 습식 혼합하여 건조시킨 후, 100㎫ 의 압력으로 압분체에 프레스 성형하고, 이 압분체를 2㎪ 의 진공분위기 중, 온도 : 1500℃에 1시간 유지한 조건에서 소결하고, 소결 후, 절삭날 부분에 R : 0.04 의 호닝 가공을 실시하여 ISO 규격ㆍCNMG120408 의 팁 형상을 가진 TiCN계 서멧제의 경질 베이스체 B1∼B6 을 형성하였다.

이어서 상기 경질 베이스체 A1∼A10 및 B1∼B6 의 각각을, 아세톤 중에서 초음파 세정하고, 건조시킨 상태에서, 도 1A, 1B 에 표시되는 아크 이온 플레이팅 장치 내의 회전 테이블 상에 외주부를 따라 장착하고, 일방측의 캐소드 전극 (증발원) 으로서 각종 성분 조성을 가진 Y 성분 최고 함유점 형성용 Ti-Y 합금, 타방측의 캐소드 전극 (증발원) 으로서 Y 성분 불함유점 형성용 금속 Ti 를 상기 회전 테이블을 사이에 두고, 대향 배치하여 우선, 장치 내를 0.5Pa의 진공으로 유지하면서, 히터로 장치 내를 350℃로 가열한 후, 상기 회전 테이블 상에서 자전하면서 회전하는 경질 베이스체에 -1000V 의 직류 바이어스 전압을 인가하여, 타방측의 캐소드 전극인 상기 금속 Ti 와 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키는 조건에서 본 발명법을 실시하고, 따라서 경질 베이스체 표면을 Ti 봄바드 세정하고, 이어서 장치 내에 반응 가스로서 질소가스를 도입하여 5.3㎩ 의 반응 분위기로 함과 동시에, 상기 회전 테이블 상에서 자전하면서 회전하는 경질 베이스체에 -30V 의 직류 바이어스 전압을 인가하고, 각각의 캐소드 전극 (상기 Y 성분 최고 함유점 형성용 Ti-Y 합금 및 Y 성분 불함유점 형성용 금속 Ti) 과 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키고, 따라서 상기 경질 베이스체의 표면에 층두께 방향을 따라 표 14, 15 에 표시되는 목표 조성의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 교대로 동일하게 표 14, 15 에 표시되는 목표 간격으로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상 기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고, 또한 동일하게 표 14, 15 에 표시되는 목표 전체 층두께의 경질 피복층을 증착함으로써, 도 3A 에 개략 사시도로, 도 3B 에 개략 종단면도로 표시되는 형상을 갖는 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 표면 피복 초경 합금제의 슬로우 어웨이 팁 (이하 본 발명 피복 초경 팁이라고 함 ; 1∼20) 을 각각 제조하였다.

또 비교를 목적으로, 이들 경질 베이스체 A1∼A10 및 B1∼B6 을 아세톤 중에서 초음파 세정하여 건조시킨 상태에서, 각각 도 2 에 나타내는 통상의 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 한편 캐소드 전극 (증발원) 으로서 각종 성분 조성을 가진 Ti-Y 합금을 장착하고, 장치 내를 배기하여 0.5㎩ 의 진공으로 유지하면서 히터로 장치 내를 500℃ 로 가열한 후, Ar 가스를 장치 내에 도입하여 10㎩ 의 Ar 분위기로 하고, 이 상태에서 경질 베이스체에 -800v 의 바이어스 전압을 인가하여 경질 베이스체 표면을 Ar 가스 봄바드 세정하고, 이어서 장치 내에 반응 가스로서 질소가스를 도입하여 2㎩ 의 반응 분위기로 함과 동시에, 상기 경질 베이스체에 인가하는 바이어스 전압을 -250v 로 낮춰, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 아크 방전을 발생시키는 조건에서 본 발명법을 실시하고, 따라서 상기 경질 베이스체 A1∼A10 및 B1∼B6 의 각각의 표면에, 표 16, 17 에 표시되는 목표 조성 및 목표 층두께를 갖고, 또한 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성 변화가 없는 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 증착함으로써, 동일하게 도 3A, 3B 에 표시되는 형상의 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 표면 피복 초경 합금제 슬로우 어웨이 팁 (이하 종래 피복 팁이라고 함 ; 1∼20) 을 각각 제조하였다.

다음에 상기 본 발명 피복 초경 팁 1∼20 및 종래 피복 초경 팁 1∼20 에 대하여 이것을 공구 강제 바이트의 선단부에 고정 지그로 나사고정한 상태에서,

피삭재 : JISㆍSCM440 의 길이 방향 등간격 4개 세로홈이 들어간 환봉,

절삭 속도 : 150m/min,

절삭 깊이 : 6.8㎜,

이송 : 0.2㎜/rev.,

절삭 시간 : 7분,

의 조건에서의 합금강의 건식 단속 고속 절삭 깊이 절삭 가공 시험,

피삭재 : JISㆍS45C 의 길이 방향 등간격 4개 세로홈이 들어간 환봉,

절삭 속도 : 150m/min,

절삭 깊이 : 1.5㎜,

이송 : 0.7㎜/rev.,

절삭 시간 : 7분,

의 조건에서의 탄소강의 건식 단속 고속 이송 절삭 가공 시험, 또한

피삭재 : JISㆍFC300 의 길이 방향 등간격 4개 세로홈이 들어간 환봉,

절삭 속도 : 180m/min,

절삭 깊이 : 7㎜,

이송 : 0.2㎜/rev.,

절삭 시간 : 7분,

의 조건에서의 주철의 건식 단속 고속 절삭 깊이 절삭 가공 시험을 실행하여, 모든 절삭 가공 시험에서 절삭날의 플랭크 마모폭을 측정하였다. 이 측정결과를 표 14∼17 에 나타내었다.

(실시예 5)

원료분말로서 평균입경 : 5.5㎛ 를 갖는 중조립 WC 분말, 동 0.8㎛ 의 미립 WC 분말, 동 1.3㎛ 의 TaC 분말, 동 1.2㎛ 의 NbC 분말, 동 1.2㎛ 의 ZrC 분말, 동 2.3㎛ 의 Cr₃C₂ 분말, 동 1.5㎛ 의 VC 분말, 동 1.0㎛ 의 (Ti, W)C 분말, 및 동 1.8㎛ 의 Co 분말을 준비하고, 이들 원료분말을 각각 표 18 에 나타내는 배합조성으로 배합하고, 다시 왁스를 첨가하여 아세톤 중에서 24 시간 볼 밀 혼합하여 감압 건조시킨 후, 100㎫ 의 압력으로 소정 형상의 각종 압분체에 프레스 성형하고, 이들 압분체를 6㎩ 의 진공분위기 중, 7℃/분의 승온속도로 1370∼1470℃ 범위 내의 소정 온도로 승온하고, 이 온도로 1시간 유지한 후, 로냉각의 조건에서 소결하여, 직경이 8㎜, 13㎜ 및 26㎜ 인 3종의 경질 베이스체 형성용 환봉 소결체를 형성하고, 다시 상기 3종의 환봉 소결체로부터, 연삭가공에 의하여 표 18 에 표시되는 조합으로, 절삭날부의 직경×길이가 각각 6㎜×13㎜, 10㎜×22㎜, 및 20㎜×45㎜ 의 치수를 가진 경질 베이스체 (엔드밀) C-1∼C-8 을 각각 제조하였다.

이어서 이들 경질 베이스체 (엔드밀) C-1∼C-8 을, 아세톤 중에서 초음파 세정하여 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 1A, 1B 에 표시되는 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 4 와 동일한 조건에서 본 발명법을 실시하여, 층두께 방향을 따라 표 19 에 표시되는 목표 조성의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점이 교대로 동일하게 표 19 에 표시되는 목표 간격으로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고, 또한 동일하게 표 19 에 표시되는 목표 전체 층두께의 경질 피복층을 증착함으로써, 도 4A 에 개략 정면도로, 도 4B 에 절삭날부의 개략 횡단면도로 표 시되는 형상을 갖는 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 표면 피복 초경 합금제 엔드밀 (이하 본 발명 피복 초경 엔드밀이라고 함 ; 1∼10) 을 각각 제조하였다.

또 비교를 목적으로, 상기 경질 베이스체 (엔드밀) C-1∼C-8 을 아세톤 중에서 초음파 세정하고 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 2 에 표시되는 통상의 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 4 와 동일한 조건에서 종래법을 실시하여, 표 20 에 표시되는 목표 조성 및 목표 층두께를 갖고, 또한 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성 변화가 없는 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 증착함으로써, 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 표면 피복 초경 합금제 엔드밀 (이하 종래 피복 초경 엔드밀이라고 함 ; 1∼10) 을 각각 제조하였댜.

다음에 상기 본 발명 피복 초경 엔드밀 1∼10 및 종래 피복 초경 엔드밀 1∼10 중, 본 발명 피복 초경 엔드밀 1, 2, 3, 9, 10 및 종래 피복 초경 엔드밀 1, 2, 3, 9, 10 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 50㎜ 의 JISㆍSKD11 의 판재,

절삭 속도 : 20m/min.,

홈깊이 (절삭 깊이) : 1.5㎜,

테이블 이송 : 50㎜/분,

의 조건에서의 공구강의 습식 고속 절삭 깊이 홈절삭 가공 시험, 본 발명 피복 초경 엔드밀 4∼6 및 종래 피복 초경 엔드밀 4∼6 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 50㎜ 의 JISㆍSUS304 의 판재,

절삭 속도 : 50m/min.,

홈깊이 (절삭 깊이) : 10㎜,

테이블 이송 : 290㎜/분,

의 조건에서의 스테인리스강의 습식 고속 절삭 깊이 홈절삭 가공 시험, 본 발명 피복 초경 엔드밀 7, 8 및 종래 피복 초경 엔드밀 7, 8 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 50㎜ 의 JISㆍSNCM439 의 판재,

절삭 속도 : 60m/min.,

홈깊이 (절삭 깊이) : 5㎜,

테이블 이송 : 450㎜/분,

의 조건에서의 합금강의 습식 고속 이송 홈절삭 가공 시험 (모든 시험에서 수용성 절삭오일 사용),

을 각각 실행하고, 모든 홈절삭 가공 시험에서 절삭날부 선단면의 직경이 사용수명의 목표가 되는 0.2㎜ 감소할 때까지의 절삭홈 길이를 측정하였다. 이 측정결과를 표 19, 20 에 각각 나타내었다.

(실시예 6)

상기 실시예 5 에서 제조한 직경이 8㎜ (경질 베이스체 C-1∼C-3 형성용), 13㎜ (경질 베이스체 C-4∼C-6 형성용), 및 26㎜ (경질 베이스체 C-7, C-8 형성용) 의 3종의 환봉 소결체를 사용하여, 이 3 종의 환봉 소결체로부터, 연삭가공으로 홈형성부의 직경×길이가 각각 4㎜×13㎜ (경질 베이스체 D-1∼D-3), 8㎜×22㎜ (경질 베이스체 D-4∼D-6) 및 16㎜×45㎜ (경질 베이스체 D-7, D-8) 의 치수를 가진 경질 베이스체 (드릴) D-1∼D-8 을 각각 제조하였다.

이어서 이들 경질 베이스체 (드릴) D-1∼D-8 의 절삭날에 호닝을 실시하고, 아세톤 중에서 초음파 세정하여 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 1A, 1B 에 나타나는 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 4 와 동일한 조건에서 본 발명법을 실시하여, 층두께 방향을 따라 표 21 에 표시되는 목표조성의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점이 교대로 동일하게 표 21 에 표시되는 목표간격으로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖고, 또한 동일하게 표 21 에 표시되는 목표 전체 층두께의 경질 피복층을 증착함으로써, 도 5A 에 개략 정면도로, 도 5B 에 홈형성부의 개략 횡단면도로 표시되는 형상을 갖는 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 표면 피복 초경 합금제 드릴 (이하 본 발명 피복 초경 드릴이라고 함) 1∼10 을 각각 제조하였다.

또 비교를 목적으로, 상기 경질 베이스체 (드릴) D-1∼D-8 의 절삭날에 호닝을 실시하고, 아세톤 중에서 초음파 세정하여 건조시킨 상태에서, 동일하게 도 2 에 표시되는 통상의 아크 이온 플레이팅 장치에 넣고, 상기 실시예 4 와 동일한 조건에서 종래법을 실시하고, 표 22 에 표시되는 목표 조성 및 목표 층두께를 갖고, 또한 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성변화가 없는 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 경질 피복층을 증착함으로써, 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 표면 피복 초경 합금제 드릴 (이하, 종래 피복 초경 드릴이라고 함) 1∼10 을 각각 제조하였다.

다음에 상기 본 발명 피복 초경 드릴 1∼10 및 종래 피복 초경 드릴 1∼10 중, 본 발명 피복 초경 드릴 1, 2, 3, 9, 10 및 종래 피복 초경 드릴 1, 2, 3, 9, 10 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 50㎜ 의 JISㆍSKD61 (경도 : HRC53) 의 판재,

절삭 속도 : 20m/min.,

이송 : 0.3㎜/rev,

의 조건에서의 공구강의 습식 고속 이송 개공절삭가공 시험, 본 발명 피복 초경 드릴 4∼6 및 종래 피복 초경 드릴 4∼6 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 50㎜ 의 JISㆍFCD450 의 판재,

절삭 속도 : 35m/min.,

이송 : 0.6㎜/rev,

의 조건에서의 덕타일 주철의 습식 고속 이송 개공절삭가공 시험, 본 발명 피복 초경 드릴 7, 8 및 종래 피복 초경 드릴 7, 8 에 대해서는,

피삭재 : 평면치수 : 100㎜×250㎜, 두께 50㎜ 의 JISㆍFC300 의 판재,

절삭 속도 : 65m/min.,

이송 : 0.9㎜/rev,

의 조건에서의 주철의 습식 고속 이송 개공절삭가공 시험을 각각 실행하고, 모든 습식 고속 개공절삭가공 시험 (수용성 절삭오일 사용) 에서 선단 절삭날면의 플랭크 마모폭이 0.3㎜ 에 도달할 때까지의 개공 가공수를 측정하였다. 이 측정결과를 표 21, 22 에 각각 나타내었다.

그 결과 얻어진 본 발명 피복 절삭 공구로서의 본 발명 피복 초경 팁 1∼20, 본 발명 피복 초경 엔드밀 1∼10, 및 본 발명 피복 초경 1∼10 을 구성하는 경질 피복층에서의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 조성, 그리고 종래 피복 절삭 공구로서의 종래 피복 초경 팁 1∼20, 종래 피복 초경 엔드밀 1∼10, 및 종래 피복 초경 드릴 1∼10 의 경질 피복층의 조성을 오제 분광 분석 장치를 사용하여 측정한 결과, 각각 목표 조성과 실질적으로 동일한 조성을 나타내었다. 또 이들 본 발명 피복 절삭 공구의 경질 피복층에서의 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불 함유점 간의 간격, 및 이 전체 층두께, 그리고 종래 피복 절삭 공구의 경질 피복층의 두께를, 주사형 전자현미경을 사용하여 단면을 측정한 결과, 모두 목표값과 실질적으로 동일한 값을 나타내었다.

표 14∼22 에 표시되는 결과로부터, 경질 피복층이 층두께 방향으로, 고온경도와 내열성을 갖는 Y 성분 최고 함유점과 고강도와 고인성을 갖는 Y 성분 불함유점이 교대로 소정 간격을 두고 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖는 본 발명 피복 절삭 공구는, 모두 각종 강이나 주철 등의 단속 절삭 가공을, 높은 기계적 충격을 수반하는 고속 절삭 깊이나 고속 이송 등의 중절삭 조건에서 실행한 경우에도, 경질 피복층이 우수한 내치핑성을 발휘하는 데에 대해, 경질 피복층이 층두께 방향을 따라 실질적으로 조성변화가 없는 (Ti, Y)N 층으로 이루어지는 종래 피복 절삭 공구에 있어서는, 상기 경질 피복층이 우수한 고온경도와 내열성을 갖지만, 강도 및 인성이 떨어지기 때문에, 치핑이 발생하고, 이것이 원인으로 비교적 단시간에 사용수명이 다하는 것이 명확하다.

상기 서술한 바와 같이 본 발명의 피복 절삭 공구는, 통상 조건에서의 절삭가공은 물론이고, 특히 각종 강이나 주철 등의 단속 절삭 가공을, 높은 기계적 충격을 수반하는 고속 절삭 깊이나 고속 이송 등의 중절삭 조건에서 실행한 경우에도, 우수한 내치핑성을 발휘하고, 장기에 걸쳐 우수한 내마모성을 나타내는 것이기 때문에, 절삭가공의 노동력 절감 및 에너지 절약, 또한 저비용화에 충분히 만족할수 있는 것이다.

Claims

경질 베이스체의 표면에, Ti 와 Y 의 복합 질화물층으로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 전체 평균 층두께로 물리증착하여 이루어지는 표면 피복 절삭 공구 부재로서,

상기 경질 피복층은, 층두께 방향을 따라 Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 소정 간격을 두고 교대로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
제 1 항에 있어서, 상기 Y 성분 최고 함유점은, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.05∼0.15 를 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
제 1 항에 있어서, 상기 Y 성분 최고 함유점은, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.005∼0.10 을 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
제 3 항에 있어서, 상기 Y 성분 최고 함유점은, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.005∼0.07 을 나타냄) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
제 3 항에 있어서, 상기 Y 성분 최고 함유점은, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.01∼0.05 를 나타냄) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
제 1 항에 있어서, 상기 경질 베이스체는 탄화텅스텐기 초경 합금 베이스체인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
제 1 항에 있어서, 상기 경질 베이스체는 탄질화티탄기 서멧 베이스체인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
제 1 항에 있어서, 상기 경질 베이스체는 입방정 질화붕소기 소결 재료 베이스체인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구 부재.
아크 이온 플레이팅 장치 내의 회전 테이블 상에, 상기 회전 테이블의 중심축으로부터 반경방향으로 떨어진 위치에 경질 베이스체로 이루어지는 절삭 공구를 자전이 자유롭게 장착하고,

상기 아크 이온 플레이팅 장치 내의 반응 분위기를 질소가스 분위기로 하고, 상기 회전 테이블을 사이에 두고 대향배치한 Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 형성용 Ti-Y 합금의 캐소드 전극 및 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 형성용 금속 Ti 의 캐소드 전극과, 이들 캐소드 전극의 각각에 나란히 설치된 애노드 전극과의 사이에 아크 방전을 발생시키고,

따라서 상기 회전 테이블 상에서 자전하면서 회전하는 상기 절삭 공구의 표면에,

두께 방향을 따라, Y 성분 최고 함유점 (Ti 성분 최저 함유점) 과 Y 성분 불함유점 (TiN 점) 이 소정 간격을 두고 교대로 반복되어 존재하고, 또한 상기 Y 성분 최고 함유점에서 상기 Y 성분 불함유점, 상기 Y 성분 불함유점에서 상기 Y 성분 최고 함유점으로 Y (Ti) 성분 함유량이 연속적으로 변화하는 성분 농도 분포 구조를 갖는 Ti 와 Y 의 복합 산화물로 이루어지는 경질 피복층을 1∼15㎛ 의 전체 평균 층두께로 물리증착하는 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 경질 피복층은 상기 Y 성분 최고 함유점이, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.05∼0.15 를 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 경질 피복층은, 상기 Y 성분 최고 함유점이, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.005∼0.10 을 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 경질 피복층은, 상기 Y 성분 최고 함유점이, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.005∼0.07 을 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 경질 피복층은, 상기 Y 성분 최고 함유점이, 조성식 : (Ti_1-XY_x)N (단, 원자비로 X 는 0.01∼0.05 를 나타냄) 을 만족하고, 또한 인접하는 상기 Y 성분 최고 함유점과 Y 성분 불함유점의 간격이 0.01∼0.1㎛ 인 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 경질 베이스체는, 탄화텅스텐기 초경 합금 베이스체인 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 경질 베이스체는 탄질화티탄기 서멧 베이스체인 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 경질 베이스체는, 입방정 질화붕소기 소결 재료 베이스체인 것을 특징으로 하는, 경질 피복층을 절삭 공구 표면에 형성하는 방법.