(57)【要約】【課題】耐摩耗性及び耐欠損性といった切削性能に優れると共に、チップのホルダに対する固定をより安定させることができる切削工具を提供する。【解決手段】取付孔４が設けられた焼結硬質合金からなる切削工具の最表面から深さ１ｍｍの位置のビッカース硬度をｘとしたとき、ビッカース硬度が１．１ｘ以上で厚さ１μｍ以上の表面硬化層３を工具表面部に具える。取付孔４の内壁部４ａの領域Ｙにおける表面硬化層３の平均厚みをｙ、すくい面１から逃げ面２方向に沿って距離Ａの範囲にある第１領域における表面硬化層３の平均厚みをａ、逃げ面２からすくい面１方向に沿って距離Ｃの範囲にある第２領域における表面硬化層３の平均厚みをｃとするとき、Ａ≦２００μｍの全範囲においてｙ＞ａ≧０、かつＣ≦５００μｍの全範囲においてｙ＞ｃ≧０を満たす。【選択図】　図１
2004090191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付孔が設けられた焼結硬質合金からなる切削工具であって、
前記焼結硬質合金は、７０重量％以上９５重量％以下の硬質相と、残部が結合相及び不可避的不純物からなり、
前記硬質相は、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族の炭化物、窒化物及び炭窒化物よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなり、
前記結合相は、鉄系金属よりなる群から選択される少なくとも１種の元素からなり、
前記焼結硬質合金からなる切削工具の最表面から深さ１ｍｍの位置のビッカース硬度をｘとしたとき、ビッカース硬度が１．１ｘ以上で厚さ１μｍ以上の表面硬化層を上記工具表面部に具え、
前記取付孔の内壁部において、孔の軸と直交方向にある内壁部の中心線を中心として孔の軸方向に沿って５００μｍ以内の範囲を領域Ｙとし、この領域Ｙにおける表面硬化層の平均厚みをｙ、
すくい面からみた刃先稜線部のすくい面側境界部からの刃先処理量をα、逃げ面からみた刃先稜線部の逃げ面境界部からの刃先処理量をγとし、
すくい面から逃げ面方向に沿って距離Ａにおいてγ＜Ａ≦２００μｍの範囲を第１領域とし、この第１領域における表面硬化層の平均厚みをａ、
逃げ面からすくい面方向に沿って距離Ｃにおいてα＜Ｃ≦５００μｍの範囲を第２領域とし、この第２領域における表面硬化層の平均厚みをｃとするとき、
前記第１領域の全範囲においてｙ＞ａ＞０、かつ第２領域の全範囲においてｙ＞ｃ＞０となることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
領域Ｙにおける表面硬化層の平均厚みｙが５＜ｙ＜４０、６０≦Ａ≦２００の全範囲において平均厚みａが３＜ａ≦３５、７０≦Ｃ≦５００の全範囲において平均厚みｃが３≦ｃ＜３５であり（単位はμｍ）、
ａ、ｃ、ｙがｙ≧２＋ａ、ｙ＞２＋ｃ、ａ＞ｃの関係を満たし、
刃先稜線部Ｂにおける表面硬化層の厚みをｂとするとき、少なくとも一部がｂ＝０であることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
取付孔の開口部から孔の軸方向に沿って２００μｍの範囲を領域Ｚとし、この領域Ｚにおける表面硬化層の平均厚みをｚとするとき、
ｚ＞ｙを満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。
【請求項４】
αとγが１≦α／γ≦２（１０≦α＜７０、６≦γ≦５５、単位はμｍ）の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の切削工具。
【請求項５】
更に、工具表面に少なくとも一層の硬質層が被覆され、
前記硬質層は、
周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ及びＳｉよりなる群から選択される少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素よりなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素との化合物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結硬質合金母材を有する切削工具に関するものである。特に、ホルダに固定する際の強度と耐摩耗性とを改善して切削時の工具のぶれを抑えることで、工具寿命を向上することができる切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、焼結硬質合金製の切削工具が広く知られ、切削工具の使用環境がますます過酷になるのに伴い、焼結硬質合金母材の表面に化学蒸着法や物理蒸着法で各種セラミックスの硬質層を形成した切削工具も実用化されている。特に、切削チップをホルダに固定して切削を行うスローアウェイタイプ（刃先交換型）の切削チップが広く用いられている。これらの工具寿命を左右する重要な因子には、工作機械の剛性やホルダのクランプ方式が挙げられると考えられており、工作機械やホルダの観点からもいろいろな検討、改善がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、工作機械の剛性を上げたり、ホルダの改善をしても、断続切削などの過酷な切削環境下では、チップにおいてクランプレバーやピンとの接触部に負担がかかり、微少チッピングが生じたり、上記接触部が塑性変形を起こすことがある。それに伴って刃先部にぶれが生じたり、チップの割損を引き起こしたりするという問題が生じている。
【０００４】
特に、精密加工用工具、仕上げ加工用工具では、刃先部に生じた微細なぶれにより、高い精度、高い加工面品位が得られにくい。そのため、クランプ性は、重要な問題である。
【０００５】
従って、本発明の主目的は、優れた切削性能（耐摩耗性、耐欠損性）を有すると共に、ホルダへのチャッキング性に優れた切削工具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工具表面部に工具内部よりも高硬度な表面硬化層を具え、この表面硬化層の厚みを切削工具の部位によって制御することで、上記の目的を達成する。
【０００７】
すなわち、本発明は、取付孔が設けられた焼結硬質合金からなる切削工具であって、焼結硬質合金からなる切削工具の最表面から深さ１ｍｍの位置のビッカース硬度をｘとしたとき、ビッカース硬度が１．１ｘ以上で厚さ１μｍ以上の表面硬化層を上記工具表面部に具える。そして、取付孔の内壁部において、孔の軸と直交方向にある内壁部の中心線を中心として孔の軸方向に沿って５００μｍの範囲を領域Ｙとし、この領域Ｙにおける表面硬化層の平均厚みをｙ、すくい面からみた刃先稜線部のすくい面側境界部からの刃先処理量をα、逃げ面からみた刃先稜線部の逃げ面境界部からの刃先処理量をγとし、すくい面から逃げ面方向に沿って距離Ａにおいてγ＜Ａ≦２００μｍの範囲を第１領域とし、この第１領域における表面硬化層の平均厚みをａ、逃げ面からすくい面方向に沿って距離Ｃにおいてα＜Ｃ≦５００μｍの範囲を第２領域とし、この第２領域における表面硬化層の平均厚みをｃとするとき、以下を満たすことを特徴とする。
第１領域（γ＜Ａ≦２００μｍ）の全範囲においてｙ＞ａ＞０、かつ第２領域（α＜Ｃ≦５００μｍ）の全範囲においてｙ＞ｃ＞０
【０００８】
本発明者らは、切削寿命を安定させるために重要な因子であるチップとホルダとの固定に対する安定性を向上するために、様々な検討を行ってきた。そして、工具表面部に、工具内部（焼結硬質合金からなる工具の最表面から深さ１ｍｍの位置）よりも結合相が少なく高硬度な表面硬化層（上記工具内部のビッカース硬度をｘとしたとき、ビッカース硬度１．１ｘ以上で、厚さ１μｍ以上の層）を具えることで、切削性能と切削時のクランプ性との双方を向上させることができるとの知見を得た。特に、上記表面硬化層を工具の部位によって制御する、具体的には、取付孔の内壁部の表面部に表面硬化層をより厚く具えることで、工具においてホルダのクランプレバーやピンとの接触部の耐摩耗性及び耐塑性変形性を向上して、ホルダとの固定に対する安定性を高めて刃先部のぶれを抑制し、安定した寿命が得られるとの知見を得た。一方、刃先部に表面硬化層を具えることで、より高い耐摩耗性を維持することができ、優れた切削性能を有することが可能であるとの知見を得た。
【０００９】
本発明者らは、以上の知見に基づき、切削工具の部位による表面硬化層の厚みをコントロールするべく、本発明を規定するものである。以下、本発明の構成を詳細に説明する。
【００１０】
本発明において刃先稜線部とは、図１に示す通りである。即ち、刃先断面において、すくい面１と逃げ面２との稜線で切刃を構成する部分を刃先稜線部Ｂとする。そして、本発明では、すくい面１、逃げ面２、取付孔４の内壁部４ａなど各部位の表面部に表面硬化層３が形成されている。
【００１１】
刃先稜線部Ｂは、刃先のチッピングなどを防止するために施されるエッジホーニング部を含む。エッジホーニングには、丸ホーニングやチャンファーホーニングの他、チャンファーホーニングに丸ホーニングを組み合わせたコンビネーションホーニングがある。通常、エッジホーニング部は表面硬化層が除去されている。
【００１２】
（取付孔の内壁部の領域Ｙにおける表面硬化層の平均厚みｙ）
取付孔の内壁部は、チップをホルダに固定するためのクランプレバーやピンにより押え付けられる個所であり、上記レバーやピンに接触することによる摩耗や切削時の衝撃による変形を抑制する必要がある。また、切削抵抗が作用する刃先稜線部周辺にも、高い耐摩耗性が要求される。そこで、本発明では、取付孔の内壁部の領域Ｙにおける表面硬化層の平均厚みｙを刃先稜線部周辺（第１領域（γ＜Ａ≦２００μｍ）の全範囲かつ第２領域（α＜Ｃ≦５００μｍ）の全範囲）の表面硬化層の平均厚みａ、ｃをよりも厚くして（ｙ＞ａかつｙ＞ｃ）、ホルダへのチャッキングに伴う取付孔周辺での摩耗や変形を抑制すると共に、刃先稜線部の耐摩耗性も両立している。また、工具表面に物理的蒸着法にて硬質層を形成する場合、取付孔の内壁部は、コーティングされにくい。そのため、硬質層形成による効果を生じにくいことからも、領域Ｙの表面硬化層を厚くする。このように取付孔の内壁部の領域Ｙにおける表面硬化層の厚みを厚くすることで、耐摩耗性や耐塑性変形性に優れ、ホルダに安定して固定されて刃先部のぶれを抑制することから、刃先稜線部の耐欠損性をも向上させることができる。なお、領域Ｙとは、図１に示すように取付孔４の内壁部４ａにおいて、孔４の軸５と直交方向にある内壁部４ａの中心線６を中心として孔４の軸方向に５００μｍの範囲とする。即ち、領域Ｙの境界は、中心線６から図１において上下方向に距離２５０μｍの各地点である。
【００１３】
特に、ホルダとのチャッキング性を安定化させる観点から、取付孔の内壁部の領域Ｙにおける表面硬化層の平均厚みｙは、５μｍ＜ｙ＜４０μｍが好ましい。内壁部の領域Ｙにおける表面硬化層が薄すぎる、具体的にはｙ≦５μｍであると、切削時、内壁部においてレバーやピンとの接触部が摩耗することで、切削の際に微小なぶれが生じ易くなる。一方、内壁部の領域Ｙにおける表面硬化層が厚すぎる、具体的には４０μｍ≦ｙであると、内壁部においてレバーやピンとの接触部の靭性が不足して、切削時に上記接触部に微小チッピングを生じ、切削における精度が悪くなったり、工具が割損したりする恐れがある。
【００１４】
（逃げ面側の第１領域における表面硬化層の平均厚みａ）
第１領域は、図１に示すようにすくい面１から逃げ面２方向に沿って距離Ａがγμｍ超２００μｍ以内の範囲の領域、即ち、距離Ａがγμｍ超の地点から距離Ａが２００μｍの地点までの間の領域である。そして、γ＜Ａ≦２００μｍの全範囲において表面硬化層の平均厚みａはｙ＞ａ＞０を満たすものとする。ｙ≦ａ、即ちａがｙよりも大きいと、刃先部の逃げ面側は、耐摩耗性に優れるものの切削時の耐欠損性が不足して、微小チッピングが生じるためである。
【００１５】
（すくい面側の第２領域における表面硬化層の平均厚みｃ）
第２領域は、図１に示すように逃げ面２からすくい面１方向に沿って距離Ｃがαμｍ超５００μｍ以内の範囲の領域、即ち、距離Ｃがαμｍ超の地点から距離Ｃが５００μｍの地点までの間の領域である。そして、α＜Ｃ≦５００μｍの全範囲において、表面硬化層の平均厚みｃはｙ＞ｃ＞０を満たすものとする。ｙ≦ｃ、即ちｃがｙよりも大きいと、刃先部のすくい面側は、靭性が不足して、すくい面チッピングを生じるためである。
【００１６】
以上から、本発明では、刃先部付近の第１領域における表面硬化層の平均厚みａ及び第２領域における表面硬化層の平均厚みｃは、取付孔の内壁部における領域Ｙの表面硬化層の平均厚みｙよりも共に小さいことが必要である。なお、本発明において各平均厚みは、以下のように求めるとよい。本発明切削工具の断面を１０００倍の光学顕微鏡で観察し、規定範囲内の表面硬化層の厚みを幅１μｍ刻みで測定し、積算した厚みを範囲長さ（例えば、第１領域では、Ａ＝２００−γ、第２領域では、Ｃ＝５００−α）で割る。測定点数が多いほど好ましいが、簡便に求める場合は、測定点数を少なくしてもよい。例えば、規定範囲を５分割して、両端と内部４点における表面硬化層の厚みを測定し、積算した６点の厚みを測定点数６で割ってもよい。
【００１７】
（平均厚みａ、ｂ、ｙの関係）
より好ましくは、ａ＞ｃであり、刃先処理部（刃先稜線部）を除いた切削性能に関与する箇所、具体的には、６０μｍ≦Ａ≦２００μｍの全範囲かつ７０μｍ≦Ｃ≦５００μｍの全範囲において、３μｍ＜ａ≦３５μｍ、３μｍ≦ｃ＜３５μｍを満たすことである。このとき、第１領域は、逃げ面側において、実質的に切削抵抗が作用する範囲を基準として、すくい面から逃げ面方向に沿って６０μｍ以上２００μｍ以内の範囲とする。即ち、第１領域は、距離Ａが６０μｍの地点から距離Ａが２００μｍの地点までの間の領域とする。第２領域は、すくい面側において、実質的に切削抵抗が作用して切り屑が接触する範囲を基準に、逃げ面からすくい面方向に沿って７０μｍ以上５００μｍ以内の範囲とする。即ち、第２領域は、距離Ｃが７０μｍの地点から距離Ｃが５００μｍの地点までの間の領域とする。
【００１８】
逃げ面では、耐摩耗性を必要とし、すくい面では、破壊靱性を必要とする。この両者のバランスを考慮すると、実験的に３μｍ＜ａ≦３５μｍ、３μｍ≦ｃ＜３５μｍが望ましいとの知見を得て、本発明を規定するものである。
【００１９】
また、ｙ≧２＋ａ、ｙ＞２＋ｃであることが好適である。刃先処理部（刃先稜線部）を除いた切削性能に関与する箇所において表面硬化層の平均厚みａ、ｃが、取付孔の内壁部における領域Ｙの平均厚みｙに関する上記関係式を満たすことで、優れたクランプ性と切削性能を併せ持つことができる。
【００２０】
（刃先稜線部Ｂにおける表面硬化層の厚みｂ）
刃先稜線部の任意の点における表面硬化層の厚みｂは、少なくとも一部がｂ＝０であることが好ましい。本発明者らは、被削材と実際に接触する刃先稜線部には、表面硬化層がない方が切削寿命の延命化が図れるとの知見を得た。通常、刃先稜線部の表面硬化層は、刃先処理を施すことによって除去される。
【００２１】
（取付孔の開口部側の領域Ｚにおける表面硬化層の平均厚みｚ）
領域Ｚは、図１に示すように取付孔４の開口部４ａから孔４の軸方向に沿って２００μｍの範囲とする。そして、領域Ｚの表面硬化層の平均厚みｚは、ｚ＞ｙを満たすことが好ましい。即ち、取付孔４の開口部４ａの平均厚みｚは、内壁部の中央部（領域Ｙ）の平均厚みｙよりも大きいことが好ましい。工具のホルダへの固定は、通常、取付孔の内壁部の中央部をクランプレバーやピンで押え付けることで行われる。ここで、切削による疲労亀裂が上記レバーやピンとの接触部に入った場合、開口部側の表面硬化層の厚みが厚いと、耐摩耗性、耐塑性変形性に優れることで、亀裂の進展が抑制され、より安定してホルダに固定されるため、刃先部のぶれを抑え、切削寿命の向上につながる。
【００２２】
（表面硬化層の厚み調整方法）
表面硬化層のチップ全体の厚み調整は、基材の組成や、焼結雰囲気ガス、昇温速度、保持温度、冷却速度などの焼結条件などにより制御することが可能である。具体例は、後述する。
【００２３】
また、チップの各部位における表面硬化層の厚みを調整するには、各部位を選択的に研摩することが好適である。上記組成や通常の焼結条件の制御による表面硬化層の厚み調整は、チップ全体に亘る厚さの制御しかできないが、研摩や焼結条件の工夫によれば工具の部位ごとに厚さ制御を行うことができる。より具体的な研摩方法としては、ブラシやブラストによる方法が挙げられる。焼結条件の工夫は、部位によるガス流量の制御や部位による冷却速度の最適化などが挙げられる。
【００２４】
なお、刃先処理の方法として、焼結後の母材にバレル研摩を施すことが知られている。しかし、刃先処理で行われるバレル研摩では、平面に対する研削力がほとんどなく、刃先部分のみに研摩が行われ、工具の特定の部位のみ選択的に表面硬化層の厚みを調整することは難しい。
【００２５】
（刃先処理量との関係）
刃先処理量αと刃先処理量γは、１≦α／γ≦２（１０≦α＜７０、６≦γ≦５５、単位はμｍ）であることが好ましい。α／γ＜１であると、逃げ面側の処理量が大きくなることから、耐摩耗性が著しく低下する。また、α／γ＞２であると、切れ刃強度が低下するため耐欠損性が著しく低下し、切削時に刃先稜線部の欠けによる損傷が増加するためである。
【００２６】
（切削工具の母材）
本発明工具の母材は焼結硬質合金とする。具体的には、７０重量％以上９５重量％以下の硬質相と、残部が結合相及び不可避的不純物からなり、硬質相は、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族の炭化物、窒化物及び炭窒化物よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなり、結合相は、鉄系金属よりなる群から選択される少なくとも１種の元素からなるものとする。
【００２７】
（硬質層）
本発明工具は、工具表面（母材上）に少なくとも一層の硬質層を被覆することが好ましい。硬質層を設けることで高速切削などの過酷な切削環境においても優れた切削性能を示す。また、硬質層を設けることで、耐摩耗性、耐クレータ性を更に向上させることができる。このような硬質層は、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属、Ａｌ及びＳｉよりなる群から選択される少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素よりなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素との化合物からなるものが好適である。より具体的には、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ２、ＴｉＢＮ、ＺｒＣ、ＺｒＯ２、ＨｆＣ、ＨｆＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などが挙げられる。
【００２８】
硬質層の平均総厚みは１．５μｍ以上が好ましい。硬質層の厚みが１．５μｍ未満では、コーティングすることによる耐摩耗性の改善効果が少ないからである。このような硬質層は、公知のＣＶＤ法またはＰＶＤ法により形成すればよい。
【００２９】
（工具の用途）
本発明切削工具の具体的用途例には、エンドミル、切削用のチップ、フライス用のチップ、旋削用のチップなどの刃先交換型チップが挙げられる。
【００３０】
（被削材）
本発明切削工具が特に有効な被削材としては、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼などの鋼一般の他、特に溶着の生じやすいダクタイル鋳鉄、ステンレスなどが挙げられる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
表面硬化層を具える焼結硬質合金からなる切削工具を作成してみた。表１に組成、焼結条件を示す。本例では、表１に示すＡ〜Ｃの組成の材料粉末をＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８の形状にプレス成形した。その後、表１に示す各保持温度（焼結温度）まで、表１に示す各雰囲気ガス下で各昇温速度にて昇温することで焼結を行い、切削工具を得た。また、いずれの工具も、保持中及び冷却中の雰囲気は、５Ｔｏｒｒ（６６６Ｐａ）のＮ２中とした。
【００３２】
【表１】
2004090191.tif 000003
【００３３】
得られた切削工具を調べたところ、いずれの切削工具も、表面硬化層が形成されていることが確認できた。表面硬化層の確認は、以下のように行った。焼結体の断面において、ビッカース硬度計で硬度を測定し、焼結体の最表面から深さ１ｍｍの位置（以下工具内部と呼ぶ）の硬度と表面部の硬度とを比較し、表面部において、工具内部の硬度の１．１倍以上の硬度を有する層を確認した。
【００３４】
（試験例１）
上記表１に示す組成Ａ：３８％ＴｉＣＮ−３４％ＷＣ−７％ＴａＣ−４％ＮｂＣ−９％Ｎｉ−８％Ｃｏ（いずれも重量％）からなる原料粉末をボールミルで２０時間湿式混合し、乾燥した後、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８の形状の圧粉体にプレス成型し、保持温度１４５０℃になるまで、ＣＨ４、Ｎ２、ＣＯ雰囲気中で昇温速度２．０℃／ｍｉｎにて昇温することで焼結を行い、母材を作製した（保持温度１４５０℃、保持時間６０分、保持中及び冷却中の雰囲気は、５Ｔｏｒｒ（６６６Ｐａ）のＮ２中）。次に、母材の刃先部全体に刃先処理としてホーニング処理を施した。本試験では、刃先処理の処理量比α／γは１．４３とした（α＝５０μｍ、γ＝３５μｍ）。この後、チップの各部位ごとに選択的にブラシなどで研摩処理することで表面硬化層の厚みの調整を行った。取付孔の内壁部は、丸棒やすりなどで研磨処理することで、内壁部における表面硬化層の厚みの調整を行った。チップにおける刃先稜線部、取付孔の内壁部における領域Ｙ、領域Ｚの各部位は図１に示した通りである。後述する試験例２についても同様である。
【００３５】
このようにして作製した母材の各部位における表面硬化層の厚みを表２に示す。表２におけるｙは、領域Ｙにおける平均厚み、同ａは、第１領域における平均厚み、同ｃは、第２領域における平均厚みを示している。本例では、第１領域の範囲をすくい面から逃げ面方向に沿って６０μｍ以上２００μｍ以内、第２領域の範囲を逃げ面からすくい面方向に沿って７０μｍ以上５００μｍ以内とした。刃先稜線部Ｂの任意の点における表面硬化層の厚みｂは、最も薄い部位で０であり、本例では、全て０である。以上は、後述する表５についても同様である。表面硬化層の厚みは、例えば、焼結体の断面をラッピングした後、塩酸でエッチングすることで確認することができる。また、各領域の平均厚みは、切削工具の断面を１０００倍の光学顕微鏡で観察し、範囲内の表面硬化層の厚みを幅１μｍ刻みで測定し、積算した厚みを範囲長さで割って求めた。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
上述のように作製したＣＮＭＧ１２０４０８チップを表３に示す切削条件で連続切削又は断続切削を行い、耐摩耗性、耐欠損性、耐塑性変形性の試験を行った。試験結果を表４に示す。切削方式は、いずれも乾式である。
【００３８】
【表３】
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【００３９】
【表４】
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【００４０】
耐摩耗性は、逃げ面摩耗量を測定することで評価した。耐欠損性は、欠損率を求めることで評価した。欠損率は、切削時間（１５０ｓｅｃ）に対する欠けが生じるまでの時間の割合とした。耐塑性変形性は、切削時の発熱による刃先部のだれ量（すくい面に垂直な方向への変形量）を測定することで評価した。
【００４１】
その結果、表４から示すように、ｙ＞ａかつｙ＞ｃを満たす試料Ｎｏ．１〜４及び７は、耐塑性変形性に優れると共に、切削性能を示す耐欠損性及び耐摩耗性にも優れていることが分かる。また、試料Ｎｏ．１〜４及び７は、連続切削だけでなく、強い衝撃が加わる断続切削においても、優れた耐欠損性を有することが分かる。これらの試料は、取付孔の内壁部の表面部に表面硬化層をより厚く具えて、ホルダのクランプレバーやピンとの接触部の耐摩耗性及び耐塑性変形性を向上させたことで刃先部のぶれを抑制し、結果的に切削性能（耐欠損性及び耐摩耗性）にも優れたものと考えられる。これに対し、ｙ＞ａ、ｙ＞ｃの少なくとも一方を満たさない試料Ｎｏ．５、６、８は、欠損率が高く、変形量及び摩耗量ともが多かった。
【００４２】
試料Ｎｏ．１と、ｚ＝ｙである試料Ｎｏ．４とを比較すると、ｚ＞ｙである試料Ｎｏ．１の方が切削性能（耐摩耗性、耐欠損性）、耐塑性変形性に優れていた。これは、試料Ｎｏ．１の方がホルダにより安定して固定されていたためであると考えられる。また、試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．７とを比較すると、ａ＞ｃである試料Ｎｏ．１の方が切削性能（耐摩耗性、耐欠損性）、耐塑性変形性に優れていた。この一因として、試料Ｎｏ．１は、耐摩耗性を必要とする逃げ面に表面硬化層をより厚く具えていたことが挙げられる。
【００４３】
（試験例２）
更に、試験例１で用いた母材と同様の母材において、刃先処理量を変化させたチップ（試料Ｎｏ．２−１、２−２）について試験例１と同様に表３に示す切削試験を行ってみた。また、試験例１で用いた母材と同様の母材の表面に硬質層をコーティングしたチップ（試料Ｎｏ．２−３〜２−５）について、試験例１と同様に表３に示す切削試験を行ってみた。表５に、母材の各部位における表面硬化層の厚さ、硬質層の組成を示す。また、試験の結果を表６に示す。
【００４４】
【表５】
2004090191.tif 000007
【００４５】
【表６】
2004090191.tif 000008
【００４６】
硬質層は、通常のＣＶＤ法（従来と同様の所定の温度、ガス、圧力条件）により被覆した。表５に示す硬質層は、最内側（母材側）から順に示しており、括弧内の数値は、各層の厚みである。
【００４７】
表６から明らかなように、試料Ｎｏ．１の方が試料Ｎｏ．２−１及び２−２と比較して、切削性能（耐摩耗性、耐欠損性）及び耐塑性変形性がバランスよく優れていることが分かる。より詳しくは、試料Ｎｏ．１と比較して、α／γ＜１である試料Ｎｏ．２−１は、特に逃げ面摩耗量が多かった。試料Ｎｏ．１と比較して、α／γ＞２である試料Ｎｏ．２−２は、逃げ面摩耗量が少なく耐摩耗性には優れていたが、欠損率が高く、耐欠損性が低かった。このことから、刃先処理量の比（すくい面からみた刃先処理量α／逃げ面からみた刃先処理量γ）が１≦α／γ≦２を満たすと、より性能を向上できることがわかる。
【００４８】
また、試料Ｎｏ．２−３、２−４は、試料Ｎｏ．１と比較して、切削性能（耐摩耗性、耐欠損性）、耐塑性変形性により優れていることが分かる。一方、硬質層を具えるが、刃先処理量α／γ＜１である試料Ｎｏ．２−５は、試料Ｎｏ．２−３、２−４よりも性能が劣っていたが、試料Ｎｏ．１と同等程度の性能を有していた。このことから、母材表面に硬質層を被覆することによって、より性能を向上できることが分かる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明切削工具によれば、表面硬化層の厚さを工具の部位に応じて調整し、刃先稜線部周辺の表面硬化層の厚さと、取付孔の内壁部における表面硬化層の厚さとの関係を特定することで、耐摩耗性及び耐欠損性といった切削性能に優れると共に、チップのホルダに対する固定をより安定させることができる。このため、より安定した工具寿命を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明切削工具の縦断面図である。
【符号の説明】
１　すくい面　２　逃げ面　３　表面硬化層　４　取付孔　４ａ　内壁部　５　軸
６　中心線　７　すくい面側境界部　８　逃げ面側境界部
【図１】
2004090191.tif 000009