(57)【要約】  一態様の切削工具は、超硬合金からなる基体と、基体の表面に設けられた被覆層とを有し、被覆層は、基体に接するとともに、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ）（０≦ｘ≦１）を含有する第１層を有し、基体の表面から５μｍまでの深さの領域におけるＷＣ粒子の後方散乱電子回折像システム付きの走査電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法にて測定されたＫＡＭ平均値が１°以下である。
2017038762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超硬合金からなる基体と、該基体の表面に位置する被覆層とを有し、
該被覆層は、前記基体に接するとともに、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ）（０≦ｘ≦１）を含有する第１層を有し、
前記基体の表面から５μｍまでの深さの領域におけるＷＣ粒子の後方散乱電子回折像システム付きの走査電子顕微鏡による後方散乱電子回折（ＥＢＳＤ）法にて測定されたＫＡＭ平均値が１°以下である、被覆工具。
【請求項２】
前記第１層の厚みが６〜１５μｍである、請求項１に記載の被覆工具。
【請求項３】
前記第１層は、前記基体に接する第１領域と、該第１領域の上に位置する第２領域とを有し、
前記第１領域に含まれる炭素が、前記第２領域に含まれる炭素よりも少ない、請求項１または２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記第１領域の厚みが０．５〜３μｍであり、前記第２領域の厚みが５．５〜１４．５μｍである、請求項３に記載の被覆工具。
【請求項５】
前記被覆層は、
前記第１層の上に位置するとともに、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ−ｙＯｙ）（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）を含有する第２層と、
該第２層の上に位置するとともに、酸化アルミニウムを含有する第３層とをさらに有する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の被覆工具。
【請求項６】
前記第１層は、前記基体の表面に対して垂直な方向に伸びた炭窒化チタンの柱状結晶を有し、
該柱状結晶における前記基体の表面に平行な方向の幅が０．４μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の被覆工具。
【請求項７】
前記基体は、表面から２００μｍ以上の深さの領域における炭素含有量に対し、表面から５μｍまでの深さの領域における炭素含有量の比が、０．９５〜１である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の被覆工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本態様は、基体の表面に被覆層を有する被覆工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、超硬合金からなる基体表面に、炭化チタン層、窒化チタン層、炭窒化チタン層、酸化アルミニウム層及び窒化チタンアルミニウム層等が単数又は複数形成された被覆工具が知られている。【０００３】
被覆工具においては、耐摩耗性および耐欠損性を高めることが要求されており、例えば、切削工具では、切削加工の高能率化に従って、大きな衝撃が切刃にかかる重断続切削等に用いられる機会が増えている。このような過酷な切削条件においては、被覆層にかかる大きな衝撃によるチッピングや被覆層の剥離を抑制することが求められている。【０００４】
特許２０１１−１５２６０２号公報（特許文献１）には、基体の表面に被覆層として窒化チタン層を物理蒸着した切削工具が開示されている。また、後方散乱電子回折（ＥＢＳＤ：Electron Backscatter Diffraction）装置で測定することによって得られた、被覆層の表面における窒化チタン結晶粒の結晶方位を所定の範囲内とすることが開示されている。
【発明の概要】
【０００５】
一態様の切削工具は、超硬合金からなる基体と、該基体の表面に位置する被覆層とを有し、該被覆層は、前記基体に接するとともに、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ）（０≦ｘ≦１）を含有する第１層を有し、前記基体の表面から５μｍまでの深さの領域におけるＷＣ粒子の後方散乱電子回折像システム付きの走査電子顕微鏡による後方散乱電子回折（ＥＢＳＤ）法にて測定されたＫＡＭ平均値が１°以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態の切削工具の概略斜視図である。
【図２】図１に示す切削工具の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
被覆工具においては、加工効率を上げるため、より厳しい加工条件で使用できることが求められており、超硬合金からなる基体と被覆層との密着性を高めて、チッピングや被覆層の剥離を抑制することが求められている。このような要求を満たす被覆工具の一実施形態として、切削工具（以下、単に工具と略す）１を示す。工具１は、図１に示すように、第１面２（図１における上面）と、第２面３（図１における側面）とを備えている。図２に示すように、工具１は、基体４と、この基体４上に位置する被覆層５とを有している。
【０００８】
図１に示す工具１においては、第１面２の少なくとも一部がすくい面として機能しており、第２面３の少なくとも一部が逃げ面として機能している。また、第１面２と第２面３とが交わる稜線の少なくとも一部が切刃６をなしている。
【０００９】
基体４は超硬合金からなる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−ＣｏおよびＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏが挙げられる。ここで、ＷＣ（炭化タングステン）、ＴｉＣ（炭化チタン）、ＴａＣ（炭化タンタル）は硬質粒子であり、Ｃｏ（コバルト）は結合相である。なお、上記の組成は一例であり、基体４の構成としては、例えば、ＷＣ粒子と、周期表第４、５、６族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種の硬質相と、Ｃｏからなる結合相とを有する他の構成であってもよい。
【００１０】
被覆層５は、基体４に接する第１層７を有する。第１層７は、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ）（０≦ｘ≦１）を含有している。
【００１１】
本実施態様においては、基体４の表面から５μｍ深さの領域におけるＷＣ粒子の後方散乱電子回折像システム付きの走査電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法にて測定されたＫＡＭ平均値が１°以下である。ＫＡＭ平均値が上記の値であることにより、基体４の表面に存在するＷＣ粒子の変形量が小さくなり、基体４と第１層７との間の残留応力が小さくなる。これによって、基体４と被覆層５との密着性が高まり、被覆層５の耐剥離性が向上するため、被覆層５のチッピングが抑制される。ＫＡＭ平均値が０．８°以下である場合には、基体４と被覆層５との密着性をより一層高めることができる。
【００１２】
ＫＡＭ（Karnel Average Misorientation）とは、ＥＢＳＤ法にて測定した隣接測定点間の結晶方位の差である局所方位差を表し、ＫＡＭ値は塑性ひずみ等の大きさと相関を有する値である。また、ＫＡＭは微視レベルで局所的な変形や転移密度を反映するので、ＫＡＭ値を測定することによって微視レベルでの局所的な塑性変形が確認できる。ＫＡＭ平均値は、観測領域内の各位置におけるＫＡＭ値を測定して、これを平均したものである。
【００１３】
従来の被覆層を成膜する工程においては、超硬合金からなる基体とこれに接する被覆層との間に歪みが生じる場合がある。これは、基体の内部に比べて基体の表面近傍の領域においては炭素が減少し、被覆層を成膜する工程において基体の表面が変質することが原因として考えられる。基体の表面が変質することによって、基体の表面に存在するＷＣ粒子の一部に微小な塑性歪みが残存しやすくなるため、被覆工具に衝撃がかかった際に、被覆層が基体から剥離しやすくなる場合がある。
【００１４】
本実施形態では、基体４の内部に対する基体４の表面近傍の領域における炭素の減少量を抑制することによって、基体４と被覆層５との間の歪みを小さくしている。このように炭素の減少量を抑制することによって、ＫＡＭ平均値が１°以下になっている。
【００１５】
また、本実施形態における基体４は、表面から２００μｍ以上の深さの領域における炭素含有量に対し、表面から５μｍまでの深さの領域における炭素含有量の比が、０．９５〜１の構成となっていてもよい。言い換えれば、基体４は、表面からの深さが２００μｍ以上の領域における炭素含有量に対して、被覆層５の直下に位置する表面から５μｍまでの深さにおける炭素含有量の減少量が５質量％以下になっていてもよい。このような構成を満たすときには、基体４と被覆層５との密着性がさらに向上する。
【００１６】
本実施形態では、基体４の表面近傍に存在するＷＣ粒子に発生する微小な塑性歪みが抑制されているため、基体４と被覆層５との間の歪みが小さくなっている。その結果、工具１に大きな衝撃がかかった場合であっても、被覆層５が基体４から剥離することを抑制できる。
【００１７】
第１層７の厚みは特に限定されるものではないが、例えば、６〜１５μｍに設定できる。第１層７の厚みが６μｍ以上、特に１０μｍ以上である場合には耐摩耗性が高められる。また、第１層７の厚みが１５μｍ以下、特に１３μｍ以下である場合には耐欠損性が高められる。
【００１８】
Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ）（０≦ｘ≦１）を含有する第１層７は、１つの層によって構成されていてもよいが、本実施形態においては、２つの領域が積層された構成となっている。具体的には、第１層７は、基体４に接する第１領域８と、第１領域８の上に位置する第２領域９とを有している。
【００１９】
そして、本実施形態の工具１は、第１領域８に含まれる炭素が、第２領域９に含まれる炭素よりも少なくなっていてもよい。具体的には、第１領域８は、主成分が窒化チタン（ＴｉＮ）であり、第２領域９は、主成分が炭窒化チタン（Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ）（０＜ｘ＜１））である。第１層７が上記の構成である場合には、基体４と第１層７との密着性がより高められる。特に、第１層７における第１領域８がＴｉＮによって構成されている場合には、基体４から被覆層５への超硬合金の成分の拡散が抑制されるため、基体４の表面の変質を抑制できる。
【００２０】
本実施形態における第１領域８は、平均粒径が０．０５〜０．５μｍの窒化チタン粒子によって構成されており、窒化チタン粒子は基体４の表面に対して垂直な方向に伸びる柱状結晶となっている。
【００２１】
本実施形態において、基体４の表面に位置するＷＣ粒子と、第１領域８中における基体４の側に位置する窒化チタン粒子との間でエピタキシャル成長する箇所が存在している。また、第１領域８にはＣｏが０．２〜３質量％の比率で拡散している。このようにＣｏが拡散している場合には、基体４と被覆層５との密着性をさらに高めることができる。
【００２２】
本実施形態における第２領域９は、いわゆるＭＴ(Moderate Temperature)−炭窒化チタンを主成分とする層９ａと、この層９ａの上に位置して、ＨＴ(High Temperature)−炭窒化チタンを主成分とする層９ｂとによって構成されている。
【００２３】
層９ａは、アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）ガスを原料として含み、成膜温度が７８０〜９００℃と比較的低温で成膜した柱状結晶からなる。このとき、柱状結晶における基体４の表面に平行な方向の幅が０．４μｍ以下となっている。柱状結晶が上記の構成である場合には、基体４と第１領域８との密着性がより高められる。層９ｂは、成膜温度が９５０〜１１００℃と比較的高温で成膜した粒状結晶からなる。
【００２４】
本実施態様では、層９ｂの表面には上方に向かって先細りする断面視で三角形形状の突起が形成されている。このような突起を有している場合には、後述する第２層１０との密着力が高まり、被覆層５の剥離やチッピングを抑えることができる。
【００２５】
第１領域８の厚みは特に限定されるものではないが、例えば、０．５〜３μｍに設定できる。また、第２領域９の厚みも特に限定されるものではないが、例えば、５．５〜１４．５μｍに設定できる。第１領域８の厚みが０．５〜３μｍ、特に０．５〜２．０μｍであり、かつ、第２領域９の厚みが５．５〜１４．５μｍ、特に８．０〜１２．５μｍである場合には、被覆層５の基体４への密着性をさらに高めることができ、また、耐摩耗性も高めることができる。
【００２６】
また、本実施形態における被覆層５は、第１層７に加えて第２層１０及び第３層１１をさらに有している。第２層１０は、第１層７の上に位置しており、第３層１１は、第２層１０の上に位置している。第２層１０は、層９ｂの上に位置している。
【００２７】
第２層１０は、チタン及び酸素を含有し、例えばＴｉＣＯ、ＴｉＮＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＡｌＣＯ、ＴｉＡｌＣＮＯ等からなる。具体的には、本実施形態における第２層１０は、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ−ｙＯｙ）（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）を含有している。また、第３層１１は、酸化アルミニウムを含有している。
【００２８】
上記の第３層１１を有している場合には、被覆層６の耐摩耗性をさらに高めることができる。さらに、第１層７と第３層１１との間に、第２層１０が位置している場合には、第１層７と第３層１１との間の密着性を高めることができる。
【００２９】
また、第２層１０が上記の成分を含有している場合には、第３層１１を構成する酸化アルミニウム粒子がα型の結晶構造となる。α型の結晶構造の酸化アルミニウムによって構成された第３層１１は、硬度が高い。そのため、被覆層６の耐摩耗性を高めることができる。
【００３０】
第２層１０が、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ−ｙＯｙ）を含有している場合において、ｘ＋ｙ＝１であるときには、第２層１０におけるＴｉ（ＣｘＮ１−ｘ−ｙＯｙ）が針状となり、基体４の表面に対して垂直な方向に向かって０．０５〜０．５μｍの高さで伸びる結晶構造となる。この構造であれば、第２領域９と第３層１１との間の密着性を高めることができる。
【００３１】
また、第３層１１がα型の結晶構造の酸化アルミニウムからなる場合には、第３層１１の硬度が高められ、工具１の耐摩耗性を向上させることができる。このとき、第３層１１の表面側からＸ線回折測定にて検出されるピークにおいて、Ｉ（１１６）およびＩ（１０４）が、一番目と二番目に強くなっている場合には、被覆層５の摩耗が抑制される傾向にある。
【００３２】
なお、各層の厚みおよび各層を構成する結晶の性状は、工具１の断面における電子顕微鏡写真（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真）を観察することにより、測定することが可能である。また、本実施形態においては、被覆層５の各層を構成する結晶の形態が柱状であるとは、各結晶の被覆層５の厚み方向の長さに対する平均結晶幅の比が平均で０．３以下の状態を指す。一方、この各結晶の被覆層５の厚み方向の長さに対する平均結晶幅の比が平均で０．３を超えるものは、結晶形態が粒状であると定義する。
【００３３】
本実施形態における被覆層５は、第１層７、第２層１０及び第３層１１に加えて第４層１２をさらに有している。第４層１２は、第３層１１の上に位置しており、第４層１２は、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ−ｙＯｙ）（０≦ｘ≦１、０≦ｙ＜１）を含有している。第４層１２は、窒化クロム等の他の材質によって構成されていてもよい。本実施形態における第４層１２は０．１〜３μｍの厚みで設けられる。
【００３４】
本実施形態の被覆層６は、基体４の側から順に、窒化チタンからなる第１領域８、炭窒化チタン層からなる第２領域９、第２層１０、第３層１１、第４層１２が積層されたものからなる。
【００３５】
工具１は、すくい面と逃げ面とが交わる稜線の少なくとも一部に形成された切刃６を被切削物に当てて切削加工するものであり、上述した優れた効果を発揮することができる。また、本実施形態の工具１は、切削工具以外にも、掘削工具、刃物等の各種の用途へ応用可能であり、この場合にも優れた機械的信頼性を有するものである。
【００３６】
次に、本実施形態に係る被覆工具の製造方法について、工具１の製造方法の一例を参考にして説明する。
【００３７】
まず、基体４となる硬質合金を焼成によって形成しうる金属炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物等の無機物粉末に、金属粉末、カーボン粉末等を適宜添加、混合する。次に、この混合粉末を、プレス成形、鋳込成形、押出成形、冷間静水圧プレス成形等の公知の成形方法によって所定の工具形状に成形する。その後、真空中または非酸化性雰囲気中にて焼成することによって上述した硬質合金からなる基体４を作製する。そして、上記基体４の表面に所望によって研磨加工や切刃部のホーニング加工を施す。
【００３８】
次に、その表面に化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によって被覆層を成膜する。
【００３９】
まず、超硬合金からなる基体４に対して、一酸化炭素（ＣＯ）ガスを１〜５体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを調整してチャンバ内に導入し、成膜温度を７００〜８００℃、５〜５０ｋＰａとする前処理を施す。この前処理によって、基体４の表面における炭素の含有比率を向上させる。これによって、次に第１層７を成膜する際に、基体４の表面で炭素成分が第１層７の側に拡散、移動することを抑制して、基体４の表面におけるＷＣ粒子に大きな歪が生じることを抑制できる。
【００４０】
次に、反応ガス組成として四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを０．５〜１０体積％、窒素（Ｎ２）ガスを１０〜６０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを調整してチャンバ内に導入し、成膜温度を８００〜９４０℃、８〜５０ｋＰａとして、窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分とする第１領域８を成膜する。このとき、成膜開始温度は、成膜終了時の成膜温度よりも１０〜５０℃低い温度とし、成膜中に温度を上昇させることによって、基体の表面におけるＷおよびＣｏ元素の拡散を抑制して、基体４の表面におけるＷＣ粒子に大きな歪が生じることを抑制できる。
【００４１】
その後、第２領域９を成膜する。まず、反応ガス組成として、体積％で四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを０．５〜１０体積％、窒素（Ｎ２）ガスを５〜６０体積％、アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）ガスを０．１〜３．０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを調整してチャンバ内に導入し、成膜温度を７８０〜８８０℃、５〜２５ｋＰａとして、ＭＴ−炭窒化チタンを主成分とする層９ａを成膜する。このとき、アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）ガスの含有比率を成膜初期よりも成膜後期で増すことによって、層９ａを構成する炭窒化チタンの柱状結晶の平均結晶幅を基体４の側よりも表面側のほうが大きい構成とすることができる。
【００４２】
次に、第２領域９における構成するＨＴ−炭窒化チタンを主成分とする層９ｂを成膜する。本実施態様によれば、ＨＴ−炭窒化チタン層の具体的な成膜条件は、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを１〜４体積％、窒素（Ｎ２）ガスを５〜２０体積％、メタン（ＣＨ４）ガスを０．１〜１０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを調整してチャンバ内に導入し、成膜温度を９００〜１０５０℃、５〜４０ｋＰａとして成膜する。
【００４３】
さらに、第２層１０を作製する。本実施態様についての具体的な成膜条件は、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを３〜１５体積％、メタン（ＣＨ４）ガスを３〜１０体積％、窒素（Ｎ２）ガスを１０〜２５体積％、一酸化炭素（ＣＯ）ガスを０．５〜２．０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを調整する。これらの混合ガスを調整してチャンバ内に導入し、成膜温度を９００〜１０５０℃、５〜４０ｋＰａとして成膜する。なお、本工程は上記窒素（Ｎ２）ガスをアルゴン（Ａｒ）ガスに変更してもよい。この工程によって、第２層１０中に、基体４の表面に対して垂直な方向に伸びる針状結晶が生成され、次に成膜される第３層１１との密着性を高めることができる。
【００４４】
そして、第３層１１を成膜する。まず、酸化アルミニウム結晶の核を形成する。三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）ガスを５〜１０体積％、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを０．１〜１．０体積％、二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを０．１〜５．０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを用い、９５０〜１１００℃、５〜１０ｋＰａとする。
【００４５】
次に、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）ガスを０．５〜５．０体積％、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを１．５〜５．０体積％、二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを０．５〜５．０体積％、硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガスを０〜１．０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを用い、９５０〜１１００℃、５〜２０ｋＰａに変えて成膜する。この第２段階の成膜工程によって、第３層１１における第２層１０の側に成膜される酸化アルミニウム結晶の成長状態を調整して、酸化アルミニウム結晶の配向性を制御する。
【００４６】
続いて、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）ガスを５〜１５体積％、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを０．５〜２．５体積％、二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを０．５〜５．０体積％、硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガスを０．１〜１．０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを用い、９５０〜１１００℃、５〜２０ｋＰａに変更して酸化アルミニウムを成膜する。この第３段階の成膜工程によって、第３層１１における表面側に成膜される酸化アルミニウム結晶の成長状態を調整して、酸化アルミニウム結晶の配向性を制御する。第３層１１の成膜工程における第２段階と第３段階は、独立した工程でなく、混合ガスの組成が連続的に変化するものでもよい。
【００４７】
そして、所望により、第４層１２を成膜する。具体的な成膜条件は、第４層１２がＴｉＮからなる場合、反応ガス組成として四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）ガスを０．１〜１０体積％、窒素（Ｎ２）ガスを１０〜６０体積％、残りが水素（Ｈ２）ガスからなる混合ガスを調整してチャンバ内に導入し、成膜温度を９６０〜１１００℃、１０〜８５ｋＰａとして成膜する。
【００４８】
その後、所望により、成膜した被覆層５の表面における少なくとも切刃６が位置する部分を研磨加工する。この研磨加工により、切刃６が平滑に加工され、被削材の溶着を抑制して、さらに耐欠損性に優れた工具となる。
【実施例】
【００４９】
まず、平均粒径１．２μｍの金属コバルト粉末を６質量％、平均粒径２．０μｍの炭化チタン粉末を０．５質量％、平均粒径２．０μｍの炭化ニオブ粉末を５質量％、残部が平均粒径１．５μｍのタングステンカーバイト粉末の割合で添加、混合し、プレス成形により工具形状（ＣＮＭＧ１２０４０８）に成形した。その後、脱バインダ処理を施し、１５００℃、０．０１Ｐａの真空中において、１時間焼成して超硬合金からなる基体を作製した。その後、作製した基体にブラシ加工をし、切刃となる部分にＲホーニングを施した。【００５０】
次に、上記超硬合金の基体に対して、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法により、表１の成膜条件で被覆層を成膜して、切削工具を作製した。表１、２において、各化合物は化学記号で表記した。【００５１】
上記試料について、まず、すくい面において、被覆層に対して研磨することなくＣｕＫα線によるＸ線回折分析を行い、得られた回折ピークについて、最も強度の高いピークと２番目に強度の高いピークとを確認した。【００５２】
上記工具の破断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、各層の厚みを測定した。また、ＥＢＳＤ法によるＫＡＭの測定は次のように実施した。【００５３】
切削工具の断面について、コロイダルシリカを用いてバフ研磨した後、オックスフォード社製ＥＢＳＤ（型番ＪＳＭ７０００Ｆ）を用い、測定領域を四角形の領域（ピクセル）に区切り、区切られた各領域について、試料表面に入射させた電子線の反射電子から菊地パターンを得てピクセルの方位を測定した。測定した方位データを同システムの解析ソフトを用いて解析し、各種パラメータを算出した。【００５４】
観察条件は、加速電圧１５ｋＶ、測定面積は基体である超硬合金の表面において、幅６０μｍ×深さ５μｍとし、隣接するピクセル間の距離（ステップサイズ）は０．１μｍとした。隣接するピクセル間の方位差が５°以上を結晶粒界とみなした。ＫＡＭは結晶粒内のあるピクセルと、結晶粒界を超えない範囲に存在する隣接ピクセルとの方位差の平均値を計算し、測定全面積を構成する全ピクセルにおける平均値としてＫＡＭ平均値を測定した。なお、上記ＫＡＭ平均値の測定は、任意の３視野について測定し、その平均値で評価した。結果は表２、３に示した。【００５５】
次に、得られた切削工具を用いて、下記の条件において、連続切削試験及び断続切削試験を行い、耐摩耗性及び耐欠損性を評価した。結果は表３に示した。
（連続切削条件）
被削材  ：クロムモリブデン鋼材（ＳＣＭ４３５）
工具形状：ＣＮＭＧ１２０４０８
切削速度：３００ｍ／分
送り速度：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：１．５ｍｍ
切削時間：２５分
その他  ：水溶性切削液使用
評価項目：走査型電子顕微鏡にて刃先ホーニング部分を観察し、実際に摩耗している部分において、逃げ面におけるフランク摩耗幅を測定。
（断続切削条件）
被削材  ：クロムモリブデン鋼  ４本溝入り鋼材（ＳＣＭ４４０）
工具形状：ＣＮＭＧ１２０４０８
切削速度：３００ｍ／分
送り速度：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：１．５ｍｍ
その他  ：水溶性切削液使用
評価項目：欠損に至る衝撃回数を測定。【００５６】
【表１】
2017038762.tif 000003
【００５７】
【表２】
2017038762.tif 000004
【００５８】
【表３】
2017038762.tif 000005
【００５９】
表１〜３の結果によれば、ＫＡＭ平均値が１°より小さい０．４°〜１°の範囲である試料Ｎｏ．１〜５では、被覆層の剥離もほとんど発生せず、フランク摩耗幅がより小さく、衝撃回数も多くなった。特に、第１層の厚みが６〜１５μｍである試料Ｎｏ．２〜４では、フランク摩耗幅が小さく、衝撃回数も多かった。また、第１層が、ＴｉＮからなる第１領域と、Ｔｉ（ＣｘＮ１−ｘ）（０＜ｘ＜１）からなる第２領域とを順に積層した試料Ｎｏ．１〜４では、フランク摩耗幅が小さく、衝撃回数も多かった。【００６０】
また、第１領域の厚みが０．５〜３μｍであり、第２領域の厚みが５．５〜１４．５μｍである試料Ｎｏ．２〜４では、フランク摩耗幅が小さく、衝撃回数も多かった。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・切削工具
２・・・第１面
３・・・第２面
４・・・基体
５・・・被覆層
６・・・切刃
７・・・第１層
８・・・第１領域
９・・・第２領域
１０・・第２層
１１・・第３層
１２・・第４層
【図１】
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【図２】
2017038762.tif 000007
【国際調査報告】
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