(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼旋削加工用の被覆超硬合金切削工具インサートであって、基材と被膜とを備えており、前記基材は、
５．０ｗｔ％以上８．０ｗｔ％未満のＣｏと、
３．０〜８．０ｗｔ％のＴｉ、Ｔａ及びＮｂ金属の立方晶炭化物であって、
立方晶炭化物形成元素の添加量はＴｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）の比率が０．０５〜０．３である立方晶炭化物と、
０．０１〜０．２ｗｔ％のＮと、
残部のタングステン炭化物（ＷＣ）を含む化学組成を有する超硬合金であり、焼結ままの状態で１．５〜３．５μｍの粒径を有し且つγ相が枯渇しバインダ相が富む５〜３０μｍの深さを有する表面区域を有しており、
前記皮膜は、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であるＴｉＣｘＮｙＯｚの少なくとも二層からなる最内層系の第１部分と、
Ａｌ２Ｏ3とｘ＋ｙ＋ｚ≦１であるＴｉＣｘＮｙＯｚとの５層〜３１層の交互の層を有し、前記Ａｌ２Ｏ3層は各々＜０．６μｍの層厚みを有し、前記ＴｉＣｘＮｙＯｚ層は各々０．０１〜０．２μｍの層厚みを有し、合計厚みが１．０〜５．０μｍを有する多層系である第２部分とを有し、
且つ、前記多層系が切刃ラインに沿いかつすくい面と逃げ面に向かって露出され、すくい面（ａ）上の露出部が０．０３ｍｍより大きく０．９ｍｍ未満であり、かつ逃げ面（ｂ）上の露出部が０．０２ｍｍより大きく０．２ｍｍ未満であり、かつａ＞ｂである、ことを特徴とするステンレス鋼旋削加工用の被覆超硬合金切削工具インサート。
【請求項２】
前記基材は、
５．０ｗｔ％以上７．０ｗｔ％未満のＣｏと、
４．０〜７．０ｗｔ％のＴｉ、Ｔａ及びＮｂ金属の立方晶炭化物と、
ただし、立方晶炭化物形成元素の添加量はＴｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）の比率が０．１〜０．２５であり、
０．０１〜０．２ｗｔ％のＮと、
残部のタングステン炭化物（ＷＣ）を含む化学組成を有する超硬合金であり、焼結ままの状態で２．０〜３．０μｍの粒径を有し且つγ相が枯渇しバインダ相が富む５〜２５μｍの深さを有する表面区域を有することを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項３】
前記第２部分の多層系は、前記Ａｌ２Ｏ3がκ−Ａｌ２Ｏ3で、前記ＴｉＣｘＮｙＯｚがＴｉＮであり、該κ−Ａｌ２Ｏ3と該ＴｉＮとの１１〜１５の交互の層を有し、κ−Ａｌ２Ｏ3層は個々の厚み０．２〜０．５μｍを有し、ＴｉＮ層は個々の厚さが０．０２〜０．１５μｍであって、合計厚みが１．５〜４．０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項４】
前記被膜の最内層系は、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ合計厚みが１．５μm未満であり０．１μmを超えるＴｉＣｘＮｙＯｚの第１の層と、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、且つ０．４〜４．９μｍの厚みで、柱状粒を有するＴｉＣｘＮｙＯｚの第２の層を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項５】
前記被膜の最内層系は、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、かつ、ｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であるＴｉＣｘＮｙＯｚの第１の層と、
ｚ＝０、ｘ＞０．３及びｙ＞０．３であるＴｉＣｘＮｙＯｚの第２の層を有することを特徴とする請求項４に記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項６】
前記被膜の最内層系は、
ｙ＞０．８及びｚ＝０であるＴｉＣｘＮｙＯｚの第１の層を有することを特徴とする請求項４に記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項７】
前記被膜の最内層系は、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ合計厚みが１．５μｍ未満であり０．１μｍを超えるＴｉＣｘＮｙＯｚの第３の層を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項８】
前記被膜の最内層系は、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、かつ、ｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であるＴｉＣｘＮｙＯｚの第３の層を有することを特徴とする請求項７に記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項９】
前記被膜の最内層系は、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、かつ、ｙ＞０．８及びｚ＝０であるＴｉＣｘＮｙＯｚの第３の層を有することを特徴とする請求項７に記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項１０】
前記被膜の最内層系の合計厚みが、０．７〜５．５μｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項１１】
前記多層系の頂部上にＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）の１層以上の最外層系を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項１２】
前記多層系の頂部にＴｉＮ、ＴｉＣ及びＴｉＮの順で３層〜５層の最外層系を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項１３】
前記被膜の合計厚みが２．０〜９．０μｍであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項１４】
前記多層系及び部分的に前記ＴｉＣｘＮｙＯｚ最内層系が切刃ラインに沿って露出されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のステンレス鋼旋削加工用の切削工具インサート。
【請求項１５】
ステンレス鋼旋削加工用の被覆超硬合金切削工具インサートの製造方法であって、基材を準備する工程と基材を被覆する工程を有し、前記基材を準備する工程は、
５．０ｗｔ％以上８．０ｗｔ％未満のＣｏと、
３．０〜８．０ｗｔ％のＴｉ、Ｔａ及びＮｂ金属の立方晶炭化物であって、
立方晶炭化物形成元素の添加量はＴｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）の比率が０．０５〜０．３である立方晶炭化物と、
０．０１〜０．２ｗｔ％のＮと、
残部のタングステン炭化物（ＷＣ）を含む化学組成を有し、焼結ままの状態で１．５〜３．５μｍの粒径を有し、且つ少量の窒素の添加後に真空中焼結によって得られたγ相が枯渇しバインダ相が富み、５〜３０μｍの深さを有する表面区域を有する超硬合金を準備する工程であり、
前記基材を被覆する工程は、次の層、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、０．５μｍ未満の大きさの等軸粒と、１．５μｍ未満であり０．１μｍを超える合計厚みとを有し、既知の化学蒸着ＣＶＤ法を用いるＴｉＣｘＮｙＯｚの第１の最内層（Ａ）、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、且つ０．４〜４．９μｍの厚みと、柱状粒を有し、既知のＣＶＤ法を使用するＴｉＣｘＮｙＯｚの層（Ｂ）、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０．１μｍを超える合計厚みを有し、既知のＣＶＤ法を使用するＴｉＣｘＮｙＯｚの層（Ｃ）、但し、Ａ＋Ｂ＋Ｃ層の合計厚みは、０．７〜５．５μｍ、及び、
一連の多層系の最内層と最外層とがＡｌ２Ｏ3であり、Ａｌ２Ｏ3層とＴｉＣｘＮｙＯｚ層との双方を含む層の合計は、５層〜３１層であり、Ａｌ２Ｏ3層が０．６μｍ未満の個々の層厚を有し、ＴｉＣｘＮｙＯｚ層が０．０１〜０．２μｍの個々の層厚を有し、多層系の合計厚みが１．０〜５．０μｍを有し、Ａｌ２Ｏ3層の粒径がＡｌ２Ｏ3層の厚みに等しいか或いはそれ未満である、Ａｌ２Ｏ3とＴｉＣｘＮｙＯｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）との交互の複数の層からなり、既知のＣＶＤ法を使用する多層系（Ｄ）、で基材を被覆する工程であることを特徴とするステンレス鋼旋削加工用の被覆超硬合金切削工具インサートの製造方法。
【請求項１６】
一連のＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）の１層または数層から成り、合計厚みが２．０μｍ未満である最外層系（Ｅ）を既知のＣＶＤ法を使用して被覆し、これにより、層Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅの合計厚みを２．０〜９．０μｍとする工程、および、切り屑と加工物との接触するすくい面及び逃げ面上の範囲が処理されるように、ブラシがけ、吹き付け、研削作業またはそれらの組合わせによって切刃ラインに沿って多層を露出するために被膜を後処理する工程、を有することを特徴とする請求項１５に記載のステンレス鋼旋削加工用の被覆超硬合金切削工具インサートの製造方法。
【請求項１７】
前記多層系（Ｄ）の交互のＡｌ２Ｏ3層とＴｉＣｘＮｙＯｚ層が、κ-Ａｌ２Ｏ3層とＴｉＮ層であり、Ａｌ２Ｏ3層とＴｉＣｘＮｙＯｚ層の両方を含めた層数が１１層 〜１５層であることを特徴とする請求項１５〜１６のいずれか1つに記載のステンレス鋼旋削加工用の被覆超硬合金切削工具インサートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い耐摩耗性並びに切刃の大きな靭性挙動が必要とされる一般的な場合に、鋼を切削するための被覆超硬合金の金属切削工具に関する。この工具は、ステンレス鋼の旋削加工用に特に適切である。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金切削工具を種々鋼の機械加工に使用する場合、工具は、付着摩耗と化学的摩耗、切刃の削り取り及び破壊などのような種々の機構によって摩耗される。耐摩耗性の炭化物、窒化物、炭窒化物、及び種々の蒸着技術によって形成される酸化化合物の薄い表面層を通常有する被覆工具に対しては、この被膜が耐摩耗性を増加することに寄与する。また、これは、切削表面から下層の超硬合金物質への熱拡散の熱的バリヤーとしても振舞う。高切削力と組み合わされた切刃領域の高温度とが、影響をうけた基材の表面領域内にクリープ変形を増加させ、且つ切刃を塑性変形させる。
【０００３】
ステンレス鋼の切削は、特に困難な機械加工作業であると考えられるのは、上述の摩耗機構に加えて、付着摩耗及び塑性変形も顕著な因子となるからである。付着摩耗は、切削作業の際にステンレス鋼のような付着材料が切刃に連続的に付着し且つ切刃から材料を剥離するときに生じる。このために、ステンレス鋼を機械加工する際に、工具寿命が短くなることが度々起こる、さらに、オーステナイトいわゆる２相ステンレス鋼は、強い変形硬化を示し、この硬化が、例えば切屑と工具表面との間で高接着力を生じさせる。高切削速度でこのような加工物材料を切削する場合に、かなりの熱エネルギが切刃に伝播され、且つ高切削力と組み合わさって、工具の切刃は部分的に或いは全体的に塑性変形する。基材の表面領域の特性によって主に制御される切刃の変形は、大きな切削力となり、すなわち工具寿命を減少する。耐塑性変形の大きな要求は、切刃靭性の大きな要求とは違いが明確である。
【０００４】
切刃靭性は、工具と加工物との間の直接接触範囲の外側の機械的に誘起される切刃損傷に耐えるためにも必要である。このことは、インサートで使用できる切刃の個数を少なくし、すなわち工具の生産性を減少する。通常は切屑打撃及び切屑詰まりを意味するこの種の損傷は、インサートの使用中の切刃面において適切な微細形状(micro geometry)を選択することにより部分的又は全体的に回避することができるが、いくつかの場合には、この可能性は十分でない。
【０００５】
米国特許第５，７８６，０６９号は、ステンレス鋼鍛造品の旋削加工用に適切である被覆旋削加工用インサートを開示する。このインサートは、周期律表のＩＶｂ、Ｖｂ、及び／またはＶＩｂ族の２〜１０ｗｔ％立方晶炭化物（γ相）と、５〜１１ｗｔ％のコバルトバインダーと、残部タングステン炭化物（ＷＣ）と、を含有する超硬合金の基材を有する。この基材は、高タングステン合金化バインダ相を含み、且つ一つの実施例においては、焼結まま顕微鏡組織が、γ相がなくて１５〜３５μｍ深さのＣｏ豊富表面区域を示した。この被膜は、柱状粒のＴｉ（Ｃ、Ｎ、Ｏ）内層と、微細粒κＡｌ２Ｏ３頂部層とからなる。しかしながら、超硬合金の基材に関しては、バインダ相と、高濃度ピークのγ相によって特徴付けられる区域によって引き継がれる厚いγ相の枯渇した表面域と、高い公称含有量のバインダ層との組合せは、相対的な観点からみて全てが、組成変形に対する耐性に当てにならない。これらは、高切削速度でのオーステナイト２相ステンレス鋼の機械加工に対して、急激な磨耗と、短い工具寿命をもたらすだろう。
【０００６】
基材上に交互に積層された種々の材料の第１と第２の層からなる多層被膜は、第１の層の各々が第１の厚みを有し、且つ第２の層の各々が第２の厚みを有することが知られている。この二つの層は、異なる結晶組織及び/または少なくとも異なる格子間隔を有するべきである。一つの例は、Ａｌ２Ｏ３の成長が、短いＴｉＮ蒸着工程によって周期的に中断され、（Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＮ）ｎ多層構造に現れる場合であって、これは、第１２回ヨーロッパＣＶＤ会議の会議録の前頁８〜３４９頁を参照する。イギリス特許第２０４８９６０Ａ号は、異なる組成の硬質材料から成り０．０２〜０．１μｍの交互に層が重なる多層被膜を開示する。Bryant等の米国特許第４，９８４，９４０号には、６．１〜６．５ｗｔ％のコバルトの超硬合金基材からなる切削インサートが開示されていって、被膜は、多層化された被膜が後に続いているチタニウム炭窒化物の基層を含む。この被膜は、チタニウム窒化物のようなＩＶｂ族金属窒化物によって相互に区分けされ且つ接合された複数のアルミナ層からなる。
【０００７】
６〜８のアルミナ層を含む被膜を有する超硬合金基材が、米国特許第５，７００，５６９号にも請求されている。ヨーロッパ特許第１１０３６３５−Ａ号は、９．０〜１０．９ｗｔ％のコバルトを有する超硬合金基板と、中間温度ＣＶＤ（ＭＴＣＶＤ）で蒸着されたＴｉＣＮ層を含む被膜と、全体的に７〜４１層のαＡｌ２Ｏ３とＴｉＮまたはＴｉ（Ｃ，Ｎ）を含む多層と、から成る切削工具を開示する。
【０００８】
と問えば、工具と加工物との間の摩擦を最小化するために、機械的後処理によって比較を平滑化することが、ヨーロッパ特許第１２１７４１６−Ａ号、ヨーロッパ特許第２９８７２９−Ａ号、ヨーロッパ特許第６９３５７４−Ａ号及びヨーロッパ特許第６８３２４４−Ａ号に開示される。
【０００９】
米国特許第２００３１８０２４１−Ａ号は、ステンレス鋼の一般的な旋削加工に対して特に適切な耐摩耗性と靭性挙動とに大きな要求を備えた被覆超硬合金切削工具インサートが開示される。一つの実施例において、この基材は、５〜５０μｍの深さにいたるまで、γ相が枯渇し且つバインダ相の富んだ表面区域を有する。この基材の化学組成は、７、０〜１０．５ｗｔ％のＣｏと、周期律表のＩＶｂ、ＶｂまたはＶＩｂ族の元素好ましくはＮｂ、Ｔａ及び／またはＴｉの元素の４．０〜９．０ｗｔ％の立方晶炭化物と、０．０１〜０．１ｗｔ％の窒素含有物と、残部タングステン炭化物ＷＣとである。この被膜は、３層までのＴｉＣｘＮｙＯｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）の最内層系と、Ａｌ２Ｏ３とＴｉＣｘＮｙＯｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）の５〜３１の交互の層好ましくはκＡｌ２Ｏ３とＴｉＮの１１〜１５の交互の層第２の多層系と、１層またはそれ以上のＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）または連続するＴｉＮ−ＴｉＣ−ＴｉＮの３層またはそれらの組合せの最外層系と、を含有する。さらに、この被覆されたインサートの最外層は、この多層及び部分的な最内層系が刃線に沿って曝されるために、機械的に後処理される。
【００１０】
この技術状態からみて、一般的に高速度で鋼、特にステンレス鋼を機械加工するために、切削工具インサートが必要である。これは、研磨材、付着磨耗、塑性変形、切屑打撃、及び切屑詰まりの損傷に対する改良された耐性を示す切削インサートを特に言及する。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，７８６，０６９号
【特許文献２】イギリス特許第２０４８９６０−Ａ号
【特許文献３】米国特許第４，９８４，９４０号
【特許文献４】米国特許第５，７００，５６９号
【特許文献５】ヨーロッパ特許第１１０３６３５−Ａ号
【特許文献６】ヨーロッパ特許第１２１７４１６−Ａ号
【特許文献７】ヨーロッパ特許第２９８７２９−Ａ号
【特許文献８】ヨーロッパ特許第６９３５７４−Ａ号
【特許文献９】ヨーロッパ特許第６８３２４４−Ａ号
【特許文献１０】米国特許第２００３１８０２４１−Ａ号
【００１２】
【非特許文献１】第１２回ヨーロッパＣＶＤ会議の会議録、前頁８〜３４９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、上記磨耗様式の全てに同時に耐えることができる切削工具インサートを提供することである。
【００１４】
さらに、本発明の目的は、先行技術の工具製品に伴う課題を回避または軽減すること、高い切削速度で高い性能工具を提供することである。
【００１５】
本発明のさらにその上の目的は、要求の厳しいステンレス鋼の旋削加工作業において、優れた切削性能を備える工具を提供することである。
【００１６】
比較的低濃度のコバルト及び立方晶炭化物と、枯渇した狭いγ相と、バインダ相の富んだ表面区域と、を含む基材を有する超硬合金切削インサートが、これらの要求に適合することが、驚くべきことに判明した。代わりに、この多層は、機械的に後処理されたαまたはκＡｌ２Ｏ３層で置き換えることができる。このインサートは、塑性変形に対して優れた耐性と、高い刃靭性挙動と、また高速度でのオーステナイト２相ステンレス鋼の旋削加工の際の付着磨耗に対する十分な耐性と、を示す。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
さらに具体的には、本発明は、γ相が枯渇し且つバインダ相の富んだ表面区域と、規定サイズのＷＣ粒子と、規定の化学組成範囲のＷＣ＋Ｃｏと、規定のＴｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）の比率と、を有する追加の立方晶炭化物を含むＷＣ＋Ｃｏ基超硬合金基材、及び柱状粒のＴｉＣｘＮｙＯｚ層と、等軸のＴｉＣｘＮｙＯｚの薄い層と、が後に続けられる等軸のＴｉＣｘＮｙＯｚの薄い層からなる最内層系を含んでいるこの超硬合金基材上の被膜、に関する。この最内層系は、少なくとも二つのＴｉＣｘＮｙＯｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）層を含む必要がある。この層の上に、ＴｉＣｘＮｙＯｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）とＡｌ２Ｏ３との層、及びＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）の最外層を周期的に変化させた多層が、蒸着される。少なくとも、切刃の周囲の加工物から材料が直接付着する範囲の非酸化物最外層は、欠落される。
【００１８】
超硬合金基材の化学組成は、５．０ｗｔ％以上８．０ｗｔ％未満のＣｏ好ましくは５．０ｗｔ％以上７．０ｗｔ％未満のＣｏ、及び３．０〜８．０ｗｔ％の立方晶炭化物好ましくはＴｉ，Ｔａ及びＮｂ金属の４．０〜７．０ｗｔ％の立方晶炭化物場合によっては炭化物周期律表のＩＶｂ、Ｖｂ及びＶＩｂ族の他金属の炭化物を含む。ＷＣの平均粒径は、１．５〜３．５μｍ好ましくは２．０〜３．０μｍである。種々の元素が形成する添加立方晶炭化物は、Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）の比率は、０．０５〜０．３好ましくは０．１〜０．２５にする必要がある。区域Ｚの深さは、５〜３０μｍ好ましくは５〜２５μｍにすべきである。上記立方晶炭化物はいくらかの量のＮとＯとを含むことができ、Ｎの量は０．０１〜０．２ｗｔ％にする必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の超硬合金基材に蒸着される硬質の耐磨耗性耐熱被膜は、次の層を含む。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第１の最内層（Ａ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０．１μｍを超え好ましくは０．１〜０．６μｍの合計厚みを有する。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第２の最内層（Ｂ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｚ＝０、ｘ＞０．３及びｙ＞０．３であり、最も好ましくはｘ＞０．５であり、且つ０．４〜４．９μｍ好ましくは柱状粒の１．５〜４．０μｍの厚みである。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第３の最内層（Ｃ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０．１μｍを超え好ましくは０．２〜０．８μｍの合計厚みを有する。
層Ａ＋Ｂ＋Ｃの合計厚みは、０．７〜５．５μｍ好ましくは１．２〜５．０μｍである。好ましくは層Ａ及びＣは各々層Ｂより薄い。
多層（Ｄ）は、相互のＡｌ２Ｏ３とＴｉＣｘＮｙＯｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）との層、好ましくはκＡｌ２Ｏ３とＴｉＮとの層の複数層からなる。連続する多層の最内層及び最外層はＡｌ２Ｏ３である。Ａｌ２Ｏ３層とＴｉＣｘＮｙＯｚ層との双方を含む層の合計数は、５〜３１の間、好ましくは１１〜１５の層である。Ａｌ２Ｏ３層は、０．６μｍ未満好ましくは０．２〜０．５μｍの厚みである個々の層を有する。ＴｉＣｘＮｙＯｚ層は、０．０１〜０．２μｍ好ましくは０．０２〜０．１５μｍの厚みである個々の層を有する。多層の合計厚みは、１．０〜５．０μｍ好ましくは１．５〜４．０μｍである。各々のＡｌ２Ｏ３層の粒径はこの層の厚みに等しいか或いは未満である。
最外層系（Ｅ）は、連続するＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）の１層または数層、好ましくは連続するＴｉＮ、ＴｉＣ及びＴｉＮの３層〜５層から成る。合計厚みは、２．０μｍ未満で０．１μｍを超え好ましくは０．５〜１．５μｍである。
層Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅの合計厚みは、２．０〜９．０μｍ好ましくは４．０〜８．０μｍである。
【００２０】
代わりの実施例において、本発明の超硬合金基材に蒸着された硬質の耐摩耗性の耐熱被膜は、次の層を含む。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第１の最内層（Ａ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０．１μｍを超え好ましくは０．１〜１．２μｍの合計厚みを有する。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第２の最内層（Ｂ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｚ＝０、ｘ＞０．３及びｙ＞０．３であり、最も好ましくはｘ＞０．５であり、且つ１．０〜５．０μｍ好ましくは柱状粒の２．０〜４．５μｍの厚みである。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第３の最内層（Ｃ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０・１μｍを超え好ましくは０．２〜０．８μｍの合計厚みを有する。
層Ａ＋Ｂ＋Ｃの合計厚みは、１．５〜６．５μｍ好ましくは２．０〜５．５μｍである。好ましくは層Ａ及びＣは各々層Ｂより薄い。
αＡｌ２Ｏ３層またはκＡｌ２Ｏ３層（Ｄ）は１．５〜５．０μｍ好ましくは１．５〜４．０μｍの合計厚みを有する。
最外層系（Ｅ）は、一つの均一層のような、または連続するＴｉＮ＋ＴｉＣの形のような、いずれかのＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）から成る。合計厚みは、２．０μｍ未満で０．１μｍを超え好ましくは０．５〜１．５μｍである。
層Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅの合計厚みは、３．０〜１１．０μｍ好ましくは４．５〜９．５μｍである。
【００２１】
被膜の最外層部分は、すくい面の切屑接触と逃げ面上の加工物の接触とに相当する範囲内の切刃周囲で欠落する。最も好ましいは、見なし範囲は、すくい面の１次ランドに相当すし、この場合は１次ランドは、すくい面「ａ」及び逃げ面「ｂ」上のインサートフェース面と透視図的に垂直である図２―２に規定される点からの距離で被膜が欠落されるようなすぐ先の形状に存在する。これらの距離は、種々のインサート形状及びすくい面のインサートの大きさなどに依存し、好ましくは０．０３＜a＜０．９及び０．０２＜ｂ＜０．２ｍｍに相当し、１次ランドの存在の有無に係わらず、a＞ｂ好ましくはa＞１．５ｂである。一つの実施態様において、層Ｅだけが欠落する。もう一つの実施態様において、層Ｄ及び層Ｂの双方が其の両駅において部分的に欠落する。
【００２２】
代わりの実施態様において、被膜の最外層は、切刃及びすくい面の切り屑接触面に相当する範囲に相当する。この見なし範囲は、最も好ましくは切刃及び１次ランドが形状に存在するならば逃げ面の１次ランドに相当する範囲である。さらに、最外層は、また逃げ面で欠落または部分的欠落をする。
【００２３】
また、本発明は、好ましく超硬合金基材を含む上述の被覆切削インサートの製造方法に関し、この基材は、被覆前の窒素の少量添加の後で、表面近くの立方晶炭化物が枯渇し且つバインダ相が富んだ区域が真空焼結によって得られるような方法で作られる。この超硬合金基材の化学組成は、５．０ｗｔ％以上８．０ｗｔ％未満のコバルトと、３．０〜８．０ｗｔ％の立方晶炭化物とを含み、且つ残部がタングステン炭化物（ＷＣ）である。平均ＷＣ粒径は、１．５〜３．５μｍの範囲にあることが判明した。立方晶炭化物を形成する元素の添加は、Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）の比率が、０．０５〜０．３好ましくは０．１〜０．２５であるようにすべきである。Ｚ区域の深さは、５〜３０μｍ好ましくは５〜２５μｍにすべきである。上記立方晶炭化物は、少量のＮとＯとを含んでもよく、且つＮの量は０．０１〜０．２ｗｔ％にすべきである。これらの微細組織の構造物は、例えば炭窒化物及びオキシ炭窒化物と呼ぶことができる。この超硬合金ボディは、主に粉末混合、ボール混練（ball milling）、スプレー乾燥、慣用の方法に従う焼結がその後続けられる加圧成形法、及び切刃半径を形成し且つ被覆前の洗浄などの前処理、によって製造される。
【００２４】
その後、このボディは、次の被覆がなされる。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第１（最内）の層（Ａ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０．１μｍを超える合計厚みを有し、既知の化学蒸着ＣＶＤ法を使用する。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの層（Ｂ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｚ＝０、ｘ＞０．３及びｙ＞０．３であり、且つ０．４〜４．９μｍ好ましくは柱状粒の１．５〜４．０μｍの厚みであり、好ましくは中温ＣＶＤ、ＭＴＣＶＤ技術を使用する（７００〜９００℃の温度範囲においてこの層を形成するために炭素と窒素の源としてアセトニトリルを使用する）。正確な条件は用いる装置形状の大きさに依存する。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの層（Ｃ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０・１μｍを超える合計厚みを有し、既知のＣＶＤ法を使用する。この層（Ｃ）は、脱落する第２の実施態様として存在する。
層Ａ＋Ｂ＋Ｃの合計厚みは、０．７〜５．５μｍ好ましくは１．２〜５．０μｍである。好ましくは層Ａ及びＣは各々層Ｂより薄い。
多層（Ｄ）は、相互のＡｌ２Ｏ３とＴｉＣｘＮｙＯｚ（ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）との層、好ましくはκＡｌ２Ｏ３とＴｉＮとの層の複数層からなり、既知のＣＶＤ法を使用する。連続する多層の最内層及び最外層はＡｌ２Ｏ３である。Ａｌ２Ｏ３層とＴｉＣｘＮｙＯｚ層との双方を含む層の合計数は、５〜３１の間、好ましくは１１〜１５の層である。Ａｌ２Ｏ３層は、０．６μｍ未満好ましくは０．２〜０．５μｍの厚みである個々の層を有する。ＴｉＣｘＮｙＯｚ層は、０．０１〜０．２μｍ好ましくは０．０２〜０．１５μｍの厚みである個々の層を有する。多層の合計厚みは、１．０〜５．０μｍ好ましくは１．５〜４．０μｍである。このＡｌ２Ｏ３層の粒径はこのＡｌ２Ｏ３層の厚みに等しいか或いは未満である。
好ましくは、最外層系（Ｅ）は、連続するＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）の１層または数層、好ましくは連続するＴｉＮ、ＴｉＣ及びＴｉＮの３層〜５層から成り、既知のＣＶＤ法を使用する。合計厚みは、２．０μｍ未満である。層Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅの合計厚みは、２．０〜９．０μｍである。
【００２５】
代わりのボディは、次の被覆がなされる。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの第１の（最内）層（Ａ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０．１μｍを超える合計厚みを有し、既知の化学蒸着ＣＶＤ法を使用する。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの層（Ｂ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｚ＝０、ｘ＞０．３及びｙ＞０．３であり、且つ１．０〜５．０μｍ好ましくは柱状粒の２．０〜４．５μｍの厚みであり、好ましくは中温ＣＶＤ、ＭＴＣＶＤ技術を使用する（７００〜９００℃の温度範囲においてこの層を形成するために炭素と窒素の源としてアセトニトリルを使用する）。正確な条件は用いる装置形状の大きさに依存する。
ＴｉＣｘＮｙＯｚの層（Ｃ）は、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１であり、好ましくはｙ＞ｘ及びｚ＜０．２であり、最も好ましくはｙ＞０．８及びｚ＝０であり、大きさ０．５μｍ未満の等軸粒を有し、且つ１．５μｍ未満であり０・１μｍを超える合計厚みを有し、既知のＣＶＤ法を使用する。この層（Ｃ）は、脱落する第２の実施態様として存在する。
層Ａ＋Ｂ＋Ｃの合計厚みは、１．５〜６．５μｍ好ましくは２．０〜５．５μｍである。好ましくは層Ａ及びＣは各々層Ｂより薄い。
αＡｌ２Ｏ３層またはκＡｌ２Ｏ３層（Ｄ）は１．５〜５．０μｍ好ましくは１．５〜４．０μｍの合計厚みを有する。
好ましくは、最外層系（Ｅ）は、連続するＴｉＣｘＮｙ（ｘ＋ｙ≦１）に１層または複数層から成り、既知のＣＶＤ法を使用する。合計厚みは、２．０μｍ未満である。
層Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅの合計厚みは、３．０〜１１．０μｍである。
【００２６】
この被膜は、ブラシがけ作業、吹き付け作業、研削加工作業、或いはそれらの組合せによって機械的に後処理され、切り屑と加工物の接触するすくい面と逃げ面との区域が処理されるように、切刃ラインに沿って多層またはＡｌ２Ｏ３層が露出される。
【００２７】
好ましい実施態様においては、ＳｉＣ粒を含んでいる二つのブラシが、取り付け及びインサートの位置だしに使用され、一方のブラシはすくい面をブラシ掛けし、もう一方が逃げ面をブラシ掛けして、このインサートの逃げ面とすくい面との所望の性能を達成する。
【００２８】
切刃ラインでの最外層（Ｅ）の除去は、切刃ラインに沿ってＡｌ２Ｏ３層を露出させる。この切刃ラインは、切削工具インサートの切刃磨き部として規定される。処理されなかった切刃ラインを図２−１に図示し、且つ処理された切刃ラインを図２−２と図２−３に図示する。非酸化物の頂部層及び多層の一部のみが除去される。ＴｉＣｘＮｙＯｚの層（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）は、しかしながら切刃ラインの重要でない部分に見えてもよい（図２−３）。
【００２９】
もう一つの方法は、この被膜が、ブラシがけ作業、吹き付け作業、研削加工作業、或いはそれらの組合せによって機械的に後処理され、切り屑と加工物の接触するすくい面の区域が処理されるように、切刃ラインに沿ってＡｌ２Ｏ３層が露出される。好ましい方法では、もう一つの被膜に対して、Ａｌ２Ｏ３粒を含む吹き付け作業が、取り付け及びインサートの位置だし使用され、吹き付け作業は主にすくい面に施される。すくい面での最外層（Ｅ）の除去は、特に全体的或いは部分的にすくい面内の切刃上のＡｌ２Ｏ３層を露出させる。
【実施例】
【００３０】
次に示すインサート及び実施例は、本発明の利点を例示するために選ばれた。例示するインサートは各実施例における同一の条件で試験された。
【００３１】
インサートＡ１
本発明の超硬合金の旋削加工インサートは、６．０ｗｔ％のＣｏと、１．０ｗｔ％のＴｉと、０．４ｗｔ％のＮｂと、３．３ｗｔ％のＴａと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０．２１）であって、）、０．０５ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とを含み、さらに２．８μｍの平均粒径を有し且つバインダ相が富んでいて立方晶炭化物が枯渇した深さ１５μｍの区域が、０．５μｍのＴｉＮ（最内層）と、２．２μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と０．５μｍの等軸のＴｉＮと、２．２μｍの（κ＋Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＮ）６κＡｌ２Ｏ３の多層と、０．５μｍのＴｉＮ＋ＴｉＣ＋ＴｉＮの最外層で被覆された。
この被膜は、ＳｉＣ粒を含むナイロンブラシで切刃ラインに沿って後処理された。この最外層は、すくい面と逃げ面に向かってａ＝０．１ｍｍ、ｂ＝０．０５ｍｍ除去された。
【００３２】
インサートＡ２
本発明の超硬合金の旋削加工インサートは、６．０ｗｔ％のＣｏと、１．０ｗｔ％のＴｉと、０．４ｗｔ％のＮｂと、３．３ｗｔ％のＴａと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０．２１）であって、）、０．０５ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とを含み、さらに２．８μｍの平均粒径を有し且つバインダ相が富んでいて立方晶炭化物が枯渇した表面から１５μｍの区域が、０．５μｍのＴｉＮ（最内層）と、３．７μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と０．４μｍの等軸のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と、２．２μｍのαＡｌ２Ｏ３の層と、０．８μｍの連続したＴｉＮ＋ＴｉＣの最外層で被覆された。
この被膜は、すくい面特に切刃に沿ってＡｌ２Ｏ３粒で吹き付け加工された。
【００３３】
インサートＢ１
本発明の超硬合金の旋削加工インサートは、６．０ｗｔ％のＣｏと、１．０ｗｔ％のＴｉと、０．４ｗｔ％のＮｂと、３．３ｗｔ％のＴａと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０．２１）であって、）、０．０５ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とを含み、さらに２．３μｍの平均粒径を有し且つバインダ相が富んでいて立方晶炭化物が枯渇した表面から１５μｍの区域が、０．５μｍのＴｉＮ（最内層）と、２．２μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と０．５μｍの等軸のＴｉＮと、２．２μｍの（κ＋Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＮ）６κＡｌ２Ｏ３の多層と、０．５μｍのＴｉＮ＋ＴｉＣ＋ＴｉＮの最外層で被覆された。
この被膜は、ＳｉＣ粒を含むナイロンブラシで切刃ラインに沿って後処理された。この最外層は、すくい面と逃げ面に向かってａ＝０．１ｍｍ、ｂ＝０．０５ｍｍ除去された。
【００３４】
インサートＢ２
本発明の超硬合金の旋削加工インサートは、６．０ｗｔ％のＣｏと、１．０ｗｔ％のＴｉと、０．４ｗｔ％のＮｂと、３．３ｗｔ％のＴａと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０．２１）であって、）、０．０５ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とを含み、さらに２．３μｍの平均粒径を有し且つバインダ相が富んでいて立方晶炭化物が枯渇した表面から１５μｍの区域が、０．５μｍのＴｉＮ（最内層）と、３．７μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と０．４μｍの等軸のＴｉＮと、２．２μｍのαＡｌ２Ｏ３層と、０．８μｍの連続したＴｉＮ＋ＴｉＣの最外層で被覆された。
この被膜は、すくい面特に切刃に沿ってＡｌ２Ｏ３粒で吹き付け加工された。
【００３５】
インサートＣ
市販の超硬合金の旋削加工インサートは、６．２ｗｔ％のＣｏと、２．３ｗｔ％のＴｉと、２．０ｗｔ％のＮｂと、０．１ｗｔ％のＴａと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０．５２）であって、）、０．１４ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とである化学組成の基材を有する。平均ＷＣの粒径は２．７μｍであり、さらに基材は、バインダ相が富みγ相の枯渇した区域を含み、この区域は表面から２６μｍの深さまで延在する。この被膜は、０．１μｍのＴｉＮの最内層と、４．０μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と、０．３μｍの等軸のＴｉＮと、１．９μｍのκＡｌ２Ｏ３層と０．３μｍのＴｉＮの最外層からなる。
【００３６】
インサートＤ
市販の超硬合金の旋削加工インサートは、６．０ｗｔ％のＣｏと、２．１ｗｔ％のＴｉと、０．４ｗｔ％のＮｂと、３．３ｗｔ％のＴａと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０．３６）であって、）、０．０９ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とである化学組成の基材を有する。平均ＷＣの粒径は２．４μｍであり、さらに基材は、バインダ相が富みγ相の枯渇した区域を含み、この区域は表面から１３μｍの深さまで延在する。この被膜は、０．５μｍのＴｉＮの最内層と、３．０μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と、０．３μｍの等軸のＴｉＮと、１．７μｍのκＡｌ２Ｏ３層と０．３μｍのＴｉＮの最外層からなる。
【００３７】
インサートＥ
市販の超硬合金の旋削加工インサートは、７．５ｗｔ％のＣｏと、２．７２ｗｔ％のＴａと、０．４４ｗｔ％のＮｂと、１．８ｗｔ％のＴｉと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０．３７）であって、）、０．０９ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とを有し、さらに２．４μｍの平均粒径を有し、バインダ相が富み立方晶の炭化物の枯渇した表面から２６μｍの区域が、０．５μｍのＴｉＮ（最内層）と、７．５μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と、１．２μｍのα＋κＡｌ２Ｏ３層と１．０μｍのＴｉＮの最外層で被覆された。
この被膜は、ＳｉＣ粒を含むナイロンブラシで切刃ラインに沿って後処理された。この最外層は、逃げ面に向かってｂ＝０．１ｍｍ除去された。
【００３８】
インサートＦ
市販の超硬合金の旋削加工インサートは、８．７５ｗｔ％のＣｏと、１．１５ｗｔ％のＴａと、０．２７ｗｔ％のＮｂと、（（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ｔａ＋Ｎｂ）＝０）であって、）、０．０９ｗｔ％のＮと、及びＷＣから作られた残部とを有し、さらに２．０μｍの平均粒径を有し、０．５μｍのＴｉＮ（最内層）と、２．２μｍの柱状晶のＴｉ（Ｃ、Ｎ）と、０．５μｍの等軸のＴｉＮと、２．２μｍの（κ＋Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＮ）６κＡｌ２Ｏ３の多層と、０．５μｍのＴｉＮ＋ＴｉＣ＋ＴｉＮの最外層で被覆された。
この被膜は、ＳｉＣ粒を含むナイロンブラシで切刃ラインに沿って後処理された。この最外層は、すくい面と逃げ面に向かってａ＝０．１ｍｍ、ｂ＝０．０５ｍｍ除去された。
【００３９】
実施例１
Ａ１、Ａ２及びＥからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：棒材の外径加工及び正面加工
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：２７０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．３ｍｍ／回転
切り込み深さ：２ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果：合計寿命
インサートＡ１：（本発明）９ｍｉｎ
インサートＡ２：（本発明）９ｍｉｎ
インサートＥ：（従来技術）５ｍｉｎ
評価：工具寿命は切刃ラインの０．３ｍｍの最大逃げ面磨耗であった。この磨耗は、局所的塑性変形のための不規則に発達した。この実施例は、本発明のインサートに対して塑性変形抵抗の改良が示された。
【００４０】
実施例２
Ｂ１、Ｂ２及びＥからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：棒材の軸方向加工及び正面加工
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：２９０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．２ｍｍ／回転
切り込み深さ：２ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果：合計寿命
インサートＢ１：（本発明）１７ｍｉｎ
インサートＢ２：（本発明）１７ｍｉｎ
インサートＥ：（従来技術）８ｍｉｎ
評価：工具寿命は切刃ラインの０．３ｍｍの最大逃げ面磨耗であった。この磨耗は、局所的塑性変形のための不規則に発達した。この実施例は、本発明のインサートに対して塑性変形抵抗の改良が示された。
【００４１】
実施例３
Ｂ１、Ｄ及びＥからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：肩部に対する軸方向加工及び正面加工
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：２７０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．３ｍｍ／回転
切り込み深さ：２ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果：切刃の損傷
インサートＢ１：（本発明）０．２ｍｍ／ｍｉｎ
インサートＤ：（従来技術）０．９ｍｍ／ｍｉｎ
インサートＥ：（従来技術）０．２ｍｍ／ｍｉｎ
評価：この試験は、一般的に切屑打撃及び切屑詰まりといわれる工具と加工物との間の直接接触面外側の切刃の誘起損傷に焦点を絞った。このような損傷耐性は、切刃の靭性に直接関係する。
本発明のインサートは、これらの事項において改良が示された。切刃靭性は増加し（インサートＢ１及びＤ）、または維持された（インサートＢＩ及びＥ）。一方塑性変形抵抗は、増加した（実施例２）。
【００４２】
実施例４
Ａ１及びＣからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：中心に向かう正面加工
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：１８０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．３０〜０．１５ｍｍ／回転
切込み深さ：１ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果：工具寿命
インサートＡ１：（本発明）５ｍｉｎ
インサートＣ：（従来技術）３ｍｉｎ
評価：これは切刃靱性を要求する作業であり、且つこの試験は従来技術のインサートに比較して本発明のインサートの改良が明確に示された。しかしながら、この実施例においては、一つの単一臨界摩耗を識別するために困難ではあるが、しかし削り取り、すくい面の被覆、及び付着摩耗のために、摩耗の組合せとして記載することができる。
【００４３】
実施例５
Ｂ１、Ｂ２及びＥからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：車軸の倣い加工
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．２５ｍｍ／回転
切り込み深さ：３ｍｍ
インサート形式：ＴＮＭＧ１６０４０８−ＭＭ
結果：工具寿命
インサートＢ１：（本発明）１４本
インサートＢ２：（本発明）１５本
インサートＥ：（従来技術）９本
評価：この試験は、従来技術のインサートに比較して本発明のインサートの改良が明確に示された。切刃ラインの削り取り及びノッチ磨耗が、従来技術のインサートでより早く生じた。
【００４４】
実施例６
Ａ１、Ｅ及びＦからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：車軸の正面加工
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：１８０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．３０〜０．１５ｍｍ／回転
切込み深さ：１ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果：工具寿命
インサートＡ１：（本発明）６．５ｍｉｎ
インサートＥ：（従来技術）２．５ｍｉｎ
インサートＦ：（従来技術）５．５ｍｉｎ
評価：この実施例は、本発明が切刃靱性を改良したことが示された。この実施例においては、一つの単一臨界摩耗を識別することは難しかったが、しかし削り取り、すくい面の被覆、及び付着摩耗のために、摩耗の組み合わせとして記載することができる。
【００４５】
実施例７
Ｂ１、及びＥからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：細い棒材の長手方向と正面加工の組合せ
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．４ｍｍ／回転
切り込み深さ：２ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果：工具寿命
インサートＢ１：（本発明）８ｍｉｎ
インサートＥ：（従来技術）４ｍｉｎ
評価：主な磨耗機構は塑性変形と付着磨耗である。この実施例は、従来技術のインサートに比較して本発明のインサートに対してこれらの両方の機構に関する耐性の改良が示された。
【００４６】
実施例８
Ｂ１、及びＥからのインサートを、旋削作業で試験した。
作業：鍛造製品の連続切削加工
加工物材料：オーステナイトステンレス鋼、ＡＩＳＩ３０４Ｌ
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．１７〜０．２７ｍｍ／回転
切り込み深さ：０．１〜１．３ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ
結果：工具寿命
インサートＢ１：（本発明）１５００個
インサートＥ：（従来技術）２００個
評価：臨界摩耗基準は、剥離、構成切刃及び削り取りである。本発明のインサートは、従来技術に比較してこれらの摩耗形式に対して改良されて耐性を示した。
要するに、上記に示した実施例の結果から、所定の組成を有する超硬合金の基材と、特別な厚みと特別な切刃処理とを有する多層またはＡｌ２Ｏ３の被膜の選択と、が組み合わせることによって、工具インサートは、優れた切削性能を備えて作り出されことが明らかにされ、この序文に示した矛盾する性質となると考えられている多くのことが組み合わされた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明に従う基材と被膜との表面範囲の横断面の操作型電子顕微鏡写真であり、Ｚは基材のγ相が枯渇し且つバインダ相が富んだ表面範囲であり、ＡはＴｉＮ層であり、Ｂは柱状Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）層であり、ＣはＴｉＮであり、Ｄは多層（Ａｌ２Ｏ３）６Ａｌ２Ｏ３であり、且つＥはＴｉＣｘＮｙ層である。
【図２−１】図２−１は、後処理をしない切刃の横断面の模式図である。
【図２−２】図２−２は、最外層Ｅが取り除かれた本発明にしたがう後処理がされた切刃の横断面の模式図を示す。
【図２−３】図２−３は、最外層Ｅ及び多層（Ａｌ２Ｏ３）６Ａｌ２Ｏ３が取り除かれた本発明にしたがう後処理がされた切刃の横断面の模式図を示す。
【図３】図３は、本発明に従う基材と被膜との表面範囲の横断面の操作型電子顕微鏡写真であり、Ｚは基材のγ相が枯渇し且つバインダ相が富んだ表面範囲であり、ＡはＴｉＮ層であり、Ｂは柱状Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）層であり、ＣはＴｉＮであり、ＤはαまたはκのＡｌ２Ｏ３であり、且つＥはＴｉＣｘＮｙ層である。
【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図１】
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【図３】
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