(57)【要約】【課題】剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性を高める。【解決手段】表面被覆切削工具は、すくい面と、逃げ面とを有し、基材と該基材上に形成された被膜とを備え、前記基材は、前記すくい面および前記逃げ面を繋ぐ刃先面を含み、前記刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有し、前記被膜は、複数の酸化アルミニウムの結晶粒を含む酸化アルミニウム層を含み、前記酸化アルミニウム層は、前記すくい面上のＡ領域と前記逃げ面上のＢ領域とからなる第１領域と、前記すくい面において前記Ａ領域を除いた領域である第２領域と、前記逃げ面において前記Ｂ領域を除いた領域である第３領域とを含み、前記酸化アルミニウム層は、配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）の第１領域における平均値がａであり、ＴＣ（００６）の第２領域における平均値がｂであるとき、ｂ−ａ＞０．５の関係を満たす。【選択図】図１
2018030208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
すくい面と、逃げ面とを有する表面被覆切削工具であって、
基材と該基材上に形成された被膜とを備え、
前記基材は、超硬合金またはサーメットであり、
前記基材は、表面を有し、
前記表面は、前記すくい面と、前記逃げ面と、前記すくい面および前記逃げ面を繋ぐ刃先面とを含み、
前記基材は、前記刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有し、
前記被膜は、複数の酸化アルミニウムの結晶粒を含む酸化アルミニウム層を含み、
前記酸化アルミニウム層は、前記すくい面上のＡ領域と前記逃げ面上のＢ領域とからなる第１領域と、前記すくい面において前記Ａ領域を除いた領域である第２領域と、前記逃げ面において前記Ｂ領域を除いた領域である第３領域とを含み、
前記Ａ領域は、前記すくい面と前記逃げ面とを仮想的に延長させたときにこれらが交差して形成される線を刃先稜線としたとき、前記すくい面において前記刃先稜線に沿って前記刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と前記刃先稜線とで挟まれる領域であり、
前記Ｂ領域は、前記逃げ面において前記刃先稜線に沿って前記刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と前記刃先稜線とで挟まれる領域であり、
前記酸化アルミニウム層は、配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）の前記第１領域における平均値がａであり、前記ＴＣ（００６）の前記第２領域または前記第３領域における平均値がｂであるとき、ｂ−ａ＞０．５の関係を満たす、表面被覆切削工具。
【請求項２】
前記ａは、４＜ａの関係を満たす、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
【請求項３】
前記酸化アルミニウム層は、α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を主成分とするα−Ａｌ2Ｏ3層である請求項１または請求項２に記載の表面被覆切削工具。
【請求項４】
前記基材は、前記刃先面から０．２μｍの深さ位置において１０原子％以下の酸素濃度を有する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【請求項５】
前記刃先面は、０．０７以下の歪を有する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【請求項６】
前記超硬合金は、コバルトが５〜７質量％であり、第１金属の炭化物が０．０１〜３質量％であり、かつ炭化タングステンおよび不可避不純物が残部である組成を有し、
前記サーメットは、コバルトまたはニッケルが５〜２５質量％であり、炭化タングステンが５〜４０質量％であり、かつ第１金属の炭化物、窒化物、炭窒化物から選ばれる少なくともいずれか、および不可避不純物が残部である組成を有し、
前記第１金属は、周期表の第４族元素、第５族元素および第６族元素からなる群より選ばれる１種以上の金属である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【請求項７】
前記被膜は、周期表の第４族元素、第５族元素、第６族元素、アルミニウムおよびケイ素からなる群より選ばれる１種以上の第１元素と、硼素、炭素、窒素および酸素からなる群より選ばれる１種以上の第２元素とで構成される化合物層をさらに含む、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【請求項８】
前記被膜は、化学蒸着膜である、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具を製造する方法であって、
基材前駆体を準備する工程と、
前記基材前駆体の表面に対し機械加工処理を施して前記刃先面を形成することにより、前記基材を準備する工程と、
前記基材上に前記被膜を形成する工程と、
前記被膜において前記第１領域に対応する部分に表面処理を行なう工程と、を含む、表面被覆切削工具の製造方法。
【請求項１０】
前記機械加工処理は、湿式研削処理と乾式研削処理とが交互に繰り返される第１研削処理、低送り低切込みの湿式研削処理が実施される第２研削処理、または乾式研削処理が実施される第３研削処理のいずれかである、請求項９に記載の表面被覆切削工具の製造方法。
【請求項１１】
前記表面処理は、ブラシ処理またはブラスト処理を少なくとも含む、請求項９または請求項１０に記載の表面被覆切削工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面被覆切削工具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、Ａｌ2Ｏ3の結晶配向性を変化させることによって被膜の膜質改良を図る技術など、表面被覆切削工具の性能向上を狙った様々な技術が提案されている。たとえば、特許第５９０４３８９号公報（特許文献１）では、基材上の被膜について、その刃先に近い部分の配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）において、ＴＣ（００６）を他の部分よりも低くすることにより熱伝導率を維持しつつ刃先の突発的なチッピングを抑制することが可能な表面被覆切削工具が提案されている。
【０００３】
特開２０１２−２１３８５３号公報（特許文献２）では、基材上に被覆層を形成後、この被覆層に表面処理を施し、Ｘ線回折法による回折強度比率Ｉ（０１２）／Ｉ（０２４）を制御することにより、耐摩耗性と靱性とを高めた被覆切削工具インサートが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９０４３８９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１３８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の表面被覆切削工具は、基材と被膜との密着力、すなわち切削中の被膜の剥離を防止する性能などにおいて改善の余地があった。上記特許文献２の切削工具は、耐チッピング性が不十分であった。
【０００６】
以上の点に鑑み、本開示は、優れた耐摩耗性を維持しつつ、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性（以下、「耐欠損性」とも記す）を高めた表面被覆切削工具およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る表面被覆切削工具は、すくい面と、逃げ面とを有する表面被覆切削工具であって、基材と該基材上に形成された被膜とを備え、前記基材は、超硬合金またはサーメットであり、前記基材は、表面を有し、前記表面は、前記すくい面と、前記逃げ面と、前記すくい面および前記逃げ面を繋ぐ刃先面とを含み、前記基材は、前記刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有し、前記被膜は、複数の酸化アルミニウムの結晶粒を含む酸化アルミニウム層を含み、前記酸化アルミニウム層は、前記すくい面上のＡ領域と前記逃げ面上のＢ領域とからなる第１領域と、前記すくい面において前記Ａ領域を除いた領域である第２領域と、前記逃げ面において前記Ｂ領域を除いた領域である第３領域とを含み、前記Ａ領域は、前記すくい面と前記逃げ面とを仮想的に延長させたときにこれらが交差して形成される線を刃先稜線としたとき、前記すくい面において前記刃先稜線に沿って前記刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と前記刃先稜線とで挟まれる領域であり、前記Ｂ領域は、前記逃げ面において前記刃先稜線に沿って前記刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と前記刃先稜線とで挟まれる領域であり、前記酸化アルミニウム層は、配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）の前記第１領域における平均値がａであり、前記ＴＣ（００６）の前記第２領域または前記第３領域における平均値がｂであるとき、ｂ−ａ＞０．５の関係を満たす。
【０００８】
さらに、本開示の一態様に係る表面被覆切削工具の製造方法は、上記表面被覆切削工具を製造する方法であって、基材前駆体を準備する工程と、前記基材前駆体の表面に対し機械加工処理を施して前記刃先面を形成することにより、前記基材を準備する工程と、前記基材上に前記被膜を形成する工程と、前記被膜において前記第１領域に対応する部分に表面処理を行なう工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
上記によれば、優れた耐摩耗性を維持しつつ、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性を高めた表面被覆切削工具が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、Ｘ線回折法を用いてＴＣ（ｈｋｌ）を算出するために、Ｘ線が照射される表面被覆切削工具上の５か所の測定点を模式的に示した説明図である。
【図２】図２は、基材の一態様を例示する斜視図である。
【図３】図３は、図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図４】図４は、図３の部分拡大図である。
【図５】図５は、表面処理がされる際に、被膜の第１領域に対応する部分へブラストが投射される方向（角度）を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１２】
［１］本発明の一態様に係る表面被覆切削工具は、すくい面と、逃げ面とを有する表面被覆切削工具であって、基材と該基材上に形成された被膜とを備え、上記基材は、超硬合金またはサーメットであり、上記基材は、表面を有し、上記表面は、上記すくい面と、上記逃げ面と、上記すくい面および上記逃げ面を繋ぐ刃先面とを含み、上記基材は、上記刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有し、上記被膜は、複数の酸化アルミニウムの結晶粒を含む酸化アルミニウム層を含み、上記酸化アルミニウム層は、上記すくい面上のＡ領域と上記逃げ面上のＢ領域とからなる第１領域と、上記すくい面において上記Ａ領域を除いた領域である第２領域と、上記逃げ面において上記Ｂ領域を除いた領域である第３領域とを含み、上記Ａ領域は、上記すくい面と上記逃げ面とを仮想的に延長させたときにこれらが交差して形成される線を刃先稜線としたとき、上記すくい面において上記刃先稜線に沿って上記刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と上記刃先稜線とで挟まれる領域であり、上記Ｂ領域は、上記逃げ面において上記刃先稜線に沿って上記刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と上記刃先稜線とで挟まれる領域であり、上記酸化アルミニウム層は、配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）の上記第１領域における平均値がａであり、上記ＴＣ（００６）の上記第２領域または上記第３領域における平均値がｂであるとき、ｂ−ａ＞０．５の関係を満たす。このような構成により表面被覆切削工具は、優れた耐摩耗性を維持しつつ、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性を高めることができる。
【００１３】
［２］上記ａは、４＜ａの関係を満たすことが好ましい。これにより、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性をより高めることができる。
【００１４】
［３］上記酸化アルミニウム層は、α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を主成分とするα−Ａｌ2Ｏ3層であることが好ましい。これにより、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性を高めることができる。
【００１５】
［４］上記基材は、上記刃先面から０．２μｍの深さ位置において１０原子％以下の酸素濃度を有することが好ましい。これにより基材と被膜との密着性をより向上させることができる。
【００１６】
［５］上記刃先面は、０．０７以下の歪を有することが好ましい。これによっても、基材と被膜との密着性を向上させることができる。
【００１７】
［６］上記超硬合金は、コバルトが５〜７質量％であり、第１金属の炭化物が０．０１〜３質量％であり、かつ炭化タングステンおよび不可避不純物が残部である組成を有し、上記サーメットは、コバルトまたはニッケルが５〜２５質量％であり、炭化タングステンが５〜４０質量％であり、かつ第１金属の炭化物、窒化物、炭窒化物から選ばれる少なくともいずれか、および不可避不純物が残部である組成を有し、上記第１金属は、周期表の第４族元素、第５族元素および第６族元素からなる群より選ばれる１種以上の金属である、ことが好ましい。これにより、高温における硬度と強度とのバランスに優れた超硬合金またはサーメットを素材とした基材を備えることができる。
【００１８】
［７］上記被膜は、周期表の第４族元素、第５族元素、第６族元素、アルミニウムおよびケイ素からなる群より選ばれる１種以上の第１元素と、硼素、炭素、窒素および酸素からなる群より選ばれる１種以上の第２元素とで構成される化合物層をさらに含むことが好ましい。これにより、被膜の膜質改良を行なうことができる。
【００１９】
［８］上記被膜は、化学蒸着膜であることが好ましい。これによっても、基材と被膜との密着性を向上させることができる。
【００２０】
［９］本開示の一態様に係る表面被覆切削工具の製造方法は、上記表面被覆切削工具を製造する方法であって、基材前駆体を準備する工程と、上記基材前駆体の表面に対し機械加工処理を施すことにより上記刃先面を形成し、上記基材を準備する工程と、上記基材上に上記被膜を形成する工程と、上記被膜において上記第１領域に対応する部分に表面処理を行なう工程とを含む。これにより、優れた耐摩耗性を維持しつつ、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性を高めた表面被覆切削工具を製造することができる。
【００２１】
［１０］上記機械加工処理は、湿式研削処理と乾式研削処理とが交互に繰り返される第１研削処理、低送り低切込みの湿式研削処理が実施される第２研削処理、または乾式研削処理が実施される第３研削処理のいずれかであることが好ましい。これにより、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性をより高めた表面被覆切削工具を製造することができる。
【００２２】
［１１］上記表面処理は、ブラシ処理またはブラスト処理を少なくとも含むことが好ましい。これにより、耐欠損性をさらに向上させた表面被覆切削工具を製造することができる。
【００２３】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態（以下「本実施形態」とも記す）についてさらに詳細に説明する。以下の実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わす。
【００２４】
ここで、本明細書において「Ａ〜Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。さらに、本明細書において化合物などを化学式で表す場合、原子比を特に限定しないときは従来公知のあらゆる原子比を含むものとし、必ずしも化学量論的範囲のもののみに限定されるべきではない。たとえば「ＴｉＡｌＮ」と記載されている場合、ＴｉＡｌＮを構成する原子数の比はＴｉ：Ａｌ：Ｎ＝０．５：０．５：１に限られず、従来公知のあらゆる原子比が含まれる。このことは、「ＴｉＡｌＮ」以外の化合物の記載についても同様である。本実施形態において、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）などの金属元素と、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）などの非金属元素とは、必ずしも化学量論的な組成を構成している必要がない。
【００２５】
≪表面被覆切削工具≫
本実施形態に係る表面被覆切削工具は、すくい面と、逃げ面とを有している。表面被覆切削工具においてすくい面とは、切削加工時において主として被削材の切り屑と接する面をいう。たとえば、図１の説明図において、表面被覆切削工具の上面および底面がすくい面となる。逃げ面とは、主として加工面（被削材を切削することにより新たに形成される面）に対向する面をいう。たとえば、図１の説明図において、表面被覆切削工具の側面が逃げ面となる。本実施形態においてすくい面および逃げ面の境界は、後述する表面処理がなされ、工具刃先部が形成される。この工具刃先部は、表面被覆切削工具において通常、切れ刃（以下、単に「刃先」とも記す場合もある）となる部分である。
【００２６】
工具刃先部の形状は、シャープエッジ（すくい面と逃げ面とが交差する稜）、ホーニング（シャープエッジに対してアールを付与したもの）、ネガランド（面取りをしたもの）、ホーニングとネガランドを組み合わせたものなど、いずれの形状であってもよい。工具刃先部は、表面処理されてホーニングの形状となる場合、円弧面を有することとなる。工具刃先部は、表面処理されてネガランドの形状となる場合、面取り面を有することとなる。工具刃先部は、表面処理されてシャープエッジの形状となる場合、すくい面および逃げ面の境界としての稜線を有することとなる。
【００２７】
ここで本明細書では、後述する第１領域の範囲（Ａ領域およびＢ領域）などを決定するために、表面被覆切削工具のすくい面と逃げ面とを仮想的に延長させたときにこれらが交差して形成される線（以下、「刃先稜線」とも記す）が必要となる。この線は、表面処理されてシャープエッジの形状となる場合の稜線に該当するが、表面処理されてホーニングまたはネガランドの形状となる場合、工具刃先部に置換されるため存在しない。しかしながら、これらの場合にも、後述する第１領域の範囲（Ａ領域およびＢ領域）などを決定するために、表面被覆切削工具に仮想の刃先稜線が存するとみなして以後、説明する。
【００２８】
表面被覆切削工具は、基材と該基材上に形成された被膜とを備える。被膜は、基材の全面を被覆することが好ましい。しかしながら、基材の一部がこの被膜で被覆されなかったり被膜の構成が部分的に異なっていたとしても、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００２９】
表面被覆切削工具は、ドリル、エンドミル、ドリル用刃先交換型切削チップ、エンドミル用刃先交換型切削チップ、フライス加工用刃先交換型切削チップ、旋削加工用刃先交換型切削チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップなどの切削工具として好適に使用することができる。表面被覆切削工具が刃先交換型切削チップである場合、基材はチップブレーカーを有するものも、有さないものも含まれる。
【００３０】
＜被膜＞
被膜は、複数の酸化アルミニウム（以下、「Ａｌ2Ｏ3」と記すこともある）の結晶粒（多結晶）を含む酸化アルミニウム層を含む。
【００３１】
本実施形態において酸化アルミニウム層は、その一部として少なくともＡｌ2Ｏ3を含んでいること（５０質量％以上含まれていればＡｌ2Ｏ3層であるとみなす）を意味し、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3（Ａｌ2Ｏ3にＺｒまたはＹが添加されたとみることもできる）などを含むことができる。さらに、塩素、炭素、ホウ素、窒素などの不純物を含んでいてもよい。その一方で、Ａｌ2Ｏ3層は不純物を除く組成の全てがＡｌ2Ｏ3である場合も含まれる。Ａｌ2Ｏ3層に含まれるＡｌ2Ｏ3の結晶構造は、特に限定されるべきではなく、たとえばα−Ａｌ2Ｏ3（結晶構造がα型である酸化アルミニウム）、κ−Ａｌ2Ｏ3（結晶構造がκ型である酸化アルミニウム）、γ−Ａｌ2Ｏ3（結晶構造がγ型である酸化アルミニウム）およびアモルファス状態のＡｌ2Ｏ3が含まれ、これらが混在した状態も含まれる。以下、酸化アルミニウム層が、α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を主成分とするα−Ａｌ2Ｏ3層である場合を例示して説明する。
【００３２】
「α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を主成分とする」とは、酸化アルミニウム層を構成するＡｌ2Ｏ3の結晶粒のうち、α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が９０質量％以上を占めることを意味する。好ましくは、「α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を主成分とする」とは、不可避的にγ−Ａｌ2Ｏ3およびκ−Ａｌ2Ｏ3の少なくとも１つ以上の結晶粒が混入する場合を除き、α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒からα−Ａｌ2Ｏ3層が構成されることを意味する。
【００３３】
酸化アルミニウム層を構成するＡｌ2Ｏ3の結晶粒のうち、α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が占る比率は、Ｘ線回折装置により回折ピークを解析することにより測定することができる。
【００３４】
（第１領域、第２領域および第３領域）
α−Ａｌ2Ｏ3層（酸化アルミニウム層）は、すくい面上のＡ領域と、逃げ面上のＢ領域とからなる第１領域を含む。さらに、すくい面においてＡ領域を除いた領域である第２領域を含む。α−Ａｌ2Ｏ3層は、逃げ面においてＢ領域を除いた領域である第３領域も含む。ここで、Ａ領域は、すくい面と逃げ面とを仮想的に延長させたときにこれらが交差して形成される刃先稜線としたとき、すくい面において、刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と刃先稜線とで挟まれる領域である。Ｂ領域は逃げ面において、刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と刃先稜線とで挟まれる領域である。したがって、第１領域には、刃先稜線を含むものとし、刃先稜線の交点（以下、「コーナー」とも記す）、上記仮想線の交点、および刃先稜線と仮想線とが交わる交点も含まれるものとする。第２領域および第３領域に刃先稜線は含まれない。
【００３５】
（第１領域および第２領域におけるＴＣ（００６））
α−Ａｌ2Ｏ3層（酸化アルミニウム層）は、配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）の第１領域における平均値がａであり、ＴＣ（００６）の第２領域における平均値がｂであるとき、ｂ−ａ＞０．５の関係を満たす。これにより、α−Ａｌ2Ｏ3層における高い（００１）配向に基づいた優れた耐摩耗性を維持しながら、刃先部分のみ（００１）配向の高さを比較的低く制御することにより、刃先の突発的なチッピングを抑制することができる。
【００３６】
（第３領域におけるＴＣ（００６））
第２領域は、すくい面に形成されるが、該すくい面の表面に凹凸が存在して配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）を測定することが困難であるケースがあり得る。この場合であっても、α−Ａｌ2Ｏ3層（酸化アルミニウム層）は、ＴＣ（００６）の第３領域における平均値をｂとしたとき、ＴＣ（００６）の第１領域における平均値であるａに対して、ｂ−ａ＞０．５の関係を満たす。これにより、α−Ａｌ2Ｏ3層における高い（００１）配向に基づいた優れた耐摩耗性を維持しながら、刃先部分のみ（００１）配向の高さを比較的低く制御することにより、刃先の突発的なチッピングを抑制することができる。
【００３７】
ここでα−Ａｌ2Ｏ3層における「（００１）配向」とは、後述するＸ線回折装置を用いた分析により得られるα−Ａｌ2Ｏ3層の回折プロファイルにおいて、各（ｈｋｌ）反射面（本実施形態において後述する８つの反射面）の配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）を比べたとき、最も高い数値を示す反射面が（００６）面であることを意味する。配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）は、下記式（１）のように規定することができる。
【００３８】
【数１】
2018030208.tif 000003
【００３９】
式（１）中、Ｉ（ｈｋｌ）は、（ｈｋｌ）反射面のＸ線回折強度を示し、Ｉ0（ｈｋｌ）は、ＩＣＤＤのＰＤＦカードＮｏ．００−０４２−１４６８による標準強度を示す。また式（１）中のｎは、計算に使用した反射数を示す。（ｈｋｌ）反射として、（０１２）、（１０４）、（１１０）、（００６）、（１１３）、（０２４）、（１１６）および（３００）を使用する。したがって、本実施形態においてｎは８である。
【００４０】
ＩＣＤＤ（登録商標）とは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｒｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａ（国際回折データセンター）の略称である。ＰＤＦ（登録商標）とは、Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｅの略称である。
【００４１】
したがって、α−Ａｌ2Ｏ3層における第１領域と、第２領域または第３領域との任意の箇所で測定した地点のＴＣ（００６）は、下記式（２）で示すことができる。
【００４２】
【数２】
2018030208.tif 000004
【００４３】
以上のようなＴＣ（ｈｋｌ）の測定は、Ｘ線回折装置を用いた分析により可能となる。ＴＣ（ｈｋｌ）は、たとえば、Ｘ線回折装置（商品名：「ＳｍａｒｔＬａｂ（登録商標）３」、株式会社リガク製）を用いて以下のような条件で測定することができる。
【００４４】
特性Ｘ線：  Ｃｕ−Ｋα
管電圧：  ４５ｋＶ
管電流：  ２００ｍＡ
Ｘ線回折法：  θ−２θ法
Ｘ線照射範囲：  ピンホールコリメーターを使用し、直径０．３ｍｍ程度の範囲にＸ線を照射。
【００４５】
本実施形態において、ＴＣ（００６）の測定は、たとえば、表面被覆切削工具のすくい面において行なう。表面被覆切削工具のすくい面で測定する限り、ＴＣ（００６）を測定するための測定点を、第１領域（Ａ領域）内の重なり合わない任意の箇所に複数設定することができ、同様に第２領域内の重なり合わない任意の箇所に複数設定することができる。これらの複数の測定点に対してそれぞれＸ線を照射してＴＣ（００６）を得ることにより、その平均値としてａおよびｂの値を算出することができる。
【００４６】
ＴＣ（００６）の測定は、すくい面に凹凸が存在して配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）を測定することが困難であるとき、表面被覆切削工具の逃げ面において行なってもよい。この場合も、ＴＣ（００６）を測定するための測定点を、逃げ面における第１領域（Ｂ領域）内の重なり合わない任意の箇所に複数設定することができ、同様に第３領域内の重なり合わない任意の箇所に複数設定することができる。これらの複数の測定点に対してそれぞれＸ線を照射してＴＣ（００６）を得ることにより、その平均値としてａおよびｂの値を算出することができる。
【００４７】
測定点は、第１領域上、第２領域上および第３領域上において、それぞれ平坦な部分を選択して設定することが好ましい。測定点は、上述のとおり重なり合わない２点以上とすることが好ましいが、第１領域上、第２領域上および第３領域上に設定しようとすると必ず重なり合ってしまうような場合、１点のみとすることができる。測定点でのＴＣ（００６）が明らかな異常値を示した場合、異常値は除外されるべきである。
【００４８】
本実施形態では、たとえば図１に示すように、すくい面と逃げ面とを延長させることにより形成される４つの頂角のうち鋭角（θ＝８０°）の角１００と角２００とを結んだ対角線に沿って、角１００（２本の刃先稜線の交点であるコーナー）から０．７ｍｍ間隔で測定点（第１測定点１、第２測定点２、第３測定点３、第４測定点４、第５測定点５）を設定することができる。これらの測定点に対し、上記条件でＸ線を照射することによりα−Ａｌ2Ｏ3層におけるＸ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）から得られるデータ（以下、「回折プロファイル」とも記す）を得る。これにより、このα−Ａｌ2Ｏ3層における回折プロファイルに基づいてＴＣ（００６）を算出することができる。
【００４９】
第１領域は、すくい面上の刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と刃先稜線とで挟まれる領域（Ａ領域）と、逃げ面上の刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と刃先稜線とで挟まれる領域（Ｂ領域）とからなる。さらに、刃先稜線自体も第１領域に含まれるものとする。このため、図１に基づけば、鋭角（θ＝８０°）である角１００と角２００とを結んだ対角線に沿ってコーナーから０．７ｍｍ間隔で設定された第１測定点１および第２測定点２が第１領域に含まれ、これらの測定点において得られたＴＣ（００６）の平均値がａの値となる。
【００５０】
第２領域は、上述のようにすくい面において、上記Ａ領域となる領域を除いた領域である。このため、上記対角線に沿って０．７ｍｍ間隔で、第１測定点１および第２測定点２に続いて設定された第３測定点３、第４測定点４および第５測定点５が第２領域に含まれ、これらの測定点において得られたＴＣ（００６）の平均値がｂの値となる。このａ、ｂに基づいてｂ−ａを算出すると、本実施形態においてその値は０．５を超える。ｂ−ａの上限値は、上記式（１）の定義からＴＣ（００６）の上限値が８となるため、ｂ−ａ＜８の関係が成立する。
【００５１】
図１において、表面被覆切削工具のコーナーから中心に向かう対角線上に測定点を設定したが、本実施形態はこれに限定すべきではない。たとえば、第１領域、第２領域および第３領域の各領域中で、複数の測定点を極力分散させて設定することができ、これらにおいてＴＣ（００６）を測定することができる。
【００５２】
たとえば、第１領域の測定点として、刃先稜線と、刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線との中間線上に１点または２点以上設定することができる。第２領域の測定点として、第１領域との境界線（すくい面上の刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線）から第２領域側へ１ｍｍ離れた線上に１点または２点以上設定することができる。さらに第３領域の測定点として、第１領域との境界線（逃げ面上の刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線）から第３領域側へ１ｍｍ離れた線上に１点または２点以上設定することができる。このほか、表面被覆切削工具が四角形以上の正多角形であれば、図１に示した例と同様に、測定点を対角線上に設定することが可能である。表面被覆切削工具が円形であれば、刃先稜線上の任意の１点、円の中心を通る線上に１点または２点以上として測定点を設定することが可能である。
【００５３】
ＴＣ（００６）の第１領域における平均値であるａは、４＜ａの関係を満たすことが好ましい。ＴＣ（００６）の第２領域または第３領域における平均値であるｂは、５＜ｂの関係を満たすことが好ましい。ａの上限値は、７．４であり、ｂの上限値は８である。これらの関係を満たすことにより、α−Ａｌ2Ｏ3層における高い（００１）配向に基づいた優れた耐摩耗性を維持しながら、刃先部分のみ（００１）配向の高さを比較的低く制御することができる。これにより刃先の突発的なチッピングを抑制することができる。
【００５４】
ａがａ≦４の関係となるとき、第１領域においてα−Ａｌ2Ｏ3層（酸化アルミニウム層）の特定方向への配向性［（００１）配向］が低くなりすぎ、たとえば、α−Ａｌ2Ｏ3層が（００１）配向することがなくなる場合がある。このような場合、第１領域における被膜に、所望の硬度および強度を備えさせることができなくなる恐れがある。７．４＜ａの関係となれば、第１領域におけるα−Ａｌ2Ｏ3層の特定方向への配向性［（００１）配向］が高くなりすぎ、刃先の突発的なチッピングが発生しやすくなる恐れがある。
【００５５】
ｂ≦５の関係となれば、工具全体におけるα−Ａｌ2Ｏ3層の特定方向への配向性［（００１）配向］が低くなりすぎ、たとえば、α−Ａｌ2Ｏ3層が（００１）配向することがなくなる場合がある。このような場合、工具全体としてα−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が備える優れた耐摩耗性を維持することができない恐れがある。
【００５６】
（他の層）
被膜は、上述した酸化アルミニウム層が１層からなる単層構造であってもよく、酸化アルミニウム層と他の層とから２層以上が積層された積層構造であってもよい。被膜は、上述のとおり基材の表面の一部（たとえば刃先面）に形成されていてもよいし、全面に形成されていてもよい。
【００５７】
２層以上が積層された積層構造を有する場合、被膜は、上述した酸化アルミニウム層に加え、周期表の第４族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、第５族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａなど）、第６族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなど）、アルミニウムおよびケイ素からなる群より選ばれる１種以上の第１元素と、硼素、炭素、窒素および酸素からなる群より選ばれる１種以上の第２元素とで構成される化合物層（以下、「他の層」と記すことがある。）をさらに含むことが好ましい。これにより、さらに基材と被膜との密着性を向上させることができ、表面被覆切削工具の被膜として好適となる。ただし、このような他の層のうち、第１元素としてアルミニウムを選び、かつ第２元素として酸素を選ぶ組合せは除くものとする。これにより構成される化合物が酸化アルミニウム層となるからである。
【００５８】
化合物層（他の層）の具体例として、ＴｉＣＮＯ層、ＴｉＢＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＡｌＮ層、ＴｉＳｉＮ層、ＡｌＣｒＮ層、ＴｉＡｌＳｉＮ層、ＴｉＡｌＮＯ層、ＡｌＣｒＳｉＣＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＳｉＣ層、ＣｒＳｉＮ層、ＡｌＴｉＳｉＣＯ層、ＴｉＳｉＣＮ層、ＺｒＯ2層などが挙げられる。化合物層は、硬度に特に優れる点から、Ｔｉを含む層（たとえばＴｉＣＮ層、ＴｉＮ層）であることが好ましく、耐酸化性に特に優れる点から、Ａｌを含む層（たとえばＡｌＣｒＮ層）であることが好ましい。
【００５９】
他の層のうち、たとえばＴｉＣＮ層は、Ａｌ2Ｏ3層と基材との間に配置されることが好ましい。このＴｉＣＮ層は耐摩耗性に優れるため、被膜により好適な耐摩耗性を付与することができる。ＴｉＣＮ層は、とりわけＭＴ−ＣＶＤ（ｍｅｄｉｕｍ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ＣＶＤ）法により形成することが好ましい。ＭＴ−ＣＶＤ法は約８５０〜９００℃という比較的低温で成膜することができ、成膜時の加熱による基材のダメージを低減することができる。
【００６０】
さらに他の層として、最表面層および中間層なども被膜に含むことができる。最表面層は、被膜の最も表面側に配置される層である。中間層は、この最表面層とα−Ａｌ2Ｏ3層との間、α−Ａｌ2Ｏ3層とＴｉＣＮ層の間またはＴｉＣＮ層と基材との間などに配置される層である。最表面層としてたとえば、ＴｉＮ層を例示することができる。中間層としてたとえば、ＴｉＣＮＯ層を例示することができる。
【００６１】
本実施形態において被膜は、化学蒸着膜であることが好ましい。すなわち、後述するように被膜を基材上に、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法により形成することが好適となるからである。ＣＶＤ法を用いると、成膜温度が８００〜１２００℃であって物理蒸着法よりも高いため、物理蒸着法を用いた場合と比べて基材と被膜との密着性が向上する効果が得られる。
【００６２】
被膜は、０．３〜２５μｍの厚みを有することが好ましい。被膜の厚みが０．３μｍ以上であれば、被膜の特性を十分に発揮することができ、２５μｍ以下であれば、被膜が厚すぎることによる被膜の剥離を抑制することができる。
【００６３】
本明細書において被膜の厚み、α−Ａｌ2Ｏ3層（酸化アルミニウム層）の厚みおよび他の層の厚みは、それぞれ平均厚みを意味する。これらの厚みは、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）用い、次のような手法により測定することができる。
【００６４】
まず表面被覆切削工具を、そのすくい面の法線と平行な平面で切断し、その断面を露出させる。続いて、この露出させた断面を研磨することにより観察用研磨面を作製する。被膜の厚みを測定する場合、この観察用研磨面に現れた被膜部分を含む任意の５か所（５視野）を５０００倍の倍率により観察して、その厚みを求める。最後に上記５視野の値の平均値を求め、これを被膜の平均厚みとすることができる。α−Ａｌ2Ｏ3層および他の層の厚みを測定する場合、観察用研磨面に現れたα−Ａｌ2Ｏ3層部分および他の層の部分を含むそれぞれ任意の５か所（５視野）を、５０００倍の倍率により観察して、その厚みを求める。最後に上記５視野の値の平均値を求め、これをそれぞれα−Ａｌ2Ｏ3層および他の層の平均厚みとすることができる。
【００６５】
被膜で被覆された基材の断面の研磨については、従来公知の方法を用いることができる。たとえば、基材の断面に対してアルゴン（Ａｒ）イオンを用いたイオンミーリング処理を行なうことにより、平滑化した観察用研磨面を得ることができる。Ａｒイオンによるイオンミーリング処理の条件は、たとえば以下のとおりである。
加速電圧：  ６ｋＶ
照射角度：  基材のすくい面の法線から０−５°
照射時間：  ６時間。
【００６６】
その後、上記の平滑化された観察用研磨面を、ＦＥ−ＳＥＭを用いて解析すればよい。
【００６７】
＜基材＞
基材は、表面を有する。該表面は、すくい面と、逃げ面と、このすくい面およびこの逃げ面を繋ぐ刃先面とを含む。すなわち、基材の表面に含まれるすくい面とは、表面被覆切削工具におけるすくい面に対応する基材上の面をいう。基材の表面に含まれる逃げ面とは、表面被覆切削工具における逃げ面に対応する基材上の面をいう。基材の表面に含まれる刃先面は、上述のとおりである。この刃先面は、後述するように円弧面の形状、平面の形状、平面と円弧面とが混在する形状、またはシャープエッジの形状を有する場合がある。すなわち、基材の表面に含まれる刃先面は、表面被覆切削工具における工具刃先部に対応する基材上の面となる。以下、基材に含まれる刃先面について図２〜４を用いてさらに説明する。
【００６８】
図２は、基材の一態様を例示する斜視図である。図３は、図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。このような形状の基材は、たとえば旋削加工用刃先交換型切削チップの基材として用いられる。
【００６９】
図２および図３に示される基材１０は、上面、下面および４つの側面を含む表面を有しており、全体として、図２および図３において左右方向に扁平な四角柱形状である。基材１０は、上下面を貫通する貫通孔を有している。４つの側面の境界部分は、隣り合う側面同士が円弧面で繋がれている。
【００７０】
基材１０は、上面および下面がすくい面１０ａであり、４つの側面（およびこれらを相互に繋ぐ円弧面）が逃げ面１０ｂであり、すくい面１０ａと逃げ面１０ｂとを繋ぐ円弧面が刃先面１０ｃである。
【００７１】
図４は、図３の部分拡大図である。図４には、すくい面１０ａを含む仮想平面Ａ、すくい面１０ａと仮想平面Ａとの乖離の境界となる仮想境界線ＡＡ、逃げ面１０ｂを含む仮想平面Ｂ、および逃げ面１０ｂと仮想平面Ｂとの乖離の境界となる仮想境界線ＢＢとが示されている。図４において、各仮想平面Ａ，Ｂは線で示されており、各仮想境界線ＡＡ，ＢＢは点で示されている。この仮想境界線ＡＡおよび仮想境界線ＢＢに挟まれる領域内の表面が、刃先面１０ｃとなる。
【００７２】
ここで刃先面１０ｃは、基材１０の表面であって、交差する面の稜に対して機械加工処理が施されることによって形成される面である。換言すれば、基材１０は、焼結体などからなる基材前駆体の表面の少なくとも一部に対して機械加工処理が施されてなり、この基材１０において機械加工処理による面取りを経て形成された面を刃先面１０ｃと称している。
【００７３】
図２〜図４では、刃先面１０ｃが円弧面の形状（所謂ホーニング）を有する場合について示したが、刃先面の形状はこれに限定されるべきではない。たとえば、刃先面の形状は、平面の形状（所謂ネガランド）を有している場合もある。平面と円弧面とが混在する形状（所謂ホーニングとネガランドとの組み合わせ）を有している場合もある。刃先面の形状は、シャープエッジの形状（すくい面と逃げ面とが交差する稜）を有する場合もある。
【００７４】
刃先面がシャープエッジである場合、その形状に基づいて機械加工処理により形成された刃先面と、すくい面および逃げ面との境界を決定することは難しい。したがって、本明細書において、基材がシャープエッジの形状を有する場合、すくい面と逃げ面とが交差してなる稜線からの距離が３０μｍ以内の領域に含まれる面を刃先面とみなすものとする。この領域が、表面被覆切削工具の切れ刃として機能し得るためである。
【００７５】
（酸素濃度）
基材は、刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有している。酸素濃度はＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を適用可能なＸＰＳ分析装置を用いて測定することができる。
【００７６】
ＸＰＳ分析装置を用いることにより、Ａｒなどのイオンによって測定対象物の表面をエッチングしながら、測定対象物の任意の深さ位置における任意の原子の割合（元素分布）を測定することができる。このためＸＰＳによって、刃先面から０．４μｍの深さ位置における基材の酸素濃度を決定することができる。このときのエッチング面積は、５０００〜５００００μｍ2とすることができる。測定は真空下で実施される。
【００７７】
刃先面がシャープエッジの形状を有する場合、刃先面は、すくい面側および逃げ面側のそれぞれに存在する。この場合、「基材の表面である刃先面から０．４μｍの深さ位置」とは、すくい面側および逃げ面側のいずれか一方の刃先面から０．４μｍの深さ位置であり、かつ他方の刃先面からは０．４μｍ以上の深さ位置に当たる位置を意味する。
【００７８】
本実施形態では、基材の表面に被膜が設けられているので、次のようにして基材の表面が決定される。まずＸＰＳを用いて、Ａｒなどのイオンによって基材の刃先面に対応する表面被覆切削工具の最表面から深さ方向へエッチングする。次に、基材の材料に特有の元素（たとえば基材中の結合相を構成する元素、たとえばＣｏ）が測定された深さ位置を、基材の刃先面とする。
【００７９】
上記酸素濃度は平均値とすることができる。すなわち、基材の刃先面のうち任意の３つの測定箇所を決定し、該測定箇所から０．４μｍの深さ位置での酸素濃度をそれぞれ測定することにより、これらの平均値を上記酸素濃度とすることができる。
【００８０】
本発明者らは、刃先面の複数の測定箇所における酸素濃度の測定を実施したところ、個々の測定値と平均値とで有意な差がないことを確認した。このため、刃先面のうちの任意の１箇所を測定し、その結果を上記酸素濃度としてもよい。ただし、明らかに異常値と認識される結果は除外されるべきである。このときの１箇所は、刃先面の中央部分で決定されることが好ましい。刃先面の中央部分は、工具の特性に大きく関与する部分であり、工具の特性評価の対象とする部位として適しているからである。
【００８１】
本実施形態に係る表面被覆切削工具によれば、基材が、刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有することにより、耐欠損性に優れ、もって長寿命を有することができる。
【００８２】
ここで、本発明者らは本開示に関する検討によって、以下の（ａ）〜（ｃ）の事項を知見している。
（ａ）表面被覆切削工具用の基材の刃先面には、意図しない酸素原子が入り込んでおり、かつその酸素原子に由来する酸素濃度は、刃先面近傍において最も高く、基材の内部に向かうに連れて減少していること；
（ｂ）刃先面近傍の酸素濃度が高いほど、基材の内部深くまで酸素原子が入り込んでいる傾向があること；
（ｃ）刃先面から基材の内部深くにまで酸素原子が入り込んでいる基材においては、刃先面から内部に向かって亀裂が伝播し易く、かつ基材を構成する硬質粒子が脱落し易い傾向があること。
【００８３】
本発明者らは、上記知見を踏まえ、本開示の表面被覆切削工具が優れた耐欠損性を有する理由を次のように推察する。すなわち、従来の表面被覆切削工具の基材は、刃先面と、該刃先面から内部に向かうある程度の深さ位置との間の領域に、意図しない酸素原子が基材の物性に影響を与え得る高い濃度で存在する傾向があった。基材内部の酸素原子が高い濃度で存在する領域（高酸素領域）では、基材の脆化が起こる。このため刃先面で発生した亀裂は、刃先面から内部（基材の深さ方向）に拡がる高酸素領域内を伝播し易い。
【００８４】
さらに、従来の表面被覆切削工具においては、高酸素領域の幅（刃先面から基材内の内部方向に直進する深さ）が比較的大きかった。このため、結果として大きな（長い）亀裂が形成される。これにより高酸素領域に内包される硬質粒子、およびその大部分が高酸素領域に位置するような硬質粒子は、脱落し易くなる。
【００８５】
一方、本開示の基材は、刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有しているため、従来に比して高酸素領域の幅が小さい、または存在しない。このため、基材の脆化が起こり得る領域が従来と比して小さい、または存在しておらず、従来に比して硬度に優れることとなる。さらに、亀裂の起点が発生したとしても、その伝播も従来に比して抑制される。
【００８６】
特に、０．４μｍの深さ位置での酸素濃度が１原子％以下である場合、高酸素領域の幅は、基材の表面に位置する硬質粒子の粒径よりも小さくなり易い。このため、高酸素領域の全域に亀裂が伝播したとしても、その長さは基材の最表面に位置する硬質粒子の粒径よりも小さく（短く）なり易く、結果的に硬質粒子の脱落が抑制される。したがって、本開示の表面被覆切削工具は、高い耐摩耗性と高い耐欠損性を有することができ、もって長寿命を有することができる。
【００８７】
本実施形態において基材は、刃先面から０．２μｍの深さ位置において１０原子％以下の酸素濃度を有することが好ましい。この場合、さらに亀裂の伝播を抑制することができ、硬質粒子の脱落も抑制することができるため、表面被覆切削工具のさらなる長寿命化が可能となる。ここで刃先面から０．４μｍの深さ位置での酸素濃度、および刃先面から０．２μｍの深さ位置での酸素濃度は、それぞれ０原子％であることが理想的である。
【００８８】
（歪）
本実施形態において、刃先面は、０．０７以下の歪を有することが好ましい。刃先面における歪は、Ｘ線回折法に基づいたＸ線の回折角（２θ）と回折強度との基材における回折プロファイルに基づいて求めることができる。このときに用いるＸ線は、放射光のような高輝度のものが高精度に測定できる点で好ましい。
【００８９】
Ｘ線回折法により得られるＸ線の回折角（２θ）と回折強度との基材における回折プロファイルは、結晶子サイズ（すなわち粒径）および歪のそれぞれに依存して、回折ピークが拡がる（ブロードになる）ことが知られている。結晶子サイズに依存する回折ピークおよび歪に依存する回折ピークのそれぞれをローレンツ関数で近似すると、回折ピークの積分幅βは下記式（１）で表すことができる。式（１）中、βsizeは、結晶子サイズに依存する回折プロファイルにおける積分幅であり、βstrainは、歪に依存する回折プロファイルにおける積分幅である。
β＝βsize＋βstrain・・・（１）。
【００９０】
βsizeおよびβstrainは、下記式（２）および下記式（３）で表される。λはＸ線の波長であり、εは結晶子サイズであり、θはＸ線の入射角であり、ηは歪（不均一格子歪）であり、θ0はブラッグ角である。さらに、下記式（２）および下記式（３）を上記式（１）に代入することにより、下記式（４）が得られる。
βsize＝λ／（εcosθ0）・・・（２）
βstrain＝ηtanθ0・・・（３）
βcosθ0／λ=１／ε+ηsinθ0／λ・・・（４）。
【００９１】
縦軸をβcosθ0／λとし、横軸をsinθ0／λとする２軸グラフにおいて、２θの値が異なる複数の回折プロファイルから求められる値をプロットし、このプロットを線形回帰する。得られた回帰直線において、その傾きが歪（不均一格子歪）であり、該回帰直線の切片の逆数が結晶子サイズとなる。
【００９２】
上記歪は平均値とすることができる。すなわち、基材の刃先面のうち任意の３つの測定箇所を決定し、該測定箇所から任意の深さ位置における回折プロファイル（入射角の異なる複数の回折プロファイル）を得て、各測定箇所におけるηの値をそれぞれ算出することにより、これらの平均値を上記歪とすることができる。上記の測定箇所は、基材の刃先面から深さ方向に対して、その厚みが１．５μｍとなる領域に位置している。すなわち刃先面における歪は、刃先面から深さ１．５μｍまでの領域における歪の積算値として、各測定箇所において測定される。
【００９３】
本発明者らは、刃先面の複数の測定箇所におけるηの値の算出を実施したところ、個々の値と平均値とで有意な差がないことを確認している。このため、刃先面のうちの任意の１箇所を測定し、その結果を上記歪としてもよい。ただし、明らかに異常値と認識される結果は除外されるべきである。このときの１箇所は、刃先面の中央部分で決定されることが好ましい。刃先面の中央部分は、工具の特性に大きく関与する部分であり、工具の特性評価の対象部位として適しているからである。
【００９４】
上記歪が「０．０７以下」と十分に小さい場合、表面被覆切削工具のさらなる長寿命化が可能となる。このような位置での歪が小さいことにより、耐欠損性に優れるという傾向を示す。上記歪は、０．０５以下であることがより好ましい。この場合、さらなる切削工具の長寿命化が可能となる。上記歪は０であることが最も好ましい。
【００９５】
（基材の組成）
基材の組成は、超硬合金またはサーメットである。超硬合金としては、ＷＣ基超硬合金（ＷＣのほか、Ｃｏを含み、あるいはＴｉ、Ｔａ、Ｎｂなどの炭窒化物を添加したものも含む）が挙げられる。サーメットとしては、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮなどを主成分とするものが挙げられ、なかでも、ＴｉＣＮ基サーメットが好ましい。本実施形態において、基材の材料は酸素原子を意図的に含まない組成を有することが好ましい。
【００９６】
特に、基材としてＷＣ基超硬合金を用いる場合、その組織中に遊離炭素、ならびにη相またはε相と呼ばれる異常層などを含んでいてもよい。さらに基材は、その表面が改質されたものであっても差し支えない。たとえば超硬合金の場合、その表面に脱β層が形成されていたり、サーメットの場合に表面硬化層が形成されていたりしてもよい。基材は、その表面が改質されていても所望の効果が示される。
【００９７】
たとえば、基材が超硬合金である場合、この超硬合金は、コバルトが５〜７質量％であり、第１金属の炭化物が０．０１〜３質量％であり、かつ炭化タングステンおよび不可避不純物が残部である組成を有することが好ましい。基材がサーメットである場合、このサーメットは、コバルトまたはニッケルが５〜２５質量％であり、炭化タングステンが５〜４０質量％であり、かつ第１金属の炭化物、窒化物、炭窒化物から選ばれる少なくともいずれか、および不可避不純物が残部である組成を有することが好ましい。これにより、高温における硬度と強度とのバランスに特に優れた超硬合金またはサーメットを素材とした基材を備えることができる。
【００９８】
上記第１金属は、周期表の第４族元素、第５族元素および第６族元素からなる群より選ばれる１種以上の金属を指す。したがって第１金属の炭化物としては、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ3Ｃ2およびＭｏ2Ｃなどを例示することができる。第１金属の窒化物としては、ＴｉＮおよびＴａＮなどを例示することができる。第１金属の炭窒化物としては、ＴｉＣＮおよびＺｒＣＮなどを例示することができる。
【００９９】
（硬質粒子の粒径）
本実施形態において、基材は硬質粒子を含み、該硬質粒子の粒径が０．５μｍ以上であることが好ましい。
【０１００】
ここで、硬質粒子とは、基材を構成する結晶粒のうち、硬質成分からなる結晶粒を意味する。したがって、たとえば基材がＷＣ基超硬合金からなる場合の硬質粒子はＷＣ粒子であり、サーメットからなる場合の硬質粒子はＴｉＣＮ粒子およびＴｉを含む複合炭窒化物である。
【０１０１】
硬質粒子の粒径は、次の方法によって測定することができる。まず、基材の断面を鏡面研磨し、該断面の任意の領域の反射電子像を、電子顕微鏡を用いて５０００倍の倍率で観察する。次に、この反射電子像において、基材の主成分とみなされる結晶粒に外接する円の直径（すなわち外接円相当径）を測定する。測定された直径を、硬質粒子の粒径とする。このようにして少なくとも５０個の硬質粒子の粒径を算出し、これらの平均値を上記粒径とする。
【０１０２】
硬質粒子の粒径が０．５μｍ以上の場合、亀裂の長さが硬質粒子の粒径よりも小さくなり易く、結果的に硬質粒子の脱落が抑制されるため、表面被覆切削工具のさらなる長寿命化が可能となる。ただし、硬質粒子の粒径が大きくなり過ぎると、基材自体の硬度が低下する傾向があるため、硬質粒子の粒径は５μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、硬質粒子の粒径は０．５〜４μｍである。
【０１０３】
以上から、本実施形態に係る表面被覆切削工具は、優れた耐摩耗性を維持しつつ、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性に優れ、もって長寿命化が可能となる。
【０１０４】
≪表面被覆切削工具の製造方法≫
本実施形態に係る表面被覆切削工具の製造方法は、上記表面被覆切削工具を製造する方法であって、基材前駆体を準備する工程と、基材前駆体の表面に対し機械加工処理を施して刃先面を形成することにより、基材を準備する工程と、基材上に被膜を形成する工程と、被膜において第１領域に対応する部分に表面処理を行なう工程とを含む。これにより、優れた耐摩耗性を維持しつつ、剥離、チッピングなどを含めた被膜の欠損に対する抵抗性を高めた表面被覆切削工具を製造することができる。
【０１０５】
上記の機械加工処理は、湿式研削処理と乾式研削処理とが交互に繰り返される第１研削処理、低送り低切込みの湿式研削処理が実施される第２研削処理、または乾式研削処理が実施される第３研削処理のいずれかであることが好ましい。さらに上記の表面処理は、ブラシ処理またはブラスト処理を少なくとも含むことが好ましい。
【０１０６】
本発明者らは、基材前駆体に対する機械加工処理に着眼した。「基材前駆体」とは、機械加工処理によってその表面が面取りされ、切れ刃が形成されることによって「基材」となるものである。すなわち、機械加工処理は、焼結体などの基材前駆体に対して切削工具の基材としての適性を付与するために実施される処理である。硬質な基材前駆体を機械加工処理する場合には、処理時の発熱を抑制し、または加工品位を向上させるために、産業的に湿式研削処理が実施される。本発明者らは、この湿式研削処理に使用される水が上記酸素原子の供給源であることを知見した。以下、各工程について詳述する。
【０１０７】
＜基材前駆体を準備する工程＞
本工程では、基材前駆体が準備される。基材前駆体としては、上述の超硬合金またはサーメットを挙げることができる。基材前駆体の形状は、上述のとおりであるので、刃先面を未だ有していない以外は、基材の形状に類似している。
【０１０８】
＜基材を作製する工程＞
本工程では、基材前駆体の表面が機械加工処理される。機械加工処理は、湿式研削処理と乾式研削処理とが交互に繰り返される第１研削処理、低送り低切込みの湿式研削処理が実施される第２研削処理、または、乾式研削処理が実施される第３研削処理のいずれかである。これにより、本開示の表面被覆切削工具に用いる基材を作製することができる。
【０１０９】
基材前駆体のうち機械加工処理される表面は、基材前駆体における第１面と第２面とが交差してなる稜線と、該稜線の近傍とを含む稜線近傍部である。基材前駆体の第１面および第２面とは、基材においてすくい面および逃げ面となる部分であり、基材前駆体の稜線近傍部は、基材において刃先面となる部分である。
【０１１０】
たとえば、稜線近傍部を円弧状に機械加工処理した場合、図４に示すホーニングされた刃先面が形成される。稜線近傍部を平面状に機械加工処理した場合にはネガランドの刃先面が形成される（図示せず）。すなわち機械加工処理とは、基材前駆体の稜線近傍部に対する面取り処理を意味する。
【０１１１】
（第１研削処理）
第１研削処理における湿式研削処理（処理時に水を使用する処理）としては、湿式ブラシ処理、湿式バレル処理、湿式ブラスト処理が挙げられる。この湿式研削処理の条件は特に限定されず、たとえば高送り高切込みでもよく、低送り低切込みでもよいが、生産性の観点からは、高送り高切込みであることが好ましい。本明細書において、湿式研削処理における低送り低切込みとは、研削処理の種類によって異なるが、たとえば湿式ブラシ処理の場合には、送り量が２００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、かつ切り込み量が１．５ｍｍ以下であることを意味する。さらに湿式研削処理における高送り高切込みとは、たとえば湿式ブラシ処理の場合、送り量が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上であり、かつ切り込み量が３ｍｍ以上であることを意味する。
【０１１２】
第１研削処理における乾式研削処理（処理時に水を使用しない処理）としては、乾式ブラシ処理、乾式バレル処理、乾式ブラスト処理が挙げられる。この乾式研削処理の条件は特に限定されず、たとえば高送り高切込みでもよく、低送り低切込みでもよいが、生産性の観点からは、高送り高切込みであることが好ましい。本明細書において、乾式研削処理における低速低切込みとは、研削処理の種類によって異なるが、たとえば乾式ブラシ処理の場合には、送り量が１５０ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、かつ切り込み量が１ｍｍ以下であることを意味する。さらに乾式研削処理における高送り高切込みとは、たとえば乾式ブラシ処理の場合、送り量が２５０ｍｍ／ｓｅｃ以上であり、かつ切り込み量が２．５ｍｍ以上であることを意味する。
【０１１３】
第１研削処理により、上述の酸素濃度の低い切削工具を製造することができる理由は次のとおりである。従来、基材前駆体を機械加工処理して基材とするに当たっては、高送り高切込みの湿式研削処理が実施されていた。第１には、高送り高切込みの湿式研削処理が生産性に優れているためである。第２には、乾式研削処理では、研削時の発熱により基材が劣化すると考えられていたためである。第３には、低送り低切込みの湿式研削処理では、生産性が悪いと考えられていたためである。
【０１１４】
しかし、この高送り高切込みの湿式研削処理によって基材の刃先面から内部方向への酸素の侵入が発生し、結果的に、基材自体の硬度の低下および基材と被膜との密着性の低下が引き起こされていた。
【０１１５】
これに対し、本実施形態の製造方法によれば、従来の高送り高切込みの湿式研削処理からなる機械加工処理に代えて、湿式研削処理と乾式研削処理とが繰り返される機械加工処理が実施される。このような機械加工処理によれば、処理面（刃先面）において次のようなことが起こる。
【０１１６】
１回の湿式研削処理によって、基材前駆体の面取りが実施されるとともに、基材前駆体の表面から酸素が侵入していく。この湿式研削処理が実施される時間は従来と比して短くできる。このため、１回の湿式研削処理後の高酸素領域の幅は従来よりも小さくなる。さらに、湿式研削処理後の乾式研削処理においては、基材前駆体に酸素が侵入することがない。このため、乾式研削処理においては、先の湿式研削処理によって形成された高酸素領域が除去されながら、面取りが実施されることとなる。
【０１１７】
したがって、結果的に高酸素領域の幅が従来と比して十分に小さくなり、または、基材の物性に影響を与え得る高酸素領域が存在しなくなる。これによって、刃先面から０．４μｍの深さ位置での酸素濃度が１原子％以下である、上記基材が作製される。
【０１１８】
湿式研削処理と乾式研削処理との繰り返しの回数は特に制限されないが、少なくとも各処理は１回ずつ実施される。また各処理は交互に３回以上ずつ繰り返されることが好ましい。これにより、各湿式研削処理時に形成される高酸素領域の幅をさらに小さくすることができる。このため、最終的な高酸素領域の幅もさらに小さくすることができる。高酸素領域における酸素濃度自体も低くすることもできる。
【０１１９】
さらに機械加工処理の最初の処理を湿式研削処理とし、最後の処理を乾式研削処理とすることが好ましい。これにより、各湿式研削処理時に形成される高酸素領域の幅をさらに小さくすることができ、最終的な高酸素領域の幅を飛躍的に小さくすることができる。高酸素領域における酸素濃度も低く抑えることができる。このほか、上記基材の刃先面における歪は、１回の処理でのエネルギーを低減させることにより小さく制御することができる。
【０１２０】
（第２研削処理）
第２研削処理における低送り低切込みの湿式研削処理としては、第１研削処理と同様に、湿式ブラシ処理、湿式バレル処理、湿式ブラスト処理が挙げられる。第２研削処理により、従来の高送り高切込みの湿式研削処理による基材内への酸素の入り込みが抑制されるため、上述の酸素濃度の低い切削工具を製造することができる。
【０１２１】
また第２研削処理における湿式研削処理は、連続処理ではなく、インターバルを有することが好ましい。つまり、湿式研削処理を任意の時間実施した後、任意の時間研削処理を中断し、さらに湿式研削処理を任意の時間実施する、という工程を繰り返すことが好ましい。これにより、酸素の入り込みの抑制効果を高めることができる。
【０１２２】
（第３研削処理）
第３研削処理における乾式研削処理としては、第１研削処理と同様に、乾式ブラシ処理、乾式バレル処理、乾式ブラスト処理が挙げられる。第３研削処理における乾式研削処理の条件は特に限定されず、たとえば高送り高切込みであってもよく、低送り低切込みであってもよい。生産性の観点からは、高送り高切込みであることが好ましい。第３研削処理により、従来の高送り高切込みの湿式研削処理による基材内への酸素の入り込みが抑制されるため、上述の酸素濃度の低い切削工具を製造することができる。
【０１２３】
以上、第１研削処理、第２研削処理および第３研削処理について説明したが、機械加工処理は、第１研削処理であることが好ましい。この場合、高い生産性を維持したまま、上述の酸素濃度の低い切削工具を製造することができる。
【０１２４】
＜基材上に被膜を形成する工程＞
本実施形態では、基材上に被膜を、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法により形成することが好適である。ＣＶＤ法を用いると、成膜温度が８００〜１２００℃であって物理蒸着法よりも高いため、物理蒸着法を用いた場合と比べて基材と被膜との密着性が向上する効果が得られる。被膜のうち、酸化アルミニウム層以外の他の層が形成される場合、それらの層は従来公知の条件で形成することができる。
【０１２５】
酸化アルミニウム層としてたとえばα−Ａｌ2Ｏ3層を形成する場合、原料ガスとしては、たとえば、ＡｌＣｌ3、ＨＣｌ、ＣＯ2、Ｈ2ＳおよびＨ2を含む混合ガスを用いればよい。混合ガスの配合量は、ＡｌＣｌ3を１．３〜２．５体積％、ＨＣｌを２．８〜６体積％、ＣＯ2を０．４〜３体積％、Ｈ2Ｓを０．５〜５体積％とし、残部をＨ2とする。さらにＣＶＤ法の諸条件は、温度が９５０〜１０５０℃であり、圧力が１〜１０ｋＰａであり、ガス流量（全ガス量）が１０〜１５０Ｌ／ｍｉｎである。
【０１２６】
α−Ａｌ2Ｏ3層およびその他の層の厚みは、成膜時間を適宜調節することにより調整することができる（各層の成膜速度は、約０．５〜２．０μｍ／時間である）。
【０１２７】
＜被膜の第１領域に対応する部分に表面処理を行なう工程＞
本実施形態は、被膜において第１領域に対応する部分に表面処理を行なう工程を含む。特に、表面処理は、ブラシ処理またはブラスト処理を少なくとも含むことが好ましい。これにより、酸化アルミニウム層の結晶粒が備える優れた耐摩耗性を維持しながら、刃先の突発的なチッピングを抑制することができる表面被覆切削工具を有利に製造することができる。
【０１２８】
具体的には、上述のようにして基材上に被膜を形成した後、この被膜の第１領域に対応する部分に表面処理を行なう。以下、表面処理としてブラスト処理、たとえば、ウェットブラスト処理を施す例を説明する。
【０１２９】
図５に示すように、表面被覆切削工具１１の刃先稜線１２に対し、平均粒径２５〜１００μｍの固体微粒子（たとえば、平均粒径７０μｍのセラミックス砥粒）を１０〜８０°の角度（たとえば、４５°）に配置した投射ノズルの先端から与える。同時に、すくい面の中心の貫通孔１３を軸中心として、表面被覆切削工具１１を１０〜５０ｒｐｍで回転させる。
【０１３０】
このときの投射圧は０．０５〜０．２５ＭＰａ（例えば０．０５ＭＰａ）、投射距離は２〜１００ｍｍ（例えば５０ｍｍ）、投射時間は５〜２０秒、固体微粒子の濃度は５〜１５体積％（残部は水を主成分とする液体）とすることができる。さらに、表面被覆切削工具１１が回転することによって刃先稜線１２から投射ノズルの先端までの距離が伸縮するため、刃先稜線１２と投射ノズルの先端との間が常に等距離で維持されるように、表面被覆切削工具１１の回転と投射ノズル位置の移動とを同期させることが好ましい。
【０１３１】
ここで、被膜の第１領域に対応する部分への表面処理は、上述の方法に限定されるべきではない。従来から広く知られるブラシ処理、バレル処理、ウエットブラスト処理以外の各種のブラスト処理（サンドブラスト処理、ショットピーニング処理など）を公知の条件により適用してもよい。
【実施例】
【０１３２】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３３】
≪試料Ｎｏ．１の表面被覆切削工具の作製≫
以下のようにして、試料Ｎｏ．１の表面被覆切削工具（刃先交換型切削チップ）を作製した。試料Ｎｏ．１の表面被覆切削工具は以下の仕様の基材からなる。
チップ型番：ＣＮＭＧ１２０４０８Ｎ−ＵＸ（住友電工ハードメタル株式会社製）
材質：超硬合金  ＪＩＳ  Ｂ４１２０（２０１３）規格。
【０１３４】
＜基材の作製＞
まず、２．０質量％のＮｂＣと、６質量％のＣｏと、残部のＷＣ（ただし、不可避不純物を含む）とからなる組成比で配合した原料粉末を、所定の形状に加圧成形した後に、１３００〜１５００℃で１〜２時間焼結した。これにより基材前駆体を得た。
【０１３５】
次に、基材前駆体の稜線近傍部に対し、以下の湿式研削処理および乾式研削処理をこの順に交互に５回ずつ繰り返して実施した。これにより、基材前駆体の稜線近傍部に対し、刃先面が半径０．０５ｍｍ（Ｒ＝０．０５ｍｍ）の円弧となるように機械加工処理（ホーニング）が施された。このようにして試料Ｎｏ．１の基材を作製した。
【０１３６】
（湿式研削処理）
処理種類：バレル処理
メディア：プラスチック
処理液  ：水
時間    ：１５分。
【０１３７】
（乾式研削処理）
処理種類：ブラシ処理
ブラシ  ：ナイロン
回転数  ：１００ｒｐｍ
切込み  ：０．８ｍｍ
送り量  ：１２０ｍｍ／ｓｅｃ
処理液  ：無
時間    ：１分
ペースト：平均粒径１０μｍ以下のダイヤモンドペースト
（ただし、ペーストに含まれる液体成分は固形油脂）。
【０１３８】
＜被膜の形成＞
次にＣＶＤ装置を用い、表１に示す圧力、温度および混合ガス組成の条件下で試料Ｎｏ．１の基材の表面全面に被膜を作製した。具体的には、基材の表面から順に、０．３μｍの厚みのＴｉＮ層、８μｍの厚みのＴｉＣＮ層、５．５μｍの厚みのα−Ａｌ2Ｏ3層、０．７μｍの厚みのＴｉＮ層を積層することにより被膜を作製した。表１中、「ＭＴ−ＴｉＣＮ」とは、８５０〜９５０℃というＣＶＤ法の中では比較的マイルドな温度環境下でＴｉＣＮ膜を成膜したことを意味する。
【０１３９】
【表１】
2018030208.tif 000005
【０１４０】
＜表面処理＞
次に、試料Ｎｏ．１の基材の表面に形成された被膜の第１領域に対応する部分に対し、以下の表面処理（ウエットブラスト処理）を施した。すなわち、表面に被膜が形成されている基材を、６０ｒｐｍの速度ですくい面の貫通孔を軸中心として回転させながら、粒径７０μｍのセラミック（酸化アルミニウム）砥粒を、すくい面を含む仮想平面と、逃げ面を含む仮想平面との仮想稜線から４５°方向に配置した投射ノズルの先端から与え、ウエットブラスト処理を施した。このときのセラミック砥粒の投射圧は０．１０ＭＰａ、投射時間は５〜１０秒、濃度は１０体積％（残部は水を主成分とする溶媒）である。さらに、投射ノズルと基材上の刃先面との投射距離を１０ｍｍとし、投射ノズルと基材上のノーズＲとの投射距離を１５ｍｍとした。これにより、試料Ｎｏ．１の表面被覆切削工具を作製した。
【０１４１】
≪試料Ｎｏ．２の表面被覆切削工具の作製≫
以下のようにして、試料Ｎｏ．２の表面被覆切削工具（刃先交換型切削チップ）を作製した。試料Ｎｏ．２の表面被覆切削工具は以下の仕様の基材からなる。
チップ型番：ＣＮＭＧ１２０４０８Ｎ−ＵＸ（住友電工ハードメタル株式会社製）
材質：Ｐ２０グレードサーメット。
【０１４２】
＜基材の作製＞
まず、７質量％のＮｂＣと、７質量％のＭｏ2Ｃと、１０質量％のＣｏと、５質量％のＮｉと、２０質量％のＷＣと、残部のＴｉＣＮ（ただし、不可避不純物を含む）とからなる組成比で配合した原料粉末を、所定の形状に加圧成形した後に、１３００〜１６５０℃で１〜２時間焼結した。これにより基材前駆体を得た。次に、この基材前駆体に対し、試料Ｎｏ．１と同じ条件で機械加工処理を行った。このようにして、試料Ｎｏ．２の基材を作製した。
【０１４３】
＜被膜の形成＞
試料Ｎｏ．２の基材に対し、試料Ｎｏ．１の基材に対する被膜の形成条件と同じ条件下で被膜を形成し、かつ表面処理を施した。
【０１４４】
≪試料Ｎｏ．３、４、５の表面被覆切削工具の作製≫
試料Ｎｏ．３、４、５の表面被覆切削工具は、それぞれ基材前駆体に対する機械加工処理を変更した以外、具体的には、湿式研削処理および乾式研削処理の各処理時間および繰り返し回数を変更した以外、試料Ｎｏ．１と同じ方法により作製した。
【０１４５】
≪試料Ｎｏ．６の表面被覆切削工具の作製≫
試料Ｎｏ．６の表面被覆切削工具は、基材前駆体に対する機械加工処理を従来の湿式研削処理のみ行うことに変更した以外、試料Ｎｏ．１の表面被覆切削工具と同じ方法により作製した。
【０１４６】
≪試料Ｎｏ．７の表面被覆切削工具の作製≫
試料Ｎｏ．７の表面被覆切削工具は、基材前駆体に対する機械加工処理を従来の湿式研削処理のみ行うこと、ならびに基材の表面に形成された被膜の第１領域に表面処理を施さなかったこと以外、試料Ｎｏ．１の表面被覆切削工具と同じ方法により作製した。
【０１４７】
≪試料Ｎｏ．８の表面被覆切削工具の作製≫
試料Ｎｏ．８の表面被覆切削工具は、基材前駆体に対する機械加工処理を従来の湿式研削処理のみ行うこと、ならびに基材の表面に形成された被膜の第１領域に表面処理を施さなかったこと以外、試料Ｎｏ．２の表面被覆切削工具と同じ方法により作製した。
【０１４８】
≪試料Ｎｏ．９の表面被覆切削工具の作製≫
試料Ｎｏ．９の表面被覆切削工具は、基材の表面に形成された被膜の第１領域に表面処理を施さなかったこと以外、試料Ｎｏ．１の表面被覆切削工具と同じ方法により作製した。
【０１４９】
以上のようにして、試料Ｎｏ．１〜９の表面被覆切削工具を作製した。ここで試料Ｎｏ．１〜５の表面被覆切削工具が実施例となり、試料Ｎｏ．６〜９の表面被覆切削工具が比較例となる。表面被覆切削工具は、後述する各種の特性評価（酸素濃度、歪、ＴＣ（００６）、耐摩耗性試験および耐欠損性試験）のために、試料Ｎｏ．１〜９の各グループごとに５個ずつ作製された。
【０１５０】
≪各種特性評価≫
＜酸素濃度および歪の測定＞
試料Ｎｏ．１〜９の表面被覆切削工具に対し、刃先面から０．４μｍの深さ位置での酸素濃度、刃先面から０．２μｍの深さ位置での酸素濃度、および刃先面における歪（刃先面から１．５μｍの深さ位置での歪）それぞれを、上述の方法に従って測定した。
【０１５１】
各酸素濃度および歪は、それぞれ刃先面（Ｒ＝０．０５ｍｍのホーニング加工が施された面）のうち任意の３つの測定箇所にて測定し、その平均値を算出した。ただし３つの測定箇所のうちの１箇所は、刃先面の中央部分とした。各酸素濃度および歪の結果（平均値）を表２に示す。
【０１５２】
各種の装置として以下の装置を用いた。
ＸＰＳ分析装置（酸素濃度の測定）：商品名「ＪＰＳ−９０３０」、日本電子株式会社製
Ｘ線装置（歪の測定）            ：施設名「ＳＰｒｉｎｇ−８」、公益財団法人高輝度光科学研究センター。
【０１５３】
Ｘ線回折法による歪の測定において利用したＳＰｒｉｎｇ−８の放射光（高輝度Ｘ線）の条件は以下のとおりである。
ビームライン：ＢＬ１６ＸＵ
入射Ｘ線エネルギー：１０ｋｅＶ
入射角度：９．５°
走査範囲：２θで１８°〜９７°。
【０１５４】
表２において、「酸素濃度ａｔ％（０．４μｍ）」の欄には、刃先面から０．４μｍの深さ位置での酸素濃度（原子％）が示される。「酸素濃度ａｔ％（０．２μｍ）」の欄には、刃先面から０．２μｍの深さ位置での酸素濃度（原子％）が示される。
【０１５５】
＜ＴＣ（００６）の測定＞
試料Ｎｏ．１〜９の表面被覆切削工具に対し、Ｘ線回折装置（商品名：「ＳｍａｒｔＬａｂ（登録商標）３」、株式会社リガク製）を使用し、Ｃｕ−ＫαＸ線を用いたθ−２θ法によってα−Ａｌ2Ｏ3層の回折プロファイルを得た。管電圧は４５ｋＶ、管電流は２００ｍＡとし、Ｘ線照射範囲はピンホールコリメーターを使用し、すくい面上の直径０．３ｍｍの範囲にＸ線を照射した。
【０１５６】
ここで試料Ｎｏ．１〜９の表面被覆切削工具は、仮想的にすくい面と逃げ面とを延長させて、これらが交差して形成される線を刃先稜線とみなし、この仮想的な刃先稜線に基づいてＸ線の照射部位を設定した。具体的には、図１に示すように、すくい面の鋭角（θ＝８０°、仮想的な２本の刃先稜線の交差角）の角１００と角２００とを結んだ対角線に沿って、角１００のコーナーから０．７ｍｍ間隔で測定点（第１測定点１、第２測定点２、第３測定点３、第４測定点４、第５測定点５）を設定し、これらの測定点に対して上記条件でＸ線を照射した。得られたα−Ａｌ2Ｏ3層の回折プロファイルから各測定点におけるＴＣ（００６）を算出した。これらの測定結果を以下の表２に示す。
【０１５７】
試料Ｎｏ．１〜９の表面被覆切削工具において、第１領域は、すくい面において刃先稜線に沿って刃先稜線から１ｍｍ離れた地点を通る仮想線と刃先稜線とで挟まれる領域（Ａ領域）を含むから、第１測定点１および第２測定点２が第１領域に含まれる。第２領域は、すくい面において上記Ａ領域となる領域を除いた領域であるので、第３測定点３、第４測定点４および第５測定点５が第２領域に含まれる。したがって、第１測定点１、第２測定点２において得られたＴＣ（００６）の平均値がａの値となる。第３測定点３、第４測定点４、第５測定点５において得られたＴＣ（００６）の平均値がｂの値となる。
【０１５８】
＜耐摩耗性試験＞
試料Ｎｏ．１〜９の表面被覆切削工具に対し、以下の切削条件で切削を実施した。具体的には、下記の被削材の切削を開始したときから、切削により工具表面が摩耗し、基材が露出した部分の最大幅が０．１ｍｍを超えるまでの時間（分）を評価した。これらの試験結果も以下の表２に示す。この時間が長いほど耐摩耗性に優れていると評価することができる。
【０１５９】
（切削条件）
被削材：ＦＣ３００
切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ．
送り量：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み量：２．０ｍｍ
切削液：水溶性切削油。
【０１６０】
＜耐欠損性試験＞
試料Ｎｏ．１〜９の表面被覆切削工具に対し、以下の切削条件下での切削を実施した。具体的には、下記の被削材の切削を開始したときから、切削により工具表面に被削材の溶着が起こるなどし、溶着した成分などとともに被膜が剥離または欠損するまでの時間（分）を測定した。各結果を表２に示す。被膜の剥離または欠損に至る時間を測定することにより、切削工具の耐欠損性を評価することができる。この時間が長いほど耐欠損性に優れていると評価することができる。
【０１６１】
（切削条件）
被削材：ＦＣＤ４５０溝材
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．
送り量：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み量：１．５ｍｍ
切削液：水溶性切削油。
【０１６２】
【表２】
2018030208.tif 000006
【０１６３】
＜試験結果および考察＞
表２に示すように、試料Ｎｏ．１〜５は、ｂ−ａ＞０．５の関係を満たし、かつ刃先面から０．４μｍの深さ位置において１原子％以下の酸素濃度を有するため、耐摩耗性試験および耐欠損性試験において良好な結果が得られた。特に、酸素濃度とともに、歪が十分に小さい試料Ｎｏ．１〜３は、より優れた耐欠損性を備えることがわかった。以上より、試料Ｎｏ．１〜５は、ｂ−ａ＞０．５の関係および上記の酸素濃度の少なくともいずれかを満たさない試料６〜９に比べ、耐摩耗性および耐欠損性に優れた表面被覆切削工具であることが理解される。
【０１６４】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形したりすることも当初から予定している。
【０１６５】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６６】
１  第１測定点、２  第２測定点、３  第３測定点、４  第４測定点、５  第５測定点、１０  基材、１０ａ  すくい面、１０ｂ  逃げ面、１０ｃ  刃先面、１１  表面被覆切削工具、１２  刃先稜線、１３  貫通孔、１００  角、２００  角。
【図１】
2018030208.tif 000007
【図２】
2018030208.tif 000008
【図３】
2018030208.tif 000009
【図４】
2018030208.tif 000010
【図５】
2018030208.tif 000011