(57)【要約】【課題】被削材の溶着による不具合が生じにくく、切屑や切粉の排出性に優れる被覆超硬合金工具を提供する。【解決手段】超硬合金母材２と、その表面に形成される複数層のセラミック材料からなる被覆膜３を具える被覆超硬合金工具１である。最外層膜４は形成当初の平均厚さ０．１μｍ以上とし、この最外層のうち、切削に関与する部位である刃先稜線部６、すくい面７、逃げ面８を研磨処理する。この研磨処理により、切削に関与する部位の最外層膜４は、光沢を有する。研磨処理は、形成当初の最外層膜４の最表面部からその内部に亘る一部を除去し、残りを残存させるように施す。【選択図】　図２
2004050385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超硬合金母材と、その表面に形成される複数層の被覆膜を具える被覆超硬合金工具において、
前記母材は、周期律表４Ａ、５Ａ、６Ａ族金属の炭化物（炭化タングステンを除く）、窒化物及び炭窒化物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物と炭化タングステンとからなる硬質相と、１種以上の鉄族金属からなる結合相とからなり、
前記被覆膜は、周期律表４Ａ、５Ａ、６Ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物、硼窒化物、硼炭窒酸化物、酸化アルミニウム及び窒化チタンアルミニウムよりなる群から選ばれる１種以上からなり、
被覆膜の最外層は、平均膜厚が０．１μｍ以上であり、
切削に関与する部位の最外層は、研磨処理されて光沢を有することを特徴とする被覆超硬合金工具。
【請求項２】
被覆膜の最外層は、平均膜厚が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の被覆超硬合金工具。
【請求項３】
切削に関与する部位の最外層は、同一種の被覆膜で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の被覆超硬合金工具。
【請求項４】
切削に関与する部位の最外層は、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｚｒの窒化物、炭窒化物、酸化物、硫化物よりなる群から選ばれる１種の膜で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被覆超硬合金工具。
【請求項５】
切削に関与する部位の最外層は、窒化チタン膜で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被覆超硬合金工具。
【請求項６】
切削に関与する部位の最外層は、直線長さ５μｍあたりの表面粗さＲａが０．７μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の被覆超硬合金工具。
【請求項７】
被覆膜には、ＭＴ−ＣＶＤ法による炭窒化チタン膜を具えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の被覆超硬合金工具。
【請求項８】
被覆膜には、α型酸化アルミニウム膜を具えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の被覆超硬合金工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車部品などの切削加工に用いられる被覆超硬合金工具に関するものである。特に、被削材の溶着が生じにくく、耐摩耗性、靭性に優れる被覆超硬合金工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の被覆超硬合金工具、例えば、切削チップでは、刃先稜線部や刃先稜線部及びその近傍の被覆膜を平滑化したり、刃先稜線部の被覆膜のうち、一部の膜を除去したりすることで、耐摩耗性や耐欠損性などの性能を向上させることが知られている。前者には、特公平５−９２０１号公報、特公平７−７３８０２号公報、特公平８−１８１６３号公報に記載された技術がある。後者には、特開平８−１１００５号公報、特開平５−５７５０７号公報に記載された技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の工具のように刃先稜線部や刃先稜線部及びその近傍のみの被覆膜を処理したものでは、切削チップの場合、切屑や切粉を排出するブレーカ部の表面に被覆膜材料であるセラミック材の結晶粒やその他の付着物による凹凸が残ったままである。そのため、従来の工具では、切削使用の際に発熱し易く、また、被削材の溶着が発生し、耐摩耗性を低下させたり、切屑や切粉の流れを不安定にしてしまうという問題がある。
【０００４】
特に、ドリルやエンドミルのようなラウンドツールの場合は、焼き付きや折損などが発生してしまうという問題がある。
【０００５】
また、従来の工具では、特に、刃先稜線部の被覆膜のうち、形成当初の最外層を除去してしまうことが多く、最外層を形成する被覆膜の特性を生かすことができない。
【０００６】
そこで、本発明の主目的は、切削の際の発熱や被削材の溶着による不具合が生じにくく、切屑や切粉の排出性に優れる被覆超硬合金工具を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、切削に関与する全ての部位において、形成当初の最外層を残存させるようにその表面に研磨処理を施すことで上記目的を達成する。
【０００８】
具体的には、本発明は、超硬合金母材と、その表面に形成される複数層の被覆膜を具える被覆超硬合金工具である。前記母材は、周期律表４Ａ、５Ａ、６Ａ族金属の炭化物（炭化タングステンを除く）、窒化物及び炭窒化物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物と炭化タングステンとからなる硬質相と、１種以上の鉄族金属からなる結合相とからなる。前記被覆膜は、周期律表４Ａ、５Ａ、６Ａ族金属の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物、硼窒化物、硼炭窒酸化物、酸化アルミニウム及び窒化チタンアルミニウムよりなる群から選ばれる１種以上からなる。そして、被覆膜の最外層は平均膜厚０．１μｍ以上とし、この最外層のうち切削に関与する部位を研磨処理する。この研磨処理により、切削に関与する部位の最外層は、光沢を有する。
【０００９】
本発明において、切削に関与する部分とは、具体的には、スローアウェイチップのような切削チップの場合、刃先部である刃先稜線部、刃先稜線部を挟んで繋がるすくい面及び逃げ面の被削材や切屑、切粉が接触する箇所である。より具体的には、すくい面側は、ランド部やブレーカ部、逃げ面側は、側面部が挙げられる。ドリルの場合は、切れ刃を具える先端部、切屑や切粉が接触する箇所を具える溝形成部である。より具体的には、先端部側は、切れ刃、切れ刃を挟んで繋がるすくい面及び逃げ面、マージン部、切屑や切粉が接触する箇所は、溝部が挙げられる。
【００１０】
従来、形成当初の最外層膜は比較的薄く形成されており、刃先稜線部や刃先稜線部及びその近傍を平滑にするために研磨処理を施すと、上記最外層膜は除去されてしまい、この最外層膜を残存させるように研磨処理することができなかった。また、従来は、刃先稜線部や刃先稜線部及びその近傍において、形成当初の最外層膜を全部または一部分を意図的に除去し、形成当初の最外層膜よりも内側にある膜を露出させていたため、形成当初の最外層膜の特性が有効に用いられにくかった。更に、従来の技術のように刃先稜線部及びその近傍のみを平滑化しても、切粉が流れる部分や被削材が擦過する部分などでは、溶着が発生し易く、損傷の進行が不安定であった。これに対し、本発明は、切削に関与する部位の形成当初の最外層膜において、最表面部からその内部に亘る一部を除去し、残部を残存させるように研磨処理を施す。即ち、本発明では、最外層膜を平均膜厚ｘμｍに形成した場合、切削に関与する全ての部位を含む領域では、ｘμｍのうちｙμｍ（０＜ｙ＜ｘ）を研磨により除去し、研磨処理後、同領域では、上記形成当初の最外層膜が（ｘ−ｙ）μｍ残るようにする。
【００１１】
本発明は、このように切削に関与する全ての部位を含む領域に研磨処理を施すことで、形成当初の最外層膜の性能を維持する。そして、研磨処理及び形成当初の最外層膜の残存により、工具表面を平滑にし、かつ被覆膜と被削材との摩擦係数を小さくするため、切削の際、発熱や被削材の溶着などが生じにくく、被覆膜の耐溶着剥離性も向上させることができると共に、耐摩耗性の向上も可能である。例えば、スローアウェイチップなどの切削チップでは、逃げ面の研磨によって摩耗の乱れが抑制され、耐逃げ面摩耗性の向上を実現すると共に、逃げ面において被削材が接触する部分の発熱を低減することができ、耐塑性変形性を向上することができる。一方、すくい面の研磨によって切屑や切粉の流れがスムーズになり、切粉などの擦過による発熱を抑えられるため、被覆膜の劣化や酸化が起こり難く、耐すくい面摩耗性の向上を実現する。また、最外層膜表面を平滑にすることで切削抵抗の低下により靭性の向上をも実現する。ドリル、エンドミルのようなラウンドツールでは、溝部を含む切削に関与する全ての部位を平滑にすることで、切削チップと同様に耐摩耗性や靭性の向上に加え、切屑や切粉の排出性に優れることでドライ加工が可能となるだけでなく、焼き付きや切粉噛み込みによる折損防止もできる。更に、本発明工具は、切削に関与する全ての部位に研磨処理を施して光沢を有することで、見た目の品質感が向上し、商品価値を高めることも可能である。
【００１２】
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明において研磨処理前、即ち形成当初の最外層の平均膜厚を０．１μｍ以上とするのは、０．１μｍ未満では、その後の研磨処理で摩滅してしまい、最外層膜の特性を発揮できないからである。また、平均膜厚の上限は、１．０μｍ以下が好ましい。
【００１３】
そして、本発明では、０．１μｍ以上に形成した当初の最外層膜において、厚み方向の一部のみを除去し、残りを残存させるように研磨する。このような研磨は、例えば、粘性流体に砥粒を混合させ、超音波振動をかけることで行ったり、弾性体に砥粒を保持させ、この弾性体を用いたブラストを行ったりすることが挙げられる。より詳しくは、０．０１Ｐａ・ｓ以上２Ｐａ・ｓ以下の粘度の液体に＃５００以上＃３０００以下のダイヤモンド砥粒を混合した混合液体に工具を浸漬し、振動数１０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の超音波振動をかけるとよい。より好ましくは、粘度０．０１Ｐａ・ｓ以上０．７Ｐａ・ｓ以下、ダイヤモンド砥粒＃１０００以上＃３０００以下、振動数２０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下である。上記液体として、例えば、エチレングレコールが挙げられる。また、別の研磨方法として、ゴムなどの弾性材からなる球体にダイヤモンド粒を混ぜ合わせた砥粒を用いたブラストによる方法が挙げられる。
【００１４】
切削に関与する部位の最外層の表面粗さは、直線長さ５μｍあたりの表面粗さＲａが０．７μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、直線長さ５μｍあたりの表面粗さＲａが０．５μｍ以下である。このとき、被削材の溶着をより抑制することができる。
【００１５】
本発明において切削に関与する部位の最外層は、刃先稜線部やすくい面、逃げ面などの各部で被覆膜を部分的に除去し、各部で最外層膜の種類が異なるよりも、形成当初から同一種の被覆膜を形成し、研磨処理後も同一種の被覆膜で覆われることが好ましい。このとき、切削に関与する部分が一工具において複数箇所ある場合、一つの箇所は同一種の被覆膜で形成され、それぞれの箇所は異なる被覆膜で形成していてもよい。
【００１６】
このような最外層膜は、窒化チタン膜が好適である。窒化チタン膜は、着色層としての機能を有しており、工具の使用済みの箇所（コーナー）の識別を容易にする。また、鉄などの被削材との反応性が低く、耐溶着性に優れて好ましい。その他、切削に関与する部分の最外層膜として、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂ、Ｓｉ、Ｚｒの窒化物、炭窒化物、酸化物、硫化物よりなる群から選ばれる１種の膜も好ましい。これらの膜は、被削材に対する摩擦係数が比較的小さいことで接触面積が小さくなり、切屑や切粉が取れ易いといういわゆる潤滑機能を有するため、溶着や焼き付きなどが生じにくく好ましい。
【００１７】
本発明工具における超硬合金母材は、公知の焼結方法により製造することができる。セラミック材料などからなる被覆膜は、公知の化学的蒸着法（ＣＶＤ法）、例えば、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法や公知の物理的蒸着法（ＰＶＤ法）などにより形成することができる。ドリルやエンドミルに対しては、抗折力を低下させることなく被覆できるＰＶＤ法が好ましい。膜厚の制御は成膜時間により調整を行うとよい。
【００１８】
また、被覆膜には、ＭＴ−ＣＶＤ（ｍｅｄｉｕｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ＣＶＤ）法により形成した膜を具えることが好ましい。特に、耐摩耗性に優れる炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）膜を具えることが最適である。従来のＣＶＤ法は、約１０２０〜１０３０℃で成膜を行うのに対して、ＭＴ−ＣＶＤ法は、約８５０〜９００℃と比較的低温で行うため、成膜の際、加熱による母材のダメージが低減できる。従って、ＭＴ−ＣＶＤ法により形成した膜は、母材付近に具えることがより好ましい。成膜の際に使用するガスは、ニトリル系のガス、特に、アセトニトリル（ＣＨ３ＣＮ）を用いると、量産性に優れて好ましい。
【００１９】
更に、被覆膜には、α型酸化アルミニウム膜を具えることが好ましい。α型酸化アルミニウムは、高温安定型の結晶構造で強度、耐熱性が高い。そのため、膜自体の強度を高くすることができる。また、膜自体の強度を向上させることで、引いては、工具の強度も向上できるため、工具寿命をより長くすると推測される。α型酸化アルミニウム膜は、公知の方法で形成することができる。
【００２０】
本発明被覆超硬合金工具は、回転する被削材を切削する旋削加工や工具自体が回転して被削材を切削する転削加工、穴開け加工などの切削加工に用いることが最適である。被削材は、特に、自動車部品などが適する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１（Ａ）は本発明被覆超硬合金工具である切削チップの模式図、同（Ｂ）はそのａ−ａ断面図、図２は、同切削チップの刃先部分（図１（Ｂ）において太線部分）を拡大した断面図である。本発明被覆超硬合金工具１は、図２に示すように超硬合金母材２と、母材２表面に形成される複数層の被覆膜３を具える。そして、被覆膜３のうち、切削に関与する部位（本例では図１（Ｂ）の太線部分）において、形成当初の最外層膜４の一部を除去し、最外層膜４の内部を露出させており、最外層膜４が最表面５を形成している。図２の最外層膜４において破線は、形成当初の最外層膜の表面を表し、実線が研磨処理後の最外層膜の表面（最表面５）を表す。また、図２において１２Ａは、刃先稜線部６とすくい面７との境界、１２Ｂは、刃先稜線部６と逃げ面８との境界を示す。
【００２２】
母材２は、刃先部である刃先稜線部６と、刃先稜線部６を挟んで水平方向に繋がるすくい面７、垂直方向に繋がる逃げ面８とを具える。本例において刃先稜線部６は、切削の際における刃先のチッピングなどを防止するためにエッジホーニングを施している。また、すくい面７側にランド部９、ブレーカ部１０を具え、逃げ面８側に側面部１１を具える。本発明工具１は、この母材２の表面にセラミック材料などからなる複数層の被覆膜３を施している。そして、切削に関与する部位として、刃先稜線部６、ランド部９、ブレーカ部１０、側面部１１の最外層膜４に研磨処理を施している。本例では、図１（Ｂ）において太線で示すように切削に関与する部位が断面において４箇所あり、これら各箇所において最外層膜の研磨処理を施している。
【００２３】
本発明被覆超硬合金工具は、このように切削に関与する全ての部位の最外層膜において一部を除去し、残りを残存させるように研磨処理を施すことで、形成当初の最外層膜の特性、例えば、耐溶着性などを有効に生かすことができる。また、研磨処理により最外層膜の表面を平滑にすることで、切削抵抗を低下させることができ、切屑や切粉のスムーズな排出が可能である。更に、被覆膜の耐溶着剥離性を向上することができる。
【００２４】
（試験例１：切削チップ）
切削チップにおいて、耐摩耗性、靭性を調べてみた。切削チップは以下のように製造した。母材の材料粉末を所定量配合し、ボールミルにより１５Ｈ湿式混合し、乾燥した後、特定の形状の圧粉体にプレス成形した。本例では、全周型チップブレーカのＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８に定める形状のものとした。この圧粉体を焼結炉内に挿入し１８００Ｋの温度で０．５時間真空焼結（１０Ｐａ）を行い、母材表面の硬質粒子の脱窒作用により脱β相が析出した焼結体を作製した。その後、ＳｉＣブラシにより、刃先稜線部にホーニング処理を施した。この母材上に、ＣＶＤ炉内にて所定の温度、ガス、圧力条件で、複数の被覆膜を形成した。このとき、各試料の表面粗さは、５μｍあたりの表面粗さＲａが１．５μｍ以下であった。そして、各試料に精密に研磨処理を施した。このとき、研磨処理を施した試料の表面粗さを測定すると、いずれも直線長さ５μｍあたりの表面粗さＲａが０．４μｍ以下であった。母材、被覆膜、研磨条件を以下に示す。
【００２５】
（母材）
重量％
ＷＣ：８８、ＴａＣ：２．５、ＮｂＣ：１．０、ＴｉＣ：１．５、ＺｒＣ：０．５、及びＣｏ：６．５
【００２６】
（被覆膜）
母材から近い順、数字は研磨処理前の膜厚を示す（μｍ）
ａ　ＴｉＮ：０．５、ＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）：７、Ａｌ２Ｏ３：２、ＴｉＮ：０．５
ｂ　ＴｉＮ：０．５、ＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）：７、Ａｌ２Ｏ３：２、ＴｉＮ：０．３
ｃ　ＴｉＮ：０．５、ＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）：７、Ａｌ２Ｏ３（κ型）：２、ＴｉＮ：０．５
ｄ　ＴｉＮ：０．５、ＴｉＣＮ：７、Ａｌ２Ｏ３：２、ＴｉＮ：０．５
ｅ　ＴｉＮ：０．５、ＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）：７、Ａｌ２Ｏ３：２、ＴｉＣ：０．５
ｆ　ＴｉＮ：０．５、ＴｉＣＮ：７、Ａｌ２Ｏ３：２、ＶＣＮ：０．５
ｇ　ＴｉＮ：０．５、ＴｉＣＮ：７、Ａｌ２Ｏ３：２、ＭｏＳ：０．５
※　Ａｌ２Ｏ３は特に断りがない限りα型酸化アルミニウム
【００２７】
（研磨条件）
粘度０．０３Ｐａ・ｓのエチレングレコールに♯３０００ダイヤモンド砥粒を混合し、この砥粒液に試料を浸漬して、振動数２０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下の超音波振動を与える。必要ならば、部分的にマスキングする。
【００２８】
試験に用いた試料を表１に示す。表１において研磨箇所：Ｂは、刃先稜線部、及びすくい面の全て、逃げ面の全てとした。すくい面の全てとは、図１（Ｂ）に示すように刃先稜線部６との境界１２Ａからランド部９、ブレーカ部１０を含む全ての領域Ｘである。逃げ面の全てとは、一方の境界１２Ｂから他方の境界１２Ｂまでの側面部１１全ての領域Ｙである。耐摩耗性試験では、逃げ面摩耗幅、及びすくい面摩耗深さを測定した。靭性試験では、刃先が欠損するまでの１０コーナー平均時間を測定した。以下に各試験条件を示す。また、試験結果を表２に示す。
【００２９】
【表１】
2004050385.tif 000003
【００３０】
（耐摩耗性試験条件）
被削材：ＪＩＳ　ＳＣＭ４３５の二つ溝棒
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．４ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．５ｍｍ
切削時間：２０分
切削形態：乾式連続切削
【００３１】
（靭性試験条件）
被削材：ＪＩＳ　ＳＣＭ４３５の四つ溝棒
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：１．５ｍｍ
切削時間：最大１０分
切削形態：乾式断続切削
【００３２】
【表２】
2004050385.tif 000004
【００３３】
表２に示すように試料１−１〜１−７は、試料１−８〜１−１１と比べても、耐摩耗性と靭性のバランスがとれていることが分かる。また、試料１−１〜１−７、特に試料１−１〜１−４、１−６、１−７は、溶着や溶着による被覆膜の剥離がほとんど生じることがなく、耐溶着剥離性に優れていた。更に、試料１−１〜１−７は、切屑や切粉の流れがスムーズであり、すくい面摩耗が極めて少なかった。
【００３４】
形成当初の最外層膜において刃先稜線部及びその近傍のみを研磨した試料１−８は、試料１−１〜１−７と比較して、すくい面、特に、ブレーカ部で被覆膜の剥離が生じ、この膜剥離による摩耗が大きく、耐摩耗性の向上が見られなかった。刃先稜線部及びその近傍の形成当初の最外層膜を除去した試料１−９（刃先稜線部及びその近傍のＴｉＮ膜を除去）、及び試料１−１０（刃先稜線部及びその近傍のＴｉＮ膜及びＡｌ２Ｏ３膜を除去）は、試料１−１〜１−７と比較して、刃先稜線部の母材の露出が早く、耐摩耗性に劣っていた。最外層膜に研磨処理を施していない試料１−１１は、特に、靭性が悪く、試験をはじめてすぐに被削材の溶着が生じていた。
【００３５】
また、研磨処理後の膜厚を変えてみたが（試料１−１及び１−２参照）、性能に大きな差は見られなかった。α型酸化アルミニウム膜を具える試料１−１とκ型酸化アルミニウム膜を具える試料１−３とを比較すると、試料１−１の方が耐摩耗性により優れていることがわかった。ＭＴ−ＣＶＤ法によるＴｉＣＮ膜を具える試料１−１とＭＴ−ＣＶＤ法によるＴｉＣＮ膜を具えていない試料１−４とを比較すると、試料１−１の方が耐摩耗性により優れていることが分かった。最外層をＴｉＮ膜とする試料１−１とＴｉＣ膜とする試料１−５とを比較すると、ＴｉＮ膜は耐溶着性に優れるため、試料１−１の方が溶着が生じにくく、耐摩耗性にやや優れていた。最外層をＶＣＮとする試料１−６や、最外層をＭｏＳとする試料１−７は、被削材との摩擦係数が低くて、切粉が流れ易く、耐すくい面摩耗性に優れていた。また、試料１−１〜１−７において研磨処理を施した切削に関与する部位は、美しい光沢がみられた。
【００３６】
（試験例２：ドリル）
ドリルにおいて、寿命試験を行った。ドリルは以下のように製造した。所定量の母材の材料粉末と、パラフィンなどの可塑剤や添加剤とを混練装置に投入して所定温度で混合し、特定の形状に押出し成形する。押出し後、所定の長さに切断して脱脂を行い、所定の形状に成形する。この成形体を焼結炉内に挿入し２０Ｐａの圧力で５時間焼結（１６７３Ｋ）を行い、焼結体を作製した。この焼結体の外周に切屑や切粉排出用の溝部を周方向に螺旋状に形成すると共に、溝部の先端に切れ刃を形成してドリル母材を得た。この母材上に、ＰＶＤ炉内にて所定の温度、ガス、圧力条件で、複数の被覆膜を形成した。このとき、各試料の表面粗さは、５μｍあたりの表面粗さＲａが０．７μｍ以下であった。そして、各試料に精密に研磨処理を施した。このとき、研磨した試料の表面粗さを測定すると、いずれも直線長さ５μｍあたりの表面粗さＲａが０．３μｍ以下であった。母材、ドリル母材の形態、被覆膜、研磨条件を以下に示す。
【００３７】
（母材）
重量％
ＷＣ：９３．０、Ｃｒ３Ｃ２：１．０、Ｃｏ：６．０
【００３８】
（ドリル母材の形態）
刃径：８．０ｍｍ
シャンク径：８．０ｍｍ
先端角：１４０°
全長：７９ｍｍ
溝長：３７ｍｍ
【００３９】
（被覆膜）
母材から近い順、数字は研磨処理前の膜厚（μｍ）
ＴｉＮ：０．５、ＴｉＡｌＮ：３．０、ＴｉＮ：０．５
【００４０】
（研磨条件）
粘度０．０３Ｐａ・ｓのエチレングレコールに♯３０００ダイヤモンド砥粒を混合し、この砥粒液に試料を浸漬して、振動数２０Ｈｚ以上５０Ｈｚ以下の超音波振動を与える。必要ならば、部分的にマスキングする。
【００４１】
試験に用いた試料を表３に示す。表３において試料２−１及び２−２は、図３に示すように切れ刃３０、すくい面３１、逃げ面３２、マージン部３３、溝部３４の切削に関与する全ての部位の最外層膜に研磨処理を施した。試料２−３は、切れ刃３０、逃げ面３２のみの最外層膜に研磨処理を施し、試料２−４は、最外層膜に研磨処理を施さなかった。
【００４２】
【表３】
2004050385.tif 000005
【００４３】
（試験条件）
被削材：ＳＣＭ４１５
切削速度：７０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．
深さ：４０ｍｍ
切削形態：外部給油による湿式
【００４４】
試験の結果、切削に関与する全ての部位の最外層膜に研磨処理を施した試料２−１及び２−２は、いずれも切屑や切粉の排出がよく、折損などが生じることなく最大４０００穴を開けることができた。これに対し、最外層膜の一部のみ研磨処理を施した試料２−３は、切屑や切粉の排出が悪く、１２５０穴で切粉詰まりによる折損が生じた。最外層膜に研磨処理を施していない試料２−４は、更に切屑や切粉の排出が悪く、１０８０穴で焼き付きが生じて加工不能となった。
【００４５】
また、研磨処理後の膜厚を変えてみたが（試料２−１及び２−２参照）、性能に大きな差は見られなかった。また、試料２−１及び２−２において研磨処理を施した切削に関与する部位は、美しい光沢がみられた。更に、試料２−１と同様のドリルを作製し、被削材：ＳＣＭ４４０、切削速度：７０ｍ／ｍｉｎ、送り：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．、深さ：４０ｍｍ、乾式で試験を行ったところ、１０００穴開けることができた。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明被覆超硬合金工具によれば、切削に関与する全て部位を含む領域において形成当初の最外層膜が残留するように研磨することで、同最外層膜の特性を生かすことができる。また、最外層膜を研磨することで被削材の溶着なども生じにくく、被覆膜の耐剥離性を向上させることができる。更に、最外層膜の研磨により工具表面が平滑になり、切屑や切粉の排出性も向上することが可能である。このような切削抵抗の低下により、本発明工具は、耐摩耗性や靭性に優れ、従来と比較して工具寿命をより長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明被覆超硬合金工具である切削チップの模式図、（Ｂ）はそのａ−ａ断面図である。
【図２】本発明被覆超硬合金工具の刃先付近の断面図である。
【図３】（Ａ）はドリルの模式図、（Ｂ）はドリルの正面図、（Ｃ）はドリルの刃先付近の拡大図である。
【符号の説明】
１　被覆超硬合金工具　２　母材　３　被覆膜　４　最外層膜　５　最表面
６　刃先稜線部　７　すくい面　８　逃げ面　９　ランド部　１０　ブレーカ部
１１　側面部　１２Ａ　刃先稜線部とすくい面との境界
１２Ｂ　刃先稜線部と逃げ面との境界
３０　切れ刃　３１　すくい面　３２　逃げ面　３３　マージン部　３４　溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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