(57)【要約】【課題】切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用してもいずれの切れ刃部も欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を提供する。【解決手段】基材とその基材の一部または全部を覆う被膜とを備える表面被覆切削工具であって、その被膜は、少なくとも１層または２層以上の被覆層を含み、その被覆層のうち少なくとも１層は、Ｚｒを含有するＺｒ含有被覆層であって、さらに表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、この切れ刃部のうち１の切れ刃部である第１切れ刃部における被膜のＺｒ含有量は、該第１切れ刃部を除く他の切れ刃部のうちの少なくとも１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と実質的に等しい表面被覆切削工具である。【選択図】図５
2010082741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と該基材上に形成された被膜とを備える表面被覆切削工具であって、
前記被膜は、少なくとも１層の被覆層を含み、
前記被覆層のうち少なくとも１層は、Ｚｒを含有するＺｒ含有被覆層であり、
前記表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、
前記切れ刃部のうち１の切れ刃部である第１切れ刃部における被膜のＺｒ含有量は、該第１切れ刃部を除く他の切れ刃部のうちの少なくとも１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と実質的に等しい、表面被覆切削工具。
【請求項２】
前記表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、
前記被膜のＺｒ含有量は、下記式（Ｉ）を満たす、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
（Ｘ1−Ｘ2）／Ｘave＜０．０４    ・・・（Ｉ）
（式中Ｘ1は、いずれかの切れ刃部における被膜のＺｒ含有量であって、そのＺｒ含有量が最大となるＺｒ含有量であり、Ｘ2は、いずれかの切れ刃部における被膜のＺｒ含有量であって、そのＺｒ含有量が最小となるＺｒ含有量であり、Ｘaveは、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値である。）
【請求項３】
前記表面被覆切削工具は、２のすくい面を有し、
前記すくい面は、いずれも少なくとも２本の対角線を有し、
前記対角線は、該対角線の両端が切れ刃部に含まれ、
前記すくい面のうち、面積が広い方のすくい面を第１すくい面とし、面積が狭い方のすくい面を第２すくい面とする場合、
前記被膜のＺｒ含有量は、下記式（ＩＩ）を満たす、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙave＜０．０４    ・・・（ＩＩ）
（式中Ｙ1は、前記第１すくい面の対角線のうち、いずれか１の対角線である第１対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であり、Ｙ2は、前記第２すくい面の対角線のうち、前記第１対角線に平行な対角線である第２対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であり、Ｙaveは、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値である。）
【請求項４】
前記表面被覆切削工具は、少なくとも２の逃げ面を有し、
前記逃げ面のうち１の逃げ面は、他の逃げ面のうちの少なくとも１の逃げ面と交差する１の稜を共有稜として有し、
前記共有稜は、前記表面被覆切削工具において複数存在し、かつ該共有稜の両端は切れ刃部に含まれ、
前記被膜のＺｒ含有量は、下記式（ＩＩＩ）を満たす、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚave＜０．０４    ・・・（ＩＩＩ）
（式中Ｚ1は、前記共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第１共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であって、第１共有稜を含む全ての共有稜の各両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最大となる値であり、Ｚ2は、前記共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第２共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であって、第２共有稜を含む全ての共有稜の各両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最小となる値であり、Ｚaveは、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値である。）
【請求項５】
前記第１共有稜は、前記第１すくい面にある対角線のうち、いずれか１の対角線と交差し、前記対角線は前記第２共有稜とも交差する、請求項４に記載の表面被覆切削工具。
【請求項６】
前記表面被覆切削工具は、ネガティブチップである、請求項１〜５のいずれかに記載の表面被覆切削工具。
【請求項７】
前記被膜は、酸化アルミニウムを主体として含む酸化アルミニウム層またはチタン化合物を主体として含むチタン化合物層のいずれか一方または両方を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の表面被覆切削工具。
【請求項８】
前記Ｚｒ含有被覆層は、前記酸化アルミニウム層または前記チタン化合物層のいずれか一方または両方である、請求項１〜７のいずれかに記載の表面被覆切削工具。
【請求項９】
前記被膜は、Ｚｒ含有被覆層以外に、少なくとも１層の硬質化合物層を含んでおり、
前記硬質化合物層は、周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層である、請求項１〜８のいずれかに記載の表面被覆切削工具。
【請求項１０】
前記硬質化合物層は、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、チタンとからなる化合物を主体として含む層である、請求項９に記載の表面被覆切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長期間の使用にも欠損を起こしにくい切れ刃部を有し、かつ切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきが少ない表面被覆切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の市場のニーズとして、交換回数を減らすことができる切削工具、すなわち長期間の使用にも欠損を起こしにくい長寿命な切れ刃部を有する表面被覆切削工具の登場が望まれている。
【０００３】
一般に、表面被覆切削工具をはじめとする切削工具の基材として用いられる超硬合金やサーメットは、耐熱亀裂性、耐酸化性、高温硬度、破壊靭性などの特性に優れていることが要求され、現状の切削工具の基材に用いられる超硬合金およびサーメットは、耐熱亀裂性や破壊靭性を改善するために、多くの研究者により様々な工夫がなされてきている。
【０００４】
この超硬合金やサーメットのような粉体をプレスして焼結する方法で製造された基材を用いる表面被覆切削工具は、基材上に数層の被覆層を有しており、その被覆層中に含まれる硬質材料により、その耐熱亀裂性や破壊靭性を変えることができるので、切削工具の使用用途に併せて硬質材料の量を適宜調整して製造される。たとえば、高強度の被削材を断続切削する場合には硬度の高い合金が用いられ、高硬度の被削材を連続切削する場合には強度の高い合金が用いられるのが一般的である。
【０００５】
一方、切削工具の部位によって耐熱亀裂性や破壊靭性の特性を変える試みは、従来からなされており、たとえば特開２００６−２３６４４７号公報（特許文献１）では部位によって硬質材料からなる被覆層の厚みを変える技術が提案されている。本技術による切削工具の場合、硬質材料からなる被覆層の厚みが薄い部位は耐熱亀裂性を有するため高強度の被削材の断続切削に対応することができ、硬質材料からなる被覆層の厚みが厚い部位は破壊靭性を有するため高硬度の被削材の連続切削に対応することができる。しかし、この切削工具を用いて断続切削する場合、硬質材料からなる被覆層の厚みの厚い部位が欠損しやすく、結果として切削工具の交換回数が多くなり、工具の管理コストがかかるという問題があった。
【０００６】
そこで、工具の交換回数を減らすため、長く安定した工具寿命を有する切削工具の登場が望まれており、そのような要求に応える切削工具、特に表面被覆切削工具の開発が望まれている。
【特許文献１】特開２００６−２３６４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用してもいずれの切れ刃部も欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するべく種々の検討を重ねた結果、表面被覆切削工具のあらゆる箇所で同等の硬度や強度を有していることが長く安定した工具寿命を実現するための理想的状態であるとの知見を得、この知見に基づきさらに鋭意検討を重ねることにより、被膜に含まれるＺｒの分布に注目し、表面被覆切削工具の切削に関与する部位においてＺｒの分布を可能な限り均一な状態とすることが上記目的に対して最も効果的であるとの更なる知見を得、この知見の下、更に鋭意検討を重ねることによりついに本発明を完成したものである。
【０００９】
すなわち、本発明の表面被覆切削工具は、基材と該基材上に形成された被膜とを備える表面被覆切削工具であって、該被膜は、少なくとも１層の被覆層を含み、該被覆層のうち少なくとも１層は、Ｚｒを含有するＺｒ含有被覆層であり、上記表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、この切れ刃部のうち、１の切れ刃部である第１切れ刃部における被膜のＺｒ含有量は、該第１切れ刃部を除く他の切れ刃部のうちの少なくとも１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と実質的に等しいことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、上記被膜のＺｒ含有量は、下記式（Ｉ）を満たす、表面被覆切削工具であることが好ましい。
【００１１】
（Ｘ1−Ｘ2）／Ｘave＜０．０４    ・・・（Ｉ）
（式中Ｘ1は、いずれかの切れ刃部における被膜のＺｒ含有量であって、そのＺｒ含有量が最大となるＺｒ含有量であり、Ｘ2は、いずれかの切れ刃部における被膜のＺｒ含有量であって、そのＺｒ含有量が最小となるＺｒ含有量であり、Ｘaveは、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値である。）
また、本発明の表面被覆切削工具は、２のすくい面を有し、該すくい面は、いずれも少なくとも２本の対角線を有し、その対角線は、該対角線の両端が切れ刃部に含まれ、上記すくい面のうち、面積が広い方のすくい面を第１すくい面とし、面積が狭い方のすくい面を第２すくい面とする場合、被膜のＺｒ含有量は、下記式（ＩＩ）を満たすことが好ましい。
【００１２】
｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙave＜０．０４    ・・・（ＩＩ）
（式中Ｙ1は、上記第１すくい面の対角線のうち、いずれか１の対角線である第１対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であり、Ｙ2は、上記第２すくい面の対角線のうち、上記第１対角線に平行な対角線である第２対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であり、Ｙaveは、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値である。）
また、本発明の表面被覆切削工具は、少なくとも２の逃げ面を有し、該逃げ面のうち１の逃げ面は、他の逃げ面のうちの少なくとも１の逃げ面と交差する１の稜を共有稜として有し、該共有稜は、上記表面被覆切削工具において複数存在し、かつ該共有稜の両端は切れ刃部に含まれる場合、被膜のＺｒ含有量は、下記式（ＩＩＩ）を満たすことが好ましい。
【００１３】
（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚave＜０．０４    ・・・（ＩＩＩ）
（式中Ｚ1は、上記共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第１共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であって、第１共有稜を含む全ての共有稜の各両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最大となる値であり、Ｚ2は、上記共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第２共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であって、第２共有稜を含む全ての共有稜の各両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最小となる値であり、Ｚaveは、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値である。）
また、上記第１共有稜は、上記第１すくい面にある対角線のうち、いずれか１の対角線と交差し、さらにこの対角線は上記第２共有稜とも交差することが好ましい。
【００１４】
本発明の表面被覆切削工具は、ネガティブチップであれば、本発明の効果が顕著となる。
【００１５】
ここで、上記被膜は、酸化アルミニウムを主体として含む酸化アルミニウム層またはチタン化合物を主体として含むチタン化合物層のいずれか一方または両方を含むことが好ましい。
【００１６】
また、上記Ｚｒ含有被覆層は、上記酸化アルミニウム層または上記チタン化合物層のいずれか一方または両方であることが好ましい。
【００１７】
また、上記被膜は、Ｚｒ含有被覆層以外に、少なくとも１層の硬質化合物層を含んでおり、この硬質化合物層は、周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層であることが好ましく、チタンと、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層であることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間の使用にも欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の表面被覆切削工具の各部位についてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明では図面を用いて説明しているが、本発明の図面において、同一の参照符号を付したものは同一部分または相当部分を示している。また、各図面はあくまでも説明用の模式的なものであって、表面被覆切削工具本体と切れ刃部のサイズ比は実際のものとは異なり得る。
【００２０】
＜表面被覆切削工具＞
本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜を含んでおり、その被膜は少なくとも１層の被覆層を含み、さらに２以上の切れ刃部を備えるものである。このような構成を有する本発明の表面被覆切削工具は、上面およびそれに平行な断面が多角形または円形（好ましくは、菱形、正方形、三角形、長方形、丸形など）をなす形状を有している。
【００２１】
図１に、本発明の表面被覆切削工具の好ましい一例の模式的な斜視図を示している。この表面被覆切削工具１０１は、切削加工時において被削材の切り屑と接触するすくい面と、被削材自体に接触する逃げ面とを有している。図１においては通常、菱型の２つの面がすくい面１０２ａ，１０２ｂとなり、菱型以外の４つの面が逃げ面１０３となる。
【００２２】
また、逃げ面１０３のうちの１の逃げ面と、他の１の逃げ面とが交わる稜を共有稜１０４といい、１の逃げ面と１のすくい面とが交わる稜を刃先稜線１０６というが、この共有稜１０４および刃先稜線１０６は、各々面とりされていてもよい。このように面とり加工がされ、明確な稜を構成しなくなっても、本発明では、刃先稜線あるいは共有稜と呼ぶものとする。また、このような表面被覆切削工具１０１は、上面の中央に下面まで貫通する孔が設けられていてもよい。
【００２３】
また、本発明の表面被覆切削工具は、すくい面にチップブレーカと呼ばれる凹凸形状が形成されていても差し支えなく、また、表面被覆切削工具の形状はネガティブチップの形状またはポジティブチップの形状のいずれの形状もとることができるが、使用用途において、どちらの形状を用いてもよい場合は両面使用できるためチップ１個あたりの使用可能な切れ刃数が多い、ネガティブチップを用いることが好ましい。
【００２４】
＜切れ刃部＞
本発明の表面被覆切削工具１０１において、「切れ刃部」とは、表面被覆切削工具１０１のコーナー部分であって切削に関与する部分をいう。本発明において「切れ刃部」という場合は、基材のコーナー部分または被膜のコーナー部分のいずれか一方または両方のことをいうものとする。
【００２５】
たとえば、図１に示される表面被覆切削工具１０１において、切れ刃部とは、表面被覆切削工具１０１の斜線を付した部分を指す。なお、図１において、斜線部分は１つの切れ刃部分にのみ付されているが、表面被覆切削工具１０１の頂点にある、８つのコーナー部分すべてが切れ刃部となる（便宜的に他の７つの切れ刃部には斜線を付していない）。
【００２６】
ここで、上記「コーナー部分」とは、図１に示されるように２つの刃先稜線１０６ａ，１０６ｂと１つの共有稜１０４とが交差する交点から１つの刃先稜線１０６ａ方向に延びる所定長さ（ｔ1ｍｍ）と、他の刃先稜線１０６ｂの方向に延びる所定長さ（ｔ2ｍｍ）と、その共有稜１０４から所定長さ（ｈｍｍ）とを各辺とする四角柱の部分をいう。なお、本発明でいう交点は、各々面とりがされていてもよく、このように面とり加工がされていても交点と呼ぶものとする。
【００２７】
ここで、上記切れ刃部の範囲（ｔ1ｍｍ）、（ｔ2ｍｍ）および（ｈｍｍ）を具体的な数値によって特定することは困難である。これは、表面被覆切削工具の形状、被削材の種類等により切削に関与する部分の範囲が異なるためである。よって、この切れ刃部を定義する場合、上述のように「切削に関与する部分」とするのが最も好適であるが、あえてこの切れ刃部の範囲を規定するならば、それは上記共有稜および刃先稜線の長さの０．５％以上４０％以下とすることができる（この長さは多角形の形状により必ずしも各稜で同じ長さとなるものではない）。なお、上記の「切削に関与する部分」とは、被削材と接触する部分および被削材と接触はしないが切り屑と接触する部分をいう。
【００２８】
＜被膜＞
本発明の表面被覆切削工具１０１において基材上に形成される「被膜」とは、基材の一部または全部を覆う膜であって、少なくとも１層の被覆層を含むものである。本発明の表面被覆切削工具１０１の被膜は、Ｚｒを含有することを特徴とし、被膜にＺｒを含有することによって、従来よりも表面被覆切削工具の靭性と耐摩耗性とをより高度に両立させることができる。
【００２９】
このような被膜の合計厚み（被覆層を２以上含む場合は、各被覆層の合計厚み）は、０．１〜３０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜２５μｍであり、さらに好ましくは、１〜２０μｍである。被膜の合計厚みが０．１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、被膜の合計厚みが３０μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。
【００３０】
なお、膜厚の測定方法としては、切削工具を切断し、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning  Electron  Microscope）を用いて観察することにより求めることができる。以下に被膜を構成する被覆層の各層について説明する。
【００３１】
＜Ｚｒ含有被覆層＞
被膜を構成する被覆層の少なくとも１層である「Ｚｒ含有被覆層」は、被膜に含まれる被覆層のうちの１の被覆層であって、Ｚｒを含有する層である。この被膜にＺｒ含有被覆層を含むことによって、従来よりも表面被覆切削工具の靭性と耐摩耗性とをより高度に両立させることができる。
【００３２】
なお、本発明において、「被膜に含まれるＺｒ」と表現することがあるが、これは必ずしも被膜にＺｒが均一に含まれている必要はなく、Ｚｒの含有量が部分的に高い部分や低い部分を有することがあってもよい。
【００３３】
この被膜に含まれるＺｒの含有量と切れ刃部の耐摩耗性および靭性との関係は、被膜に含まれるＺｒの含有量が多くなるにつれ靭性が向上する傾向にあり、被膜に含まれるＺｒの含有量が少なくなるにつれ耐摩耗性が向上する傾向にある。
【００３４】
ここで、本発明において「Ｚｒを含有する」とは、不可避不純物として含まれる程度以上に含まれていることをいい、この不可避不純物として被膜に含まれる量を具体的な数値で示すことは困難であるが、あえて規定するならば被膜に対しＺｒを０．００１質量％以上の割合で含んでいることをいう。
【００３５】
また、被膜に含まれるＺｒは、被膜に固溶状態で含まれていてもよいし、Ｚｒ含有被覆層のマトリックス成分の結晶中に置換型もしくは侵入型のいずれか一方もしくは両方の型で含まれていてもよい。なお、このＺｒ含有被覆層は、後述する酸化アルミニウム層またはチタン化合物層のいずれか一方もしくは両方を兼ねていてもよい。
【００３６】
また、このようなＺｒ含有被覆層の厚みは、０．０１〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１５μｍであり、さらに好ましくは、０．２〜１２μｍである。Ｚｒ含有被覆層の厚みが０．０１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、Ｚｒ含有被覆層の厚みが２０μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。
【００３７】
本発明は、その基材と該基材上に形成された被膜とを備える表面被覆切削工具であって、該被膜は、少なくとも１層の被覆層を含み、この被覆層のうち少なくとも１層は、Ｚｒを含有するＺｒ含有被覆層であり、また表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、この切れ刃部のうち１の切れ刃部である第１切れ刃部における被膜のＺｒ含有量は、該第１切れ刃部を除く他の切れ刃部のうちの少なくとも１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と実質的に等しい場合、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を提供することができる。
【００３８】
ここで、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が「実質的に等しい」とは、第１切れ刃部における被膜に含まれるＺｒ含有量と第１切れ刃部以外の１の切れ刃部における被膜に含まれるＺｒ含有量とが、完全に同一である場合はもちろんであるが、同一とみなせる程度の微差を含んでいてもよいことを意味する。
【００３９】
上記のように、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を実質的に等しく調整することによって、表面被覆切削工具の切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間の使用にも欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を提供することができる。表面被覆切削工具の長期間使用しても欠損を起こしにくくするには、表面被覆切削工具の切れ刃部ごとの靭性の不均一を防止することが必要であり、表面被覆切削工具のいずれの切れ刃部でも同等の硬度や強度を有していることが理想的である。
【００４０】
しかしながら、あらゆる箇所で同等の硬度や強度を付与された表面被覆切削工具を工業的に生産することは困難が予想されるため、本発明者は表面被覆切削工具の各部位の中で特に切削に関与する切れ刃部に注目し、各切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を可能な限り均一な状態とすることにより、表面被覆切削工具の切れ刃部ごとによる寿命の長短をなくすことができ、もって切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきを少なくし、欠損の少ない表面被覆切削工具を可能としたものである。
【００４１】
このように各切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が均一化されたということは、換言するといずれか１の切れ刃部において欠損が生じやすいという問題を効果的に防止したものであり、このような強度の低下部分が起点となって生じる表面被覆切削工具の破壊を極めて有効に防止することにより、上述のように長期間使用してもいずれの切れ刃部も欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を実現したものである。
【００４２】
本発明でいう、表面被覆切削工具の各切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が実質的に等しいとは、各切れ刃部ごとにおける被膜のＺｒ含有量を可能な限りに均一にしたものであるが、以下のような条件を満たす場合も本発明と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
本発明の表面被覆切削工具の被膜のＺｒ含有量は、いずれか１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量のうち、Ｚｒ含有量が最大となるＺｒ含有量をＸ1とし、いずれか１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量のうち、Ｚｒ含有量が最小となるＺｒ含有量をＸ2とし、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＸaveとした場合、下記式（Ｉ）を満たすことによっても、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を得ることができる。また、式（Ｉ）の左辺が小さい値を示すほど、切れ刃部ごとのＺｒ含有量の差が小さくなるので、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間の使用にも欠損を起こしにくい表面被覆切削工具とすることができる。このため、式（Ｉ）の左辺は０．０３６未満であることがより好ましく、０．０３未満であることがさらに好ましく、式（Ｉ）の左辺が０となることが理想的である。
【００４４】
（Ｘ1−Ｘ2）／Ｘave＜０．０４    ・・・（Ｉ）
また、本発明の表面被覆切削工具は、２のすくい面を有し、該すくい面は、いずれも少なくとも２本の対角線を有し、該対角線は、該対角線の両端が切れ刃部に含まれ、該すくい面のうち、面積が広い方のすくい面を第１すくい面とし、面積が狭い方のすくい面を第２すくい面とし、第１すくい面の対角線の第１対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ1とし、該第１対角線に平行な対角線である第２対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ2とし、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹaveとした場合、被膜のＺｒ含有量が、下記式（ＩＩ）を満たすことによっても、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を得ることができる。
【００４５】
また、式（ＩＩ）の左辺が小さい値を示すほど、切れ刃部ごとのＺｒ含有量の差が小さくなるので、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具とすることができる。このため、式（ＩＩ）の左辺は０．０３６未満であることが好ましく、０．０３未満であることがより好ましく、式（ＩＩ）の左辺が０となることが理想的である。
【００４６】
｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙave＜０．０４    ・・・（ＩＩ）
ここで、本発明の表面被覆切削工具１０１において、図１においては上側の面を第１すくい面１０２ａといい、もう一方のすくい面を第２すくい面１０２ｂという。本発明において、第１すくい面１０２ａは、２のすくい面のうち面積の広い方のすくい面のことをいう。なお、この２のすくい面の面積が等しい場合は、第１すくい面１０２ａはいずれのすくい面であってもよい。
【００４７】
また、この第１すくい面１０２ａに含まれる２の対角線のうち、１の対角線を第１対角線１０５ａといい、第２すくい面１０２ｂに含まれる２の対角線のうち、第１対角線１０５ａに平行な１の対角線を第２対角線１０５ｂという。
【００４８】
ここで、第１対角線１０５ａと第２対角線１０５ｂとが「平行」であるとは、表面被覆切削工具１０１の立体構造において、第１すくい面１０２ａの第１対角線１０５ａと第２すくい面１０２ｂの第２対角線１０５ｂとが実質的にねじれの位置関係にないことをいう。
【００４９】
また、本発明の表面被覆切削工具は、少なくとも２の逃げ面を有し、該逃げ面のうち１の逃げ面は、他の逃げ面のうちの少なくとも１の逃げ面と交差する１の稜を共有稜として有し、該共有稜は表面被覆切削工具において複数存在し、かつ該共有稜の両端は切れ刃部に含まれ、全ての共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第１共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であって、第１共有稜を含む全ての共有稜の各両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最大となる値をＺ1とし、いずれか１の共有稜である第２共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値であって、第２共有稜を含む全ての共有稜の各両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最小となる値をＺ2とし、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＺaveとした場合、被膜のＺｒ含有量は、下記式（ＩＩＩ）を満たすことによっても、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間の使用にも欠損を起こしにくい表面被覆切削工具を得ることができる。
【００５０】
また、式（ＩＩＩ）の左辺が小さい値を示すほど、切れ刃部ごとのＺｒ含有量の差が小さくなるので、より切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具とすることができる。このため、式（ＩＩＩ）の左辺は０．０３６未満であることが好ましく、０．０３未満であることがより好ましく、式（ＩＩＩ）の左辺が０となることが理想的である。
【００５１】
（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚave＜０．０４    ・・・（ＩＩＩ）
また、第１共有稜は、前記第１すくい面にある対角線のうち、いずれか１の対角線と交差し、さらにこの対角線は前記第２共有稜とも交差していることが好ましい。すなわち、図１のような表面被覆切削工具１０１の立体構造の場合、第１共有稜と第２共有稜とが互いに対角の位置にある共有稜１０４であることが好ましい。
【００５２】
＜酸化アルミニウム層＞
被膜を構成する被覆層の少なくとも１層である「酸化アルミニウム層」は、被膜に少なくとも１層以上含まれる被覆層であって、酸化アルミニウムを主体として含む層である。この酸化アルミニウム層は、主にすくい面の耐溶着性を向上させるとともに、高速切削時の耐摩耗性をも向上させる作用をなすものである。そして、この酸化アルミニウムに含まれるアルミニウムに、α−アルミナを用いることによりこれらの作用効果は顕著となる。なお、この酸化アルミニウム層がＺｒを含む場合は、Ｚｒ含有被覆層となる。
【００５３】
また、酸化アルミニウム層が表面被覆切削工具の表面に露出していてもよいし、酸化アルミニウム層が表面被覆切削工具の刃先稜線部においてのみ露出していてもよい。また「主体として含む」とは、酸化アルミニウム層に酸化アルミニウムを少なくとも２０質量％含有し、かつ酸化アルミニウム以外の成分が単一成分で酸化アルミニウムの含有量を超える量を含まないことをいう。
【００５４】
また、このような酸化アルミニウム層の厚みは、０．０１〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１５μｍであり、さらに好ましくは、０．２〜１２μｍである。酸化アルミニウム層の厚みが０．０１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、酸化アルミニウム層の厚みが２０μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。
【００５５】
＜チタン化合物層＞
被膜を構成する被覆層の少なくとも１層である「チタン化合物層」は、被膜に少なくとも１層以上含まれる被覆層であって、チタン化合物を主体として含む層である。このチタン化合物層は、汎用切削に用いるときの耐摩耗性を向上させるために設ける層であり、ＭＴ−ＣＶＤ（Medium  Temperature  Chemical  Vapor  Deposition）法で形成されることが好ましく、チタン化合物にはＴｉＣＮを用いることが好ましい。なお、このチタン化合物層がＺｒを含む場合は、Ｚｒ含有被覆層となる。
【００５６】
また「主体として含む」とは、チタン化合物層に、チタン化合物を少なくとも２０質量％含有し、かつチタン化合物以外の成分が単一成分でチタン化合物の含有量を超える量を含まないことをいう。ここで、チタン化合物層に含まれるチタン化合物の含有量とは、単一種類のチタン化合物の含有量で２０質量％以上のチタン化合物を含んでいてもよいし、複数種類のチタン化合物の含有量の合計で２０質量％以上のチタン化合物を含んでいてもよい。
【００５７】
また、このようなチタン化合物層の厚みは、０．０１〜２５μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１８μｍであり、さらに好ましくは、０．２〜１５μｍである。チタン化合物層の厚みが０．０１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、チタン化合物層の厚みが２５μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。
【００５８】
＜硬質化合物層＞
本発明の表面被覆切削工具１０１の被膜は、上記Ｚｒ含有被覆層以外に、少なくとも１層の硬質化合物層を含んでいてもよい。この硬質化合物層は、周期律表のＩＶａ族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等）、Ｖａ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層であることが好ましい。また、耐摩耗性等の諸特性を向上させつつ基材との密着性の低下を防止する観点から、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、チタンとからなる化合物を主体として含む層であることがさらに好ましい。
【００５９】
また、２以上の硬質化合物層を含む場合、１の硬質化合物層を構成する化合物と、他の硬質化合物層を構成する化合物とが異なることが好ましい。なお、その硬質化合物層のうちの一層の厚みは、１〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００６０】
また「主体として含む」とは、硬質化合物層に、周期律表のＩＶａ族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等）、Ｖａ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を少なくとも２０質量％含有し、かつこの化合物以外の成分が単一成分でこの化合物の含有量を超える量を含まないことをいう。
【００６１】
なお、このような硬質化合物層を構成する化合物としては、たとえば、ＴｉＡｌ、ＴｉＳｉ、ＡｌＣｒ、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢＮ、ＴｉＣＢＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＡｌＮ、ＡｌＣＮ、ＡｌＣｒＣＮ、ＡｌＯＮ、ＣｒＮ、ＣｒＣＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、Ｔｉ2Ｏ3、ＴｉＡｌＯＮ、ＺｒＮ、ＺｒＣＮ、ＡｌＺｒＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＳｉＮ、ＴｉＡｌＣｒＳｉＮ、ＡｌＣｒＮ、ＡｌＣｒＳｉＮ、ＴｉＺｒＮ、ＴｉＡｌＭｏＮ、ＴｉＡｌＮｂＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＣｒＴａＮ、ＡｌＴｉＶＮ、ＴｉＢ2、ＴｉＣｒＨｆＮ、ＣｒＳｉＷＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＺｒＯＮ、ＡｌＣｒＣＮ、ＡｌＨｆＮ、ＣｒＳｉＢＯＮ、ＴｉＡｌＷＮ、ＡｌＣｒＭｏＣＮ、ＴｉＡｌＢＮ、ＴｉＡｌＣｒＳｉＢＣＮＯ等を挙げることができる。
【００６２】
とりわけ、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素と、チタンとからなる化合物としては、ＴｉＮ、ＴｉＢＮ、ＴｉＯＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＣＢＮ等を挙げることができる。
【００６３】
なお、上記の化学式において、各元素の原子比が特に記載されていないものは必ずしも等比となるものではなく、従来公知の原子比が全て含まれるものとする。たとえば単にＴｉＮと記す場合、ＴｉとＮとの原子比は１：１が含まれる他、２：１、１：０．９５、１：０．９等が含まれる（特に断りのない限り、以下において同じ）。
【００６４】
なお、この硬質化合物層を２層以上含む場合は、これらの化合物からなる層を２ｎｍ〜５μｍの厚みで積層してもよい。そして、特に炭素、窒素、酸素、および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、チタンとからなる化合物によって構成される２種以上の層が、各層の厚みを１〜１００ｎｍの厚みとして周期的に積層される超多層を１以上含むことが好ましい。このように上記各層を周期的に積層させることにより、耐酸化性および耐熱性がさらに向上し極めて優れた耐摩耗性が示される。
【００６５】
ここで、周期的に積層させるとは、たとえば２種の層を上下交互に積層させるなど、一定の周期性をもって積層させることをいう。なお、各層の厚みが１ｎｍ未満となる場合や１００ｎｍを超える場合には積層による耐摩耗性の向上効果が示されない場合があるが、その場合であってもこれらの元素や化合物によってもたらされる固有の耐摩耗性の向上効果は示される。各層の厚みはより好ましくは４〜６０ｎｍである。
【００６６】
また、このような硬質化合物層は、０．３〜１０μｍの厚み（超多層で形成される場合はその全体の厚み）を有することが好ましく、より好ましくは０．５〜７μｍであり、さらに好ましくは１〜５μｍである。その厚みが０．３μｍ未満の場合には、十分な耐摩耗性が示されなくなるとともに十分な靭性を示さなくなる場合があり、１０μｍを超えると耐欠損性が低下することがあるため好ましくない。
【００６７】
＜被膜の応力＞
本発明の被膜を構成する被覆層の少なくとも１層には、圧縮残留応力のある層または応力のない層のうちのいずれか一方または両方を含んでいてもよい。この圧縮残留応力のある層または応力のない層のいずれか一方または両方を含むことによって、表面被覆切削工具を長時間使用した場合の疲労寿命による切れ刃部の欠損を効果的に防止することができる。上述した酸化アルミニウム層がこの圧縮残留応力のある層または応力のない層を兼ねていてもよい。
【００６８】
＜基材の組成＞
本発明の表面被覆切削工具の基材に用いられる組成としては、このような切削工具の基材として知られる従来公知の組成物を特に限定なく用いることができる。たとえば、超硬合金（たとえば、ＷＣ基超硬合金、ＷＣのほか、Ｃｏを含み、あるいはさらにＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の炭窒化物等を添加したものも含む）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ等を主成分とするもの）、高速度鋼、セラミックス（炭化チタン、炭化硅素、窒化硅素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムおよびこれらの混合体等）、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体等からなる群から選択された少なくとも１種を用いることができる。
【００６９】
このような基材として超硬合金を使用する場合、そのような超硬合金は、組織中に遊離炭素やη相と呼ばれる異常相を含んでいても本発明の効果は示される。また、本発明の基材は、必要に応じてさらに砥石、ブラシ等で加工することにより所定の形状や寸法精度に整えられていてもよいし、基材上に脱β層が設けられていてもよい。
【００７０】
＜用途＞
本発明の表面被覆切削工具は、この種のチップにより切削が可能なあらゆる種類の被削材に対して用いることができ、またその用途もドリル、エンドミル、ドリル加工用刃先交換型チップ、エンドミル加工用刃先交換型チップ、フライス加工用刃先交換型チップ、旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップまたはクランクシャフトのピンミーリング加工用刃先交換型チップ等の極めて広範囲の用途に用いることができる。
【００７１】
＜製造方法＞
本発明の表面被覆切削工具は、化学蒸着法（ＣＶＤ：Chemical  Vapor  Deposition）や物理蒸着法（ＰＶＤ：Physical  Vapor  Deposition）により、その基材上に各種の被覆層を形成することができるが、これらの方法に限定されるものではなく、このような被覆層を形成することができる方法であればいかなる方法をも採用することができ、いかなる方法でも本発明の上記効果は発揮される。
【００７２】
ここで、本発明の各種の被覆層をＣＶＤ法によって形成する場合、基材の表面の一部または全部に反応ガスを蒸着させることによって被覆層を形成する。この反応ガスに用いられるガスは、単独成分のガスであってもよいが、２種以上の成分を有する混合ガスであることが好ましい。
【００７３】
本発明に用いられる反応ガスとしては、ハロゲン化鉱物ガス、非金属元素の単体ガス等のように、従来公知の反応ガスを用いることができ、たとえば、ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、ＢＣｌ3、ＨＣｌ、ＡｌＣｌ3、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ3ＣＮ、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ等からなる群から選択された少なくとも１種を用いられるが、これらの反応ガスに限られるものではなく、これらと同等の一般的な反応ガスを用いることができる。また、この反応ガスを基材に蒸着する際に必要な条件としては、たとえば、温度や圧力等が挙げられ、温度に関していえば７００〜１３００℃の範囲に設定することがあり、圧力に関していえば３〜１００ｋＰａの範囲に設定することがある。
【００７４】
本発明の表面被覆切削工具の被膜に含まれる被覆層は、物理蒸着法（ＰＶＤ：Physical  Vapor  Deposition）により形成することもできる。このような物理蒸着法としては、たとえばバランストマグネトロンスパッタリング法、アンバランストマグネトロンスパッタリング法、アークイオンプレーティング法、これらを各組み合せた方法等を挙げることができる。
【００７５】
本発明の表面被覆切削工具は、たとえば次のようなＣＶＤ法によって製造される。すなわち、図２に示されるように基材１３０をセットした基材セット用治具１３１を準備し、この基材１３０と基材セット用治具１３１を、図３に示されるように反応容器１３４内に入れて、反応容器内の温度を高温ヒータ１３３によって８４０℃〜１０２０℃の範囲に設定し、さらに反応容器内の圧力を６〜６０ｋＰａに設定して、原料ガス投入口１３６より反応容器１３４内に原料ガスを投入する。そして、この原料ガス投入口１３６より投入された原料ガスは、反応管１３８内を通って、反応管１３８のノズル穴１３５から放出され、一部の原料ガスは基材１３０の表面に付着し、基材１３０上に被覆層が形成され、基材１３０に被覆層として付着しなかった残りのガスは、排気口１３７を通って放出される。
【００７６】
この方法による被覆層の形成においては、図４に示されるように基材１３０とノズル間中央高さ１３９との距離であるノズル間距離１４０が被覆層に含まれる原料の分布と関係する。すなわち、基材１３０とノズル間中央高さ１３９とのノズル間距離１４０が短いほど原料ガスが基材１３０に蒸着しやすく、基材１３０とノズル間中央高さ１３９との距離が長いほど原料ガスが基材１３０に蒸着しにくい。したがって、原料ガスにＺｒを含む場合において、ノズル間距離１４０を適切に調節することは、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の分布を決める上で極めて重要である。
【００７７】
また、上記のノズル間距離を調節する方法以外に、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の分布を調節する方法としては、たとえば、基材１３０の第２すくい面と基材セット用治具１３１との距離を調節する方法、基材セット用治具１３１とノズル間中央高さ１３９との距離を調節する方法、反応容器１３４へのガスの導入の仕方を調節する方法、触媒ガスの使用量を調節する方法およびこれらの方法を組み合わせた方法等が挙げられる。ここで、「触媒ガス」にはたとえばＨ2Ｓを用いることができる。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７９】
＜実施例１＞
まず、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＴｉＣ粉末、Ｃｏ粉末およびＷＣ粉末を混合した混合粉末（ＴａＣ粉末の質量：ＮｂＣ粉末の質量：ＴｉＣ粉末の質量：Ｃｏ粉末の質量：ＷＣ粉末の質量＝０．８：０．４：２．０：９．０：８７．８）を真空中、１４５０℃の温度で１時間焼結した焼結体を作製した。
【００８０】
次に、その焼結体のそれぞれについて２３μｍの厚さの脱β層が形成されるように処理し、次に刃先処理としてＳｉＣブラシですくい面から見て０．０６ｍｍのホーニングを行ない、住友電工ハードメタル（株）社製のＣＮＭＧ１２０４０８ＥＧＵと同一形状の超合金製の基材を作製した。こうして得られた基材１３０を、図２に示すように基材セット用治具１３１上に、基材セット用治具１３１の表面と基材１３０の第２すくい面とが接し、第１すくい面が上面となるように設置した。
【００８１】
次いで図３に示されるように、基材セット用治具１３１をＣＶＤ装置１３２にセットした上で、ＣＶＤ装置１３２の反応容器１３４の条件を以下の表１に示される温度（℃）および圧力（ｋＰａ）に設定して、表１に示される原料ガス組成の原料ガスを原料ガス投入口１３６より投入することによって、基材１３０の表面上にＴｉＮ層（下）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊）、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊＊）およびＴｉＮ層を表２に示す膜厚のとおりに順次積層して被覆層を形成し、実施例１の表面被覆切削工具を作製した。なお、表２に示す各層の層厚の単位はμｍであり、「−」の記号は、該当欄の層が被覆層に形成されていないことを意味する。
【００８２】
なお、表１において、ＭＴ−ＴｉＣＮ層とは、ＭＴ−ＣＶＤ法で形成されたＴｉＣＮ層のことであり、「ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）」、「ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊＊）」、「α−Ａｌ2Ｏ3層（＊）」および「α−Ａｌ2Ｏ3層（＊＊）」のように、被覆層の名称の後に（＊）または（＊＊）を付して示している被覆層は、原料ガスの一部にＺｒを含有することを示しており、Ｚｒ含有被覆層である。なお、（＊＊）を付した被覆層は、（＊）を付した被覆層のＺｒ含有量の２倍のＺｒを含有している。また、「ＴｉＮ層（下）」のように表される被覆層は、被膜に含まれる複数のＴｉＮ層のうち、基材１３０の一部もしくは全部が接しているＴｉＮ層である。
【００８３】
【表１】
2010082741.tif 000003
【００８４】
ここで、表２に示されるノズル間距離（ｍｍ）とは、図４に示されるように、反応管１３８のノズル間中央高さ１３９と基材１３０の第１すくい面との距離のことである。このノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第１すくい面の高さよりも高い場合のノズル間距離１４０を正の数で表し、ノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第１すくい面の高さよりも低い場合のノズル間距離１４０を負の数で表している。
【００８５】
実施例１においては表２に示されるように、ノズル間距離１４０が−５ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１とし、ノズル間距離１４０が−３ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０２とし、ノズル間距離１４０が０ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０３とし、ノズル間距離１４０が３ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０４とした。
【００８６】
【表２】
2010082741.tif 000004
【００８７】
このようにして得られた表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４は、図５に示すように、上面のすくい面を第１すくい面２０２とし、第１すくい面２０２と異なる１のすくい面を第２すくい面（図示せず）とし、それ以外の表面である側面を逃げ面２０３とするネガティブチップであった。この表面被覆切削工具２０１は、第１すくい面２０２の第１対角線２０５ａの両端に挟角（隣り合う２本の刃先稜線２０６ａおよび刃先稜線２０６ｂが為す角度）が８０°である切れ刃部２０７ａおよび切れ刃部２０７ｂを有し、さらにその第２すくい面（図示せず）の第２対角線（図示せず）の両端に挟角が８０°である切れ刃部２０７ｃおよび切れ刃部２０７ｄを有していた。
【００８８】
＜断続切削試験＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４を以下の条件による断続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量（ＶB）、欠損数および欠損率を測定し、その結果を以下の表３に示した。
【００８９】
ここで、逃げ面摩耗量（ＶB）は、表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４を各々１０個ずつ用意し、表面被覆切削工具の１個につき切れ刃部２０７ａ、切れ刃部２０７ｂ、切れ刃部２０７ｃおよび切れ刃部２０７ｄの４の切れ刃部ずつを計１０個の断続切削試験を行ない、計４０切れ刃部の断続切削試験を行なった。断続切削試験を行なった切れ刃部のうち、欠損しなかった切れ刃部の逃げ面摩耗量を平均して逃げ面摩耗量（ＶB）の平均値を求めた。この逃げ面摩耗量（ＶB）は、数値が小さいほど、耐摩耗性に優れていることを示している。
【００９０】
また、欠損数は、断続切削試験の終了時において全４０切れ刃部のうちの欠損した切れ刃部の個数を指し、欠損率は、断続切削試験をした４０の切れ刃部に対する欠損した切れ刃部の個数の割合を百分率で表した値であり、いずれも数値が小さいほど耐欠損性に優れていることを示している。
【００９１】
（断続切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４１５、直径２５０ｍｍの１本溝が入っている丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．０ｍｍ
切削時間：７分
切削油：水溶性油
＜Ｚｒ含有量の測定＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４の各々について、隣り合う刃先稜線２０６ａと刃先稜線２０６ｂとのなす挟角の二等分線を含む面で各切れ刃部を切断し、その切断面の被膜の部分を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron  Probe  MicroAnalyser）によりスポットサイズ２μｍの範囲で１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とした。
【００９２】
このようにして求めた切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）と、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）と、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）とを得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表３に示した。
【００９３】
【表３】
2010082741.tif 000005
【００９４】
表３より明らかな通り、本発明の実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．９１６質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．９２１質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．９１１質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．００５であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
【００９５】
また、本発明の実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０２の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．９０７質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．９１６質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８９８質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．００９であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
【００９６】
また、本発明の実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０３の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．８８７質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．９１１質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８６２質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．０２６であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
【００９７】
これに対して、比較例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０４の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．９１１質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．９９７質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８２４質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．０９１であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４を超えており、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
【００９８】
また、断続切削試験において、実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１およびＮｏ．１０２は、いずれの切れ刃部においても折損することがなかったが、表面被覆切削工具Ｎｏ．１０３は、断続切削試験開始後３分から６分の間に１の切れ刃部が折損した。一方、比較例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０４は、断続切削試験開始後３分以内に１５の切れ刃部が折損し、断続切削試験開始後３分から６分の間に５の切れ刃部が折損した。
【００９９】
以上のことから、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たさない表面被覆切削工具は、断続切削試験を行なった場合に、多数の切れ刃部に欠損が生じたことから、切れ刃部ごとによって工具寿命が異なり、欠損を起こしやすい切れ刃部を有する表面被覆切削工具である。しかも、この表面被覆切削工具は欠損が生じなかった切れ刃部の逃げ面摩耗量は大きくなっている。一方、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たす表面被覆切削工具は、断続切削試験を行なったところ、ほとんどの切れ刃部において欠損が生じなかったことから、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具であるといえる。しかも、欠損が生じなかった切れ刃部の逃げ面摩耗量も小さいため、より長期間使用することができる。
【０１００】
＜実施例２＞
実施例１で製造された基材１３０を用いて、実施例１と同様の方法で、基材１３０の表面上に被覆層を形成した。実施例２においては、ＴｉＮ層（下）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊＊）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層、ＴｉＢＮ層、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊）、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊＊）、κ−Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＣＮ層およびＴｉＮ層より選択された少なくとも４層の被覆層を表４に示す膜厚のとおりに順次積層して被覆層を形成した。なお、表４に示す各層の層厚の単位はμｍであり、「−」の記号は、該当欄の層が被覆層に形成されていないことを意味する。
【０１０１】
【表４】
2010082741.tif 000006
【０１０２】
ここで、表４に示されるノズル間距離は実施例１と同様の方法によって決められ、ノズル間距離１４０が−２ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１、Ｎｏ．２０２およびＮｏ．２０３とし、ノズル間距離１４０が４ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．２０４、Ｎｏ．２０５およびＮｏ．２０６とした。
【０１０３】
＜断続切削試験＞
上記のようにして製造された表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１〜２０６の各々１０個を用意し、以下の条件による断続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量（ＶB）、欠損数および欠損率を測定し、実施例１と同様の方法で逃げ面摩耗量（ＶB）、欠損数および欠損率を求め、その結果を以下の表５に示した。
【０１０４】
（断続切削試験の条件）
被削材：Ｓ４５Ｃ、直径２５０ｍｍの１本溝が入っている丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：３２０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３２ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．０ｍｍ
切削時間：６分
切削油：水溶性油
＜Ｚｒ含有量の測定＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１およびＮｏ．２０４について、隣り合う刃先稜線２０６ａと２０６ｂとのなす挟角の二等分線を含む面で各切れ刃部を切断し、その切断面の被膜の部分を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron  Probe  MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍの範囲で１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とした。
【０１０５】
このようにして求めた切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）と、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）と、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）とを得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表５に示した。
【０１０６】
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．２０２およびＮｏ．２０５については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron  Probe  MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０点測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量とした。
【０１０７】
このようにして求めた切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）の値を得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表５に示した。
【０１０８】
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．２０３およびＮｏ．２０６については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にα−アルミナ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron  Probe  MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０点測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量とした。
【０１０９】
このようにして求めた切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）および第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）の値を得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表５に示した。
【０１１０】
【表５】
2010082741.tif 000007
【０１１１】
表５より明らかな通り、本発明の実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．８３７質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．８５５質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８１８質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．０２０であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
【０１１２】
また、本発明の実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０２の全ての切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．７６２質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．７７８質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．７４６質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．０１８であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
【０１１３】
また、本発明の実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０３の全ての切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．５０７質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．５１６質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．４９８質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．０３６であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
【０１１４】
これに対して、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０４の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．８４５質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、２．０７２質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．６１８質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．２４６であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４を超えており、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
【０１１５】
また、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０５の全ての切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．７４１質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．９６９質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．５１２質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．２６３であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４を超えており、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
【０１１６】
また、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０６の全ての切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．５０８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．５３４質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．４８２質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される｜Ｙ1−Ｙ2｜／Ｙaveの値は、０．１０２であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４を超えており、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
【０１１７】
断続切削試験において、実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１およびＮｏ．２０２は、いずれの切れ刃部においても折損することがなかったが、表面被覆切削工具Ｎｏ．２０３は、断続切削試験開始後３分から４分の間に２の切れ刃部が折損した。また、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０４は、断続切削試験開始後２分以内に７の切れ刃部が折損し、断続切削試験開始後３分から４分の間に６の切れ刃部が折損した。また、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０５は、断続切削試験開始後２分以内に１４の切れ刃部が折損し、断続切削試験開始後３分から４分の間に４の切れ刃部が折損した。また、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０６は、断続切削試験開始後２分以内に１８の切れ刃部が折損し、断続切削試験開始後２分から３分の間に４の切れ刃部が折損した。
【０１１８】
以上のことから、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たす表面被覆切削工具は、断続切削試験を行なってもほとんどの切れ刃部において欠損が生じなかったことから、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具であるといえる。しかも、欠損が生じなかった切れ刃部の逃げ面摩耗量も小さいため、より長期間使用することができる。また、被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果を得られることがわかり、被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果を得られることがわかった。
【０１１９】
＜実施例３＞
まず、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＺｒＣＮ粉末、Ｃｏ粉末およびＷＣ粉末を混合した混合粉末（ＴａＣ粉末の質量：ＮｂＣ粉末の質量：ＺｒＣＮ粉末の質量：Ｃｏ粉末の質量：ＷＣ粉末の質量＝０．４：１．２：０．４：１１．０：８７．０）を真空中、１４５０℃の温度で１時間焼結した焼結体を作製した。 
【０１２０】
次に、その焼結体のそれぞれについて１５μｍの厚さの脱β層が形成されるように処理し、つづいて刃先処理としてＳｉＣブラシですくい面から見て０．０６ｍｍのホーニングを行ない、住友電工ハードメタル（株）社製のＣＮＭＧ１２０４０８ＥＵＸと同一形状の超合金製の基材を作製した。こうして得られた基材１３０を、図６に示すように基材１３０の第２共有稜２０４ｂをセット用治具１３１にある孔にはめこみ、基材１３０の第１共有稜２０４ａが上に向くように設置した。
【０１２１】
次いで図７に示されるように、基材セット用治具１３１をＣＶＤ装置１３２にセットした上で、ＣＶＤ装置１３２の反応容器１３４の条件を表１に示される温度（℃）および圧力（ｋＰａ）に設定した。そして、表１に示される原料ガス組成の原料ガスを原料ガス投入口１３６より投入することにより、基材１３０の表面上にＴｉＮ層（下）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層、ＴｉＢＮ層、ＴｉＢＮＯ層、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊）、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊＊）、κ−Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＣＮ層およびＴｉＮ層より選択された少なくとも４層の被覆層を表６に示す膜厚のとおりに順次積層して被覆層を形成した。なお、表６に示す各層の層厚の単位はμｍであり、「−」の記号は、該当欄の層が被覆層に形成されていないことを意味する。
【０１２２】
【表６】
2010082741.tif 000008
【０１２３】
表６に示されるノズル間距離（ｍｍ）とは、図８に示されるように、反応管１３８のノズル間中央高さ１３９と基材１３０の第１共有稜との距離のことである。このノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第一共有稜よりも高い場合のノズル間距離１４１を正の数とし、ノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第一共有稜の高さよりも低い場合のノズル間距離１４１を負の数としている。
【０１２４】
実施例３においては表６に示されるように、ノズル間距離１４１が−５ｍｍで焼結されて得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１、Ｎｏ．３０２およびＮｏ．３０３とし、ノズル間距離１４１が４ｍｍで焼結されて得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．３０４、Ｎｏ．３０５およびＮｏ．３０６とした。
【０１２５】
＜断続切削試験＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１〜３０６の各々１０個ずつを用意し、以下の条件による断続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量（ＶB）、欠損数および欠損率を測定し、実施例１と同様の方法で逃げ面摩耗量（ＶB）、欠損数および欠損率を求め、その結果を以下の表７に示した。
【０１２６】
（断続切削試験の条件）
被削材：ＳＣｒ４２０Ｈ、直径２５０ｍｍの１本溝が入っている丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３４ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．０ｍｍ
切削時間：５分
切削油：水溶性油
＜Ｚｒ含有量の測定＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１およびＮｏ．３０４について、隣り合う刃先稜線２０６ａと刃先稜線２０６ｂとのなす挟角の二等分線を含む面で各切れ刃部を切断し、その切断面の被膜の部分を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron  Probe  MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍの範囲で１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とした。
【０１２７】
このようにして求めた切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚave（質量％）と、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1（質量％）と、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2（質量％）とを得、これらの値Ｚave、Ｚ1およびＺ2を表７に示した。
【０１２８】
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．３０２およびＮｏ．３０５については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron  Probe  MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０点測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量とした。
【０１２９】
このようにして求めた切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚave（質量％）と、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1（質量％）と、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2（質量％）とを得、これらの値Ｚave、Ｚ1およびＺ2を表７に示した。
【０１３０】
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．３０３およびＮｏ．３０６については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にα−アルミナ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron  Probe  MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０点測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量とした。
【０１３１】
このようにして求めた切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚave（質量％）と、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1（質量％）と、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2（質量％）とを得、これらの値Ｚave、Ｚ1およびＺ2を表７に示した。
【０１３２】
【表７】
2010082741.tif 000009
【０１３３】
表７より明らかな通り、本発明の実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚaveは、０．９１２質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．９２８質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．８９５質量％であることから、式（ＩＩＩ）に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．０３６であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たしていた。
【０１３４】
また、本発明の実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０２の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．９０９質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．９２３質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．８９５質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．０３１であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たしていた。
【０１３５】
また、本発明の実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０３の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．４２２質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．４２９質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．４１５質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．０３３であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たしていた。
【０１３６】
これに対して、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０４の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．９１１質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．９６９質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．８５２質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．１２９であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４を超えており、式（ＩＩＩ）の条件を満たさなかった。
【０１３７】
また、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０５の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．９０７質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．９５７質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．８５６質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．１１１であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４を超えており、式（ＩＩＩ）の条件を満たさなかった。
【０１３８】
また、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０６の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．４２３質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．４４７質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．３９９質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．１１３であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４を超えており、式（ＩＩＩ）の条件を満たさなかった。
【０１３９】
断続切削試験において、実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１およびＮｏ．３０２は、いずれの切れ刃部においても折損することがなかったが、実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０３は、断続切削試験開始後２分から３分の間に２の切れ刃部が折損した。一方、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０４は、断続切削試験開始後２分以内に５の切れ刃部が折損し、断続切削試験開始後２分から３分の間に７の切れ刃部が折損した。また、表面被覆切削工具Ｎｏ．３０５は、断続切削試験開始後２分以内に１２の切れ刃部が折損し、断続切削試験開始後３分から６分の間に４の切れ刃部が折損した。また、表面被覆切削工具Ｎｏ．３０６は、断続切削試験開始後２分以内に１９の切れ刃部が折損し、断続切削試験開始後２分から３分の間に４の切れ刃部が折損した。
【０１４０】
以上のことから、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が式（ＩＩＩ）の条件を満たす表面被覆切削工具は、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、断続切削試験を行なっても、ほとんどの切れ刃部において欠損が生じなかったことから、長期間の使用しても欠損を起こしにくい表面被覆切削工具であるといえる。しかも、欠損が生じなかった切れ刃部の逃げ面摩耗量も小さいため、より長期間使用することができる。また、被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量が式（ＩＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果を得られることがわかり、また被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量が式（ＩＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果を得られることがわかった。
【０１４１】
以上のように、本発明の実施例について説明を行なったが、上述の実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１４２】
今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明によれば、切れ刃部ごとの工具寿命のバラつきがより少なく、長期間の使用にも欠損を起こしにくい表面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】
【０１４４】
【図１】本発明の表面被覆切削工具の好ましい一例の模式的な斜視図である。
【図２】基材セット用治具の表面と基材の第２すくい面とを接するように設置した後の基材セット用治具を真上から見た模式図である。
【図３】基材セット用治具を設置した後のＣＶＤ装置の模式的な断面図である。
【図４】基材セット用治具と基材の第２すくい面とが接するように設置した場合の、ノズル間中央高さと基材との位置関係を示すＣＶＤ装置の拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例の表面被覆切削工具を示す模式的な斜視図である。
【図６】基材の共有稜を基材セット用治具の孔にはめこんだ基材セット用治具を真上から見た模式図である。
【図７】基材の共有稜を基材セット用治具の孔にはめこんだ基材セット用治具を設置した後のＣＶＤ装置を示す模式的な断面図である。
【図８】基材の共有稜を基材セット用治具の孔にはめこむように設置した場合の、ノズル間中央高さと基材との位置関係を示すＣＶＤ装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１０１，２０１  表面被覆切削工具、１０２ａ，２０２  第１すくい面、１０２ｂ  第２すくい面、１０３，２０３  逃げ面、１０４  共有稜、１０５ａ，２０５ａ  第１対角線、１０５ｂ  第２対角線、１０６，１０６ａ，１０６ｂ，２０６，２０６ａ，２０６ｂ  刃先稜線、１０７，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ  切れ刃部、１３０  基材、１３１  基材セット用治具、１３２  ＣＶＤ装置、１３３  高温ヒータ、１３４  反応容器、１３５  ノズル穴、１３６  原料ガス投入口、１３７  排気口、１３８  反応管、１３９  ノズル間中央高さ、１４０，１４１  ノズル間距離、２０４ａ  第１共有稜、２０４ｂ  第２共有稜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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