加工工具用硬质被膜及硬质被膜被覆金属加工工具

摘要

本发明提供一种兼备优异的耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的加工工具用硬质被膜。根据本实施例的固着于滚压丝锥(10)的硬质被膜(30)，以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV的氧碳化物、氧氮化物、或氧碳氮化物因具有氧的导入产生的100nm以下的微细晶体，所以硬质被膜的表面极平滑，获得低摩擦系数，因此，可以兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性，不仅耐磨损性及耐熔敷性，且平滑性也优异，低摩擦系数低，所以工具寿命增加。

权利要求

1.一种工具用硬质被膜，其特征在于，其是被覆设置于工具(18)的表面的工具用硬质被膜(30)，其为通过导入氧而具有微细晶体的以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV的氧碳化物、氧氮化物、或氧碳氮化物；

所述TiCrMoWV的氧碳化物是表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-yCxOy的物质，其原子比为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15；

所述TiCrMoWV的氧碳氮化物是表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-y－zCxNyOz的物质，其原子比为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y+z≤0.6、0＜y≤0.5，0＜z≤0.15；

所述TiCrMoWV的氧氮化物是表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-yNxOy的物质，其原子比为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15。

2.根据权利要求1的工具用硬质被膜，其特征在于，

所述工具用硬质被膜具有100nm以下的晶体粒径。

3.根据权利要求1的工具用硬质被膜，

所述工具用硬质被膜以0.2～10.0μm厚度的单层被覆所述工具的表面。

4.一种硬质被膜被覆金属加工工具(10)，其特征在于，

在表面被覆设置有权利要求1所述的工具用硬质被膜。

说明书

加工工具用硬质被膜及硬质被膜被覆金属加工工具

技术领域

[0001] 本发明涉及被覆设置于金属加工工具的表面的工具用硬质被膜及金属加工工具，特别是涉及维持其耐磨损性、耐熔敷性、耐氧化性，同时使其润滑性提高的技术。

背景技术

[0002] 在钻头、丝锥等通过切削来加工被加工材料的切削加工工具、滚压丝锥等的通过进行塑性变形来加工被加工材料的滚压加工工具等金属加工工具的表面，为了提高耐磨损性，被覆有工具用硬质被膜。作为该工具用硬质被膜，广泛使用TiN系、TiAlN系、及AlCrN系涂层，为进一步提高其性能而谋求改良。例如，专利文献1中记载的硬质层叠被膜即是如此。但是，根据被削材料的种类、切削条件，对于氧化性、耐熔敷性还不充分，有较早期地达到工具寿命的情况。

[0003] 相对于此，专利文献2中提案有由TiaCrbAlcMo1-a-b-c氮化物或碳氮化物构成的单层的切削工具用硬质被膜。据此，关于原子比，设为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.2、0.01≤c≤0.2、0.1≤(1-a-b-c)这种范围内，将总膜厚设为0.2μm≤总膜厚≤10.0μm这种范围内，由此认为得到兼备耐磨损性及耐熔敷性的切削工具用硬质被膜。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1:日本特开2006-336032号公报

[0007] 专利文献2:日本特开2012-115923号公报

发明内容

[0008] 发明所要解决的课题

[0009] 但是，在上述专利文献2记载的现有的硬质被膜中，有对于金属加工工具的耐久性，未充分得到的情况，还有改良的空间。这种现有的硬质被膜虽然得到耐磨损性及耐熔敷性，但晶粒较大，具有不能充分得到表面的平滑性即低摩擦性这种问题。即，寻求着兼备优异的耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的工具用硬质被膜的开发。

[0010] 本发明是以以上的情况为背景而完成的，其目的在于，提供一种兼备优异的耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的工具用硬质被膜。

[0011] 用于解决课题的方案

[0012] 本发明人等以以上的情况为背景反复进行各种研究，结果发现，在以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV系的碳化物、氮化物、或碳氮化物的硬质被膜生成时，如果导入氧，则构成硬质被膜的晶粒变微小，其表面平滑，得到因低摩擦系数而耐磨损性提高的硬质被膜。本发明基于该见解而得到。

[0013] 即，本发明的宗旨在于一种工具用硬质被膜，其特征在于，被覆设置于工具的表面，为通过导入氧而具有微细晶体的以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV氧碳化物、氧氮化物、或氧碳氮化物。

[0014] 发明效果

[0015] 根据这样构成的本发明的工具用硬质被膜，由于以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV的氧碳化物、氧氮化物、或氧碳氮化物因导入氧而具有微细晶体，所以硬质被膜的表面变得极平滑，获得低摩擦系数，所以得到兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的工具用硬质被膜。这种工具用硬质被膜平滑性优异，低摩擦系数低，所以工具寿命增加。

[0016] 在此，适宜地上述TiCrMoWV的氧碳化物是表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-yCxOy的物质，其原子比为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15。如果这样的话，构成硬质被膜的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，因此，获得兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的工具用硬质被膜。在脱离上述原子比的数值范围的情况下，认为得不到充分的耐磨损性及耐熔敷性，工具寿命短。Ti的原子比a如果低于0.2，则硬质被膜变软，如果高于0.7，则Mo、W减少，耐熔敷性劣化。Cr的原子比b如果低于0.01，则得不到耐氧化性，如果高于0.4，则硬质被膜变脆。Mo的原子比c如果低于0.05，则得不到耐熔敷性，如果高于0.5，则Ti的量低于0.2，硬质被膜变软。W的原子比d因是用于提高润滑性所必须的元素，所以需要大于0，但如果高于0.05，则硬质被膜变软。V的原子比e因为是为了提高润滑性所必须的元素，所以需要大于0，但如果高于0.05，则非晶体增多，所以硬质被膜软化。C及O的原子比x+y如果低于0.3，则硬质被膜的晶体不变小，另外，硬质被膜不变硬，但如果高于0.6，则形成非晶体，硬质被膜不变硬。O的原子比y是在使硬质被膜变硬且减小晶粒方面必须的元素，但如果高于0.15，则形成非晶体而软化。

[0017] 另外，适宜地上述TiCrMoWV的氧碳氮化物是表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-y-zCxNyOz的物质，其原子比为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y+z≤0.6、0＜y≤0.5，0＜z≤0.15。如果这样的话，构成硬质被膜的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，因此，获得兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的工具用硬质被膜。Ti的原子比a如果低于0.2，则硬质被膜变软，如果高于0.7，则Mo、W减少，耐熔敷性劣化。Cr的原子比b如果低于0.01，则得不到耐氧化性，如果高于0.4，则硬质被膜变脆。Mo的原子比c如果低于0.05，则得不到耐熔敷性，如果高于0.5，则Ti的量低于0.2，硬质被膜变软。W的原子比d因为是用于提高润滑性所必须的元素，所以需要大于0，但如果高于0.05，则硬质被膜变软。V的原子比e因为是为提高润滑性所必须的元素，所以需要大于0，如果高于0.05，则非晶体增多，所以硬质被膜软化。C、N及O的原子比x+y+z如果低于0.3，则硬质被膜的晶体不变小，另外，硬质被膜不变硬，如果高于0.6，则形成非晶体，硬质被膜不变硬。N的原子比y在使硬质被膜变硬方面是必须的，如果高于0.5，则C减少，硬质被膜不变硬。O的原子比z在使硬质被膜变硬且减小晶粒方面是必须的，但如果高于0.15，则形成非晶体而软化。

[0018] 另外，适宜地上述TiCrMoWV的氧氮化物是表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-yNxOy的物质，其原子比为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15。如果这样的话，构成硬质被膜的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，所以获得兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的工具用硬质被膜。Ti的原子比a如果低于0.2，则硬质被膜变软，如果高于0.7，则Mo、W减少，耐熔敷性劣化。Cr的原子比b如果低于0.01，则得不到耐氧化性，如果高于0.4，则硬质被膜变脆。Mo的原子比c如果低于
0.05，则得不到耐熔敷性，如果高于0.5，则Ti的量低于0.2，硬质被膜变软。W的原子比d因为是用于提高润滑性所必须的元素，所以需要大于0，但如果高于0.05，则硬质被膜变软。V的原子比e因为是为了提高润滑性所必须的元素，所以需要大于0，但如果高于0.05，则非晶体变多，因而硬质被膜软化。N及O的原子比x+y如果低于0.3，则硬质被膜的晶体不变小，另外硬质被膜不变硬，但如果高于0.6，则非晶体增加，硬质被膜不变硬。O的原子比y是使硬质被膜变硬且减小晶粒方面必须的元素，但如果高于0.15，则形成非晶体，硬质被膜不变硬。

[0019] 另外，适宜地上述工具用硬质被膜是以0.2～10.0μm厚度的单层被膜于工具母材的表面。如果这样的话，因为具有高的耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的工具用硬质被膜通过少的工序获得，所以工具廉价。该工具用硬质被膜的膜厚小于0.2μm的情况下，可能会得不到充分的耐磨损性及耐熔敷性。另一方面，在大于10.0μm的情况下，韧性降低，可能会易产生欠缺、剥离等。通过将膜厚设为0.2μm以上10.0μm以下的范围内，可以构成具有保证耐磨损性及耐熔敷性需要的充分的厚度，难以产生欠缺、剥离等的硬质被膜。

[0020] 另外，适宜地上述工具用硬质被膜也可以在工具母材的表面层叠多层。该情况，不需要多层中全部为本发明的工具用硬质被膜，只要至少最上层是本发明的工具用硬质被膜即可。

[0021] 另外，适宜地工具用硬质被膜被覆设置于表面，因此，通过在被膜中含有Mo、W及V，通过磨损氧化在被膜表面形成具有低摩擦系数的含有Mo、W及V的氧化物，得到耐熔敷性优异，并且高硬度的被膜。即可以提供兼备优异的耐磨损性、耐熔敷性、平滑性的硬质被膜被覆切削工具。

[0022] 另外，适宜地本发明的工具用硬质被膜除对金属进行塑性加工的滚压丝锥外，还适宜地适用于通过切削对金属进行加工的立铣刀、钻头、面铣刀、成形铣刀(総型フライス)、铰刀、切削丝锥等旋转切削工具，以及车刀等非旋转式的切削工具、板牙(ダイス)等、各种金属加工工具的表面涂层。另外，作为工具母材即设置硬质被膜的部件的材质，适宜地使用超硬合金、高速度工具钢，但也可以是其它材料，本发明的工具用硬质被膜广泛适用于由各种材料构成的金属加工工具。

[0023] 另外，适宜地本发明的工具用硬质被膜被覆设置于工具的一部分至全部的表面，适宜地在该工具中设置于参与金属加工的刃部或塑性加工部。

[0024] 另外，适宜地作为本发明的工具用硬质被膜的形成方法适宜地使用溅射法，但也可以使用电弧离子镀法等其它的物理蒸镀法(PVD法)、等离子CVD法、热CVD法等化学蒸镀法(CVD法)。

附图说明

[0025] 图1是从与轴心垂直的方向观察被覆有本发明的一实施例的硬质被膜被覆的工具的一实施例即滚压丝锥的正视图。

[0026] 图2是表示图1的滚压丝锥中涂敷有本发明的一例的工具用硬质被膜的加工部的剖面形状的剖视图。

[0027] 图3是将图2的涂敷有工具用硬质被膜的加工部的表面放大说明的放大图。

[0028] 图4是说明形成图1～图3的工具用硬质被膜时适宜地使用的溅射装置的概略构成图；

[0029] 图5是同时表示用于评价由TiCrMoWV氧碳化物构成图1～图3所示的工具用硬质被膜的情况下的耐久性性能的耐久性评价试验1的各试验丝锥的、硬质被膜的原子组成及膜厚和耐久性试验结果(加工孔数及判定)的图表；

[0030] 图6是说明图1～图3所示的工具用硬质被膜的主相即NaCl型晶体结构的图；

[0031] 图7是同时表示用于评价由TiCrMoWV氧碳氮化物构成图1～图3所示的工具用硬质被膜的情况下的耐久性性能的耐久性评价试验2的各试验丝锥的、硬质被膜的原子组成及膜厚和耐久性试验结果(加工孔数及判定)的图表；

[0032] 图8是同时表示用于评价由TiCrMoWV氧氮化物构成图1～图3所示的工具用硬质被膜的情况下的耐久性性能的耐久性评价试验3的各试验丝锥的、硬质被膜的原子组成及膜厚和耐久性试验结果(加工孔数及判定)的图表。

具体实施方式

[0033] 以下，基于附图详细说明本发明的优选实施例。

[0034] 实施例

[0035] 图1是从与轴心垂直的方向观察适用了本发明的工具用硬质被膜30的被覆金属加工工具的一例即滚压丝锥10的正视图。另外，图2是将图1的II-II向剖面放大表示的横剖视图。如图1及图2所示，本实施例的滚压丝锥10在同轴上一体具备经由未图示的卡盘安装于主轴的轴柄12、和通过拧入底孔内而形成内螺纹的加工部16，工具母材(基材)18由高速工具钢构成。该高速工具钢例如使用相当于JIS规定的SKH58的高速工具钢，其含有成分及比率为C：1.0，Cr：4.0，Mo：8.8，W：1.8，V：2.0，余部实际上是Fe。

[0036] 加工部16形成由向外侧弯曲的边构成的多棱柱形状的剖面，本实施例中形成大致四棱柱形状的剖面，并且在其外周面设置有通过在金属制被加工物的底孔的表层部凹割(食い込む)使其塑性变形，而隆起加工即滚压加工内螺纹的外螺纹22。外螺纹22的螺纹牙形成与应形成的内螺纹的槽的形状对应的剖面形状，沿着与该内螺纹对应的螺纹升角的螺旋线，以一定的高度尺寸设置。即，在加工部16，以分别与轴心O平行地向轴方向连续的方式绕轴心O交替且以等角度间隔设置有外螺纹22的螺纹牙向径方向的外侧突出而加工内螺纹的4处边缘部M、和比该边缘部M直径小的4部位的退刀部(逃げ部)24。边缘部M的尺寸为与应形成的内螺纹相同的尺寸或考虑对于塑性变形的弹性恢复，比内螺纹大地设定。另外，该加工部16具备在轴方向上螺纹牙的直径尺寸一定的完全牙型部26和随着朝向前端侧而直径尺寸减小的切削部28。此外，图2是在外螺纹22的槽的谷底沿着螺旋线切断的剖视图。

[0037] 这种滚压丝锥10的加工部16通过具有优异的耐磨损性、耐熔敷性、及平滑性的硬质被膜30以0.2～10.0μm的厚度单层被覆。图3表示将硬质被膜30以规定的膜厚t涂敷于滚压丝锥10的加工部16的表面的滚压丝锥10的表面部分放大表示的剖视图。图1的斜线部表示在滚压丝锥10设置有硬质被膜30的部分。该硬质被膜30在通过滚压丝锥10在底孔的内周面形成内螺纹的滚压加工时，在使底孔的内周面塑性变形的比较高的压力下与金属制被加工材料摩擦。

[0038] 硬质被膜30由通过导入氧而具有100nm以下的微细晶体、以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV氧碳化物(TiaCrbMocWdVe)1-x-yCxOy、TiCrMoWV氧碳氮化物(TiaCrbMocWdVe)1-x-y-zCxNyOz、或TiCrMoWV的氧氮化物(TiaCrbMocWdVe)1-x-yNxOy构成。

[0039] 图4是说明在形成本实施例的硬质被膜30时适宜地使用的溅射装置40的概略构成图(示意图)。在采用该溅射装置40的溅射工序中，在含有构成硬质被膜30的元素Ti、Cr、Mo、W、V的靶48上，通过电源50施加负的一定的偏压(例如，-50～-60V左右)，并且通过偏压电源44对工具母材18施加负的一定的偏压(例如-100V左右)，由此，使氩离子Ar+与上述靶48冲击，打出Ti、Cr、Mo、W、V等构成元素。通过上述电源50及偏压电源44施加的电压由控制器46控制。腔室42内例如以0.5Pa左右进行压力控制，在该腔室42内，除氩气外，还例如以100ml/min左右的规定流量选择性导入氮气(N2)、烃气(CH4、C2H2)、氧气(O2)等反应气体，该氮原子N、碳原子C或氧原子O与从靶48打出的Ti、Cr、Mo、W、V键合，形成TiN、TiCN、TiO、MoO等，在工具母材18的表面作为硬质被膜30以规定的厚度附着。

[0040] (耐久性评价试验1)

[0041] 接着，对为了验证由通过导入氧而具有100nm以下的微细晶体的以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV的氧碳化物构成的硬质被膜30的耐磨损性、耐熔敷性、及平滑性的效果，本发明者等进行的耐久性评价试验进行说明。本发明人等在工具直径6(mmφ)的滚压丝锥上涂敷图5所示的原子组成及膜厚t不同的多种硬质被膜，制作试验丝锥(本发明品1～45、现有品1～6、试验(比较)品1～12)，对于各试验丝锥，在以下的滚压加工条件下进行滚压螺纹加工、评价。图5是同时表示在用于该耐久性评价试验1的试验丝锥上被覆的原子组成及膜厚t不同的多种硬质被膜、和各试验丝锥的耐久性试验结果(加工孔数及判定)的图表。此外，上述试验丝锥中的现有品1～6使用含有Ti，但不含W、V、O的硬质被膜，试验品1～12使用含有与本发明品相同的金属元素(Ti、Cr、Mo、W、V)和C、O，但原子比脱离本发明品的范围的硬质被膜。

[0042] (螺纹滚压加工条件)

[0043] ·机械：纵型加工中心

[0044] ·试验品：高速度钢滚压丝锥工具直径6(mmφ)

[0045] ·被削材料：S45C(JIS标准)

[0046] ·切削方法：内螺纹加工

[0047] ·切削速度：15(m/min)

[0048] ·加工深度：12mm(底孔：16mm的盲孔)

[0049] ·切削油：水溶性

[0050] 图5中，在滚压加工的内螺纹处于标准内的情况下，形成合格孔，将可以加工2000个以上该合格孔的试验丝锥评价为合格品。本发明品1～45都被评价为合格品，现有品1～6及试验品1～12都被评价为不合格品。评价为合格品的本发明品1～45的硬质被膜为1.7～10.0μm的范围，是其化学组成表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-yCxOy的TiCrMoWV的氧碳化物，其原子比表示为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤
0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15。由此，构成硬质被膜的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，所以得到兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的加工工具用硬质被膜。

[0051] 另外，使用TEM(透射型电子显微镜)进行组织观察，评价形成于上述试验丝锥的表面的硬质被膜的晶体粒径。晶粒具有向与母材表面垂直方向延伸的形状，因此，使用TEM拍摄硬质被膜的剖面，测定10点沿其垂直方向延伸的晶体的与母材表面平行的宽度尺寸，将其平均值作为各试验丝锥的硬质被膜的晶体粒径进行测定。本发明品1～45呈40～90nm的微细晶粒。另一方面，现有品1～6及试验品1～12至少为120nm以上，均表示高于100nm的值。认为溅射的过程中导入的氧O基本上配置于图6所示的NaCl型晶体结构中的一部分原子位点(在图6所示的晶体结构中，小的原子的位点的一部分)，推定作为晶粒微细化的要因，通过氧向晶体粒界的不均(偏在)而抑制粒成长，减小硬质被膜的晶体粒径等。推定该晶体粒径微细有助于减小摩擦系数，提高硬质被膜的润滑性，增加滚压丝锥的耐久寿命。

[0052] (耐久性评价试验2)

[0053] 接着，对为了验证由通过导入氧而具有微细晶体的以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV的氧碳氮化物构成的硬质被膜30的耐磨损性、耐熔敷性、及平滑性的效果，本发明人等进行的耐久性评价试验2进行说明。与耐久性评价试验1同样，本发明人等在工具直径6(mmφ)的滚压丝锥上涂敷图7所示的原子组成及膜厚t不同的多种硬质被膜，制作试验丝锥(本发明品1～45、现有品1～8、试验(比较)品1～10)，对各试验丝锥，在与上述同样的螺纹滚压加工条件下进行滚压螺纹加工、评价。图7是同时表示在用于该耐久性评价试验的试验丝锥上被覆的原子组成及膜厚t不同的多种硬质被膜、和各试验丝锥的耐久性试验结果(加工孔数及判定)的图。需要说明的是，上述试验丝锥中的现有品1～8使用至少含有Ti，但不含W、V、O的硬质被膜，试验品1～10使用含有与本发明品相同的金属元素(Ti、Cr、Mo、W、V)和C、N、O，但原子比脱离本发明品的范围的硬质被膜。

[0054] 在图7中，与图5的情况同样，将滚压加工的内螺纹处于标准内的情况下设为合格孔，将可以加工2000个以上该合格孔的试验丝锥评价为合格品。本发明品1～45均评价为合格品，现有品1～8及试验品1～10均评价为不合格品。评价为合格品的本发明品1～45的硬质被膜为2.0～10.0μm的范围，是其化学组成表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-y-zCxNyOz的TiCrMoWV的氧碳氮化物，其原子比表示为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y+z≤0.6、0＜y≤0.5、0＜z≤0.15。由此，构成硬质被膜的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，所以可得到兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的加工工具用硬质被膜。

[0055] 另外，与耐久性评价试验1同样，使用TEM(透射型电子显微镜)进行组织观察，测定粒径，评价形成于上述试验丝锥的表面的硬质被膜的粒径。本发明品1～45呈40～90nm的微细晶粒。另一方面，现有品1～8及试验品1～10至少为120nm以上，均表示高于100nm的值。

[0056] (耐久性评价试验3)

[0057] 进而，对为了验证由通过导入氧而具有微细晶体的以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV的氧氮化物构成的硬质被膜30的耐磨损性、耐熔敷性、及平滑性的效果，本发明人等进行的耐久性评价试验3进行说明。与耐久性评价试验1、2同样，本发明人等在工具直径6(mmφ)的滚压丝锥上涂敷图8所示的原子组成及膜厚t不同的多种硬质被膜，制作试验丝锥(本发明品1～45、现有品1～8、试验(比较)品1～10)，对各试验丝锥，在与上述同样的螺纹滚压加工条件下进行滚压螺纹加工、评价。图8是同时表示在用于该耐久性评价试验的试验丝锥上被覆的原子组成及膜厚t不同的多种硬质被膜、和各试验丝锥的耐久性试验结果(加工孔数及判定)的图。此外，上述试验丝锥中的现有品1～8使用至少含有Ti、C、N，但不含O的硬质被膜，试验品1～10使用含有与本发明品相同的金属元素(Ti、Cr、Mo、W、V)和N、O，但原子比脱离本发明品的范围的硬质被膜。

[0058] 图8中，与图5、图7的情况同样，将滚压加工的内螺纹处于标准内的情况下设为合格孔，将可以加工2000个以上该合格孔的试验丝锥评价为合格品。本发明品1～45均评价为合格品，现有品1～8及试验品1～10均评价为不合格品。评价为合格品的本发明品1～45的硬质被膜在3.7～9.5μm的范围，是其化学组成表示为(TiaCrbMocWdVe)1-x-yNxOy的TiCrMoWV的氧氮化物，其原子比表示为0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15。由此，构成硬质被膜的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，所以可得到兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的加工工具用硬质被膜。

[0059] 另外，与耐久性评价试验1、2同样，使用TEM(透射型电子显微镜)进行组织观察，测定晶体粒径，评价形成于上述试验丝锥的表面的硬质被膜的晶体粒径。本发明品1～45呈40～90nm的微细晶粒。另一方面，现有品1～8及试验品1～10至少为120nm以上，均表示高于100nm的值。

[0060] 如上所述，根据本实施例的固着于滚压丝锥10的硬质被膜30，因为以具有NaCl型晶体结构的相为主相的TiCrMoWV的氧碳化物、氧氮化物、或氧碳氮化物通过导入氧而具有微细晶体，所以硬质被膜的表面极平滑，得到低摩擦系数，因此，可以兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性，不仅耐磨损性及耐熔敷性优异，而且平滑性也优异，低摩擦系数低，所以工具寿命增加。

[0061] 另外，硬质被膜30在由TiCrMoWV的氧碳化物(TiaCrbMocWdVe)1-x-yCxOy构成的情况下，其原子比是0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15，因此，构成硬质被膜30的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，所以可以兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性。

[0062] 另外，硬质被膜30在由TiCrMoWV的氧碳氮化物(TiaCrbMocWdVe)1-x-y-zCxNyOz构成的情况下，其原子比是0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y+z≤0.6、0＜y≤0.5，0＜z≤0.15，因此，构成硬质被膜30的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，所以可以兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性。

[0063] 另外，硬质被膜30在由TiCrMoWV的氧氮化物(TiaCrbMocWdVe)1-x-yNxOy构成的情况下，其原子比是0.2≤a≤0.7、0.01≤b≤0.4、0.05≤c≤0.5、0＜d≤0.05、0＜e＝1-a-b-c-d≤0.05、0.3≤x+y≤0.6、0＜y≤0.15，因此，构成硬质被膜30的晶体微细，硬质被膜的表面极平滑，所以可以兼备耐磨损性及耐熔敷性和平滑性。

[0064] 另外，本实施例的硬质被膜30以0.2～10.0μm厚度的单层被膜于滚压丝锥10的表面，因此，具有高的耐磨损性及耐熔敷性和平滑性的硬质被膜30可以以少的工序得到，所以滚压丝锥10廉价。

[0065] 以上，基于附图详细说明了本发明的优选实施例，但本发明不限定于此，在不脱离其宗旨的范围内，可以增加各种变更来实施。

[0066] 符号说明

[0067] 10：滚压丝锥(硬质被膜被覆金属加工工具)

[0068] 18：工具母材

[0069] 30：硬质被膜(工具用硬质被膜)