(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面に、Ｔｉａ１Ａｌｂ１Ｎｂｄ１Ｍｅ１（Ｃ１−ｘ１Ｎｘ１）（ただしＭｅ１はＳｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、ＺｒおよびＹから選ばれる少なくとも１種、０＜ａ１≦０．８、０≦ｂ１≦０．６、０．０２≦ｄ１≦０．４、０≦ｅ１≦０．４、ａ１＋ｂ１＋ｄ１＋ｅ１＝１、０≦ｘ１≦１）で表される第１層と、Ａｌｂ2Ｃｒｅ2（Ｃ１−ｘ2Ｎｘ2）（ただし、０．３≦ｂ２≦０．９、０．１≦ｅ２≦０．７、ｂ２＋ｅ２＝１、０≦ｘ２≦１、ａ１＝０かつｂ１＝ｂ２かつｄ１＝０かつｅ１＝ｅ２は除く。）で表される第２層とが合計で１０層以上繰り返し交互に積層された構成からなる被覆層を被覆してなるとともに、すくい面と、逃げ面と、すくい面および逃げ面との間に位置する切刃とを有し、かつ前記被覆層の表面にドロップレットが存在し、前記逃げ面には粒径が３００ｎｍ以下の微細ドロップレットが前記すくい面よりも多く存在し、前記逃げ面に存在する粒径が１０００ｎｍ以上の粗大ドロプレットの平均組成が前記すくい面に存在する前記粗大ドロップレットの平均組成に比べてＮｂの含有比率が高い切削工具。
【請求項２】
前記逃げ面に存在する粗大ドロップレットの組成は、原子比において金属／非金属の比率が１．２よりも大きく、かつ原子比において金属／非金属の比率が、前記粗大ドロップレットの表面から内部に向かって高くなっている請求項１項記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基体の表面に被覆層が成膜されている切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、切削工具や耐摩部材、摺動部材といった耐摩耗性や摺動性、耐欠損性を必要とする部材では、超硬合金やサーメット等の焼結合金、ダイヤモンドやｃＢＮ（立方晶窒化硼素）の高硬度焼結体、アルミナや窒化珪素等のセラミックスからなる基体の表面に被覆層を成膜して、耐摩耗性、摺動性、耐欠損性、を向上させる手法が使われている。【０００３】
また、上記被覆層として、物理蒸着法であるアークイオンプレーティング法やスパッタリング法を用いてＴｉやＡｌを主成分とする窒化物層を被覆することが盛んに研究されており、工具寿命を延命させるための改良が続けられている。これら表面被覆工具は、切削速度の高速化を初めとする切削環境の変化、被削材の多様化に対応するため、被覆材料元素以外にも様々な工夫が施されてきている。【０００４】
例えば、特許文献１では、基体の表面にＴｉＡｌＮ等の被膜を被覆した表面被覆工具において、Ｔｉの比率がすくい面よりも逃げ面において高くすることが記載されている。【０００５】
また、特許文献２では、基材の表面に、厚みが１〜５μｍのＴｉＡｌＮ系の硬質被膜を形成し、硬質被膜に存在する膜厚以上の大きさを持った粗大粒子が５面積％以下で、その表面粗さＲａが０．１μｍ以下、または表面粗さＲｚが１μｍ以下とすることが記載されている。【０００６】
さらに、特許文献３では、基材表面に（ＴｉＮｂＡｌ）Ｎ等の組成からなる皮膜を形成することが開示され、特許文献４では、（ＴｉＡｌＮｂＳｉ）Ｎ等の組成を持ち、成膜方式を変えることによって、ＳｉおよびＮｂ含有量の異なる層を多層に積層した硬質皮膜が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６４９７５号公報
【特許文献２】特開２００２−３４６８１２号公報
【特許文献３】特開平１１−３０２８３１号公報
【特許文献４】特開２００５−１９９４２０号公報
【発明の概要】
【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に記載されたすくい面よりも逃げ面においてＴｉの比率を高くした構成でも、すくい面における被覆層の耐熱性と耐酸化性が不十分であり、かつ逃げ面においては耐欠損性が不十分であった。【０００９】
また、特許文献２に記載されている粗大粒子を極力減らした構成では、表面粗さが小さいことで切り屑が硬質膜に対してベタ当たりした状態となってしまい、硬質膜の温度が上昇してクレータ摩耗の進行の原因となり、耐摩耗性が低下するという問題があった。【００１０】
さらに、特許文献３や特許文献４のように、ＴｉＡｌＮに第３の金属としてＮｂを含有させた組成においても、耐摩耗性は向上するものの更なる改善が必要であり、特に、被削材の溶着等によってチッピングや欠損または温度上昇による摩耗が急速に進行する場合があり、更なる耐摩耗性の向上が望まれていた。【００１１】
本発明は前記課題を解決するためのものであり、その目的は、局所的に最適な切削性能を発揮できる被覆層を備えた切削工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の切削工具は、基体の表面に、Ｔｉａ１Ａｌｂ１Ｎｂｄ１Ｍｅ１（Ｃ１−ｘ１Ｎｘ１）（ただしＭｅ１はＳｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、ＺｒおよびＹから選ばれる少なくとも１種、０＜ａ１≦０．８、０≦ｂ１≦０．６、０．０２≦ｄ１≦０．４、０≦ｅ１≦０．４、ａ１＋ｂ１＋ｄ１＋ｅ１＝１、０≦ｘ１≦１）で表される第１層と、Ａｌｂ2Ｃｒｅ2（Ｃ１−ｘ2Ｎｘ2）（ただし、０．３≦ｂ２≦０．９、０．１≦ｅ２≦０．７、ｂ２＋ｅ２＝１、０≦ｘ２≦１、ａ１＝０かつｂ１＝ｂ２かつｄ１＝０かつｅ１＝ｅ２は除く。）で表される第２層とが合計で１０層以上繰り返し交互に積層された構成からなる被覆層を被覆してなるとともに、すくい面と、逃げ面と、すくい面と逃げ面との間に位置する切刃とを有し、かつ前記被覆層の表面にドロップレットが存在し、前記逃げ面には粒径が３００ｎｍ以下の微細ドロップレットが前記すくい面よりも多く存在し、前記逃げ
面に存在する粒径が１０００ｎｍ以上の粗大ドロプレットの平均組成が前記すくい面に存在する前記粗大ドロップレットの平均組成に比べてＮｂの含有比率が高いものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の切削工具によれば、基体を被覆する被覆層の表面にドロップレットが存在するが、逃げ面のほうがすくい面に比べて粒径が３００ｎｍ以下の微細ドロップレットが多いので、被覆層内の残留応力を緩和するとともにクラックの進展を抑制して、逃げ面における耐チッピング性が向上する。また、逃げ面に存在する粗大ドロップレットの平均組成においてＮｂの含有比率が高いので、切削時に被覆層の表面が高温になっても直ちに劣化して消滅することなく、切削液を被覆層の表面に保液する効果も発揮する。その結果、切削抵抗を緩和するとともに切削時の温度上昇を抑制して、安定して平滑な加工面が得られる切削が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の切削工具の例を示し、（ａ）概略斜視図、（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図２】図１に示す切削工具の一例について、被覆層の表面についてのＳＥＭ写真であり、（ａ）すくい面、（ｂ）逃げ面についてのＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の切削工具についての好適な実施態様例である図１（（ａ）概略斜視図、（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ断面図）、および図１の切削工具の一例について、（ａ）すくい面および（ｂ）逃げ面における被覆層の表面についての走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である図２を用いて説明する。
【００１６】
図１によれば、切削工具１は、主面にすくい面３を、側面に逃げ面４を、すくい面３と逃げ面４と間に切刃５を有し、基体２の表面に被覆層６を成膜した構成となっている。
【００１７】
そして、基体２の表面に、ＴｉａＡｌｂＮｂｄＭｅ（Ｃ１−ｘＮｘ）（ただし、ＭはＳｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、ＺｒおよびＹから選ばれる少なくとも１種、０．１≦ａ≦０．７、０≦ｂ≦０．８、０．０２≦ｄ≦０．２５、０≦ｅ≦０．２５、ａ＋ｂ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｘ≦１）からなる被覆層６が被覆されている。なお、図２に示すように、被覆層６の表面にはドロップレット７と呼ばれる粒状物質が存在する。また、逃げ面４には粒径が３００ｎｍ以下の微細ドロップレット７ａがすくい面３よりも多く存在し、かつ逃げ面４に存在する粒径が１０００ｎｍ以上の粗大ドロプレット７ｂの平均組成はすくい面３に存在する粗大ドロップレット７ｂの平均組成に比べてＮｂの含有比率が高い構成となっている。すくい面３の表面に形成される粗大ドロップレット７ｂのＮｂ含有比率ＮｂＤＲは逃げ面４の表面に形成される粗大ドロップレット７ｂのＮｂ含有比率ＮｂＤFに対して０．８５≦ＮｂＤＲ／ＮｂＤＦ≦０．９６であることが、すくい面３および逃げ面４における耐摩耗性をともに最適化できる点で望ましい。比率ＮｂＤＲ／Ｎｂｂｒの特に望ましい範囲は０．８６≦ＮｂＤＲ／ＮｂＤＦ≦０．９６である。
【００１８】
この構成によれば、被覆層６内の残留応力を緩和するとともにクラックの進展を抑制して、逃げ面４における耐チッピング性が向上する。また、逃げ面４に存在する粗大ドロップレット７ｂはＮｂの含有比率が高いので、切削時に被覆層６の表面が高温になっても直ちに劣化して消滅することなく、切削液を被覆層６の表面に保液する効果も発揮する。しかも、逃げ面４に存在する粗大ドロップレット７ｂは窒化が不十分な金属部分が残存する強度の低いものであることにより、切削中に先端が潰れるように変形して加工面を荒らすことが抑制できる。その結果、逃げ面４における切削抵抗を緩和するとともに切削時の温度上昇を抑制して、安定して平滑な加工面が得られる切削が可能となる。
【００１９】
ここで、逃げ面４の粗大ドロップレット７ｂの組成は、原子比において金属／非金属の比率が１．２よりも大きく、かつ原子比において金属／非金属の比率が、ドロップレット７ｂの表面から内部に向かって高くなっていることが望ましい。
【００２０】
また、ドロップレット７のうちの微細ドロップレット７ａと粗大ドロップレット７ｂ以外の中間ドロップレット７ｃの存在比率は３０〜７０個数％の比率であることが、切削性能の最適化の点で望ましい。なお、被覆層の各金属成分の含有比率はエネルギー分散分光分析（ＥＰＭＡ）やエネルギー分散分光分析（ＥＤＳ）にて測定可能である。
【００２１】
また、被覆層６のすくい面３の表面に存在する粗大ドロップレット７ｂのＡｌ含有比率ＡｌＤＲは逃げ面４の表面に存在する粗大ドロップレット７ｂのＡｌ含有比率ＡｌＤFに対して０．９４≦ＡｌＤＲ／ＡｌＤＦ≦０．９９であることが、すくい面３および逃げ面４における耐摩耗性をともに最適化できる点で望ましい。比率ＡｌＤＲ／ＡｌＤＦの特に望ましい範囲は０．９５≦ＡｌＤＲ／ＡｌＤＦ≦０．９９である。さらに、被覆層６のすくい面３の表面に存在する粗大ドロップレット７ｂのＴｉ含有比率ＴｉＤＲは逃げ面４の表面に存在する粗大ドロップレット７ｂのＴｉ含有比率ＴｉＤFに対して１．０３≦ＴｉＤＲ／ＴｉＤＦ≦１．１２であることが、すくい面３および逃げ面４における耐チッピング性をともに最適化できる点で望ましい。比率ＴｉＤＲ／ＴｉＤＦの特に望ましい範囲は１．０５≦ＴｉＤＦ／ＴｉＤＦ≦１．１０である。
【００２２】
なお、被覆層６は、すくい面における組成が、ＴｉａＡｌｂＮｂｄＭｅ（Ｃ１−ｘＮｘ）（ただし、ＭはＳｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、ＺｒおよびＹから選ばれる少なくとも１種、０．１≦ａ≦０．７、０≦ｂ≦０．８、０．０２≦ｄ≦０．２５、０≦ｅ≦０．２５、ａ＋ｂ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｘ≦１）にて構成されている。被覆層６をこの組成範囲とすることによって、被覆層６は酸化開始温度が高くなって耐酸化性が高くかつ内在する内部応力を低減することができて耐欠損性が高い。しかも、被覆層６は硬度および基体２との密着性も高いものであるので、被覆層６は難削材の加工や乾式切削、高速切削等のきつい切削条件における耐摩耗性および耐欠損性に優れたものとなる。
【００２３】
すなわち、被覆層６において、ａ（Ｔｉ組成比率）が０．１より小さいと、被覆層６の結晶構造が立法晶から六方晶へ変化し硬度が低下するため、耐摩耗性が低下する。ａ（Ｔｉ組成比率）が０．７より大きいと、被覆層６の耐酸化性および耐熱性が低下する。ａの特に望ましい範囲は０．１３≦ａ≦０．５５である。また、ｂ（Ａｌ組成比）が０．８よりも大きいと被覆層６の結晶構造が立方晶から六方晶に変化する傾向があり硬度が低下する。ｂの望ましい範囲は０＜ｂ≦０．８であり、特に望ましい範囲は０．４≦ｂ≦０．７である。また、ｄ（金属Ｎｂ組成比率)が０．０１よりも小さいと被覆層６の耐酸化性が低下して耐摩耗性が低下する。ｄ（金属Ｎｂ組成比率)が０．２５よりも大きいと被覆層６の耐酸化性又は硬度が低下による耐摩耗性が低下する。ｄの特に望ましい範囲は０．０１≦ｄ≦０．１０である。さらに、ｅ（金属Ｍ組成比率)が０．２５よりも大きいと被覆層６の耐酸化性又は硬度が低下による耐摩耗性が低下する。ｅの望ましい範囲は０＜ｂ≦０．２５であり、特に望ましい範囲は０．０３≦ｅ≦０．２２である。
【００２４】
なお、金属ＭはＳｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｙから選ばれる１種以上であるが、中でもＳｉ又はＷを含有することが硬度に優れる点から望ましく、ＮｂまたはＭｏを含有することが耐摩耗性・耐酸化性に最も優れる点から望ましい。
【００２５】
また、被覆層が、Ｔｉａ１Ａｌｂ１Ｎｂｄ１Ｍｅ１（Ｃ１−ｘ１Ｎｘ１）（ただしＭｅ１はＳｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、ＺｒおよびＹから選ばれる少なくとも１種、０＜ａ１≦０．８、０≦ｂ１≦０．６、０．０２≦ｄ１≦０．４、０≦ｅ１≦０．４、ａ１＋ｂ１＋ｄ１＋ｅ１＝１、０≦ｘ１≦１）で表される第１層と、Ａｌｂ2Ｃｒｅ2（Ｃ１−ｘ2Ｎｘ2）（ただし、０．３≦ｂ２≦０．９、０．１≦ｅ２≦０．７、ｂ２＋ｅ２＝１、０≦ｘ２≦１、ａ１＝０かつｂ１＝ｂ２かつｄ１＝０かつｅ１＝ｅ２は除く。）で表される第２層とが合計で１０層以上繰り返し交互に積層された構成からなることが重要であり、これによって、被覆層の硬度が向上するとともに、被覆層の内部応力を低くできて厚い被覆層をつけても被覆層がチッピングや剥離しなくなる。
【００２６】
このとき、第２層がＡｌｂ2Ｃｒｅ2（Ｃ１−ｘ2Ｎｘ2）（０．３≦ｂ２≦０．９、０．１≦ｅ２≦０．７、０≦ｘ２≦１）で表されることが重要であり、特に被覆層の耐チッピング性および耐溶着性が向上して耐摩耗性が向上する。
【００２７】
なお、被覆層６が前記第１層と前記第２層とが１０層以上繰り返し交互に積層された構造（以下、単に交互積層構造と称す。）からなる場合には、被覆層６の全体組成は、ＴｉａＡｌｂＮｂｄＭｅ（Ｃ１−ｘＮｘ）（ただし０≦ａ１≦０．８、０≦ｂ１≦０．６、０．０２≦ｄ１≦０．４、０≦ｅ１≦０．４、ａ１＋ｂ１＋ｄ１＋ｅ１＝１、０≦ｘ１≦１）を満たすように構成される。ここで、被覆層６の組成は、切削工具１の断面を電子顕微鏡写真で観察して、被覆層６の厚み方向について全体が観察できる視野にてＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザ）にて被覆層６の構成成分を分析することによって求めることができる。
【００２８】
また、被覆層６の非金属成分であるＣ、Ｎは切削工具に必要な硬度および靭性に優れたものであり、ｘ（Ｎ組成比率）の特に望ましい範囲は０．９≦ｘ≦１である。ここで、本発明によれば、上記被覆層６の組成は、エネルギー分散型Ｘ線分光分析法（ＥＤＸ）またはＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）にて測定できる。
【００２９】
表面被覆層６の成膜方法としてはイオンプレーティング法やスパッタリング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法が適応可能であり、このようなドロップレット７を被覆層６表面上に形成する方法としてはアークイオンプレーティング法が好適に用いられる。
【００３０】
なお、基体２としては、炭化タングステンや炭窒化チタンを主成分とする硬質相とコバルト、ニッケル等の鉄族金属を主成分とする結合相とからなる超硬合金やサーメットの硬質合金、窒化ケイ素や酸化アルミニウムを主成分とするセラミックス、多結晶ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素からなる硬質相とセラミックスや鉄族金属等の結合相とを超高圧下で焼成する超高圧焼結体等の硬質材料が好適に使用される。
【００３１】
（製造方法）
次に、本実施形態の切削工具の製造方法について説明する。
【００３２】
まず、工具形状の基体を従来公知の方法を用いて作製する。次に、基体の表面に、被覆層を成膜する。被覆層の成膜方法として、イオンプレーティング法やスパッタリング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法が好適に適応可能である。成膜方法の一例についての詳細について説明すると、被覆層をイオンプレーティング法で作製する場合には、金属チタン（Ｔｉ）、金属アルミニウム（Ａｌ）、金属ニオブ（Ｎｂ）、および所定の金属Ｍ（ただし、ＭはＳｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｃｒ、ＺｒおよびＹから選ばれる少なくとも１種以上）をそれぞれ独立に含有する金属ターゲット、複合化した合金ターゲットまたは焼結体ターゲットを用い、チャンバの側壁面位置にセットする。
【００３３】
このとき、本発明によれば、メインターゲットをチャンバの側面にセットし、かつ他の金属に比べてＮｂの含有比率が多いサブターゲット１をチャンバの側面に、他の金属の含有比率が高いサブターゲット２をチャンバの上面にセットし、各々のターゲットにアーク電流を流して成膜する。その結果、成膜された被覆層の組成およびドロップレットの組成を本実施形態の構成とすることができる。なお、ターゲットの作製方法としては、金属粉末を混合して焼き固めた焼結ターゲットを用いると、金属成分を溶融させて再度固化させた合金ターゲットを用いるより、被覆層の表面に析出するドロップレットの量が多くなる傾向にある。
【００３４】
成膜条件としては、これらのターゲットを用いて、アーク放電やグロー放電などにより金属源を蒸発させイオン化すると同時に、窒素源の窒素（Ｎ２）ガスや炭素源のメタン（ＣＨ４）／アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガスと反応させるイオンプレーティング法またはスパッタリング法によって被覆層およびドロップレットを成膜する。このとき、基体のセット位置は逃げ面がチャンバの側面とほぼ平行に、かつすくい面がチャンバの上面とほぼ平行な向きにセットする。この時、メインターゲットには１００〜２００Ａ、側面のＮｂ成分を多く含有するサブターゲットには１２０〜２５０Ａ、所望により、上面に配置するサブターゲットには８０〜２００Ａのアーク電流を流す。
【００３５】
そして、発生したアークプラズマに対してターゲットの向きと垂直な向きに磁石を配置する等の方法にて、発生したアークプラズマに磁場を与えることによって、プラズマ内に存在する蒸発した各金属成分の存在状態を変化させることにより、微細ドロップレットを多量に発生させることができる。なお、イオンプレーティング法やスパッタリング法で上記被覆層を成膜する際には、被覆層の結晶構造を考慮して高硬度な被覆層を作製できるとともに基体との密着性を高めるために３５〜２００Ｖのバイアス電圧を印加することが好ましい。
【００３６】
また、交互積層構造の被覆層を成膜するためには、チャンバの側壁面の対向する位置にメインターゲット１とメインターゲット２とを配置する。そして、サブターゲット１をチャンバの側壁面に、サブターゲット２をチャンバの上面に配置して上記と同様の方法によってプラズマを発生させることによって成膜させればよい。このとき、サブターゲット１とサブターゲット２を配設する位置を、メインターゲット１またはメインターゲット２のどちらかの配設位置に近づけることによって、第１層および第２層を構成する成分を調整することもできる。
【実施例１】
【００３７】
平均粒径０．８μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末を主成分として、平均粒径１．２μｍの金属コバルト（Ｃｏ）粉末を１０質量％、平均粒径１．０μｍの炭化バナジウム（ＶＣ）粉末を０．１質量％、平均粒径１．０μｍの炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）粉末を０．３質量％の割合で添加し混合して、プレス成形によりＤＣＧＴ１１Ｔ３０２ＭＦＣＱ形状のスローアウェイチップ形状に成形した後、脱バインダ処理を施し、０．０１Ｐａの真空中、１４５０℃で１時間焼成して超硬合金を作製した。また、各試料のすくい面表面をブラスト加工、ブラシ加工等によって研磨加工した。さらに、作製した超硬合金にブラシ加工にて刃先処理（ホーニング）を施した。【００３８】
このようにして作製した基体に対して、表１に示すバイアス電圧を印加し、メインターゲット（焼結体ターゲット）、側面のサブターゲット１（金属または合金ターゲット）、上面のサブターゲット２（焼結体ターゲット）に対して所定のアーク電流をそれぞれ流し、かつアーク電流を発生させたターゲット材に対して、チャンバの上下面にリング状の永久磁石をはめ込んで上下方向から磁場を与えながら、成膜温度５５０℃として表１に示す組成の被覆層を成膜した。【００３９】
【表１】
0005542925.tif 000002
【００４０】
得られた試料に対して、被覆層の表面のすくい面及び逃げ面の各面の任意３箇所およびすくい面および逃げ面表面上に形成されたドロップレットを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、１視野におけるドロップレット全数に対する粒径が３００ｎｍ以下の微細ドロップレットおよび粒径が１０００ｎｍ以上の粗大ドロップレットの個数比率を測定した。なお、ドロップレットの粒径は画像解析法によって算出した。また、粗大ドロップレット各１０個の組成をエネルギー分散分光分析（ＥＤＳ）（アメテック社製ＥＤＡＸ）によって測定し、これらの平均値を被覆層のすくい面、逃げ面および各面表面上のドロップレットの平均組成として算出した。表中、すくい面に形成された粗大ドロップレットについてＮｂ，Ａｌ，Ｔｉの平均含有量（原子％）をそれぞれＮｂＤＲ、ＡｌＤＲ、ＴｉＤＲ、逃げ面に形成された粗大ドロップレットについてＮｂ，Ａｌ，Ｔｉの平均含有量（原子％）をそれぞれＮｂＤＦ、ＡｌＤＦ、ＴｉＤＦと表記した。【００４１】
なお、試料Ｎｏ．１〜８の逃げ面における粗大ドロップレットの金属／非金属比は被覆層の表面からＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）によって構成成分を分析して求めたところ、いずれも金属／非金属比が１．２以上であり、試料Ｎｏ．９については金属／非金属比が１．０５であった。さらに、試料Ｎｏ．１〜８については、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）分析の結果、いずれも粗大ドロップレットの表面から内部に向かって金属／非金属比が高くなっていた。これらの結果を表２に示した。【００４２】
【表２】
0005542925.tif 000003
【００４３】
次に、得られた外径切削工具ＤＣＧＴ１１Ｔ３０２ＭＦＣＱ形状のスローアウェイチップを用いて以下の切削条件にて切削試験を行った。結果は表３に示した。
切削方法：外径旋削加工
被削材  ：炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
切削速度：１２０ｍ／分
送り    ：０．０５ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：１．２ｍｍ
切削状態：湿式
評価方法：５００個加工後の被削材の加工面を接触式表面粗さ計（東京精密社製ＳＵＲＦＣＯＭ）にて測定し、算術平均粗さＲａを加工面粗度として表記した。また、工具寿命まで加工できた加工数を確認し、そのときの摩耗形態を確認した。【００４４】
【表３】
0005542925.tif 000004
【００４５】
表１〜３に示す結果より、微細ドロップレットが逃げ面よりもすくい面で多い試料Ｎｏ．８では、逃げ面における耐チッピング性が悪いものであった。また、逃げ面に存在する粗大ドロップレットのＮｂの含有比率がすくい面に存在する粗大ドロップレットのＮｂの含有比率よりも少ない試料Ｎｏ．９では、被削材の加工面粗度が悪くて早期に工具寿命となった。【００４６】
これに対して、試料Ｎｏ．１〜８では、いずれも耐チッピング性に優れるとともに平滑な加工面に加工できて良好な切削性能を発揮した。なお、試料Ｎｏ．１〜８は、本発明の参考例である。
【実施例２】
【００４７】
実施例１の切削インサート基体を用いて、表４に示す４種類のターゲットを側面に３種類と上面に１種類装着し、実施例１と同様に表４に示す被覆層を成膜した。なお、メインターゲットは焼結ターゲットを用い、チャンバの側壁面の対向する位置に１個ずつセットした。また、サブターゲット１は表４に記載の各金属の合金ターゲットを用い、チャンバのメインターゲット１に隣接する位置にセットし、サブターゲット２はチャンバ上面のメインターゲット１の直上位置に１個セットした。【００４８】
【表４】
0005542925.tif 000005
【００４９】
得られたインサートについて、実施例１と同様に、被覆層の全体組成および各層の組成（表の上段が第１層、下段が第２層）として表５に示した。なお、被覆層を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察したところ、厚み１０ｎｍ以下の間隔で表５の組成に示す第１層と第２層が積層された構成となっていた。微細ドロップレットおよび粗大ドロップレットの個数比率、組成を測定し表６または表７に示した。さらに、得られたインサートを用いて実施例１と同じ切削条件にて切削試験を行った。結果は表７に記載した。【００５０】
【表５】
0005542925.tif 000006
【００５１】
【表６】
0005542925.tif 000007
【００５２】
【表７】
0005542925.tif 000008
【００５３】
表４〜７より、逃げ面に微細ドロップレットがすくい面よりも多く存在し、かつ逃げ面に存在する粒径が１０００ｎｍ以上の粗大ドロプレットの平均組成がすくい面に存在する粗大ドロップレットの平均組成に比べてＮｂの含有比率が高い試料Ｎｏ．１０〜１４のいずれにおいても、耐チッピング性に優れるとともに平滑な加工面に加工できて良好な切削性能を発揮した。なお、試料Ｎｏ．１１、１２、１４は、本発明の参考例である。
【符号の説明】
【００５４】
１  切削工具
２  基体
３  すくい面
４  逃げ面
５  切刃
６  被覆層
７  ドロップレット
７ａ  微細ドロップレット
７ｂ  粗大ドロップレット
【図１】
0005542925.tif 000009
【図２】
0005542925.tif 000010