(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体を被覆する硬質皮膜に摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価する耐摩耗性評価方法であって、
硬質皮膜により被覆され、隣り合う複数の面が交わった稜部を有する被験体を準備するステップと、
前記摩耗材の供給側に前記稜部が向くように前記被験体を設置するステップと、
前記稜部に向かって供給される前記摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価するステップと、を備え、
前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出後において、前記被験体と前記硬質皮膜との境界部分の移動速度を測定する後評価ステップを含む、耐摩耗性評価方法。
【請求項２】
前記後評価ステップでは、前記被験体の表面における露出部分の幅の時間変化により、前記境界部分の移動速度を測定する、請求項１に記載の耐摩耗性評価方法。
【請求項３】
前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出前における前記硬質皮膜の厚み方向への摩耗速度を測定する前評価ステップをさらに含む、請求項１又は２に記載の耐摩耗性評価方法。
【請求項４】
前記被験体は、切削工具の刃先部であり、
前記稜部は、前記刃先部において被削材を切削する切れ刃である、請求項１〜３の何れか１項に記載の耐摩耗性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部品等において表面強度の向上や耐摩耗性の向上のため、部品表面に皮膜をコーティングする技術が知られている。このようなコーティング皮膜について、膜の強度や耐摩耗性等の特性を評価するための方法や装置が必要である。下記特許文献１〜３には、このような評価方法及び評価装置の例として、皮膜が形成された被験体に対して液体に砥粒が混入した摩耗材を噴射し、砥粒の衝突による皮膜の減量によって膜特性を評価する方法及び装置が開示されている。
【０００３】
下記特許文献１，２には、液体に砥粒が混入した摩耗材を被験体に噴射する噴射部と、摩耗材を収納する収納部と、噴射後の摩耗材を回収する回収部と、を備えた皮膜評価装置を用いて、砥粒の衝突による皮膜の減量と使用された砥粒の量との関係から膜特性を評価する方法が開示されている。また下記特許文献３には、噴射部から被験体に摩耗材を噴射可能な位置と、計測部により膜特性を評価可能な位置と、を自動的に切り替える機構を備えた皮膜評価装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３７０７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３７０７３号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１〜３に開示された皮膜の耐摩耗性評価方法では、定形の被験体が準備され、その平坦面に向かって摩耗材が噴射され、当該摩耗材の衝突による皮膜の摩耗量を測定することにより、皮膜の耐久性（すなわち被覆工具の耐久性）が評価される。この評価方法は、定形の被験体を用いて行われるものに過ぎず、切削工具等の実際に使用される工具の形状を有する被験体を用いたものではない。そのため、従来では、切削工具の切れ刃等のような稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い治工具部品の実使用時における摩耗挙動を模擬することができず、これと相関性のある評価試験を行うことが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い部材の実使用時における摩耗挙動を模擬した評価試験を可能とする耐摩耗性評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る耐摩耗性評価方法は、被験体を被覆する硬質皮膜に摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価する耐摩耗性評価方法である。上記耐摩耗性評価方法は、硬質皮膜により被覆され、隣り合う複数の面が交わった稜部を有する被験体を準備するステップと、前記摩耗材の供給側に前記稜部が向くように前記被験体を設置するステップと、前記稜部に向かって供給される前記摩耗材を衝突させたときの摩耗挙動により前記硬質皮膜の耐摩耗性を評価するステップと、を備える。前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出後において、前記被験体と前記硬質皮膜との境界部分の移動速度を測定する後評価ステップを含む。
【０００８】
本発明者は、切削工具のように物体の稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い部材の実使用時における皮膜の摩耗挙動を模擬することについて鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を得て、本発明に想到した。
【０００９】
切削工具の使用時に生じる摩耗は、すくい面摩耗と逃げ面摩耗とに分類され、特に被削面と摺動するすくい面においてはアブレシブ摩耗が支配的になる。すくい面摩耗は、切れ刃（エッジ部）の皮膜が消失して工具表面が露出するまでの間は皮膜表面から工具と皮膜との界面に向かって厚み方向に進行し、工具が露出した後は工具と皮膜との境界部分が切れ刃の先端から徐々に移動することにより進行する。つまり、切削工具の実使用時では、工具の露出後においては皮膜単独で摩耗が進行するのではなく、工具と皮膜との密着性などの影響も考えられる複雑な摩耗挙動を示す。本発明者は、上述のような摩耗挙動、特に工具の露出後における摩耗挙動を模擬することについて着目し、詳細な検討を行った結果、切削工具の切れ刃のような物体の稜部に向かって摩耗材を衝突させる方法に着想した。
【００１０】
本発明に係る耐摩耗性評価方法では、被験体の稜部に向かって摩耗材を供給し、当該摩耗材を衝突させることで当該稜部において被験体が露出するように皮膜を厚み方向に摩耗させ、その後、皮膜の側部に摩耗材を衝突させることで被験体と皮膜との境界部分が移動するように皮膜の摩耗を進行させることができる。従って、上記耐摩耗性評価方法によれば、切削工具の稜部のように実使用時に皮膜の摩耗が特に進行し易い部位での摩耗挙動を模擬することが可能となり、これと相関性のある耐摩耗試験を行うことができる。また、皮膜が厚み方向に減量する摩耗挙動だけでなく、被験体表面の露出部分が面方向に広がる摩耗挙動も評価することができる。つまり、被験体と皮膜との密着性が影響する摩耗挙動も考慮して耐摩耗性を評価することができる。そのため、切削工具の実使用時に近い摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価が可能になる。
【００１１】
上記耐摩耗性評価方法において、前記摩耗材は、硬質粉末が分散した液体であってもよい。
【００１２】
切削工具のすくい面摩耗においては、すくい面と摺動する被削材は、当該すくい面に略平行に移動する。ここで、硬質粉末を液体に分散させずにそのまま噴射した場合には、被験体表面で反射してしまうため、被験体表面に平行に硬質粉末を移動させることが困難である。これに対して、上記耐摩耗性評価方法では、硬質粉末を液体に分散させた摩耗材を供給することにより、硬質粉末の被験体表面での反射が抑制され、衝突後においても被験体表面に沿って平行に摩耗材を移動させることができる。これにより、実際の切削工具の使用時に近い皮膜の摩耗挙動を再現することができる。また、硬質粉末をそのまま噴射した場合に比べて、より局部的かつ均一に摩耗材を衝突させることも可能になる。
【００１５】
上記耐摩耗性評価方法において、前記後評価ステップでは、前記被験体の表面における露出部分の幅の時間変化により、前記境界部分の移動速度を測定してもよい。
【００１６】
皮膜の摩耗により被験体表面に形成される露出部分の幅は、画像解析などの簡易な方法によって容易に測定することができる。そのため、当該露出部分の幅を経時的に測定することにより、被験体と皮膜との境界部分の移動速度を容易に測定することができる。
【００１７】
上記耐摩耗性評価方法において、前記耐摩耗性を評価するステップは、前記被験体の露出前における前記硬質皮膜の厚み方向への摩耗速度を測定する前評価ステップをさらに含んでいてもよい。
【００１８】
これにより、被験体の露出後において被験体と皮膜との境界部分が移動する摩耗挙動だけでなく、被験体の露出前において皮膜が厚み方向に減量する摩耗挙動も考慮して耐摩耗性を評価することができる。そのため、切削工具の実使用時にさらに近い摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価が可能になる。
【００１９】
上記耐摩耗性評価方法において、前記被験体は、切削工具の刃先部であってもよい。前記稜部は、前記刃先部において被削材を切削する切れ刃であってもよい。
【００２０】
これにより、摩耗材の衝突により切れ刃において工具表面が露出するように皮膜を厚み方向に摩耗させ、その後、工具と皮膜との境界部分が移動するように皮膜を摩耗させることができる。従って、切削工具の実使用時における摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価試験が可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、稜部において皮膜の摩耗が特に進行し易い部材の実使用時における摩耗挙動を模擬した評価試験を可能とする耐摩耗性評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る耐摩耗性評価方法に使用される循環式のＭＳＥ試験機の構成を示す模式図である。
【図２】触針式二次元粗さ計により被験体の表面形状を測定する様子を示す図である。
【図３】上記耐摩耗性評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】上記耐摩耗性評価方法で使用されるインサートの構造を示す図である。
【図５】被験体が摩耗材の噴射方向に対して傾いた状態で設置された状態を示す模式図である。
【図６】摩耗材の噴射による硬質皮膜の摩耗挙動を示す模式図である。
【図７】硬質皮膜の摩耗後に被験体表面を観察した光学顕微鏡写真である。
【図８】インサートの切れ刃における皮膜の摩耗状態を示す写真である。
【図９】インサートにおける皮膜の摩耗挙動を説明するための模式図である。
【図１０】インサートにおける摩耗幅の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。
【００２４】
（試験装置）
まず、本実施形態に係る耐摩耗性評価方法に使用される試験装置１の構成について、図１を参照して説明する。
【００２５】
試験装置１は、硬質粉末が液体に分散した摩耗材Ｓを圧縮空気により加速して被験体１０に向かって噴射するマイクロスラリージェットエロージョン（ＭＳＥ）方式の装置である。試験装置１は、循環式のＭＳＥ試験機であって、被験体１０がセットされるテーブル２と、被験体１０に向かって摩耗材Ｓを噴射するノズル４と、被験体１０への摩耗材Ｓの噴射が行われるタンク８と、タンク８内において摩耗材Ｓを攪拌するミキサー７と、ノズル４に圧縮空気を供給する空気供給部５と、を有する。
【００２６】
テーブル２は、タンク８内の上部空間に配置され、被験体１０がセットされる設置面２Ａを有する。図１では、被験体１０の表面がノズル４に向く姿勢となっているが、設置面２Ａは、被験体１０の稜部がノズル４（噴射口４Ａ）に向く姿勢で設置可能なように構成されている。
【００２７】
ミキサー７は、タンク８内の下部に配置されている。ミキサー７は、ノズル４から被験体１０に噴射された後、タンク８の下部空間に貯留される摩耗材Ｓを攪拌する。ミキサー７においてプロペラよりも上側の部分には、吸入孔６が形成されている。試験装置１は、循環式の装置であるため、当該吸入孔６から吸い上げた摩耗材Ｓを再びノズル４に供給可能に構成されている。
【００２８】
空気供給部５は、エアーコンプレッサー５Ａと、エアーコンプレッサー５Ａとノズル４とを接続する空気配管５Ｂと、空気配管５Ｂの途中に設けられたレギュレーター５Ｃ、圧力センサ５Ｄ及び電磁弁５Ｅと、によって構成されている。エアーコンプレッサー５Ａで発生させた圧縮空気は空気配管５Ｂを通じてノズル４に供給される。圧縮空気の流量はレギュレーター５Ｃにより調節され、圧力センサ５Ｄにより圧力が測定される。また電磁弁５Ｅを開閉することにより、空気配管５Ｂ内における圧縮空気の流通及び遮断が切り替えられる。電磁弁５Ｅにはタイマー５Ｆが設けられている。
【００２９】
ノズル４は、圧縮空気によって加速された摩耗材Ｓをテーブル２上の被験体１０に向かって噴射する。ノズル４は、摩耗材Ｓを噴射するための噴射口４Ａを有する。ノズル４は、タンク８の側面（右側面）からテーブル２に向かって摩耗材Ｓを噴射できるように、噴射口４Ａを水平方向に向けた状態でタンク８の上部側面に設置されている。
【００３０】
（計測器）
次に、摩耗材Ｓを噴射した後の被験体１０の各種計測を行うための計測器について説明する。この計測器は、上記試験装置１に設けられたものではなく、別の装置である。
【００３１】
この計測器は、光学顕微鏡や電子顕微鏡などの画像取得手段と、取得された画像を表示するディスプレイなどの画像表示手段と、取得された画像を解析する画像解析手段と、被験体１０を被覆する皮膜の摩耗速度の演算等を行う演算手段と、光学式又は触針式の形状測定手段と、を有する。
【００３２】
試験者は、摩耗材Ｓの噴射によって被験体１０を被覆する皮膜が消失し、被験体１０が露出したことを、画像表示手段において確認することができる。そして、被験体１０が露出するまでの時間と試験開始前の皮膜の厚みとに基づいて、演算手段により皮膜の厚み方向の摩耗速度を算出することができる。また試験者は、被験体１０の露出部分の幅を画像解析手段により測定することができる。そして、当該露出部分の幅の時間変化に基づいて、演算手段により皮膜の面方向の摩耗速度を算出することができる。
【００３３】
図２は、摩耗材Ｓを噴射した後の被験体１０の表面形状を形状測定手段（二次元粗さ計）を用いて測定する様子を示している。摩耗材Ｓの噴射によって被験体１０の表面は摩耗し、これによりエロージョン痕１０Ａが形成される。図２中の破線３１に示すように、エロージョン痕１０Ａを触針式のプローブ３０でなぞることにより、断面形状を測定することができる。このような形状測定と摩耗材Ｓの噴射とを繰り返すことで、被験体１０の断面形状を経時的に観察することができる。
【００３４】
（耐摩耗性評価方法）
次に、上記試験装置１を用いて実施される本実施形態に係る耐摩耗性評価方法について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
【００３５】
まず、被験体を準備するステップＳ１０が実施される。このステップＳ１０では、被験体１０として、図４に示す切削工具のインサート（刃先部）が準備される。
【００３６】
このインサートは、切削工具のシャンク先端に取り付けて使用される。被験体１０は、平面視で四角形状を有し、超硬合金などの硬質材料からなる。被験体１０は、被削材（図示しない）に食い込んですくい上げる部分であるすくい面１１と、被削材との接触を避けるために逃がされた部分である逃げ面１２と、を有する。すくい面１１が逃げ面１２と繋がる部分が切れ刃１３となっている。切れ刃１３は、被削材に接触して切削する部分であり、隣り合うすくい面１１と逃げ面１２とが交わった稜線を含む稜部である。被験体１０の四隅には、すくい面１１とこれに隣り合う２つの逃げ面１２とが交わった頂点部１４（稜部）が設けられている。被験体１０の表面は、例えばＴｉＡｌＮなどの金属セラミックス材料からなる硬質皮膜により被覆されている。この硬質皮膜は、ＡＩＰ（アークイオンプレーティング）法などの所定の成膜法によって被験体１０上に形成されている。
【００３７】
次に、被験体を設置するステップＳ２０が実施される。このステップＳ２０では、上記ステップＳ１０で準備された被験体１０が、試験装置１（図１）のテーブル２上にセットされる。ここで、被験体１０は、図５に示すように、摩耗材Ｓの噴射方向に対して所定の傾斜角θを成すように傾いた状態で設置面２Ａに設置される。これにより、被験体１０の稜部（切れ刃）１３が摩耗材Ｓの供給側（すなわち噴射口４Ａ側）に向いた状態となり、後述のステップＳ３０においてノズル４から稜部１３に向かって摩耗材Ｓを噴射することができる。被験体１０は、任意の手段によって上記傾斜状態で設置することが可能であり、例えば治具を用いて傾斜させてもよいし、テーブル２自体を傾斜させてもよい。
【００３８】
被験体１０は、すくい面１１及び逃げ面１２の両面に対して均等に摩耗材Ｓが噴射されるように傾斜角θが４５°で設置されることが好ましいが、すくい面１１及び逃げ面１２のうちいずれか一方の面に対して重点的に摩耗材Ｓを噴射する場合には、それに応じて傾斜角θが調整されてもよい。具体的には、すくい面１１に対して重点的に噴射する場合には傾斜角θが４５°を超える値に設定されてもよいし、逃げ面１２に重点的に噴射する場合には傾斜角θが４５°未満の値に設定されてもよい。
【００３９】
次に、硬質皮膜の耐摩耗性を評価するステップＳ３０が実施される。このステップＳ３０では、図６に示すように、硬質粉末が液体に分散した摩耗材Ｓが被験体１０の稜部１３に向かって噴射され、摩耗材Ｓを硬質皮膜２０に衝突させたときの摩耗挙動により硬質皮膜２０の耐摩耗性が評価される。
【００４０】
このステップＳ３０は、以下に説明するように、被験体１０の露出前に実施される前評価ステップＳ３１と、被験体１０の露出後に実施される後評価ステップＳ３２と、を含む。図６上段は、摩耗材Ｓの噴射方向に対して垂直な方向から見たときの硬質皮膜２０の摩耗挙動を示しており、図６下段は、摩耗材Ｓの噴射方向から見たときの硬質皮膜２０の摩耗挙動を示している。図６（Ａ）は、被験体１０が露出する前の状態を示し、図６（Ｂ）は、被験体１０が露出した時点の状態を示し、図６（Ｃ）は、被験体１０が露出した後の状態を示している。
【００４１】
摩耗材Ｓに含まれる硬質粉末は、アルミナ（コランダム）、ＳｉＣ（アランダム）又はダイヤモンド粒子などの硬質粒子からなる。この硬質粒子の粒径は、０．５〜１００μｍ程度であるが、被験体１０の形状や硬質皮膜２０の種類及び膜厚によって適宜選択することができる。また摩耗材Ｓの噴射速度、噴射量及び稜部１３と噴射口４Ａとの間の距離も自由に設定可能であり、硬質粒子の粒径と同様に適宜選択することができる。
【００４２】
まず、前評価ステップＳ３１では、図６（Ａ）に示すように、被験体１０の稜部１３に向かって摩耗材Ｓが噴射され、摩耗材Ｓ中の硬質粉末との衝突により硬質皮膜２０が厚み方向に摩耗する。このステップＳ３１では、稜部１３において硬質皮膜２０が消失して被験体１０が露出する前において、硬質皮膜２０の厚み方向への摩耗速度が測定される。
【００４３】
具体的には、摩耗材Ｓを所定時間噴射した後、図２に示すように二次元粗さ計により稜部１３の形状を測定し、これを試験開始前の稜部１３の形状と比較することにより摩耗速度が測定される。つまり、摩耗材Ｓの噴射時間とその間における硬質皮膜２０の膜厚減少量とによって摩耗速度が算出される。また、画像表示手段により被験体１０の露出を確認し、被験体１０が露出するまでの時間と試験開始前における硬質皮膜２０の膜厚とに基づいて摩耗速度が算出されてもよい。
【００４４】
次に、後評価ステップＳ３２では、稜部１３において硬質皮膜２０が消失して被験体１０が露出した後（図６（Ｂ））、当該稜部１３に向かって摩耗材Ｓが引き続き噴射される。硬質皮膜２０は、すくい面１１及び逃げ面１２に沿う表面２０Ｂと、これに交差する側面２０Ａと、を含む。摩耗材Ｓは、図６（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、すくい面１１及び逃げ面１２に沿って稜部１３から離れる方向に流れる。摩耗材Ｓ中の硬質粉末は硬質皮膜２０の側面２０Ａに衝突し、これにより被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２が稜部１３から離れる方向に移動するように硬質皮膜２０の摩耗が進行する。つまり、稜部１３を起点として、すくい面１１及び逃げ面１２の各々の面内において硬質皮膜２０の摩耗が進行する。このステップＳ３２では、上記摩耗挙動における境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度が測定される。
【００４５】
具体的には、光学顕微鏡により被験体１０表面の画像が取得され、取得された画像がディスプレイ上に表示される。そして、画像解析により、図７に示すように被験体と硬質皮膜との境界部分を示す境界位置Ｌ１，Ｌ２が決定される。ここで、境界部分の位置は、稜部１３が延びる方向においてばらつきが生じるため、境界位置Ｌ１，Ｌ２は、その平均位置として決定されてもよい。しかし、境界位置Ｌ１，Ｌ２の決定はこれに限定されず種々の方法が可能であり、例えば稜部１３が延びる方向における特定の位置のみに基づいて決定されてもよい。この境界位置Ｌ１，Ｌ２を経時的に測定し、その時間変化によって境界部分Ａ１，Ａ２が稜部１３から離れる方向（図６（Ｃ）下段の矢印）に移動する速度が測定される。
【００４６】
また、ディスプレイ上に表示された被験体１０表面の画像において、画像解析により露出部分Ｂの幅Ｗを摩耗幅として測定し、その時間変化により境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度が測定されてもよい。幅Ｗは、図６（Ｃ）下段に示すように、すくい面１１における被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１と、逃げ面１２における被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ２との間の距離である。以上のステップＳ１０〜Ｓ３０を順に実施することにより、本実施形態に係る耐摩耗性評価方法が完了する。
【００４７】
（作用効果）
次に、上記本実施形態に係る耐摩耗性評価方法の特徴及びその作用効果について説明する。
【００４８】
本実施形態に係る耐摩耗性評価方法は、稜部１３を有する被験体１０を準備するステップＳ１０と、摩耗材Ｓの供給側に稜部１３が向くように被験体１０を設置するステップＳ２０と、稜部１３に向かって供給される摩耗材Ｓを衝突させたときの摩耗挙動により硬質皮膜２０の耐摩耗性を評価するステップＳ３０と、を備えている。
【００４９】
図８は、すくい面１１０及び逃げ面１２０が設けられた切削工具の刃先部（インサート）１００を示し、図９は、図８中の矢印部分において断面視したインサート１００を示している。切削工具のすくい面１１０における摩耗は、切れ刃（稜部）１３０において硬質皮膜２００が消失して工具表面が露出した後、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、インサート１００と硬質皮膜２００との境界部分Ａ１が稜部１３０から離れる方向（図中矢印方向）に徐々に移動することにより進行する。これにより、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、すくい面１１０においてインサート１００の露出部分が拡大し、摩耗幅Ｗが徐々に大きくなる。このように、切削工具の実使用時における摩耗は、インサートが露出した後においては、厚み方向に減量する挙動だけでなく、インサートと皮膜との密着性により影響される複雑な挙動を示す。
【００５０】
これに対して、本実施形態に係る耐摩耗性評価方法では、図６に示すように、被験体１０の稜部１３に向かって摩耗材Ｓを噴射し、摩耗材Ｓ中の硬質粉末を衝突させることで当該稜部１３において被験体１０が露出するように硬質皮膜２０を厚み方向に摩耗させ、その後、硬質皮膜２０の側面２０Ａに硬質粉末を衝突させることで被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２が移動するように硬質皮膜２０の摩耗を進行させることができる。従って、上記耐摩耗性評価方法によれば、切削工具の実使用時における摩耗挙動を模擬することが可能となり、これと相関性のある耐摩耗試験を行うことができる。
【００５１】
上記耐摩耗性評価方法では、硬質粉末が分散した液体が摩耗材Ｓとして用いられる。これにより、被験体１０表面での硬質粉末の反射が抑制され、当該硬質粉末を被験体１０表面に沿って略平行に移動させることが可能となり、切削工具の実使用時に近い皮膜の摩耗挙動を再現することができる。また硬質粉末をそのまま投射した場合に比べて、より局部的かつ均一に硬質粉末を衝突させることができる。
【００５２】
上記耐摩耗性を評価するステップＳ３０は、被験体１０の露出後において、被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度を測定する後評価ステップＳ３２を含む。このステップＳ３２により、硬質皮膜２０が厚み方向に減量する摩耗挙動だけでなく、被験体１０表面の露出部分Ｂが面方向に広がる摩耗挙動も評価することができる。従って、被験体１０と硬質皮膜２０との密着性が影響する摩耗挙動を考慮した耐摩耗性評価が可能になる。また境界部分Ａ１，Ａ２の移動速度は、被験体１０表面における露出部分Ｂの幅Ｗの時間変化に基づいて測定されてもよい。
【００５３】
上記耐摩耗性を評価するステップＳ３０は、被験体１０の露出前における硬質皮膜２０の厚み方向への摩耗速度を測定する前評価ステップＳ３１を含む。このステップＳ３１により、被験体１０表面の露出後において被験体１０と硬質皮膜２０との境界部分Ａ１，Ａ２が移動する摩耗挙動だけでなく、被験体１０表面の露出前において硬質皮膜２０が厚み方向に減量する摩耗挙動も考慮して耐摩耗性を評価することができる。そのため、切削工具の実使用状態により近い摩耗挙動を模擬することができる。
【００５４】
（その他実施形態）
上記実施形態において、被験体１０の切れ刃１３に向かって摩耗材Ｓを噴射して硬質皮膜２０の耐摩耗性を評価する場合に限られず、頂点部１４に向かって摩耗材Ｓを噴射してもよい。
【００５５】
上記実施形態において、硬質粉末が液体に分散した摩耗材Ｓが噴射される場合に限られず、硬質粉末が単独で投射されてもよい。しかし、上述の通り被験体１０表面での反射を抑制する観点から上記実施形態のように液体に分散した状態で噴射されることが好ましい。
【００５６】
上記実施形態において、被験体１０は、切削工具のインサートに限られず、せん断用工具などの治工具部品やタービンブレードなどの機械部品のように、物体の稜部において皮膜の摩耗が進行し易い部材であってもよい。そして、これらの部材の稜部に向かって摩耗材を供給することで、上記実施形態と同様に実使用時における摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価試験が可能になる。
【００５７】
（実施例）
図１に示した循環式のＭＳＥ試験機である試験装置１を用いて、以下の実験を行った。
【００５８】
まず、被験体として、ＴｉＡｌＮ膜（厚み：約１０μｍ）により被覆された超硬合金製のインサートを準備した。ＴｉＡｌＮ膜は、ＡＩＰ法により成膜した。次に、稜部（切れ刃）を噴射口４Ａ側に向けた状態でインサートをテーブル２上にセットし、当該稜部に向かって摩耗材Ｓを噴射した。試験条件は、以下の通りとした。
【００５９】
＜試験条件＞
粒子径：＃２０００（平均粒径：６．９μｍ）
摩耗材Ｓにおける粒子濃度：３質量％
投射距離：１０ｍｍ
投射角度：４５°
摩耗材Ｓの噴射後におけるインサートの表面を光学顕微鏡により観察し、その写真からインサート表面の露出部分の幅Ｗを経時的に測定した。
【００６０】
図７は、摩耗材Ｓの噴射方向から見たときのインサート表面の光学顕微鏡写真であり、摩耗材Ｓの噴射により形成された摩耗幅Ｗが示されている。図１０のグラフは、インサート表面における摩耗幅Ｗの時間変化を示すグラフである。
【００６１】
図１０のグラフの通り、試験が開始される時間Ｔ０から時間Ｔ１までは摩耗幅Ｗはゼロであり、時間Ｔ１が経過した後から摩耗幅Ｗは略直線的に増加した。よって、試験開始前におけるＴｉＡｌＮ膜の膜厚をインサートが露出するまでの時間Ｔ０〜Ｔ１で割ることにより、インサートが露出する前におけるＴｉＡｌＮ膜の厚み方向への摩耗速度を算出することができた。また時間Ｔ１の経過後において摩耗幅Ｗが増加する傾きにより、摩耗幅Ｗの増加速度が得られ、インサートとＴｉＡｌＮ膜との境界部分の移動速度が得られた。このようにして、実際の切削工具のすくい面における摩耗挙動を模擬した耐摩耗性評価を行うことができた。
【００６２】
今回開示された実施形態及び実施例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１  試験装置、２  テーブル、２Ａ  設置面、４  ノズル、４Ａ  噴射口、５  空気供給部、５Ａ  エアーコンプレッサー、５Ｂ  空気配管、５Ｃ  レギュレーター、５Ｄ  圧力センサ、５Ｅ  電磁弁、５Ｆ  タイマー、６  吸入口、７  ミキサー、８  タンク、１０  被験体、１０Ａ  エロージョン痕、１１  すくい面、１２  逃げ面、１３  切れ刃（稜部）、１４  頂点部（稜部）、２０  硬質皮膜、２０Ａ  側面、２０Ｂ  表面、３０  プローブ
【図１】
0006517132.tif 000002
【図２】
0006517132.tif 000003
【図３】
0006517132.tif 000004
【図４】
0006517132.tif 000005
【図５】
0006517132.tif 000006
【図６】
0006517132.tif 000007
【図７】
0006517132.tif 000008
【図８】
0006517132.tif 000009
【図９】
0006517132.tif 000010
【図１０】
0006517132.tif 000011