(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アークイオンプレーティング装置にて、炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に、
（ａ）カソード電極（蒸発源）として金属Ｔｉを用い、反応ガスとしてメタンガス、窒素ガス、または窒素ガスとメタンガスを導入して形成された、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、および炭窒化物層のうちのいずれかの単層、または２種以上の複層からなり、かつ０．１〜１０μｍの平均層厚を有する強靭層、
（ｂ）カソード電極（蒸発源）として金属Ｔｉを用い、反応ガスとしてメタンガスと酸素の混合ガス、またはメタンガスと窒素ガスと酸素の混合ガスを導入して形成されたＴｉの複合炭酸化物層および複合炭窒酸化物層のいずれかの単層または両方の複層からなり、かつ０．１〜５μｍの平均層厚を有する密着層、
（ｃ）カソード電極（蒸発源）として金属Ａｌを用い、反応ガスとして酸素を導入して形成された酸化アルミニウム層からなり、かつ０．５〜１５μｍの平均層厚を有する硬質層、
（ｄ）カソード電極（蒸発源）として金属Ａｌを用い、反応ガスとして窒素ガスを導入して形成された窒化アルミニウム層からなり、かつ０．５〜１５μｍの平均層厚を有する放熱層、
以上（ａ）〜（ｄ）で構成した耐摩耗被覆層を形成してなる、耐摩耗被覆層がすぐれた放熱性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に高熱発生を伴なう鋼などの高速切削で、耐摩耗被覆層がすぐれた放熱性を発揮して、過熱による摩耗進行を抑制し、もって一段の使用寿命の延命化を可能ならしめた表面被覆超硬合金製工具（以下、被覆超硬工具という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、切削工具には、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スローアウエイチップ、前記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、さらに前記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、また前記スローアウエイチップを着脱自在に取り付けて前記ソリッドタイプのエンドミルと同様に切削加工を行うスローアウエイエンドミル工具などが知られている。
【０００３】
また、一般に、上記の切削工具として、例えば図１に概略説明図で示される物理蒸着装置の１種であるアークイオンプレーティング装置を用い、ヒータで装置内を例えば７００℃の温度に加熱した状態で、アノード電極と、強靭層および密着層形成には金属Ｔｉ、硬質層形成には金属Ａｌがセットされたカソード電極（蒸発源）との間にアーク放電を発生させ、同時に装置内に反応ガスとして形成層の組成に応じてメタンガス、窒素ガス、およびは酸素のうちのいずれか、あるいはこれらの２種以上の混合ガスを導入し、一方炭化タングステン（以下、ＷＣで示す）基超硬合金または炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）基サーメットからなり、かつ前記アノード電極およびカソード電極と所定間隔をもって対向配置された工具基体（以下、これらを総称して超硬基体と云う）には、例えば−１２０Ｖのバイアス電圧を印加した条件で、前記超硬基体の表面に、
（ａ）Ｔｉの炭化物層、窒化物層、および炭窒化物層（以下、それぞれＴｉＣ層、ＴｉＮ層、およびＴｉＣＮ層で示す）のうちの１種の単層または２種以上の複層からなり、かつ０．１〜１０μｍの平均層厚を有する強靭層、
（ｂ）Ｔｉの炭酸化物層および炭窒酸化物層（以下、ＴｉＣＯ層およびＴｉＣＮＯ層で示す）のいずれかの単層または両方の複層からなり、かつ０．１〜１５μｍの平均層厚を有する密着層、
（ｃ）酸化アルミニウム（以下、Ａｌ２Ｏ３で示す）層からなり、かつ０．５〜１５μｍの平均層厚を有する硬質層、
以上（ａ）〜（ｃ）で構成された耐摩耗被覆層を物理蒸着することにより製造された被覆超硬工具が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年の切削加工に対する省力化および省エネ化、さらに低コスト化の要求は強く、これに伴い、切削加工は切削機械の高性能化とも相俟って高速化の傾向にあるが、上記の従来被覆超硬工具においては、これを鋼や鋳鉄などの通常の条件での切削加工に用いた場合には問題はないが、これを高速切削条件で用いると、切削加工時に発生する高熱によって、特に耐摩耗被覆層の温度が上昇し、この結果耐摩耗被覆層の摩耗は一段と促進されるようになることから、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の従来被覆超硬工具に着目し、特に高速切削時における耐摩耗被覆層の温度上昇を抑制すべく研究を行った結果、
上記従来被覆超硬工具の耐摩耗被覆層の表面に、さらに窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮで示す）層を形成すると、この結果の耐摩耗被覆層においては、前記ＡｌＮ層がすぐれた熱伝導性および熱的安定性を発揮するようになって、耐摩耗被覆層の放熱性が一段と向上し、高速切削時に発生する高熱に曝されても耐熱性被覆層自体の過熱は著しく抑制され、かつ前記強靭層、密着層、および硬質層によって耐摩耗被覆層はすぐれた靭性と高温硬さ、さらにすぐれた耐熱性も併せ持つようになることから、この耐摩耗被覆層を形成してなる被覆超硬工具は、これを特に鋼や鋳鉄などの高熱発生を伴なう高速切削加工に用いても、耐摩耗被覆層はすぐれた放熱性を発揮し、これ自体の過熱による摩耗進行が抑制され、一段とすぐれた耐摩耗性を発揮するようになる、という研究結果を得たのである。
【０００６】
この発明は、上記の研究結果に基づいてなされたものであって、アークイオンプレーティング装置にて、超硬基体の表面に、
（ａ）カソード電極（蒸発源）として金属Ｔｉを用い、反応ガスとしてメタンガス、窒素ガス、または窒素ガスとメタンガスを導入して形成された、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、およびＴｉＣＮ層のうちのいずれかの単層、または２種以上の複層からなり、かつ０．１〜１０μｍの平均層厚を有する強靭層、
（ｂ）カソード電極（蒸発源）として金属Ｔｉを用い、反応ガスとしてメタンガスと酸素の混合ガス、またはメタンガスと窒素ガスと酸素の混合ガスを導入して形成されたＴｉＣＯ層およびＴｉＣＮＯ層のいずれかの単層、または両方の複層からなり、かつ０．５〜５μｍの平均層厚を有する密着層、
（ｃ）カソード電極（蒸発源）として金属Ａｌを用い、反応ガスとして酸素を導入して形成されたＡｌ2Ｏ3層からなり、かつ０．５〜１５μｍの平均層厚を有する硬質層、
（ｄ）カソード電極（蒸発源）として金属Ａｌを用い、反応ガスとして窒素ガスを導入して形成されたＡｌＮ層からなり、かつ０．５〜１５μｍの平均層厚を有する放熱層、
以上（ａ）〜（ｄ）で構成した耐摩耗被覆層を形成してなる、耐摩耗被覆層がすぐれた放熱性を発揮する被覆超硬工具に特徴を有するものである。
【０００７】
つぎに、この発明の被覆超硬工具において、これの耐摩耗被覆層を構成する強靭層、密着層、硬質層、および放熱層について説明する。
（ａ）強靭層
強靭層には、耐摩耗被覆層にすぐれた靭性と強度を付与するほか、超硬基体と強固に密着する作用があるが、その平均層厚が０．１μｍ未満では、前記作用に所望の効果が得られず、一方その平均層厚が１０μｍを越えると、切削時に発生する高熱によって熱塑性変形を起し、切刃に偏摩耗が発生し、これが原因で摩耗進行が急激に促進されるようになることから、その平均層厚を０．１〜１０μｍと定めた。
【０００８】
（ｂ）密着層
強靭層に対する硬質層の密着性が不十分であることから、強靭層および硬質層のいずれにも強固に密着するＴｉＣＯ層およびＴｉＣＮＯ層を密着層として、これら両者間に介在させ、耐摩耗被覆層の構成層間に強固な密着性を確保するが、その平均層厚が０．１μｍ未満では、上記の強靭層と硬質層との間に強固な密着性を確保することができず、一方その平均層厚が５μｍを越えると、切刃に欠けやチッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を０．１〜５μｍと定めた。
【０００９】
（ｃ）硬質層
硬質層を構成するＡｌ２Ｏ３層は、すぐれた高温硬さと耐熱性を有し、上記の強靭層と共存した状態で耐摩耗被覆層の耐摩耗性を一段と向上させる作用があるが、その平均層厚が０．５μｍでは所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その平均層厚が１５μｍを越えると、耐摩耗被覆層にチッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を０．５〜１５μｍと定めた。
【００１０】
（ｄ）放熱層
放熱層には、上記の通り耐摩耗被覆層にすぐれた熱伝導性と熱的安定性を付与せしめ、もって放熱性の一段の向上をもたらす作用があるが、その平均層厚が０．５μｍ未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その平均層厚が１５μｍを越えると切刃部に偏摩耗が発生し易くなり、これが摩耗進行を促進するようになることから、その平均層厚を０．５〜１５μｍと定めた。
【００１１】
さらに、上記耐摩耗被覆層の上に、最表面層として、必要に応じてＴｉＮ層を０．１〜２μｍの平均層厚で形成してもよく、これはＴｉＮ層が黄金色の色調を有し、この色調によって切削工具の使用前と使用後の識別が容易になるという理由からで、この場合その層厚が０．１μｍ未満では前記色調の付与が不十分であり、一方前記色調の付与は２μｍまでの平均層厚で十分である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ついで、この発明の被覆超硬切削工具を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
原料粉末として、いずれも１〜３μｍの範囲内の所定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、Ｃｒ３  Ｃ２  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、１００ＭＰａ  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：１４００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０５のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４０８のチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製の超硬基体Ａ１〜Ａ１０を形成した。
【００１３】
また、原料粉末として、いずれも０．５〜２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＴｉＣＮ（重量比でＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ２  Ｃ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、１００ＭＰａ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、切刃部分にＲ：０．０３のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４０８のチップ形状をもったＴｉＣＮ系サーメット製の超硬基体Ｂ１〜Ｂ６を形成した。
【００１４】
ついで、これら超硬基体Ａ−１〜Ａ−８およびＢ−１〜Ｂ−６を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、それぞれ図１に示されるアークイオンプレーティング装置に装入し、一方カソード電極（蒸発源）として、金属Ｔｉ（強靭層および密着層形成用）および金属Ａｌ（硬質層形成用）をそれぞれ装着し、
装置内を排気して１．３×１０−３Ｐａの真空に保持しながら、ヒーターで装置内を５００℃に加熱した後、Ａｒガスを装置内に導入して２．５ＰａのＡｒ雰囲気とし、この状態で超硬基体に−８００Ｖの電圧を印加して超硬基体表面をＡｒガスボンバート洗浄し、
ついで装置内を１．３×１０−３Ｐａの真空に保持しながら、ヒーターで装置内を６００〜７００℃の範囲内の所定の温度に加熱した状態で、装置内に反応ガスとしてメタンガスおよび／または窒素ガスを導入して２．８Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記超硬基体に印加するバイアス電圧を−１５０Ｖに下げて、前記カソード電極（金属Ｔｉ）とアノード電極との間にアーク放電を発生させ、もって前記超硬基体のそれぞれの表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、およびＴｉＣＮ層のうちのいずれかの単層、または２種以上の複層からなり、かつ表３に示される目標層厚の強靭層を形成し、
同じくカソード電極（蒸発源）として金属Ｔｉを用い、アノード電極との間にアーク放電を発生させ、装置内に反応ガスとして、メタンガスと酸素の混合ガス、またはメタンガスと窒素ガスと酸素の混合ガスを導入してする以外は前記強靭層形成条件と同一の条件で、前記強靭層の表面に、ＴｉＣＯ層およびＴｉＣＮＯ層のいずれかの単層、または両方の複層からなり、かつ同じく表３に示される目標層厚の密着層を形成し、
さらにカソード電極（蒸発源）として金属Ａｌを用い、アノード電極との間にアーク放電を発生させ、装置内に反応ガスとして酸素を導入して１．３Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記超硬基体に印加するパルスバイアス電圧を−３００Ｖとする以外は前記強靭層形成条件と同一の条件で、前記密着層の表面に、Ａｌ２Ｏ３層からなり、かつ同じく表３に示される目標層厚の硬質層を形成することにより、耐摩耗被覆層が以上の靭性層、密着層、および硬質層で構成され、図２（ａ）に概略斜視図で、同（ｂ）に概略縦断面図で示される形状を有する比較被覆超硬工具としての比較表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ（以下、比較被覆超硬チップと云う）１〜１６をそれぞれ製造した。
【００１５】
ついで、これら比較被覆超硬チップ１〜１６のそれぞれの表面に、同じく図１のアークイオンプレーティング装置にて、カソード電極（蒸発源）として、金属Ａｌを装着し、装置内を排気して１．３×１０−３Ｐａの真空に保持しながら、ヒーターで装置内を６００〜７００℃の範囲内の所定の温度に加熱した状態で、前記カソード電極とアノード電極との間にアーク放電を発生させ、装置内に反応ガスとして、窒素ガスを導入して３Ｐａの反応雰囲気とし、かつ超硬基体に印加するパルスバイアス電圧を−２８０Ｖとすることにより、ＡｌＮ層からなり、かつ表４に示される目標層厚の放熱層を蒸着形成することにより同じく図２に示される形状をもった本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ（以下、本発明被覆超硬チップと云う）１〜１６をそれぞれ製造した。
【００１６】
なお、この結果得られた各種の被覆超硬チップについて、これの耐摩耗被覆層の構成層の組成および層厚を、オージェ分光分析装置および走査型電子顕微鏡を用いて測定したところ、表３，４の組成および目標層厚と実質的に同じ組成および平均層厚（任意５ヶ所測定の平均値）を示した。
【００１７】
ついで、この結果得られた各種の被覆超硬チップのうち、本発明被覆超硬チップ１〜１０および比較被覆超硬チップ１〜１０について、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の丸棒、
切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．５ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件（以下、切削条件ａという）での合金鋼の乾式連続高速旋削試験、
被削材：ＪＩＳ・Ｓ４５Ｃの長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：２８０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２．０ｍｍ、
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：５分、
の条件（以下、切削条件ｂという）での炭素鋼の乾式断続高速旋削試験、さらに、
被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の丸棒、
切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．５ｍｍ、
送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件（以下切削条件ｃという）での鋳鉄の乾式連続高速旋削試験を行い、いずれの旋削試験でも切刃部の逃げ面摩耗幅を測定した。
【００１８】
また、本発明被覆超硬チップ１１〜１６および比較被覆超硬チップ１１〜１６については、
被削材：ＪＩＳ・Ｓ５０Ｃの丸棒、
切削速度：３６０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．５ｍｍ、
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件（以下、切削条件ｄという）での炭素鋼の乾式連続高速旋削試験、
被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：２８０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．５ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：５分、
の条件（以下切削条件ｅという）での合金鋼の乾式断続高速旋削試験、さらに、
被削材：ＪＩＳ・ＦＣ２５０の丸棒、
切削速度：３８０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２．０ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件（以下、切削条件ｆという）での鋳鉄の乾式連続高速旋削試験を行い、いずれの旋削試験でも切刃部の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表５に示した。
【００１９】
【表１】
0003580275.tif 000002
【００２０】
【表２】
0003580275.tif 000003
【００２１】
【表３】
0003580275.tif 000004
【００２２】
【表４】
0003580275.tif 000005
【００２３】
【表５】
0003580275.tif 000006
【００２４】
（実施例２）
原料粉末として、平均粒径：５．５μｍを有する中粗粒ＷＣ粉末、同０．８μｍの微粒ＷＣ粉末、同１．３μｍのＴａＣ粉末、同１．２μｍのＮｂＣ粉末、同１．２μｍのＺｒＣ粉末、同２．３μｍのＣｒ３Ｃ２粉末、同１．５μｍのＶＣ粉末、同１．０μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ粉末、および同１．８μｍのＣｏ粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ表６に示される配合組成に配合し、さらにワックスを加えてアセトン中で２４時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、１００ＭＰａの圧力で所定形状の各種の圧粉体にプレス成形し、これらの圧粉体を、６Ｐａの真空雰囲気中、７℃／分の昇温速度で１３７０〜１４７０℃の範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に１時間保持後、炉冷の条件で焼結して、直径が８ｍｍ、１３ｍｍ、および２６ｍｍの３種の超硬基体形成用丸棒焼結体を形成し、さらに前記の３種の丸棒焼結体から、研削加工にて、表６に示される組合せで、切刃部の直径×長さがそれぞれ６ｍｍ×１３ｍｍ、１０ｍｍ×２２ｍｍ、および２０ｍｍ×４５ｍｍの寸法をもった４枚刃スクエア形状の超硬基体（エンドミル）Ｃ−１〜Ｃ−８をそれぞれ製造した。
【００２５】
ついで、これらの超硬基体（エンドミル）Ｃ−１〜Ｃ−８の表面に、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図１に例示される通常のアークイオンプレーティング装置に装入し、上記実施例１と同一の条件で、表７に示される組成および目標層厚の強靭層、密着層、および硬質層からなる耐摩耗被覆層を蒸着形成することにより、図３（ａ）に概略正面図で、同（ｂ）に切刃部の概略横断面図で示される形状を有する比較被覆超硬工具としての比較表面被覆超硬合金製エンドミル（以下、比較被覆超硬エンドミルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００２６】
さらに、上記の比較被覆超硬エンドミル１〜８の表面に、同じくアークイオンプレーティング装置にて、上記実施例１と同一の条件で、表８に示される目標層厚の放熱層を耐摩耗被覆層の構成層として蒸着形成することにより同じく図３に示される形状をもった本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆超硬合金製エンドミル（以下、本発明被覆超硬エンドミルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００２７】
また、この結果得られた各種の被覆超硬エンドミルについて、これの耐摩耗被覆層の構成層の組成および層厚を、オージェ分光分析装置および走査型電子顕微鏡を用いて測定したところ、表７，８の組成および目標層厚と実質的に同じ組成および平均層厚（任意５ヶ所測定の平均値との比較）を示した。
【００２８】
つぎに、上記本発明被覆超硬エンドミル１〜８および比較被覆超硬エンドミル１〜８のうち、本発明被覆超硬エンドミル１〜３および比較被覆超硬エンドミル１〜３については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＫＤ６１（硬さ：ＨＲＣ５０）の板材、
切削速度：６０ｍ／ｍｉｎ．、
溝深さ（切込み）：３ｍｍ、
テーブル送り：１６０ｍｍ／分、
の条件での焼入れ鋼の乾式高速溝加工試験、本発明被覆超硬エンドミル４〜６および比較被覆超硬エンドミル４〜６については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の板材、
切削速度：１６０ｍ／ｍｉｎ．、
溝深さ（切込み）：５ｍｍ、
テーブル送り：６００ｍｍ／分、
の条件での合金鋼の乾式高速溝加工試験、本発明被覆超硬エンドミル７，８および比較被覆超硬エンドミル７，８については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＦＣ３００の板材、
切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ．、
溝深さ（切込み）：１０ｍｍ、
テーブル送り：３２０ｍｍ／分、
の条件での鋳鉄の乾式高速溝加工試験、
をそれぞれ行い、いずれの高速溝加工試験でも外周刃の逃げ面摩耗量が使用寿命の目安とされる０．１ｍｍに至るまでの切削溝長を測定した。この測定結果を表７，８にそれぞれ示した。
【００２９】
【表６】
0003580275.tif 000007
【００３０】
【表７】
0003580275.tif 000008
【００３１】
【表８】
0003580275.tif 000009
【００３２】
（実施例３）
上記の実施例２で製造した直径が８ｍｍ（超硬基体Ｃ−１〜Ｃ−３形成用）、１３ｍｍ（超硬基体Ｃ−４〜Ｃ−６形成用）、および２６ｍｍ（超硬基体Ｃ−７、Ｃ−８形成用）の３種の丸棒焼結体を用い、この３種の丸棒焼結体から、研削加工にて、溝形成部の直径×長さがそれぞれ４ｍｍ×１３ｍｍ（超硬基体Ｄ−１〜Ｄ−３）、８ｍｍ×２２ｍｍ（超硬基体Ｄ−４〜Ｄ−６）、および１６ｍｍ×４５ｍｍ（超硬基体Ｄ−７，Ｄ−８）の寸法をもった超硬基体（ドリル）Ｄ−１〜Ｄ−８をそれぞれ製造した。
【００３３】
ついで、これらの超硬基体（ドリル）Ｄ−１〜Ｄ−８の表面に、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図１に例示される通常のアークイオンプレーティング装置に装入し、上記実施例１と同一の条件で、表９に示される組成および目標層厚の強靭層、密着層、および硬質層からなる耐摩耗被覆層を蒸着形成することにより、図４（ａ）に概略正面図で、同（ｂ）に溝形成部の概略横断面図で示される形状を有する比較被覆超硬工具としての比較表面被覆超硬合金製ドリル（以下、比較被覆超硬ドリルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００３４】
さらに、上記の比較被覆超硬ドリル１〜８の表面に、同じくアークイオンプレーティング装置にて、上記実施例１と同一の条件で、表１０に示される目標層厚の放熱層を耐摩耗被覆層の構成層として蒸着形成することにより、同じく図４に示される形状をもった本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆超硬合金製ドリル（以下、本発明被覆超硬ドリルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００３５】
さらに、この結果得られた各種の被覆超硬ドリルについて、同じくこれの耐摩耗被覆層の構成層の組成および層厚を、オージェ分光分析装置および走査型電子顕微鏡を用いて測定したところ、表９、１０の組成および目標層厚と実質的に同じ組成および平均層厚（任意５ヶ所測定の平均値との比較）を示した。
【００３６】
つぎに、上記本発明被覆超硬ドリル１〜８および比較被覆超硬ドリル１〜８のうち、本発明被覆超硬ドリル１〜３および比較被覆超硬ドリル１〜３については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・Ｓ４５Ｃの板材、
回転速度：９８００ｍｉｎ−１、
送り：１３５０ｍｍ／分、
の条件での炭素鋼の湿式高速穴あけ加工試験、本発明被覆超硬ドリル４〜６および比較被覆超硬ドリル４〜６については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＫＤ６１（硬さ：ＨＲＣ５２）の板材、
回転速度：２１００ｍｉｎ−１、
送り：３００ｍｍ／分、
の条件での焼入れ鋼の湿式高速穴あけ加工試験、本発明被覆超硬ドリル７，８および比較被覆超硬ドリル７，８については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の板材、
回転速度：１３００ｍｉｎ−１、
送り：３００ｍｍ／分、
の条件での合金鋼の湿式高速穴あけ加工試験、
をそれぞれ行い、いずれの湿式（水溶性切削油使用）高速穴あけ加工試験でも先端切刃面の逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至るまでの穴あけ加工数を測定した。この測定結果を表９、１０にそれぞれ示した。
【００３７】
【表９】
0003580275.tif 000010
【００３８】
【表１０】
0003580275.tif 000011
【００３９】
【発明の効果】
表３〜１０に示される結果から、本発明被覆超硬工具は、いずれも各種鋼の切削加工を高い発熱を伴う高速で行っても、放熱層の発揮するすぐれた熱伝導性および熱的安定性によって耐摩耗被覆層はすぐれた放熱性を発揮し、耐摩耗被覆層自体が過熱されることがなくなることから、同じく構成層である強靭層、密着層、および硬質層の作用と相俟って、切刃に欠けやチッピングなどの発生なく、すぐれた耐摩耗性を発揮するのに対して、耐摩耗被覆層の構成層として前記放熱層の形成がない比較被覆超硬工具においては、いずれも高速切削時に発生する高熱によって耐摩耗被覆層自体の温度が上昇し、このため摩耗進行が著しく促進し、比較的短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
上述のように、この発明の被覆超硬工具は、各種の鋼などの通常の条件での切削加工は勿論のこと、特に高速切削加工においてもすぐれた耐摩耗性を発揮するものであるから、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】アークイオンプレーティング装置の概略説明図である。
【図２】（ａ）は被覆超硬チップの概略斜視図、（ｂ）は被覆超硬チップの概略縦断面図である。
【図３】（ａ）は被覆超硬エンドミル概略正面図、（ｂ）は同切刃部の概略横断面図である。
【図４】（ａ）は被覆超硬ドリルの概略正面図、（ｂ）は同溝形成部の概略横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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