(57)【要約】【課題】耐摩耗性と耐欠損性との両方に優れた切削工具およびその製造方法を提供する。【解決手段】切削工具は、基体１と被覆層２とを備えている。基体１は、硬質化合物よりなる複数の硬質相と、硬質相同士を結合する結合相とを有している。被覆層２は、基体１の表面１ａに形成されたセラミックスからなっている。被覆層２は、基体１の表面１ａの法線に沿った断面において、幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅が５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である亀裂１１および１２を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質化合物よりなる複数の硬質相と、前記硬質相同士を結合する結合相とを有する基体と、
前記基体表面に形成されたセラミックスからなる被覆層とを備え、
前記被覆層は、前記被覆層表面の法線に沿った断面において、幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅が５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である亀裂を有する、切削工具。
【請求項２】
前記硬質相は、炭化タングステンと、ＩＶａ族、Ｖａ族、またはＶＩａ族の元素の炭化物、前記元素の窒化物、および前記元素の炭窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の物質とよりなる、請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記硬質相は炭化タングステンよりなる、請求項１に記載の切削工具。
【請求項４】
前記結合相は、鉄、コバルト、およびニッケルよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素よりなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項５】
前記被覆層は、ＩＶａ族、Ｖａ族、ＶＩａ族、アルミニウム、またはシリコンの元素の炭化物、前記元素の窒化物、前記元素の炭窒化物、前記元素の酸化物、前記元素の炭酸化物、前記元素の炭酸窒化物、前記元素のホウ窒化物、および前記元素のホウ炭窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の物質よりなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項６】
前記被覆層の引張応力が開放されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項７】
前記被覆層は３μｍ以上２０μｍ以下の厚みを有する、請求項１〜６のいずれかに記載の切削工具。
【請求項８】
前記被覆層は、イオンミリングによって研磨した後の前記断面において、幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅が５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である前記亀裂を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の切削工具の製造方法であって、
気相合成法によって８００℃以上１１００℃以下の温度で前記被覆層を成膜する工程を備える、切削工具の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の切削工具の製造方法であって、
チャンバ内で前記被覆層を成膜する工程と、
前記被覆層を成膜する工程の後で、前記チャンバ内を０．１ＭＰａの加圧雰囲気に保った状態で１０．０℃／ｍｉｎ以上１５．０℃／ｍｉｎ以下の速度で前記被覆層を冷却する工程とを備える、切削工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は切削工具およびその製造方法に関し、より特定的には、基体表面に形成されたセラミックスからなる被覆層の耐欠損性を高めることができる切削工具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般の鋼や鋳物の切削加工には、ＷＣ−Ｃｏ合金もしくはＷＣ−Ｃｏ合金にＴｉやＴａ、Ｎｂの炭窒化物を添加した合金からなる超硬合金が用いられてきた。しかし、切削工具の刃先は切削加工の際に８００℃以上の高温となるので、これらの超硬合金よりなる切削工具は、切削加工時に熱により塑性変形しやすかった。そして、その結果逃げ面摩耗が激しくなりやすかった。
【０００３】
そこで、高温での切削工具の切削特性を改善するために、上記超硬合金母材の表面に、周期律表のＩＶａ族金属の炭化物、窒化物、または炭窒化物（ＴｉＣ、ＴｉＮ、またはＴｉＣＮなど）、あるいはＡｌ2Ｏ3等といった硬質セラミックスの単一層、またはこれらの硬質セラミックスの複合層からなる被覆層を形成した被覆切削工具が使用されている。これらの被覆層の形成には、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法などの化学的蒸着法や、イオンプレーティング法やイオンスパッタリング法などの物理的蒸着法が用いられる。
【０００４】
これらの方法で形成された被覆層のうち、特に化学的蒸着法により形成した被覆層は、超硬合金母材との密着強度が非常に強く、耐摩耗性が非常に優れている。近年、切削の高速化および高能率化の要望から被覆層はますます厚くなる傾向にあるため、超硬合金母材と被覆層との密着強度は重要である。
【０００５】
しかし一方で、化学的蒸着法の際には、被覆層の温度が約１０００℃と高温となるため、被覆層形成後に室温まで冷却すると、超硬合金母材と被覆層との熱膨張係数の差により被覆層に引張応力が残留する。その結果、切削加工時に被覆層の表面を起点として亀裂が発生すると、引張応力により亀裂が伝播し、被覆層の脱落やチッピングが発生する。具体的には、超硬合金母材の熱膨張係数は約５.１×１０-6Ｋ-1程度であるのに対し、被覆層の熱膨張係数は、たとえばＴｉＮの場合約９．２×１０-6Ｋ-1であり、ＴｉＣの場合約７.６×１０-6Ｋ-1であり、Ａｌ2Ｏ3の場合約８．５×１０-6Ｋ-1である。現在一般に使用されている切削工具の被覆層の厚みが約数μｍから約１０数μｍの範囲であるのは、被覆層の厚みを厚くするほど耐摩耗性が向上するものの、上記の理由から厚い被覆層ほど耐欠損性が低下することが原因である。
【０００６】
そこで、被覆層の特性を改善するための様々な技術が提案されている。特開平７−２１６５４９号公報（特許文献１）には、Ａｌ2Ｏ3層成膜後の冷却時に発生するクラックを無くすことで、切削工具の切削寿命を向上する技術が記載されている。
【０００７】
また、特開２００５−２１２０４７号公報（特許文献２）には、基体表面に対して垂直に伸びた筋状組織を有する炭窒化チタン層を基体表面に形成することにより、チッピングや層剥離の発生を抑え、耐摩耗性および耐欠損性を高めることができることが記載されている。
【特許文献１】特開平７−２１６５４９号公報
【特許文献２】特開２００５−２１２０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１および２に開示された被覆層であっても、被覆層中には依然として引張り応力が残留しているため、高速加工および高能率加工で断続的に切削を行なう場合には、耐欠損性が依然として低いという問題があった。また、被覆層の摩耗に乱れが生じ、耐摩耗性が低下するという問題があった。これらの問題は、切削工具全般における問題であるが、フライス加工や溝付き材の旋削加工などの切削加工に用いられる切削工具において特に顕著な問題であった。上記の用途の切削工具では、断続的な荷重が負荷されることによって刃先の欠損が極めて起こりやすかった。
【０００９】
したがって、本発明は、耐摩耗性と耐欠損性との両方に優れた切削工具およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の切削工具は、基体と被覆層とを備えている。基体は、硬質化合物よりなる複数の硬質相と、硬質相同士を結合する結合相とを有している。被覆層は、基体表面に形成されたセラミックスからなっている。被覆層は亀裂を有している。この亀裂は、基体表面の法線に沿った断面において、幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅が５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である。
【００１１】
本発明の切削工具によれば、被覆層に所定の大きさの亀裂を予め強制的に発生させておくことで、被覆層中の引張応力を解放することができる。また、切削加工時に被覆層の表面を起点とした亀裂が新たに発生したとしても、元々存在する亀裂のアンカー効果によって、新たに発生した亀裂の伝搬が抑制される。その結果、被覆層によって耐摩耗性を向上しつつ、被覆層の脱落やチッピングを防ぐことができ、耐摩耗性と耐欠損性との両方に優れた切削工具を得ることができる。
【００１２】
本発明の切削工具によれば、亀裂の幅を５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることにより、亀裂によるアンカー効果を得ることができる。亀裂の幅が２００ｎｍを超えると、亀裂自体のアンカー効果が低減し、被覆層にチッピングが発生しやすくなる。また、亀裂の間隔を３０μｍ以上とすることにより、亀裂による耐摩耗性を低下することができ、亀裂の間隔を１００μｍ以下とすることにより、被覆層の引張応力を十分に開放することができる。さらに、亀裂の構成領域の幅を５．０以上１０．０μｍ以下とすることにより、亀裂によるアンカー効果を得ることができる。亀裂の構成領域の幅が１０．０μｍを超えると、切削加工時に新たに発生した亀裂が被覆層表面に対して平行に伝播してしまい、新たに発生した亀裂とともに被覆層の脱落やチッピングを引き起こすおそれがある。
【００１３】
本発明の切削工具において好ましくは、硬質相は、炭化タングステンと、ＩＶａ族、Ｖａ族、またはＶＩａ族の元素の炭化物、これらの元素の窒化物、およびこれらの元素の炭窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の物質とよりなっている。
【００１４】
本発明の切削工具において好ましくは、硬質相は炭化タングステンよりなっている。
これらの材料よりなる硬質相は、硬質であり、耐磨耗性に優れている。また、高温時の硬度低下も小さい。このため、切削工具の材料として適している。
【００１５】
本発明の切削工具において好ましくは、結合相は、鉄、コバルト、およびニッケルよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素よりなっている。
【００１６】
これらの材料は、金属炭化物よりなる硬質相同士の結合を強化する性質を有しているので、結合相として適している。
【００１７】
本発明の切削工具において好ましくは、被覆層は、ＩＶａ族、Ｖａ族、ＶＩａ族、アルミニウム、またはシリコンの元素の炭化物、上記元素の窒化物、上記元素の炭窒化物、上記元素の酸化物、上記元素の炭酸化物、上記元素の炭酸窒化物、上記元素のホウ窒化物、および上記元素のホウ炭窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の物質よりなっている。
【００１８】
これにより、基体表面が硬質セラミックス膜で構成されるため、耐摩耗性を向上することができる。
【００１９】
本発明の切削工具において好ましくは、被覆層の引張応力が開放されている。
これにより、切削加工時に発生する亀裂の伝搬が抑制され、耐摩耗性を向上することができる。
【００２０】
本発明の切削工具において好ましくは、被覆層は３μｍ以上２０μｍ以下の厚みを有する。
【００２１】
被覆層の厚みを３μｍ以上とすることにより、被覆層の耐摩耗性向上の効果を得ることができ、被覆層が厚いほど耐摩耗性は向上するが、被覆層の厚みを２０μｍ以下とすることにより、被覆層の耐欠損性を確保することができる。
【００２２】
本発明の切削工具において好ましくは、被覆層は、イオンミリングによって研磨した後の断面において、幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅が５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である亀裂を有している。
【００２３】
被覆層中の亀裂を観察する際には、イオンミリングによって断面を研磨することで、研磨時に被覆層に与えるダメージを低減させることができ、成膜時の亀裂をそのまま観察することができる。
【００２４】
本発明の切削工具の製造方法は、上記の切削工具の製造方法であって、好ましくは気相合成法によって８００℃以上１１００℃以下の温度で被覆層を成膜する。
【００２５】
８００℃以上で成膜することにより、被覆層を基体に容易に成膜することができ、１１００℃以下で成膜することにより、冷却時に被覆層に発生する引張応力を低減することができる。
【００２６】
本発明の切削工具の製造方法は、上記の切削工具の製造方法であって、好ましくはチャンバ内で被覆層を成膜する工程と、被覆層を成膜する工程の後で、チャンバ内を０．１ＭＰａの加圧雰囲気に保った状態で１０．０℃／ｍｉｎ以上１５．０℃／ｍｉｎ以下の速度で被覆層を冷却する工程とを備えている。
【００２７】
これにより、基体表面の法線に沿った断面において、幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅が５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である亀裂を被覆層に容易に発生させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の切削工具およびその製造方法によれば、耐摩耗性と耐欠損性との両方に優れた切削工具を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態における切削工具の構成を模式的に示す要部断面図である。なお、図１は被覆層表面の法線に沿った断面図である。図１を参照して、本実施の形態における切削工具（被覆切削工具）は、基体１と被覆層２とを備えている。被覆層２は基体１の表面１ａに形成されている。被覆層２は、蛇行した多数の亀裂１１および１２を有している。
【００３０】
基体１は、マトリックスとしての複数の硬質相と、硬質相同士を結合する結合相とを有している。基体１は、硬質の金属炭化物の粉末を焼結して作られる超硬合金であることが好ましい。
【００３１】
硬質相は硬質化合物よりなっており、たとえば炭化タングステンと、ＩＶａ族、Ｖａ族、またはＶＩａ族の元素の炭化物、これらの元素の窒化物、およびこれらの元素の炭窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の物質とよりなっている。具体的には、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣＮ、Ｃｒ3Ｃ2、ＺｒＣ、ＺｒＮ、またはＴｉＣＮなどが挙げられる。また、硬質相は上記の材料の代わりに、サーメットや、炭化タングステン単体などよりなっていてもよい。
【００３２】
結合相は、硬質相同士を結合する役割を果たすものであり、たとえば鉄系金属、言い換えれば鉄、コバルト、およびニッケルよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素よりなっている。硬質相がサーメットよりなっている場合、結合相はコバルト、ニッケル、またはコバルトとニッケルとの合金であることが特に好ましい。
【００３３】
被覆層２はセラミックス（硬質セラミックス）からなっており、たとえばＩＶａ族、Ｖａ族、ＶＩａ族、アルミニウム、またはシリコンの元素の炭化物、これらの元素の窒化物、これらの元素の炭窒化物、これらの元素の酸化物、これらの元素の炭酸化物、これらの元素の炭酸窒化物、これらの元素のホウ窒化物、およびこれらの元素のホウ炭窒化物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の物質よりなっている。具体的には、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、またはＡｌ2Ｏ3などが挙げられる。また被覆層２は単一層であってもよいし、複合層であってもよい。また、被覆層２は、たとえば３μｍ以上２０μｍ以下の厚みを有している。
【００３４】
本実施の形態においては、被覆層２は、表面２ａの法線に沿った断面において、幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅が５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である亀裂１１および１２を有している。このような亀裂を発生させることにより、被覆層の引張応力が開放される。
【００３５】
ここで、亀裂の幅は以下の方法で得られる。任意の亀裂１１に着目し、その厚み方向（図中縦方向）の長さｌを４等分し、ｌ／４の位置において基体１の表面１ａに平行にそれぞれ３本の仮想線２０ａ〜２０ｃを引く。次に、仮想線２０ａ〜２０ｃの各々と亀裂１１との交点において、亀裂１１の溝の幅Ｗ１ａ〜Ｗ１ｃの各々を測定し、幅Ｗ１ａ〜Ｗ１ｃの平均値Ｗ１を計算する。この平均値Ｗ１が１本の亀裂１１の幅とされる。同様にして５０本分の亀裂の各々の幅Ｗ１〜Ｗ５０を測定および計算し、５０本分の亀裂の幅Ｗ１〜Ｗ５０の平均値Ｗを計算する。この平均値Ｗが亀裂の幅とされる。
【００３６】
また、亀裂の間隔は、基体１の表面１ａに沿った（図中横方向）１．５ｍｍの範囲の領域に含まれる亀裂の本数を数え、その領域に存在する亀裂の本数で領域の幅（１．５ｍｍ）を割ることによって得られる。
【００３７】
さらに、亀裂の構成領域の幅は以下の方法で得られる。任意の亀裂１２に着目し、亀裂１２が伝搬している被覆層２の領域を特定する。そして、その領域における基体１の表面１ａに沿った幅Ｒ１を測定する。同様にして５０本分の亀裂の構成領域の各々における幅Ｒ１〜Ｒ５０を測定し、５０本分の亀裂の構成領域における幅Ｒ１〜Ｒ５０の平均値Ｒを計算する。この平均値Ｒが亀裂の構成領域の幅とされる。
【００３８】
被覆層２中の亀裂の観察方法は任意であるが、イオンミリングによって断面を研磨した後で観察することが好ましい。イオンミリングとは、断面にイオンビームを照射することで鏡面研磨する手法である。
【００３９】
続いて、本実施の形態における切削工具の製造方法について説明する。
始めに、硬質化合物よりなる複数の硬質相と、硬質相同士を結合する結合相とを有する基体１を準備する。続いて、基体１の表面１ａに被覆層２を形成する。被覆層２は、たとえばチャンバ内に基体１を配置し、ＣＶＤ法などの気相合成法を用いて、８００℃以上１１００℃以下の温度で基体１上に成膜される。特にＣＶＤ法により形成した被覆層２は、基体１との密着強度が非常に強い。その結果、被覆層２を厚くすることができ、耐摩耗性を向上することができる。また、ＣＶＤ法の代わりに、イオンプレーティング法やイオンスパッタリング法などの物理的蒸着法を用いてもよい。
【００４０】
次に、チャンバ内において被覆層２を冷却する。被覆層２は、たとえばチャンバ内を０．１ＭＰａの加圧雰囲気に保った状態で１０．０℃／ｍｉｎ以上１５．０℃／ｍｉｎ以下の速度で冷却される。特にＣＶＤ法などにより硬質セラミックスの被覆層２を形成した場合には、被覆層２に引張応力が生じることが知られている。上記の条件で被覆層２を冷却することにより、被覆層２に所望のサイズの亀裂を発生させることができ、被覆層２に生じる引張応力を開放することができる。
【００４１】
ここで、数μｍ〜１０数μｍの厚みの被覆層を成膜して、成膜後に冷却速度を上述の範囲に制御せず、自然冷却する場合には、冷却時に被覆層に発生する引張応力が被覆層の破断強度を越え、被覆層に平均１００〜４００μｍの間隔で亀裂が自然に発生する。これにより、引張応力の一部が解放される。しかし、この場合には被覆層に０.５〜１.０ＧＰａ程度の弾性歪みが残る。その結果、耐欠損性を向上することができない。被覆層中の残留応力は、たとえばｓｉｎ２Ψ法より測定可能である。
【００４２】
なお、上記の条件で被覆層２を冷却する以外の方法を用いても、被覆層２に所望の亀裂を発生させることができる。たとえばショットピーニングを用いて微粒子を被覆層２に衝突させる方法を用いてもよい。以上の方法により、本実施の形態における切削工具が得られる。
【００４３】
本実施の形態における切削工具は、基体１と被覆層２とを備えている。基体１は、硬質化合物よりなる複数の硬質相と、硬質相同士を結合する結合相とを有している。被覆層２は、基体１の表面１ａに形成されたセラミックスからなっている。被覆層２は、基体１の表面１ａの法線に沿った断面において、幅Ｗが５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、かつ間隔が３０μｍ以上１００μｍ以下であり、かつ構成領域の幅Ｒが５．０μｍ以上１０．０μｍ以下である亀裂１１および１２を有している。
【００４４】
本実施の形態における切削工具によれば、被覆層２に所定の大きさの亀裂１１および１２を予め強制的に発生させておくことで、被覆層２内の引張応力を解放することができる。また、切削加工時に被覆層２の表面２ａを起点とした亀裂が新たに発生したとしても、元々存在する亀裂１１および１２のアンカー効果によって、新たに発生した亀裂の伝搬が抑制される。その結果、被覆層２によって耐摩耗性を向上しつつ、被覆層２の脱落やチッピングを防ぐことができ、耐摩耗性と耐欠損性との両方に優れた切削工具を得ることができる。
【実施例１】
【００４５】
ＪＩＳ（Japanese  Industrial  Standard）に規定されるＪＩＳ  Ｂ  ４１２０（１９９８）ＣＮＭＧ１２０４０８の切削工具形状を有する超硬合金母材（基体）を用意した。超硬合金母材は、試料Ａ１〜Ａ４の各々について３個ずつ準備した。この母材は、８７．０ｗｔ％のＷＣと、７．０ｗｔ％のＣＯと、３．０ｗｔ％のＴｉＣと、３．０ｗｔ％のＮｂＣとよりなっている。そして、この母材の表面上に、ＣＶＤ法で７μｍの厚みを有するＭＴ（moderate  temperature）−ＴｉＣＮと、４μｍの厚みを有するＡｌ2Ｏ3とをこの順序に成膜することにより、被覆層を形成した。被覆層成膜後の冷却時には、５０リットル／ｍｉｎの速度で水素ガスをチャンバ内に送り込むことによってチャンバ内を０．１ＭＰａの加圧雰囲気にした上で、各試料において冷却速度をそれぞれ５．０℃／ｍｉｎ（試料Ａ１）、１０．０℃／ｍｉｎ（試料Ａ２）、１５．０℃／ｍｉｎ（試料Ａ３）、および２０．０℃／ｍｉｎ（試料Ａ４）に制御した。これにより、亀裂を被覆層に強制的に導入し、それにより被覆層の引張応力を解放した。こうして得られた３個ずつの試料Ａ１〜Ａ４のうち１個の試料Ａ１〜Ａ４を、被覆層表面の法線に沿った断面で切断し、イオンミリングによって鏡面研磨した。そして電子顕微鏡を用いてこの断面を観察し、亀裂の幅、亀裂の間隔、および亀裂の構成領域の幅を測定した。また、３個ずつの試料Ａ１〜Ａ４のうち別の１個を用いて耐摩耗性を評価した。さらに、また、３個ずつの試料Ａ１〜Ａ４のうち残りの１個を用いて耐チッピング性を評価した。耐摩耗性および耐チッピング性の評価方法をそれぞれ以下の表１および２に示し、耐摩耗性および耐チッピング性の評価結果を表３に示す。また、試料Ａ３の断面の顕微鏡写真を図２に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
【表２】
2010046757.tif 000004
【００４８】
【表３】
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【００４９】
図２および表１〜表３を参照して、本発明の切削工具である試料Ａ２およびＡ３は、試料Ａ１と同等の逃げ面摩耗量の結果が得られている一方で、試料Ａ１およびＡ４よりも衝撃時間が飛躍的に長くなっている。
【００５０】
本実施例の結果から、本発明の切削工具によれば、耐摩耗性と耐欠損性との両方に優れた切削工具を得ることができる。
【実施例２】
【００５１】
実施例１と同じ材料を準備し、ＣＶＤ法で７μｍの厚みを有するＭＴ−ＴｉＣＮと、４μｍの厚みを有するＡｌ2Ｏ3とをこの順序に成膜することにより、被覆層を形成した。被覆層成膜後の冷却時には、水素ガスをチャンバ内に送り込むことによって各試料においてチャンバ内の圧力をそれぞれ０（＜０．０５ＭＰａ、試料Ｂ１）、０．０５ＭＰａ（試料Ｂ２）、および０．１ＭＰａ（試料Ｂ３）に設定した上で、冷却速度を１５．０℃／ｍｉｎに制御した。これにより、亀裂を被覆層に強制的に導入し、それにより被覆層の引張応力を解放した。こうして得られた３個ずつの試料Ｂ１〜Ｂ３のうち１個の試料Ｂ１〜Ｂ３を用いて、実施例１と同様の方法で亀裂の幅、亀裂の間隔、および亀裂の構成領域の幅を測定した。また、３個ずつの試料Ｂ１〜Ｂ３のうち残りの２個を用いて、実施例１と同様の方法で耐摩耗性および耐チッピング性を評価した。耐摩耗性および耐チッピング性の評価結果を表４に示す。
【００５２】
【表４】
2010046757.tif 000006
【００５３】
表４を参照して、本発明の切削工具である試料Ｂ２およびＢ３は、試料Ｂ１と同等の逃げ面摩耗量の結果が得られている一方で、試料Ｂ１よりも衝撃時間が飛躍的に長くなっている。
【００５４】
試料Ｂ１では冷却時のチャンバ内圧力を０ＭＰａに設定したため、亀裂の構成領域の幅が狭い、すなわち直線に近い亀裂となったために被覆層の耐チッピング性が悪化している。これに対して、試料Ｂ２およびＢ３では、亀裂の構成領域が広い、すなわち蛇行した亀裂となったために、優れた逃げ面耐摩耗性を維持しつつ、耐チッピング性が大幅に向上している。
【００５５】
また、チャンバ内圧力を０．１ＭＰａにすることで蛇行した亀裂を形成することができる理由は、チャンバ内が加圧状態となっていることによって、被覆層に作用する外部からの圧力（チャンバ内の圧力）と、被覆層に残留する引張応力との合力が被覆層の表面に対して平行に作用するのではなく、斜め方向に作用するためであると推測される。
【００５６】
本実施例の結果から、本発明の切削工具によれば、耐摩耗性と耐欠損性との両方に優れた切削工具を得ることができる。
【００５７】
以上に開示された実施の形態および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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態および実施例ではなく、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修正や変形を含むものと意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の切削工具は、フライス加工や溝付き材の旋削加工などの、断続的な荷重が負荷される切削加工に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態における切削工具の構成を模式的に示す要部断面図である。
【図２】本発明の実施例１における試料Ａ３の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００６０】
１  基体、１ａ  基体表面、２  被覆層、２ａ  被覆層表面、１１，１２  亀裂、２０ａ〜２０ｃ  仮想線。
【図１】
2010046757.tif 000007
【図２】
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