(57)【要約】【課題】硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する被覆サーメット工具を提供する。【解決手段】硬質被覆層がＴｉ化合物層の下部層と、α型Ａｌ2Ｏ3層の上部層で構成された被覆サーメット工具において、工具基体と前記下部層の間に改質ＷＣ層を介在させ、前記上部層を、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面の法線が表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から（０００１）面および｛１０−１０｝面を選び出し、さらに、選び出した（０００１）面および｛１０−１０｝面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面（結晶粒界面単位）における（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位が全体の４５％以上を占める結晶粒界面配列を示す改質α型Ａｌ2Ｏ3層で構成する。【選択図】図１
2008000882.tif 000002
【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、
（ａ）下部層が、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、かつ３〜２０μｍの合計平均層厚を有するＴｉ化合物層、
（ｂ）上部層が、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、かつ２〜２０μｍの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、
以上（ａ）および（ｂ）で構成された硬質被覆層を化学蒸着形成してなる、表面被覆サーメット製切削工具において、
（１）上記工具基体と下部層の間に下地介在層として、０．１〜２μｍの平均層厚を有する改質炭化タングステン層、
を化学蒸着形成すると共に、
（２）上記上部層としての酸化アルミニウム層を、同じく化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有すると共に、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である（０００１）面および｛１０−１０｝面を選び出し、さらに、選び出した（０００１）面および｛１０−１０｝面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面（結晶粒界面単位）における（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度を求めた場合に、前記（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の４５％以上の割合を占める結晶粒界面配列を示す改質酸化アルミニウム層、
で構成したことを特徴とする、硬質被覆層が難削材の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する表面被覆サーメット製切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、硬質被覆層の上部層を構成する酸化アルミニウム層（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）層がすぐれた高温強度（結晶粒界面強度）を有し、さらに同じく硬質被覆層を構成する炭化タングステン（以下、ＷＣで示す）層が硬質被覆層の高温硬さ低下を抑制することから、特に自身が高い粘性を有し、かつ切削時の切削工具表面部の硬質被覆層に対する粘着性も高く、この結果切削抵抗のきわめて高いものとなり、この傾向は高熱発生を伴う高速切削加工で一層顕著なものとなる軟鋼やステンレス鋼、さらに高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工で、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を長期に亘って発揮する表面被覆サーメット製切削工具（以下、被覆サーメット工具という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に、ＷＣ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１層または２層以上からなり、かつ３〜２０μｍの合計平均層厚を有するＴｉ化合物層、
（ｂ）上部層が、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、かつ、２〜２０μｍの平均層厚を有するＡｌ2Ｏ3層（以下、α型Ａｌ2Ｏ3層で示す）、
以上（ａ）および（ｂ）で構成された硬質被覆層を化学蒸着形成してなる被覆サーメット工具が知られており、この被覆サーメット工具が、例えば各種の一般鋼や普通鋳鉄などの切削加工に用いられることは良く知られるところである。
【０００３】
また、上記の被覆サーメット工具において、これの硬質被覆層の構成層は、一般に粒状結晶組織を有し、さらに、下部層である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形成して縦長成長結晶組織をもつように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
【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、一方で切削加工に対す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、切削加工は一段と高速化の傾向にあるが、上記の従来被覆サーメット工具においては、これを低合金鋼や炭素鋼などの一般鋼、さらにねずみ鋳鉄などの普通鋳鉄の高速切削加工に用いた場合には問題はないが、特にこれを軟鋼やステンレス鋼、さらに高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工に用いた場合には、前記難削材自身が高い粘性を有し、かつ切削時の切削工具表面部の硬質被覆層に対する粘着性も高く、この傾向は高速切削時に発生する高熱によって一段と増大することと相俟って、切削抵抗のきわめて高いものとなり、一方硬質被覆層を構成するα型Ａｌ2Ｏ3層の高温強度はこれに耐えるに十分なものではなく、この結果前記硬質被覆層にチッピング（微少欠け）が発生し易くなり、同時に高熱発生に伴う硬質被覆層の著しい温度上昇も避けられず、これらが原因で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α型Ａｌ2Ｏ3層が硬質被覆層の上部層を構成する従来被覆サーメット工具に着目し、特にα型Ａｌ2Ｏ3層の耐チッピング性向上を図るべく研究を行った結果、
（ａ）上記の従来被覆サーメット工具の硬質被覆層としてのα型Ａｌ2Ｏ3層（以下、従来α型Ａｌ2Ｏ3層という）は、一般に、通常の化学蒸着装置にて、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：２〜４％、ＣＯ2：４〜８％、ＨＣｌ：１〜３％、Ｈ2Ｓ：０．０５〜０．２％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：１０２０〜１０５０℃、
反応雰囲気圧力：６〜１０ｋＰａ、
の条件で蒸着形成されるが、α型Ａｌ2Ｏ3層を、同じく通常の化学蒸着装置にて、例えば、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：６〜１０％、ＣＯ2：４〜８％、ＨＣｌ：３〜５％、Ｈ2Ｓ：０．２５〜０．６％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：９２０〜１０００℃、
反応雰囲気圧力：６〜１０ｋＰａ、
の条件で蒸着形成すると、この結果形成されたα型Ａｌ2Ｏ3層（以下、改質α型Ａｌ2Ｏ3層という）は、α型Ａｌ2Ｏ3層自身のもつすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、上記の従来α型Ａｌ2Ｏ3層に比して、一段とすぐれた高温強度を具備するようになること。
【０００６】
（ｂ）上記の従来α型Ａｌ2Ｏ3層および改質α型Ａｌ2Ｏ3層について、図１に、α型Ａｌ2Ｏ3層を構成する結晶粒の有する六方晶結晶格子と、前記α型Ａｌ2Ｏ3層の表面研磨面の関係を模式的に概略斜視図で示す通り、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である（０００１）面および｛１０−１０｝面を選び出し、さらに、選び出した（０００１）面および｛１０−１０｝面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面（結晶粒界面単位）における（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度を求めた場合、前記改質α型Ａｌ2Ｏ3層は（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の４５％以上の割合を占める結晶粒界面配列を示すのに対して、前記従来α型Ａｌ2Ｏ3層においては、（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の２５％以下を示し、この結果は前記従来α型Ａｌ2Ｏ3層に比して前記改質α型Ａｌ2Ｏ3層が一段とすぐれた結晶粒界面強度を有することを示し、このように結晶粒界面強度が向上した改質α型Ａｌ2Ｏ3層は層自身の高温強度が著しく向上したものになること。
【０００７】
（ｃ）一般に、被覆サーメット工具の硬質被覆層の構成層としてのＷＣ層は、通常の化学蒸着装置にて、
反応ガス組成：容量％で、ＷＦ６：０．５〜５％、Ｃ６Ｈ６：０．５〜１０％、Ｈ2：１０〜３５％、Ａｒ：残り、
反応雰囲気温度：５００〜９００℃、
反応雰囲気圧力：５〜１５ｋＰａ、
の条件で蒸着形成されるが、ＷＣ層を、同じく通常の化学蒸着装置にて、例えば、
反応ガス組成：容量％で、ＷＦ６：０．０４〜０．４％、ＣＨ３ＣＮ：０．０６〜０．６％、ＮＨ３：０．１〜１％、Ｈ2：４０〜８０％、Ａｒ：残り、
反応雰囲気温度：９８０〜１１００℃、
反応雰囲気圧力：５〜３０ｋＰａ、
の高温条件で蒸着形成すると、この結果形成されたＷＣ層（以下、改質ＷＣ層という）には、すぐれた密着性を有すると共に、上記硬質被覆層形成時の高温環境下においても隣接層の構成成分が拡散侵入できない性質があり、したがって、これを前記工具基体と硬質被覆層の下部層との間に下地介在層として存在させると、前記工具基体および下部層の両方と強固に密着接合すると共に、特に硬質被覆層形成時の高温環境下できわめて高い活性を発揮する成分、すなわち前記工具基体の結合相形成成分であるＣｏやＮｉ、さらにＣｒおよびＶなどの成分の硬質被覆層中への拡散侵入が阻止され、前記硬質被覆層は、これ本来の具備する特性、すなわちすぐれた高温硬さを保持することになり、この結果切削加工に際して、すぐれた耐摩耗性を満足に発揮するようになること。
【０００８】
（ｄ）したがって、上記工具基体と硬質被覆層の下部層との間に上記改質ＷＣ層を下地介在層として設け、さらにすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、一段とすぐれた高温強度を有する前記改質α型Ａｌ2Ｏ3層を硬質被覆層の上部層として、下部層の上記Ｔｉ化合物層と共に、前記工具基体の表面に蒸着形成してなる被覆サーメット工具は、前記改質ＷＣ層が工具基体と硬質被覆層との密着性を一段と強固なものにすると共に、前記工具基体の構成成分の前記硬質被覆層中への拡散侵入を阻止することと相俟って、特に切削抵抗の著しく高い上記の難削材の高速切削加工においても前記硬質被覆層にチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するようになること。
以上（ａ）〜（ｄ）の研究結果を得たのである。
【０００９】
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、工具基体の表面に、
（ａ）下部層が、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯ層、およびＴｉＣＮＯ層のうちの１層または２層以上からなり、かつ３〜２０μｍの合計平均層厚を有するＴｉ化合物層、
（ｂ）上部層が、２〜２０μｍの平均層厚を有するα型Ａｌ2Ｏ3層、
以上（ａ）および（ｂ）で構成された硬質被覆層を化学蒸着形成してなる、被覆サーメット工具において、
（１）上記工具基体と下部層の間に下地介在層として、０．１〜２μｍの平均層厚を有する改質ＷＣ層、
を化学蒸着形成すると共に、
（２）上記上部層としてのα型Ａｌ2Ｏ3層を、同じく化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有すると共に、電界放出型走査電子顕微鏡と電子後方散乱回折像装置を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である（０００１）面および｛１０−１０｝面を選び出し、さらに、選び出した（０００１）面および｛１０−１０｝面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面（結晶粒界面単位）における（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度を求めた場合に、前記（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の４５％以上の割合を占める結晶粒界面配列を示す改質α型Ａｌ2Ｏ3層、
で構成してなる、特に難削材の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性および耐摩耗性を発揮する被覆サーメット工具に特徴を有するものである。
【００１０】
以下に、この発明の被覆サーメット工具の硬質被覆層の構成層に関し、上記の通りに数値限定した理由を説明する。
（ａ）改質ＷＣ層（下地介在層）
改質ＷＣ層は、上記の通り、工具基体および下部層のＴｉ化合物層と強固に密着接合して、前記工具基体に対する硬質被覆層の密着性向上に寄与するほか、特に前記工具基体における活性度の高い結合相構成成分の硬質被覆層への拡散侵入を阻止して、前記硬質被覆層が本来具備するすぐれた高温硬さが損なわれないようにする作用を有するが、その平均層厚が０．１μｍ未満では、前記作用を十分に発揮させることができず、一方前記作用は２μmまでの平均層厚で十分であることから、その平均層厚を０．１〜２μｍと定めた。
【００１１】
（ｂ）Ｔｉ化合物層（下部層）
Ｔｉ化合物層は、基本的には上部層である改質α型Ａｌ2Ｏ3層の下部層として存在し、自身の具備するすぐれた高温強度によって硬質被覆層の高温強度向上に寄与するほか、改質ＷＣ層および改質α型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も寄与する作用を有するが、その合計平均層厚が３μｍ未満では、前記作用を十分に発揮させることができず、一方その合計平均層厚が２０μｍを越えると、特に高熱発生を伴なう難削材の高速切削では熱塑性変形を起し易くなり、これが偏摩耗の原因となることから、その合計平均層厚を３〜２０μｍと定めた。
【００１２】
（ｃ）改質α型Ａｌ2Ｏ3層（上部層）
上記の通り、結晶粒界面配列において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面（結晶粒界面単位）における（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位の４５％以上の割合を占める場合に、結晶粒界面強度が一段と向上するようになることは多くの試験結果に基づいて明らかになったものであり、したがって、それぞれの法線同士の交わる角度の上限を例えば１６度とした場合や、それぞれの法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位の占める割合が４５％未満の場合には所望のすぐれた結晶粒界面強度を確保することはできず、前記の条件を満足した場合に改質α型Ａｌ2Ｏ3層は、α型Ａｌ2Ｏ3自身のもつすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、すぐれた高温強度を具備するようになるものである。
また、その平均層厚が２μｍ未満では、上記の特性を硬質被覆層に十分に具備せしめることができず、一方、その平均層厚が２０μｍを越えると、特に難削材の高速切削加工ではチッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を２〜２０μｍと定めた。
【００１３】
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、必要に応じて硬質被覆層の最表面層として蒸着形成してもよいが、この場合の平均層厚は０．１〜１μｍでよく、これは０．１μｍ未満では、十分な識別効果が得られず、一方前記ＴｉＮ層による前記識別効果は１μｍまでの平均層厚で十分であるという理由からである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の被覆サーメット工具は、硬質被覆層の上部層を構成する改質α型Ａｌ2Ｏ3層がα型Ａｌ2Ｏ3自身のもつすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、すぐれた高温強度を有し、さらに下地介在層としての改質ＷＣ層が工具基体と硬質被覆層の下部層との密着性向上に寄与すると共に、硬質被覆層形成時における工具基体の構成成分、特に結合相形成成分の硬質被覆層中への拡散侵入を防止し、もって前記硬質被覆層自身の本来具備する性質を保持する作用を発揮することから、下部層のＴｉ化合物層のもつすぐれた高温強度と相俟って、特に切削抵抗の高い難削材の高速切削加工でも、硬質被覆層にチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を発揮し、使用寿命の一層の延命化を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、この発明の被覆サーメット工具を実施例により具体的に説明する。
【実施例】
【００１６】
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２４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：０．０７ｍｍのホーニング加工を施すことによりＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８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。
【００１７】
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、Ｍｏ2 Ｃ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２４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：０．０７ｍｍ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。
【００１８】
ついで、これらの工具基体Ａ〜Ｆおよび工具基体ａ〜ｆのそれぞれを、通常の化学蒸着装置に装入し、
（ａ）まず、表３（表３中のｌ−ＴｉＣＮは特開平６−８０１０号公報に記載される縦長成長結晶組織をもつＴｉＣＮ層の形成条件を示すものであり、これ以外は通常の粒状結晶組織の形成条件を示すものである）に示される条件にて、表４に示される目標層厚の改質ＷＣ層およびＴｉ化合物層を硬質被覆層の下地介在層および下部層として蒸着形成し、
（ｂ）ついで、反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：６〜１０％の範囲内の所定量、ＣＯ2：６％、ＨＣｌ：４％、Ｈ2Ｓ：０．２５〜０．６の範囲内の所定量％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：９６０℃、
反応雰囲気圧力：８ｋＰａ、
の条件で同じく表４に示される目標層厚で、同じく上部層として改質α型Ａｌ2Ｏ3層を蒸着形成することにより本発明被覆サーメット工具１〜１３をそれぞれ製造した。
【００１９】
また、比較の目的で、硬質被覆層の上部層である従来α型Ａｌ2Ｏ3層を、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：２〜４％の範囲内の所定量、ＣＯ2：６％、ＨＣｌ：２％、Ｈ2Ｓ：０．０５〜０．２％の範囲内の所定量、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：１０３０℃、
反応雰囲気圧力：８ｋＰａ、
の条件で、表５に示される通りの目標層厚で形成し、かつ、下地介在層である改質ＷＣ層の形成を行なわない以外は同一の条件で、従来被覆サーメット工具１〜１３をそれぞれ製造した。
【００２０】
ついで、上記の本発明被覆サーメット工具１〜１３および従来被覆サーメット工具１〜１３の硬質被覆層の上部層を構成する改質α型Ａｌ2Ｏ3層および従来α型Ａｌ2Ｏ3層について、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、結晶粒界面配列を調査した。
すなわち、上記の本発明被覆サーメット工具１〜１３の改質α型Ａｌ2Ｏ3層および従来被覆サーメット工具１〜１３の従来α型Ａｌ2Ｏ3層について、それぞれの表面を研磨面とした状態で、電界放出型走査電子顕微鏡の鏡筒内にセットし、前記表面研磨面に７０度の入射角度で１５ｋＶの加速電圧の電子線を１ｎＡの照射電流で、それぞれの前記表面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に照射して、電子後方散乱回折像装置を用い、３０×５０μｍの領域を０．１μｍ／ｓｔｅｐの間隔で、前記結晶粒の各結晶面のそれぞれの法線が前記表面研磨面の法線と交わる角度を測定し、この測定結果から、結晶粒の構成結晶面である（０００１）面および｛１０−１０｝面を選び出し、さらに、選び出した（０００１）面および｛１０−１０｝面において、それぞれ隣接する結晶粒相互の界面（結晶粒界面単位）における（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度を求め、前記（０００１）面の法線同士および{１０−１０}面の法線同士の交わる角度が１５度以下の結晶粒界面単位が全結晶粒界面単位に占める割合（以下、交差角１５度以下の結晶粒界面単位の割合という）を算出し、表４，５にそれぞれ示した。
【００２１】
表４，５にそれぞれ示される通り、本発明被覆サーメット工具１〜１３の改質α型Ａｌ2Ｏ3層は、いずれも交差角１５度以下の結晶粒界面単位の割合が４５％以上の結晶粒界面配列を示すのに対して、従来被覆サーメット工具１〜１３の従来α型Ａｌ2Ｏ3層は、いずれも交差角１５度以下の結晶粒界面単位の割合が２５％以下の結晶粒界面配列を示すものであった。
【００２２】
また、この結果得られた本発明被覆サーメット工具１〜１３および従来被覆サーメット工具１〜１３の硬質被覆層の構成層の厚さを、走査型電子顕微鏡を用いて測定（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。
【００２３】
つぎに、上記の本発明被覆サーメット工具１〜１３および従来被覆サーメット工具１〜１３各種の被覆サーメット工具について、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、
被削材：ＪＩＳ・ＳＵＳ４３０の丸棒、
切削速度：２７５ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２．５ｍｍ、
送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件（切削条件Ａという）でのステンレス鋼の乾式連続高速切削試験（通常の切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ．）、
被削材：ＪＩＳ・Ｓ１５Ｃの長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：３１０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件（切削条件Ｂという）での軟鋼の乾式断続高速切削試験（通常の切削速度は
２００ｍ／ｍｉｎ．）、さらに、
被削材：ＪＩＳ・ＳＭｎ４４３の丸棒、
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２ｍｍ、
送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件（切削条件Ｃという）での高マンガン鋼の乾式連続高速切削試験（通常の切削速度は１８０ｍ／ｍｉｎ．）を行い、いずれの切削試験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表６に示した。
【００２４】
【表１】
2008000882.tif 000003
【００２５】
【表２】
2008000882.tif 000004
【００２６】
【表３】
2008000882.tif 000005
【００２７】
【表４】
2008000882.tif 000006
【００２８】
【表５】
2008000882.tif 000007
【００２９】
【表６】
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【００３０】
表４〜６に示される結果から、本発明被覆サーメット工具１〜１３は、いずれも硬質被覆層の上部層である改質α型Ａｌ2Ｏ3層が交差角１５度以下の結晶粒界面単位の割合が４５％以上の結晶粒界面配列を示し、この結果前記改質α型Ａｌ2Ｏ3層はすぐれた高温硬さおよび耐熱性に加えて、すぐれた結晶粒界面強度、すなわちすぐれた高温強度を有するようになり、さらに下地介在層として設けた改質ＷＣ層が工具基体と硬質被覆層の下部層との密着性向上に寄与すると共に、工具基体の構成成分、特に結合相形成成分の硬質被覆層への拡散侵入を防止し、もって前記硬質被覆層自身の本来具備するすぐれた高温硬さが保持されることから、下部層のＴｉ化合物層のもつすぐれた高温強度と相俟って、特に切削抵抗のきわめて高い難削材の高速切削でもチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すのに対して、硬質被覆層の上部層である従来α型Ａｌ2Ｏ3層の結晶粒界面配列における交差角１５度以下の結晶粒界面単位の割合は２５％以下であり、この結果前記従来α型Ａｌ2Ｏ3層は十分満足する高温強度を具備しないものとなり、さらに工具基体における結合相形成成分の硬質被覆層への拡散侵入を満足に防止することができない従来被覆サーメット工具１〜１３においては、いずれも難削材の高速切削加工で硬質被覆層にチッピングが発生し、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、この発明の被覆サーメット工具は、各種の鋼や鋳鉄などの高速切削加工は勿論のこと、特に自身が高い粘性を有し、かつ切削時の切削工具表面部の硬質被覆層に対する粘着性も高く、この結果切削抵抗のきわめて高いものとなる軟鋼やステンレス鋼、さらに高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工でも、チッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示し、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。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】α型Ａｌ2Ｏ3層を構成する結晶粒の有する六方晶結晶格子と、前記α型Ａｌ2Ｏ3層の表面研磨面の関係を模式的に示した概略斜視図である。
【図１】
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