(57)【要約】【課題】ステンレス鋼やＴｉ合金等を、高速切削条件で切削した場合にもすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する被覆工具を提供する。【解決手段】所定の総平均層厚を有する硬質被覆層が、（ａ）所定の平均層厚を有し、かつ、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＮ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層（Ｘは、Ａｌの含有割合（原子比）で、０．６５≦Ｘ≦０．９５）のうち１層または２層以上からなる立方晶構造を有するＴｉＡｌ化合物で構成された下部層、（ｂ）所定の平均層厚を有し、かつ、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＮ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣＮ層（Ｙは、Ａｌの含有割合（原子比）で、０．６０≦Ｙ≦０．９０）のうち１層または２層以上からなる立方晶構造を有するＣｒＡｌ化合物で構成された中間層、（ｃ）所定の平均層厚を有するＡｌ２Ｏ３で構成された上部層とからなることにより、前記課題を解決する。【選択図】図２
2014208394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメットのいずれかで構成された工具基体の表面に化学蒸着法により成膜された硬質被覆層を形成してなる表面被覆切削工具において、
前記硬質被覆層が、総平均層厚が２．５〜２０μｍであり、
（ａ）１．０〜１０．０μｍの平均層厚を有し、かつ、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＮ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層（但し、Ｘは、ＴｉとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合を示し、原子比で、０．６５≦Ｘ≦０．９５）のうち１層または２層以上からなる立方晶結晶構造を有するＴｉＡｌ化合物で構成された下部層、
（ｂ）０．５〜５．０μｍの平均層厚を有し、かつ、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＮ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣＮ層（但し、Ｙは、ＣｒとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合を示し、原子比で、０．６０≦Ｙ≦０．９０）のうち１層または２層以上からなる立方晶結晶構造を有するＣｒＡｌ化合物で構成された中間層、
（ｃ）１．０〜５．０μｍの平均層厚を有するＡｌ２Ｏ３で構成された上部層、
からなることを特徴とする表面被覆切削工具。
【請求項２】
前記上部層を構成するＡｌ２Ｏ３が、Ａｌとの合量に占める割合（但し、原子比）で、０．００３〜０．０５のＺｒを含有することを特徴とする請求項1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、表面被覆切削工具（以下、被覆工具という）に関し、さらに詳しくは、例えば、ステンレス鋼やＴｉ合金などの難削材を高速切削加工した場合にも、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮する被覆工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、被覆工具には、各種の鋼や鋳鉄などの被削材の旋削加工や平削り加工にバイトの先端部に着脱自在に取り付けて用いられるインサート、被削材の穴あけ切削加工などに用いられるドリルやミニチュアドリル、さらに被削材の面削加工や溝加工、肩加工などに用いられるソリッドタイプのエンドミルなどがあり、またインサートを着脱自在に取り付けてソリッドタイプのエンドミルと同様に切削加工を行うインサート式エンドミル工具などが知られている。
【０００３】
近年、金属材料の切削加工においては高能率化の要求が高く、切削速度を高速化させることが求められている。このため、切削工具の工具基体表面を被覆する被膜に対して耐摩耗性や耐チッピング性を向上させることが要求されている。
したがって、このような要求を満足するべく前記被膜の開発が種々行なわれている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、ＣＶＤによって蒸着形成された、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＮ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層（Ｘ：０．６５〜０．９５）の上層にＡｌ２Ｏ３を被覆した切削工具は、従来一般に多く使用されているＴｉＣＮ層と比べてＴｉ１−ＸＡｌＸＮ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層がすぐれた断熱効果を有することにより、１０００度を超えるような高速ないし高能率の厳しい切削条件においても、良好な切削性能を示すことを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５１６７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、近年の切削加工装置の自動化はめざましく、一方で切削加工に対する省力化および省エネ化、さらには低コスト化の要求は強く、これに伴い、切削工具には被削材種の影響を受けにくい汎用性、すなわち、できるだけ多くの被削材の切削加工が可能な切削工具が求められる傾向にあるが、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層および／または（Ｔｉ，Ａｌ）Ｃ層および／または（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮ層の上層にＡｌ２Ｏ３を被覆した硬質被覆層を用いた従来被覆工具においては、これを、鋼や鋳鉄などの被削材の通常切削速度での切削加工に用いた場合には問題ないが、ステンレス鋼やＴｉ合金等を高速断続切削条件で切削した場合には、層間剥離が起こりやすいという問題があり、この結果、切刃部におけるチッピングの発生が急激に増加し、これが原因で比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、ステンレス鋼やＴｉ合金等を、高速断続切削条件で切削した場合においてもすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する被覆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】
そこで、本発明者らは、前述のような観点から、特にステンレス鋼およびＴｉ合金等の切削加工を、高速切削条件で切削加工した場合に、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を併せ持つ被覆工具を開発すべく、鋭意研究を行った。
【０００９】
前述した従来技術における硬質被覆層における切削性能の低下原因を探求した結果、高熱が発生するステンレス鋼およびＴｉ合金等の高速ミーリング加工で使用した場合に、高温時にＡｌ２Ｏ３とＴｉ１−ＸＡｌＸＮ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層の密着強度が不足し短寿命となることを見出した。
【００１０】
そこで、性能向上を図るべく改良を行った結果、上部層のＡｌ２Ｏ３と下部層のＴｉ１−ＸＡｌＸＮ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層との間に中間層としてＣｒ１−ＹＡｌＹＮ層および／またはＣｒ１−ＹＡｌＹＣ層および／またはＣｒ１−ＹＡｌＹＣＮ層を介することで、高温時においてもＡｌ２Ｏ３層と下部層のＴｉ１−ＸＡｌＸＮ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣ層および／またはＴｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層との密着強度が飛躍的に向上し、高負荷・高熱下において高い耐チッピング性と耐摩耗性を発揮することを見出した。
【００１１】
さらに、上部層中にＺｒ成分を微量（Ａｌとの合量に占める割合で、Ｚｒ／（Ａｌ＋Ｚｒ）が０．００３〜０．０５（但し、いずれも原子比））含有されることにより、Ａｌ２Ｏ３層の結晶粒界面強度が向上し、高温強度の向上に寄与することを見出した。
【００１２】
本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、
「（１）  炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメットのいずれかで構成された工具基体の表面に化学蒸着法により成膜された硬質被覆層を形成してなる表面被覆切削工具において、
前記硬質被覆層が、総平均層厚が２．５〜２０μｍであり、
（ａ）１．０〜１０．０μｍの平均層厚を有し、かつ、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＮ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層（但し、Ｘは、ＴｉとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合を示し、原子比で、０．６５≦Ｘ≦０．９５）のうち１層または２層以上からなる立方晶結晶構造を有するＴｉＡｌ化合物で構成された下部層、
（ｂ）０．５〜５．０μｍの平均層厚を有し、かつ、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＮ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣＮ層（但し、Ｙは、ＣｒとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合を示し、原子比で、０．６０≦Ｙ≦０．９０）のうち１層または２層以上からなる立方晶結晶構造を有するＣｒＡｌ化合物で構成された中間層、
（ｃ）１．０〜５．０μｍの平均層厚を有するＡｌ２Ｏ３で構成された上部層、
からなることを特徴とする表面被覆切削工具。
（２）  前記上部層を構成するＡｌ２Ｏ３が、Ａｌとの合量に占める割合（但し、原子比）で、０．００３〜０．０５のＺｒを含有することを特徴とする（１）に記載の表面被覆切削工具。」
を特徴とする。
【００１３】
次に、本発明の被覆工具の硬質被覆層の構成層に関し、前記の通りに数値限定した理由を説明する。
（ａ）硬質被覆層の総平均層厚：
硬質被覆層の総平均層厚が、２．５μｍ未満では、下部層、中間層、上部層からなる硬質被覆層の備えるすぐれた耐摩耗性を十分に発揮することができず、一方、２０μｍを超えると、反対に、チッピング、欠損を発生しやすくなるので、硬質被覆層の総平均層厚は、２．５〜２０μｍと定めた。
（ｂ）下部層の平均層厚および組成：
下部層を構成するＴｉＡｌ化合物層の構成成分であるＴｉ成分には高温強度を向上させ、その結果、耐摩耗性を向上させる作用があるが、平均層厚が１．０μｍ未満になると、十分な耐摩耗性が得られない。一方、平均層厚が１０．０μｍを超えると、粒子の粗大化による膜強度の低下により、耐チッピング性が低下する。そのため、下部層の平均層厚を、１．０〜１０．０μｍと定めた。
また、ＴｉＡｌ化合物層には、高温下における工具基体との密着性を向上させる作用があるが、Ａｌの含有割合がＴｉとの合量に対して原子比で０．６５未満となると十分な密着性が得られない。一方、０．９５を超えると六方晶結晶構造が混在するようになるため耐摩耗性が低下する。そのため、ＴｉとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合であるＸ（原子比）の値を、０．６５≦Ｘ≦０．９５と定めた。
（ｃ）中間層の平均層厚および組成：
中間層を構成するＣｒＡｌ化合物層には、上部層であるＡｌ２Ｏ３とも下部層であるＴｉＡｌ化合物層とも高い密着性を示すことから、上部層と下部層の間に介在させることにより、高温時においても上部層と下部層との密着強度が飛躍的に向上し、高負荷・高熱下において高い耐チッピング性と耐摩耗性を発揮する。しかしながら、平均層厚が０．５μｍ未満になると、十分な密着性が得られない。一方、平均層厚が５．０μｍを超えると、上部層のＡｌ２Ｏ３が粒成長しやすくなり、上部層の耐チッピング性が低下する。そのため、中間層の平均層厚を、０．５〜５．０μｍと定めた。
また、ＣｒＡｌ化合物層には、下部層との中間層との密着性を向上させる作用があるが、Ａｌの含有割合がＣｒとの合量に対して原子比で０．６０未満となると十分な膜硬さが得られない。一方、０．９０を超えると六方晶結晶構造が混在するようになるため、密着性が低下する。そのため、ＣｒとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合であるＹ（原子比）の値を、０．６０≦Ｙ≦０．９０と定めた。
（ｄ）上部層の平均層厚：
上部層を構成するＡｌ２Ｏ３層は、高温硬さと耐熱性を備えることで高速切削時の耐摩耗性を向上させるが、その平均層厚が１．０μｍ未満では、十分な耐摩耗性を確保することができず、一方、その平均層厚が５．０μｍを超えると、Ａｌ２Ｏ３結晶粒が粗大化し易くなり、その結果、高速断続切削加工時の耐チッピング性、耐欠損性が低下するようになることから、上部層の平均層厚を、１．０〜５．０μｍと定めた。
（ｅ）上部層のＺｒ含有割合：
本発明の上部層は、Ａｌ２Ｏ３層だけでも十分に効果を発揮するが、さらに、上部層中にＺｒ成分を微量含有することにより、Ａｌ２Ｏ３層の結晶粒界面強度が向上し、高温強度の向上に寄与するため好ましい。
しかしながら、Ｚｒの含有割合が、Ａｌとの合量に占める割合、すなわち、Ｚｒ／（Ａｌ＋Ｚｒ）の値（但し、いずれも原子比）が、０．００３未満であると前述したようなＺｒ成分に期待される作用を期待することはできず、一方、Ｚｒ成分の含有割合が０．０５を超えた場合には、層中にＺｒ酸化物粒子が析出することによって粒界面強度が低下するので好ましくない。
したがって、本発明の上部層であるＡｌ２Ｏ３層に微量のＺｒを含有させる際には、その含有割合を０．００３〜０．０５と定めた・
【００１４】
本発明の硬質被覆層は、前述したような下部層、中間層、上部層から構成されることを特徴とするが、使用済み切れ刃の識別のために、最外層としてＴｉＮ層を被覆することも可能である。
さらに、下部層と工具基体との間に、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物および炭窒酸化物のうちの１層または２層以上からなるＴｉ化合物層を形成することにより、硬質被覆層と工具基体との密着性をより向上させることが可能である。
【００１５】
また、硬質被覆層にウエットブラスト、ブラシ処理、弾性砥石処理などの機械的処理を行うことにより、硬質被覆層表面を平滑化させ、さらに潤滑性を向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の被覆工具の一態様によれば、硬質被覆層が総平均層厚２．５〜２０μｍであり、１．０〜１０．０μｍの平均層厚を有し、かつ、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＮ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣ層、Ｔｉ１−ＸＡｌＸＣＮ層（但し、Ｘは、ＴｉとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合を示し、原子比で、０．６５≦Ｘ≦０．９５）のうち１層または２層以上からなる立方晶結晶構造を有するＴｉＡｌ化合物で構成された下部層、０．５〜５．０μｍの平均層厚を有し、かつ、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＮ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣ層、Ｃｒ１−ＹＡｌＹＣＮ層（但し、Ｙは、ＣｒとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合を示し、原子比で、０．６０≦Ｙ≦０．９０）のうち１層または２層以上からなる立方晶結晶構造を有するＣｒＡｌ化合物で構成された中間層、１．０〜５．０μｍの平均層厚を有するＡｌ２Ｏ３で構成された上部層からなることにより、高温時における上部層と下部層との密着性が飛躍的に向上し、高負荷・高熱下において高い耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するものであって、その効果は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明被覆工具および比較被覆工具を製造する際に使用した化学蒸着装置の概略図である。
【図２】本発明被覆工具を構成する硬質被覆層の縦断面膜構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
つぎに、本発明の被覆工具を実施例により具体的に説明する。
【実施例】
【００１９】
原料粉末として、いずれも１〜３μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、およびＣｏ粉末を用意し、これら原料粉末を、表１に示される配合組成に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、９８ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を６Ｐａの真空中、温度：１３７０〜１４７０℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、ＩＳＯ・ＳＰＧＮ１２０４１２に規定するインサート形状をもったＷＣ基超硬合金製の工具基体Ａ−１〜Ａ−１０をそれぞれ製造した。
【００２０】
また、原料粉末として、いずれも０．５〜２μｍの平均粒径を有するＴｉＣＮ（質量比で、ＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ２Ｃ粉末、ＺｒＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用意し、これら原料粉末を、表２に示される配合組成に配合し、ボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、９８ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を２ｋＰａの窒素雰囲気中、温度：１５００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、ＩＳＯ・ＳＰＧＮ１２０４１２に規定するインサート形状をもったＴｉＣＮ基サーメット製の工具基体Ｂ−１〜Ｂ−６をそれぞれ製造した。
【００２１】
（ａ）ついで、工具基体Ａ−１〜Ａ−１０およびＢ−１〜Ｂ−６のそれぞれを、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図１に示される化学蒸着装置内に装着し、
（ｂ）まず、装置内を排気して１〜１０ｋＰａに保持しながら、ヒーターで装置内を７００〜９００℃に加熱した後、反応ガスとして、ＴｉＣｌ４：０．２〜４．０％、ＡｌＣｌ３：０．４〜４．０％、ＣＨ４：０〜１５％、Ａｒ：０〜２５％、ＮＨ３：０〜１０％、Ｎ２：０〜２５％、Ｈ２：残り、を導入して、表３に示すような形成条件で、工具基体表面に表６，７に示すような目標層厚および目標組成の下部層としてのＴｉＡｌ化合物を形成する。
（ｃ）次に装置内雰囲気を１〜１０ｋＰａに保持しながら、ヒーターで装置内を７００〜９００℃に加熱した後、反応ガスとして、ＣｒＣｌ３：０．５〜２．４％、ＡｌＣｌ３：３．６〜５．５％、ＣＨ４：０〜６．０％、Ａｒ：０〜１５％、ＮＨ３：０〜６．０％、Ｎ２：０〜２０％、Ｈ２：残り、を導入して、表４に示すような形成条件で、下部層の上に表６，７に示すような目標層厚および目標組成の中間層としてのＣｒＡｌ化合物を形成する。
（ｄ）さらに、装置内雰囲気を６〜１３ｋＰａに保持しながら、ヒーターで装置内を９５０〜１１００℃に加熱した後、反応ガスとして、ＡｌＣｌ３：１．２〜４．５％、ＣＯ２：３．０〜６．０％、ＨＣｌ：１．０〜２．８％、Ｈ２Ｓ：０．１５〜０．３％、Ｈ２：残り、を導入して、表５に示すような形成条件Ａ〜Ｊで、中間層の上に同じく表６，７に示すような目標層厚の上部層としてのＡｌ２Ｏ３を形成する。
さらに、いくつかの実施例として、前述の反応ガスが、ＺｒＣｌ４：０．０２〜０．１３％を含有しているものを用いて、表５に形成条件Ｋ〜Ｎに示すような条件で、中間層の上に同じく表６，７に示すような目標層厚の上部層としてのＺｒ含有Ａｌ２Ｏ３を形成した。  
（ａ）〜（ｄ）の工程により、表６，７に示した下部層、中間層、上部層を有する本発明被覆インサート１〜２０をそれぞれ製造した。ここで、本発明インサート１７〜２０は、上部層としてＺｒ含有Ａｌ２Ｏ３を形成したものである。
さらに本発明被覆インサート１〜２０の下部層および中間層について、Ｘ線回折装置を用いてその結晶構造を特定し、それらの結果を同じく表６，７に示した。
また、前記硬質被覆層を構成する下部層、中間層、上部層の平均層厚を走査型電子顕微鏡を用いて断面測定したところ、いずれも目標層厚と実質的に等しい平均層厚（５点測定の平均値）を示した。
【００２２】
また、比較の目的で、
（ａ）前記工具基体Ａ−１〜Ａ−１０およびＢ−１〜Ｂ−６のそれぞれを、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図１に示される化学蒸着装置を用いて、
（ｂ）まず、装置内を排気して１〜１０ｋＰａに保持しながら、ヒーターで装置内を７００〜９００℃に加熱した後、反応ガスとして、ＴｉＣｌ４：０．２〜５．０％、ＡｌＣｌ３：０．４〜３．０％、ＣＨ４：０〜１０％、Ａｒ：０〜２０％、ＮＨ３：０〜１０％、Ｎ２：０〜２０％、Ｈ２：残り、を導入して、表３に示すような形成条件で、工具基体表面に表８，９に示すような目標層厚および目標組成の下部層としてのＴｉＡｌ化合物を形成する。
（ｃ）次に装置内雰囲気を１〜１２ｋＰａに保持しながら、ヒーターで装置内を６５０〜１０００℃に加熱した後、反応ガスとして、ＣｒＣｌ３：０．５〜３．９％、ＡｌＣｌ３：１．０〜５．５％、ＣＨ４：０〜６．０％、Ａｒ：０〜１５％、ＮＨ３：０〜６％、Ｎ２：０〜２０％、Ｈ２：残り、を導入して、表４に示すような形成条件で、下部層の上に表８，９に示すような目標層厚および目標組成の中間層としてのＣｒＡｌ化合物を形成する。
（ｄ）さらに、装置内雰囲気を６〜１３ｋＰａに保持しながら、ヒーターで装置内を９００〜１１５０℃に加熱した後、反応ガスとして、ＡｌＣｌ３：１．５〜６％、ＣＯ２：２〜８％、ＨＣｌ：１．０〜５．０％、Ｈ２Ｓ：０．１５〜０．４％、Ｈ２：残り、を導入して、表５に示すような形成条件で、中間層の上に同じく表８，９に示すような目標層厚の上部層としてのＡｌ２Ｏ３を形成する。
（ａ）〜（ｄ）の工程により、表８，９に示した上部層、中間層、上部層を有する比較被覆インサート１〜１６をそれぞれ製造した。
さらに比較被覆インサート１〜１６の下部層および中間層について、Ｘ線回折装置を用いて、その結晶構造を特定した。それらの結果を同じく表８，９に示した。
また、前記硬質被覆層を構成する下部層、中間層、上部層の平均層厚を、走査型電子顕微鏡を用いて断面測定したところ、いずれも目標層厚と実質的に等しい平均層厚（５点測定の平均値）を示した。
【００２３】
つぎに、上記本発明被覆インサート１〜２０及び比較被覆インサート１〜１６について、
被削材−平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＵＳ３０４（ＨＢ２００）の板材、
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：ａｅ  ５０ｍｍ、ａｐ  １．５ｍｍ、
一刃送り量：０．２ｍｍ／刃、
の条件（切削条件Ａ）でのステンレス鋼の乾式高速ミーリング切削加工試験（通常の切削速度は１８０ ｍ／ｍｉｎ．）、
被削材−平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金（ＨＢ２５０）の板材、
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：ａｅ  ５０ｍｍ、ａｐ  １．５ｍｍ、
一刃送り量：０．２ｍｍ／刃、
の条件（切削条件Ｂ）でのＴｉ合金の湿式高速ミーリング切削加工試験（通常の切削速度は４０ ｍ／ｍｉｎ．）、
を行い、切れ刃逃げ面の摩耗量が０．３ｍｍに達するまでの加工パス数をカウントした（加工する面を１回切削することを１パスとしている）。加工の途中で切れ刃の欠損が生じた場合には、その時点で終了している加工パス数をカウントした。この測定結果を表１０に示した。
【００２４】
【表１】
2014208394.tif 000003
【００２５】
【表２】
2014208394.tif 000004
【００２６】
【表３】
2014208394.tif 000005
【００２７】
【表４】
2014208394.tif 000006
【００２８】
【表５】
2014208394.tif 000007
【００２９】
【表６】
2014208394.tif 000008
【００３０】
【表７】
2014208394.tif 000009
【００３１】
【表８】
2014208394.tif 000010
【００３２】
【表９】
2014208394.tif 000011
【００３３】
【表１０】
2014208394.tif 000012
【００３４】
表１０に示される結果から、本発明被覆工具は、所定の組成および目標層厚の下部層、中間層、上部層からなる積層構造を有する硬質被覆層を形成した結果、下部層であるＴｉＡｌ化合物層によって、工具基体表面に強固に密着接合した状態で、耐欠損性、高温硬さ、高温強度が向上し、中間層であるＣｒＡｌ化合物層が下部層と上部層との密着強度を向上させるため、ステンレス鋼、Ｔｉ合金等の高速断続切削加工でも、すぐれた耐チッピング性と耐摩耗性が確保され、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮する。これに対して、本発明とは異なる組成の下部層、中間層、上部層の積層構造からなる硬質被覆層を有する比較被覆工具においては、いずれもステンレス鋼、Ｔｉ合金等の高速断続切削加工では、耐チッピング性が十分でなく、かつ皮膜の密着強度が十分でないために、比較的短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
前述のように、本発明の被覆工具は、一般的な被削材の切削加工は勿論のこと、特に、ステンレス鋼、Ｔｉ合金等の高速断続切削加工でもすぐれた耐摩耗性と耐チッピング性を発揮し、長期に亘ってすぐれた切削性能を示すものであるから、切削加工装置の自動化、並びに切削加工の省力化および省エネ化、さらに低コスト化に十分満足に対応できるものである。
【図１】
2014208394.tif 000013
【図２】
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