(57)【要約】      （修正有）【課題】湿潤条件下で、耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工に特に有用な切削工具インサートを提供する。【解決手段】非常に微粒の硬質基材および被膜を含んだ耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工用の切削インサートに関する。基材は、ＷＣ、５〜８重量％のＣｏおよびＣｒ／Ｃｏの重量比が０．０５〜０．１５になるようなＣｒを含み、ｐｐｍレベルのＴｉ、Ｔａまたはこれらの混合物が存在する。Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｎｂ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％の比は、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８以下であり、０．０００５より高い。焼結ＷＣ粒子平均粒径は０．５〜０．９５μｍであり、ＣＷ Ｃｒは０．７５〜０．９５である。前記超硬合金ボディは、全厚さが１μｍを超えるが６．０μｍ未満である単一または多層被膜として存在する、平均組成が０．４＜ｘ＜０．９であるＰＶＤ  ＴｉxＡｌ1-xＮ被膜により被覆されている。【選択図】図１
2009000808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材および被膜を含んでなる、耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工のための切削工具インサートであって、
前記基材が、
ＷＣ、５〜８重量％のＣｏ、Ｃｒ／Ｃｏの重量比が０．０５〜０．１５になるようなＣｒ、および
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％が、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８以下であり、０．０００５より高くなり、Ｃｗ Ｃｒが０．７５〜０．９５となるような量で存在するｐｐｍレベルのＴａ、Ｔｉまたはこれらの混合物、
を含んでなり、
前式において
ＣＷ Ｃｒ＝（磁性Ｃｏ％＋１．１３×Ｃｒ重量％）／Ｃｏ重量％
であり、磁性Ｃｏ％が磁性Ｃｏの重量パーセンテージであり、Ｃｒ重量％がＣｒの重量パーセンテージであり、Ｃｏ重量％が超硬合金中のＣｏの重量パーセンテージであり、
前記被膜が、全厚さが１μｍを超えるが６．０μｍ未満である多層被膜として存在する、平均組成が０．４＜ｘ＜０．９であるＴｉxＡｌ1-xＮ被膜である、
ことを特徴とする切削工具インサート。
【請求項２】
前記比、Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％が０．０００７を超えることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具インサート。
【請求項３】
ＣＷ Ｃｒが０．７６〜０．９０であることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項４】
前記の単一または多層被膜の全厚さが２μｍを超えるが４．５μｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項５】
前記被膜が、積層構造Ａ／Ｂの厚さが３０〜３００ｎｍである、薄い交互の副層ＡおよびＢが被膜全体にわたって繰り返されている二元Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ構造からなる非周期的な（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ多層を含んでなり、前記副層Ａが、ｘが０．４０〜０．７であるＡｌxＴｉ1-xＮを含んでなり、前記副層Ｂが、ｙが０．６〜１であるＴｉyＡｌ1-yＮを含んでなり、全組成が、その中間のｚが０．４０〜０．７であるＴｉzＡｌ1-zＮであることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具インサート。
【請求項６】
前記積層構造Ａ／Ｂの厚さが６０〜１２０ｎｍであることを特徴とする、請求項５に記載の切削工具インサート。
【請求項７】
ｘ＝０．５〜０．６７であることを特徴とする、請求項５〜６のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項８】
ｙ＝０．７５〜１であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項９】
ｚ＝０．４５〜０．６であることを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１０】
目に見える均質な青銅色の外観を与えるに十分な厚さの、ｂ＝０．８〜０．９のＴｉbＡｌ1-bＮの外層を特徴とする、請求項５〜９のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１１】
ｂ＝０．８２〜０．８５を特徴とする、請求項１０に記載の切削工具インサート。
【請求項１２】
前記被膜が、均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層と、ＴｉＮおよびＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎの交互層を持つ積層構造とが１０〜１５回繰り返されるシーケンスからなる多層であり、前記の均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さが０．１〜０．２μｍであり、前記積層構造層の厚さが０．１〜０．２μｍであり、前記積層構造層中のそれぞれ個別のＴｉＮ層またはＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さが０．１〜２０ｎｍであり、前記多層の平均組成が、好ましくはｃ＝０．７〜０．９であるＴｉcＡｌ1-cＮ層であることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具インサート。
【請求項１３】
前記基材が５．５〜７．５重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１４】
前記基材が５．７〜６．１重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１５】
前記基材が６．８〜７．２重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１６】
超硬合金基材および被膜からなる被覆切削工具インサートを製造する方法であって、
従来の粉末冶金技術、混練、加圧成形および焼結を利用して、ＷＣ、５〜８重量％のＣｏ、Ｃｒ／Ｃｏ重量比が０．０５〜０．１５となるようなＣｒおよびｐｐｍレベルのＴａ、Ｔｉまたはこれらの混合物を、以下の比
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％
が、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８以下であり、０．０００５より高くなり、Ｃｗ Ｃｒが０．７５〜０．９５となるような量で含む基材を準備する工程であって、
前式において
ＣＷ Ｃｒ＝（磁性Ｃｏ％＋１．１３×Ｃｒ重量％）／Ｃｏ重量％
であり、
前式において、磁性Ｃｏ％が磁性Ｃｏの重量パーセンテージであり、Ｃｒ重量％がＣｒの重量パーセンテージであり、Ｃｏ重量％が超硬合金中のＣｏの重量パーセンテージである工程、および
全厚さが１μｍを超えるが６．０μｍ未満である多層被膜として存在する、平均組成が０．４＜ｘ＜０．９であるＴｉxＡｌ1-xＮ被膜を、ＰＶＤ法を利用して堆積させる工程を特徴とする被覆切削工具インサートの製造方法。
【請求項１７】
前記基材が５．５〜７．５重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記比、
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％
が０．０００７を超えることを特徴とする、請求項１６〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
ＣＷ Ｃｒが０．７６〜０．９０であることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記の単一または多層被膜の全厚さが、２．０μｍを超えるが４．５μｍ未満であることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記ＰＶＤ法がアーク蒸発であることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
切削速度３０〜２５０ｍ／分および送り０．１〜０．４ｍｍ／ｒｅｖでの耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工への、請求項１〜１５のいずれかに記載のインサートの使用。
【請求項２３】
前記耐熱超合金が、インコネル７１８、インコネル６２５、ワスパロイおよびユディメット７２０の群に属し、前記ステンレス鋼が、ＡＩＳＩ／ＳＡＥ  ３０４、Ｓａｎ−Ｍａｃ  ３１６Ｌ、ＳＡＦ２２０５およびＳＡＦ２５０７の群に属する、請求項２２に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿潤条件下で耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工に特に有用な被覆切削工具に関する。（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ  ＰＶＤ被膜と組み合わせた非常に硬い微粒基材は、良好な耐逃げ面摩耗性、塑性変形に対する耐性および耐二次刃先境界摩耗性を維持しながら、耐境界摩耗性を大きく向上させる。
【背景技術】
【０００２】
超合金およびステンレス鋼は、特に、高温での並はずれた機械的性質および化学的性質が要求される用途用に開発されている。超合金は航空機エンジンに使用され、ステンレス鋼は広範囲の用途に使用されている。高温特性を向上させるためになされたほとんど全ての冶金学的変化は、これらの合金の機械加工をより困難にする。ステンレス鋼では、オーステナイト系およびいわゆる二相ステンレス鋼でそれが最も顕著である。
【０００３】
高温強度が増すにつれ、合金は切削温度でより堅牢で硬くなる。それにより、切削抵抗が増加し、機械加工中の刃先の摩耗が増加する。
【０００４】
より強い材料はチップ形成時により多くの熱を生み出すので、またこれらの合金の熱伝導率は比較的低いので、非常に高い切削温度が生み出される。これも、刃先の摩耗の増加の一因である。
【０００５】
旋削は、一般的に、荒削り、半荒削り(semi-roughing)、半仕上げ削り(semi-finishing)および仕上げ削りに分けられる。荒削りおよび半荒削りにおいて、切込み深さは一般的にノーズ半径より大きく、ＨＲＳＡおよびステンレス鋼では、先端(leading edge)および二次刃先上の境界摩耗がしばしば、塑性変形、逃げ面摩耗およびクレータ摩耗とともに決定的な摩耗機構である。半仕上げおよび仕上げ削りにおいて、切込み深さは一般的にノーズ半径より小さく、逃げ面摩耗、塑性変形およびクレータ摩耗が支配的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、湿潤条件下で耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工に特に有用な切削工具インサートの提供である。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、荒削りおよび半荒削りにおいて刃先の耐境界摩耗性が向上しており、半仕上げおよび仕上げ削り用途において耐逃げ面摩耗性が上昇している切削工具インサートの提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ＰＶＤ被膜により被覆されている非常に微粒で高硬度の切削工具インサートが、耐熱超合金およびステンレス鋼を旋削加工する際に、荒削りおよび半荒削り操作において塑性変形および逃げ面摩耗に対する耐性を維持しながら先端での耐境界摩耗性を著しく向上させ、半仕上げおよび仕上げ削り操作において耐逃げ面摩耗性を上昇させることが、驚くべきことに見いだされた。
【０００９】
したがって、本発明は、超硬合金ボディおよび被膜からなる被覆切削工具インサートに関する。
【００１０】
超硬合金ボディは、粒径が０．４〜１．０μｍ、好ましくは０．５〜０．９５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）、５〜８重量％のＣｏ、好ましくは５．２〜７．８重量％のＣｏ、最も好ましくは５．５〜７．５重量％のＣｏおよびＣｒ／Ｃｏの重量比が０．０５〜０．１５、好ましくは０．０７〜０．１４になるようなＣｒを含み、残部はＷＣである。さらに、ｐｐｍレベルの元素Ｔｉ、Ｔａまたはこれらの混合物は、以下の比
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％
が、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８以下であり、０．０００５より高く、好ましくは０．０００７より高くなり、Ｃｗ Ｃｒが０．７５〜０．９５、好ましくは０．７６〜０．９０となるように存在するが、前式において
ＣＷ Ｃｒ＝（磁性Ｃｏ％＋１．１３×Ｃｒ重量％）／Ｃｏ重量％
であり、磁性Ｃｏ％は、磁性Ｃｏの重量パーセンテージであり、Ｃｒ重量％はＣｒの重量パーセンテージであり、Ｃｏ重量％は超硬合金中のＣｏの重量パーセンテージである。
【００１１】
本発明により、超硬合金ボディが０．７５〜０．９５の、好ましくは０．７６〜０．９０のＣｗ Ｃｒを有する場合、向上した切削性能が得られることが見いだされた。
【００１２】
１実施形態において、Ｃｏ含量は５．７〜６．１重量％であり、他の好ましい実施形態において６．８〜７．２重量％である。
【００１３】
超硬合金ボディは、平均組成０．４＜ｘ＜０．９の多層被膜としてのＰＶＤ  ＴｉxＡｌ1-xＮ被膜で被覆されている。被膜の全厚さは、１μｍを超え、好ましくは１．５μｍを超え、最も好ましくは２．０μｍを超えるが、６．０μｍ未満、好ましくは５．０μｍ未満、最も好ましくは４．５μｍ未満である。組成および厚さの両方は、ノーズ半径から１ｍｍ刃先から２００μｍの逃げ面で測定する。
【００１４】
好ましい１実施形態において、前記被膜は、薄い交互の副層(sublayer)ＡおよびＢが被膜全体にわたって繰り返されている二元Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ構造からなる非周期的な（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ多層を含んでなる。副層Ａ／Ｂの１シーケンスは本願において積層構造を意味する。被膜の非周期的な性質のため、各積層構造の厚さは変動するであろうが、しかし平均で積層構造の厚さは３０〜３００ｎｍ、好ましくは６０〜１２０ｎｍである。副層ＡはＡｌxＴｉ1-xＮを含んでなり、ｘ＝０．４０〜０．７、好ましくは０．５〜０．６７である。副層ＢはＴｉyＡｌ1-yＮを含んでなり、ｙ＝０．６〜１、好ましくは０．７５〜１である。例えば、マイクロプローブまたはＥＤＳにより測定して被膜全体の化学量論はその中間、ＴｉzＡｌ1-zＮであり、ｚ＝０．４０〜０．７、好ましくは０．４５〜０．６である。好ましい実施形態において、好ましくは０．１〜１μｍの厚さの、目に見える均質な青銅色の外観を与えるに十分な厚さの、ｂ＝０．８〜０．９、好ましくは０．８２〜０．８５のＴｉbＡｌ1-bＮの外層がある。
【００１５】
別の好ましい実施形態において、前記被膜は、均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層と、ＴｉＮおよびＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎの交互層を持つ積層構造層とのシーケンスからなる多層である。このシーケンスは１０〜１５回繰り返される。均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さは０．１〜０．２μｍであり、積層構造層の厚さは０．１〜０．２μｍである。積層構造層中のそれぞれ個別のＴｉＮ層またはＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さは０．１〜２０ｎｍである。多層の平均組成は、好ましくはｃ＝０．７〜０．９であるＴｉcＡｌ1-cＮ層である。
【００１６】
本発明は、超硬合金ボディおよび被膜からなる被覆切削工具インサートの製造方法にも関する。超硬合金ボディは従来の粉末冶金技術、混練、加圧成形および焼結により製造され、５〜８重量％のＣｏ、好ましくは５．２〜７．８重量％のＣｏ、最も好ましくは５．５〜７．５重量％のＣｏおよびＣｒ／Ｃｏ重量比が０．０５〜０．１５、より好ましくは０．０７〜０．１４となるようにＣｒを含んでなり、残部はＷＣである。さらに、ｐｐｍレベルの元素Ｔｉ、Ｔａまたはこれらの混合物は、以下の比
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｎｂ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％
が、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８以下であり、０．０００５より高く、好ましくは０．０００７より高くなり、Ｃｗ Ｃｒが０．７５〜０．９５、好ましくは０．７６〜０．９０となるように存在するが、前式において
ＣＷ Ｃｒ＝（磁性Ｃｏ％＋１．１３×Ｃｒ重量％）／Ｃｏ重量％
である。
【００１７】
Ｃｗ Ｃｒの値は、粉末混合物に適量のカーボンブラックまたはタングステン粉末を加えることによりモニターできる。
【００１８】
従来の焼結後処理の後、平均組成０．４＜ｘ＜０．９のＰＶＤ  ＴｉxＡｌ1-xＮ多層被膜は、ＰＶＤ法により、好ましくはアーク蒸発により堆積する。被膜の全厚さは、１μｍを超え、より好ましくは１．５μｍを超え、最も好ましくは２．０μｍを超えるが、６．０μｍ未満、より好ましくは５．０μｍ未満、最も好ましくは４．５μｍ未満である。
【００１９】
本発明は、インコネル７１８、インコネル６２５、ワスパロイ、ユディメット７２０などの耐熱超合金およびＡＩＳＩ／ＳＡＥ  ３０４、Ｓａｎ−Ｍａｃ  ３１６Ｌ、ＳＡＦ２２０５、ＳＡＦ２５０７などのステンレス鋼の湿式旋削加工に、切削速度３０〜２５０ｍ／分および送り０．１〜０．４ｍｍ／ｒｅｖで上記によるインサートを使用することにも関する。
【実施例】
【００２０】
実施例１
炭化タングステン粉末、６重量％の非常に微粒のコバルト粉末、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ微粒ＴｉＣおよびＴａＣおよびＣｒ3Ｃ2粉末として加えられた０．６重量％のＣｒ、１４０ｐｐｍのＴｉおよび１００ｐｐｍのＴａを従来の加圧成形剤とともに湿式混練した。混練および噴霧乾燥の後、粉末をＣＮＭＧ１２０４０８−ＱＭおよびＣＮＧＰ１２０４０８インサートに加圧成形し、１４１０℃で焼結した。焼結後、ＣＷ Ｃｒ、ＨｃおよびＨＶ  ３を測定した。ＣＷ Ｃｒは０．７６であり、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８は０．００７９１であり、Ｍｅ／Ｃｏは０．００２９６であり、Ｈｃは３１ｋＡ／ｍであり、ビッカース硬度は１９８３  ＨＶ  ３であった。焼結されたＷＣの平均粒径は保磁力測定から０．８３μｍと測定した。図１は後方散乱電子を利用したＳＥＭによる倍率６０００倍の超硬合金の焼結構造を示す。
【００２１】
従来の焼結後処理の後、超硬合金インサートに、Ｎ2ガス雰囲気中で実施したアーク蒸発により被膜を与えた。均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層と、ＴｉＮおよびＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎの交互層をもつ積層構造層とのシーケンスからなる３．９μｍＰＶＤ（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ多層。このシーケンスは１２回繰り返されていた。均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さは０．１〜０．２μｍであり、積層構造層の厚さは０．１〜０．２μｍであった。積層構造層中の各個別のＴｉＮまたはＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さは０．１〜２０ｎｍであった。多層の平均組成は、ＳＥＭ−ＥＤＳで測定してＴｉ0.8Ａｌ0.2Ｎであった。
【００２２】
実施例２
実施例１に記載の超硬合金インサートに、従来の焼結後処理の後、Ｎ2ガス雰囲気中で実施したアーク蒸発により被膜を与えた。Ａ＋Ｂの平均厚さが６０〜１２０ｎｍの二元非周期的Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ多層および（Ｔｉ0.84Ａｌ0.16）Ｎの組成を持つ最終的な外側の着色層からなる３．６μｍのＰＶＤ（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ多層を堆積させた。マイクロプローブ分析による平均組成は（Ｔｉ0.50Ａｌ0.50）Ｎであった。
【００２３】
実施例３  従来技術
６重量％のＣｏ、０．１４重量％のＮｂ、０．２２重量％のＴａ、０．０１０重量％のＴｉおよび残部ＷＣの組成を持つ従来技術超硬合金旋削インサート。ＣＷ Ｃｒを測定すると０．９９であり、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８は０．００６８であり、Ｍｅ／Ｃｏは０．００２６７であった。ビッカース硬度を測定すると１７９３  ＨＶ  ３であり、Ｈｃは２１ｋＡ／ｍであった。焼結ＷＣ粒径を測定すると、保磁力測定から１．３μｍであり、図２は後方散乱電子を利用するＳＥＭによる倍率６０００倍の従来技術による超硬合金の焼結構造を示す。
【００２４】
従来の焼結後処理の後、Ｔｉ33Ａｌ67合金からなるターゲット材料を利用して被膜を堆積させた。Ｎ2ガス雰囲気中でアーク蒸発を実施した。得られた全被膜の厚さは２．７μｍであり、均質なＡｌ0.62Ｔｉ0.38Ｎ層からなっていた。
実施例４
実施例１、実施例２および実施例３のインサートをインコネル７１８棒鋼の旋削加工で試験した。
操作：                旋削−半荒削り
被加工物：            鍛造および機械加工された棒鋼
材料：                鍛造および時効化された状態のインコネル７１８
切削速度：            ６０ｍ／分
送り速度：            ０．２ｍｍ／ｒｅｖ
切込み深さ：          １．５ｍｍ
インサートスタイル：  ＣＮＭＧ１２０４０８−ＱＭ
備考：                冷却剤を使用した旋削
結果：                工具寿命、切削時間（分）
実施例１（本発明）：         ４．０分
実施例２（本発明）：         ５．５分
実施例３（従来技術）：       ３．０分
工具寿命の基準は、主な刃先上の境界摩耗０．３ｍｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、後方散乱電子を利用したＳＥＭによる倍率６０００倍の本発明による超硬合金の焼結構造を示す。
【図２】図２は、後方散乱電子を利用したＳＥＭによる倍率６０００倍の従来技術による超硬合金の焼結構造を示す。
【図１】
2009000808.tif 000003
【図２】
2009000808.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月29日(2008.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材および被膜を含んでなる、耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工のための切削工具インサートであって、
前記基材が、
ＷＣ、５〜８重量％のＣｏ、Ｃｒ／Ｃｏの重量比が０．０５〜０．１５になるようなＣｒ、および
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％が、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８以下であり、０．０００５より高くなり、Ｃｗ Ｃｒが０．７５〜０．９５となるような量で存在するｐｐｍレベルのＴａ、Ｔｉまたはこれらの混合物、
を含んでなり、
前式において
ＣＷ Ｃｒ＝（磁性Ｃｏ％＋１．１３×Ｃｒ重量％）／Ｃｏ重量％
であり、磁性Ｃｏ％が磁性Ｃｏの重量パーセンテージであり、Ｃｒ重量％がＣｒの重量パーセンテージであり、Ｃｏ重量％が超硬合金中のＣｏの重量パーセンテージであり、
前記被膜が、全厚さが１μｍを超えるが６．０μｍ未満である多層被膜として存在する、平均組成が０．４＜ｘ＜０．９であるＴｉxＡｌ1-xＮ被膜である、
ことを特徴とする切削工具インサート。
【請求項２】
前記比、Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％が０．０００７を超えることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具インサート。
【請求項３】
ＣＷ Ｃｒが０．７６〜０．９０であることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項４】
前記の単一または多層被膜の全厚さが２μｍを超えるが４．５μｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項５】
前記被膜が、積層構造Ａ／Ｂの厚さが３０〜３００ｎｍである、薄い交互の副層ＡおよびＢが被膜全体にわたって繰り返されている二元Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ構造からなる非周期的な（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ多層を含んでなり、前記副層Ａが、ｘが０．４０〜０．７であるＡｌxＴｉ1-xＮを含んでなり、前記副層Ｂが、ｙが０．６〜１であるＴｉyＡｌ1-yＮを含んでなり、全組成が、その中間のｚが０．４０〜０．７であるＴｉzＡｌ1-zＮであることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具インサート。
【請求項６】
前記積層構造Ａ／Ｂの厚さが６０〜１２０ｎｍであることを特徴とする、請求項５に記載の切削工具インサート。
【請求項７】
ｘ＝０．５〜０．６７であることを特徴とする、請求項５〜６のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項８】
ｙ＝０．７５〜１であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項９】
ｚ＝０．４５〜０．６であることを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１０】
目に見える均質な青銅色の外観を与えるに十分な厚さの、ｂ＝０．８〜０．９のＴｉbＡｌ1-bＮの外層を特徴とする、請求項５〜９のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１１】
ｂ＝０．８２〜０．８５を特徴とする、請求項１０に記載の切削工具インサート。
【請求項１２】
前記被膜が、均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層と、ＴｉＮおよびＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎの交互層を持つ積層構造とが１０〜１５回繰り返されるシーケンスからなる多層であり、前記の均質なＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さが０．１〜０．２μｍであり、前記積層構造層の厚さが０．１〜０．２μｍであり、前記積層構造層中のそれぞれ個別のＴｉＮ層またはＴｉ0.5Ａｌ0.5Ｎ層の厚さが０．１〜２０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の切削工具インサート。
【請求項１３】
前記基材が５．５〜７．５重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１４】
前記基材が５．７〜６．１重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１５】
前記基材が６．８〜７．２重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の切削工具インサート。
【請求項１６】
超硬合金基材および被膜からなる被覆切削工具インサートを製造する方法であって、
従来の粉末冶金技術、混練、加圧成形および焼結を利用して、ＷＣ、５〜８重量％のＣｏ、Ｃｒ／Ｃｏ重量比が０．０５〜０．１５となるようなＣｒおよびｐｐｍレベルのＴａ、Ｔｉまたはこれらの混合物を、以下の比
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％
が、０．０１４−（ＣＷ Ｃｒ）×０．００８以下であり、０．０００５より高くなり、Ｃｗ Ｃｒが０．７５〜０．９５となるような量で含む基材を準備する工程であって、
前式において
ＣＷ Ｃｒ＝（磁性Ｃｏ％＋１．１３×Ｃｒ重量％）／Ｃｏ重量％
であり、
前式において、磁性Ｃｏ％が磁性Ｃｏの重量パーセンテージであり、Ｃｒ重量％がＣｒの重量パーセンテージであり、Ｃｏ重量％が超硬合金中のＣｏの重量パーセンテージである工程、および
全厚さが１μｍを超えるが６．０μｍ未満である多層被膜として存在する、平均組成が０．４＜ｘ＜０．９であるＴｉxＡｌ1-xＮ被膜を、ＰＶＤ法を利用して堆積させる工程を特徴とする被覆切削工具インサートの製造方法。
【請求項１７】
前記基材が５．５〜７．５重量％のＣｏを含んでなることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記比、
Ｍｅ／Ｃｏ＝（Ｔｉ原子％＋Ｔａ原子％）／Ｃｏ原子％
が０．０００７を超えることを特徴とする、請求項１６〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
ＣＷ Ｃｒが０．７６〜０．９０であることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記の単一または多層被膜の全厚さが、２．０μｍを超えるが４．５μｍ未満であることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記ＰＶＤ法がアーク蒸発であることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
切削速度３０〜２５０ｍ／分および送り０．１〜０．４ｍｍ／ｒｅｖでの耐熱超合金およびステンレス鋼の旋削加工に使用される請求項１〜１５のいずれかに記載のインサート。
【請求項２３】
前記耐熱超合金が、インコネル７１８、インコネル６２５、ワスパロイおよびユディメット７２０の群に属し、前記ステンレス鋼が、ＡＩＳＩ／ＳＡＥ  ３０４、Ｓａｎ−Ｍａｃ  ３１６Ｌ、ＳＡＦ２２０５およびＳＡＦ２５０７の群に属する、請求項２２に記載のインサート。
【外国語明細書】
2009000808000001.pdf