(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、優れた耐摩耗性及び耐欠損性を有することによって、工具寿命を延長することができる被覆切削工具を提供する。【解決手段】基材１と、基材の表面に形成された被覆層５とを備える被覆切削工具であって、被覆層は、基材側から被覆層の表面側に向かって順に積層された下部層２、中間層３及び上部層４を含み、下部層が、Ｔｉ化合物層を１層又は２層以上含有し、中間層が、α型Ａｌ2Ｏ3を含有し、上部層が、ＴｉＣＮを含有し、下部層の平均厚さが４．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、中間層の平均厚さが３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、上部層の平均厚さが１．５μｍ以上６．５μｍ以下であり、上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が２０％以上６０％以下であり、上部層の（１１１）面の粒子の割合が、３０面積％以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材の表面に形成された被覆層とを備える被覆切削工具であって、
前記被覆層は、前記基材側から前記被覆層の表面側に向かって順に積層された下部層、中間層及び上部層を含み、
前記下部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含有し、
前記中間層が、α型Ａｌ2Ｏ3を含有し、
前記上部層が、ＴｉＣＮを含有し、
前記下部層の平均厚さが４．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、
前記中間層の平均厚さが３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、
前記上部層の平均厚さが１．５μｍ以上６．５μｍ以下であり、
前記上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が２０％以上６０％以下であり、
前記上部層の（１１１）面の粒子の割合が、３０面積％以上
である、被覆切削工具。
【請求項２】
前記上部層の（１１１）面の粒子の割合が、５５面積％以下である、請求項１に記載の被覆切削工具。
【請求項３】
前記上部層の塩素（Ｃｌ）の含有量が、０．１原子％以下である、請求項１又は２に記載の被覆切削工具。
【請求項４】
前記被覆層の平均厚さが、１０．０μｍ以上２５．０μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆切削工具。
【請求項５】
前記Ｔｉ化合物層は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＯＮ及びＴｉＢ2からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆切削工具。
【請求項６】
前記基材は、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体のいずれかである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の被覆切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超硬合金からなる基材の表面に化学蒸着法により３〜２０μｍの総膜厚で被覆層を蒸着形成してなる被覆切削工具が、鋼や鋳鉄等の切削加工に用いられていることは、よく知られている。上記の被覆層としては、例えば、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物及び炭窒酸化物並びに酸化アルミニウムからなる群より選ばれる１種の単層又は２種以上の複層からなる被覆層が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、超硬合金、サーメット、セラミック、鋼又は立方晶窒化ホウ素の基材、及び総コーティング膜厚が５から２５μｍであり、化学蒸着法（ＣＶＤ）又は中温化学蒸着法（ＭＴ−ＣＶＤ）により蒸着された少なくとも２つの耐火コーティング層を含む多層耐摩耗性コーティングからなり、少なくとも２つの耐火コーティング層が、互いの上に蒸着された第１のコーティング層及び第２のコーティング層を含むコーティング切削工具であって、第１のコーティング層が、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムＴｉ1-uＡｌuＣvＮw（０．２≦ｕ≦１．０、０≦ｖ≦０．２５及び０．７≦ｗ≦１．１５）からなり、６００℃から９００℃の範囲の反応温度でＣＶＤによって蒸着され、第２のコーティング層が、炭窒化チタンＴｉxＣyＮ1-y（０．８５≦ｘ≦１．１及び０．４≦ｙ≦０．８５）からなり、６００℃から９００℃の範囲の反応温度でＭＴ−ＣＶＤによって第１のコーティング層の上に蒸着され、第２のＴｉxＣyＮ1-yコーティング層が、柱状の粒形態を有し、ＴｉxＣyＮ1-yコーティング層の全体の繊維集合組織が、集合組織係数ＴＣ（１１１）＞２によって特徴づけられたコーティング切削工具が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５３００１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の切削加工では、高送り化及び深切り込み化がより顕著となり、従来よりも工具の耐摩耗性及び耐欠損性を向上させることが求められている。特に、鋼の高送り及び深切り込みとなる条件での加工は、被覆切削工具に大きな負荷が作用するような切削加工が増えている。上述のような過酷な切削条件下において、従来の工具では被覆層の粒子の脱落を起因としたクレータ摩耗及び欠損が生じる。これが引き金となって、工具寿命を長くできないという問題がある。特許文献１に記載の被覆切削工具では、α型Ａｌ2Ｏ3層を有していないため、クレータ摩耗が進行しやすい加工において、耐摩耗性が十分ではない。また、６００℃から９００℃の範囲の反応温度で、ＭＴ−ＣＶＤによってＴｉＣＮ層を形成しているため、粒界エネルギーが比較的高い結晶粒の粒界（以下、「結晶粒界」という。）の割合が多いと推定され、耐クレータ摩耗性が不十分であると考えられる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐摩耗性及び耐欠損性を有することによって、工具寿命を延長することができる被覆切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上述の観点から、被覆切削工具の工具寿命の延長について研究を重ねたところ、被覆層として、Ｔｉ化合物層を含有する下部層、α型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層及びＴｉＣＮを含有する上部層をこの順で積層し、上部層において（１１１）面の粒子の割合を制御し、且つ、粒界エネルギーが比較的低い結晶粒界の割合が特定の範囲のＴｉＣＮ層を含有する上部層を特定の厚さとなるような構成にすると、切削温度が上昇するまでの摩耗を抑制すると共に、α型Ａｌ2Ｏ3層の粒子の脱落を抑制することができるので、耐摩耗性及び耐欠損性を向上させることが可能となり、その結果、被覆切削工具の工具寿命を延長できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
［１］
基材と、該基材の表面に形成された被覆層とを備える被覆切削工具であって、
前記被覆層は、前記基材側から前記被覆層の表面側に向かって順に積層された下部層、中間層及び上部層を含み、
前記下部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含有し、
前記中間層が、α型Ａｌ2Ｏ3を含有し、
前記上部層が、ＴｉＣＮを含有し、
前記下部層の平均厚さが４．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、
前記中間層の平均厚さが３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、
前記上部層の平均厚さが１．５μｍ以上６．５μｍ以下であり、
前記上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が２０％以上６０％以下であり、
前記上部層の（１１１）面の粒子の割合が、３０面積％以上
である、被覆切削工具。
［２］
前記上部層の（１１１）面の粒子の割合が、５５面積％以下である、［１］に記載の被覆切削工具。
［３］
前記上部層の塩素（Ｃｌ）の含有量が、０．１原子％以下である、［１］又は［２］に記載の被覆切削工具。
［４］
前記被覆層の平均厚さが、１０．０μｍ以上２５．０μｍ以下である、［１］〜［３］のいずれかに記載の被覆切削工具。
［５］
前記Ｔｉ化合物層は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＯＮ及びＴｉＢ2からなる群より選ばれる少なくとも１種である、［１］〜［４］のいずれかに記載の被覆切削工具。
［６］
前記基材は、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体のいずれかである、［１］〜［５］のいずれかに記載の被覆切削工具。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、優れた耐摩耗性及び耐欠損性を有することによって、工具寿命を延長することができる被覆切削工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の被覆切削工具の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明は下記本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１２】
本実施形態の被覆切削工具は、基材と、該基材の表面に形成された被覆層とを備える被覆切削工具であって、記被覆層は、基材側から被覆層の表面側に向かって順に積層された下部層、中間層及び上部層を含み、下部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含有し、中間層が、α型Ａｌ2Ｏ3を含有し、上部層が、ＴｉＣＮを含有し、下部層の平均厚さが４．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、中間層の平均厚さが３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であり、上部層の平均厚さが１．５μｍ以上６．５μｍ以下であり、上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が２０％以上６０％以下であり、上部層の（１１１）面の粒子の割合が、３０面積％以上である。
【００１３】
本実施形態の被覆切削工具は、上記の構成を備えることにより、耐摩耗性及び耐欠損性を向上させることができ、その結果、工具寿命を延長することができる。本実施形態の被覆切削工具の耐摩耗性及び耐欠損性が向上する要因は、以下のように考えられる。ただし、本発明は、以下の要因により何ら限定されない。すなわち、まず、本実施形態の被覆切削工具は、被覆層の下部層として、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層以上含有する。本実施形態の被覆切削工具は、基材とα型酸化アルミニウム（α型Ａｌ2Ｏ3）を含有する中間層との間に、このような下部層を備えると、耐摩耗性及び密着性が向上する。また、本実施形態の被覆切削工具は、下部層の平均厚さが４．０μｍ以上であることにより、耐摩耗性が向上し、一方、下部層の平均厚さが１０．０μｍ以下であることにより、被覆層の剥離が抑制されることに主に起因して耐欠損性が向上する。また、本実施形態の被覆切削工具は、α型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層の平均厚さが、３．０μｍ以上であると、すくい面における耐クレータ摩耗性が一層向上し、一方、α型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層の平均厚さが、１０．０μｍ以下であると被覆層の剥離がより抑制され、耐欠損性が一層向上する傾向にある。また、本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層がα型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層よりも外層に有することにより、α型Ａｌ2Ｏ3層よりも先に上部層のＴｉＣＮ層が被削材と接触することになる。これにより、本実施形態の被覆切削工具は、特に切削温度が上昇するまでのＡｌ2Ｏ3層のクレータ摩耗を抑制できる。このメカニズムは明らかではないが、低温における硬度が、ＴｉＣＮ層の方がα型Ａｌ2Ｏ3層よりも高いためであると推定している。また、本実施形態の被覆切削工具は、上部層がＴｉＣＮを含有することにより、硬さが高くなるため、耐摩耗性が向上する。また、本実施形態の被覆切削工具において、ＴｉＣＮを含有する上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が２０％以上であると、粒界エネルギーが比較的低い結晶粒界の割合が多いことを示す。本実施形態の被覆切削工具において、粒界エネルギーが低いと、機械特性が向上するので、耐クレータ摩耗性が向上する。また、本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が６０％以下であると、結晶粒の粗粒化を抑制できるので、耐チッピング性が向上する。また、本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層の（１１１）面の粒子の割合が、３０面積％以上であると、硬度が高くなるので、耐クレータ摩耗性に優れる。また、本実施形態の被覆切削工具は、上部層の平均厚さが１．５μｍ以上であると、上部層を有することによる効果を得ることができ、一方、上部層の平均厚さが６．５μｍ以下であると、被覆層の剥離が抑制されることに主に起因して耐欠損性が向上する。そして、これらの構成が組み合わされることにより、本実施形態の被覆切削工具は、耐摩耗性及び耐欠損性が向上し、その結果、工具寿命を延長することができるものと考えられる。
【００１４】
図１は、本実施形態の被覆切削工具の一例を示す断面模式図である。被覆切削工具６は、基材１と、基材１の表面に被覆層５が形成されており、被覆層５には、下部層２、中間層３、及び上部層４がこの順序で上方向に積層されている。
【００１５】
本実施形態の被覆切削工具は、基材とその基材の表面に形成された被覆層とを備える。被覆切削工具の種類として、具体的には、フライス加工用若しくは旋削加工用刃先交換型切削インサート、ドリル及びエンドミルを挙げることができる。
【００１６】
本実施形態に用いる基材は、被覆切削工具の基材として用いられ得るものであれば、特に限定されない。そのような基材として、例えば、超硬合金、サーメット、セラミックス、立方晶窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体及び高速度鋼を挙げることができる。それらの中でも、基材が、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体のいずれかであると、耐摩耗性及び耐欠損性に更に優れるので好ましく、同様の観点から、基材が超硬合金であるとより好ましい。
【００１７】
なお、基材は、その表面が改質されたものであってもよい。例えば、基材が超硬合金からなるものである場合、その表面に脱β層が形成されてもよい。また、基材がサーメットからなるものである場合、その表面に硬化層が形成されてもよい。これらのように基材の表面が改質されていても、本発明の作用効果は奏される。
【００１８】
本実施形態に用いる被覆層は、その平均厚さが、１０．０μｍ以上２５．０μｍ以下であることが好ましい。本実施形態の被覆切削工具は、被覆層の平均厚さが１０．０μｍ以上であると、耐摩耗性が向上し、被覆層の平均厚さが２５．０μｍ以下であると、被覆層の剥離が抑制されることに主に起因して耐欠損性が向上する。なお、本実施形態の被覆切削工具における各層及び被覆層全体の平均厚さは、各層又は被覆層全体における３箇所以上の断面から、各層の厚さ又は被覆層全体の厚さを測定して、その相加平均値を計算することで求めることができる。
【００１９】
［下部層］
本実施形態に用いる下部層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含有する。本実施形態の被覆切削工具は、基材とα型酸化アルミニウム（α型Ａｌ2Ｏ3）を含有する中間層との間に、このような下部層を備えると、耐摩耗性及び密着性が向上する。
【００２０】
Ｔｉ化合物層としては、例えば、ＴｉＣからなるＴｉＣ層、ＴｉＮからなるＴｉＮ層、ＴｉＣＮからなるＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯからなるＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯからなるＴｉＣＮＯ層、ＴｉＯＮからなるＴｉＯＮ層、及びＴｉＢ2からなるＴｉＢ2層が挙げられる。
【００２１】
下部層は、１層で構成されていてもよく、複層（例えば、２層又は３層）で構成されてもよいが、複層で構成されていることが好ましく、２層又は３層で構成されていることがより好ましく、３層で構成されていることが更に好ましい。下部層は、耐摩耗性及び密着性がより一層向上する観点から、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層、ＴｉＯＮ層、及びＴｉＢ2層からなる群より選ばれる少なくとも1種の層を含むことが好ましい。また、本実施形態の被覆切削工具は、下部層の少なくとも１層がＴｉＣＮ層であると、耐摩耗性が一層向上する傾向にある。また、本実施形態の被覆切削工具は、下部層の少なくとも１層がＴｉＮ層であり、該ＴｉＮ層を基材の表面に形成すると、密着性が一層向上する傾向にある。また、本実施形態の被覆切削工具は、下部層の少なくとも１層がＴｉＣＮＯ層であり、該ＴｉＣＮＯ層がα型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層と接するように形成すると、密着性が一層向上する傾向にある。下部層が３層で構成されている場合には、基材の表面に、ＴｉＣ層又はＴｉＮ層を第１層として形成し、第１層の表面に、ＴｉＣＮ層を第２層として形成し、第２層の表面に、ＴｉＣＮＯ層又はＴｉＣＯ層を第３層として形成してもよい。それらの中では、下部層が基材の表面にＴｉＮ層を第１層として形成し、第１層の表面に、ＴｉＣＮ層を第２層として形成し、第２層の表面に、ＴｉＣＮＯ層を第３層として形成してもよい。
【００２２】
本実施形態に用いる下部層の平均厚さは、４．０μｍ以上１０．０μｍ以下である。本実施形態の被覆切削工具は、下部層の平均厚さが４．０μｍ以上であることにより、耐摩耗性が向上する。一方、本実施形態の被覆切削工具は、下部層の平均厚さが１０．０μｍ以下であることにより、被覆層の剥離が抑制されることに主に起因して耐欠損性が向上する。
【００２３】
ＴｉＣ層又はＴｉＮ層の平均厚さは、耐摩耗性及び耐欠損性を一層向上する観点から、０．０５μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。同様の観点から、ＴｉＣ層又はＴｉＮ層の平均厚さは、０．１０μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましく、０．１５μｍ以上０．３μｍ以下であることが更に好ましい。
【００２４】
ＴｉＣＮ層の平均厚さは、耐摩耗性及び耐欠損性を一層向上する観点から、３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましい。同様の観点から、ＴｉＣＮ層の平均厚さは、３．５μｍ以上９．５μｍ以下であることがより好ましく、４．０μｍ以上９．０μｍ以下であることが更に好ましい。
【００２５】
ＴｉＣＮＯ層又はＴｉＣＯ層の平均厚さは、耐摩耗性及び耐欠損性を一層向上する観点から、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。同様の観点から、ＴｉＣＮＯ層又はＴｉＣＯ層の平均厚さは、０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。
【００２６】
Ｔｉ化合物層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなる層であるが、下部層による作用効果を奏する限りにおいて、上記元素以外の成分を微量含んでもよい。
【００２７】
［中間層］
本実施形態に用いる中間層は、α型Ａｌ2Ｏ3を含有する。
【００２８】
本実施形態に用いる中間層の平均厚さは、３．０μｍ以上１０．０μｍ以下である。α型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層の平均厚さが、３．０μｍ以上であると、被覆切削工具のすくい面における耐クレータ摩耗性が一層向上する傾向にあり、α型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層の平均厚さが、１０．０μｍ以下であると被覆層の剥離がより抑制され、被覆切削工具の耐欠損性が一層向上する傾向にある。
【００２９】
中間層は、α型酸化アルミニウム（α型Ａｌ2Ｏ3）を含有していればよく、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、α型酸化アルミニウム（α型Ａｌ2Ｏ3）以外の成分を含んでもよく、含まなくてもよい。
【００３０】
［上部層］
本実施形態に用いる上部層は、ＴｉＣＮを含有する。本実施形態の被覆切削工具は、上部層がＴｉＣＮを含有することにより、硬さが高くなるため、耐摩耗性が向上する。また、本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層を、α型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層よりも外層に有する。本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層を、α型Ａｌ2Ｏ3を含有する中間層よりも外層に有することにより、α型Ａｌ2Ｏ3層よりも先に上部層のＴｉＣＮ層が被削材と接触することになる。これにより、本実施形態の被覆切削工具は、特に切削温度が上昇するまでのα型Ａｌ2Ｏ3層のクレータ摩耗を抑制できる。
【００３１】
また、本実施形態の被覆切削工具は、上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が２０％以上６０％以下である。ＴｉＣＮを含有する上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が２０％以上であると、粒界エネルギーが比較的低い結晶粒界の割合が多くなる。本実施形態の被覆切削工具において、粒界エネルギーが比較的低い結晶粒界の割合が多いと、機械特性が向上するので、耐クレータ摩耗性が向上する。また、本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合が６０％以下であると、結晶粒の粗粒化を抑制できるので、耐チッピング性が向上する。同様の観点から、上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合は、５５％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましい。なお、ここで、上部層の特定の領域とは、後述の電子線後方散乱回折（以下、「ＥＢＳＤ」とも表記する。）を備えた走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」とも表記する。）によって観察する上部層の領域である。
【００３２】
本実施形態におけるＴｉＣＮを含有する上部層は、粒界エネルギーが比較的高い結晶粒界と粒界エネルギーが比較的低い結晶粒界とを有する。通常、結晶粒界は原子の並びが不規則に乱れておりランダムに配列されるため、隙間が多く、比較的高い粒界エネルギーを有する。一方、結晶粒界の中には、原子の並びが規則的であり隙間の少ない粒界もあり、そのような結晶粒界は比較的低い粒界エネルギーを有する。このような比較的低い粒界エネルギーを有する結晶粒界の代表例として対応格子（Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  Ｓｉｔｅ  Ｌａｔｔｉｃｅ）結晶粒界が挙げられる（以下、「ＣＳＬ結晶粒界」と表記する。）。結晶粒界は、緻密化、クリープ及び拡散のような重要な焼結プロセスに対して、電気的、光学的、及び機械的特性に対してと同様に有意義な影響を及ぼす。結晶粒界の重要性は、いくつか因子、例えば、物質中の結晶粒界密度、界面の化学組成、及び結晶学的組織、すなわち結晶粒界面方位及び結晶粒方位差に依存する。ＣＳＬ結晶粒界は、特別な役割を果たしている。ＣＳＬ結晶粒界の分布の程度を示す指標として、Σ値が知られており、それは結晶粒界において接する２つの結晶粒の結晶格子点密度と、両方の結晶格子を重ね合わせた際に一致する格子点の密度との比率として定義される。単純な構造の場合、低いΣ値を有する粒界は、低界面エネルギー及び特殊な特性を有する傾向にあることが一般的に認められる。したがって、ＣＳＬ結晶粒界の割合及び結晶粒方位差の分布を制御することは、上部層の特性及びその向上にとって重要であると考えられる。
【００３３】
近年、ＥＢＳＤとして知られるＳＥＭをベースとした技術が、物質中の結晶粒界の研究に用いられている。ＥＢＳＤは、後方散乱電子によって発生する菊池回折パターンの自動分析に基づいている。
【００３４】
対象とする物質の各結晶粒について、結晶学的方位は、対応する回折パターンのインデックスを作成した後に決定される。ＥＢＳＤを市販のソフトウェアと共に用いることにより、組織分析及び粒界性格分布（Ｇｒａｉｎ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ：ＧＢＣＤ）の決定が比較的容易に行われる。界面をＥＢＳＤにより測定及び解析することにより、界面の大きなサンプル集団での結晶粒界の方位差を明らかにすることができる。通常、方位差の分布は、物質の処理及び／又は物性に関連する。結晶粒界の方位差は、オイラー角、角／軸の対（ａｎｇｌｅ／ａｘｉｓ  ｐａｉｒ）、又はロドリゲスベクトルなどの通常の方位パラメータから得られる。
【００３５】
ＴｉＣＮを含有する上部層のＣＳＬ結晶粒界は、通常、Σ３粒界の他、Σ５粒界、Σ７粒界、Σ９粒界、Σ１１粒界、Σ１３粒界、Σ１５粒界、Σ１７粒界、Σ１９粒界、Σ２１粒界、Σ２３粒界、Σ２５粒界、Σ２７粒界、及びΣ２９粒界からなる。Σ３粒界は、ＴｉＣＮを含有する上部層のＣＳＬ結晶粒界の中で最も低い粒界エネルギーを有すると考えられる。ここで、Σ３粒界の長さとは、ＥＢＳＤを備えたＳＥＭで観察される視野（特定の領域）中のΣ３粒界の合計長さを示す。このΣ３粒界は、その他のＣＳＬ結晶粒界と比較して、対応格子点密度が高くなり、低い粒界エネルギーを有する。言い換えれば、Σ３粒界は一致する格子点が多いＣＳＬ結晶粒界であり、Σ３粒界を粒界とする２つの結晶粒は単結晶又は双晶に近い挙動を示し、結晶粒が大きくなる傾向を示す。そして、結晶粒が大きくなると、耐チッピング性等の被膜特性が低下する傾向がある。
【００３６】
ここで、全粒界とは、ＣＳＬ結晶粒界以外の結晶粒界とＣＳＬ結晶粒界とを合計したものである。以下、ＣＳＬ結晶粒界以外の結晶粒界を「一般結晶粒界」という。一般結晶粒界は、ＥＢＳＤを備えたＳＥＭで観察した場合のＴｉＣＮを含有する上部層の結晶粒の全粒界からＣＳＬ結晶粒界を除いた残りの粒界となる。したがって、「全粒界の合計長さ」とは「ＣＳＬ結晶粒界の長さと一般結晶粒界の長さとの和」として表すことができる。
【００３７】
本実施形態において、上部層の特定の領域における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合は、次のようにして算出することができる。
【００３８】
被覆切削工具を基材の表面と平行な方向に上部層の断面を露出させて観察面を得る。上部層の断面を露出させる方法としては、例えば、切断及び研磨が挙げられる。このうち、上部層の観察面をより平滑にする観点から研磨が好ましい。このとき、被覆層の厚さ方向において上部層の平均厚さの５０％以上が残った位置で観察面を得るのが好ましい。被覆層の厚さ方向において上部層の平均厚さの５０％以上９０％以下が残った位置で観察面を得るのがより好ましい。特に、観察面は、より平滑である観点から鏡面であると好ましい。上部層の鏡面観察面を得る方法としては、特に限定されないが、例えば、ダイヤモンドペースト又はコロイダルシリカを用いて研磨する方法やイオンミリング等を挙げることができる。
【００３９】
その後、上記の観察面を、ＥＢＳＤを備えたＳＥＭによって観察する。該観察領域としては、平坦な面（逃げ面等）を観察することが好ましい。
【００４０】
ＳＥＭは、ＥＢＳＤ（ＴｅｘＳＥＭ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製）を備えたＳＵ６６００（日立ハイテクノロジーズ社製）を用いる。
【００４１】
観察面の法線は、入射ビームに対して７０°傾斜させ、分析は、１５ｋＶの加速電圧および１．０ｎＡ照射電流で電子線を照射する。データ収集は、観察面上、５０×３０μｍの面領域に相当する５００×３００ポイントについて、０．１μｍ／ステップのステップにて行う。
【００４２】
データ処理は、市販のソフトウェアを用いて行う。任意のΣ値に対応するＣＳＬ結晶粒界を計数し、全結晶粒界に対する比として表すことによって確認することができる。以上より、Σ３粒界の長さ及び全粒界の合計長さを求めて、全粒界の合計長さに対するΣ３粒界の長さの割合を算出することができる。
【００４３】
本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層の（１１１）面の粒子の割合が、３０面積％以上である。本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層の（１１１）面の粒子の割合が、３０面積％以上であると、硬度が高くなるので、耐クレータ摩耗性に優れる。同様の観点から、ＴｉＣＮを含有する上部層の（１１１）面の粒子の割合は、３４面積％以上であることが好ましい。また、本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層の（１１１）面の粒子の割合が、５５面積％以下であることが好ましい。本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層の（１１１）面の粒子の割合が、５５面積％以下であると、硬度と靭性とのバランスに優れ、耐チッピング性が向上する傾向にある。同様の観点から、ＴｉＣＮを含有する上部層の（１１１）面の粒子の割合は、５０面積％以下であることがより好ましい。
【００４４】
本実施形態において、上部層の（１１１）面の粒子の割合とは、方位差が０度以上４５度以下である粒子の断面積に対する、方位差が０度以上１０度未満である粒子の断面積の割合（単位：面積％）を意味する。ここで、方位差とは、上部層の表面から、基材側に向かって１μｍまでの範囲内であって、基材の表面と平行な断面において、断面の法線と、上部層におけるＴｉＣＮ層の粒子の（１１１）面の法線とがなす角度（単位：度）のことである。
【００４５】
本実施形態において、上部層の（１１１）面の粒子の割合は、以下の方法により求めることができる。上部層の表面から、基材側に向かって１μｍまでの範囲内であって、基材の表面と平行な断面において、断面の法線と、上部層におけるＴｉＣＮ層の粒子の（１１１）面の法線とがなす角度の方位差が０度以上４５度以下である粒子断面の面積の合計を１００面積％とし、方位差が０度以上１０度未満である粒子断面の面積の合計が、方位差が０度以上４５度以下である粒子断面の面積の合計に対して何面積％を占めるかを求めて、これを上部層の（１１１）面の粒子の割合とすればよい。上部層の（１１１）面の粒子の割合（面積％）を求めるに際して、例えば、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電解放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）等に付属した電子後方散乱解析像装置（ＥＢＳＤ）を用いて、各粒子の断面の面積を測定できる。ＥＢＳＤを用いて、粒子の各結晶の結晶方位を特定し、特定した各結晶方位の粒子断面の面積を、例えば、５度のピッチ毎の区分に割り振り、区分毎の粒子断面の面積を求める。その後、例えば、０度以上１０度未満の区分、１０度以上２０度未満の区分、２０度以上３０度未満の区分、及び３０度以上４５度以下の区分のそれぞれの区分の粒子断面の面積の合計を求める。なお、この場合、０度以上４５度以下の粒子断面の面積の合計は１００面積％となる。そして、これら各区分の内、方位差が０度以上１０度未満の範囲内にある粒子の断面積を、方位差が０度以上４５度以下である粒子断面の面積の合計に対する比率として表したものを（１１１）面の粒子の割合として算出することができる。
【００４６】
本実施形態に用いる上部層において、塩素（Ｃｌ）の含有量は、０．１原子％以下であることが好ましい。本実施形態の被覆切削工具は、ＴｉＣＮを含有する上部層のＣｌの含有量が、０．１原子％以下であると、硬さが高くなるため、耐摩耗性が向上する傾向にある。上部層のＣｌの含有量の下限値は、特に限定されないが、例えば、０原子％である。
なお、本実施形態において、塩素（Ｃｌ）の含有量は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
【００４７】
本実施形態に用いる上部層の平均厚さは、１．５μｍ以上６．５μｍ以下である。本実施形態の被覆切削工具は、上部層の平均厚さが１．５μｍ以上であると、上部層を有することによる効果を得ることができ、一方、上部層の平均厚さが６．５μｍ以下であると、被覆層の剥離が抑制されることに主に起因して耐欠損性が向上する傾向にある。同様の観点から、上部層の平均厚さは２．０μｍ以上６．０μｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
上部層は、ＴｉＣＮを含有していればよく、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、ＴｉＣＮ以外の成分を含んでもよく、含まなくてもよい。
【００４９】
本実施形態の被覆切削工具において、被覆層を構成する各層は、化学蒸着法によって形成してもよく、物理蒸着法によって形成してもよい。各層の形成方法の具体例としては、例えば、以下の方法を挙げることができる。ただし、各層の形成方法はこれに限定されない。
【００５０】
（化学蒸着法）
例えば、Ｔｉの窒化物層（以下、「ＴｉＮ層」ともいう。）からなるＴｉ化合物層は、原料組成をＴｉＣｌ4：５．０〜１０．０ｍｏｌ％、Ｎ2：２０〜６０ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を８５０〜９５０℃、圧力を３００〜４００ｈＰａとする化学蒸着法で形成することができる。
【００５１】
Ｔｉの炭化物層（以下、「ＴｉＣ層」ともいう。）からなるＴｉ化合物層は、原料組成をＴｉＣｌ4：１．５〜３．５ｍｏｌ％、ＣＨ4：３．５〜５．５ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を９５０〜１０５０℃、圧力を７０〜８０ｈＰａとする化学蒸着法で形成することができる。
【００５２】
Ｔｉの炭窒化物層（以下、「ＴｉＣＮ層」ともいう。）からなるＴｉ化合物層は、原料組成をＴｉＣｌ4：５．０〜７．０ｍｏｌ％、ＣＨ3ＣＮ：０．５〜１．５ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を８００〜９００℃、圧力を６０〜８０ｈＰａとする化学蒸着法で形成することができる。
【００５３】
Ｔｉの炭窒酸化物層（以下、「ＴｉＣＮＯ層」ともいう。）からなるＴｉ化合物層は、原料組成をＴｉＣｌ4：３．０〜４．０ｍｏｌ％、ＣＯ：０．５〜１．０ｍｏｌ％、Ｎ2：３０〜４０ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を９５０〜１０５０℃、圧力を５０〜１５０ｈＰａとする化学蒸着法で形成することができる。
【００５４】
Ｔｉの炭酸化物層（以下、「ＴｉＣＯ層」ともいう。）からなるＴｉ化合物層は、原料組成をＴｉＣｌ4：１．０〜２．０ｍｏｌ％、ＣＯ：２．０〜３．０ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を９５０〜１０５０℃、圧力を５０〜１５０ｈＰａとする化学蒸着法で形成することができる。
【００５５】
α型Ａｌ2Ｏ3層（以下、単に「Ａｌ2Ｏ3層」ともいう。）からなる中間層は、例えば、以下の方法により形成される。
【００５６】
まず、基材の表面に、１層以上のＴｉ化合物層からなる下部層を形成する。次いで、それらの層のうち、基材から最も離れた層の表面を酸化する。その後、基材から最も離れた層の表面にα型Ａｌ2Ｏ3層を含有する中間層を形成する。
【００５７】
より具体的には、上記基材から最も離れた層の表面の酸化は、ガス組成をＣＯ2：０．３〜１．０ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を９５０〜１０５０℃、圧力を５０〜７０ｈＰａとする条件により行われる（酸化工程）。このときの酸化処理時間は、１〜３分であることが好ましい。
【００５８】
その後、α型Ａｌ2Ｏ3層は、原料ガス組成をＡｌＣｌ3：２．０〜５．０ｍｏｌ％、ＣＯ2：２．５〜４．０ｍｏｌ％、ＨＣｌ：２．０〜３．０ｍｏｌ％、Ｈ2Ｓ：０．３０〜０．４０ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を９５０〜１０５０℃、圧力を６０〜８０ｈＰａとする化学蒸着法で形成される（成膜工程）。
【００５９】
さらに、α型Ａｌ2Ｏ3層の表面にＴｉの炭窒化物層（以下、「ＴｉＣＮ層」ともいう）からなる上部層を形成する。
【００６０】
ＴｉＣＮ層は、原料組成をＴｉＣｌ4：７．０〜８．０ｍｏｌ％、ＣＨ3ＣＮ：０．７〜２．０ｍｏｌ％、Ｎ2：１５．０〜２５．０ｍｏｌ％、Ｈ2：残部とし、温度を９８０〜１０５０℃、圧力を７０〜１２０ｈＰａとする化学蒸着法で形成することができる（上部層形成工程）。
【００６１】
上部層の（１１１）面の粒子の割合（面積％）を特定値以上とするためには、上部層形成工程において、温度を制御したり、原料組成中のＣＨ3ＣＮの割合を制御したりすればよい。より具体的には、上部層形成工程における温度を高くしたり、原料組成中のＣＨ3ＣＮの割合を大きくしたりすることにより、上部層の（１１１）面の粒子の割合（面積％）を大きくすることができる。
【００６２】
また、上部層における全粒界の合計長さ１００％に対するΣ３粒界の長さの割合を特定範囲とするためには、上部層形成工程において、圧力を制御したり、原料組成中のＴｉＣｌ4及び／又はＮ2の割合を制御したりすればよい。より具体的には、上部層形成工程における圧力を低くしたり、原料組成中のＴｉＣｌ4及び／又はＮ2の割合を大きくしたりすることにより、上部層のΣ３粒界の長さの割合（％）を大きくすることができる。
【００６３】
さらに、上部層の塩素（Ｃｌ）の含有量（原子％）を特定値以下とするためには、上部層形成工程において、温度及び／又は圧力を制御すればよい。より具体的には、上部層形成工程における温度を高くしたり、圧力を低くしたりすることにより、上部層の塩素（Ｃｌ）の含有量（原子％）を少なくすることができる。
【００６４】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層における各層の厚さは、被覆切削工具の断面組織を、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、又は電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）等を用いて観察することにより測定することができる。なお、本実施形態の被覆切削工具における各層の平均厚さは、刃先稜線部から被覆切削工具のすくい面の中心部に向かって５０μｍの位置の近傍において、各層の厚さを３箇所以上測定し、その相加平均値として求めることができる。また、本実施形態の被覆切削工具の被覆層における各層の組成は、被覆切削工具の断面組織から、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）や波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ）等を用いて測定することができる。
【００６５】
本実施形態の被覆切削工具は、優れた耐欠損性及び耐摩耗性を有することに起因して、従来よりも工具寿命を延長できるという効果を奏すると考えられる。特に、本実施形態の被覆切削工具は、高送り及び深切り込みとなる条件で負荷が作用し、且つ、切削温度が急激に上昇しない切削加工条件下において、粒子の脱落を抑制することにより、クレータ摩耗を向上させることができ、さらに加工初期における摩耗の進行を抑制することができると共に耐欠損性も向上させることができ、その結果、従来よりも工具寿命を延長できるという効果を奏すると考えられる。また、本実施形態の被覆切削工具は、切削温度が高くなったときに、α型Ａｌ2Ｏ3層の損傷が小さい状態であるため、α型Ａｌ2Ｏ3層の効果が従来よりも持続するので、耐クレータ摩耗性が向上し、その結果、従来よりも工具寿命を延長できるという効果を奏すると考えられる。ただし、工具寿命を延長できる要因は上記に限定されない。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６７】
基材として、ＣＮＭＧ１２０４１２のインサート形状に加工し、８７．０ＷＣ−８．６Ｃｏ−２．０ＴｉＮ−２．０ＮｂＣ−０．４Ｃｒ3Ｃ2（以上質量％）の組成を有する超硬合金を用意した。この基材の刃先稜線部にＳｉＣブラシにより丸ホーニングを施した後、基材の表面を洗浄した。
【００６８】
［発明品１〜１１及び比較品１〜９］
基材の表面を洗浄した後、被覆層を化学蒸着法により形成した。まず、基材を外熱式化学蒸着装置に装入し、表１に示す原料ガス組成、温度及び圧力の条件の下、表２に組成を示す下部層を、第１層、第２層、第３層の順で、表２に示す平均厚さになるよう、基材の表面に形成した。次いで、ＣＯ2：０．５ｍｏｌ％、Ｈ2：９９．５ｍｏｌ％のガス組成、１０００℃の温度、及び６０ｈＰａの圧力の条件の下、１分間、下部層の表面に酸化処理を施した。次に、表１に示す原料ガス組成、温度及び圧力の条件の下、α型酸化アルミニウムからなる中間層を、表２に示す平均厚さになるよう、酸化処理を施した後の下部層の表面に形成した。最後、表３に示す原料ガス組成、温度及び圧力の条件の下、表２に示す組成の上部層を、表２に示す平均厚さになるよう、中間層の表面に形成した。こうして、発明品１〜１１及び比較品１〜９の被覆切削工具を得た。
【００６９】
【表１】
2020037150.tif 000003
【００７０】
【表２】
2020037150.tif 000004
【００７１】
【表３】
2020037150.tif 000005
【００７２】
［各層の平均厚さ］
得られた試料の各層の平均厚さを下記のようにして求めた。すなわち、ＦＥ−ＳＥＭを用いて、被覆切削工具の刃先稜線部からすくい面の中心部に向かって５０μｍの位置の近傍における断面での３箇所の厚さを測定し、その相加平均値を平均厚さとして求めた。測定結果を表２に示す。
【００７３】
［各層の組成］
得られた試料の各層の組成は、被覆切削工具の刃先稜線部からすくい面の中心部に向かって５０μｍまでの位置の近傍の断面において、ＥＤＳを用いて測定した。測定結果を表２に示す。
【００７４】
［Σ３粒界の長さ］
得られた試料の上部層のΣ３粒界の長さを以下のとおり測定した。
被覆切削工具を基材の表面と平行な方向に上部層の断面が露出するまで研磨して観察面を得た。このとき、被覆層の厚さ方向において上部層の平均厚さの７０％が残った位置で観察面を得た。また、得られた観察面を、コロイダルシリカを用いて研磨して鏡面観察面を得た。
【００７５】
その後、上記の観察面を、ＥＢＳＤを備えたＳＥＭによって観察した。該観察領域としては、逃げ面を観察した。
【００７６】
ＳＥＭは、ＥＢＳＤ（ＴｅｘＳＥＭ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製）を備えたＳＵ６６００（日立ハイテクノロジーズ社製）を用いた。
【００７７】
観察面の法線は、入射ビームに対して７０°傾斜させ、分析は、１５ｋＶの加速電圧および１．０ｎＡ照射電流で電子線を照射する。データ収集は、観察面上、５０×３０μｍの面領域に相当する５００×３００ポイントについて、０．１μｍ／ステップのステップにて行った。
【００７８】
データ処理は、市販のソフトウェアを用いて行った。任意のΣ値に対応するＣＳＬ結晶粒界を計数し、全結晶粒界に対する比として表すことによって確認した。以上より、Σ３粒界の長さ及び全粒界の合計長さを求めて、全粒界の合計長さに対するΣ３粒界の長さの割合を算出した。
【００７９】
［（１１１）面の粒子の割合］
得られた試料の上部層の（１１１）面の粒子の割合を以下のとおり算出した。
まず、得られた試料の上部層における、上部層の表面から、基材側に向かって０．５μｍにあり、基材の表面と平行な断面をＦＥ−ＳＥＭで観察し、ＦＥ−ＳＥＭに付属したＥＢＳＤを用いて、方位差が０度以上４５度以下の範囲内にある各層の粒子断面の面積の合計を測定した。そして、方位差が０度以上４５度以下の範囲内にある粒子の断面積を５度のピッチ毎に区分して、区分毎の粒子断面の面積を求めた。次に、方位差が０度以上１０度未満の区分、１０度以上２０度未満の区分、２０度以上３０度未満の区分、及び３０度以上４５度以下の区分のそれぞれの区分の粒子断面の面積の合計を求めた。なお、０度以上４５度以下の粒子断面の面積の合計は１００面積％となる。これら各区分の内、方位差が０度以上１０度未満の範囲内にある粒子の断面積を、方位差が０度以上４５度以下の範囲内にある各層の粒子断面の面積の合計に対する比率として表したものを（１１１）面の粒子の割合とした。以上の測定結果を表４に示す。なお、ＥＢＳＤによる測定は、以下のようにして行った。試料をＦＥ−ＳＥＭにセットした。試料に７０度の入射角度で、１５ｋＶの加速電圧及び１．０ｎＡ照射電流で電子線を照射した。測定範囲３０μｍ×５０μｍにて、０．１μｍのステップサイズというＥＢＳＤの設定で、各粒子の方位差及び断面積の測定を行った。測定範囲内における上部層の粒子断面の面積は、その面積に対応するピクセルの総和とした。すなわち、各層の粒子の、方位差に基づいた１０度又は１５度のピッチ毎の各区分おける粒子断面の面積の合計は、各区分に該当する粒子断面が占めるピクセルを集計し、面積に換算して求めた。
【００８０】
［塩素（Ｃｌ）の含有量］
得られた試料の上部層の塩素（Ｃｌ）の含有量を以下のとおり測定した。
まず、被覆層の厚さを測定する時と同様の断面（鏡面観察面）を作製した。そして、上部層の断面を電子プローブ微小分析器（ＥＰＭＡ）により、測定した。上部層の厚さが５０％の位置を３点以上測定し、その相加平均値をＣｌの含有量とした。測定結果を表４に示す。
【００８１】
【表４】
2020037150.tif 000006
【００８２】
得られた発明品１〜１１及び比較品１〜９を用いて、下記の条件にて切削試験１及び切削試験２を行った。切削試験１は耐摩耗性を評価する摩耗試験であり、切削試験２は耐欠損性を評価する欠損試験である。各切削試験の結果を表５に示す。
【００８３】
［切削試験１］
被削材：ＳＣＭ４４０の丸棒、
切削速度：２００ｍ／分、
送り：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ、
切り込み：２．０ｍｍ、
クーラント：使用、
評価項目：試料が欠損又は最大逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至ったときを工具寿命とし、工具寿命までの加工時間を測定した。また、工具寿命に至った時における損傷状態をＳＥＭで確認した。
【００８４】
［切削試験２］
被削材：Ｓ４５Ｃの４本の溝入り丸棒、
切削速度：１２０ｍ／分、
送り：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ、
切り込み：１．５ｍｍ、
クーラント：使用、
評価項目：試料が欠損又は最大逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至ったときを工具寿命とし、工具寿命までの衝撃回数を測定した。衝撃回数は、１５０００回までとした。
【００８５】
切削試験１（摩耗試験）の工具寿命に至るまでの加工時間について、２１分以上を「Ａ」、１６分以上２１分未満を「Ｂ」、１６分未満を「Ｃ」として評価した。また、切削試験２（欠損試験）の工具寿命に至るまでの衝撃回数について、１３０００回以上を「Ａ」、１１０００回以上１２９９９回以下を「Ｂ」、１０９９９回以下を「Ｃ」として評価した。この評価では、「Ａ」が最も優れており、次に「Ｂ」が優れており、「Ｃ」が最も劣っていることを意味し、Ａ又はＢを多く有するほど切削性能に優れることを意味する。得られた評価の結果を表５に示す。
【００８６】
【表５】
2020037150.tif 000007
【００８７】
表５に示す結果より、発明品の摩耗試験及び欠損試験の評価は、どちらも「Ａ」又は「Ｂ」の評価であった。一方、比較品の評価は、摩耗試験及び欠損試験の両方又はいずれかが、「Ｃ」であった。特に、摩耗試験において、発明品の評価はいずれも「Ｂ」以上であり、比較品の評価はいずれも「Ｃ」であった。よって、発明品の耐摩耗性は、比較品と比べて、総じて、より優れていることが分かる。
【００８８】
以上の結果より、発明品は、耐摩耗性及び耐欠損性に優れる結果、工具寿命が長いことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の被覆切削工具は、耐欠損性を低下させることなく、しかも優れた耐摩耗性を有することにより、従来よりも工具寿命を延長できるので、そのような観点から、産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００９０】
１…基材、２…下部層、３…中間層、４…上部層、５…被覆層、６…被覆切削工具。
【図１】
2020037150.tif 000008