(57)【要約】      （修正有）【課題】難削材の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サーメット製切削工具を提供する。【解決手段】工具基体の表面に、３〜２０μｍのＴｉ化合物層の下部層と、０．１〜１．９μｍの密着α型Ａｌ2Ｏ3層の層間密着層と、６〜２０μｍの改質α型Ａｌ2Ｏ3層の上部層からなる硬質被覆層を形成してなる被覆サーメット工具の前記上部層および層間密着層を、電界放出型走査電子顕微鏡を用い、結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定して、傾斜角度数分布グラフを作成した場合、それぞれ３０〜４５度および７５〜９０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在すると共に、前記傾斜角区分内に存在する度数の合計が度数全体の５０％以上である傾斜角度数分布グラフを示すα型Ａｌ2Ｏ3層で構成する。【選択図】図３
2007167989.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）下部層として、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）上記下部層と下記上部層の層間密着層として、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、電界放出型走査電子顕微鏡を用い、上記工具基体表面と平行な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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち、４５〜９０度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフにおいて、
７５〜９０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在すると共に、前記７５〜９０度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占める傾斜角度数分布グラフを示し、かつ０．１〜１．９μｍの平均層厚を有するα型酸化アルミニウム層、
（ｃ）上部層として、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、電界放出型走査電子顕微鏡を用い、上記工具基体表面と平行な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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち、０〜４５度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフにおいて、
３０〜４５度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在すると共に、前記３０〜４５度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占める傾斜角度数分布グラフを示し、かつ６〜２０μｍの平均層厚を有するα型酸化アルミニウム層、
以上（ａ）〜（ｃ）で構成された硬質被覆層を蒸着形成してなる難削材の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、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切削加工で、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示し、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を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、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、通常１〜１５μｍの平均層厚、厚膜化した状態で２０μｍ以下の平均層厚を有し、かつ化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有する酸化アルミニウム層（以下、従来α型Ａｌ2Ｏ3層という）、
以上（ａ）および（ｂ）で構成された硬質被覆層を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ＦＡ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、切削加工には被削材の材種に関して、一層の汎用性をもった切削工具、すなわち１種の切削工具でできるだけ多くの種類の被削材の切削加工が可能な切削工具が求められる傾向にあるが、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、この傾向は切削時に発生する高熱によって増大することと相俟って、切削抵抗の高いものとなり、一方硬質被覆層を構成する従来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、この結果切刃部にチッピング（微少欠け）が発生し易くなり、これ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、上記の従来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、特に前記従来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従来α型Ａｌ2Ｏ3層は、一般に、通常の化学蒸着装置にて、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：１〜５％、ＣＯ2：３〜７％、ＨＣｌ：０．３〜３％、Ｈ2Ｓ：０．０２〜０．４％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：９５０〜１１００℃、
反応雰囲気圧力：６〜１３ｋＰａ、
の条件（以下、通常条件という）で形成されるが、この通常条件形成の従来α型Ａｌ2Ｏ3層について、電界放出型走査電子顕微鏡を用い、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ），（ｂ）に概略説明図で示される通り、工具基体表面と平行な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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち、それぞれ０〜４５度および４５〜９０度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフを作成すると、図５（測定傾斜角：０〜４５度）および図６（測定傾斜角：４５〜９０度）に例示される通り、（０００１）面の測定傾斜角の分布が０〜４５度および４５〜９０度のいずれの範囲内でも不偏的な傾斜角度数分布グラフを示すこと。
【０００６】
（ｂ）一方、α型Ａｌ2Ｏ3層を、同じく通常の化学蒸着装置を用い、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：３〜１０％、ＣＯ2：０．５〜３％、ＨＣｌ：０．３〜３％、ＳＦ６：０．０１〜０．２％、Ｃ２Ｈ４：０．０１〜０．３、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：９５０〜１０５０℃、
反応雰囲気圧力：２０〜３０ｋＰａ、
の条件、すなわち反応ガス組成を調整して上記の通常条件の反応ガス組成とは異なった反応ガス組成とすると共に、同じく上記の通常条件の反応雰囲気圧力に比して、相対的に高圧にした条件で形成すると、この結果形成されたα型Ａｌ2Ｏ3層は、同じく電界放出型走査電子顕微鏡を用い、図１（ａ），（ｂ）に示される通り、工具基体表面と平行な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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち、０〜４５度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフで現した場合、図３に例示される通り、傾斜角区分の特定位置にシャープな最高ピークが現れ、試験結果によれば、上記のα型Ａｌ2Ｏ3層の形成条件、すなわち上記の反応ガス組成および反応雰囲気条件のうちの少なくともいずれかの条件を、上記の範囲内で変化させると、上記シャープな最高ピークの現れる位置が傾斜角区分の３０〜４５度の範囲内で変化すると共に、前記３０〜４５度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占めるようになり、この結果の傾斜角度数分布グラフにおいて３０〜４５度の範囲内に傾斜角区分の最高ピークが現れるα型Ａｌ2Ｏ3層（以下、改質α型Ａｌ2Ｏ3層という）は、上記の通常条件形成の従来α型Ａｌ2Ｏ3層に比して、一段とすぐれた高温強度を有するものであること。
【０００７】
（ｃ）さらに、同じく、通常の化学蒸着装置を用い、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：１〜５％、ＣＯ2：３〜７％、ＨＣｌ：０．３〜３％、Ｈ2Ｓ：０．０２〜０．４％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：７５０〜９００℃、
反応雰囲気圧力：２０〜３０ｋＰａ、
の条件でα型Ａｌ2Ｏ3層を０．１〜１．９μｍの平均層厚で形成すると、この結果形成されたα型Ａｌ2Ｏ3層は、同じくα型の結晶構造を有し、電界放出型走査電子顕微鏡を用い、図２（ａ），（ｂ）に示される通り、同じく上記工具基体表面と平行な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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち、４５〜９０度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフで現した場合、図４に例示される通り、傾斜角区分の特定位置にシャープな最高ピークが現れ、試験結果によれば、化学蒸着装置における反応雰囲気温度および圧力を、上記の通り７５０〜９００℃および２０〜３０ｋＰａの範囲内で変化させると、上記シャープな最高ピークの現れる位置が傾斜角区分の７５〜９０度の範囲内で変化すると共に、前記７５〜９０度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占めるようになり、この結果の傾斜角度数分布グラフにおいて７５〜９０度の範囲内に傾斜角区分の最高ピークが現れるＡｌ2Ｏ3層（以下、密着α型Ａｌ2Ｏ3層という）は、上記の改質α型Ａｌ2Ｏ3層（上部層）およびＴｉ化合物層（下部層）のいずれにも著しく強固に密着する特性を具備すること。
【０００８】
（ｄ）したがって、上部層を、上記の従来α型Ａｌ2Ｏ3層のもつ層厚と同等の６〜２０μｍの平均層厚とした状態で、上記（ｂ）のすぐれた高温強度を有する改質α型Ａｌ2Ｏ3層で構成すると共に、前記上部層と下部層であるＴｉ化合物層の間に、これら両者と著しく強固に密着結合する上記（ｃ）の密着α型Ａｌ2Ｏ3層を、０．１〜１．９μｍの平均層厚で介在させた構造の硬質被覆層を、上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、切削抵抗の高い上記の難削材の切削加工においても前記硬質被覆層にチッピングが発生することがなく、この結果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）下部層として、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）上記下部層と下記上部層の層間密着層として、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、電界放出型走査電子顕微鏡を用い、上記工具基体表面と平行な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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち、４５〜９０度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフにおいて、
７５〜９０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在すると共に、前記７５〜９０度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占める傾斜角度数分布グラフを示し、かつ０．１〜１．９μｍの平均層厚を有する密着α型Ａｌ2Ｏ3層、
（ｃ）上部層として、同じく、化学蒸着した状態でα型の結晶構造を有し、電界放出型走査電子顕微鏡を用い、上記工具基体表面と平行な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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち、０〜４５度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフにおいて、
３０〜４５度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在すると共に、前記３０〜４５度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占める傾斜角度数分布グラフを示し、かつ６〜２０μｍの平均層厚を有する改質α型Ａｌ2Ｏ3層、
以上（ａ）〜（ｃ）で構成された硬質被覆層を蒸着形成してなる難削材の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）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が高温強度を具備するようにするほか、工具基体と密着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。
【００１１】
（ｂ）改質α型Ａｌ2Ｏ3層（上部層）
上記の通り、改質α型Ａｌ2Ｏ3層の傾斜角度数分布グラフにおける測定傾斜角の最高ピーク位置および度数分布割合は、反応ガス組成および反応雰囲気条件のうちの少なくともいずれかの条件を、上記の範囲内で変化させることによって変化するが、試験結果によれば、最高ピークが、３０〜４５度の範囲内の傾斜角区分に現れると共に、前記３０〜４５度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占める傾斜角度数分布グラフを示す場合に、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６μｍ未満では、切削工具に十分な使用寿命を確保することができず、一方、その平均層厚が２０μｍを越えると、難削材の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６〜２０μｍと定めた。
【００１２】
（ｃ）密着α型Ａｌ2Ｏ3層（層間密着層）
上記の通り、密着α型Ａｌ2Ｏ3層の傾斜角度数分布グラフにおける測定傾斜角の最高ピーク位置および度数分布割合は、化学蒸着装置における反応雰囲気温度および圧力を、上記の通り７５０〜９００℃および２０〜３０ｋＰａの範囲内で変化させることによって変化するが、試験結果によれば、最高ピークが７５〜９０度の範囲内の傾斜角区分に現れると共に、前記７５〜９０度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の５０％以上の割合を占める傾斜角度数分布グラフを示す場合に、上記の上部層（改質α型Ａｌ2Ｏ3層）および下部層（Ｔｉ化合物）のいずれに対しても、すぐれた密着性を示すようになるのである。
また、その平均層厚が０．１μｍ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、その平均層厚が１．９μｍを越えると、これが難削材の切削加工ではチッピング発生の原因となることから、その平均層厚を０．１〜１．９μｍ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、かつ前記改質α型Ａｌ2Ｏ3層とＴｉ化合物層との間に介在させた密着α型Ａｌ2Ｏ3層がこれら両者ときわめて強固に密着することから、切削抵抗の高い難削材の切削加工でも、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４，５に示される目標層厚のＴｉ化合物層を硬質被覆層の下部層として蒸着形成し、
（ｂ）ついで、反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：２．２％、ＣＯ2：５％、ＨＣｌ：２％、Ｈ2Ｓ：０．１５％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：８５０℃、
反応雰囲気圧力：２０〜３０ｋＰａの範囲内の所定の圧力、
の条件で表４，５に示される目標層厚で、密着α型Ａｌ2Ｏ3層を蒸着形成し、
（ｃ）さらに、反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：６％、ＣＯ2：１．４％、ＨＣｌ：１％、ＳＦ６：０．０９％、Ｃ２Ｈ４：０．１７、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：１０００℃、
反応雰囲気圧力：２０〜３０ｋＰａの範囲内の所定の圧力、
の条件で同じく表４，５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層の形成を、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ3：２．２％、ＣＯ2：５％、ＨＣｌ：２％、Ｈ2Ｓ：０．１５％、Ｈ2：残り、
反応雰囲気温度：１０２０℃、
反応雰囲気圧力：６〜１３ｋＰａの範囲内の所定の圧力、
の通常条件で、表６，７に示される通りの目標層厚で形成し、かつ同じく表６，７に示される通り、前記従来α型Ａｌ2Ｏ3層と下部層であるＴｉ化合物層の間に層間密着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、さらに上記の本発明被覆サーメット工具１〜１３の密着α型Ａｌ2Ｏ3層について、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、傾斜角度数分布グラフをそれぞれ作成した。
すなわち、上記傾斜角度数分布グラフは、上記の本発明被覆サーメット工具１〜１３の各種のα型Ａｌ2Ｏ3層について、それぞれ工具基体表面と平行な面をそれぞれ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、前記研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である（０００１）面の法線がなす傾斜角を測定し、この測定結果に基づいて、前記測定傾斜角のうち、前記改質α型Ａｌ2Ｏ3層については０〜４５度、前記密着α型Ａｌ2Ｏ3層については４５〜９０度の範囲内にある測定傾斜角を０．２５度のピッチ毎に区分すると共に、各区分内に存在する度数を集計することにより作成した。
また、従来被覆サーメット工具１〜１３の従来α型Ａｌ2Ｏ3層についても、工具基体表面と平行な面の任意研磨面を同一の条件で観察し、同一な条件で傾斜角度数分布グラフを作成した。
【００２１】
この結果得られた各種のα型Ａｌ2Ｏ3層の傾斜角度数分布グラフにおいて、表４〜７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層および密着α型Ａｌ2Ｏ3層は、（０００１）面の測定傾斜角の分布が、それぞれ前者では３０〜４５度、後者では７５〜９０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが現れる傾斜角度数分布グラフを示すのに対して、従来被覆サーメット工具１〜１３の従来α型Ａｌ2Ｏ3層は、（０００１）面の測定傾斜角の分布が０〜４５度および４５〜９０度の範囲内で不偏的で、最高ピークが存在しない傾斜角度数分布グラフを示すものであった。
また表４〜７には、上記の各種のα型Ａｌ2Ｏ3層の傾斜角度数分布グラフにおいて、それぞれ３０〜４５度および７５〜９０度の範囲内の傾斜角区分に存在する全傾斜角度数の傾斜角度数分布グラフ全体に占める割合を示した。
なお、図３は、本発明被覆サーメット工具２の改質α型Ａｌ2Ｏ3層（上部層）の傾斜角度数分布グラフ、図４は同密着α型Ａｌ2Ｏ3層（層間密着層）の傾斜角度数分布グラフ、図５，６は従来被覆サーメット工具２の従来α型Ａｌ2Ｏ3層のそれぞれ０〜４５度および４５〜９０度の傾斜角区分を示す傾斜角度数分布グラフである。
【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：３００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．５ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：６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切削試験、
被削材：ＪＩＳ・ＳＭｎ４４３Ｈの丸棒、
切削速度：２８０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２ｍｍ、
送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：５分、
の条件（切削条件Ｂという）での高マンガン鋼の乾式連続切削試験、さらに、
被削材：ＪＩＳ・ＳＳ４９０の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：３２０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２ｍｍ、
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：４分、
の条件（切削条件Ｃという）での軟鋼の乾式断続切削試験を行い、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８に示した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
【表３】
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【００２７】
【表４】
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【００２８】
【表５】
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【００２９】
【表６】
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【００３０】
【表７】
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【００３１】
【表８】
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【００３２】
表４〜８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（０００１）面の傾斜角度数分布グラフで、硬質被覆層の上部層である改質α型Ａｌ2Ｏ3層が３０〜４５度の範囲内の傾斜角区分で、また前記上部層と下部層であるＴｉ化合物層の間に介在させた密着α型Ａｌ2Ｏ3層が７５〜９０度の範囲内の傾斜角区分でそれぞれ最高ピークを示し、かつそれぞれの前記傾斜角区分における度数分布割合が５０％以上を示し、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、すぐれた高温強度を有し、一方前記密着α型Ａｌ2Ｏ3層はすぐれた密着性を示すようになることから、切削抵抗の高い難削材の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すのに対して、硬質被覆層の上部層が、（０００１）面の測定傾斜角の分布が０〜４５度および４５〜９０度の範囲内で不偏的で、最高ピークが存在しない傾斜角度数分布グラフを示す従来α型Ａｌ2Ｏ3層からなり、かつ前記密着α型Ａｌ2Ｏ3層の介在形成のない従来被覆サーメット工具１〜１３においては、いずれも硬質被覆層の強度不足が原因で、難削材の切削加工では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。
【００３３】
上述のように、この発明の被覆サーメット工具は、各種の一般鋼や普通鋳鉄などの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】
【００３４】
【図１】硬質被覆層を構成する各種α型Ａｌ2Ｏ3層における結晶粒の（０００１）面を測定する場合の０〜４５度の傾斜角の測定範囲を示す概略説明図である。
【図２】硬質被覆層を構成する各種α型Ａｌ2Ｏ3層における結晶粒の（０００１）面を測定する場合の４５〜９０度の傾斜角の測定範囲を示す概略説明図である。
【図３】本発明被覆サーメット工具２の硬質被覆層の上部層を構成する改質α型Ａｌ2Ｏ3層の０〜４５度の傾斜角区分を示す傾斜角度数分布グラフである。
【図４】本発明被覆サーメット工具２の硬質被覆層の層間密着層を構成する密着α型Ａｌ2Ｏ3層の４５〜９０度の傾斜角区分を示す傾斜角度数分布グラフである。
【図５】従来被覆サーメット工具２の硬質被覆層の上部層を構成する従来α型Ａｌ2Ｏ3層の０〜４５度の傾斜角区分を示す傾斜角度数分布グラフである。
【図６】従来被覆サーメット工具２の硬質被覆層を構成する従来α型Ａｌ2Ｏ3層の４５〜９０度の傾斜角区分を示す傾斜角度数分布グラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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