(57)【要約】  本開示の被覆工具は、基体と、基体の上に位置する被覆層とを備えている。被覆層は、アルミニウム及びチタンを含有するＡｌＴｉ層と、アルミニウム及びクロムを含有するＡｌＣｒ層とをそれぞれ複数有し、ＡｌＴｉ層及びＡｌＣｒ層が交互に位置している。被覆層は、基体から離れるほどにＡｌＣｒ層の厚みが厚い第１領域と、基体から離れるほどにＡｌＣｒ層の厚みが薄い第２領域とをそれぞれ複数有し、被覆層の厚み方向において、第１領域及び第２領域が交互に存在している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体の上に位置する被覆層とを備え、
該被覆層は、アルミニウム及びチタンを含有するＡｌＴｉ層と、アルミニウム及びクロムを含有するＡｌＣｒ層とをそれぞれ複数有し、前記ＡｌＴｉ層及び前記ＡｌＣｒ層が交互に位置し、
前記被覆層は、前記基体から離れるほどに前記ＡｌＣｒ層の厚みが厚い第１領域と、前記基体から離れるほどに前記ＡｌＣｒ層の厚みが薄い第２領域とをそれぞれ複数有し、
前記被覆層の厚み方向において、前記第１領域及び前記第２領域が交互に存在していることを特徴とする被覆工具。
【請求項２】
複数の前記第１領域のそれぞれにおける最も前記基体から離れて位置する前記ＡｌＣｒ層を第１ＡｌＣｒ層としたとき、
複数の前記第１ＡｌＣｒ層の間にそれぞれ位置する前記ＡｌＣｒ層の数が概ね同じであることを特徴とする請求項１に記載の被覆工具。
【請求項３】
複数の前記第１領域のそれぞれにおける最も前記基体から離れて位置する前記ＡｌＣｒ層を第１ＡｌＣｒ層としたとき、
隣り合う前記第１領域における前記第１ＡｌＣｒ層において、厚みの値の大小関係が前記被覆層の厚み方向に繰り返されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の被覆工具。
【請求項４】
複数の前記第１領域のそれぞれにおける最も前記基体の近くに位置する前記ＡｌＣｒ層を第２ＡｌＣｒ層としたとき、
複数の前記第２ＡｌＣｒ層の間にそれぞれ位置する前記ＡｌＣｒ層の数が概ね同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の被覆工具。
【請求項５】
複数の前記第１領域のそれぞれにおける最も前記基体の近くに位置する前記ＡｌＣｒ層を第２ＡｌＣｒ層としたとき、
隣り合う前記第１領域における前記第２ＡｌＣｒ層において、厚みの値の大小関係が前記被覆層の厚み方向に繰り返されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の被覆工具。
【請求項６】
前記被覆層は、前記基体から離れるほどに前記ＡｌＴｉ層の厚みが厚い第３領域と、前記基体から離れるほどに前記ＡｌＴｉ層の厚みが薄い第４領域とをそれぞれ複数有し、
前記被覆層の厚み方向において、前記第３領域及び前記第４領域が交互に存在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の被覆工具。
【請求項７】
先端側にポケットを有するホルダと、
前記ポケットに位置する請求項１〜６のいずれか１つに記載の被覆工具とを備えた切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、切削加工において用いられる被覆工具及びこれを備えた切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋削加工及び転削加工のような切削加工に用いられる被覆工具としては、例えば特開２０１７−０４２９０６号公報（特許文献１）に記載の表面被覆切削工具（被覆工具）が知られている。特許文献１に記載の被覆工具は、工具基体と、（Ｔｉ1-zＡｌz）Ｎで表わされるＡ層及び（Ｃｒ1-x-yＡｌxＭy）Ｎで表わされるＢ層が工具基体の表面において交互に積層されてなる硬質被覆層とを備えている。このとき、Ａ層及びＢ層のそれぞれの厚みは、一定である。【０００３】
また、他の被覆工具としては、例えば特表２００１−５２１４４７号公報（特許文献２）に記載の多層被覆切削工具（被覆工具）が知られている。特許文献２に記載の被覆工具は、本体の上に多層構造を含む被膜が施されている。このとき、被膜において個々の層厚みの連続には繰り返し周期が含まれず、多層構造の全体に渡り非周期的である。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の被覆工具は、基体と、該基体の上に位置する被覆層とを備えている。該被覆層は、アルミニウム及びチタンを含有するＡｌＴｉ層と、アルミニウム及びクロムを含有するＡｌＣｒ層とをそれぞれ複数有し、前記ＡｌＴｉ層及び前記ＡｌＣｒ層が交互に位置している。前記被覆層は、前記基体から離れるほどに前記ＡｌＣｒ層の厚みが厚い第１領域と、前記基体から離れるほどに前記ＡｌＣｒ層の厚みが薄い第２領域とをそれぞれ複数有し、前記被覆層の厚み方向において、前記第１領域及び前記第２領域が交互に存在している。
【０００５】
本開示の切削工具は、先端側にポケットを有するホルダと、前記ポケットに位置する上述した本開示に係る被覆工具とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本開示の第１実施形態に係る被覆工具を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す被覆工具におけるＡ−Ａ断面の断面図である。
【図３】図３は、図２に示す領域Ｂ１における拡大図である。
【図４】図４は、図２に示す領域Ｂ１における拡大図である。
【図５】図５は、本開示の第２実施形態に係る被覆工具を示す図であり、第１実施形態の図３及び図４に相当する図である。
【図６】図６は、本開示の第２実施形態に係る被覆工具を示す図であり、第１実施形態の図３及び図４に相当する図である。
【図７】図７は、本開示の第２実施形態に係る被覆工具を示す図であり、第１実施形態の図３及び図４に相当する図である。
【図８】図８は、本開示の実施形態に係る切削工具を示す平面図である。
【図９】図９は、図８に示す領域Ｂ２における拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜被覆工具＞
以下、本開示の様々な実施形態に係る被覆工具について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の被覆工具は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。これらの点は、後述する切削工具においても同様である。
【０００８】
（第１実施形態）
第１実施形態の被覆工具１は、四角板形状であって、四角形の第１面３（図１における上面）と、第２面５（図１における側面）と、第１面３及び第２面５が交わる稜線の少なくとも一部に位置する切刃７とを有している。また、第１実施形態の被覆工具１は、四角形の第３面８（図１における下面）をさらに有している。
【０００９】
第１実施形態の被覆工具１においては、第１面３の外周の全体が切刃７となっていてもよいが、被覆工具１はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、四角形の第１面３における一辺のみ、若しくは、部分的に切刃７を有するものであってもよい。
【００１０】
第１面３は、少なくとも一部にすくい面領域３ａを有していてもよい。第１実施形態においては、第１面３における切刃７に沿った領域がすくい面領域３ａとなっている。第２面５は、少なくとも一部に逃げ面領域５ａを有していてもよい。第１実施形態においては、第２面５における切刃７に沿った領域が逃げ面領域５ａとなっている。そのため、すくい面領域３ａ及び逃げ面領域５ａが交わる部分に切刃７が位置していると言い換えてもよい。
【００１１】
図１では、第１面３におけるすくい面領域３ａ及びそれ以外の領域の境界と、第２面５における逃げ面領域５ａ及びそれ以外の領域の境界とを一点鎖線で示している。図１においては、第１面３及び第２面５が交わる稜線の全てが切刃７である例が示されているため、第１面３において切刃７に沿った環状の一点鎖線が示されている。
【００１２】
被覆工具１の大きさは特に限定されるものではないが、例えば、第１実施形態においては、第１面３の一辺の長さが３〜２０ｍｍ程度に設定される。また、第１面３から第１面３の反対側に位置する第３面８までの高さは５〜２０ｍｍ程度に設定される。
【００１３】
第１実施形態の被覆工具１は、図１及び図２に示すように、四角板形状の基体９と、この基体９の表面を被覆する被覆層１１とを備えている。被覆層１１は、基体９の表面の全体を覆っていてもよく、また、一部のみを覆っていてもよい。被覆層１１が基体９の一部のみを被覆しているときには、被覆層１１は、基体９の上の少なくとも一部に位置しているとも言うことができる。
【００１４】
第１実施形態における被覆層１１は、少なくとも、第１面３における切刃７に沿ったすくい面領域３ａ及び第２面５における切刃７に沿った逃げ面領域５ａに存在している。図１においては、すくい面領域３ａを含む第１面３の全体及び逃げ面領域５ａを含む第２面５の全体に被覆層１１が存在する例が示されている。被覆層１１の厚みとしては、例えば、０．１〜１０μｍ程度に設定できる。なお、被覆層１１の全体としての厚みは一定であっても、場所によって異なっていてもよい。
【００１５】
被覆層１１は、図３に示すように、アルミニウム（Ａｌ）及びチタン（Ｔｉ）を含有するＡｌＴｉ層１３と、アルミニウム及びクロム（Ｃｒ）を含有するＡｌＣｒ層１５とをそれぞれ複数有している。被覆層１１において、複数のＡｌＴｉ層１３及び複数のＡｌＣｒ層１５が交互に位置している。言い換えれば、被覆層１１は、複数のＡｌＴｉ層１３及び複数のＡｌＣｒ層１５が交互に積層された構成となっている。被覆層１１の積層構造は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscopy）又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscopy）などを用いた断面測定によって評価することが可能である。
【００１６】
ＡｌＴｉ層１３は、アルミニウム及びチタンのみによって構成されていてもよいが、アルミニウム及びチタンに加えて、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＷなどの金属成分を含有していてもよい。但し、ＡｌＴｉ層１３では、上記の金属成分と比較してアルミニウム及びチタンのそれぞれの含有比率の合計が高くなっている。すなわち、上記の金属成分と比較してアルミニウム及びチタンのそれぞれの含有比率の合計が高いことから、ＡｌＴｉ層１３は、アルミニウム及びチタンを主成分として含有しているとみなすことができる。なお、上記における「含有比率」とは、原子比での含有比率を示している。
【００１７】
複数のＡｌＴｉ層１３は、それぞれアルミニウム及びチタンを主成分として含有しているが、アルミニウムの含有比率は、例えば、４０〜７０％に設定できる。また、チタンの含有比率は、例えば、２５〜５０％に設定できる。複数のＡｌＴｉ層１３のそれぞれにおいて、アルミニウムの含有比率がチタンの含有比率よりも高くてもよく、また、複数のＡｌＴｉ層１３のそれぞれにおいて、チタンの含有比率がアルミニウムの含有比率よりも高くてもよい。
【００１８】
また、ＡｌＴｉ層１３は、アルミニウム及びチタンを含む金属成分のみによって構成されていてもよいが、アルミニウム及びチタンを含む金属成分の窒化物、炭化物又は炭窒化物などによって構成されていてもよい。
【００１９】
ＡｌＣｒ層１５は、アルミニウム及びクロムのみによって構成されていてもよいが、アルミニウム及びクロムに加えて、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＷなどの金属成分を含有していてもよい。但し、ＡｌＣｒ層１５では、上記の金属成分と比較してアルミニウム及びクロムのそれぞれの含有比率の合計が高くなっている。すなわち、上記の金属成分と比較してアルミニウム及びクロムのそれぞれの含有比率の合計が高いことから、ＡｌＣｒ層１５は、アルミニウム及びクロムを主成分として含有しているとみなすことができる。
【００２０】
複数のＡｌＣｒ層１５は、それぞれアルミニウム及びクロムを主成分として含有しているが、アルミニウムの含有比率は、例えば、２０〜６０％に設定できる。また、クロムの含有比率は、例えば、４０〜８０％に設定できる。複数のＡｌＣｒ層１５のそれぞれにおいて、アルミニウムの含有比率がクロムの含有比率よりも高くてもよく、また、複数のＡｌＣｒ層１５のそれぞれにおいて、クロムの含有比率がアルミニウムの含有比率よりも高くてもよい。
【００２１】
また、ＡｌＣｒ層１５は、アルミニウム及びクロムを含む金属成分のみによって構成されていてもよいが、アルミニウム及びクロムを含む金属成分の窒化物、炭化物又は炭窒化物などによって構成されていてもよい。
【００２２】
ＡｌＴｉ層１３及びＡｌＣｒ層１５の組成は、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分光分析法（ＥＤＳ）又はＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）などによって測定することが可能である。
【００２３】
被覆層１１がＡｌＴｉ層１３を有していることから、被覆層１１の耐摩耗性が高められている。また、被覆層１１がＡｌＣｒ層１５を有していることから、被覆層１１の耐欠損性が高められている。被覆層１１は、複数のＡｌＴｉ層１３及び複数のＡｌＣｒ層１５が交互に位置する構成となっていることから、被覆層１１の全体としての強度が高められている。このとき、複数のＡｌＴｉ層１３及び複数のＡｌＣｒ層１５の厚みが薄いほど強度が高められる。
【００２４】
ＡｌＴｉ層１３及びＡｌＣｒ層１５の数は、特定の値に限定されるものではない。ＡｌＴｉ層１３及びＡｌＣｒ層１５の数は、それぞれ６つ以上であればよいが、例えば、６〜５００に設定できる。
【００２５】
ＡｌＴｉ層１３及びＡｌＣｒ層１５の厚みは、特定の値に限定されるものではないが、例えば、それぞれ５ｎｍ〜１００ｎｍに設定できる。
【００２６】
第１実施形態における被覆層１１は、図４に示すように、基体９から離れるほどにＡｌＣｒ層１５の厚みが厚い第１領域１５ａと、基体９から離れるほどにＡｌＣｒ層１５の厚みが薄い第２領域１５ｂとをそれぞれ複数有している。そして、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂが交互に存在している。なお、被覆層１１の厚み方向ａは、被覆層１１におけるＡｌＴｉ層１３及びＡｌＣｒ層１５の積層方向と言い換えてもよい。これらの構成によれば、被覆工具１が以下のように耐久性に優れたものとなる。
【００２７】
第１実施形態における被覆層１１は、上記の通り、複数の第１領域１５ａ及び複数の第２領域１５ｂを有していることから、複数のＡｌＣｒ層１５のそれぞれの厚みが一定ではなく、相対的に厚みの厚いものと、相対的に厚みの薄いものとを有している。
【００２８】
被覆層１１が、相対的に厚みの厚いＡｌＣｒ層１５を複数有していることから、使用時の負荷に伴う変形又は製造時の収縮差による内部応力などの負荷が被覆層１１に加わった場合であっても、上記の相対的に厚みの厚いものにおいて上記の負荷を吸収しやすい。そのため、被覆層１１に亀裂（クラック）が生じにくくなる。また、被覆層１１が、相対的に厚みの薄いＡｌＣｒ層１５を複数有していることから、これらにおいて、被覆層１１の強度を高めることができる。上記のように、被覆層１１にクラックが生じにくく、また、強度が高められていることから、被覆層１１の耐久性を高めることができる。
【００２９】
さらに、第１領域１５ａでは、基体９から離れるほどにＡｌＣｒ層１５の厚みが厚く、また、第２領域１５ｂでは、基体９から離れるほどにＡｌＣｒ層１５の厚みが薄い。そのため、被覆層１１の内部にＡｌＣｒ層１５の厚みが極端に変化する領域が存在しにくい。
【００３０】
ＡｌＣｒ層１５の厚みが極端に変化している場合には、例えば、使用時の負荷に伴う変形又は製造時の収縮差による内部応力などの負荷による、これらのＡｌＣｒ層１５の変形量が大きく変化する領域が生じる。そのため、この領域においてクラックが生じる可能性がある。しかしながら、第１実施形態においては、被覆層１１が、第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂをそれぞれ複数有していることから、被覆層１１の内部にＡｌＣｒ層１５の厚みが極端に変化する領域が存在しにくい。そのため、被覆層１１にクラックが生じにくく、耐久性がさらに高められる。
【００３１】
加えて、第１実施形態においては、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂが交互に存在していることから、相対的に厚みの厚いＡｌＣｒ層１５及び相対的に厚みの薄いＡｌＣｒ層１５を被覆層１１における厚み方向ａの広い範囲に存在させることができる。そのため、被覆層１１における厚み方向ａの広い範囲で上記の負荷を吸収することが可能であり、また、強度が高められることから、被覆層１１全体の耐久性を高めることができる。
【００３２】
以上の理由から、第１実施形態の被覆工具１は、耐久性に非常に優れたものとなっている。したがって、第１実施形態の被覆工具１によれば、長期に渡り安定した切削加工を行うことができる。
【００３３】
第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂにおけるＡｌＣｒ層１５の数は、それぞれ３つ以上であればよいが、例えば、３〜２０に設定できる。複数の第１領域１５ａのそれぞれにおけるＡｌＣｒ層１５の数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。同様に、複数の第２領域１５ｂのそれぞれにおけるＡｌＣｒ層１５の数も、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂの数は、それぞれ２つ以上であればよいが、例えば、２〜１００に設定できる。
【００３４】
複数の第１領域１５ａのそれぞれにおける最も基体９から離れて位置するＡｌＣｒ層１５を第１ＡｌＣｒ層１５ａ１としたとき、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数は、概ね同じであってもよい。言い換えれば、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１が周期的に存在していてもよい。このような構成を満たすときは、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１が被覆層１１の内部に規則的に存在することから、被覆層１１に加わる負荷をバランスよく受け止めることができ、耐久性を高めることができる。
【００３５】
複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数は、特定の値に限定されるものではないが、例えば、２〜４０に設定できる。また、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が概ね同じであるとは、ＡｌＣｒ層１５の数が厳密に同じである場合のみならず、ＡｌＣｒ層１５の数が実質的に同じである場合をも含む概念である。
【００３６】
具体的には、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が１１〜２１である場合には、ＡｌＣｒ層１５の数には、±１の差があってもよい。また、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が２１〜４０である場合には、ＡｌＣｒ層１５の数には、±２の差があってもよい。
【００３７】
複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１は、互いに厚みが同じであってもよいが、隣り合う第１領域１５ａにおける第１ＡｌＣｒ層１５ａ１において、厚みの値の大小関係が被覆層１１の厚み方向ａに繰り返されていてもよい。言い換えれば、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１（被覆層１１）は、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、相対的に厚みの厚い層１５ａ２及び相対的に厚みの薄い層１５ａ３が交互に存在する部分をさらに有していてもよい。
【００３８】
複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１が、層１５ａ２及び層１５ａ３が交互に存在する部分を有している場合には、相対的に厚みが厚いことから被覆層１１に加わる負荷を受け止め易い層１５ａ２と、相対的に厚みが薄いことから接合性が低下しにくい層１５ａ３とが厚み方向ａに交互に存在する部分を複数のＡｌＣｒ層１５（被覆層１１）が有する。そのため、被覆層１１に加わる負荷をバランスよく受け止めつつ隣接する層間の接合性をバランスよく高めることができる。
【００３９】
複数の第１領域１５ａのそれぞれにおける最も基体９の近くに位置するＡｌＣｒ層１５を第２ＡｌＣｒ層１５ａ４としたとき、複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が概ね同じであってもよい。言い換えれば、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４が周期的に存在していてもよい。このような構成を満たすときは、複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４が被覆層１１の内部に規則的に存在することから、隣接する層間の接合性をバランスよく高めることができる。
【００４０】
複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数は、特定の値に限定されるものではないが、例えば、２〜４０に設定できる。また、複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が概ね同じであるとは、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が概ね同じであることと同様に定義することができる。
【００４１】
複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４は、互いに厚みが同じであってもよいが、隣り合う第１領域１５ａにおける第２ＡｌＣｒ層１５ａ４において、厚みの値の大小関係が被覆層１１の厚み方向ａに繰り返されていてもよい。言い換えれば、複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４（被覆層１１）は、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、相対的に厚みの薄い層１５ａ５及び相対的に厚みの厚い層１５ａ６が交互に存在する部分をさらに有していてもよい。
【００４２】
複数の第２ＡｌＣｒ層１５ａ４が、層１５ａ５及び層１５ａ６が交互に存在する部分を有している場合には、相対的に厚みが薄いことから接合性を高め易い層１５ａ５と、相対的に厚みが厚いことから層１５ａ５よりも被覆層１１に加わる負荷を受け止め易い層１５ａ６とが厚み方向ａに交互に存在する部分を複数のＡｌＣｒ層１５（被覆層１１）が有する。そのため、被覆層１１に加わる負荷をバランスよく受け止めつつ隣接する層間の接合性をバランスよく高めることができる。
【００４３】
被覆層１１の厚み方向ａにおいて、互いに隣り合う第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂは、第１領域１５ａにおける最も基体９から離れて位置するＡｌＣｒ層１５と、第２領域１５ｂにおける最も基体９の近くに位置するＡｌＣｒ層１５とが、共通していてもよい。また、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、互いに隣り合う第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂは、第１領域１５ａにおける最も基体９の近くに位置するＡｌＣｒ層１５と、第２領域１５ｂにおける最も基体９から離れて位置するＡｌＣｒ層１５とが、共通していてもよい。少なくともこれらの構成のいずれか一方を満たすときは、被覆層１１の構成が比較的簡単になることから、被覆工具１の製造を容易にすることができる。
【００４４】
第１実施形態の被覆工具１は、図１に示すように四角板形状であるが、被覆工具１の形状としてはこのような形状に限定されるものではない。例えば、第１面３及び第３面８が四角形ではなく、三角形、六角形又は円形などであっても何ら問題ない。
【００４５】
第１実施形態の被覆工具１は、図１に示すように、貫通孔１７を有している。第１実施形態における貫通孔１７は、第１面３から第１面３の反対側に位置する第３面８にかけて形成されており、これらの面において開口している。貫通孔１７は、被覆工具１をホルダに保持する際に、ネジ又はクランプ部材などを取り付けるために用いることが可能である。なお、貫通孔１７は、第２面５における互いに反対側に位置する領域において開口する構成であっても何ら問題ない。
【００４６】
基体９の材質としては、例えば、超硬合金、サーメット及びセラミックスなどの無機材料が挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ（炭化タングステン）−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ（炭化チタン）−Ｃｏ及びＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ（炭化タンタル）−Ｃｏなどが挙げられる。ここで、ＷＣ、ＴｉＣ及びＴａＣは硬質粒子であり、Ｃｏは結合相である。また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。具体的には、サーメットとして、ＴｉＣ又はＴｉＮ（窒化チタン）を主成分とした化合物などが挙げられる。なお、基体９の材質としては、これらに限定されるものではない。
【００４７】
被覆層１１は、例えば、物理蒸着（ＰＶＤ）法などを用いることによって、基体９の上に位置させることが可能である。例えば、貫通孔１７の内周面で基体９を保持した状態で上記の蒸着法を利用して被覆層１１を形成する場合には、貫通孔１７の内周面を除く基体９の表面の全体を覆うように被覆層１１を位置させることができる。
【００４８】
物理蒸着法としては、例えば、イオンプレーティング法及びスパッタリング法などが挙げられる。一例として、イオンプレーティング法で作製する場合には、下記の方法によって被覆層１１を作製することができる。
【００４９】
第１の手順として、アルミニウム及びチタン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又は焼結体ターゲットを準備する。金属源である上記のターゲットをアーク放電又はグロー放電などによって蒸発させてイオン化する。イオン化したターゲットを、窒素源の窒素（Ｎ2）ガス、炭素源のメタン（ＣＨ4）ガス又はアセチレン（Ｃ2Ｈ2）ガスなどと反応させるとともに、基体９の表面に蒸着させる。以上の手順によってＡｌＴｉ層１３を形成することが可能である。
【００５０】
第２の手順として、アルミニウム及びクロム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又は焼結体ターゲットを準備する。金属源である上記のターゲットをアーク放電又はグロー放電などによって蒸発させてイオン化する。イオン化したターゲットを、窒素源の窒素（Ｎ2）ガス、炭素源のメタン（ＣＨ4）ガス又はアセチレン（Ｃ2Ｈ2）ガスなどと反応させるとともに、基体９の表面に蒸着させる。以上の手順によってＡｌＣｒ層１５を形成することが可能である。
【００５１】
上記の第１の手順及び第２の手順を交互に繰り返すことによって、複数のＡｌＴｉ層１３及び複数のＡｌＣｒ層１５が交互に位置する構成の被覆層１１を形成することが可能である。なお、まず第２の手順を行った後に第１の手順を行っても何ら問題ない。
【００５２】
ここで、第２の手順を繰り返す際に、第１領域１５ａ及び第２領域１５ｂが厚み方向ａに交互に存在するようにＡｌＣｒ層１５の厚みを変化させることによって、複数の第１領域１５ａ及び複数の第２領域１５ｂを有する被覆層１１を作製することが可能である。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態に係る被覆工具について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態と相違する部分を中心として説明する。そのため、第１実施形態と同様の構成を有する部分については第１実施形態における説明を援用し、説明を省略する。
【００５４】
第２実施形態の被覆工具２０においては、複数のＡｌＴｉ層１３が第１実施形態における複数のＡｌＣｒ層１５と同じ構成を有していてもよい。具体的に説明すると、被覆層１１は、図５及び図６に示すように、基体９から離れるほどにＡｌＴｉ層１３の厚みが厚い第３領域１３ａと、基体９から離れるほどにＡｌＴｉ層１３の厚みが薄い第４領域１３ｂとをそれぞれ複数有していてもよい。このとき、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、第３領域１３ａ及び第４領域１３ｂが交互に存在していてもよい。これらの構成を満たすときは、被覆工具２０が以下のように耐久性に優れたものとなる。
【００５５】
第２実施形態における被覆層１１は、上記の通り、複数の第３領域１３ａ及び複数の第４領域１３ｂを有していることから、複数のＡｌＴｉ層１３のそれぞれの厚みが一定ではなく、相対的に厚みの厚いものと、相対的に厚みの薄いものとを有している。
【００５６】
被覆層１１が、相対的に厚みの厚いＡｌＴｉ層１３を複数有していることから、これらにおいて被覆層１１の硬度が高められ、耐摩耗性を高めることができる。また、被覆層１１が、相対的に厚みの薄いＡｌＴｉ層１３を複数有していることから、これらにおいて、被覆層１１の強度を高めることができる。上記のように、被覆層１１の耐摩耗性が高められ、また、強度が高められていることから、被覆層１１の耐久性を高めることができる。
【００５７】
第３領域１３ａでは、第１領域１５ａと同様に、基体９から離れるほどにＡｌＴｉ層１３の厚みが厚く、また、第４領域１３ｂでは、第２領域１５ｂと同様に、基体９から離れるほどにＡｌＴｉ層１３の厚みが薄い。そのため、被覆層１１の内部にＡｌＴｉ層１３の厚みが極端に変化する領域が存在しにくい。したがって、被覆層１１にクラックが生じにくく、耐久性がさらに高められる。
【００５８】
加えて、第２実施形態においては、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、第３領域１３ａ及び第４領域１３ｂが交互に存在していることから、相対的に厚みの厚いＡｌＴｉ層１３及び相対的に厚みの薄いＡｌＴｉ層１３を被覆層１１における厚み方向ａの広い範囲に存在させることができる。そのため、被覆層１１全体の耐久性を高めることができる。
【００５９】
第３領域１３ａ及び第４領域１３ｂにおけるＡｌＴｉ層１３の数は、それぞれ３つ以上であればよいが、例えば、３〜２０に設定できる。複数の第３領域１３ａのそれぞれにおけるＡｌＴｉ層１３の数は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。同様に、複数の第４領域１３ｂのそれぞれにおけるＡｌＴｉ層１３の数も、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第３領域１３ａ及び第４領域１３ｂの数は、それぞれ２つ以上であればよいが、例えば、２〜１００に設定できる。
【００６０】
上記のイオンプレーティング法における第１の手順を繰り返す際に、第３領域１３ａ及び第４領域１３ｂが厚み方向ａに交互に存在するようにＡｌＴｉ層１３の厚みを変化させることによって、複数の第３領域１３ａ及び複数の第４領域１３ｂを有する被覆層１１を作製することが可能である。
【００６１】
図７に示すように、複数の第３領域１３ａのそれぞれにおける最も基体９から離れて位置するＡｌＴｉ層１３を第１ＡｌＴｉ層１３ａ１としたとき、複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＴｉ層１３の数は、概ね同じであってもよい。言い換えれば、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１が周期的に存在していてもよい。このような構成を満たすときは、複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１が被覆層１１の内部に規則的に存在することから、被覆層１１に加わる負荷をバランスよく受け止めることができ、耐久性を高めることができる。
【００６２】
複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＴｉ層１３の数は、特定の値に限定されるものではないが、例えば、２〜４０に設定できる。また、複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＴｉ層１３の数が概ね同じであるとは、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が概ね同じであることと同様に定義することができる。
【００６３】
複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１は、互いに厚みが同じであってもよいが、隣り合う第３領域１３ａにおける第１ＡｌＴｉ層１３ａ１において、厚みの値の大小関係が被覆層１１の厚み方向ａに繰り返されていてもよい。言い換えれば、複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１（被覆層１１）は、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、相対的に厚みの厚い層１３ａ２及び相対的に厚みの薄い層１３ａ３が交互に存在する部分をさらに有していてもよい。
【００６４】
複数の第１ＡｌＴｉ層１３ａ１が、層１３ａ２及び層１３ａ３が交互に存在する部分を有している場合には、相対的に厚みが厚いことから被覆層１１に加わる負荷を受け止め易い層１３ａ２と、相対的に厚みが薄いことから接合性が低下しにくい層１３ａ３とが厚み方向ａに交互に存在する部分を複数のＡｌＴｉ層１３（被覆層１１）が有する。そのため、被覆層１１に加わる負荷をバランスよく受け止めつつ隣接する層間の接合性をバランスよく高めることができる。
【００６５】
複数の第３領域１３ａのそれぞれにおける最も基体９の近くに位置するＡｌＴｉ層１３を第２ＡｌＴｉ層１３ａ４としたとき、複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４の間にそれぞれ位置するＡｌＴｉ層１３の数が概ね同じであってもよい。言い換えれば、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４が周期的に存在していてもよい。このような構成を満たすときは、複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４が被覆層１１の内部に規則的に存在することから、隣接する層間の接合性をバランスよく高めることができる。
【００６６】
複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４の間にそれぞれ位置するＡｌＴｉ層１３の数は、特定の値に限定されるものではないが、例えば、２〜４０に設定できる。また、複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４の間にそれぞれ位置するＡｌＴｉ層１３の数が概ね同じであるとは、複数の第１ＡｌＣｒ層１５ａ１の間にそれぞれ位置するＡｌＣｒ層１５の数が概ね同じであることと同様に定義することができる。
【００６７】
複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４は、互いに厚みが同じであってもよいが、隣り合う第３領域１３ａにおける第２ＡｌＴｉ層１３ａ４において、厚みの値の大小関係が被覆層１１の厚み方向ａに繰り返されていてもよい。言い換えれば、複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４（被覆層１１）は、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、相対的に厚みの薄い層１３ａ５及び相対的に厚みの厚い層１３ａ６が交互に存在する部分をさらに有していてもよい。
【００６８】
複数の第２ＡｌＴｉ層１３ａ４が、層１３ａ５及び層１３ａ６が交互に存在する部分を有している場合には、相対的に厚みが薄いことから接合性を高め易い層１３ａ５と、相対的に厚みが厚いことから層１３ａ５よりも被覆層１１に加わる負荷を受け止め易い層１３ａ６とが厚み方向ａに交互に存在する部分を複数のＡｌＴｉ層１３（被覆層１１）が有する。そのため、被覆層１１に加わる負荷をバランスよく受け止めつつ隣接する層間の接合性をバランスよく高めることができる。
【００６９】
被覆層１１の厚み方向ａにおいて、互いに隣り合う第３領域１３ａ及び第４領域１３ｂは、第３領域１３ａにおける最も基体９から離れて位置するＡｌＴｉ層１３と、第４領域１３ｂにおける最も基体９の近くに位置するＡｌＴｉ層１３とが、共通していてもよい。また、被覆層１１の厚み方向ａにおいて、互いに隣り合う第３領域１３ａ及び第４領域１３ｂは、第３領域１３ａにおける最も基体９の近くに位置するＡｌＴｉ層１３と、第４領域１３ｂにおける最も基体９から離れて位置するＡｌＴｉ層１３とが、共通していてもよい。少なくともこれらの構成のいずれか一方を満たすときは、被覆層１１の構成が比較的簡単になることから、被覆工具２０の製造を容易にすることができる。
【００７０】
＜切削工具＞
次に、本開示の様々な実施形態に係る切削工具について図面を用いて説明する。
【００７１】
実施形態の一例の切削工具１０１は、図８に示すように、第１端（図８における上端）から第２端（図８における下端）に向かって延びる棒状体である。切削工具１０１は、図９に示すように、第１端側（先端側）にポケット１０３を有するホルダ１０５と、ポケット１０３に位置する上記の第１実施形態に係る被覆工具１とを備えている。切削工具１０１は、被覆工具１を備えているため、長期に渡り安定した切削加工を行うことができる。
【００７２】
ポケット１０３は、被覆工具１が装着される部分であり、ホルダ１０５の下面に対して平行な着座面と、着座面に対して傾斜する拘束側面とを有している。また、ポケット１０３は、ホルダ１０５の第１端側において開口している。
【００７３】
ポケット１０３には被覆工具１が位置している。このとき、被覆工具１の下面がポケット１０３に直接に接していてもよく、また、被覆工具１とポケット１０３との間にシート（不図示）が挟まれていてもよい。
【００７４】
被覆工具１は、第１面３及び第２面５が交わる稜線における切刃７として用いられる部分の少なくとも一部がホルダ１０５から外方に突出するようにホルダ１０５に装着される。実施形態の一例においては、被覆工具１は、固定ネジ１０７によって、ホルダ１０５に装着されている。すなわち、被覆工具１の貫通孔１７に固定ネジ１０７を挿入し、この固定ネジ１０７の先端をポケット１０３に形成されたネジ孔（不図示）に挿入してネジ部同士を螺合させることによって、被覆工具１がホルダ１０５に装着されている。
【００７５】
ホルダ１０５の材質としては、鋼、鋳鉄などを用いることができる。これらの部材の中で靱性の高い鋼を用いてもよい。
【００７６】
実施形態の一例においては、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具を例示している。旋削加工としては、例えば、内径加工、外径加工及び溝入れ加工などが挙げられる。なお、切削工具としては旋削加工に用いられるものに限定されない。例えば、転削加工に用いられる切削工具に被覆工具１を用いてもよい。
【００７７】
なお、一例の切削工具１０１では、被覆工具１を用いる場合を例にとって説明したが、被覆工具１に代えて、第２実施形態に係る被覆工具２０を用いてもよい。
【００７８】
また、本開示の全体において、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・被覆工具
３・・・第１面
３ａ・・・すくい面領域
５・・・第２面
５ａ・・・逃げ面領域
７・・・切刃
８・・・第３面
９・・・基体
１１・・・被覆層
１３・・・ＡｌＴｉ層
１３ａ・・・第３領域
１３ａ１・・・第１ＡｌＴｉ層
１３ａ４・・・第２ＡｌＴｉ層
１３ｂ・・・第４領域
１５・・・ＡｌＣｒ層
１５ａ・・・第１領域
１５ａ１・・・第１ＡｌＣｒ層
１５ａ４・・・第２ＡｌＣｒ層
１５ｂ・・・第２領域
１７・・・貫通孔
２０・・・被覆工具
１０１・・・切削工具
１０３・・・ポケット
１０５・・・ホルダ
１０７・・・固定ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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