KR20100007925A

KR20100007925A - 표면 피복 절삭 공구

Info

Publication number: KR20100007925A
Application number: KR20097024690A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 시바타; 하루요 후쿠이; 신야 이마무라; 아키라 코바야시
Original assignee: 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤; 토카이 세이미츄 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2010-01-22
Also published as: US7923130B2; CN101678466B; CN101678466A; US20100215951A1; WO2008146727A1; EP2156912A1; ATE520489T1; EP2156912A4; EP2156912B1; JPWO2008146727A1; JP4576638B2; KR101150145B1

Abstract

본 발명의 표면 피복 절삭 공구는, 기재(基材)와, 이 기재 상에 형성된 피막을 구비하는 것으로서, 이 피막은, 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 복합 초다층막을 포함하고, 상기 제1 초다층막은 A1층과 B층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되며, 상기 제2 초다층막은 A2층과 C층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되고, 상기 A1층과 상기 A2층은, 각각 TiN, TiCN, TiAlN 또는 TiAlCN 중 어느 하나에 의해 구성되며, 상기 B층은 TiSiN 또는 TiSiCN에 의해 구성되고, 상기 C층은 AlCrN 또는 AlCrCN에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

표면 피복 절삭 공구{SURFACE-COATED CUTTING TOOL}

본 발명은 금속 재료의 절삭 가공 등에 사용되는 표면 피복 절삭 공구에 관한 것이다.

최근, 금속 재료의 절삭 가공에서는 고능률화의 요구가 높고, 절삭 속도를 고속화시키는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 절삭 공구의 기재(基材) 표면을 피복하는 피막에 대하여 내열성(내산화성)이나 내마모성을 향상시키는 것이 요구되고 있다.

따라서, 이러한 요구를 만족하도록 상기 피막의 개발이 여러가지로 행해지고 있다. 예컨대, 그와 같은 피막으로서 Al과 Cr을 포함하는 특정 조성의 화합물을 이용하는 것(소위 AlCr계 피막)이 제안되어 있다[일본 특허 공표 제2006-524748호 공보(특허문헌 1)]. 이 제안에 따르면, 내열성이나 내마모성을 어느 정도 향상시키는 것은 가능하지만, 이러한 AlCr계 피막 고유의 문제로서 취성을 나타냄으로써 절삭 시의 충격 등에 의해 피막 자체가 파괴되거나 박리한다는 문제가 있었다.

한편, Ti와 Si를 포함하는 특정 조성의 화합물을 피막으로서 이용하는 것(소위 TiSi계 피막)으로써 내열성이나 내마모성을 향상시킨다는 시도도 예전부터 행해져 왔다. 그러나, 이러한 TiSi계 피막도 상기 AlCr계 피막과 마찬가지로 취성을 나타냄으로써, 피막 자체가 파괴되거나 박리한다고 하는 문제가 있었다. 그래서, Ti와 Al을 포함하는 특정 조성의 화합물로 이루어지는 피막(TiAl계 피막)과 이러한 TiSi계 피막을 교대로 적층시킴으로써, 이러한 문제를 해결하는 것이 제안되어 있다[일본 특허 공개 제2000-334606호 공보(특허문헌 2)]. 그러나, 이러한 제안에 의해서도, 가혹한 절삭 조건 하에서는 피막 자체의 파괴나 박리를 충분히 방지할 수 없는 경우가 있었다.

이에 대하여, Al과 Si를 포함하는 특정 조성의 복수의 층을 교대로 적층시킴으로써 취성을 개량하는 것이 제안되어 있지만[일본 특허 공개 제2006-137982호 공보(특허문헌 3)], Al 및/또는 Si를 포함하는 층은 고유적으로 취성을 나타내는 경향에 있기 때문에, 피막의 파괴나 박리의 문제를 충분히 해소하는데는 도달해 있지 않다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공표 제2006-524748호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2000-334606호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허 공개 제2006-137982호 공보

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명은 상기와 같은 현상을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 내열성과 내마모성을 유지하면서, 취성의 문제를 저감한 피막을 갖는 표면 피복 절삭 공구를 제공하는 것에 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 표면 피복 절삭 공구는, 기재와, 이 기재 상에 형성된 피막을 구비하는 것으로서, 이 피막은, 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 복합 초다층막을 포함하고, 상기 제1 초다층막은 A1층과 B층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되며, 상기 제2 초다층막은 A2층과 C층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되고, 상기 A1층과 상기 A2층은, 각각 TiN, TiCN, TiAlN 또는 TiAlCN 중 어느 하나에 의해 구성되며, 상기 B층은 TiSiN 또는 TiSiCN에 의해 구성되고, 상기 C층은 AlCrN 또는 AlCrCN에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 A1층과 상기 A2층은 동일한 조성인 것이 바람직하고, 상기 제1 초다층막과 상기 제2 초다층막은, 각각 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하의 두께를 가지며, 상기 제1 초다층막의 두께를 X, 상기 제2 초다층막의 두께를 Y로 하는 경우, 두께 비율(Y/X)은 0.5 이상 4 이하가 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 A1층, 상기 A2층, 상기 B층 및 상기 C층은, 각각 40㎚ 이하의 두께를 가지고, 상기 A1층의 두께를 Xa, 상기 B층의 두께를 Xb로 하는 경우, 두께 비율(Xb/Xa)은 0.2 이상 3 이하이며, 상기 A2층의 두께를 Ya, 상기 C층의 두께를 Yc로 하는 경우, 두께 비율(Yc/Ya)은 0.2 이상 3 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 복합 초다층막은 1.0㎛ 이상 8.0㎛ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피막은 중간층을 더 포함하고, 이 중간층은, 상기 기재의 직상에 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하의 두께로 형성되며, TiN, TiCN, TiAlN, TiAlCN, TiSiN, TiSiCN, AlCrN 또는 AlCrCN 중 어느 하나에 의해 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피막은 표면층을 더 포함하고, 이 표면층은 상기 피막의 최상층으로서 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 표면층은 상기 제2 초다층막에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 표면층은, TiN, TiCN, TiAlN, TiAlCN, TiSiN, TiSiCN, AlCrN 또는 AlCrCN 중 어느 하나에 의해 구성되는 것도 바람직하다.

또한, 상기 피막은 물리 증착법에 따라 형성되는 것이 바람직하고, 상기 기재는, 초경 합금, 서멧, 고속도강, 세라믹스, 입방정형 질화 붕소 소결체 또는 다이아몬드 소결체 중 어느 하나에 의해 구성되는 것이 바람직하다.

(발명의 효과)

본 발명의 표면 피복 절삭 공구는, 상기와 같은 구성을 가짐으로써, 내열성과 내마모성을 유지하면서, 취성의 문제를 저감한 피막을 갖는 것이다.

도 1은 아크 이온 플레이팅 장치의 개략도.

(도면부호의 설명)

1, 2, 3, 4: 증발원

5: 챔버

6: 기재 홀더

7: 기재

10: 아크 이온 플레이팅 장치

이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 본 발명에서, 피막의 두께는 주사형 전자 현미경(SEM) 또는 투과형 전자 현미경(TEM)에 의해 측정하고, 피막의 조성은 에너지 분산형 X선 분석 장치(EDS)에 의해 측정하는 것으로 한다.

<표면 피복 절삭 공구>

본 발명의 표면 피복 절삭 공구는, 기재와, 이 기재 상에 형성된 피막을 구비하는 것이다. 이러한 기본적 구성을 갖는 본 발명의 표면 피복 절삭 공구는, 예컨대, 드릴, 엔드밀, 프레이즈 가공용 또는 선삭 가공용 날끝 교환형 절삭 팁, 메탈 소오(saw), 기어 절삭 공구, 리머, 탭 또는 크랭크샤프트의 핀밀링 가공용 팁 등으로서 매우 유용하게 이용할 수 있다.

<기재>

본 발명의 표면 피복 절삭 공구의 기재로서는, 이러한 절삭 공구의 기재로서 알려진 종래 공지의 것을 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 예컨대, 초경합금(예컨대 WC기 초경합금, WC의 외에, Co를 포함하며, 혹은 Ti, Ta, Nb 등의 탄질화물 등을 더 첨가한 것도 포함), 서멧(TiC, TiN, TiCN 등을 주성분으로 하는 것), 고속도강, 세라믹스(탄화티탄, 탄화규소, 질화규소, 질화알루미늄, 산화알루미늄 및 이들의 혼합체 등), 입방정형 질화붕소 소결체, 다이아몬드 소결체 등을 이러한 기재의 예로서 들 수 있다. 이러한 기재로서 초경합금을 사용하는 경우, 그와 같은 초경합금은, 조직 중에 유리 탄소나 η상이라고 불리는 이상상(異常相)을 포함하고 있어도 본 발명의 효과는 나타난다.

또한, 이들 기재는 그 표면이 개질된 것이어도 지장없다. 예컨대, 초경합금 의 경우는 그 표면에 탈β층이 형성되어 있거나, 서멧의 경우에는 표면 경화층이 형성되어 있어도 좋고, 이와 같이 표면이 개질되어 있어도 본 발명의 효과는 나타난다.

<피막>

본 발명의 피막은, 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 복합 초다층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 그리고, 이 제1 초다층막을 A1층과 B층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성하고, 또한 제2 초다층막을 A2층과 C층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성하며, 상기 A1층과 상기 A2층은, 각각 TiN, TiCN, TiAlN 또는 TiAlCN 중 어느 하나에 의해 구성하고, 상기 B층은 TiSiN 또는 TiSiCN에 의해 구성하며, 상기 C층은 AlCrN 또는 AlCrCN에 의해 구성하고 있다.

이와 같이, 내열성이나 내마모성이 우수한 상기 B층과 C층의 각각에 대하여, 상기 A1층과 A2층을 각각 적층시킴으로써, 내열성이나 내마모성이 우수하다고 하는 B층과 C층의 본래의 적합한 특성을 유지하면서, 취성을 나타낸다고 하는 단점을 교묘하게 해소시킨 것이다. 더구나, B층을 포함하는 제1 초다층막과 C층을 포함하는 제2 초다층막을 교대로 적층시킴으로써, 각 초다층막을 단독으로 형성시킨 경우에 비하여, 피막 강도를 비약적으로 향상시키는 일에 성공한 것이다. 아마도 이 이유는, 상기 각 초다층막을 각 단독으로 형성시킨 경우에는, 그 두께가 두꺼워지는데 따라 취성을 나타내는 경향이 증대하는데 비해, 이들의 양(兩)초다층막을 교대로 적층함으로써 각 초다층막 단위의 두께를 얇게 제어하는 것이 가능하게 되었기 때 문이라고 생각된다.

또한, 본 발명의 피막은, 기재 상의 전면(全面)을 피복하는 양태를 포함하며, 부분적으로 피막이 형성되어 있지 않은 양태도 포함하고, 또한 부분적으로 피막의 일부의 적층 양태가 다른 양태도 포함한다.

또한, 본 발명의 피막은, 상기 복합 초다층막 이외에, 후술하는 중간층이나 표면층과 같은 다른 층을 포함할 수도 있다. 또한, 이러한 피막의 두께(총 막두께)는, 1㎛ 이상 11㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 그 상한이 9㎛ 이하 더욱 바람직하게는 7㎛ 이하, 그 하한이 1.2㎛ 이상 더욱 바람직하게는 1.5㎛ 이상이다. 그 두께가 1㎛ 미만인 경우, 내열성이나 내마모성이 충분히 나타나지 않는 경우가 있고, 11㎛를 넘으면 강도가 저하하기 때문에 바람직하지 못한 경우가 있다.

또한, 본 발명에서는 피막을 구성하는 구성 단위에 대하여 "막" 또는 "층"이라고 하는 명칭을 이용하고 있지만, 이것은 편의적인 것이고 양자를 명확히 구별하는 것을 의도하는 것이 아니다.

<복합 초다층막>

본 발명의 복합 초다층막은, 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 구성을 가지고 있다. 이러한 복합 초다층막의 두께는, 1.0㎛ 이상 8.0㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 그 상한이 7㎛ 이하 더욱 바람직하게는 6㎛ 이하, 그 하한이 1.2㎛ 이상 더욱 바람직하게는 1.5㎛ 이상이다. 그 두께가 1.0㎛ 미만인 경우, 내열성이나 내마모성이 충분히 나타나지 않는 경우가 있고, 8.0㎛를 넘으면 강도가 저하하기 때문에 바람직하지 못한 경우가 있다.

또한, 복합 초다층막을 구성하는 제1 초다층막과 제2 초다층막의 적층수는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 각각을 3층 이상 15층 이하로 하는 것이 제조 효율상 바람직하다. 또한, 제1 초다층막과 제2 초다층막의 적층 순서도 특별히 한정되는 것은 없다. 즉, 제1 초다층막과 제2 초다층막 중 어느 것부터 적층을 개시하여도 좋고(즉 기재측이 제1 초다층막이어도 좋고 제2 초다층막이어도 좋음), 또한 어느 것에 의해서도 적층을 종료할 수 있다(즉 피막 표면측도 제1 초다층막이어도 좋고 제2 초다층막이어도 좋음).

<제1 초다층막>

본 발명의 제1 초다층막은, A1층과 B층을 각각 1층 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 구성을 가지고 있다. 이러한 제1 초다층막의 두께는, 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 그 상한이 0.45㎛ 이하 더욱 바람직하게는 0.4㎛ 이하, 그 하한이 0.15㎛ 이상 더욱 바람직하게는 0.2㎛ 이상이다. 그 두께가 0.1㎛ 미만인 경우, A1층과 B층을 균일하게 적층시키기 어려워지고, 충분한 성능의 향상을 달성할 수 없으며 품질이 균일해지지 않는다는 문제를 갖는 경향을 나타낸다. 또한, 그 두께가 0.5㎛를 넘으면 강도가 저하하여 피막 박리를 발생하기 때문에 바람직하지 못한 경우가 있다.

또한, 제1 초다층막을 구성하는 A1층과 B층의 적층수는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 각각을 2층 이상 50층 이하로 하는 것이 제조 효율상 바람직하다. 또한, A1층과 B층의 적층 순서도 특별히 한정되는 것은 없다. 즉, A1층과 B층 중 어느 것부터 적층을 개시하여도 좋고(즉, 기재측이 A1층이어도 좋고 B층이어도 좋음), 또한 어느 것에 의해서도 적층을 종료할 수 있다(즉, 피막 표면측도 A1층이어도 좋고 B층이어도 좋음).

또한, 복합 초다층막을 구성하게 되는 각 제1 초다층막은, 조성이나 두께 등의 성상(A1층 및 B층의 조성이나 두께 등)이 실질적으로 동일해지는 것이지만, 제조 조건 등에 따라 서로 달라도 본 발명의 범위를 일탈하는 것이 아니다.

<제2 초다층막>

본 발명의 제2 초다층막은 A2층과 C층을 각각 1층 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 구성을 가지고 있다. 이러한 제2 초다층막의 두께는, 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 그 상한이 0.45㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.4㎛ 이하, 그 하한이 0.15㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.2㎛ 이상이다. 그 두께가 0.1㎛ 미만인 경우, A2층과 C층을 균일하게 적층시키기 어려워지고, 충분한 성능의 향상을 달성할 수 없으며 품질이 균일해지지 않는다고 하는 문제를 갖는 경향을 나타낸다. 또한, 그 두께가 0.5㎛를 넘으면 강도가 저하하여 피막 박리를 발생하기 때문에 바람직하지 못한 경우가 있다.

또한, 제2 초다층막을 구성하는 A2층과 C층의 적층수는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 각각을 2층 이상 50층 이하로 하는 것이 제조 효율상 바람직하다. 또한, A2층과 C층의 적층 순서도 특별히 한정되는 것은 없다. 즉, A2층과 C층중 어느 것부터 적층을 개시하여도 좋고(즉 기재측이 A2층이어도 좋고 C층이어도 좋 음), 또한 어느 것에 의해서도 적층을 종료할 수 있다(즉 피막 표면측도 A2층이어도 좋고 C층이어도 좋다).

또한, 복합 초다층막을 구성하게 되는 각 제2 초다층막은, 조성이나 두께 등의 성상(A2층 및 C층의 조성이나 두께 등)이 실질적으로 동일해지는 것이지만, 제조 조건 등에 따라 서로 달라도 본 발명의 범위를 일탈하는 것이 아니다.

<제1 초다층막과 제2 초다층막의 두께 비율>

상기 제1 초다층막과 상기 제2 초다층막은, 상기한 대로 각각 0.1㎛ 이상 0.5㎛ 이하의 두께를 가지고, 상기 제1 초다층막의 두께를 X, 상기 제2 초다층막의 두께를 Y로 하는 경우, 두께 비율(Y/X)이 0.5 이상 4 이하가 되는 것이 바람직하다. 두께 비율(Y/X)을 이 범위로 제어함으로써, 상기와 같은 우수한 특성, 즉 내열성과 내마모성을 유지하면서 취성을 나타내지 않는다는 특성을 충분히 달성할 수 있는 것이 된다. 이 두께 비율(Y/X)은, 보다 바람직하게는 0.8 이상 3.5 이하이고, 더욱 바람직하게는 1 이상 3 이하이다.

상기 두께 비율(Y/X)이 0.5 미만이 되는 경우, 피막 강도가 저하하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 상기 두께 비율(Y/X)이 4를 넘으면, 내마모성이 저하하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다.

또한, 상기 두께 비율(Y/X)은, 복합 초다층막을 구성하는 각 제1 초다층막과 각 제2 초다층막 중, 각각 임의의 것의 두께 비율을 나타내는 것이고, 그 측정 부위는 특별히 한정되지 않지만 서로 인접하는 것을 측정하는 것이 바람직하다.

<A1층, A2층>

본 발명에서, 제1 초다층막을 구성하는 A1층 및 제2 초다층막을 구성하는 A2층은, 각각 TiN, TiCN, TiAlN 또는 TiAlCN 중 어느 하나에 의해 구성된다. A1층 및 A2층을 각각 이러한 화학 조성으로 구성함으로써, 후술하는 B층 및 C층이 나타내는 취성을 매우 효과적으로 저감할 수 있다. 즉, 이들 A1층과 A2층을, 각각 B층 및 C층과 교대로 적층함으로써, 전술한 바와 같이 내열성과 내마모성을 유지하면서 취성을 나타내지 않는다는 우수한 효과를 나타내는 것이 가능하게 된 것이다.

여기서, A1층과 A2층은, 각각 다른 조성이어도 좋지만, 바람직하게는 이들 양층은 동일한 조성을 갖는 것이 적합하다. 이와 같이, A1층과 A2층을 동일한 조성으로 함으로써, 제1 초다층막과 제2 초다층막의 밀착성을 특히 향상시킬 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에서 이용되는 화학식은, 각 원소의 원자비를 특별히 규정하는 것이 아니고, 각 원소의 원자비가 등비(等比)가 되는 것을 의도하는 것이 아니다. 즉, 본 발명에서 이용되는 화학식은, 종래 공지의 원자비를 전부 포함하는 것으로 한다(등비의 것이 공지인 경우는 그 등비의 것을 포함). 예컨대, TiN이라고 하는 화학식은, Ti와 N의 원자비가 1:1인 것을 나타내는 것이 아니고, 2:1, 1:1, 1:0.95, 1:0.9 등 종래 공지의 원자비를 전부 포함하는 것으로 한다(특별히 한정이 없는 한, TiN 이외의 화학식에 있어서도 동일).

또한, A1층 및 A2층의 두께는, 각각 40㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 30㎚ 이하이다. 두께를 이와 같이 제어함으로써, A1층 및 A2층에 의한 취성의 개선 작용을 양호하게 나타낼 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 0.5㎚ 미만인 경우, 이들 층을 균일하게 적층시키기 어려워지고, 또한 취성의 개선 성능을 충분히 나타내기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 40㎚를 넘으면, B층이나 C층에 의한 내열성이나 내마모성의 향상 작용이 저감되는 경우가 있다.

<B층>

본 발명에서, 제1 초다층막을 구성하는 B층은, TiSiN 또는 TiSiCN 중 어느 하나에 의해 구성된다. B층을 이러한 화학 조성으로 구성함으로써, 피막의 내열성과 내마모성을 향상할 수 있다.

여기서, B층의 두께는, 40㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 25㎚ 이하이다. 두께를 이와 같이 제어함으로써, 상기와 같은 작용을 양호하게 나타낼 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 0.5㎚ 미만인 경우, B층을 균일하게 적층시키기 어려워지고, 또한 상기와 같은 작용을 충분히 나타내는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 40㎚를 넘으면, 취성을 저감시키기 어려워지는 경우가 있다.

<C층>

본 발명에서, 제2 초다층막을 구성하는 C층은, AlCrN 또는 AlCrCN 중 어느 하나에 의해 구성된다. C층을 이러한 화학 조성으로 구성함으로써, 피막의 내열성과 내마모성을 향상할 수 있으며, 윤활성을 향상할 수 있다.

여기서, C층의 두께는, 40㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 30㎚ 이하이다. 두께를 이와 같이 제어함으로 써, 상기와 같은 작용을 양호하게 나타낼 수 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 0.5㎚ 미만인 경우, C층을 균일하게 적층시키기 어려워지고, 또한 상기와 같은 작용을 충분히 나타내기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 40㎚를 넘으면, 취성을 저감시키기 어려워지는 경우가 있다.

<A1층, A2층, B층, C층의 두께 비율>

상기 A1층, 상기 A2층, 상기 B층 및 상기 C층은, 상기한 대로 각각 40㎚ 이하의 두께를 가지고, 상기 A1층의 두께를 Xa, 상기 B층의 두께를 Xb로 하는 경우, 두께 비율(Xb/Xa)은 0.2 이상 3 이하이며, 상기 A2층의 두께를 Ya, 상기 C층의 두께를 Yc로 하는 경우, 두께 비율(Yc/Ya)은 0.2 이상 3 이하인 것이 바람직하다. 두께 비율(Xa/Xb 및 Yc/Ya)을 각각 상기 범위로 제어함으로써, 상기와 같은 우수한 특성, 즉 내열성과 내마모성을 유지하면서 취성을 나타내지 않는다고 하는 특성을 달성할 수 있는 것이 된다. 이 두께 비율(Xb/Xa 및 Yc/Ya)은, 보다 바람직하게는 0.3 이상 2.5 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.4 이상 2 이하이다.

상기 두께 비율(Xb/Xa 및 Yc/Ya)이 0.2 미만이 되는 경우, 내열성 및 내마모성이 저하하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 상기 두께 비율(Xb/Xa 및 Yc/Ya)이 3을 넘으면, 취성을 나타내는(취화하는) 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다.

또한, 상기 두께 비율(Xb/Xa)은, 각 제1 초다층막을 구성하는 각 A1층과 각 B층 중, 각각 임의의 것의 두께 비율을 나타내는 것이고, 그 측정 부위는 특별히 한정되지 않지만 서로 인접하는 2층을 측정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 두 께 비율(Yc/Ya)은, 각 제2 초다층막을 구성하는 각 A2층과 각 C층 중, 각각 임의의 것의 두께 비율을 나타내는 것이고, 그 측정 부위는 특별히 한정되지 않지만 서로 인접하는 2층을 측정하는 것이 바람직하다.

<중간층>

본 발명의 피막은, 상기 복합 초다층막 이외에 중간층을 더 포함할 수 있다. 이 중간층은, 상기 기재의 직상에 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하의 두께로 형성되고, TiN, TiCN, TiAlN, TiAlCN, TiSiN, TiSiCN, AlCrN 또는 AlCrCN 중 어느 하나에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 상기 두께는 보다 바람직하게는 0.2㎛ 이상 0.5㎛ 이하이다.

이러한 중간층을 기재 직상에 형성함(즉, 기재와 복합 초다층막 사이에 형성함)으로써, 기재와 복합 초다층막의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 상기 두께가 0.1㎛ 미만이 되면, 상기 밀착성의 향상 작용이 충분히 나타나지 않는 경우가 있고, 한편 1.0㎛를 넘으면 밀착성이 저하하는 경우가 있다.

<표면층>

본 발명의 피막은, 상기 복합 초다층막 이외에 표면층을 더 포함할 수 있다. 이 표면층은, 상기 피막의 최상층으로서 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하의 두께로 형성된다. 이러한 표면층은, 상기 제2 초다층막에 의해 구성될 수 있다. 또한, 이러한 표면층은, TiN, TiCN, TiAlN, TiAlCN, TiSiN, TiSiCN, AlCrN 또는 AlCrCN 중 어느 하나에 의해 구성될 수도 있다. 상기 두께는 보다 바람직하게는 0.3㎛ 이상 1.5㎛ 이하이다. 또한, 표면층이 제2 초다층막으로 구성되는 경우, 상기 두께는 0.6㎛ 이상 1.5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이러한 표면층을 최상층으로서 형성함(바람직하게는 복합 초다층막 상에 형성함)으로써, 피막의 윤활성을 향상시킬 수 있고, 또한 특히 제2 초다층막을 표면층으로 한 경우, SS400(압연강)이나 SCM415(합금강) 등과 같이 저경도이며 날끝에 용착이 발생하기 쉬운 피삭재에 대해서도 결손을 억제할 수 있다. 상기 두께가 0.1㎛ 미만이 되면, 상기 윤활성의 향상 작용이 충분히 나타나지 않는 경우가 있고, 한편 2.0㎛를 넘으면 피막 강도가 저하하는 경우가 있다.

또한, 본 발명의 피막은, 복합 초다층막 이외에 이러한 표면층과 상기 중간층의 양자를 포함하고 있어도 좋고, 어느 한쪽만을 포함하고 있어도 좋다.

<제조 방법>

본 발명의 피막을 기재 표면에 형성(성막)하기 위해서는, 결정성이 높은 화합물을 형성할 수 있는 성막 프로세스인 것이 바람직하다. 그래서, 여러가지 성막 방법을 검토한 결과, 본 발명의 피막은 물리 증착법에 따라 형성하는 것이 최적이다. 즉, 본 발명의 피막은 물리 증착법에 따라 형성된 것인 것이 바람직하다.

이러한 물리 증착법으로서는, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등이 알려져 있고, 이러한 종래 공지 중 어떤 물리 증착법도 채용할 수 있지만, 특히 원료 원소의 이온화율이 높은 아크 이온 플레이팅법을 채용하는 것이 특히 바람직하다. 이 아크 이온 플레이팅법을 채용하면 피막을 형성하기 전에 기재 표면에 대하여 금속 또는 가스 이온 봄바드먼트(gas ion bombardment) 처리를 행하는 것이 가능해지기 때문에, 이에 따라 피막의 밀착성을 비약적으로 높일 수 있기 때문에도 이 아크 이온 플레이팅법은 본 발명에서 바람직한 성막 프로세스이다.

이하, 이 아크 이온 플레이팅법을 채용하여 복합 초다층막을 형성하는 경우의 구체적인 방법을 도 1을 참조하면서 예시한다. 또한, 상기 중간층이나 표면층을 형성하는 경우도, 종래 공지의 조건을 채용함으로써, 이 아크 이온 플레이팅법에 따라 형성할 수 있다.

도 1은, 아크 이온 플레이팅법을 실시하는 아크 이온 플레이팅 장치(10)의 개략도(해당 장치의 상방에서 본 개략 평면도)이다. 우선, 증발원(1∼4)에 타겟재를 셋팅한다. 예컨대, 증발원(1)에는 A1층 형성용의 타겟재(즉 Ti 또는 TiAl)를 셋팅하고, 증발원(2)에는 B층 형성용의 타겟재(즉 TiSi)를 셋팅하며, 증발원(3)에는 A2층 형성용의 타겟재(즉 Ti 또는 TiAl)를 셋팅하고, 증발원(4)에는 C층 형성용의 타겟재(즉 AlCr)를 셋팅한다. 그리고, 챔버(5) 내의 기재 홀더(6)에 기재(7)를 셋팅하고, 이 기재 홀더(6)를 회전시키면서 증발원(1과 2)에 의해 제1 초다층막을 형성하며, 증발원(3과 4)에 의해 제2 초다층막을 형성하는 것이다.

즉, 증발원(1 및 2)의 타겟재를 증발, 이온화시키면서 기재 홀더(6)를 1회∼복수회 회전시킴으로써, 기재 상에 제1 초다층막을 형성하고, 계속해서 증발원(3 및 4)의 타겟재를 증발, 이온화시키면서 기재 홀더(6)를 1회∼복수회 회전시킴으로써, 제1 초다층막 상에 제2 초다층막을 형성한다. 이에 따라, 본 발명의 복합 초다층막의 최소 적층수인 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1씩 적층시킨 복합 초다층막이 형성되고, 이후 상기 조작을 반복함으로써 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 복합 초다층막을 형성할 수 있다. 또한 보다 구체적인 조건을 이하에 예시한다.

우선, 챔버(5) 내에 설치되어 있는 히터(도시하지 않음)에 의해 기재(7)를 200℃∼500℃로 가열한다. 그 후, 아르곤 가스를 도입하여 챔버(5) 내의 압력을 1 ㎩∼3㎩로 유지하면서, 기재에 바이어스 전압(-300V∼-600V)을 인가함으로써, 아르곤 이온에 의한 기재 표면의 클리닝 처리를 30분∼60분간 행한다.

계속해서, 챔버(5) 내의 아르곤 가스를 배출한 후, 반응 가스로서 질소 가스 또는 이것과 메탄 등의 탄소원 가스의 혼합 가스를 도입하고, 챔버(5) 내의 압력을 2Pa∼5Pa로 유지하면서, 기재(7)를 셋팅한 기재 홀더(6)를 회전시키면서 기재에 바이어스 전압(-20V∼-100V)을 인가한 상태로, 증발원(1)에 셋팅한 타겟재와 증발원(2)에 셋팅한 타겟재를 아크 방전(아크 전류 100A∼150A)에 의해 증발, 이온화시킴으로써 기재 상에 제1 초다층막을 형성한다.

계속해서, 기재 홀더(6)의 회전, 챔버(5) 내의 압력 및 기재의 바이어스 전압을 유지한 채로, 증발원(3)에 셋팅한 타겟재와 증발원(4)에 셋팅한 타겟재를 상기와 같은 조건으로 증발, 이온화시킴으로써 제1 초다층막 상에 제2 초다층막을 형성한다.

그 후, 이상의 제1 초다층막의 형성 조작과 제2 초다층막의 형성 조작을 교대로 복수회 반복함으로써, 복합 초다층막을 형성할 수 있다. 또한, 반응 가스의 종류, 성막 시간, 타겟재의 이온화 속도, 기재 홀더의 회전 속도 등을 제어함으로써, 각 층의 조성, 두께, 적층수를 임의로 설정할 수 있다.

<실시예>

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

<피막의 형성>

도 1에 나타내는 것과 같은 아크 이온 플레이팅 장치(10)를 이용하여, 아크 이온 플레이팅법에 따라 표 1에 기재한 실시예 1의 피막을 형성하는 경우를 예시한다. 또한, 기재는, 후술하는 3종의 절삭 시험마다 다른 기재가 이용되기 때문에, 이들 3종의 기재 각각에 대하여 동일 조건으로 피막을 형성하였다.

우선, 증발원(1)에는 A1층 형성용의 타겟재로서 Ti를 셋팅하고, 증발원(2)에는 B층 형성용의 타겟재로서 TiSi 합금(원자비 Ti:Si=80:20)을 셋팅하며, 증발원(3)에는 A2층 형성용의 타겟재로서 Ti를 셋팅하고, 증발원(4)에는 C층 형성용의 타겟재로서 AlCr 합금(원자비 Al:Cr=70:30)을 셋팅하였다.

그리고, 챔버(5) 내에 설치되어 있는 히터에 의해, 기재 홀더(6)에 셋팅한 기재(7)를 500℃로 가열하였다. 그 후, 아르곤 가스를 도입하여 챔버(5) 내의 압력을 3.0Pa로 유지하면서, 기재에 바이어스 전압(-300V)을 인가함으로써, 아르곤 이온에 의한 기재 표면의 클리닝 처리를 30분간 행하였다.

계속해서, 챔버(5) 내의 아르곤 가스를 배출한 후, 질소 가스를 도입하고, 챔버(5) 내의 압력을 5.0Pa로 유지하면서, 상기 기재 홀더(6)를 회전시키면서 기재에 바이어스 전압(-50V)을 인가한 상태로, 증발원(1)에 셋팅한 타겟재와 증발원(2)에 셋팅한 타겟재를 아크 방전(아크 전류는 각각 150A, 100A)에 의해 증발, 이온화시킴으로써 기재 상에 두께 0.3㎛의 제1 초다층막을 형성하였다. 이 경우, A1층의 두께를 100㎚, B층의 두께를 50㎚로 제어하고 있기 때문에, 각각 2층씩 이 순서로 교대로 적층되어 제1 초다층막이 형성되게 된다[두께 비율(Xb/Xa)은 0.5]. 또한, A1층을 구성하는 TiN의 원자비는 Ti:N=1:1이고, B층을 구성하는 TiSiN의 원자비는 Ti:Si:N=4:1:5이다.

이어서, 기재 홀더(6)의 회전, 챔버(5) 내의 압력 및 기재의 바이어스 전압을 유지한 채로(단, 반응 가스로서 질소 가스 및 메탄 가스를 사용), 증발원(3)에 셋팅한 타겟재와 증발원(4)에 셋팅한 타겟재를 아크 방전(아크 전류는 모두 100 A)에 의해 증발, 이온화시킴으로써 상기에서 형성한 제1 초다층막 상에 두께 1.5㎛의 제2 초다층막을 형성하였다. 이 경우, A2층의 두께를 50㎚, C층의 두께를 25㎚로 제어하고 있기 때문에, 각각 20층씩 이 순서로 교대로 적층되어 제2 초다층막이 형성되게 된다[두께 비율(Yc/Ya)은 0.5]. 또한, A2층을 구성하는 TiCN의 원자비는 Ti:C:N=2:1:1이고, C층을 구성하는 AlCrCN의 원자비는 Ar:Cr:C:N=7:3:5:5이다.

그 후, 이상의 제1 초다층막의 형성 조작과 제2 초다층막의 형성 조작을 교대로 4회 반복함으로써, 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 5막씩 교대로 적층시켜 이루어지는 두께 9㎛의 복합 초다층막을 형성하였다.

이상의 조작과 마찬가지의 조작을 실시함으로써, 표 1에 기재한 실시예 1∼18의 피막을 형성하였다. 즉, 이들 피막은 상기에서 설명한 바와 같이, 반응 가스의 종류, 성막 시간, 타겟재의 이온화 속도, 기재 홀더의 회전 속도 등을 제어함으로써, 각 층의 조성(원자비는 한정되지 않고 종래 공지의 임의의 원자비를 채용할 수 있음), 두께, 적층수를 제어한 것이다.

예컨대, 실시예 5의 피막은, 증발원(1)에는 A1층 형성용의 타겟재로서 Ti를 셋팅하고, 증발원(2)에는 B층 형성용의 타겟재로서 TiSi 합금을 셋팅하며, 증발원(3)에는 A2층 형성용의 타겟재로서 TiAl 합금을 셋팅하고, 증발원(4)에는 C층 형성용의 타겟재로서 AlCr 합금을 셋팅하며, 제1 초다층막 형성용의 반응 가스로서는 질소 가스와 메탄 가스의 혼합 가스를 사용하고, 제2 초다층막 형성용의 반응 가스로서는 질소 가스를 사용함으로써, 실시예 1의 피막과 마찬가지로 하여 형성할 수 있다.

또한, 실시예 8, 11, 17, 18의 피막과 같이 중간층이나 표면층을 형성하는 것에 대해서도, 이들 복합 초다층막 이외의 층은, 각 대응하는 조성의 초다층막 형성용의 타겟재를 그대로 이용하여 형성할 수 있다.

또한, 비교용으로서, 표 2에 기재한 비교예 1∼7의 피막도 상기와 마찬가지의 조건을 채용함으로써 형성하였다. 즉, 비교예 1∼3은, 실시예 1, 13, 16에 각각 대응하는 비교예로서, A1층, A2층, B층 및 C층의 조성 또는 조합이 각각의 실시예와 다르고, 비교예 4는 실시예 14에 대한 비교예로서, 제1 초다층막을 B층만으로 구성하고 제2 초다층막을 C층만으로 구성한 것이고, 비교예 5는 실시예 15에 대한 비교예로서, 피막으로서 B층과 C층을 교대로 적층시킨 단순 초다층막만을 포함하며, 비교예 6은 실시예 8에 대한 비교예로서, 피막으로서 제1 초다층막만을 포함하고, 비교예 7은 실시예 17에 대한 비교예로서, 피막으로서 제2 초다층막만을 포함하는 것이다.

표 1 및 표 2 중, 적층 횟수란 제1 초다층막과 제2 초다층막의 각각의 적층수를 표시하고 있고, 전체 두께란 피막 전체의 총두께를 표시하고 있다. 또한, 공란은 해당하는 것이 형성되어 있지 않은 것을 표시하고 있다. 따라서, 중간층 및 표면층이 형성되어 있지 않은 것은, 기재 상에 피막으로서 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 교대로 적층시켜 이루어지는 복합 초다층막만이 형성되어 있는 것을 나타내고, 중간층이 형성되어 있는 것은 기재와 복합 초다층막 사이에 형성되며, 표면층은 복합 초다층막 상에 형성되는 것이다.

그리고, 이들 실시예 1∼18 및 비교예 1∼7의 각 피막에 대해서, 다음 3종의 절삭 시험을 행하였다. 그 시험 결과를 표 3에 나타낸다.

<엔드밀 절삭 시험>

기재로서는 초경 합금 제조 스퀘어 엔드밀[직경(외부 직경) 8㎜, 4장 날]을 사용하였다. 피삭재는 SKD11(HRC53)로 하고, 그 측면 절삭을 다운 컷트로 절삭 속도=120m/min, 공급량=0.03㎜/tooth, 절삭 깊이 Ad=8㎜, Rd=0.4㎜, 에어 블로우로 행하였다.

절삭 성능의 평가(시험 결과)는, 날 외주의 마모 폭이 0.1㎜를 넘은 시점에서의 절삭 거리(m)로서 나타내고 있다. 그 거리가 길수록 절삭 성능이 우수한 것(공구의 수명이 장수명화되는 것, 즉 내열성 및 내마모성이 우수하고 또한 취성이 저감되어 있는 것)을 나타내고, 그 거리가 짧거나, 절삭 개시의 초기에 결손하거나 하는 것("초기 결손"이라고 표기)은 절삭 성능이 뒤떨어지는 것을 나타낸다.

<드릴 절삭 시험>

기재로서는 초경합금 제조 드릴[직경(외부 직경)10 ㎜]을 사용하였다. 피삭재는 S50C(HB220)로 하고, 그 습식 구멍 가공(구멍 깊이 30 ㎜의 관통 구멍)을 절삭 속도=80m/min, 공급량=0.2㎜/rev로 행하였다.

절삭 성능의 평가(시험 결과)는, 날 선단 외주부의 마모 폭이 0.2㎜를 넘은 시점에서의 절삭 거리(단위 m, 가공 구멍수×30㎜)로서 나타내고 있다. 그 거리가 길수록 절삭 성능이 우수한 것(공구의 수명이 장수명화되는 것, 즉 내열성 및 내마모성이 우수하고 또한 취성이 저감되어 있는 것)을 나타내고, 그 거리가 짧거나, 절삭 개시의 초기에 결손하거나 하는 것("초기결손"이라고 표기)은 절삭 성능이 뒤떨어지는 것을 나타낸다.

<프레이즈 팁 절삭 시험>

기재로서는 JIS 규격 P30 상당 초경 합금 제조 프레이즈용 스로우 어웨이 팁(throw away tip)(형상: SPG432)을 사용하였다. 피삭재는 SCM435로 하고, 절삭 속도=250m/min, 공급량=0.25㎜/tooth, 절삭 깊이=2㎜, 절삭유 없이(건식 가공) 행하였다.

절삭 성능의 평가(결과)는, 플랭크면의 마모 폭이 0.2㎜를 넘은 시점에서의 절삭 거리(m)로서 나타내고 있다. 그 거리가 길수록 절삭 성능이 우수한 것(공구의 수명이 장수명화되는 것, 즉 내열성 및 내마모성이 우수하고 또한 취성이 저감되어 있는 것)을 나타내고, 그 거리가 짧거나, 절삭 개시의 초기에 결손하거나 하는 것("초기 결손"이라고 표기)은 절삭 성능이 뒤떨어지는 것을 나타낸다.

<실시예 17, 실시예 18 및 비교예 7에 대한 추가 드릴 절삭 시험>

기재로서는, 상기와 같은 초경합금 제조 드릴[직경(외부 직경)10㎜]을 사용하고, 피막으로서는 실시예 17, 18 및 비교예 7을 이용하였다. 피삭재는 SCM415(HB=235)로 하고, 그 습식 구멍 가공(구멍 깊이 40㎜의 관통 구멍)을 절삭 속도=80m/min, 공급량=0.25㎜/rev로 행하였다.

그 결과, 비교예 7은 절삭 길이 10 m에서 파손되었다. 이에 대하여, 실시예 17은 절삭 길이 55m까지 파손되지 않고 절삭 가공할 수 있었다. 또한, 실시예 18에서는, 절삭 길이 100m까지 파손되지 않고 절삭 가공할 수 있었다.

파손된 비교예 7에서는, 날끝 외주 엣지 부분에 피삭재가 용착하고 있어, 이것이 파손의 원인이라고 생각된다. 이에 대하여, 실시예 18은, 표면층으로서 제2 초다층막을 형성하고 있기 때문에 100m 절삭 후에도 날끝에서의 피삭재의 용착은 거의 발생하고 있지 않으며, 피막의 윤활성의 관점에서 우위인 것을 확인할 수 있었다.

이상, 표 3 및 상기 추가 드릴 절삭 시험의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 표면 피복 절삭 공구(즉 피막)는, 비교예의 표면 피복 절삭 공구(즉 피막)와 비교하여 공구 수명이 현저히 장수명화되어 있는 것, 즉 내열성 및 내마모성이 우수하고 또한 취성이 저감되어 있는 것이 분명하다.

즉, 표면 피복 절삭 공구에서, 기재 상에 형성되는 피막으로서, 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 복합 초다층막을 포함하고, 상기 제1 초다층막은 A1층과 B층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되며, 상기 제2 초다층막은 A2층과 C층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되고, 상기 A1층과 상기 A2층은, 각각 TiN, TiCN, TiAlN 또는 TiAlCN 중 어느 하나에 의해 구성되며, 상기 B층은 TiSiN 또는 TiSiCN에 의해 구성되고, 상기 C층은 AlCrN 또는 AlCrCN에 의해 구성됨으로써, 매우 우수한 절삭 성능을 나타내는 것이 확인되었다. 또한, 상기 피막의 표면층을 제2 초다층막으로 구성하면, 날끝에의 피삭재의 용착을 방지할 수 있고, 피막의 윤활성의 관점에서 우위인 것도 확인할 수 있었다.

이상과 같이 본 발명의 실시의 형태 및 실시예에 대해서 설명을 행하였지만, 전술한 각 실시의 형태 및 실시예의 구성을 적절하게 조합하는 것도 당초부터 예정하고 있다.

금번 개시된 실시의 형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타내며, 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims

기재(基材)와, 이 기재 상에 형성된 피막을 구비하는 표면 피복 절삭 공구로서,

상기 피막은, 제1 초다층막과 제2 초다층막을 각각 1회 이상 교대로 적층시켜 이루어지는 복합 초다층막을 포함하고,

상기 제1 초다층막은 A1층과 B층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되며,

상기 제2 초다층막은 A2층과 C층을 각각 1층 이상 교대로 적층함으로써 구성되고,

상기 A1층과 상기 A2층은, 각각 TiN, TiCN, TiAlN 또는 TiAlCN 중 어느 하나에 의해 구성되며,

상기 B층은 TiSiN 또는 TiSiCN에 의해 구성되고,

상기 C층은 AlCrN 또는 AlCrCN에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 A1층과 상기 A2층은 동일한 조성인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 제1 초다층막과 상기 제2 초다층막은, 각각 0.1㎛ 이 상 0.5㎛ 이하의 두께를 가지고, 상기 제1 초다층막의 두께를 X, 상기 제2 초다층막의 두께를 Y로 하는 경우, 두께 비율(Y/X)은 0.5 이상 4 이하가 되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 A1층, 상기 A2층, 상기 B층 및 상기 C층은, 각각 40㎚ 이하의 두께를 가지고, 상기 A1층의 두께를 Xa, 상기 B층의 두께를 Xb로 하는 경우, 두께 비율(Xb/Xa)은 0.2 이상 3 이하이며, 상기 A2층의 두께를 Ya, 상기 C층의 두께를 Yc로 하는 경우, 두께 비율(Yc/Ya)은 0.2 이상 3 이하인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 복합 초다층막은 1.0㎛ 이상 8.0㎛ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 피막은 중간층을 더 포함하고,

상기 중간층은, 상기 기재의 직상에 0.1㎛ 이상 1.0㎛ 이하의 두께로 형성되며, TiN, TiCN, TiAlN, TiAlCN, TiSiN, TiSiCN, AlCrN 또는 AlCrCN 중 어느 하나에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 피막은 표면층을 더 포함하고,

상기 표면층은, 상기 피막의 최상층으로서 0.1㎛ 이상 2.0㎛ 이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제7항에 있어서, 상기 표면층은 상기 제2 초다층막에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제7항에 있어서, 상기 표면층은, TiN, TiCN, TiAlN, TiAlCN, TiSiN, TiSiCN, AlCrN 또는 AlCrCN 중 어느 하나에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 피막은 물리 증착법에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.
제1항에 있어서, 상기 기재는, 초경 합금, 서멧, 고속도강, 세라믹스, 입방정형 질화붕소 소결체 또는 다이아몬드 소결체 중 어느 하나에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 공구.