(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＣ基超硬合金およびＴｉＣＮ基サーメットのいずれかからなる工具基体の表面に、少なくとも、平均層厚０．５〜１０μｍのＴｉとＡｌの複合窒化物層を有する硬質被覆層を蒸着形成した表面被覆切削工具において、
前記ＴｉとＡｌの複合窒化物層を、
組成式：（Ｔｉ１−ｘＡｌｘ）Ｎで表した場合、０．３５≦ｘ≦０．８０（但し、ｘは原子比）を満足する平均組成を有し、
前記ＴｉとＡｌの複合窒化物層は柱状組織を有し、
前記柱状組織を構成する結晶粒の前記工具基体表面と平行な方向の結晶粒の幅の平均値をＷとし、また、結晶粒の工具基体表面に垂直な方向の結晶粒の長さの平均値をＬとした場合、ＬとＷの比の値Ｌ／Ｗは１．４以上であり、
前記柱状組織を構成する結晶粒の粒界の少なくとも一部には、縦長形状のＴｉ窒化物層と縦長形状のＡｌ窒化物層が形成され、かつ、前記Ｔｉ窒化物層とＡｌ窒化物層の縦長形状の長さがそれぞれ１００ｎｍ以上であることを特徴とする表面被覆切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を備えた表面被覆切削工具に関し、さらに詳しくは、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄などの高速切削加工に供した場合においても、チッピング、欠損、剥離等の異常損傷を発生することなく、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具（以下、被覆工具という）に関する。
【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などが知られている。
従来から、被覆工具としては、例えば、ＷＣ基超硬合金、ＴｉＣＮ基サーメット、ｃＢＮ焼結体を工具基体とし、これに硬質被覆層を形成した被覆工具が知られており、切削性能の改善を目的として種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、少なくとも、（ＴｉｙＡｌｘＭｅ１−ｘ−ｙ）Ｎからなる成分組成の硬質被覆層（ただし、Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉから選ばれる成分元素であり、０．５５≦ｘ≦０．８０、０．５０≦ｘ／（ｘ＋ｙ）≦０．８５、０．７≦ｘ＋ｙ≦１．０）を有する被覆工具において、アルゴンまたは窒素雰囲気中で、８００〜１１００℃の温度に５〜２４０分保持することにより、（ＴｉｙＡｌｘＭｅ１−ｘ−ｙ）Ｎのスピノーダル分解を生じさせ、立方晶のＴｉＮ、立方晶のＡｌＮおよび六方晶のＡｌＮを形成して析出効果を図ることにより、硬質被覆層の耐摩耗性を向上させることが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、切削工具又は耐摩耗工具からなる母材の表面に、層厚0.04〜0.2μｍのＴｉＮ層とＡｌＮ層を交互に１０層以上積層して全体の層厚０．５〜８μｍの被覆層を設けた切削・耐摩工具用表面被覆超硬部材が提案されており、この切削・耐摩工具用表面被覆超硬部材においては、ＴｉＮが被覆層の硬度を高めながら母材との密着性を改善し、一方ＡｌＮが被覆層の耐欠損性を向上させ且つＴｉＮの結晶粒を微細なものにするため、全体として優れた耐摩耗性、耐溶着性及び耐欠損性を兼ね備えた被覆層が形成されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７０５６６０２号明細書
【特許文献２】特許第２８６１１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１で提案されている硬質被覆層を備えた被覆工具は、高硬度を有することからすぐれた耐摩耗性は期待できるが、高速切削加工のように切れ刃に高負荷が作用する切削条件においては、耐チッピング性が十分ではなく、また、前記特許文献２で提案されている被覆工具は、耐チッピング性と耐摩耗性のバランスが優れるものの、高速切削加工においては硬質被覆層の耐剥離性が十分とはいえず、その結果、高速切削加工において耐チッピング性と耐摩耗性を相兼ね備えた被覆工具が求められている。
【０００７】
そこで、本発明者らは、前記課題を解決すべく硬質被覆層の構造について鋭意検討したところ、次のような知見を得た。
【０００８】
工具基体表面に、例えばアークイオンプレーティング装置を用いて、ＴｉとＡｌの複合窒化物（以下、「ＴｉＡｌＮ」で示す場合がある。）からなる硬質被覆層を蒸着形成したのち、得られた被覆工具に特定の条件で熱処理（温度、時間、冷却条件）を施すことにより、硬質被覆層を構成する柱状組織の結晶粒の粒界に、縦長形状のＡｌ窒化物（以下、「ＡｌＮ」で示す）層および縦長形状のＴｉ窒化物（以下、「ＴｉＮ」で示す）層を形成することができることを見出した。
そして、前記縦長形状のＡｌＮ層は、熱安定性にすぐれるとともに熱伝導性が高いため、硬質被覆層の熱放出を効果的に行うことができ、その結果、高速切削加工における硬質被覆層の耐熱性、耐摩耗性を向上させ得ること、また、前記縦長形状のＴｉＮ層は、靱性、耐溶着性にすぐれるため、硬質被覆層の耐チッピング性を改善し得ることを見出したのである。
【０００９】
また、前記特定の条件の熱処理とは、工具基体表面にＴｉＡｌＮ層を蒸着した後、８００〜１０００℃の温度で３０〜６０分保持し、次いで、１０℃／ｍｉｎ以下という遅い速度で冷却する熱処理であって、この熱処理によって、柱状組織のＴｉＡｌＮ層の結晶粒の粒界に、縦長形状のＡｌＮ層およびＴｉＮ層が形成される。言い換えれば、縦長形状のＡｌＮ層およびＴｉＮ層は、ＴｉＡｌＮの柱状組織を包み込むように形成されるといえる。
特に、冷却速度が１０℃／ｍｉｎを超える早い冷却速度になると十分なスピノーダル分解が生じないため、柱状組織の結晶粒の粒界に、縦長形状のＡｌＮ層および縦長形状のＴｉＮ層が形成されなくなるから、硬質被覆層の熱処理においては、特に、冷却速度を制御することが重要である。
【００１０】
本発明は、前記の知見に基づいてなされたものであって、
「  ＷＣ基超硬合金およびＴｉＣＮ基サーメットのいずれかからなる工具基体の表面に、少なくとも、平均層厚０．５〜１０μｍのＴｉとＡｌの複合窒化物層を有する硬質被覆層を蒸着形成した表面被覆切削工具において、
前記ＴｉとＡｌの複合窒化物層を、
組成式：（Ｔｉ１−ｘＡｌｘ）Ｎで表した場合、０．３５≦ｘ≦０．８０（但し、ｘは原子比）を満足する平均組成を有し、
前記ＴｉとＡｌの複合窒化物層は柱状組織を有し、前記柱状組織を構成する結晶粒の前記工具基体表面と平行な方向の結晶粒の幅の平均値をＷとし、また、結晶粒の工具基体表面に垂直な方向の結晶粒の長さの平均値をＬとした場合、ＬとＷの比の値Ｌ／Ｗは１．４以上であり、
前記柱状組織を構成する結晶粒の粒界の少なくとも一部には、縦長形状のＴｉ窒化物層と縦長形状のＡｌ窒化物層が形成され、かつ、前記Ｔｉ窒化物層とＡｌ窒化物層の縦長形状の長さがそれぞれ１００ｎｍ以上であることを特徴とする表面被覆切削工具。」
を特徴とするものである。
【００１１】
ここで、本発明の被覆工具について、より詳しく説明する。
【００１２】
図１（ａ）に、本発明被覆工具の硬質被覆層（ＴｉＡｌＮ層）の縦断面組織写真（ＴＥＭ像）の一例を示し、図１（ｂ）に、該縦断面組織写真（ＴＥＭ像）の一部の箇所（図中、矢印で示した丸で囲った箇所）について測定したＡｌ元素とＴｉ元素のＥＤＳマッピング像の一例を示し、また、図２には、図１（ａ）の縦断面組織写真（ＴＥＭ像）の概略模式図を示す。
図１（ａ）、（ｂ）および図２に示されるように、本発明のＴｉＡｌＮ層は柱状組織からなり、また、柱状組織を構成する結晶粒の粒界に沿って、その少なくとも一部には、縦長形状のＴｉＮ層と縦長形状のＡｌＮ層が形成されている。
本発明のＴｉＡｌＮ層は、その平均組成を、組成式：（Ｔｉ１−ｘＡｌｘ）Ｎで表した場合、０．３５≦ｘ≦０．８０（但し、ｘは原子比）を満足する平均組成を有し、また、その平均層厚は、０．５〜１０μｍであり、さらに、図１（ａ）、（ｂ）および図２に示すように柱状組織を有する。
本発明のＴｉＡｌＮ層の組成式において、ＴｉとＡｌの合量に対するＡｌの平均含有割合を表すｘの値（ただし、原子比）が０．３５未満になると、高硬度が得られないばかりか結晶粒が粗大化しやすくなり、一方、ＴｉとＡｌの合量に対するＡｌの平均含有割合ｘが０．８０を超えると、一部組織の結晶構造が岩塩型結晶構造から六方晶構造に変化し、硬さが低下することから、ＴｉとＡｌの合量に占めるＡｌの平均含有割合ｘは、０．３５≦ｘ≦０．８０と定めた。より好ましい範囲としては０．４５≦ｘ≦０．７０である。
また、上記ＴｉＡｌＮ層の平均層厚が０．５μｍ未満であると、長期の使用に得わたってすぐれた耐摩耗性を発揮することができず、一方、平均層厚が１０μｍを超えると、結晶粒が粗大化しやすくなり、耐チッピング性向上効果が得られなくなることから、本発明のＴｉＡｌＮ層の平均層厚は０．５〜１０μｍと定めた。
なお、本発明のＴｉＡｌＮ層の平均組成、平均層厚については、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）、エネルギー分散型Ｘ線分光法（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＥＤＳ）を用いた断面測定により求めることができる。
【００１３】
本発明の硬質被覆層は、前記ＴｉＡｌＮ層のみによって構成することができるが、その他の層を、ＴｉＡｌＮ層の下部層あるいは上部層として形成し、耐チッピング性、耐摩耗性のさらなる向上を図ることを妨げるものではない。このような層としては、例えば、ＴｉＮ層、ＣｒＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＳｉＮ層、ＡｌＣｒＮ層、ＴｉＡｌＳｉＮ層などを挙げることができる。
【００１４】
本発明のＴｉＡｌＮ層は、ＰＶＤの一種であるアークイオンプレーティング（以下、「ＡＩＰ」で示す）装置を用い、特定の条件で成膜することにより、その層の組織を柱状組織とすることができる。
ＴｉＡｌＮ層の縦断面を観察した場合、ＴｉＡｌＮ層を構成する結晶粒の平均幅（工具基体表面と平行な方向の結晶粒の幅の平均値）をＷとし、また、結晶粒の平均長さ（工具基体表面に垂直な方向の結晶粒の長さの平均値）をＬとした場合、ＬとＷの比の値Ｌ／Ｗ、即ち、平均アスペクト比は、Ｌ／Ｗ＞１とすることが望ましいが、ＴｉＡｌＮ層により優れた耐摩耗性を付与するためには、平均アスペクト比Ｌ／Ｗは１．４以上とすることが好ましい。
平均アスペクトが１を超えた柱状組織、あるいは、好ましくは平均アスペクトが１．４以上の柱状組織を蒸着形成するための条件としては、例えば、
反応雰囲気圧：    ３．０Ｐａ      
装置内温度：    ５００℃      
工具基体に印加する直流バイアス電圧：    ７０Ｖ    
アーク電流：      １００Ａ      
というＡＩＰ条件を挙げることができる。
【００１５】
本発明では、柱状組織のＴｉＡｌＮ層をＡＩＰ装置で成膜した後、所定雰囲気で、所定の加熱温度、加熱保持時間、所定の速度での冷却からなる熱処理を施してスピノーダル分解を生起させることによって、柱状組織の結晶粒の粒界の少なくとも一部に、図１（ａ）、（ｂ）および図２に示される縦長形状のＴｉＮ層と縦長形状のＡｌＮ層を形成することができる。
ＴｉＡｌＮ層成膜後の熱処理条件（加熱保持条件、冷却条件）は、例えば、次のとおりである。  
熱処理雰囲気：１．０Ｐａ以下の真空、
加熱温度：８００〜１０００℃、
加熱保持時間：３０〜６０分、
加熱保持後の冷却速度：１０℃／ｍｉｎ以下、
上記熱処理において、皮膜の酸化抑制、且つスピノーダル分解の促進と縦長組織の結晶核形成の促進という理由から、雰囲気を真空もしくはＡｒ等の不活性ガス雰囲気とし、また、加熱温度と加熱保持時間を上記所定の範囲とした。
また、加熱保持後の冷却において、冷却速度を１０℃／ｍｉｎ以下としたのは、冷却速度が速すぎて１０℃／ｍｉｎを超えるような場合には、スピノーダル分解が生じず、その結果、柱状組織からなるＴｉＡｌＮ層の結晶粒の粒界に、縦長形状のＴｉＮ層と縦長形状のＡｌＮ層が形成されなくなるという理由による。
【００１６】
本発明のＴｉＡｌＮ層において、柱状組織の結晶粒の粒界の少なくとも一部に形成される縦長形状のＴｉＮ層は、靱性にすぐれ、また、耐溶着性にもすぐれるためＴｉＡｌＮ層の靱性を向上させるとともに、溶着に起因するチッピングの発生を抑制し、その結果、ＴｉＡｌＮ層の耐チッピング性を向上させる。
また、縦長形状のＡｌＮ層は、熱安定性にすぐれるとともに熱伝導性が高く、特に、縦長形状を有するために硬質被覆層の熱放出を効果的に行うことができ、その結果、高速切削加工における硬質被覆層の耐熱性、耐摩耗性を向上させることができる。
そして、本発明のＴｉＡｌＮ層においては、柱状組織の結晶粒の粒界の少なくとも一部に前記縦長形状のＴｉＮ層と縦長形状のＡｌＮ層が存在することによって、高速切削加工において、耐チッピング性と耐摩耗性を相兼ね備えることができる。
なお、特許文献２に示すように、ＴｉＮ層とＡｌＮ層を層厚方向に交互に積層させた交互積層構造からなる硬質被覆層を蒸着形成した被覆工具もあるが、このような従来被覆工具では、すでに述べたように、高速切削加工において層間剥離が発生しやすいという問題があった。
しかし、柱状組織の結晶粒の粒界の少なくとも一部に縦長形状のＴｉＮ層と縦長形状のＡｌＮ層を形成した本発明の被覆工具においては、層間剥離の発生はなく、長期の使用にわたって、すぐれた耐チッピング性、耐摩耗性が発揮される。
【００１７】
本発明の柱状組織のＴｉＡｌＮ層の結晶粒の粒界の少なくとも一部に存在する縦長形状のＴｉＮ層と縦長形状のＡｌＮ層の識別、その組成、長さ（縦長形状のＴｉＮ層あるいは縦長形状のＡｌＮ層の長さ（ｎｍ））は、ＴｉＡｌＮ層の縦断面について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子線後方散乱回折法（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ  ＢａｃｋＳｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＥＢＳＤ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）を用いて観察・測定することによって求めることができる。
ＡｌＮとＴｉＮが柱状組織の粒界に沿って層が存在するかは図１（ｂ）に示すようなＥＤＳマッピング法を用いて、識別を行った。ＥＤＳマッピング測定の結果から層の点分析を行い、組成を同定し、ＴｉＮ層とＡｌＮ層の形状測定を行った。その際に縦長形状の長さが１００ｎｍ以上であることが望ましいが、より耐溶着性と高熱伝導性を付与するためには２００ｎｍ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の被覆工具は、硬質被覆層として、少なくとも、柱状組織からなる所定組成のＴｉＡｌＮ層を蒸着形成し、かつ、柱状組織の結晶粒の粒界の少なくとも一部には、縦長形状のＴｉＮ層と縦長形状のＡｌＮ層が形成されていることから、硬質被覆層はすぐれた耐チッピング性とすぐれた耐摩耗性を相兼ね備えることができる。
したがって、本発明の被覆工具を、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄等の高速切削加工に供した場合、チッピング、欠損、剥離等の異常損傷を招くこともなく、長期の使用にわたってすぐれた耐摩耗性を発揮するのである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は、本発明被覆工具のＴｉＡｌＮ層の縦断面組織写真（ＴＥＭ像）の一例を示し、（ｂ）は、該縦断面組織写真（ＴＥＭ像）の一部の箇所（図中、矢印で示した丸で囲った箇所）について測定したＡｌ元素とＴｉ元素のＥＤＳマッピング像の一例を示す。
【図２】図１（ａ）の縦断面組織写真（ＴＥＭ像）の概略模式図を示す。
【図３】本発明被覆工具のＴｉＡｌＮ層を形成するためのＡＩＰ装置の概略図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
なお、具体的な説明としては、ＷＣ基超硬合金を工具基体とする被覆工具について説明するが、ＴｉＣＮ基サーメットを工具基体とする被覆工具についても同様である。
【実施例】
【００２１】
工具基体の作製：
原料粉末として、Ｃｏ粉末、ＶＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＷＣ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、さらにワックスを加えてボールミルで７２時間湿式混合し、減圧乾燥した後、１００ＭＰａの圧力でプレス成形し、これらの圧粉成形体を焼結し、所定寸法となるように加工して、ＩＳＯ規格ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＴＮ１のインサート形状をもったＷＣ基超硬合金製の工具基体１〜３を作製した。
【００２２】
【表１】
0006519795.tif 000002
【００２３】
硬質被覆層の成膜：
前記工具基体１〜３に対して、図２に示すアークイオンプレーティング装置を用いて、硬質被覆層を形成した。
なお、図２のＴｉ−Ａｌ合金ターゲットとしては、目標とするＴｉＡｌＮ層の平均組成に応じた組成のＴｉ−Ａｌ合金ターゲットを用いた。
（ａ）工具基体１〜３を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、ＡＩＰ装置内の回転テーブル上の中心軸から半径方向に所定距離離れた位置に外周部にそって装着する。また、カソード電極（蒸発源）として、所定組成のＴｉ−Ａｌ合金ターゲットを配置した。
（ｂ）まず、装置内を排気して１０−２Ｐａ以下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、０．５〜２．０ＰａのＡｒガス雰囲気に設定し、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−２００〜−１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加し、もって工具基体表面をアルゴンイオンによって５〜３０分間ボンバード処理し、
（ｃ）次に、装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して表２に示す２．０〜９．０Ｐａの範囲内の所定の反応雰囲気とすると共に、同じく表２に示す装置内温度に維持し、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に表２に示す−３０〜−１５０Ｖの範囲内の所定の直流バイアス電圧を印加し、かつ、Ｔｉ−Ａｌ合金ターゲットからなるカソード電極（蒸発源）とアノード電極との間に表２に示す８０〜２４０Ａの範囲内の所定の電流を流してアーク放電を発生させ、工具基体表面に、表４に示される目標組成、目標平均層厚のＴｉＡｌＮ層からなる硬質被覆層を蒸着形成した被覆工具を作製し、
（ｄ）次いで、前記被覆工具を、表３に示す条件で熱処理し、同じく、表３に示す条件で冷却することにより、表４に示す本発明の被覆工具（以下、「本発明工具」という）１〜７を作製した。
【００２４】
【表２】
0006519795.tif 000003
【００２５】
【表３】
0006519795.tif 000004
【００２６】
【表４】
0006519795.tif 000005
【００２７】
比較のため、前記工具基体１〜３に対して、図２に示すＡＩＰ装置を用いて、表５に示す条件でＴｉＡｌＮ層を蒸着形成し、次いで、表６に示す条件で、熱処理、その後の冷却を行い／あるいは行わずに、表７に示す比較例の被覆工具（以下、「比較例工具」という）１〜９を作製した。
【００２８】
【表５】
0006519795.tif 000006
【００２９】
【表６】
0006519795.tif 000007
【００３０】
【表７】
0006519795.tif 000008
【００３１】
上記で作製した本発明工具１〜７および比較例工具１〜９の工具基体表面に垂直な硬質被覆層縦断面について、工具基体表面に平行な方向の幅が１０μｍであり、硬質被覆層の厚み領域が全て含まれるよう設定された視野について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）を用いた断面測定により、ＴｉＡｌＮ層の組成、層厚を複数箇所で測定し、これを平均することにより、平均組成、平均層厚を算出した。
【００３２】
また、柱状組織のＴｉＡｌＮ層の結晶粒の幅と長さＬを、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子線後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた断面観察により、視野内の結晶粒について測定し、その測定値を平均することによって、柱状結晶粒の平均幅Ｗと平均長さＬを求めるとともに平均アスペクト比Ｌ／Ｗを算出した。
【００３３】
さらに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子線後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた断面観察により、柱状組織のＴｉＡｌＮ層の結晶粒の粒界に、縦長形状のＴｉＮ層と、同じく縦長形状のＡｌＮ層が存在するか否かを確認・識別すると同時に、存在する場合には、その存在長さ（ｎｍ）を測定した。
より具体的に述べれば、次のとおりである。ＡｌＮとＴｉＮが柱状組織の粒界に沿って層が存在するかはＥＤＳマッピング法を用いて、識別を行い、層を複数箇所で点分析を行うことで平均組成を同定した。形状測定はＥＤＳマッピングの結果からＴｉＮ層とＡｌＮ層の複数箇所の長さ測定を行い、平均長さを算出した。
【００３４】
表４、表７に、上記で求めた各種の値を示す。
【００３５】
次いで、本発明工具１〜７および比較例工具１〜９について、以下の条件で、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄についての高速切削加工試験を実施した。
切削条件Ａ：
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４３０（ＨＢ２８０）の丸棒、
切削速度：  ２００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：  ０．２ｍｍ、
送り：      ０．２７ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：  ５分、
の条件での合金鋼の連続高速高送り切削加工試験（通常の切削速度および送りは、それぞれ、１５５ｍ／ｍｉｎ．、０．２０ ｍｍ／ｒｅｖ．）。
切削条件Ｂ：
被削材：ＪＩＳ・Ｓ５５Ｃ（ＨＢ２５０）の丸棒、
切削速度：  ２１０ ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：  ０．２ ｍｍ、
送り：      ０．２５ ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：  ５分、
の条件での炭素鋼の連続高速高送り切削加工試験（通常の切削速度および送りは、それぞれ、１４５ ｍ／ｍｉｎ．、０．２５ ｍｍ／ｒｅｖ．）。
切削条件Ｃ：
被削材：ＪＩＳ・ＳＫＤ６１（ＨＲＣ６０）の丸棒、
切削速度：  １３０ ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：  ０．２ ｍｍ、
送り：      ０．２ ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：  ３分、
の条件での高硬度鋼の連続高速切削加工試験（通常の切削速度および送りは、それぞれ、７０ ｍ／ｍｉｎ．、０．１ ｍｍ／ｒｅｖ．）。
表８、表９、表１０にその結果を示す。
【００３６】
【表８】
0006519795.tif 000009
【００３７】
【表９】
0006519795.tif 000010
【００３８】
【表１０】
0006519795.tif 000011
【００３９】
表８〜表１０の結果によれば、本発明工具１〜７については、いずれの切削条件でもチッピング、剥離等の異常損傷の発生はなく、また、逃げ面摩耗幅の平均は、切削条件Ａで約０．２ｍｍ、切削条件Ｂで約０．２３ｍｍ、切削条件Ｃで約０．２６ｍｍ、であり、耐チッピング性、耐摩耗性のいずれにもすぐれていることがわかる。
これに対して、比較例工具１〜９については、切削条件Ａ〜Ｃのいずれにおいても、チッピングの発生、あるいは、逃げ面摩耗の進行により、短時間で寿命に至ることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の表面被覆切削工具は、各種の鋼などの通常の切削条件での切削加工は勿論のこと、特に高熱発生を伴うとともに、切刃部に対して大きな負荷がかかる炭素鋼、合金鋼、鋳鉄などの高速切削加工において、すぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮し、長期に亘ってすぐれた切削性能を示すものであるから、切削加工装置の高性能化、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】
0006519795.tif 000012
【図２】
0006519795.tif 000013
【図３】
0006519795.tif 000014