[发明专利]硬质层叠被膜

说明书

技术领域

本发明涉及将组成彼此不同的2种被膜在母材的表面上交替地层叠的硬质层叠被膜，特别涉及该硬质层叠被膜的特性的改进。

背景技术

作为在高速度工具钢、超硬合金等的工具母材的表面设置的耐磨损性的硬质被膜，提出了将组成彼此不同的第1被膜和第2被膜这2种交替地层叠的各种的硬质层叠被膜。专利文献1、2中记载的硬质层叠被膜是其一例，将由元素周期表的IVa族、Va族、VIa族的金属元素、或Al等的氮化物、碳化物等构成的2种被膜按规定的层叠厚度周期反复层叠。即，采用第1被膜和第2被膜的薄膜化、多层化、金属元素的合金化等各种手段，实现了被膜硬度、耐磨损性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平7-205361号公报

专利文献2：特开2005-256081号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，使用由这样的硬质层叠被膜被覆的切削工具，特别地，对インコネル（镍基超硬合金的商标）、钛合金等耐热合金、包含它们的复合材料进行切削加工的情况下，在耐熔敷性、耐磨损性上尚未获得具有能够充分满足的性能的切削工具，存在由于磨损大，无法获得长寿命的缺点。

本发明以以上的实际情况为背景而完成，其目的在于提供即使对インコネル、钛合金等耐热合金、包含它们的复合材料进行切削加工的情况下也能充分地获得耐熔敷性、耐磨损性的硬质层叠被膜。

用于解决课题的手段

本发明人以上述的实际情况为背景，反复进行了各种研究，结果发现：如果使Ti系的硬质层叠被膜中含有硼元素B，则使高温硬度和耐熔敷性改善，但无法充分地获得耐磨损性、附着强度，另一方面，如果在使构成Ti系的硬质层叠被膜的第1被膜和第2被膜的一者含有包含硼元素B的AlCr合金的碳化物、氮化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮化物、碳氧氮化物的同时，使另一者含有硼元素B，交替地层叠，则在耐磨损性和密合性（附着强度）上适宜地改善。本发明基于这样的见识而完成。

即，第1发明，其特征在于，(a)是将组成彼此不同的第1被膜和第2被膜这2种在母材的表面上交替地多个层叠的硬质层叠被膜，(b)上述第1被膜为（Al_aCr_bB_c）的碳化物、氮化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮化物或碳氧氮化物，(c)上述第2被膜为TiB₂。

此外，第2发明，其特征在于，第1发明中，(d)上述第1被膜中的原子比a、b、c为a=1-b-c的相互关系，为0.2≤b≤0.7、0＜c≤0.2，(e)上述第1被膜的膜厚为0.1μm以上5.0μm以下，(f)上述第2被膜的膜厚为0.1μm以上5.0μm以下，(g)上述硬质层叠被膜的总膜厚为0.2μm以上10.0μm以下。

此外，第3发明，其特征在于，第1发明或第2发明中，(h)上述硬质层叠被膜的层叠数为2层以上100层以下。

发明的效果

根据第1发明的硬质层叠被膜，通过将作为（Al_aCr_bB_c）的碳化物、氮化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氮化物或碳氧氮化物的第1被膜与作为TiB₂的第2被膜在母材的表面上交替地层叠而构成硬质层叠被膜，因此充分地获得耐熔敷性、耐磨损性。

此外，根据第2发明的硬质层叠被膜，其第1被膜中的（Al_aCr_bB_c）的原子比a、b、c存在a=1-b-c这样的相互关系，为0.2≤b≤0.7、0＜c≤0.2，上述第1被膜的膜厚为0.1μm以上5.0μm以下，上述第2被膜的膜厚为0.1μm以上5.0μm以下，上述硬质层叠被膜的总膜厚为0.2μm以上10.0μm以下，因此在耐磨损性和耐熔敷性上，都能获得满足需要的特性。

此外，根据第3发明的硬质层叠被膜，由于构成其的第1被膜和第2被膜的层叠数为2层以上100层以下，因此在耐磨损性和耐熔敷性上都能获得满足需要的特性。

其中，优选地，上述硬质层叠被膜，除了适用于立铣刀、丝锥、钻头等旋转切削工具的至少刃部以外，也可适宜地应用于在刨刀等非旋转式的切削工具、或滚轧工具等各种加工工具的表面设置的硬质层叠被膜，也可适用于半导体装置等的表面保护膜等在加工工具以外的部件的表面设置的硬质层叠被膜。作为工具母材等设置硬质层叠被膜的母材的材质，适合使用超硬合金、高速度工具钢，也可为其他的金属材料。