(57)【要約】【課題】硬質被削材の高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具を提供する。【解決手段】表面被覆切削工具の硬質被覆層を、化学蒸着で形成された上部層と下部層とで構成し、該上部層は１〜１５μｍの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、該下部層は３〜２０μｍの合計平均層厚を有する密着性Ｔｉ化合物層と改質Ｔｉ系炭窒化物層とで構成し、そして、該改質Ｔｉ系炭窒化物層は、２．５〜１５μｍの平均層厚を有し、（Ｔｉ１−ＸＣｒＸ）ＣＮ（但し、Ｘ＝０．０１〜０．１０）を満足するＴｉとＣｒの複合炭窒化物マトリックス相と、間歇的な蒸着条件変更により形成され、（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮ（但し、Ｙ＝０．２〜０．８）を満足し、結晶粒界に不連続（島状）に分散析出する平均粒子サイズ０．０１〜０．２μｍのＴｉとＣｒの複合炭窒化物析出相とからなる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
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下部層と上部層とからな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、
（ａ）上記下部層は、３〜２０μｍの合計平均層厚を有する蒸着で形成された密着性Ｔｉ化合物層と改質Ｔｉ系炭窒化物層とからなり、
（ｂ）上記密着性Ｔｉ化合物層は、０．５〜５μｍの合計平均層厚を有するＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの１層または２層以上からなり、
（ｃ）上記改質Ｔｉ系炭窒化物層は、２．５〜１５μｍの平均層厚を有し、かつ、マトリックス相と析出相からなる組織を有し、
上記マトリックス相は、
組成式：（Ｔｉ１−ＸＣｒＸ）ＣＮ
で表した場合、Ｘ＝０．０１〜０．１０（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合のＴｉとＣｒの複合炭窒化物であり、また、
上記析出相は、
組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮ
で表した場合、Ｙ＝０．２〜０．８（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合のＴｉとＣｒの複合炭窒化物であって、かつ、平均粒子サイズ０．０１〜０．２μｍの析出相として、結晶粒界に不連続（島状）に分散析出していること、
（ｄ）上記上部層は、蒸着で形成された１〜１５μｍの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、
からなることを特徴とする硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特にＨＢ３００以上の硬質被削材などを、高い発熱を伴うとともに切刃に対して断続的かつ衝撃的な負荷がかかる高速断続切削条件下で切削加工をした場合に、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具（以下、被覆工具という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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）基サーメットで構成された基体（以下、これらを総称して工具基体という）の表面に、
（ａ）下部層が、Ｔｉの炭化物（以下、ＴｉＣで示す）層、窒化物（以下、同じくＴｉＮで示す）層、炭窒化物（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化物（以下、ＴｉＣＯで示す）層、および炭窒酸化物（以下、ＴｉＣＮＯで示す）層のうちの２層以上からなり、かつ３〜２０μｍの合計平均層厚を有する化学蒸着により形成されたＴｉ化合物層、
（ｂ）上部層が、１〜１５μｍの平均層厚を有し形成された酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）層、
からなる化学蒸着により硬質被覆層を形成してなる被覆工具において、上記Ｔｉ化合物層におけるＴｉの一部を１０原子％以下程度のＣｒで置換することによって、切削工具特性を向上させるようにした被覆工具が知られている。
【０００３】
また、一般に、上記の被覆工具の硬質被覆層を構成するＴｉ化合物層やＡｌ2Ｏ3層が粒状結晶組織を有し、さらに、前記Ｔｉ化合物層を構成するＴｉＣＮ層を、層自身の強度向上を目的として、通常の化学蒸着装置にて、反応ガスとして有機炭窒化物を含む混合ガスを使用し、７００〜９５０℃の中温温度域で化学蒸着することにより縦長成長結晶組織をもつＴｉＣＮ層（以下、ｌ−ＴｉＣＮ層で示す）を形成することも知られている。
【特許文献１】特開平６−３１５０３号公報
【特許文献２】特開平６−８０１０号公報
【特許文献３】特開平１０−２４４４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の切削装置の高性能化はめざましく、一方で切削加工におけ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、切削効率の向上を目的として、切削速度を高速化する傾向にあるが、上記の従来被覆工具においては、これを鋼や鋳鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削に用いた場合には問題はないが、特にこれをＨＢ３００以上の硬質被削材の高速断続切削条件で用いた場合、これを構成する硬質被覆層は、下部層のＴｉ化合物層による高温強度、同上部層のＡｌ2Ｏ3層による高温硬さを具備するものの、前記Ｔｉ化合物層による特に高温強度が不十分であるためにチッピングを発生しやすく、その結果、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の被覆工具の硬質被覆層の耐チッピング性向上をはかるべく、これの下部層であるＴｉ化合物層のうちで相対的に高い高温強度を有するｌ−ＴｉＣＮ層の一部をＣｒで置換した（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層に着目し、研究を行った結果、
（ａ）従来被覆工具の硬質被覆層において、下部層を構成するＴｉ化合物層のうちの（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層（以下、「従来Ｔｉ系ＣＮ層」という）は、例えば、通常の化学蒸着装置にて、
反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣｌ４：３〜１０％、ＣｒＦ５：０．１〜０．４％、ＣＨ３ＣＮ：０．５〜３％、Ｎ2：２０〜４０％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：８００〜９００℃、
反応雰囲気圧力：６〜２０ｋＰａ、
の条件（通常条件という）で蒸着形成されるが、
反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣｌ４：２〜１０％、ＣｒＣｌ３：０．０２〜１．０％、ＣＨ３ＣＮ：１〜４％、Ｎ2：１０〜３０％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：８００〜９００℃、
反応雰囲気圧力：６〜２０ｋＰａ、
の条件、すなわち上記の通常条件に比して、反応ガス成分の一つであるＣｒＦ５にかえて少量のＣｒＣｌ３を加えた条件で、さらに、間歇的に、反応雰囲気をＡｒ（５〜１５容量％）とＨ２ガス雰囲気に切り替え、同時に、反応雰囲気圧力を１５〜４０ｋＰａと相対的に高くした状態で、該反応ガス中へのＣｒＣｌ３添加量を増量してＣｒＣｌ３の含有割合を２〜５容量％とした反応ガス雰囲気中（ＣｒＣｌ３：２〜５容量％、Ａｒ：５〜１５容量％、Ｈ2：残り）で蒸着すると、
蒸着形成されるＴｉ系ＣＮ層は、マトリックス相の結晶粒界に析出相が分散析出した組織を有し、そして、
上記マトリックス相は、
組成式：（Ｔｉ１−ＸＣｒＸ）ＣＮ
で表した場合、Ｘ＝０．０１〜０．１０（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合のＴｉとＣｒの複合炭窒化物であり、また、
上記析出相は、
組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮ
で表した場合、Ｙ＝０．２〜０．８（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合のＴｉとＣｒの複合炭窒化物であって、しかも、平均粒子サイズ０．０１〜０．２μｍの析出相として、結晶粒界に不連続（島状）に分散析出しているＴｉとＣｒの複合炭窒化物層であり、この結果のＴｉ系炭窒化物層（以下、「改質Ｔｉ系ＣＮ層」で示す）は、その層の高温硬さと高温強度のいずれもが、上記の従来Ｔｉ系ＣＮ層に比べるとすぐれたものであること。
【０００６】
（ｂ）硬質被覆層の構成層として、上記の改質Ｔｉ系ＣＮ層を備えた被覆工具は、高温硬さと高温強度の向上により、ＨＢ３００以上の硬質被削材の高速断続切削加工においても、すぐれた耐チッピング性を示し、また、熱塑性変形、偏摩耗を生じることもないため、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を示すようになること。
以上（ａ）、（ｂ）に示される研究結果を得たのである。
【０００７】
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、
「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下部層と上部層とからな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、
（ａ）上記下部層は、３〜２０μｍの合計平均層厚を有する蒸着で形成された密着性Ｔｉ化合物層と改質Ｔｉ系炭窒化物層とからなり、
（ｂ）上記密着性Ｔｉ化合物層は、０．５〜５μｍの合計平均層厚を有するＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの１層または２層以上からなり、
（ｃ）上記改質Ｔｉ系炭窒化物層は、２．５〜１５μｍの平均層厚を有し、かつ、マトリックス相と析出相からなる組織を有し、
上記マトリックス相は、
組成式：（Ｔｉ１−ＸＣｒＸ）ＣＮ
で表した場合、Ｘ＝０．０１〜０．１０（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合のＴｉとＣｒの複合炭窒化物であり、また、
上記析出相は、
組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮ
で表した場合、Ｙ＝０．２〜０．８（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合のＴｉとＣｒの複合炭窒化物であって、かつ、平均粒子サイズ０．０１〜０．２μｍの析出相として、結晶粒界に不連続（島状）に分散析出していること、
（ｄ）上記上部層は、蒸着で形成された１〜１５μｍの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、
からなることを特徴とする硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具。」
に特徴を有するものである。
【０００８】
つぎに、この発明の被覆工具の硬質被覆層について、上記の通りに限定した理由を以下に説明する。
（ａ）下部層の密着性Ｔｉ化合物層
密着性Ｔｉ化合物層は、工具基体、改質Ｔｉ系ＣＮ層および上部層であるＡｌ2Ｏ3層のいずれにも強固に密着し、よって硬質被覆層の工具基体に対する密着性向上に寄与する作用をもつが、その合計平均層厚が０．５μｍ未満では、所望のすぐれた密着性を確保することができず、一方前記密着性は５μｍまでの合計平均層厚で充分であることから、その合計平均層厚を０．５〜５μｍと定めた。
【０００９】
（ｂ）下部層の改質Ｔｉ系ＣＮ層
改質Ｔｉ系ＣＮ層は、反応ガス成分の一つとして少量のＣｒＣｌ３を加えた反応ガス雰囲気中で、ＴｉとＣｒの複合炭窒化物層を蒸着形成する過程において、間歇的に反応条件を変更（即ち、間歇的に、反応雰囲気圧力を相対的に高くした状態で、反応ガス組成を５〜１５容量％Ａｒ−Ｈ２のガス組成に切り替え、同時に、該反応ガス中へのＣｒＣｌ３添加量を増量し、ＣｒＣｌ３：２〜５容量％、Ａｒ：５〜１５容量％、Ｈ2：残りとなる反応ガス組成に変更）した状態で蒸着すると、
蒸着形成される改質Ｔｉ系炭窒化物層は、２．５〜１５μｍの平均層厚を有し、かつ、マトリックス相と析出相からなる組織を有し、
上記マトリックス相は、
組成式：（Ｔｉ１−ＸＣｒＸ）ＣＮ
で表した場合、Ｘ＝０．０１〜０．１０（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合のＴｉとＣｒの複合炭窒化物であり、また、
上記析出相は、
平均粒子サイズ０．０１〜０．２μｍの析出相として、結晶粒界に不連続（島状）に分散析出し、
組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮ
で表した場合、Ｙ＝０．２〜０．８（但し、原子比）を満足するＣｒ含有割合の、相対的にＣｒリッチなＴｉとＣｒの複合炭窒化物である改質Ｔｉ系ＣＮ層が蒸着形成される。
【００１０】
上記改質Ｔｉ系ＣＮ層のマトリックス相において、Ｔｉとの合量に占めるＣｒの含有割合Ｘ（＝Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ））が０．０１未満では、ｌ−ＴｉＣＮ層中のＴｉの一部をＣｒで置換したことによるマトリックス相の高温硬さ向上効果が少なく、また、組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮで表される析出相の結晶粒界への分散析出が起こらないため、粒界での不連続（島状）析出物の存在がもたらす応力緩和作用による高温強度向上効果が期待できない。一方、上記マトリックス相におけるＴｉとの合量に占めるＣｒの含有割合Ｘが０．１０を超えると、複合炭窒化物の相形態変化による脆化、結晶粒界における析出相（組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮで表されるＴｉとＣｒの複合炭窒化物析出相）の粗大化、マトリックス相−析出相界面の脆化等により、改質Ｔｉ系ＣＮ層のマトリックス相自体が脆弱化し、また、工具基体あるいは他の層との密着性、接合強度も劣化する。
したがって、組成式：（Ｔｉ１−ＸＣｒＸ）ＣＮで表した場合のマトリックス相における、Ｔｉとの合量に占めるＣｒの含有割合Ｘ（＝Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ））を、０．０１〜０．１０（但し、原子比）の範囲に定めた。
【００１１】
また、上記マトリックス相蒸着形成時の反応ガスの組成を、間歇的に切り替え、同時に、反応雰囲気圧力を相対的に高くした反応条件で化学蒸着を行うことにより、相対的にＣｒリッチなＴｉとＣｒの複合炭窒化物である析出相を、改質Ｔｉ系ＣＮ層のマトリックス相の結晶粒界に不連続（島状）に分散析出させるが、相対的にＣｒリッチなＴｉとＣｒの複合炭窒化物からなる上記析出相を、組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮで表した場合、Ｔｉとの合量に占めるＣｒの含有割合Ｙ（＝Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ））が０．２未満では、Ｃｒリッチな析出相が結晶粒界に分散析出することによって生じる応力緩和作用による高温強度向上効果を期待できず、一方、析出相におけるＴｉとの合量に占めるＣｒの含有割合Ｙが０．８を超えると、析出相の急激な粗大化が起こり、同時に、マトリックス相との界面の脆化が激しくなり、改質Ｔｉ系ＣＮ層全体としての高温強度低下を招くことになる。
したがって、組成式：（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮで表した場合の析出相における、Ｔｉとの合量に占めるＣｒの含有割合Ｙ（＝Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ））を、０．２〜０．８（但し、原子比）の範囲に定めた。
さらに、析出相の平均粒子サイズが、０．０１μｍ未満では、化学蒸着により形成された改質Ｔｉ系ＣＮ層中の引張残留応力緩和効果が極めて小さく、一方、析出相の平均粒子サイズが０．２μｍを超えると、マトリックス相界面における脆化あるいは析出相の粗大化が生じやすくなるので、析出相の平均粒子サイズを０．０１〜０．２μｍの範囲に定めた。
【００１２】
改質Ｔｉ系ＣＮ層の層厚について、その層厚が２．５μｍ未満では、すぐれた高温硬さおよびすぐれた高温強度という硬質被覆層の良好な特性を長期に亘って十分発揮することができず、一方、層厚が１５μｍを超えると、例えば、高速断続切削という厳しい切削条件では、チッピングを発生しやすくなることから、改質Ｔｉ系ＣＮ層の層厚は２．５〜１５μｍと定めた。
【００１３】
（ｃ）上部層の酸化アルミニウム層（Ａｌ2Ｏ3層）
Ａｌ2Ｏ3層は、それ自身の有するすぐれた高温硬さと耐熱性により、硬質被覆層にすぐれた耐摩耗性を付与せしめるが、その平均層厚が１μｍ未満では、前記特性を十分に発揮することができず、一方、平均層厚が１５μｍを超えると、高速断続切削条件下では、切刃部にチッピングを発生しやすくなることから、その平均層厚を１〜１５μｍと定めた。
Ａｌ2Ｏ3の代表的な結晶構造として、特にすぐれた高温硬さと耐熱性を備えるα型−Ａｌ2Ｏ3の他、これに比べて相対的に高温硬さは低いが、高温強度が高いκ型−Ａｌ2Ｏ3等があるが、この発明では、Ａｌ2Ｏ3層の結晶構造については特に規定せず、α型−Ａｌ2Ｏ3層とκ型−Ａｌ2Ｏ3層等のいずれをも用いることができる。
【００１４】
なお、切削工具の使用前後の識別を目的として、黄金色の色調を有するＴｉＮ層を最表面層として、必要に応じて蒸着形成してもよいが、この場合、十分な識別効果を得るためには、平均層厚は０．１〜１μｍであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の被覆工具は、高熱発生を伴いかつ断続的、衝撃的な負荷がかかる鋼や鋳鉄などの高速断続切削加工でも、硬質被覆層の下部層のうちの改質Ｔｉ系ＣＮ層が一段とすぐれた高温硬さと高温強度を有することによって、熱塑性変形、偏摩耗、チッピングの発生が抑制され、硬質被覆層は長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を示すものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎに、この発明の被覆工具を実施例により具体的に説明する。
【実施例】
【００１７】
原料粉末として、いずれも１〜３μｍ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、Ｃｒ3Ｃ2粉末、ＴｉＮ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、さらにワックスを加えてアセトン中で２０時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、９８ＭＰａの圧力で所定形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を５Ｐａの真空中、１３７０〜１４７０℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の条件で真空焼結し、焼結後、切刃部にＲ：０．０８ｍｍのホーニング加工を施すことによりＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４１２に規定するスローアウエイチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製の工具基体Ａ〜Ｆをそれぞれ製造した。
【００１８】
また、原料粉末として、いずれも０．５〜２μｍの平均粒径を有するＴｉＣＮ（質量比で、ＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ2Ｃ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２０時間湿式混合し、乾燥した後、９８ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を１．３ｋＰａの窒素雰囲気中、温度：１５４０℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０９ｍｍのホーニング加工を施すことによりＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４１２のチップ形状をもったＴｉＣＮ基サーメット製の工具基体ａ〜ｆを形成した。
【００１９】
つぎに、これらの工具基体Ａ〜Ｆおよび工具基体ａ〜ｆの表面に、通常の化学蒸着装置を用い、硬質被覆層の下部層として、改質Ｔｉ系ＣＮ層および密着性Ｔｉ化合物層からなる下部層を表３、４に示される条件で、表５に示される組み合わせおよび目標層厚で蒸着形成し、ついで同じく表３に示される条件にて、上部層としてのＡｌ2Ｏ3層を同じく表５に示される組み合わせかつ目標層厚で蒸着形成することにより、本発明被覆工具１〜１３をそれぞれ製造した。
なお、改質Ｔｉ系ＣＮ層を蒸着形成するにあたって、間歇的に蒸着条件を変更（即ち、反応ガス組成を５〜１５容量％Ａｒ−Ｈ２のガス組成に切り替え、反応雰囲気圧力を相対的に高くした状態で、反応ガス組成を、「ＣｒＣｌ３：２〜５容量％、Ａｒ：５〜１５容量％、Ｈ2：残り」へと変更）して析出相（（Ｔｉ１−ＹＣｒＹ）ＣＮ相）を蒸着形成することが必要となるが、蒸着条件を切り替える条件変更周期、析出相蒸着のための蒸着継続時間等の具体的な析出相形成条件（イ）〜（ト）については表４に示す。
【００２０】
また、比較の目的で、硬質被覆層の下部層として、密着性Ｔｉ化合物層および従来Ｔｉ系ＣＮ層を表３に示される条件で、表６に示される組み合わせおよび目標層厚で蒸着形成し、さらに上部層としてのＡｌ2Ｏ3層を、表３に示される条件で、かつ同じく表６に示される目標層厚で蒸着形成することにより従来被覆工具１〜１３をそれぞれ製造した。
【００２１】
ついで、上記の本発明被覆工具１〜１３および従来被覆工具１〜１３について、これの硬質被覆層の構成層をＸ線回折装置による同定およびオージェ分光分析装置を用いて観察（層の縦断面を観察）したところ、目標組成と実質的に同じ組成を有する密着性Ｔｉ化合物層、改質Ｔｉ系ＣＮ層（マトリックス相と析出相）、従来Ｔｉ系ＣＮ層、さらにＡｌ2Ｏ3層からなることが確認された。また、析出相の粒子サイズを透過型電子顕微鏡を用いて、１０万から５０万倍の倍率で、それぞれの粒子の短径および長径を測定し、円近似により算出（同じく縦断面測定）したところ、目標サイズと実質的に同じ平均粒子サイズ（２０点測定の平均値）を示した。さらに、硬質被覆層の各構成層の厚さを、同じく走査型電子顕微鏡を用いて測定（同じく縦断面測定）したところ、いずれも目標層厚と実質的に同じ平均層厚（５点測定の平均値）を示した。
【００２２】
つぎに、上記の各種の被覆サーメット工具をいずれも工具鋼製バイトの先端部に固定治具にてネジ止めした状態で、本発明被覆工具１〜１３および従来被覆工具１〜１３について、
被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨＢ３１０）の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：  ２７０  ｍ／ｍｉｎ、
切り込み：  ３  ｍｍ、
送り：  ０．３  ｍｍ／ｒｅｖ、
切削時間：  ５  分、
の条件（切削条件Ａという）での合金鋼の乾式断続高速切削試験（通常の切削速度は、１２０ｍ／ｍｉｎ）、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣｒ４４５（硬さ：ＨＢ３２５）の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：  ２５０  ｍ／ｍｉｎ、
切り込み：  ３  ｍｍ、
送り：  ０．３  ｍｍ／ｒｅｖ、
切削時間：  ５  分、
の条件（切削条件Ｂという）での合金鋼の乾式断続高速切削試験（通常の切削速度は、１２０ｍ／ｍｉｎ）、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨＢ３２０）の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：  ２６０  ｍ／ｍｉｎ、
切り込み：  ３  ｍｍ、
送り：  ０．３  ｍｍ／ｒｅｖ、
切削時間：  ５  分、
の条件（切削条件Ｃという）での合金鋼の乾式断続高速切削試験（通常の切削速度は、１２０ｍ／ｍｉｎ）を行い、
いずれの切削試験（水溶性切削油使用）でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表７に示した。
【００２３】
【表１】
2008100336.tif 000002
【００２４】
【表２】
2008100336.tif 000003
【００２５】
【表３】
2008100336.tif 000004
【００２６】
【表４】
2008100336.tif 000005
【００２７】
【表５】
2008100336.tif 000006
【００２８】
【表６】
2008100336.tif 000007
【００２９】
【表７】
2008100336.tif 000008
【００３０】
表５〜７に示される結果から、本発明被覆工具１〜１３は、いずれも硬質被覆層の下部層のうちの改質Ｔｉ系ＣＮ層が、すぐれた高温硬さを示し、特に、粒界への析出相の存在によって、その高温強度が向上することから、高い熱発生を伴い、かつ断続的、衝撃的な負荷が作用する例えばＨＢ３００以上の硬質被削材の高速断続切削でも、前記改質Ｔｉ系ＣＮ層が一段とすぐれた高温硬さと高温強度を有し、熱塑性変形、偏摩耗、チッピングの発生が防止され、硬質被覆層が長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を示すのに対して、硬質被覆層の下部層が従来Ｔｉ系ＣＮ層で構成された従来被覆工具１〜１３においては、いずれも高速断続切削では硬質被覆層のチッピングの発生により、硬質被覆層の耐摩耗性は非常に劣ったものであり、比較的短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
【００３１】
上述のように、この発明の被覆工具は、各種鋼や鋳鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削は勿論のこと、高い熱発生を伴うとともに断続的かつ衝撃的な負荷がかかる例えばＨＢ３００以上の硬質被削材の高速断続切削でも硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を示し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するものであるから、切削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。