KR100821535B1

KR100821535B1 - 경질 다층 코팅 및 이를 포함하는 경질 다층 코팅 공구

Info

Publication number: KR100821535B1
Application number: KR1020077001157A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 하뉴; 다카오키 도이하라
Original assignee: 오에스지 가부시키가이샤
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2008-04-14
Also published as: KR20070088451A

Abstract

경질 다층 코팅은, (a) 본체에 배치되고 또한 서로 교대로 적층된 TiAlN+CrN 혼합물층 및 TiAlN 층을 포함하는 배면층과, (b) 상기 배면층에 배치되고 또한 상기 경질 다층 코팅의 표면을 제공하는 CrN 층을 포함한다. 경질 다층 코팅은 또한 (c) 상기 배면층과 CrN 층 사이에 배치되는 중간층을 포함할 수 있다. 또한 경질 다층 코팅으로 피복된 본체로서 공구 모재를 포함하는 경질 다층 코팅 공구가 개시된다.

Description

경질 다층 코팅 및 이를 포함하는 경질 다층 코팅 공구{HARD MULTILAYER COATING, AND HARD MULTILAYER COATED TOOL INCLUDING THE HARD MULTILAYER COATING}

본 발명은 일반적으로 경질 다층 코팅에 관한 것이고, 보다 특히 우수한 내마모성 및 인성 외에 고윤활성 (내용착성) 을 갖는 경질 다층 코팅에 관한 것이다.

(ⅰ) 고속도 공구강 또는 초경합금으로 이루어진 공구 모재 및 (ⅱ) 공구 모재의 표면에 배치된 경질 다층 코팅으로 구성된 경질 다층 코팅 공구가 소개되어 있다. 경질 다층 코팅은 서로 교대로 적층된 TiAlN 층 및 TiAlN+CrN 혼합물층을 포함한다. 경질 다층 코팅 공구의 일례로서, 특허 문헌 1(JP-2002-275618A) 은 서로 교대로 적층된 TiAlN 층 및 혼합물층을 포함하는 회전 절삭 공구를 개시하고 있는데, 여기서 TiAlN 층이 고경도를 갖는 반면, 혼합물층은 상대적으로 경도가 낮은 CrN 층을 포함한다. 상기 개시된 회전 절삭 공구에 있어서, 고경도의 TiAlN 층의 존재로 인해 우수한 내마모성이 얻어지고, 상대적으로 경도가 낮은 CrN 을 포함하는 혼합물층의 존재로 인해 인성이 증가되어, 코팅의 칩핑 및 박리가 억제되어 공구의 내구성이 상당히 향상된다.

그러나, 상기 TiAlN 층의 상대적으로 큰 마찰 계수로 인해, 구리나 구리 합금 등의 쉽게 용착가능한 재료로 만들어진 작업물을 절삭하기 위해 절삭 공구가 사용될 때, 절삭 공구와 작업물 사이에 용착이 TiAlN 층의 큰 마찰 계수로 인해 쉽게 야기될 수 있다. 용착은 가공 정확도 등의 절삭 성능을 저하시켜서 초기 단계에 절삭 공구의 마모를 야기하여, 원하는 절삭 공구의 내구성을 얻을 수 없게 된다. 예를 들어, 볼 엔드밀 및 드릴 등의 회전 절삭 공구를 사용하는 절삭 작업에서, 용착은 쉽게 야기되고, 특히, 회전축선 주위 부분 및 각 경사면을 구성하는 부분 등과 같이, 작업물과 마찰 접촉하는 경향이 있는 회전 절삭 공구의 일부분에서 쉽게 야기된다.

본 발명은 상기 논의된 배경 기술의 문제점을 고려하여 이루어졌다. 따라서 본 발명의 목적은 주로 TiAlN 으로 구성되는 경질 다층 코팅의 내용착성을 향상시키는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 제 1 발명은, (a) 소정의 본체에 배치되고 또한 서로 교대로 적층된 TiAlN 층 및 TiAlN+CrN 혼합물층을 포함하는 배면층; (b) 상기 배면층 위에 배치되고 또한 TiAlN+CrN 혼합물층으로 구성되는 중간층 및; (c) 상기 중간층 위에 배치되고 또한 경질 다층 코팅의 표면을 제공하는 CrN 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 경질 다층 코팅을 형성한다.

제 1 발명의 경질 다층 코팅에 있어서 제 2 발명은, 배면층의 두께가 2 ㎛ ~ 8 ㎛, 중간층의 두께가 0.1 ㎛ ~ 5 ㎛, 및 CrN 층의 두께가 0.1 ㎛ ~ 5 ㎛, 및 경질 다층 코팅의 전체 두께가 10 ㎛ 보다 크지 않은 것을 특징으로 한다.

제 3 발명은, (a) 소정의 본체에 배치되고 또한 서로 교대로 적층된 TiAlN 층 및 TiAlN+CrN 혼합물층을 포함하는 배면층, 및 (b) 상기 배면층에 배치되고 또한 상기 경질 다층 코팅의 표면을 제공하는 CrN 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 경질 다층 코팅을 형성한다.

제 3 발명의 경질 다층 코팅에 있어서, 제 4 발명은, 배면층의 두께가 2 ㎛ ~ 8 ㎛, CrN 층의 두께가 0.1 ㎛ ~ 8 ㎛, 및 경질 다층 코팅의 전체 두께가 10 ㎛ 보다 크지 않은 것을 특징으로 한다.

제 1 내지 제 4 발명 중 어느 하나의 경질 다층 코팅에 있어서, 제 5 발명은, 상기 배면층의 최하부층 및 최상부층이 상기 TiAlN 층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명 내지 제 5 발명 중 어느 하나에 있어서, 제 6 발명은, 경질 다층 코팅이 절삭 공구의 표면상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

제 7 발명은, 경질 다층 코팅 공구가 제 1 내지 제 5 발명 중 하나의 경질 다층 코팅으로 공구의 표면이 코팅되는 것을 특징으로 하는 경질 다층 코팅 공구를 형성한다.

제 1 내지 제 6 발명의 경질 다층 코팅에 있어서, 서로 교대로 적층된 TiAlN 층 및 TiAlN+CrN 혼합물층을 포함하는 배면층의 존재로 인해, 우수한 내마모성 및 인성을 얻는 것이 가능하다. 또한, CrN 층이 경질 다층 코팅의 최상부를 구성하고 또한 경질 다층 코팅 표면의 마찰 계수가 작기 때문에, 윤활성 및 내용착성을 향상시킬 수 있다. 또한, CrN 층의 산화 개시 온도가 약 700 ℃ 로 높기 때문에, 고온의 환경에서도 코팅의 우수한 특성이 안정하게 유지된다.

따라서, 이러한 경질 다층 코팅이 볼 엔드밀 등의 회전 절삭 공구에 적용되면, 예를 들면 경도가 낮고 용착하기가 쉬운 철 또는 비철 재료 (예컨데, 구리 합금) 로 만들어진 작업물을 절삭하는 경우에서부터, 경도가 약 50 HRC 인 열처리강과 같은 경도가 큰 재료로 만들어진 작업물을 절삭하는 경우까지의 넓은 사용 범위에서, 우수한 절삭 성능 및 내구성을 얻는 것이 가능하다. 구체적으로 설명하자면, CrN 층의 존재로 인해, 절삭 작업의 후반 단계에서 각 경사면에서의 마모를 억제하고 경사각이 부의 측으로 변화되는 것을 억제하는 것이 가능하여서, 절삭 능력이 장기간동안 만족스럽게 유지되고, 이에 따라 공구의 내구성이 향상되어 작업물의 완성 표면의 질이 안정된다. 볼 엔드밀과 같은 회전 절삭 공구는 회전 축선 주변에 위치된 원단부를 가지며, 또한 원단부의 절삭 능력이 작기 때문에 작업물은 원단부에 쉽게 용착된다. 그러나, CrN 층의 존재로 인해, 용착이 억제되어서 절삭 성능 및 내구성이 만족스럽게 유지된다. 또한, 고온의 환경에서도 코팅의 우수한 특성을 안정적으로 얻을 수 있기 때문에, 절삭 공구는, 예를 들어 마찰열 등에 의해 야기되는 고온의 가혹한 절삭 조건에서도 고효율로 절삭 작업을 실행할 수 있다.

또한, 제 1 발명에서, TiAlN+CrN 혼합물층 (CrN 포함) 으로 구성되는 중간층이 배면층과 CrN 층 사이에 배치되기 때문에, CrN 층은 고부착성을 갖는 중간층과 적층되어서, CrN 층의 칩핑 및 박리를 또한 유리하게 억제할 수 있다.

배면층의 최상부층과 최하부층이 각각 TiAlN 층에 의해 형성되는 제 5 발명에 있어서, 배면층은 최하부층을 형성하는 TiAlN 층으로 인해 우수한 부착성으로 소정의 본체 (예를 들면, 공구 모재) 에 부착할 수 있고, 반면에 배면층은 최상부층을 형성하는 TiAlN 층으로 인해 우수한 내마모성을 가질 수 있다. CrN 층이 최상부층으로서 TiAlN 층에 직접 또는 중간층을 통해서 배치되기 때문에, 고경도의 TiAlN 층은 작업물과 직접 접촉하지 않게 된다. 그러나, TiAlN 층은 CrN 층의 변형을 억제하는 기능을 하여서, CrN 층의 내마모성이 향상된다.

제 7 발명의 경질 다층 코팅 공구에 있어서, 제 1 발명 ~ 제 5 발명에서와 본질적으로 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.

본 발명은 절삭날을 갖는 회전 절삭 공구 (예를 들면, 엔드밀, 드릴 및 탭) 의 모재를 피복하기 위한 경질 다층 코팅에 유익하게 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 비회전 절삭 공구 (예를 들면, 선반 작업용 공구 홀더에 고정되는 교체가능한 인서트) 및 작업물을 소성변형시켜서 작업물을 원하는 형태로 성형하는 냉간 성형 공구 등의 다른 어떠한 기계 가공 공구에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 기계가공 공구 이외의 본체 및 부재 (예를 들면, 전자부품) 를 피복하기 위한 표면 보호 코팅으로서 제공되는 경질 다층 코팅에 또한 적용될 수 있다. 경질 다층 코팅으로 피복되는 기계가공 공구의 모재는 초경합금 또는 고속도 공구강으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나, 공구 모재는 다른 어떠한 금속 재료로도 만들어질 수 있다.

본 발명에 따른 경질 다층 코팅의 형성 방법으로서, 아크 이온 도금법이 유익하게 사용된다. 그러나, 스퍼터 방법 등의 물리적 기상 증착 (PVD) 법, 또는 이와 달리, 플라즈마 CVD 법 및 열 CVD 법 등의 화학적 기상 증착 (CVD) 법이 사용될 수도 있다.

본 발명의 경질 다층 코팅의 전체 두께는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직한데, 왜냐하면 전체 두께가 10 ㎛ 를 초과한다면 코팅이 본체로부터 쉽게 박리될 수 있기 때문이다. 또한, 본체가 절삭날을 갖는 겅우, 전체 두께가 10 ㎛ 를 초과하면 절삭날이 둥글게 될 수 있고, 이에 따라 절삭 성능이 악화된다. 배면층의 두께는 2 ㎛ 이상인 것이 바람직한데, 왜냐하면 배면층의 두께가 2 ㎛ 미만이면, 충분한 내마모성, 내열성 및 인성 등의 만족할만한 코팅 성능 및 강도를 얻을 수 없기 때문이다. 또한, 경질 다층 코팅의 전체 두께가 10 ㎛ 이하가 되도록 하기 위해서 배면층의 두께는 8 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

배면층에 포함된 TiAlN 층의 두께는 160 nm ~ 2000 nm 이고, 배면층에 포함된 TiAlN+CrN 혼합물층의 두께는 10 nm ~ 1000 nm 인 것이 적절하여서, TiAlN+CrN 혼합물층에 의해 칩핑 및 박리가 효과적으로 방지되고 또한 TiAlN 층에 의해 내마모성이 유지될 수 있다. 배면층이 다수의 TiAlN 층 및 다수의 TiAlN+CrN 혼합물층을 포함하는 경우, TiAlN+CrN 혼합물층은 서로 동일한 각각의 두께를 가지며 TiAlN 층 역시 서로 동일한 각각의 두께를 가질 수 있다. 그러나, TiAlN 층 및 TiAlN+CrN 혼합물층은, TiAlN 층 또는 TiAlN+CrN 혼합물층의 두께가 서로 상이하여서 층의 두께가 연속적으로 변하는 배열과 같은 다양한 배열 중 임의의 하나를 취할 수 있다. 배면층에 포함된 TiAlN 층의 Ti 와 Al 사이의 혼합 결정비는 약 2:8 (=Ti:Al) ~ 6:4 (=Ti:Al) 인 것이 바람직하다. 배면층에 포함되거나 또는 중간층을 형성하는 TiAlN+CrN 혼합물층의 TiAlN 층의 Ti 와 Al 사이의 혼합 결정비는 TiAlN 층의 혼합 결정비와 실질적으로 동일할 수 있지만, TiAlN 층의 혼합 결정비와 꼭 동일할 필요는 없다.

서로 적층되어 배면층을 구성하는 TiAlN+CrN 혼합물층 및 TiAlN 층의 전체 수는, 배면층의 최하부층 및 최상부층의 각각이 TiAlN 층에 의해 형성되도록, 3 개 이상인 것이 바람직하다. 그러나, 배면층의 최상부층은, 예를 들어 TiAlN+CrN 혼합물층으로 형성될 수 있으며, 이 경우 TiAlN+CrN 혼합물층의 두께는 수십 nm 정도로 작다. 이러한 경우에, 비록 최상부층을 형성하는 TiAlN+CrN 혼합물층 외에 다른 TiAlN+CrN 혼합물층으로 구성된 중간층이 형성될 수 있더라도, 최상부층을 형성하는 TiAlN+CrN 혼합물층은 중간층으로서 사용될 수 있다. 제 3 발명은 CrN 층이 직접 배치되는 배면층의 최상부층이 TiAlN 층으로 형성되는 구성뿐만 아니라, CrN 층이 직접 배치되는 배면층의 최상부층이 TiAlN+CrN 혼합물층으로 형성되는 구성 또한 포함한다.

중간층의 두께는 0.1 ㎛ 이상인 것이 적절한데, 왜냐하면 만일 중간층의 두께가 0.1 ㎛ 미만이라면 층간에 충분한 부착이 얻어질 수 없기 때문이다. 경질 다층 코팅의 최상부를 구성하는 CrN 층의 두께는 0.1 ㎛ 이상인 것이 적절한데, 왜냐하면 만일 CrN 층의 두께가 0.1 미만이라면 충분한 윤활성을 얻을 수 없기 때문이다. CrN 층의 두께는 0.5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 경질 다층 코팅이 중간층을 갖는 경우, 경질 다층 코팅의 전체 두께를 10 ㎛ 이하로 하기 위해서, CrN 층의 두께 및 중간층의 두께 각각은 5 ㎛ 보다 크지 않게 하고, 또한 경질 다층 코팅이 중간층을 갖지 않는 경우에는 CrN 의 두께는 8 ㎛ 보다 크지 않은 것이 적절하다. 경질 다층 코팅이 중간층을 갖지 않는 경우, 경질 다층 코팅이 원하는 코팅 강도 및 성능을 갖기 위해서, 경질 다층 코팅의 전체 두께는 2.1 ㎛ 보다 작지 않고 이때 배면층의 두께는 2 ㎛ 보다 작지 않게 하며 또한 경질 다층 코팅이 중간층을 갖는 경우에는 경질 다층 코팅의 전체 두께는 2.2 ㎛ 보다 작지 않게 하는 것이 적절하다. 경질 다층 코팅이 중간층을 갖는 경우 경질 다층 코팅의 전체 두께는 2.5 ㎛ 보다 작지 않은 것이 바람직하다.

중간층 및 배면층의 혼합물층의 각각은 TiAlN+CrN 혼합물층으로 형성된다. 비록 중간층 및 배면층의 혼합물층이 완전하게 동일한 조성으로 구성될 수 있다 하더라도, 예를 들면, TiAlN 과 CrN 사이의 혼합비, Ti 와 Al 사이의 혼합 결정비, 및 층 형성에 사용되는 아크 전류와 바이어스 전압 등의 층 형성 조건을 변화시킴으로써, 조성 및 특성에 있어, 확실히 서로 상이하게 구성될 수 있다. 본 발명에 있어서, CrN 층은 경질 다층 코팅의 최상부를 구성하도록 제공된다. 그러나, CrN 을 포함하는 중간층이 형성되는 제 1 발명에 있어서, 중간층이 CrN 층의 제공없이 경질 다층 코팅의 최상부를 구성하도록 배열되더라도, 윤활성이 어느 정도 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

함유된 다른 원소들이 경질 다층 코팅에 요구되는 특성들인 내마모성, 인성, 부착성, 내열성 및 내용착성에 등에 유리한 원하는 효과를 저해하지 않는 한, 즉, 함유된 다른 원소들이 이 특성들을 심각하게 악화시키지 않는 한, TiAlN 층, TiAlN+CrN 혼합물층(중간층을 포함) 및 CrN 층의 각각은 불가피한 불순물 원소 외에 탄소나 상기 다른 원소를 함유할 수 있다. 예를 들어, 크롬의 순수 질화물뿐만 아니라 C(탄소)를 함유한 탄질화물인 CrCN 도 CrN 으로서 사용될 수 있다. 또한, TiAl 의 순수 질화물뿐만 아니라 C(탄소)를 함유한 탄질화물인 TiAlCN 도 TiAlN 으로서 사용될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태인 엔드밀을 도시하는 일군의 도면으로서, 도 (a) 는 엔드밀의 축선에 대해 수직인 방향에서 본 정면도이고, 도 (b) 는 확대 저면도이며, 도 (c) 는 경질 다층 코팅을 갖는 절삭 치부의 층상부의 단면도이다.

도 2 는, 도 1 의 도 (c) 에 도시된 경질 다층 코팅과 상이한 다른 실시예의 경질 다층 코팅을 도시하는 단면도이다.

도 3 은, 도 1 및 도 2 의 경질 다층 코팅을 유리하게 형성하는 것이 가능한 아크형 이온 도금 장치의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 4 는 서로 비교하여 CrN 및 TiAlN 의 마찰 계수의 측정 결과를 도시하는 일군의 도면으로, 이때 측정은 볼-온-디스크법에 의해 이루어졌다.

도 5 는 코팅 조성에 있어 서로 상이한 코팅 절삭 공구(발명 제품 및 비교 제품을 포함) 각각의 측면 마모의 폭의 측정 결과를 설명하기 위한 일군의 도면으로서, 이때 각각의 코팅 절삭 공구가 규정된 절삭 조건에서 C1100(구리) 을 절삭하는데 사용된 후에 측정이 이루어졌다.

도 6 은 코팅의 조성에 있어 서로 상이한 코팅 절삭 공구 (발명 제품 및 비교 제품 포함) 각각의 측면 마모의 폭의 측정의 결과를 설명하기 위한 일군의 도면 으로서, 이때 각각의 코팅 절삭 공구가 규정된 절삭 조건에서 S50C(기계 구조용 탄소강) 를 절삭하는데 사용된 후에 측정이 이루어졌다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 볼 엔드밀 (경질 다층 코팅 공구)

12: 공구 모재 (본체)

20, 28: 경질 다층 코팅

22: 배면층

22a: TiAlN 층

22b: 혼합물층

24: 중간층

26: CrN 층

본 발명의 자세한 실시형태가 도면을 참조하여 설명된다.

도 1 은 본 발명이 적용된 경질 다층 코팅 회전 절삭 공구의 일례인 볼 엔드밀 (10) 을 도시하는 일군의 도면이고, 도 (a) 는 볼 엔드밀 (10) 의 축선에 대해 수직인 방향에서 본 정면도이고, 도 (b) 은 볼 엔드밀 (10) 의 원단측에서 본(도 (a) 의 볼 엔드밀 (10) 의 우측에서 본) 확대된 저면도이다. 볼 엔드밀 (10) 은 초경합금으로 만들어진 공구 모재 (12) 를 포함한다. 공구 모재 (12) 는 서로 일체로 형성된 절삭 치부 (14) 와 생크부를 포함한다. 절삭 치부 (14) 에는 한 쌍의 주변 절삭날 (16) 및 한 쌍의 볼 노우즈형 말단 절삭날 (18) 의 형태로 된 절삭날이 형성되어 있고, 절삭날은 축선에 대해 서로 대칭을 이루도록 배열되어서, 볼 엔드밀 (10) 이 축선을 중심으로 회전하는 동안에, 절삭 작업이 볼 노우즈형 말단 절삭날 (18) 및 주변 절삭날 (16) 에 의해 실행될 수 있다. 절삭 치부 (14) 의 표면은 도 1 의 도 (a), (b) 의 사선부로 표시된 경질 다층 코팅 (20) 으로 코팅되어 있다. 도 1 의 도 (c) 는 경질 다층 코팅 (20) 으로 코팅된 절삭 치부 (14) 의 층상부의 단면도이다. 볼 엔드밀 (10) 은 경질 다층 코팅 공구에 해당하고, 반면 공구 모재 (12) 는 경질 다층 코팅 (20) 이 배치된 소정의 본체에 해당한다.

도 1 의 도 (c) 로부터 명백한 바와 같이, 경질 다층 코팅 (20) 은 배면층 (22), 중간층 (24) 및 경질 다층 코팅 (20) 의 최상부 외측을 구성하는 CrN 층 (26) 으로 구성된다. 경질 다층 코팅 (20) 의 전체 두께는 2.2 ㎛ ~ 10 ㎛ 이다. 배면층 (22) 은, TiAlN 층 (22a) 및 TiAlN+CrN 혼합물층 (22b) 을 포함하는 3 개 이상의 층으로 구성되고 이 층들은 서로 교대로 적층되어 있다. 배면층 (22) 의 두께는 2 ㎛ ~ 8 ㎛ 이다. 각 TiAlN 층 (22a) 의 평균 두께는 160 nm ~ 2000 nm 이고, 반면에 각 혼합물층 (22b) 의 평균 두께는 10 nm ~ 1000 nm 이다. 본 실시형태에서, 동일한 두께를 갖는 TiAlN 층 (22a) 및 동일한 두께를 갖는 혼합물층 (22b) 은 서로 교대로 적층된다. 각 혼합물층 (22b) 은, TiAlN 과 CrN 이 규정된 비율로 혼합된 층이다. TiAlN 층 (22a) 과 혼합물층 (22b) 의 TiAlN 의 Ti 와 Al 사이의 혼합 결정비는 2:8 (=Ti:Al) ~ 6:4 (=Ti:Al) 의 범위이다. 본 실시형태에서, Ti 와 Al 사이의 혼합 결정비는 4:6 (=Ti:Al) 이다. 배면부의 각 최상부층 및 최하부층은 TiAlN 층 (22a) 으로 형성된다. TiAlN 층 (22a) 과 혼합물층 (22b) 의 총 수는 3 이상의 홀수이다.

TiAlN 의 경도 (Hv) 는 약 23000 ~ 3000 이며, 반면 CrN 의 경도 (Hv) 는 약 1800 ~ 2300 이다. TiAlN 및 CrN 을 함유한 각 혼합물층 (22b) 의 경도는 TiAlN 만을 함유한 각 TiAlN 층 (22a) 의 경도보다 낮다. 이에 따라, 큰 경도를 갖는 TiAlN 층 (22a) 및 상대적으로 낮은 경도를 갖는 혼합물층 (22b) 이 서로 교대로 적층된 배면층 (22) 에서는, 큰 경도를 갖는 TiAlN 층 (22a) 의 존재로 인해 우수한 내마모성이 얻어지고, 낮은 경도를 갖는 혼합물층 (22b) 의 존재로 인해 향상된 인성이 얻어질 수 있으며, 이에 따라 코팅 (20) 의 칩핑 및 박리의 위험이 감소될 수 있게 된다. 상기 설명된 바와 같이, 각 TiAlN 층 (22a) 의 평균 두께는 160 nm ~ 2000 nm 이고, 각 혼합물층 (22b) 의 평균 두께는 10 nm ~ 1000 nm 이며, 또한 배면층 (22) 의 총 두께는 2 ㎛ ~ 8 ㎛ 이어서, TiAlN 층 (22a) 의 존재로 인해 내마모성이 유지될 수 있으며 또한 혼합물층 (22b) 의 존재로 인해 칩핑 및 박리가 효과적으로 방지될 수 있다.

중간층 (24) 은 TiAlN 및 CrN 이 서로 혼합되어 있는 혼합물층이다. 본 실시형태에서, 중간층 (24) 은 조성에 있어 혼합물층 (22b) 과 동일하다. 중간층 (24) 은 배면층 (22) 에 배치되고, 보다 구제적으로, 배면층 (22) 의 최상부층인 TiAlN 층 (22a) 과 접하여 배치된다. 중간층 (24) 의 두께는 0.1 ㎛ ~ 5 ㎛ 이다. 따라서, TiAlN+CrN 의 중간층 (24) 은 CrN 층 (26) 의 배치 전에 배면층 (24), 즉 최상부 TiAlN 층 (22a) 위에 배치되고, 이에 따라 배면층 (24) 에 대한 CrN 층 (26) 의 부착성은 향상된다. 중간층 (24) 의 TiAlN 의 T i 와 Al 의 혼합 결정비는 2:8 (=Ti:Al) ~ 6:4 (=Ti:Al) 의 범위이다. 본 실시형태에서, Ti 와 Al 사이의 혼합 결정비는 4:6 (=Ti:Al) 이다.

CrN 층 (26) 은 중간층 (24) 에 접하여 배치되고, 0.1 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 두께를 갖는다. CrN 층 (26) 을 구성하는 CrN 은 TiAlN 의 마찰 계수보다 작은 마찰 계수를 갖는다. 따라서, 경질 다층 코팅 (20) 의 최상부 외측 표면을 구성하도록 제공된 CrN 층 (26) 으로 인해, 작업물과 코팅 (20) 사이의 윤활성을 향상시키는 것, 즉, 작업물과 코팅 (20) 사이의 내용착성을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 4 는, JIS R1613 에 규정된 시험 방법과 실질적으로 동일한 볼-온-디스크 방법에 따라 이루어진 CrN 및 TiAlN 의 마찰 계수의 측정 결과를 도시하는 일군의 도면이다. 도 4 에서, 도 (a) 는 시험의 조건을 나타내며 도 (b) 는 시험 결과를 나타낸다. 도 (b) 의 마찰 계수 곡선은 시작 기간에서 각 마찰 계수의 변화를 나타낸다. TiAlN 의 마찰 계수는 약 0.5 ~ 0.7 의 범위 내에 집중되고, 반면에 CrN 의 마찰 계수는 약 0.3 이다. 또한, 도 4 의 도 (c) 는 고온 (400℃) 에서 측정된 마찰 계수를 보여준다. 고온에서 측정된 TiAlN 의 마칠 계수는 약 0.7 이고, 반면에 고온에서 측정된 CrN 의 마찰 계수는 약 0.25 이다. 따라서, 고온에서 측정된 마찰 계수는 실질적으로 실온 (25℃) 에서 측정된 값 (도 4 의 도 (b)) 과 동일하다. 도 4 의 도 (c) 에 보여지는 마찰 계수는, 온도가 400℃ 라는 것을 제외하고는 도 4 의 도 (a) 와 동일한 시험 조건에서 측정되었다.

비록 상기 설명된 경질 다층 코팅 (20) 이 중간층 (24) 을 포함한다 하더라 도, 도 2 의 경질 다층 코팅 (28) 에서와 같이, CrN 층 (26) 은, 중간층 (24) 이 생략된 채 배면층 (22) 에 직접 배치될 수 있다. 이 경우에, 배면층 (22) 은 실질적으로 경질 다층 코팅 (20) 과 동일한 구조를 가질 수 있고, 중간층 (24) 의 부재로 인해 CrN 층 (26) 의 두께는 증가될 수 있다. 따라서, CrN 층 (26) 의 두께는 0.1 ㎛ ~ 8 ㎛ 일 수 있다.

배면층 (22) 의 TiAlN 층 (22a) 과 혼합물층 (22a) 및 중간층 (24) 에 함유된 TiAlN 은 탄소를 함유하지 않은 TiAl 의 순수 질화물이다. 그러나, TiAl 의 순수 질화물은, 경도, 부착성 및 다른 특성들이 저하되지 않도록 그 양이 결정된 탄소를 함유하는 탄질화물인 TiAlCN 으로 대체되게 된다. 배면층 (22) 의 혼합물층 (22b), 중간층 (24) 및 CrN 층 (26) 에 함유된 CrN 은 탄소를 함유하지 않은 크롬의 순수 질화물이다. 그러나, 크롬의 순수 질화물은, 윤활성, 내열성 및 다른 특성들이 저하되지 않도록 그 양이 결정된 탄소를 함유하는 탄질화물인 CrCN 에 의해 대체되게 된다.

한편, 도 3 은 경질 다층 코팅 (20 또는 28) 을 형성하는데 유리하게 사용될 수 있는 아크형 이온 도금 장치 (30) 를 도시하는 개략도 (계략적인 선도) 이다. 상기 아크형 이온 도금 장치 (30) 는, 아직 경질 다층 코팅 (20) 이 형성되지 않았고 이미 절삭날 (16, 18) 이 형성된 모재 (12) 형태의 중간 제품 다수를 지지하는 지지 부재 (32) ; 실질적으로 수직 방향으로 향한 회전 축선을 중심으로 지지 부재 (32) 를 회전시키는 회전 장치 (34) ; 모재 (12) 에 음의 바이어스 전압을 인가시키는 바이어스 전압 전원 (36) ; 내부에 모재 (12) 를 수용하는 챔버 (38) 형 태의 처리 용기 ; 제 1, 2 아크 방전 전원 (44, 46) ; 챔버 (38) 내부에 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 장치 (40) ; 및 예컨데 진공 펌프로 반응기 (22) 내부의 가스를 빨아들여 챔버 (38) 의 내부 압력을 줄이는 진공 장치 (42) 와 같은 구성 요소를 포함한다. 상기 지지 부재 (32) 는 상기의 회전 축선에 중심을 갖는 원통형 또는 삼각기둥형 부재로 되어 있다. 상기 다수의 모재 (12) 는 지지 부재 (32) 에 지지되어 각 모재 (12) 는 실질적으로 수평으로 위치하고 절삭날 (14) 은 상기 지지 부재 (32) 의 반경 방향 외부로 돌출하게 된다. 반응 가스 공급 장치 (40) 에는 질소 가스 (N₂) 가 저장된 탱크가 장착되어, 챔버 (38) 내부로 질소 가스를 공급함으로써 TiAl 의 질화물 및 Cr 의 질화물이 형성될 수 있다. TiAl 의 탄질화물 및 Cr 의 탄질물화물이 형성될 때, 탄화수소 가스 (CH₄, C₂H₂ 등) 을 저장하는 탱크가 제공되어 질소 가스 외에 탄화수소 가스도 공급된다는 것을 주의해야 한다.

제 1 아크 방전 전원 (44) 은, 혼합물층 (22b) 및 TiAlN 층 (22a) 에 함유된 TiAlN 을 구성하는 TiAl 합금의 형태인, 음극으로서 제 1 증발원(타겟) (48) 에 연결되며, 또한 양극 (50) 에도 연결된다. 제 1 아크 방전 전원 (44) 은 제 1 증발원 (48) 과 양극 (50) 사이에 아크 방전을 일으키기 위해 이들 증발원과 양극 사이에 소정의 아크 전류를 공급하는 기능을 하여서, TiAl 이 제 1 증발원 (48) 으로부터 증발하게 된다. 증발된 TiAl 은 금속 이온 (양이온) 이 되어, 바이어스 전압 전원 (36) 에 의해 음의 바이어스 전압이 인가되는 공구 모재 (12) 에 부착된 다. 유사하게, 제 2 아크 방전 전원 (46) 은 혼합물층 (22b), 중간층 (24) 및 CrN 층 (26) 에 함유된 CrN 을 을 구성하는 Cr 로 형성된 음극으로서 제 2 증발원(타겟) (52) 에 연결되고, 또한 양극 (54) 에도 연결된다. 제 2 아크 방전 전원 (46) 은 제 2 증발원 (52) 과 양극 (54) 사이에 아크 방전을 일으키기 위해 이들 증발원과 양극 사이에 소정의 아크 전류를 공급하는 기능을 하여서, Cr 이 제 2 증발원 (52) 으로부터 증발하게 된다. 증발된 Cr 은 금속 이온 (양이온) 이 되어, 바이어스 전압 전원 (36) 에 의해 음의 바이어스 전압이 공급되는 공구 모재 (12) 에 부착된다.

경질 다층 코팅 (20, 28) 이 아크형 이온 도금 장치 (30) 을 사용하여 공구 모재 (12) 의 절삭 치부 (14) 의 표면에 형성되도록 할 때, 챔버 (38) 의 내부 압력은 반응 가스 공급 장치 (40) 및 진공 장치 (42) 에 의해 소정치 (예컨대, 1.33 × 5 ×10^-1 Pa ~ 1.33 × 40 ×10^-1 Pa) 로 유지되며, 음의 바이어스 전압의 소정치 (예컨대, -50V ~ -150V 의 범위) 는 바이어스 전압 전원 (36) 에 의해 공구 모재 (12) 에 가해진다. 이 경우, 진공 장치 (42) 는 챔버 (30) 를 진공화시키며, 동시에 반응 가스 공급 장치 (40) 는 챔버 (30) 의 내부 압력이 상기한 소정치로 유지되도록 챔버 (30) 내로 반응 가스를 공급한다. 그 후에, 회전 장치 (34) 가 작동되어 지지 부재 (32) 가 소정의 회전수 (예를 들어, 3 min^-1) 로 회전되고, 제 1 아크 방전 전원 (44) 및 제 2 아크 방전 전원 (46) 에 선택적으로 전압을 공급 (ON) 하거나 전압을 끊음 (OFF) 으로써 경질 다층 코팅 (20, 28) 이 공구 모재 (12) 상에 형성되게 된다.

구체적으로, 제 1 아크 방전 전원 (44) 이 ON (에너지 공급) 을 유지하고 제 2 아크 방전 전원 (46) 이 OFF (에너지 끊김) 를 유지할 때, 아크 전류가 제 1 증발원 (48) 과 양극 (50) 사이에 공급되어 TiAl 의 금속 이온이 제 1 증발원 (48) 으로부터 방출된다. TiAl 의 방출된 금속 이온은 질소 가스와 반응하여, TiAlN 이 형성되고 공구 모재 (12) 의 표면에 부착되고, 이에 따라 TiAlN 층 (22a) 이 형성되게 된다. 제 1 아크 방전 전원 (44) 에 의해 공급된 아크 전류의 값과 제 1 아크 방전 전원 (44) 이 ON 을 유지하는 파워-온 시간은 TiAlN 층 (22a) 의 원하는 두께에 따라 결정된다.

또한, 제 2 아크 방전 전원 (46) 이 ON (에너지 공급) 을 유지하고 제 1 아크 방전 전원 (44) 이 OFF (에너지 끊김) 를 유지할 때, 아크 전류가 제 2 증발원 (52) 과 양극 (54) 사이에 공급되어 Cr 의 금속 이온이 제 1 증발원 (48) 으로부터 방출된다. Cr 의 방출된 금속 이온은 질소 가스와 반응하여, CrN 이 형성되고 공구 모재 (12) 의 표면에 부착하여, 이에 따라 CrN 층 (26) 이 형성될 수 있다. 제 2 아크 방전 전원 (46) 에 의해 공급된 아크 전류의 값과 제 2 아크 방전 전원 (46) 이 ON 을 유지하는 동안의 파워-온 시간은 CrN 층 (26) 의 원하는 두께에 따라 결정된다.

또한, 제 1 아크 방전 전원 (44) 및 제 2 아크 방전 전원 (46) 이 모두 ON (에너지 공급) 을 유지할 때, 제 1 증발원 (48) 과 양극 (50) 사이에 공급되면서 아크 전류는 제 2 증발원 (52) 과 양극 (54) 사이에도 아크 전류가 공급된다. 이 경우에, TiAl 의 금속 이온이 제 1 증발원 (48) 으로부터 방출되고 Cr 의 금속 이온은 제 2 증발원 (52) 으로부터 방출된다. 방출된 TiAl 의 금속 이온 및 Cr 의 금속 이온은 질소 가스와 반응하여서, TiAlN 및 CrN 이 형성되어 공구 모재 (12) 의 표면에 부착하게 된다. 제 1 증발원 (48) 및 제 2 증발원 (52) 이 지지 부재 (32) 의 각 반대측에 장착되기 때문에, 지지 부재 (32) 가 회전됨에 따라 TiAlN 및 CrN 은 교대로 공구 모재 (12) 에 부착되어서, TiAlN 과 CrN 이 서로 혼합된 혼합물층 (22b) 및 중간층 (24) 이 형성되는 것이 가능하다. 제 1 아크 방전 전원 (44) 및 제 2 아크 방전 전원 (46) 이 ON 을 유지하는 파워-온 시간은 혼합물층 (22b) 및 중간층 (24) 의 원하는 두께에 따라 결정된다. 제 1 아크 방전 전원 (44) 및 제 2 아크 방전 전원 (46) 에 의해 공급되는 아크 전류의 값은 혼합물층 (22b) 및 중간층 (24) 의 원하는 두께와 TiAlN 과 CrN 사이의 혼합비에 따라 결정된다.

따라서, 제 1 아크 방전 전원 (44) 및 제 2 아크 방전 전원 (46) 각각을 전원 공급 상태와 전원 끊김 상태 (ON 과 OFF 상태) 사이에서 전환함에 따라, 배면층 (22)(서로 교대로 적층된 TiAlN+CrN 혼합물층 (22b) 과 TiAlN 층 (22a) 을 포함한다), TiAlN+CrN 혼합물층으로 구성된 중간층 (24), 및 CrN 층 (26) 을 연속적으로 형성하는 것이 가능하여서, 경질 다층 코팅 (20, 28) 이 공구 모재 (12) 의 표면에 배치될 수 있다. 제 1 아크 방전 전원 (44) 및 제 2 아크 방전 전원 (46) 의 각각을 전환하는 등의 경질 다층 코팅 (20, 28) 의 형성을 위한 작업은 컴퓨터를 포함한 제어 장치에 의해 자동으로 실행될 수 있다.

본 실시형태의 경질 다층 코팅 (20, 28) 에 있어서, 서로 교대로 적층된 TiAlN+CrN 혼합물층 (22b) 및 TiAlN 층 (22a) 을 포함하는 배면층 (22) 의 존재로 인해, 우수한 내마모성 및 인성을 얻는 것이 가능하다. 또한, CrN 층 (26) 이 경질 다층 코팅 (20, 28) 의 최상부를 구성하고 또한 경질 다층 코팅 (20, 28) 의 표면이 낮은 마찰 계수를 가지기 때문에, 윤활성 및 내용착성을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, CrN 층 (26) 의 산화 개시 온도가 약 700 ℃ 정도로 높기 때문에, 고온의 환경에서도 코팅의 우수한 특성이 안정적으로 유지되게 된다.

따라서, 경질 다층 코팅 (20, 28) 으로 피복된 볼 엔드밀 (10) 에 있어서, 예를 들면 경도가 낮고 용착되기가 쉬운 철 또는 비철 재료로 만들어진 작업물을 절삭하는 경우에서부터, 경도가 약 50 HRC 인 열처리 강과 같은 경도가 큰 재료로 만들어진 작업물을 절삭하는 경우까지의 넓은 사용 범위에서 우수한 절삭 성능 및 내구성을 얻는 것이 가능하다. 구체적으로 설명하자면, CrN 층 (26) 의 존재로 인해, 절삭 작업의 후반 단계에서 각 경사면에서의 마모를 억제하고 경사각이 부의 측으로 변화되는 것을 억제하는 것이 가능하여서, 절삭 능력이 장기간동안 만족스럽게 유지되고, 이에 따라 공구의 내구성이 향상되어 작업물의 완성 표면의 질이 안정된다. 볼 엔드밀 (10) 은 회전 축선 주변에 위치된 원단부를 가지며, 또한 원단부의 절삭 능력이 작기 때문에 작업물은 원단부에 쉽게 용착된다. 그러나, CrN 층 (26) 의 존재로 인해, 용착이 억제되어서 절삭 성능 및 내구성이 만족스럽게 유지된다. 또한, 고온의 환경에서도 코팅의 우수한 특성을 안정적으로 얻을 수 있기 때문에, 절삭 공구는, 예를 들어 마찰열 등에 의해 야기되는 고온의 가혹 한 절삭 조건에서도 고효율로 절삭 작업을 실행할 수 있다.

배면층 (22) 의 최상부층 및 최하부층의 각각이 TiAlN 층 (22a) 으로 제공되는 본 실시형태에 있어서, 배면층 (22) 은 최하부층을 이루는 TiAlN 층 (22a) 에 의해 우수한 부착성으로 공구 모재 (12) 에 부착될 수 있으며, 배면층 (22) 은 최상부층을 이루는 TiAlN 층 (22a) 에 의해 우수한 내마모성을 가질 수 있다. CrN 층 (26) 이, 최상부층을 이루는 TiAlN 층 (22a) 위에 직접 또는 중간층 (24) 을 통해 배치되기 때문에, 고경도를 갖는 TiAlN 층 (22a) 은 작업물과 직접 접촉하지 않게 된다. 그러나, TiAlN 층 (22a) 은 CrN 층 (26) 의 변형을 억제하는 기능을 하여서, CrN 층 (26) 의 내마모성이 향상되게 된다.

또한, 도 1 의 경질 다층 코팅 (20) 에 있어서, TiAlN+CrN 혼합물층 (CrN 함유) 으로 구성되는 중간층 (24) 이 배면층 (22) 과 CrN 층 (26) 사이에 배치되기 때문에, CrN 층 (26) 은, TiAlN 층 (22a) 으로 형성된 최상부층을 갖는 배면층 (22) 에 대해 고부착성으로 적층되어서, CrN 층 (26) 의 칩핑 및 박리가 또한 더욱 유리하게 억제될 수 있다.

또한, 본 실시형태의 경질 다층 코팅 (20, 28) 에 있어서, 코팅 (20, 28) 의 전체 두께가 10 ㎛ 보다 크지 않기 때문에, 공구 모재 (12) 로부터 코팅 (20, 28) 의 박리가 억제될 수 있어서, 코팅 (20, 28) 과 공구 모재 (12) 사이의 우수한 부착성을 얻을 수 있다. 또한, 전체 두께가 10 ㎛ 보다 크지 않기 때문에, 주변 절삭날 (16) 과 볼 노우즈형 말단 절삭날 (18) 이 둥글게 되는 것을 피할 수 있어서, 절삭 성능의 저하가 방지될 수 있다. 한편, 코팅 (20, 28) 의 전체 두께가 2.2 ㎛ 보다 작지 않기 때문에, 소정의 코팅 강도 및 코팅 성능을 얻을 수 있다. 즉, 배면층 (22) 의 두께가 2 ㎛ 보다 작지 않기 때문에, 배면층 (22) 에 요구되는 충분한 내마모성, 내열성 및 인성 등과 같은 코팅 성능 및 강도를 얻을 수 있다. 또한, 중간층 (24) 및 CrN 층 (26) 의 각 두께가 0.1 ㎛ 보다 작지 않기 때문에, 충분한 부착성 및 윤활성 등의 코팅 성능을 얻을 수 있다.

도 5 는 각각 반경 (R) 이 1.5 mm 인 볼 노우즈형 말단 절삭날 (18) 을 갖는 볼 엔드밀 (10) 각각에 대해 VB 마모폭 (측면 마모 폭) 의 측정 결과를 보여주는 일군의 도면이며, 각각의 볼 엔드밀 (10) 이 도 5 의 도 (a) 에 명시된 절삭 조건 하에서 C1100(JIS: 구리) 을 400 mm 절삭하는데 사용된 후에 측정이 이루어졌다. 볼 앤드밀 (10) 은 도 5 의 도 (b) 에 명시된 각기 다양한 코팅을 가졌다. 도 5 의 도 (b) 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제품의 VB 마모폭은 0.035 ㎛ ~ 0.049 ㎛ 의 범위여서, 본 발명의 제품이 비교 제품보다 향상된 내마모성을 갖고 또한 구리 등과 같이 용착이 용이한 작업물에 대해서도 우수한 내구성을 갖는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제품 각각의 내구성은 다층 구조의 배면층 (22) 만으로 이루어진 코팅을 갖는 비교 제품의 내구성보다 2 배 이상 높은데, 이는 비교 제품의 VB 마모폭이 0.093 ㎛ 이기 때문이다. 본 발명의 제품뿐만 아니라 비교 제품에 있어서도, 다층 구조 (TiAlN 층 (22a) 과 TiAlN+CrN 혼합물층 (22b) 이 서로 교대로 적층되어 있다) 를 갖는 배면층 (22) 의 최상부층 및 최하부층 각각은 TiAlN 층 (22a) 으로 되어 있다는 것을 주의해야 한다.

도 6 은 반경 (R) 이 3 mm 인 각 볼 노우즈형 말단 절삭날 (18) 을 갖는 볼 엔드밀 (10) 의 각각의 VB 마모폭 (측면 마모폭) 의 측정 결과를 보여주는 일군의 도면이고, 이때 측정은, 각 볼 엔드밀 (10) 이 도 6 의 도 (a) 에 명시된 절삭 조건하에서 56 mm 거리에 걸쳐 S50C(JIS: 기계 구조용 탄소강) 을 절삭하는데 사용된 후에 이루어졌다. 볼 엔드밀 (10) 은 도 6 의 도 (b) 에 명시된 각각의 다양한 코팅을 가졌다. 도 6 의 도 (b) 에 도시된 바와 같이, 본 발명에서의 VB 마모폭은 0.063 ㎛ ~ 0.078 ㎛ 의 범위여서, 본 발명의 제품은 비교 제품보다 향상된 내마모성을 가지며 또한 탄소강과 같은 고경도의 재료로 만들어진 작업물에도 대해서도 우수한 내구성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제품의 각각의 내구성은 다층 구조를 갖는 배면층 (22) 만으로 구성된 코팅을 갖는 비교 제품보다 10 % 향상되는데, 이는 비교 제품의 VB 마모폭이 0.091 ㎛ 이기 때문이다. 본 발명의 제품은 물론 비교 제품에 있어서도, 다층 구조 (TiAlN 층 (22a) 과 TiAlN+CrN 혼합물층 (22b) 이 서로 교대로 적층되어 있다) 를 갖는 배면층 (22) 의 최상부층 및 최하부층 각각은 TiAlN 층 (22a) 으로 되어 있다는 것을 주의해야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예가 상기된 바와 같이 설명되었지만, 본 발명은 상기 실시예의 상세한 설명에 한정되지 않으며, 다음 청구항에서 규정하는 발명의 범위 및 요지를 벗어나지 않는, 다양한 다른 변경, 변화 및 개선이 당업자에 의해 실시될 수 있음을 알 수 있다.

경질 다층 코팅이 회전 절삭 공구 등의 공구 모재의 표면에 배치되며, 본 발 명의 경질 다층 코팅이 충분한 내마모성 및 내용착성을 갖기 때문에, 예를 들면 경도가 낮고 용착하기가 쉬운 구리 합금 또는 다른 재료로 만들어진 작업물을 절삭하는 경우에서부터, 열처리 강과 같은 경도가 큰 재료로 만들어진 작업물을 절삭하는 경우까지의 넓은 범위에서, 우수한 절삭 성능 및 내구성을 얻는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 경질 다층 코팅은 볼 엔드밀과 같은 절삭 공구의 표면에 배치될 경질 코팅으로서 유익하게 사용된다. 또한, 예를 들어, 기계가공 공구 이외에 전자 부품 등의 본체의 표면 보호 코팅으로서 제공되는 코팅에 또한 적용될 수 있다.

Claims

본체에 배치되고 또한 서로 교대로 적층된 TiAlN 층 및 TiAlN+CrN 혼합물층을 포함하는 배면층과,

상기 배면층 위에 배치되고 또한 TiAlN+CrN 혼합물층으로 구성되는 중간층, 및

상기 중간층 위에 배치되어 경질 다층 코팅의 외측 표면을 제공하는 CrN 층을 포함하는 경질 다층 코팅.
제 1 항에 있어서,

상기 배면층은 2 ㎛ ~ 8 ㎛ 의 두께를 가지며,

상기 중간층은 0.1 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 두께를 갖고,

상기 CrN 층은 0.1 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 두께를 가지고, 또한

상기 경질 다층 코팅의 총 두께는 10 ㎛ 보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 경질 다층 코팅.
본체에 배치되고 또한 서로 교대로 적층된 TiAlN 층 및 TiAlN+CrN 혼합물층을 포함하는 배면층과, 또한

상기 배면층에 배치되어 경질 다층 코팅의 표면을 제공하는 CrN 층을 포함하는 경질 다층 코팅.
제 3 항에 있어서,

상기 배면층은 2 ㎛ ~ 8 ㎛ 의 두께를 가지고,

상기 CrN 층은 0.1 ㎛ ~ 8 ㎛ 의 두께를 가지며, 또한

상기 경질 다층 코팅의 총 두께는 10 ㎛ 보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 경질 다층 코팅.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배면층의 최상부층 및 최하부층이 상기 TiAlN 층으로 되어있는 것을 특징으로 하는 경질 다층 코팅.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경질 다층 코팅이 절삭 공구의 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 경질 다층 코팅.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 경질 다층 코팅, 및

상기 경질 다층 코팅으로 피복된 공구 모재를 포함하는 경질 다층 코팅 공구.