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JP7775560B2 - Hard coating and cutting tool using same - Google Patents
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JP7775560B2 - Hard coating and cutting tool using same - Google Patents

Hard coating and cutting tool using same

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Description

本発明は、硬質被膜およびこれを用いた切削工具に関する。 The present invention relates to a hard coating and a cutting tool using the same.

鋼等の金属材料の加工を行うために用いられる切削工具は、切削対象が高硬度であるため、切削時には、切削工具に対し大きな衝撃が加わると共に、800℃以上もの高熱が加わる場合もある。そこで、通常、切削工具の耐摩耗性、耐熱性等を高めるために、切削工具の表面の被覆が行われる。 Cutting tools used to process metal materials such as steel are subject to high impacts and may be exposed to temperatures of over 800°C during cutting because the objects they cut are extremely hard. For this reason, the surface of cutting tools is usually coated to improve their wear resistance, heat resistance, etc.

前記被覆は、例えば、ハイス鋼、超硬合金等の基材に対し、チタン、クロムなどの窒化物を蒸着し、薄膜を生成することによって行われる。前記耐摩耗性等を高めるため、これまでに種々の方法が提案されている。 The coating is achieved by depositing nitrides such as titanium and chromium onto a substrate such as high-speed steel or cemented carbide to form a thin film. Various methods have been proposed to improve wear resistance, etc.

例えば、特許文献1には、少なくとも一つの(AlCr1-y)X層(0.2≦y≦0.7)、および/または一つの(TiSi1-z)X層(0.01≦z≦0.3)を備えた硬物質層が、さらに一つの(AlCrTiSi)X混合層、次にさらに一つの(TiSi1-z)X層、次にさらに一つの(AlCrTiSi)X混合層、次にさらに一つの(AlCr1-y)X層という構成を備える、少なくとも一つの層パッケージを備えた硬物質層が提案されている。前記Xは例えばNである。 For example, Patent Document 1 proposes a hard material layer having at least one layer package in which the hard material layer has at least one (Al y Cr 1-y )X layer (0.2≦y≦0.7) and/or one (Ti z Si 1- z )X layer (0.01≦z≦0.3), further includes one (AlCrTiSi)X mixed layer, then another ( Ti z Si 1-z )X layer, then another (AlCrTiSi)X mixed layer, then another (Al y Cr 1-y )X layer, where X is, for example, N.

特開2013-176837号公報JP 2013-176837 A

特許文献1には、前記硬物質層におけるAlCr1-yN層およびTiSi1-zN層の最適な層厚が、寿命改善のために必要である旨が記載されている(特許文献1の〔0016〕)。前記最適な層厚は、AlCr1-yN層では75~200nm、望ましくは120~170nmとされ、TiSi1-zN層では50~150nm、望ましくは70~120nmとされている。 Patent Document 1 describes that optimal thicknesses of the Al y Cr 1-y N layer and Ti z Si 1-z N layer in the hard material layer are necessary to improve the life (paragraph [0016] of Patent Document 1). The optimal thicknesses are 75 to 200 nm, preferably 120 to 170 nm, for the Al y Cr 1-y N layer, and 50 to 150 nm, preferably 70 to 120 nm, for the Ti z Si 1-z N layer.

AlCrNおよびTiSiNは、切削工具の被覆に一般的に用いられる材料である。AlCrNは、低温での耐欠損性に優れるという長所を有するが、高温下では、Nが脱落することに起因して硬度および強度が低下するという欠点を有する。また、TiSiNは、耐摩耗性に優れ、高速での切削作業に適しているという長所を有するが、硬くて脆い性質を持つという欠点を有する。そのため、AlCrNおよびTiSiNを含有する硬質被膜には、前記長所を併せ持ち、かつ、前記欠点を表出させないことが求められる。 AlCrN and TiSiN are materials commonly used to coat cutting tools. AlCrN has the advantage of excellent chipping resistance at low temperatures, but the disadvantage of reduced hardness and strength at high temperatures due to the loss of N. TiSiN also has the advantage of excellent wear resistance and being suitable for high-speed cutting operations, but the disadvantage of being hard and brittle. Therefore, hard coatings containing AlCrN and TiSiN are required to possess both of these advantages while avoiding the above disadvantages.

特許文献1に記載の硬物質層は、前記混合層を含み、かつ、AlCr1-yN層およびTiSi1-zN層の層厚が厚いため、AlCrNおよびTiSiNの平均的な特性を示すか、前記欠点のいずれかが表出する蓋然性が高い。それゆえ、前記硬物質層は、広汎な加工条件下で安定して高い性能を発揮するという観点からは、改善の余地があるものであった。 The hard material layer described in Patent Document 1 includes the mixed layer and has thick Al y Cr 1-y N and Ti z Si 1-z N layers, so there is a high probability that it will exhibit average properties of AlCrN and TiSiN or that any of the above-mentioned drawbacks will become apparent. Therefore, there is room for improvement in terms of the hard material layer exhibiting stable high performance under a wide range of processing conditions.

また、その他の従来の硬質被膜についても、AlCrNおよびTiSiNのいずれかの欠点の表出という問題を回避することはできていない。そのため、当該硬質被膜で被覆した切削工具は、被膜の硬度、耐熱性、耐摩耗性、耐欠損性等の特性が不十分であり、特に過酷な切削条件下では短寿命であるという問題があった。 Furthermore, other conventional hard coatings have not been able to avoid the problem of the defects of either AlCrN or TiSiN being exposed. As a result, cutting tools coated with these hard coatings have insufficient properties such as hardness, heat resistance, wear resistance, and chipping resistance, and have a short lifespan, especially under severe cutting conditions.

そこで、本発明の一態様は、AlCrNおよびTiSiNの長所を併せ持ち、広汎な加工条件下で安定して高い性能を発揮する硬質被膜およびこれを用いた切削工具を実現することを目的とする。 Therefore, one aspect of the present invention aims to realize a hard coating that combines the advantages of AlCrN and TiSiN and exhibits stable, high performance under a wide range of processing conditions, as well as a cutting tool that uses the same.

本発明者は、AlCrNおよびTiSiNの長所を併せ持つ硬質被膜の組成および構造について検討した。その結果、AlCrNおよびTiSiNを特定の組成とし、かつ、AlCrNの層とTiSiNの層とを特定の積層構造とすることにより、広汎な加工条件下で安定して高い性能を発揮する硬質被膜を実現可能であることを見出し、本発明に想到した。 The inventors investigated the composition and structure of a hard coating that combines the advantages of AlCrN and TiSiN. As a result, they discovered that by using specific compositions of AlCrN and TiSiN and forming specific layered structures of AlCrN and TiSiN layers, it is possible to create a hard coating that exhibits stable, high performance under a wide range of processing conditions, leading to the invention.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る硬質被膜は、AlCr1-xNからなるA層と、Ti1-ySiNからなるB層とが交互に積層されてなる構造を備え、交互に積層されてなる前記A層と前記B層との一組の組み合わせをC層としたとき、前記C層の厚さが7nm以上18nm以下であり、前記C層の厚さの合計が1μm以上6μm以下であり、前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ10nm未満である。(ここで、前記xは0.6以上0.7以下であり、前記yは0.05超0.08未満である。) In order to solve the above problems, a hard coating according to one embodiment of the present invention has a structure in which A layers made of Al x Cr 1-x N and B layers made of Ti 1-y Si y N are alternately laminated, and when a combination of the alternately laminated A layers and B layers is called C layer, the thickness of C layer is 7 nm or more and 18 nm or less, the total thickness of C layer is 1 μm or more and 6 μm or less, and the thicknesses of A layer and B layer are each less than 10 nm (where x is 0.6 or more and 0.7 or less, and y is more than 0.05 and less than 0.08).

本発明の一態様によれば、AlCrNおよびTiSiNの長所を併せ持ち、広汎な加工条件下で安定して高い性能を発揮する硬質被膜およびこれを用いた切削工具を実現することができる。すなわち、優れた耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性を備え、かつ、優れた膜強度を有する硬質被膜を提供することができる。 One aspect of the present invention makes it possible to realize a hard coating that combines the advantages of AlCrN and TiSiN and exhibits stable, high performance under a wide range of machining conditions, as well as a cutting tool using the same. In other words, it is possible to provide a hard coating that has excellent wear resistance, heat resistance, and chipping resistance, as well as excellent film strength.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜を備えた切削工具の表面の構造を模式的に示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view schematically showing the structure of the surface of a cutting tool provided with a hard coating according to an embodiment of the present invention. アーク蒸発装置の構造の一例を模式的に示す縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view schematically showing an example of the structure of an arc evaporation device. 図2に示すアーク蒸発装置を鉛直上方から観察したときの上面図である。3 is a top view of the arc evaporation device shown in FIG. 2 when viewed vertically from above. FIG. AlCrNとTiSiNとを積層させた硬質被膜を備える二種類の切削工具(試料1および試料2)をX線回折に供し、得られたX線回折パターンである。1 shows X-ray diffraction patterns obtained by subjecting two types of cutting tools (sample 1 and sample 2) provided with hard coatings in which AlCrN and TiSiN are laminated together to X-ray diffraction. 図4の2θ=34~40°付近の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of 2θ=34 to 40° in FIG. 4. AlCrNとTiSiNとを積層させた硬質被膜を備える三種類の切削工具(試料3~5)をX線回折に供し、得られたX線回折パターンである。The X-ray diffraction patterns are shown when three types of cutting tools (samples 3 to 5) provided with hard coatings in which AlCrN and TiSiN are laminated are subjected to X-ray diffraction. 図6の2θ=34~40°付近の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of 2θ=34 to 40° in FIG. 6. 実施例で得られた切削工具の一つについて、硬質被膜を走査型透過電子顕微鏡(STEM)によって観察した結果を示す。The hard coating of one of the cutting tools obtained in the examples was observed with a scanning transmission electron microscope (STEM), and the results are shown below. 図8の左図に示す硬質被膜を倍率100万倍で観察した結果である。This is the result of observing the hard coating shown in the left diagram of FIG. 8 at a magnification of 1,000,000 times.

本発明の一実施形態に関して以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態に関しても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上、B以下」を意味する。 One embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to the configurations described below, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included within the technical scope of the present invention. Unless otherwise specified in this specification, "A to B" representing a numerical range means "greater than or equal to A and less than or equal to B."

〔実施形態1:硬質被膜〕
本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、AlCr1-xNからなるA層と、Ti1-ySiNからなるB層とが交互に積層されてなる構造を備え、交互に積層されてなる前記A層と前記B層との一組の組み合わせをC層としたとき、前記C層の厚さが7nm以上18nm以下であり、前記C層の厚さの合計が1μm以上6μm以下であり、前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ10nm未満である。(ここで、前記xは0.6以上0.7以下であり、前記yは0.05超0.08未満である。)
図1は、本発明の一実施形態に係る硬質被膜を備えた切削工具の表面の構造を模式的に示す縦断面図である。図中、11は基材、12は硬質被膜、10は切削工具である。図1は、A層をn層、B層をn層積層する場合を示しており、A層をA~Aとして表し、B層をB~Bとして表している。図中、「・・・」はAからBn-1までの記載を省略していることを意味する。なお、図1には基材1の表面をA層で被覆し、当該A層上にB層を積層する態様が示されているが、これに限定されるものではなく、基材1の表面をB層で被覆し、当該B層上にA層を積層してもよい。
[Embodiment 1: Hard Coating]
A hard coating according to one embodiment of the present invention has a structure in which A layers made of Al x Cr 1-x N and B layers made of Ti 1-y Si y N are alternately laminated, and when a combination of the alternately laminated A layers and B layers is called C layer, the thickness of C layer is 7 nm or more and 18 nm or less, the total thickness of C layer is 1 μm or more and 6 μm or less, and the thicknesses of A layer and B layer are each less than 10 nm (where x is 0.6 or more and 0.7 or less, and y is more than 0.05 and less than 0.08).
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view schematically illustrating the surface structure of a cutting tool provided with a hard coating according to one embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a substrate, 12 is a hard coating, and 10 is a cutting tool. FIG. 1 illustrates a case in which n A layers and n B layers are laminated, with the A layers represented as A 1 to A n and the B layers represented as B 1 to B n . In the figure, "..." indicates that the descriptions for A 3 to B n-1 are omitted. While FIG. 1 illustrates an embodiment in which the surface of substrate 1 is coated with A layer and B layer is laminated on the A layer, the present invention is not limited to this. Alternatively, the surface of substrate 1 may be coated with B layer and A layer may be laminated on the B layer.

図1では、A層とB層とが交互に積層されている。交互に積層されてなる前記A層と前記B層との一組の組み合わせであるC層(例えば、図中のC、CおよびC)は厚さが7nm以上18nm以下である。 1, layers A and layers B are alternately stacked. A layer C (e.g., C 1 , C 2 , and C n in the figure), which is a combination of the alternately stacked layers A and B , has a thickness of 7 nm or more and 18 nm or less.

前記「A層とB層とが交互に積層されてなる構造」とは、例えば、A層の表面とB層の表面とが接しており、前記B層の表面のうち、前記A層と接している表面に対向する面が、別のA層の表面と接する、という構造が繰り返されていることを言う。つまり、A層とB層との一組の組み合わせを繰り返し単位とする積層構造を言う。例えば図中のA層の表面と図中のB層の表面とが接しており、A層と接していないB層の表面がA層と接するという構造の繰り返しである。 The "structure in which layers A and B are alternately laminated" refers to a structure in which, for example, the surface of layer A is in contact with the surface of layer B, and the surface of layer B opposite the surface in contact with layer A is in contact with the surface of another layer A, and this structure is repeated. In other words, it refers to a laminate structure in which a combination of a pair of layers A and B is a repeating unit. For example, the surface of layer A1 in the figure is in contact with the surface of layer B1 in the figure, and the surface of layer B1 that is not in contact with layer A1 is in contact with layer A2 .

前記A層を構成するAlCr1-xNは、前述したように、低温での耐欠損性に優れるという長所を有するが、高温下では、Nが脱落することに起因して硬度および強度が低下するという欠点を有する。また、前記B層を構成するTi1-ySiNは、耐摩耗性に優れ、高速での切削作業に適しているという長所を有するが、硬くて脆い性質を持つという欠点を有する。 As mentioned above, Al x Cr 1-x N constituting the A layer has the advantage of excellent chipping resistance at low temperatures, but has the disadvantage of reduced hardness and strength at high temperatures due to the loss of N. Also, Ti 1-y Si y N constituting the B layer has the advantage of excellent wear resistance and being suitable for high-speed cutting work, but has the disadvantage of being hard and brittle.

C層を、厚さ7nm以上18nm以下という薄層にすることにより、前記長所のみを表出させ、前記欠点を表出させない硬質被膜を実現することができる。以下、この点について説明する。 By making Layer C a thin layer with a thickness of 7 nm to 18 nm, it is possible to achieve a hard coating that brings out only the advantages mentioned above and does not reveal the disadvantages mentioned above. This point will be explained below.

C層の厚さを7nm以上18nm以下とすることにより、硬質被膜では、層厚が薄いC層が積層された状態で、一つのA層が二つのB層によって挟持される。一つのA層が二つのB層によって挟持されるため、A層の露出面は側面のみとなる。前記C層が薄層であるため、前記側面の層厚はごく薄い。よって、A層のAlCr1-xNが有するNは、高温下においても、Ti1-ySiNによって脱落がブロックされる。 By setting the thickness of the C layer to 7 nm or more and 18 nm or less, in the hard coating, one A layer is sandwiched between two B layers with the thin C layer stacked. Because one A layer is sandwiched between two B layers, the only exposed surface of the A layer is the side. Because the C layer is thin, the thickness of the side is very thin. Therefore, the N contained in the Al x Cr 1-x N of the A layer is prevented from falling off by Ti 1-y Si y N, even at high temperatures.

また、C層の厚さを7nm以上18nm以下とすることにより、硬質被膜では、層厚が薄いC層が積層された状態で、一つのB層が二つのA層によって挟持される。前記C層が薄層であり、かつ、一つのB層が二つのA層によって挟持されるため、Ti1-ySiNが有する前記欠点に起因する欠陥またはクラック等の進展は、AlCr1-xNによって阻止される。 Furthermore, by setting the thickness of the C layer to 7 nm or more and 18 nm or less, in the hard coating, one B layer is sandwiched between two A layers with the thin C layer stacked. Because the C layer is thin and one B layer is sandwiched between two A layers, the growth of defects or cracks due to the drawbacks of Ti 1-y Si y N is prevented by Al x Cr 1-x N.

このように、各C層においてAlCr1-xNおよびTi1-ySiNが有する欠点の表出が阻まれる。本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、前記欠点の表出が阻止された各C層が積層された構成を有するため、硬質被膜全体としても、前記欠点が表出されず、前記長所のみを表出させることができる。 In this way, the C layers are prevented from revealing the defects of Al x Cr 1-x N and Ti 1-y Si y N. The hard coating according to one embodiment of the present invention has a structure in which C layers in which the above-mentioned defects are prevented from appearing are stacked, and therefore the above-mentioned defects are not revealed in the hard coating as a whole, and only the above-mentioned advantages can be revealed.

一方、例えば特許文献1に記載のパッケージ構造では、前述したように、最適な層厚は、AlCr1-yN層では75~200nm、望ましくは120~170nmとされ、TiSi1-zN層では50~150nm、望ましくは70~120nmとされている。 On the other hand, in the package structure described in Patent Document 1, for example, as mentioned above, the optimum layer thickness is 75 to 200 nm, preferably 120 to 170 nm, for the Al y Cr 1-y N layer, and 50 to 150 nm, preferably 70 to 120 nm, for the Ti z Si 1-z N layer.

このような構成では、層厚が厚いため、AlCr1-yN層のNの脱落を十分に防ぐことができないか、TiSi1-zN層の欠点に起因する欠陥またはクラックの進展を十分に防ぐことができない。また、特許文献1に記載の硬物質層は、複数の混合層を有するが、混合層は、AlCrNおよびTiSiNの平均的な特性を示す層となるか、またはAlCrNおよびTiSiNのいずれかが有する欠点が表出する層となる。 In such a configuration, due to the large layer thickness, it is not possible to sufficiently prevent the detachment of N from the Al y Cr 1-y N layer, or to sufficiently prevent the development of defects or cracks due to defects in the Ti z Si 1-z N layer. Furthermore, the hard substance layer described in Patent Document 1 has a plurality of mixed layers, but the mixed layers are layers that exhibit the average properties of AlCrN and TiSiN, or layers that expose defects that either AlCrN or TiSiN have.

本発明の一実施形態における前記C層の厚さは、9nm以上17nm以下であることがより好ましく、11nm以上15nm以下であることがさらに好ましい。これにより、AlCr1-xNが有するNの脱落およびTi1-ySiNの前記欠点に起因する欠陥もしくはクラック等の進展を、より効率的に阻止することができる。 In one embodiment of the present invention, the thickness of the C layer is more preferably 9 nm to 17 nm, and even more preferably 11 nm to 15 nm, which makes it possible to more efficiently prevent the development of defects or cracks caused by the loss of N in Al x Cr 1-x N and the defects of Ti 1-y Si y N.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜において、前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ10nm未満である。 In one embodiment of the hard coating, the thickness of each of the A layer and the B layer is less than 10 nm.

前記硬質被膜が優れた耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性、および高い膜強度を示すためには、前記A層と前記B層とが、前記C層中にバランスよく含まれていることが好ましい。よって、前記C層の厚さにおける前記A層の厚さと前記B層の厚さとの比は、2:3~3:2であることが好ましく、4:5~5:4であることがより好ましく、6:7であることが最も好ましい。 In order for the hard coating to exhibit excellent wear resistance, heat resistance, chipping resistance, and high film strength, it is preferable that the A layer and the B layer are contained in the C layer in a balanced manner. Therefore, the ratio of the thickness of the A layer to the thickness of the B layer within the C layer is preferably 2:3 to 3:2, more preferably 4:5 to 5:4, and most preferably 6:7.

前記C層の厚さの合計は、1μm以上6μm以下である。つまり、前記硬質被膜は、前記C層が非常に多く積層された構造、すなわち超多層構造を有する。 The total thickness of the C layers is 1 μm or more and 6 μm or less. In other words, the hard coating has a structure in which a large number of C layers are stacked, i.e., an ultra-multilayer structure.

前記硬質被膜は、AlCr1-xNおよびTi1-ySiNの長所のみを表出させ得る構造が繰り返し、超多層に渡って積層された構造である。それゆえ、前記硬質被膜は、優れた耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性を備え、かつ、優れた膜強度を有する。前記硬質被膜は、これらの優れた性質を有するため、柔らかな材料から硬い材料まで(例えば硬度が20~60HRC)種々の材料を加工対象とし、かつ、種々の加工条件に対応することができる。 The hard coating has a structure in which a structure capable of bringing out only the advantages of Al x Cr 1-x N and Ti 1-y Si y N is repeatedly laminated in an ultra-multilayer structure. Therefore, the hard coating has excellent wear resistance, heat resistance, and chipping resistance, as well as excellent film strength. Because the hard coating has these excellent properties, it can be used to process a variety of materials, from soft to hard (for example, hardness of 20 to 60 HRC), and can be adapted to a variety of processing conditions.

したがって、広汎な加工条件下で、安定して高い性能を発揮することができる。なお、前記種々の加工条件としては、低温から高温までの加工温度に対応する条件、ウェット加工、ドライ加工、高速切削等の加工方法に対応する条件等を挙げることができる。 As a result, it can deliver stable, high performance under a wide range of processing conditions. The various processing conditions mentioned above include conditions for processing temperatures ranging from low to high, and conditions for processing methods such as wet processing, dry processing, and high-speed cutting.

前記硬質被膜は、中でも歯切加工に好ましく用いることができる。歯切加工は、鋼等を複雑な歯車形状とする加工であるが、歯車形状の切り込みが大きい部分の加工は、切削工具の刃に大きな負荷を与える。また、歯車形状の切り込みが小さい部分の加工は、切削工具の刃先にのみ負荷を与える。よって、歯切加工に用いられる硬質被膜には、耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性、および高い強度を有することが特に求められる。 These hard coatings are particularly suitable for use in gear cutting. Gear cutting is the process of cutting steel or other materials into complex gear shapes. Machining the large cuts in the gear shape places a heavy load on the cutting tool blade. Machining the small cuts in the gear shape places a heavy load only on the cutting edge of the cutting tool. Therefore, hard coatings used in gear cutting are particularly required to have high wear resistance, heat resistance, chipping resistance, and strength.

耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性、および強度のいずれかが弱い硬質被膜では、弱い部分が切削条件の過酷さに耐えられないため、切削工具の短寿命化をもたらし、かつ、加工効率の低下をもたらす。本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、前述したように優れた耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性を備え、かつ、優れた膜強度を有する。そのため、歯切加工に好適に用いることができる。もちろんこれに限られるものではなく、前記硬質被膜は、他の加工用途にも好適に用い得る。例えば、後述する超硬合金製ブレード、ドリル、エンドミル等の硬質被膜としても、好適に用いることができる。 A hard coating that is weak in any of the following: wear resistance, heat resistance, chipping resistance, and strength cannot withstand harsh cutting conditions at the weak points, resulting in a shortened cutting tool life and reduced processing efficiency. As described above, the hard coating according to one embodiment of the present invention has excellent wear resistance, heat resistance, and chipping resistance, as well as excellent film strength. Therefore, it can be suitably used for gear cutting. Of course, this is not a limitation, and the hard coating can also be suitably used for other processing applications. For example, it can be suitably used as a hard coating for cemented carbide blades, drills, end mills, etc., as described below.

前記C層の厚さの合計は、2μm以上4.5μm以下であることがより好ましい。 It is more preferable that the total thickness of the C layer is 2 μm or more and 4.5 μm or less.

前記硬質被膜は、積層構造の端部において、前記C層を形成しないA層が、前記C層を形成しているB層に続いて積層された態様であってもよい。例えば図1に示すB層の次にさらにA層が一層積層された態様であってもよい。同様に、前記硬質被膜は、積層構造の端部において、前記C層を形成しないB層が、前記C層を形成しているA層に続いて積層された態様であってもよい。 The hard coating may have an embodiment in which an A layer that does not form the C layer is laminated subsequent to a B layer that forms the C layer at an end of the laminate structure. For example, the hard coating may have an embodiment in which an A layer is laminated subsequent to a Bn layer as shown in Figure 1. Similarly, the hard coating may have an embodiment in which a B layer that does not form the C layer is laminated subsequent to an A layer that forms the C layer at an end of the laminate structure.

この場合は、A層を二つのB層間に挟持する構造、またはB層を二つのA層間に挟持する構造となるため、C層が整数個積層された場合と同様に、AlCr1-x NおよびTi1-ySiNが有する長所のみを表出させることができる。 In this case, the structure is one in which the A layer is sandwiched between two B layers, or one in which the B layer is sandwiched between two A layers, so that only the advantages of Al x Cr 1-x N and Ti 1-y Si y N can be exhibited, just like when an integer number of C layers are stacked.

前記AlCr1-xNの前記xは0.6以上0.7以下であり、前記Ti1-ySiNの前記yは0.05超0.08未満である。本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、係る組成のAlCr1-xNからなるA層と、Ti1-ySiNからなるB層とが、前記C層の厚さが7nm以上18nm以下であり、前記C層の厚さの合計が1μm以上6μm以下であるという要件を充足する。これにより、前記硬質被膜は、前述した優れた耐摩耗性等を発揮することができる。 The x in the Al x Cr 1-x N is 0.6 or more and 0.7 or less, and the y in the Ti 1-y Si y N is more than 0.05 and less than 0.08. A hard coating according to one embodiment of the present invention comprises an A layer made of Al x Cr 1-x N of the above composition, a B layer made of Ti 1-y Si y N, and a C layer having a thickness of 7 nm or more and 18 nm or less, and a total thickness of the C layers being 1 μm or more and 6 μm or less. This allows the hard coating to exhibit the excellent wear resistance and the like described above.

前記xが0.6以上0.7以下であるAlCr1-xNは、原料のAlCrターゲットの組成、C層形成時のNの圧力、バイアス電圧等の制御によって調製することができる。また、前記yが0.05超0.08未満であるTi1-ySiNは、同様に原料のTiSiターゲットの組成、C層形成時のNの圧力、バイアス電圧等の制御によって調製することができる。 Al x Cr 1-x N in which x is 0.6 or more and 0.7 or less can be prepared by controlling the composition of the AlCr target as a raw material, the N 2 pressure during C layer formation, the bias voltage, etc. Similarly, Ti 1-y Si y N in which y is more than 0.05 and less than 0.08 can be prepared by controlling the composition of the TiSi target as a raw material, the N 2 pressure during C layer formation, the bias voltage, etc.

また、調製したAlCr1-xNのxが0.6以上0.7以下であること、および、Ti1-ySiNのyが0.05超0.08未満であることは、SEMおよび/またはTEMに付帯するEDX分析器によって確認することができる。 Furthermore, it can be confirmed by an EDX analyzer attached to the SEM and/or TEM that x in the prepared Al x Cr 1-x N is 0.6 or more and 0.7 or less, and y in Ti 1-y Si y N is more than 0.05 and less than 0.08.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、例えば、基材に対しアーク式イオンプレーティングを施す方法によって製造することができる。当該方法に用い得る装置としては、例えば、ステアワン蒸発源を備えたアーク蒸発装置(日本アイ・ティ・エフ株式会社製)のような真空成膜装置を挙げることができる。 The hard coating according to one embodiment of the present invention can be produced, for example, by arc ion plating a substrate. An example of an apparatus that can be used for this method is a vacuum deposition apparatus such as an arc evaporation apparatus (manufactured by Nippon ITF Corporation) equipped with a Stir-One evaporation source.

図2は、前記アーク蒸発装置の構造の一例を模式的に示す縦断面図である。図3は、図2に示すアーク蒸発装置を鉛直上方から観察したときの上面図である。図中、20はアーク蒸発装置、21はCr蒸発源、22はAlCr1-xのアーク蒸発源、23はTi1-ySiのアーク蒸発源、24は回転テーブル、25は小テーブル、26はアーク電源、27はバイアス電源である。小テーブル25は、回転テーブル24とギアによって接続されているため、回転テーブル24が回転することによって自転する。回転テーブル24と小テーブル25とのギア比は、小テーブル25のギア数を1としたとき、6を超える数値であって、かつ整数ではない数値であることが好ましい。 Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing a schematic example of the structure of the arc evaporation device. Fig. 3 is a top view of the arc evaporation device shown in Fig. 2 when viewed vertically from above. In the figure, 20 denotes the arc evaporation device, 21 denotes a Cr evaporation source, 22 denotes an Al x Cr 1-x arc evaporation source, 23 denotes a Ti 1-y Si y arc evaporation source, 24 denotes a rotary table, 25 denotes a small table, 26 denotes an arc power supply, and 27 denotes a bias power supply. The small table 25 is connected to the rotary table 24 by gears, and therefore rotates on its own axis as the rotary table 24 rotates. The gear ratio between the rotary table 24 and the small table 25, where the number of gears on the small table 25 is 1, is preferably a value greater than 6 and not an integer.

アーク蒸発装置20の内部は真空チャンバーになっている。以下、アーク蒸発装置20を用い、本発明の一実施形態に係る硬質被膜によって基材を被覆し、切削工具を製造する方法の一例を説明する。なお、後述する実施例でも当該方法を用いている。 The interior of the arc evaporation apparatus 20 is a vacuum chamber. Below, we will explain one example of a method for manufacturing a cutting tool by using the arc evaporation apparatus 20 to coat a substrate with a hard coating according to one embodiment of the present invention. This method is also used in the examples described below.

まず、小テーブル25に基材11を設置した回転テーブル24を、アーク蒸発装置20の内部(炉内)に設置する。 First, the rotating table 24 with the substrate 11 placed on the small table 25 is placed inside (inside the furnace of) the arc evaporation device 20.

次に、アーク蒸発装置20の内部を規定の真空度とし、基材11が400℃になるまで、ヒーター(図示せず)によって加熱する。続いて、図3に示すように、アルゴンガスを前記炉内に導入し、炉内の圧力を1Paとする。その後、バイアス電源27によって基材11に-900Vのバイアス電圧を付与し、アルゴンイオンによって基材11のエッチングを行う。アルゴンガスを排気した後、図3に示すように前記炉内に窒素ガスを導入し、当該内部の圧力を4Paとする。 Next, the interior of the arc evaporation device 20 is evacuated to a specified degree of vacuum, and the substrate 11 is heated by a heater (not shown) until it reaches 400°C. Subsequently, as shown in FIG. 3, argon gas is introduced into the furnace, and the pressure inside the furnace is set to 1 Pa. After that, a bias voltage of -900 V is applied to the substrate 11 by the bias power supply 27, and the substrate 11 is etched by argon ions. After the argon gas is evacuated, nitrogen gas is introduced into the furnace, and the internal pressure is set to 4 Pa, as shown in FIG. 3.

次に、アーク電源26を動作させることにより、アーク蒸発源22からAlCr1-xを150Aでアーク放電させ、アーク蒸発源23からTi1-ySiを140Aでアーク放電させる。これにより、AlCr1-xおよびTi1-ySiを窒素ガス雰囲気中に蒸発させる。 Next, the arc power supply 26 is operated to cause an arc discharge of Al x Cr 1-x from the arc evaporation source 22 at 150 A, and an arc discharge of Ti 1-y Si y from the arc evaporation source 23 at 140 A. As a result, Al x Cr 1-x and Ti 1-y Si y are evaporated into the nitrogen gas atmosphere.

回転テーブル24は回転しており、基材11は自転しているため、基材11がアーク蒸発源22に正対したときに、AlCr1-xが基材11に蒸着すると同時に、前記窒素ガスと結合し、AlCr1-xNの膜が基材11の表面に成膜される。 Since the turntable 24 is rotating and the substrate 11 is rotating on its axis, when the substrate 11 faces the arc evaporation source 22, Al x Cr 1-x is evaporated onto the substrate 11 and simultaneously combines with the nitrogen gas, forming a film of Al x Cr 1-x N on the surface of the substrate 11.

一方、基材11がアーク蒸発源23に正対したときに、Ti1-ySiが基材11に蒸着すると同時に、前記窒素ガスと結合し、Ti1-ySiNの膜が基材11の表面に成膜される。 On the other hand, when the substrate 11 faces the arc evaporation source 23, Ti 1-y Si y is evaporated onto the substrate 11 and simultaneously combines with the nitrogen gas, forming a film of Ti 1-y Si y N on the surface of the substrate 11.

以上の動作を繰り返すことにより、基材11の表面に、本発明の一実施形態に係る硬質被膜を成膜することができる。このとき、基材11にバイアス電圧をかけることにより、蒸発した金属元素(Ti,Si,Al,Cr)のイオンを基材11に強く引き込み、膜を緻密化すると共に、硬質被膜の強度および残留応力の調整を行う。 By repeating the above steps, a hard coating according to one embodiment of the present invention can be formed on the surface of the substrate 11. At this time, a bias voltage is applied to the substrate 11, which strongly attracts ions of the evaporated metal elements (Ti, Si, Al, Cr) into the substrate 11, densifying the film and adjusting the strength and residual stress of the hard coating.

前記C層の厚さ、および前記C層の厚さの合計は、アーク電流および回転テーブル24の回転数を調整することによって、それぞれ7nm以上18nm以下、1μm以上6μm以下に制御することができる。 The thickness of the C layer and the total thickness of the C layer can be controlled to between 7 nm and 18 nm and between 1 μm and 6 μm, respectively, by adjusting the arc current and the rotation speed of the turntable 24.

所定のC層の厚さおよびC層の厚さの合計を有する硬質被膜を成膜した後、炉内の温度が200℃以下になるまで冷却し、炉内を大気解放し、製造された切削工具を取り出す。 After forming a hard coating having the specified C layer thickness and the total thickness of the C layers, the temperature inside the furnace is cooled to 200°C or below, the furnace is opened to the atmosphere, and the manufactured cutting tool is removed.

製造した硬質被膜が所定の構造を有することは、例えば走査型透過電子顕微鏡によって前記硬質被膜の縦断面を観察することによって確認することができる。前記所定の構造とは、A層とB層とが交互に積層されてなる構造を備え、前記C層の厚さが7nm以上18nm以下であり、前記C層の厚さの合計が1μm以上6μm以下、という構造である。例えば、後述する図9に示すような観察結果に基づいて、連続した10~20層の厚さの合計を測定し、A層とB層との組み合わせの数で除することにより、C層の厚さを算出することができる。A層の厚さおよびB層の厚さは、5~10層程度の各層の厚さを測定し、平均値を算出することにより、求めることができる。 The fact that the produced hard coating has a predetermined structure can be confirmed, for example, by observing the longitudinal cross section of the hard coating using a scanning transmission electron microscope. The predetermined structure is a structure in which layers A and B are alternately laminated, with the thickness of layer C being 7 nm to 18 nm, and the total thickness of layers C being 1 μm to 6 μm. For example, based on the observation results shown in Figure 9 (described below), the thickness of layer C can be calculated by measuring the total thickness of 10 to 20 consecutive layers and dividing by the number of combinations of layers A and B. The thicknesses of layers A and B can be determined by measuring the thickness of each of approximately 5 to 10 layers and calculating the average value.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、前記硬質被膜のX線回折パターンにおいて、サブピークの強度(A)と、メインピークの強度(B)との比率(A/B)が0.4以上0.75以下であることが好ましい。 In a hard coating according to one embodiment of the present invention, the ratio (A/B) of the sub-peak intensity (A) to the main peak intensity (B) in the X-ray diffraction pattern of the hard coating is preferably 0.4 or more and 0.75 or less.

前記メインピークは、前記A層および前記B層の結晶のピークである。サブピークとは、メインピークの近傍(X線回折パターンにおいて、メインピークの低角側および高角側の近傍)に現れるピークであり、前記超多層構造に起因するピークである。前記比率は、前記硬質被膜が、前記超多層構造を備えていることの指標となる。 The main peak is a peak of the crystals of Layer A and Layer B. Subpeaks are peaks that appear near the main peak (near the low-angle and high-angle sides of the main peak in the X-ray diffraction pattern) and are peaks attributable to the super multi-layer structure. The ratio is an indicator of whether the hard coating has the super multi-layer structure.

前記X線回折パターンは、例えば以下の条件で、θ‐2θ法によって前記硬質被膜のX線回折測定を行うことにより、得ることができる。前記条件は、測定装置:Bruker AXS 製 X線回折装置D8 DISCOVER、X線源:Cu-Kα、管電圧:40kV、管電流:40mA、スリット幅:0.5°、1次元検出器、ステップ:0.02°、積算時間:0.6秒、スキャン範囲2θ=30~50°である。以下、前記比率(A/B)を決定する方法について説明する。 The X-ray diffraction pattern can be obtained by performing X-ray diffraction measurement of the hard coating using the θ-2θ method under the following conditions, for example. The conditions are: Measurement device: Bruker AXS X-ray diffractometer D8 DISCOVER, X-ray source: Cu-Kα, tube voltage: 40 kV, tube current: 40 mA, slit width: 0.5°, one-dimensional detector, step: 0.02°, accumulation time: 0.6 seconds, scan range 2θ = 30 to 50°. The method for determining the ratio (A/B) is described below.

図4は、AlCrNとTiSiNとを積層させた硬質被膜を備える二種類の切削工具(試料1および試料2)をX線回折に供し、得られたX線回折パターンである。図5は、図4の2θ=34~40°付近の拡大図である。 Figure 4 shows the X-ray diffraction patterns obtained by subjecting two types of cutting tools (sample 1 and sample 2) equipped with hard coatings made of laminated AlCrN and TiSiN to X-ray diffraction. Figure 5 is an enlarged view of Figure 4 near 2θ = 34 to 40°.

まず、図5に示すように、試料1および試料2のそれぞれにつき、2θ=34°の強度と2θ=39°の強度とを結ぶように直線を引く。次に、36°付近のサブピーク1、36.5°付近のTiSIN(111)面のピーク、37.3°付近のAlCrN(111)面のピーク、37.8°付近のサブピーク2の各ピークと、前記直線との差(図中に示す縦の直線の長さ)を、各ピークの強度I1、I2、I3、I4とする。そして、(I1+I4)/(I2+I3)を、前記比率(A/B)とする。図4に示す試料1および試料2について、前記比率を求めた結果を表1に示す。 First, as shown in Figure 5, a line was drawn connecting the intensity at 2θ = 34° and the intensity at 2θ = 39° for each of Sample 1 and Sample 2. Next, the differences between the line and each of the following peaks (subpeak 1 near 36°, the peak of the TiSiN(111) plane near 36.5°, the peak of the AlCrN(111) plane near 37.3°, and subpeak 2 near 37.8°) (the length of the vertical line shown in the figure) are defined as the intensities I1, I2, I3, and I4 of each peak. The ratio (A/B) is then defined as (I1 + I4)/(I2 + I3). The results of calculating these ratios for Sample 1 and Sample 2 shown in Figure 4 are shown in Table 1.

図6は、AlCrNとTiSiNとを積層させた硬質被膜を備える三種類の切削工具(試料3~5)をX線回折に供し、得られたX線回折パターンである。図7は、図6の2θ=34~40°付近の拡大図である。図7に示す直線を引き、試料1および2について説明したのと同様の方法によって、前記比率(A/B)を求めた。結果を表2に示す。 Figure 6 shows the X-ray diffraction patterns obtained by subjecting three types of cutting tools (samples 3 to 5) equipped with hard coatings formed by laminating AlCrN and TiSiN to X-ray diffraction. Figure 7 is an enlarged view of the area of 2θ = 34 to 40° in Figure 6. The straight line shown in Figure 7 was drawn, and the ratio (A/B) was determined using the same method as described for samples 1 and 2. The results are shown in Table 2.

前記比率は、0.45以上0.72以下であることがより好ましく、0.5以上0.55以下であることがさらに好ましい。これにより、前記硬質被膜が前記超多層構造を備えていることのより有用な指標とすることができる。 The ratio is more preferably 0.45 or greater and 0.72 or less, and even more preferably 0.5 or greater and 0.55 or less. This provides a more useful indicator that the hard coating has the ultra-multilayer structure.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、圧縮応力が-0.5GPa以上-4.0GPa以下であることが好ましい。当該構成によれば、前記硬質被膜が衝撃に対し強い耐性を有し、破壊されにくい。当該観点より、前記圧縮応力は、-1GPa以上-3GPa以下であることがより好ましく、-1.5GPa以上-2.5GPa以下であることがさらに好ましい。前記圧縮応力は、例えば、X線回折を用いたsinφ法、または試験片を使ったストーニーの式に基づく測定法によって測定することができる。 The hard coating according to one embodiment of the present invention preferably has a compressive stress of -0.5 GPa or more and -4.0 GPa or less. According to this configuration, the hard coating has high resistance to impact and is less likely to break. From this viewpoint, the compressive stress is more preferably -1 GPa or more and -3 GPa or less, and even more preferably -1.5 GPa or more and -2.5 GPa or less. The compressive stress can be measured, for example, by the sin 2 φ method using X-ray diffraction or a measurement method based on the Stoney equation using a test piece.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、表面粗さRaが0.03μm以上0.18μm以下であることが好ましい。表面粗さRaが0.18μmを超えると、前記硬質被膜の表面だけでなく、内部にも凹凸が生じ、前記超多層構造を構成しにくくなる。また、X線回折パターンにおいて、前記サブピークが見出されにくくなる。表面粗さRaの下限値は低いほど良いが、実質上の下限値は0.03μmである。 The hard coating according to one embodiment of the present invention preferably has a surface roughness Ra of 0.03 μm or more and 0.18 μm or less. If the surface roughness Ra exceeds 0.18 μm, irregularities will occur not only on the surface of the hard coating but also inside, making it difficult to form the ultra-multilayer structure. Furthermore, it will be difficult to find the subpeaks in the X-ray diffraction pattern. The lower the lower limit of the surface roughness Ra, the better, but the practical lower limit is 0.03 μm.

それゆえ、前記硬質被膜の表面粗さRaが0.03μm以上0.18μm以下であることは、本発明の一実施形態に係る硬質被膜が前記超多層構造を有することの指標となる。また、前記構成によれば、硬質被膜の表面の平滑性が非常に高いと言える。 Therefore, a surface roughness Ra of the hard coating of 0.03 μm or more and 0.18 μm or less is an indicator that the hard coating according to one embodiment of the present invention has the ultra-multilayer structure. Furthermore, with this configuration, it can be said that the surface smoothness of the hard coating is extremely high.

よって、前記硬質被膜は、広汎な加工条件下で安定して高い性能を発揮し得ると共に、平滑性が高いため、加工対象の品質を向上させることができる。 As a result, the hard coating can consistently demonstrate high performance under a wide range of processing conditions, and its high smoothness can improve the quality of the processed object.

当該観点から、前記硬質被膜の表面粗さRaは、0.06μm以上0.15μm以下であることがより好ましく、0.08μm以上0.14μm以下であることがさらに好ましい。 From this perspective, the surface roughness Ra of the hard coating is more preferably 0.06 μm or more and 0.15 μm or less, and even more preferably 0.08 μm or more and 0.14 μm or less.

前記表面粗さRaは、例えば以下の方法によって測定することができる。すなわち、表面粗さRaが十分に小さいテストピースの表面を、イオンプレーティング法などを用いて、前記硬質被膜によって被覆し、被覆されたテストピースの表面粗さRaを測定する方法を挙げることができる。 The surface roughness Ra can be measured, for example, by the following method. That is, the surface of a test piece with a sufficiently small surface roughness Ra is coated with the hard coating using an ion plating method or the like, and the surface roughness Ra of the coated test piece is then measured.

前記テストピースとしては、例えば、表面粗さRaが0.01μm以下であるテストピースを挙げることができる。当該テストピースは、表面粗さRaが十分に小さいため、前記硬質被膜によって被覆されたテストピースの表面粗さRaを、前記硬質被膜の表面粗さRaとみなすことができる。 An example of the test piece is a test piece with a surface roughness Ra of 0.01 μm or less. Because the surface roughness Ra of this test piece is sufficiently small, the surface roughness Ra of the test piece coated with the hard coating can be considered to be the surface roughness Ra of the hard coating.

また、前記表面粗さRaを測定する他の方法としては、例えば以下の方法を挙げることができる。すなわち、基材の表面をイオンプレーティング法などによって被覆した切削工具につき、その縦断面を作製する。次に、走査型電子顕微鏡により、硬質被膜と基材との界面の形状を、基材表面のプロファイルとして取り出し、Raの算出方法に従ってRaを算出する。同様に、硬質被膜表面の形状を膜表面プロファイルとして取り出し、Raの算出方法に従ってRaを算出する。膜表面のRaから、基材表面のRaを差し引いた値を、硬質被膜のRaとする。 Another method for measuring the surface roughness Ra is, for example, the following method. That is, a longitudinal section is prepared for a cutting tool whose substrate surface has been coated by ion plating or the like. Next, the shape of the interface between the hard coating and the substrate is extracted as a profile of the substrate surface using a scanning electron microscope, and Ra is calculated according to the Ra calculation method. Similarly, the shape of the hard coating surface is extracted as a film surface profile, and Ra is calculated according to the Ra calculation method. The Ra of the hard coating is determined by subtracting the Ra of the substrate surface from the Ra of the film surface.

なお、Raの測定は、例えばDEKTAK製の表面粗さ測定機を用いて行うことができる。 Ra can be measured using, for example, a surface roughness measuring instrument manufactured by DEKTAK.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、ナノインデンテーション硬度が35GPa以上40GPa以下であることが好ましい。 The hard coating according to one embodiment of the present invention preferably has a nanoindentation hardness of 35 GPa or more and 40 GPa or less.

当該構成によれば、前記硬質被膜は十分な強度を有する。よって、硬度の高い材料の加工に対しても十分な耐性を有するため、切削工具の切れ味の向上、切粉の排出性向上等に寄与することができる。 With this configuration, the hard coating has sufficient strength. Therefore, it has sufficient resistance to machining high-hardness materials, which can contribute to improving the sharpness of cutting tools and the ability to remove chips.

前記ナノインデンテーション硬度は、例えば、測定装置としてエリオニクス社製ナノインデンターENT-1100を用い、バーコビッチ圧子を用いて、切削工具が表面に備える硬質被膜に2gの荷重を負荷することによって測定することができる。 The nanoindentation hardness can be measured, for example, using an Elionix Nanoindenter ENT-1100 as the measuring device and a Berkovich indenter to apply a load of 2 g to the hard coating on the surface of the cutting tool.

〔実施形態2:切削工具〕
本発明の一実施形態に係る切削工具は、基材と、前記基材の表面を被覆する硬質被膜とを備え、前記硬質被膜が本発明の一実施形態に係る硬質被膜である。
[Embodiment 2: Cutting Tool]
A cutting tool according to one embodiment of the present invention comprises a substrate and a hard coating covering the surface of the substrate, the hard coating being the hard coating according to one embodiment of the present invention.

前記切削工具としては、例えば、ホブ、超硬合金製ブレード、ブローチ、転造平ダイス、シェービングカッタ、ピニオンカッタ等の歯切工具;ドリル;エンドミル;タップ、ねじ切りダイス、チェーザ、ねじ切りフライス、ねじ転造ダイス等のねじ切り工具;インサート等の刃先交換工具;引抜き工具、圧延工具、せん断工具、鍛造工具、金型、電子関連部品用工具、機械取付け部品等の耐摩耗工具を挙げることができる。 Examples of cutting tools include gear cutting tools such as hobs, cemented carbide blades, broaches, rolling flat dies, shaving cutters, and pinion cutters; drills; end mills; thread cutting tools such as taps, thread cutting dies, chasers, thread milling cutters, and thread rolling dies; indexable tools such as inserts; and wear-resistant tools such as drawing tools, rolling tools, shearing tools, forging tools, molds, tools for electronic-related components, and machine attachment parts.

本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性および高い硬度のいずれかではなく、これら全ての特性をバランスよく有する。それゆえ、前記切削工具は、例えば硬度が20~60HRCの幅広いワーク材質に対応可能である。 The hard coating according to one embodiment of the present invention does not simply have wear resistance, heat resistance, chipping resistance, or high hardness, but rather has a good balance of all of these properties. Therefore, the cutting tool can be used with a wide range of workpiece materials, for example, with hardnesses ranging from 20 to 60 HRC.

近年、歯切工具の使用条件は、高速加工化、ドライ加工化が進んでおり、刃先が受ける衝撃が増大し、刃先温度が上昇している傾向にある。また、歯切工具は、例えばホブのように多数の刃先を有するが、歯切加工の特性上、刃先にかかる負荷は、刃先ごとに変化する。 In recent years, the operating conditions for gear cutting tools have become increasingly high-speed and dry, increasing the impact on the cutting edges and causing the cutting edge temperatures to rise. Furthermore, gear cutting tools, like hobs, have multiple cutting edges, and due to the nature of gear cutting, the load on each cutting edge varies.

よって、前記特性のいずれかが弱い硬質被膜を備えた切削工具は、前記使用条件下で安定して使用することができない。また、当該切削工具は、刃先ごとに変化する負荷に対しても対応できないため、歯切工具として用いることができない。本発明の一実施形態に係る切削工具は、前記特性を全て、バランス良く備えるため、前記使用条件下でも安定して作動させることができる。また、歯切工具として好適に用いることができる。 As a result, cutting tools equipped with hard coatings that are weak in any of the above characteristics cannot be used stably under the above conditions. Furthermore, such cutting tools cannot cope with loads that vary from cutting edge to cutting edge, and therefore cannot be used as gear cutting tools. The cutting tool according to one embodiment of the present invention possesses all of the above characteristics in a balanced manner, allowing for stable operation even under the above conditions. Furthermore, it can be suitably used as a gear cutting tool.

前記切削工具は、基材に対して、アーク式イオンプレーティング等の方法によって前記硬質被膜を成膜することにより、得ることができる。その他の方法として、HiPIMS(大電力パルススパッタリング)等のスパッタリング法、蒸着法等を用いることもできる。 The cutting tool can be obtained by forming the hard coating on a substrate using a method such as arc ion plating. Other methods that can be used include sputtering methods such as HiPIMS (high power pulse sputtering), and vapor deposition.

前記基材としては、ハイス鋼、超硬合金等を用いることができる。前記超硬合金としては、WC-Co系合金、WC-TiC-Co系合金、WC-TaC-Co系合金、WC-TiC-TaC-Co系合金、WC-Ni系合金、WC-Ni-Cr系合金等を用いることができる。 The substrate can be made of high-speed steel, cemented carbide, etc. Examples of cemented carbide include WC-Co alloys, WC-TiC-Co alloys, WC-TaC-Co alloys, WC-TiC-TaC-Co alloys, WC-Ni alloys, and WC-Ni-Cr alloys.

〔まとめ〕
本発明には、以下の態様が含まれている。
<1>
AlCr1-xNからなるA層と、Ti1-ySiNからなるB層とが交互に積層されてなる構造を備え、
交互に積層されてなる前記A層と前記B層との一組の組み合わせをC層としたとき、前記C層の厚さが7nm以上18nm以下であり、
前記C層の厚さの合計が1μm以上6μm以下であり、
前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ10nm未満である、硬質被膜。
〔summary〕
The present invention includes the following aspects.
<1>
The substrate has a structure in which an A layer made of Al x Cr 1-x N and a B layer made of Ti 1-y Si y N are alternately laminated,
When a combination of the A layer and the B layer alternately stacked is referred to as a C layer, the thickness of the C layer is 7 nm or more and 18 nm or less,
the total thickness of the C layer is 1 μm or more and 6 μm or less,
The hard coating, wherein the thickness of each of the A layer and the B layer is less than 10 nm.

(ここで、前記xは0.6以上0.7以下であり、前記yは0.05超0.08未満である。)
<2>
前記硬質被膜のX線回折パターンにおいて、サブピークの強度(A)と、メインピークの強度(B)との比率(A/B)が0.4以上0.75以下である、<1>に記載の硬質被膜。
<3>
圧縮応力が-0.5GPa以上-4.0GPa以下である、<1>または<2>に記載の硬質被膜。
<4>
表面粗さRaが0.03μm以上0.18μm以下である、<1>~<3>のいずれかに記載の硬質被膜。
<5>
基材と、前記基材の表面を被覆する硬質被膜とを備え、前記硬質被膜が<1>~<4>のいずれかに記載の硬質被膜である、切削工具。
<6>
前記切削工具は歯切工具である、<5>に記載の切削工具。
(wherein, x is 0.6 or more and 0.7 or less, and y is more than 0.05 and less than 0.08.)
<2>
<1> The hard coating according to <1>, wherein in an X-ray diffraction pattern of the hard coating, a ratio (A/B) of a sub-peak intensity (A) to a main peak intensity (B) is 0.4 or more and 0.75 or less.
<3>
<1> or <2>. The hard coating according to <1> or <2>, wherein the compressive stress is −0.5 GPa or more and −4.0 GPa or less.
<4>
<4> The hard coating according to any one of <1> to <3>, having a surface roughness Ra of 0.03 μm or more and 0.18 μm or less.
<5>
A cutting tool comprising: a substrate; and a hard coating covering a surface of the substrate, wherein the hard coating is the hard coating according to any one of <1> to <4>.
<6>
The cutting tool according to <5>, wherein the cutting tool is a gear cutting tool.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

〔実施例1~13〕
(1)本発明の一実施形態に係る硬質被膜を備えた切削工具の製造
図2および図3に示すアーク蒸発装置20を用いて、図2および図3を参照して前述した方法に基づき、本発明の一実施形態に係る硬質被膜を備えた切削工具を製造した。基材としては、ハイス製のホブ;表面を鏡面ラップした20mm角、厚さ2mmのハイス製テストピース(表面粗さRa=0.01μm以下);幅10mm、長さ20mm、厚さ1mmの超硬合金製テストピースを用いた。本実施例では、直径80mm、長さ150mmのホブを合計13個製造した。これらを実施例1~13に係る切削工具とする。
Examples 1 to 13
(1) Manufacturing of a Cutting Tool with a Hard Coating According to an Embodiment of the Present Invention Using the arc evaporation apparatus 20 shown in Figures 2 and 3, a cutting tool with a hard coating according to an embodiment of the present invention was manufactured based on the method described above with reference to Figures 2 and 3. The substrates used were a high-speed steel hob; a 20 mm square, 2 mm thick high-speed steel test piece with a mirror-lapped surface (surface roughness Ra = 0.01 μm or less); and a cemented carbide test piece with a width of 10 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 1 mm. In this example, a total of 13 hobs, each 80 mm in diameter and 150 mm in length, were manufactured. These were designated as cutting tools according to Examples 1 to 13.

実施例1~13に係る切削工具を調製した際の、アーク蒸発源22からアーク放電させたAlCr1-xのxは、それぞれ0.6以上0.7以下であった(表3の「Al組成」欄)。また、アーク蒸発源23からアーク放電させたTi1-ySiのyは、それぞれ0.05超0.08未満であった(表3の「Si組成」欄)。得られた硬質被膜のA層(AlCr1-xNからなる層)におけるAlおよびCrの組成比(atm%)と、B層(Ti1-ySiNからなる層)におけるTiおよびSiの組成比(atm%)とを、表3に示した。また、C層の厚さ、前記硬質被膜の膜厚(C層の厚さの合計)、層数(A層の層数とB層の層数との和)も、表3に示した。 When the cutting tools according to Examples 1 to 13 were prepared, x in Al x Cr 1-x arc-discharged from the arc evaporation source 22 was 0.6 or more and 0.7 or less (see the "Al composition" column in Table 3). Furthermore, y in Ti 1-y Si y arc-discharged from the arc evaporation source 23 was greater than 0.05 and less than 0.08 (see the "Si composition" column in Table 3). The composition ratios (atm %) of Al and Cr in the A layer (a layer made of Al x Cr 1-x N) and the composition ratios (atm %) of Ti and Si in the B layer (a layer made of Ti 1-y Si y N) of the hard coatings thus obtained are shown in Table 3. The thickness of the C layer, the film thickness (total thickness of the C layers), and the number of layers (the sum of the number of A layers and the number of B layers) of the hard coatings are also shown in Table 3.

各実施例について、各実施例と同時に、前記ハイス製テストピースおよび超硬合金製テストピースも前記方法に供した。これらテストピースに成膜された硬質被膜の前記atm%、C層の厚さ、C層の厚さの合計、および層数は、対応する実施例で得られた硬質被膜と同じである。 For each example, the high-speed steel test pieces and cemented carbide test pieces were also subjected to the above method at the same time as the example. The atm %, C layer thickness, total C layer thickness, and number of layers of the hard coatings formed on these test pieces were the same as those of the hard coatings obtained in the corresponding examples.

図8は、実施例で得られた切削工具の一つについて、硬質被膜の縦断面を走査型透過電子顕微鏡(STEM)によって観察した結果(明視野像。倍率:5万倍)を示す。 Figure 8 shows the results of observing the longitudinal cross section of the hard coating of one of the cutting tools obtained in the examples using a scanning transmission electron microscope (STEM) (bright-field image, magnification: 50,000 times).

図9は、図8に示す硬質被膜を倍率100万倍で観察した結果を示す図である。図9に示すように、規則的な積層構造が良好に形成されていることが分かる。図9のような観察結果に基づいて、連続した10~20層の厚さの合計を測定し、A層とB層との組み合わせの数で除することにより、C層の厚さを算出することができる。実施例1~13および比較例1~4で得られた硬質被膜について、STEMによる観察結果に基づいてC層の厚さを算出した。C層の厚さの合計は、前記STEMによって観察されるC層の厚さの合計を測定することによって求めた。 Figure 9 shows the results of observing the hard coating shown in Figure 8 at 1,000,000 magnification. As can be seen from Figure 9, a regular layered structure is well formed. Based on the observation results shown in Figure 9, the thickness of layer C can be calculated by measuring the total thickness of 10 to 20 consecutive layers and dividing this by the number of combinations of layers A and B. For the hard coatings obtained in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 4, the thickness of layer C was calculated based on the results of STEM observation. The total thickness of layer C was determined by measuring the total thickness of the layers C observed by STEM.

(2)X線回折
実施例1~13で得たホブをX線回折に供し、以下の条件で、θ‐2θ法によって測定を行った。前記条件は、測定装置:Bruker AXS 製 X線回折装置D8 DISCOVER、X線源:Cu-Kα、管電圧:40kV、管電流:40mA、スリット幅:0.5°、ステップ:0.02°、積算時間:0.6秒、スキャン範囲2θ=30~50°である。次に、各ホブについて得られたX線回折パターンから、図3~図6を参照して行った前記方法に基づき、サブピークの強度(A)と、メインピークの強度(B)との比率(A/B)を求めた。結果を表3に示した。
(2) X-ray Diffraction The hobs obtained in Examples 1 to 13 were subjected to X-ray diffraction and measured using the θ-2θ method under the following conditions. The conditions were: Measurement apparatus: Bruker AXS X-ray diffractometer D8 DISCOVER, X-ray source: Cu-Kα, tube voltage: 40 kV, tube current: 40 mA, slit width: 0.5°, step: 0.02°, accumulation time: 0.6 seconds, scan range 2θ = 30 to 50°. Next, from the X-ray diffraction pattern obtained for each hob, the ratio (A/B) of the subpeak intensity (A) to the main peak intensity (B) was calculated based on the method described above with reference to Figures 3 to 6. The results are shown in Table 3.

(3)硬質被膜の表面粗さRaの測定
実施例1~13と同時に得られたハイス製の表面被覆テストピースの表面粗さRaを、DEKTAK製の表面粗さ測定機を用いて測定し、硬質被膜の表面粗さRaとした。結果を表3に示した。
(3) Measurement of surface roughness Ra of hard coating The surface roughness Ra of the surface-coated test pieces made of high-speed steel obtained at the same time as Examples 1 to 13 was measured using a surface roughness measuring instrument manufactured by DEKTAK, and this was taken as the surface roughness Ra of the hard coating. The results are shown in Table 3.

(4)硬質被膜のナノインデンテーション硬度の測定
実施例1~13で得られたホブに対し、エリオニクス社製ナノインデンターENT-1100を用い、バーコビッチ圧子を用いて、各切削工具が表面に備える硬質被膜に2gの荷重を負荷して、硬質被膜のナノインデンテーション硬度を測定した。結果を表3に示した。
(4) Measurement of nanoindentation hardness of hard coating For the hobs obtained in Examples 1 to 13, a nanoindenter ENT-1100 manufactured by Elionix was used, and a Berkovich indenter was used to apply a load of 2 g to the hard coating on the surface of each cutting tool to measure the nanoindentation hardness of the hard coating. The results are shown in Table 3.

(5)圧縮応力の測定
実施例1~13で得られた超硬合金製の表面被覆テストピースに対して、DEKTAK製の表面粗さ測定機を用いて反りを測定し、ストーニーの式に基づいて圧縮応力を測定した。結果を表3に示した。
(5) Measurement of compressive stress The warpage of the surface-coated test pieces made of cemented carbide obtained in Examples 1 to 13 was measured using a surface roughness measuring instrument manufactured by DEKTAK, and the compressive stress was measured based on the Stoney equation. The results are shown in Table 3.

(6)切削試験1
実施例1~7で得られたホブを、切削速度(V)=180m/分、送り2.5mm/rev.、クライムカットの条件で、SCM415製の歯車を加工対象とするドライ加工に供した。100個加工するごとに、刃先の摩耗幅を顕微鏡によって確認した。結果は、前記摩耗幅が0.2mmを超える、もしくは刃先が欠損するまでの加工数によって評価した。結果を表3に示す。
(6) Cutting test 1
The hobs obtained in Examples 1 to 7 were subjected to dry machining of SCM415 gears at a cutting speed (V) of 180 m/min, a feed rate of 2.5 mm/rev., and climb cut. The wear width of the cutting edge was checked under a microscope every 100 pieces machined. The results were evaluated based on the number of machining runs until the wear width exceeded 0.2 mm or the cutting edge was chipped. The results are shown in Table 3.

(7)切削試験2
実施例8~13で得られたホブを、切削速度(V)=160m/分、送り1.5mm/rev.、クライムカットの条件で、SCR420H製の歯車を加工対象とするドライ加工に供した。100個加工するごとに、刃先の摩耗幅を顕微鏡によって確認した。結果は、前記摩耗幅が0.2mmを超える、もしくは刃先が欠損するまでの加工数によって評価した。結果を表3に示す。
(7) Cutting test 2
The hobs obtained in Examples 8 to 13 were subjected to dry machining of SCR420H gears at a cutting speed (V) of 160 m/min, a feed rate of 1.5 mm/rev., and climb cut. The wear width of the cutting edge was checked under a microscope every 100 pieces machined. The results were evaluated based on the number of machining runs until the wear width exceeded 0.2 mm or the cutting edge was chipped. The results are shown in Table 3.

〔比較例1~4〕
表3に示す組成のA層およびB層を、実施例1~13と同じ方法によって、ハイス製のホブ;表面を鏡面ラップした20mm角、厚さ2mmのハイス製テストピース;幅10mm、長さ20mm、厚さ1mmの超硬合金製テストピースに対し成膜した。その結果、C層の厚さ、C層の厚さの合計および層数を表3に示す値としたホブおよびテストピースを得た。
Comparative Examples 1 to 4
Layers A and B having the compositions shown in Table 3 were formed on a high-speed steel hob, a 20 mm square, 2 mm thick high-speed steel test piece with a mirror-lapped surface, and a cemented carbide test piece having a width of 10 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 1 mm, by the same methods as in Examples 1 to 13. As a result, hobs and test pieces having the thickness of layer C, the total thickness of layer C, and the number of layers shown in Table 3 were obtained.

比較例1~4に係る切削工具を調製した際の、アーク蒸発源22からアーク放電させたAlCr1-xのxは、それぞれ、表3の「Al組成」欄に記載した数値であった。また、アーク蒸発源23からアーク放電させたTi1-ySiのyは、それぞれ、表3の「Si組成」欄に記載した数値であった。比較例3および4では、実施例1~13および比較例1、2とはアーク電流および回転テーブル25の回転数を変更し、C層厚さを7nm未満、または18nm超とした。 When the cutting tools according to Comparative Examples 1 to 4 were prepared, x in Al x Cr 1-x arc-discharged from the arc evaporation source 22 was the value shown in the "Al composition" column of Table 3. Furthermore, y in Ti 1-y Si y arc-discharged from the arc evaporation source 23 was the value shown in the "Si composition" column of Table 3. In Comparative Examples 3 and 4, the arc current and the rotation speed of the turntable 25 were changed from those in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 and 2, and the C layer thickness was set to less than 7 nm or more than 18 nm.

当該ホブを、実施例1~13と同様に、X線回折、硬質被膜のナノインデンテーション硬度の測定、切削試験1に供した。また、前記ハイス製の表面被覆テストピースを用いて表面粗さRaの測定を行い、前記超硬合金製の表面被覆テストピースを用いて圧縮応力の測定を行った。結果を表3に示す。 The hob was subjected to X-ray diffraction, nanoindentation hardness measurement of the hard coating, and cutting test 1, as in Examples 1 to 13. Furthermore, the surface roughness Ra was measured using the surface-coated test piece made of high-speed steel, and the compressive stress was measured using the surface-coated test piece made of cemented carbide. The results are shown in Table 3.

「サブピーク強度比」とは、前記硬質被膜のX線回折パターンにおけるサブピークの強度(A)と、メインピークの強度(B)との比率(A/B)であり、「膜硬度」とは、前記硬質被膜のナノインデンテーション硬度である。 The "subpeak intensity ratio" is the ratio (A/B) of the subpeak intensity (A) to the main peak intensity (B) in the X-ray diffraction pattern of the hard coating, and the "film hardness" is the nanoindentation hardness of the hard coating.

比較例1はSi組成が5.0atm%であり、5atm%を超えていない。比較例2は、Si組成が8.0atm%であり、8atm%未満ではない。比較例3はC層厚さが5nmであり、7nm以上18nm以下との要件を充足しない。比較例4はC層厚さが20nmであり、7nm以上18nm以下との要件を充足しない。 In Comparative Example 1, the Si composition is 5.0 atm%, which does not exceed 5 atm%. In Comparative Example 2, the Si composition is 8.0 atm%, which does not exceed 8 atm%. In Comparative Example 3, the C layer thickness is 5 nm, which does not meet the requirement of 7 nm to 18 nm. In Comparative Example 4, the C layer thickness is 20 nm, which does not meet the requirement of 7 nm to 18 nm.

比較例1~4に記載のホブは、サブピーク強度比および表面粗さRaは実施例と同程度であるが、切削試験1の結果が実施例よりも明白に劣っている。これは、本発明の一実施形態に係る硬質被膜が備えるべき要件を充足していないことによると考えられる。 The hobs described in Comparative Examples 1 to 4 have sub-peak intensity ratios and surface roughness Ra comparable to those of the Examples, but the results of Cutting Test 1 are clearly inferior to those of the Examples. This is thought to be because they do not satisfy the requirements that a hard coating according to one embodiment of the present invention should have.

一方、実施例1~13に記載のホブは、本発明の一実施形態に係る硬質被膜が備えるべき前記Al組成、Cr組成、Ti組成およびSi組成、C層厚さ、C層厚さの合計を全て充足する。その結果、切削試験の結果が非常に良好であった。 On the other hand, the hobs described in Examples 1 to 13 satisfy all of the Al composition, Cr composition, Ti composition, Si composition, C layer thickness, and total C layer thickness required for a hard coating according to one embodiment of the present invention. As a result, the results of the cutting test were very good.

このように、本発明の一実施形態に係る硬質被膜は、「AlCr1-xNからなるA層と、Ti1-ySiNからなるB層とが交互に積層されてなる構造を備え、交互に積層されてなる前記A層と前記B層との一組の組み合わせをC層としたとき、前記C層の厚さが7nm以上18nm以下であり、前記C層の厚さの合計が1μm以上6μm以下であり、前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ10nm未満である(ここで、前記xは0.6以上0.7以下であり、前記yは0.05超0.08未満である。)」という要件を充足することにより、優れた耐摩耗性、耐熱性、耐欠損性を備え、かつ、優れた膜強度を有する硬質被膜を提供することができることが分かる。 As described above, the hard coating according to one embodiment of the present invention has a structure in which A layers made of Al x Cr 1-x N and B layers made of Ti 1-y Si y N are alternately laminated, and when a combination of the A layers and the B layers is called C layer, the thickness of C layer is 7 nm or more and 18 nm or less, the total thickness of C layer is 1 μm or more and 6 μm or less, and the thicknesses of A layer and B layer are each less than 10 nm (where x is 0.6 or more and 0.7 or less, and y is more than 0.05 and less than 0.08) and thereby satisfies the requirements, thereby providing a hard coating having excellent wear resistance, heat resistance, and chipping resistance, as well as excellent film strength.

本発明は、広汎な加工条件下で使用される切削工具に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used in cutting tools used under a wide range of machining conditions.

10・・・切削工具
11・・・基材
12・・・硬質被膜
~A・・・A層
~B・・・B層
~C・・・C層
20・・・アーク蒸発装置
21・・・Cr蒸発源
22・・・AlCr1-xのアーク蒸発源
23・・・Ti1-ySiのアーク蒸発源
24・・・回転テーブル
25・・・小テーブル
26・・・アーク電源
27・・・バイアス電源
REFERENCE SIGNS LIST 10: Cutting tool 11: Substrate 12: Hard coating A 1 to A n : A layer B 1 to B n : B layer C 1 to C n : C layer 20: Arc evaporation device 21: Cr evaporation source 22: Arc evaporation source of Al x Cr 1-x 23: Arc evaporation source of Ti 1-y Si y 24: Rotary table 25: Small table 26: Arc power supply 27: Bias power supply

Claims (5)

AlCr1-xNからなるA層と、Ti1-ySiNからなるB層とが交互に積層されてなる構造を備え、
交互に積層されてなる前記A層と前記B層との一組の組み合わせをC層としたとき、前記C層の厚さが7nm以上18nm以下であり、
前記C層の厚さの合計が1μm以上6μm以下であり、
前記A層および前記B層の厚さは、それぞれ10nm未満であ
X線回折パターンにおいて、サブピークの強度(A)と、メインピークの強度(B)との比率(A/B)が0.4以上0.75以下である、
硬質被膜。
(ここで、前記xは0.6以上0.7以下であり、前記yは0.05超0.08未満である。)
The substrate has a structure in which an A layer made of Al x Cr 1-x N and a B layer made of Ti 1-y Si y N are alternately laminated,
When a combination of the A layer and the B layer alternately stacked is referred to as a C layer, the thickness of the C layer is 7 nm or more and 18 nm or less,
the total thickness of the C layer is 1 μm or more and 6 μm or less,
the thickness of each of the A layer and the B layer is less than 10 nm;
In an X-ray diffraction pattern, the ratio (A/B) of the sub-peak intensity (A) to the main peak intensity (B) is 0.4 or more and 0.75 or less.
Hard coating.
(wherein, x is 0.6 or more and 0.7 or less, and y is more than 0.05 and less than 0.08.)
圧縮応力が-0.5GPa以上-4.0GPa以下である、請求項1に記載の硬質被膜。 The hard coating according to claim 1, having a compressive stress of -0.5 GPa or more and -4.0 GPa or less. 表面粗さRaが0.03μm以上0.18μm以下である、請求項1に記載の硬質被膜。 The hard coating according to claim 1, having a surface roughness Ra of 0.03 μm or more and 0.18 μm or less. 基材と、前記基材の表面を被覆する硬質被膜とを備え、前記硬質被膜が請求項1からのいずれか1項に記載の硬質被膜である、切削工具。 A cutting tool comprising a substrate and a hard coating covering a surface of the substrate, the hard coating being the hard coating according to any one of claims 1 to 3 . 前記切削工具は歯切工具である、請求項に記載の切削工具。
The cutting tool according to claim 4 , wherein the cutting tool is a gear cutting tool.
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