(57)【要約】【課題】ステンレス鋼、耐熱鋼等の高速断続切削加工において、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切削工具を提供する。【解決手段】工具基体の表面に、硬質被覆層として、ＴｉＮからなる最内層、高窒素ＴｉＣＮからなる内層、ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯからなる内側密着層、α型Ａｌ２Ｏ３からなる中間層、ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯからなる外側密着層、ＺｒＮ、ＺｒＣＮ、ＺｒＣの単層または積層からなる外層を蒸着形成し、さらに、硬質被覆層の表面には、乾式もしくは湿式ブラスト処理を施し、硬質被覆層の表面平滑化、残留応力の低減化を図る。【選択図】  図２
2009255233.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、硬質被覆層が蒸着形成された表面被覆切削工具において、
（ａ）最内層として、０．１〜０．５μｍの平均層厚を有する窒化チタン層、
（ｂ）内層として、
組成式：Ｔｉ（ＣＸＮ１−Ｘ）
で表した場合、Ｘが０．２〜０．５（但し、原子比）を満足し、１〜３μｍの平均層厚を有する炭窒化チタン層、
（ｃ）内層と中間層の密着層として、０．１〜１μｍの合計平均層厚を有し、炭酸化チタン層または炭窒酸化チタン層の１層以上からなる内側密着層、
（ｄ）中間層として、１〜５μｍの平均層厚を有するα型酸化アルミニウム層、
（ｅ）中間層と外層の密着層として、０．１〜１μｍの合計平均層厚を有し、炭酸化チタン層または炭窒酸化チタン層の１層以上からなる外側密着層、
（ｆ）外層として、３〜１０μｍの合計平均層厚を有し、かつ、窒化ジルコニウム層、炭窒化ジルコニウム層および炭化ジルコニウム層のうちのいずれか一種の層からなる単層あるいは二種以上の層の組み合わせからなる複層、
上記（ａ）〜（ｆ）の各層で構成された硬質被覆層の表面に、乾式もしくは湿式ブラストが施された表面被覆切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステンレス鋼、耐熱鋼等の被削材の切削加工を、高熱発生を伴い、かつ、切刃に対して、断続的かつ衝撃的な高負荷がかかる高速断続切削条件で行った場合であっても、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切削工具（以下、被覆工具という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、炭化タングステン基（ＷＣ基）超硬合金または炭窒化チタン基（ＴｉＣＮ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、内層として３μｍのＴｉＣ層、中間層として１μｍのＡｌ２Ｏ３層、外層として２μｍのＺｒＮ層、ＺｒＣＮ層の硬質被覆層を蒸着形成した被覆工具（以下、従来被覆工具１という）が知られており、そして、この被覆工具は、合金鋼の切削加工ですぐれた耐摩耗性を発揮することが知られている。
また、工具基体の表面に、内層としてＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層の内のいずれか一層または二層以上、中間層としてＡｌ２Ｏ３層、外層（但し、刃先部以外の領域）としてＺｒＣ層、ＺｒＮ層、ＺｒＣＮ層のいずれかからなるＺｒ化合物膜を蒸着した後、刃先部をラバー砥石を用いて研磨することにより中間層であるＡｌ２Ｏ３層を露出させ、同時に平滑性を高め、一方、刃先部以外の領域にはＺｒ化合物膜からなる外層を形成し、硬度、摺動性を高めた被覆工具（以下、従来被覆工具２という）が知られており、そして、この被覆工具は、Ａｌ２Ｏ３層が露出した刃先部が耐溶着性に優れ、また、Ｚｒ化合物膜からなる外層は高高温硬度を有し、耐衝撃性にも優れていることから、合金鋼の切削加工で、すぐれた工具特性を長期に亘って発揮することが知られている。
【特許文献１】特開昭５４−２８３１６号公報
【特許文献２】特開２００１−４７３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の切削加工の省力化および省エネ化に対する要求は強く、これに伴い、加工条件は一段と高速化し、高能率加工が求められている。ところで、上記の従来被覆工具１、２を用い、ステンレス鋼、耐熱鋼等の被削材を、通常の切削速度（２００ｍ／分以下程度）で断続切削を行なった場合には、特段の問題は見られなかったが、例えば、切削速度が２５０ｍ／分以上の高速切削条件下で断続切削加工を行なった場合には、切刃部にチッピング等の異常損傷が発生しやすくなり、その結果、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】
【０００４】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、ステンレス鋼、耐熱鋼等の被削材を高速断続条件下で切削加工した場合の硬質被覆層の耐チッピング性の向上を図るべく、硬質被覆層の内部応力とチッピング発生との関連に着目し鋭意研究を行った結果、以下の知見を得た。
【０００５】
（ａ）まず、本発明者らは、ステンレス鋼、耐熱鋼等の被削材を高速断続条件で切削加工した場合の被覆工具の刃先損傷状態を観察した結果、チッピングは、硬質被覆層表面に存在する亀裂を起点として進行していることを見出した。そして、この硬質被覆層表面に存在する亀裂は、工具基体表面に硬質層を被覆した後、硬質被覆層の平滑化および硬質被覆層中に残留する引張応力を開放する目的で行ったバレル処理やショットブラスと処理によって導入された亀裂であることも突き止めた。
通常、８００〜１０００℃の高温下で、化学蒸着法により蒸着形成された硬質被覆層には、工具基体と硬質被覆層を構成する材料の熱膨張の度合いの違いから、冷却工程で硬質被覆層に発生した引張応力が残留し、あるいは、その引張残留応力に耐え切れなくなり、硬質被覆層の一部には亀裂が発生・存在するようになる（以下、このようにして形成された亀裂を「冷却亀裂」とよぶ）。また、バレル処理やショットブラスト処理等の機械的処理は、硬質被覆層内に存在する残留応力の緩和・開放を一つの目的として行われるが、この機械的処理を施すことによって、冷却亀裂が拡大したり、硬質被覆層内に存在する亀裂の密度が増加することになる（以下、機械的処理によって形成されたこのような亀裂を、上記冷却亀裂と区別するために、「２次亀裂」とよぶ）。
そして、ステンレス鋼、耐熱鋼等の被削材を、高熱発生を伴い、かつ、切刃に対して、断続的にかつ衝撃的負荷がかかる高速断続切削条件で切削加工を行った場合には、上記の２次亀裂の存在により硬質被覆層の強度が低下し、チッピング等の異常損傷の原因となることを見出した。
【０００６】
（ｂ）そこで、本発明者らは、上記従来被覆工具１、２でいう内層を、最内層、内層および内側密着層とからなる層構造で構成し、同じく上記従来被覆工具１、２でいう外層を、外側密着層と外層とからなる層構造で構成し、特に、本発明では、内層を高窒素含有割合のＴｉＣＮ層（以下、単に高窒素ＴｉＣＮ層で示す）、外層を、窒化ジルコニウム（以下、ＺｒＮで示す）層、炭窒化ジルコニウム（以下、ＺｒＣＮで示す）層および炭化ジルコニウム（以下、ＺｒＣで示す）層のうちのいずれかからなる単層あるいは複層で構成し、最内層−内層−内側密着層−中間層−外側密着層−外層という特定な層構造の硬質被覆層を有する被覆工具を作製し、これをステンレス鋼、耐熱鋼等の高速断続切削加工に供したところ、このように特定な層構造を有する被覆工具は、チッピング等の異常損傷を発生することもなく、長期の使用に亘って、すぐれた工具特性を発揮することを見出したのである。
【０００７】
（ｃ）上記最内層−内層−内側密着層−中間層−外側密着層−外層という特定な層構造からなる硬質被覆層が、すぐれた耐チッピング性を発揮するようになるのは、次のような理由によるものと推定される。
即ち、上記最内層−内層−内側密着層−中間層−外側密着層−外層という構造からなる硬質被覆層は、硬質被覆層を蒸着形成した後の引張残留応力が、最内層側から外層側へ向かうにしたがって低下する応力分布となっている(図１参照)。そして、上記層構造（応力分布）の硬質被覆層を形成した後、外層表面に対して乾式もしくは湿式ブラスト処理を行うと、外層は残留応力の十分な開放が図られる。しかし、最内層は工具基体に、また、内層は内側密着層に、それぞれ強固に密着接合しており、しかも、最内層あるいは内層は、もともと大きな引張の残留応力がかかっているため、最内層側あるいは内層側では完全な残留応力の開放は行われ得ない。そうすると、最内層あるいは内層に残る引張残留応力、即ち、上記ブラスト処理では開放することができなかった最内層、内層に残る引張残留応力は、外層に対しては、中間層、外側密着層を介して、圧縮応力として作用する（図２参照）ことになり、結果として、外層に存在している冷却亀裂の拡大を抑制し、さらに、上記ブラスト処理による過多な２次亀裂の導入を抑制することになる。したがって、切刃に対して高温条件下で断続的・衝撃的高負荷がかかるステンレス鋼、耐熱鋼等の高速断続切削加工においても、前記硬質被覆層はすぐれた耐チッピング性を発揮し、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するようになる。
【０００８】
この発明は、上記の知見に基づいてなされたものであって、
「  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、硬質被覆層が蒸着形成された表面被覆切削工具において、
（ａ）最内層として、０．１〜０．５μｍの平均層厚を有する窒化チタン層、
（ｂ）内層として、
組成式：Ｔｉ（ＣＸＮ１−Ｘ）
で表した場合、Ｘが０．２〜０．５（但し、原子比）を満足し、１〜３μｍの平均層厚を有する炭窒化チタン層、
（ｃ）内層と中間層の密着層として、０．１〜１μｍの合計平均層厚を有し、炭酸化チタン層または炭窒酸化チタン層の１層以上からなる内側密着層、
（ｄ）中間層として、１〜５μｍの平均層厚を有するα型酸化アルミニウム層、
（ｅ）中間層と外層の密着層として、０．１〜１μｍの合計平均層厚を有し、炭酸化チタン層または炭窒酸化チタン層の１層以上からなる外側密着層、
（ｆ）外層として、３〜１０μｍの合計平均層厚を有し、かつ、窒化ジルコニウム層、炭窒化ジルコニウム層および炭化ジルコニウム層のうちのいずれか一種の層からなる単層あるいは二種以上の層の組み合わせからなる複層、
上記（ａ）〜（ｆ）の各層で構成された硬質被覆層の表面に、乾式もしくは湿式ブラストが施された表面被覆切削工具。」
に特徴を有するものである。
【０００９】
この発明の被覆工具の硬質被覆層の構成層について、上記の通りに限定した理由を以下に説明する。
【００１０】
(ａ)最内層（ＴｉＮ層）
最内層のＴｉＮ層は、所定の高温硬さを有し、工具基体からのバインダー成分が硬質被覆層中へと拡散するのを抑止し、硬質被覆層と工具基体との密着強度向上に寄与するが、その平均層厚が０．１μｍ未満では、所望の効果を発揮することができず、一方、０．５μｍを超えると、内層の残留応力の値に影響を与えてしまい、外層側に向かって引張残留応力が次第に減少する応力分布を形成し難くなるので、その平均層厚を０．１〜０．５μｍと定めた。
【００１１】
(ｂ)内層
炭窒化チタン層（ＴｉＣＮ層）からなる内層は、最内層（ＴｉＮ層）および内側密着層（ＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯ層）のいずれに対してもすぐれた密着強度を有する。
内層のＴｉＣＮ層を、
組成式：Ｔｉ（ＣＸＮ１−Ｘ）
で表した場合、Ｘが０．２〜０．５（但し、原子比）を満足する必要があるが、その理由は次のとおりである。
即ち、中間層であるα型酸化アルミニウム層（α型Ａｌ２Ｏ３層）の熱膨張係数は８．２×１０−６／℃前後であるから、外層側に向かって残留引張応力が小さくなるようにするためには、内層の熱膨張係数が中間層のそれより大であることが必要であり、そのためには、上記組成式：Ｔｉ（ＣＸＮ１−Ｘ）において、Ｘの値を０．５以下としなければならない。ただ、Ｘの値が０．２より小さくなると、内層に発生する残留引張応力が大きくなりすぎて、内層自体の強度が低下し、チッピング等の異常損傷を発生しやすくなるので、Ｘの値を０．２〜０．５と定めた。また、内層の平均層厚が１μｍ未満では、外層側に向かって引張残留応力が次第に減少する応力分布を形成することが困難であり、その平均層厚が３μｍを超えると、ダクタイル鋳鉄の高速高送り切削で異常損傷が発生しやすくなることから、内層の平均層厚を１〜３μｍと定めた。
【００１２】
(ｃ)内側密着層（ＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯ層）
炭酸化チタン層（ＴｉＣＯ層）または炭窒酸化チタン層（ＴｉＣＮＯ層）の１層以上からなる内側密着層は、内層と中間層（α型Ａｌ２Ｏ３層）との密着強度を増し、硬質被覆層の耐チッピング性を向上させる効果があるが、その合計平均層厚が０．１μｍ未満では密着強度向上効果がみられず、一方、その層厚が１μｍを超えると、本来ＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯ層の強度が、ＴｉＣＮ層やα型Ａｌ２Ｏ３層に比べて劣るものであるため、チッピングなどの異常損傷が起き易くなることから、その合計平均層厚は０．１〜１μｍと定めた。
【００１３】
（ｄ）中間層（α型Ａｌ２Ｏ３層）
中間層であるα型Ａｌ２Ｏ３層は、熱的および化学的に非常に安定した層であって、すぐれた高温硬さと耐熱性を有し、被覆工具の耐摩耗性を担保するが、その平均層厚が１μｍ未満では所望の性能を発揮することができず、一方、その平均層厚が５μｍを超えるとするが、ステンレス鋼、耐熱鋼等の高速断続切削時に異常損傷が発生しやすくなることから、中間層の平均層厚を１〜５μｍと定めた。
【００１４】
(ｅ)外側密着層（ＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯ層）
内側密着層の場合と同様に、炭酸化チタン層（ＴｉＣＯ層）または炭窒酸化チタン層（ＴｉＣＮＯ層）の１層以上からなる外側密着層は、中間層（α型Ａｌ２Ｏ３層）と外層との密着強度を増し、硬質被覆層の耐チッピング性を向上させる効果があるが、その合計平均層厚が０．１μｍ未満では密着強度向上効果がみられず、一方、その層厚が１μｍを超えると、本来ＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯ層の強度が、ＴｉＣＮ層やα型Ａｌ２Ｏ３層に比べて劣るものであるため、チッピングなどの異常損傷が起き易くなることから、その合計平均層厚は０．１〜１μｍと定めた。
【００１５】
(ｆ)外層
外層は、窒化ジルコニウム層（ＺｒＮ層）、炭窒化ジルコニウム層（ＺｒＣＮ層）および炭化ジルコニウム層（ＺｒＣ層）のうちのいずれか一種の層からなる単層あるいは二種以上の層の組み合わせからなる複層から構成され、外側密着層（ＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯ層）に対してすぐれた密着強度を有する。
外層を、ＺｒＮ層、ＺｒＣＮ層、ＺｒＣ層の単層あるいは複層として構成する理由は次のとおりである。
まず、中間層であるα型酸化アルミニウム層（α型Ａｌ２Ｏ３層）の熱膨張係数は８．２×１０−６／℃前後であるから、外層側に向かって残留引張応力が小さくなるようにするためには、外層の熱膨張係数を中間層のそれより小さくすることが必要であるが、上記ＺｒＮ層、ＺｒＣＮ層、ＺｒＣ層の熱膨張係数は、いずれも中間層のそれより小さいため、外層の残留引張応力が小さくなり、しかも、上記ＺｒＮ層、ＺｒＣＮ層、ＺｒＣ層は、いずれも耐熱性に優れ、高温強度が大で高温硬度も高いため、ステンレス鋼、耐熱鋼等の被削材を、高熱発生を伴い、かつ、切刃に対して、断続的にかつ衝撃的負荷がかかる高速断続切削条件で切削加工した場合にも、すぐれた耐チッピング性を発揮するようになるという理由による。
ただ、外層の合計平均層厚が３μｍ未満では、外層側に向かって引張残留応力が次第に減少する応力分布を形成することが困難であり、一方、その合計平均層厚が１０μｍを超えると、高速断続切削で異常損傷が発生しやすくなることから、外層の合計平均層厚を３〜１０μｍと定めた。
【００１６】
本発明では、上記した最内層−内層−内側密着層−中間層−外側密着層−外層という構造からなる硬質被覆層を蒸着形成した後、硬質被覆層の表面平滑化、残留応力低減のために、Ａｌ２Ｏ３粒子やＳｉＣ粒子を圧縮空気や水圧などを用いた乾式もしくは湿式ブラスト処理を施すが、処理後の硬質被覆層最表面の表面粗さが準拠規格ＪＩＳ・Ｂ０６０１−１９９４に従う測定において、Ｒａが０．３μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下となるように処理を行うことにより、高速断続切削加工時の硬質被覆層の異常損傷の発生を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の被覆工具は、最内層側から外層側へと向かって、引張残留応力が次第に減少するように、最内層−内層−内側密着層−中間層−外側密着層−外層という層構造で硬質被覆層を蒸着形成した後、耐熱性、高温強度、高温硬度にすぐれた外層の表面にブラスト処理を施すことによって、外層に対して圧縮応力を作用させ、また、外層に存在している冷却亀裂の拡大を抑制し、かつ、過多な２次亀裂の形成をも抑制することにより、高熱発生を伴い、切刃に対して、断続的かつ衝撃的負荷がかかる高速断続切削加工においても、すぐれた耐チッピング性を示し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎに、この発明の被覆工具を実施例により具体的に説明する。
【実施例】
【００１９】
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、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3Ｃ2粉末、ＴｉＮ粉末およびＣｏ粉末を準備し、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ルコール中で１０時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、９８ＭＰａの圧力で、ＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４０８（超硬基体Ａ〜Ｄ）およびＩＳＯ・ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＴＮ１（超硬基体Ｅ、Ｆ）の所定の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、超硬基体Ａ〜Ｄについては、Ｒ：０．０７ｍｍのホーニング加工を、また、超硬基体Ｅ、Ｆについては、切刃部に幅０．１５ｍｍ、角度２０度のチャンフォーホーニング加工することにより、ＷＣ基超硬合金製の工具基体Ａ〜Ｆをそれぞれ製造した。
【００２０】
ついで、これらの工具基体Ａ〜Ｆ表面に、まず、表２、表３に示される条件で、最内層、内層、内側密着層、中間層、外側密着層および外層を、それぞれ表４に示される目標（合計）平均層厚となるように化学蒸着して硬質被覆層を形成し、ついで、硬質層表面（外層）に、Ａｌ２Ｏ３砥粒を１５ｍａｓｓ％含んだ研磨液を、投射圧力０．２ＭＰａの条件でブラスト処理し、表４に示される表面粗さの本発明被覆工具１〜１８を製造した。
【００２１】
比較の目的で、工具基体Ａ〜Ｆ表面に、表２、表３に示される条件で硬質被覆層を化学蒸着して被覆工具を製造（従来被覆工具１に相当する層構造）し、ついで、硬質被覆層表面を、本発明被覆工具１〜１８の場合と同じ条件でブラスト処理を施すことにより、表５に示される層構造、目標合計（平均）層厚および表面粗さの比較被覆工具１〜９を製造した。
【００２２】
さらに、比較の目的で、工具基体Ａ〜Ｆ表面に、表２、表３に示される条件で硬質被覆層を化学蒸着し、ついで、切刃部の硬質層表面を、本発明被覆工具１〜１８の場合と同じ条件でブラスト処理を施してＡｌ２Ｏ３層を露出させ、あるいは、ラバー砥石を用いた研磨でＡｌ２Ｏ３層を露出させ、切刃部以外の領域の外層はＺｒＮ層、ＺｒＣＮ層あるいはＺｒＣ層で構成した、表５に示す層構造、目標合計（平均）層厚（但し、切刃部以外の領域の層厚）および表面粗さ（但し、表面粗さは、切刃部に露出するＡｌ２Ｏ３層の表面粗さ）の比較被覆工具１０〜１８（従来被覆工具２に相当する層構造）を製造した。
【００２３】
さらに、上記の本発明被覆工具１〜１８および比較被覆工具１〜１８について、これらの硬質被覆層の構成層をオージェ分光分析装置を用いて観察（層の縦断面を観察）したところ、目標組成と実質的に同じ組成を有することが確認され、また、これらの被覆工具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（同じく縦断面測定）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。
【００２４】
まず、上記の本発明被覆工具１〜５、１０〜１４および比較被覆工具１〜５、１０〜１４について、次の切削条件Ａ、Ｂにより、ターニング加工評価を実施した。
[切削条件Ａ]
被削材：    ＪＩＳ・ＳＵＳ３０４の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：  ３００  ｍ／ｍｉｎ、
切り込み：  ２  ｍｍ、
送り量：  ０．３  ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：  ５  分、
の条件でのステンレス鋼の湿式高速断続切削試験（通常の切削速度は、２００ｍ／ｍｉｎ）、
[切削条件Ｂ]
被削材：    ＪＩＳ・ＳＵＨ３１０の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：  ２５０  ｍ／ｍｉｎ、
切り込み：  １．５  ｍｍ、
送り量：  ０．２  ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：  ５  分、
の条件での耐熱鋼の湿式高速断続切削試験（通常の切削速度は、１５０ｍ／ｍｉｎ）、
【００２５】
次に、上記の本発明被覆工具６〜９、１５〜１８および比較被覆工具６〜９、１５〜１８について、次の切削条件Ｃ、Ｄにより、ミーリング加工評価を実施した。
[切削条件Ｃ]
被削材：    ＪＩＳ・ＳＵＳ３０４のブロック材、
切削速度：  ２５０  ｍ／ｍｉｎ、
切り込み：  ２  ｍｍ、
一刃送り量：  ０．２０  ｍｍ／刃、
切削時間：  ５  分、
の条件でのステンレス鋼の湿式高速断続切削試験（通常の切削速度は、１５０ｍ／ｍｉｎ）、
[切削条件Ｄ]
被削材：    ＪＩＳ・ＳＵＨ３１０のブロック材、
切削速度：  ２５０  ｍ／ｍｉｎ、
切り込み：  １．５  ｍｍ、
一刃送り量：  ０．３０  ｍｍ／刃、
切削時間：  ５  分、
の条件での耐熱鋼の湿式高速断続切削試験（通常の切削速度は、２００ｍ／ｍｉｎ）、
そして、上記の各切削試験Ａ〜Ｄにおける切刃の逃げ面摩耗幅を測定し、この測定結果を表６に示した。
【００２６】
【表１】
2009255233.tif 000003
【００２７】
【表２】
2009255233.tif 000004
【００２８】
【表３】
2009255233.tif 000005
【００２９】
【表４】
2009255233.tif 000006
【００３０】
【表５】
2009255233.tif 000007
【００３１】
【表６】
2009255233.tif 000008
【００３２】
表４〜６に示される結果から、本発明被覆工具１〜１８においては、最内層側から外層側へと向かって、引張残留応力が次第に減少するように、最内層−内層−内側密着層−中間層−外側密着層−外層という層構造で硬質被覆層を構成し、しかも、耐熱性、高温強度、高温硬度にすぐれた外層の表面にブラスト処理を施すことによって、外層に対して圧縮応力を作用させ、また、外層に存在している冷却亀裂の拡大を抑制し、かつ、過多な２次亀裂の形成をも抑制することにより、高熱発生を伴い、切刃に対して、断続的かつ衝撃的負荷がかかるステンレス鋼、耐熱鋼等の高速断続切削加工においても、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のに対して、最内層側から外層側へと向かって、引張残留応力が次第に減少するように構成されていない層構造の比較被覆工具１〜９、あるいは、引張残留応力が次第に減少するように構成されていない層構造であるばかりか切刃部に耐熱性、硬度、強度に優れたＺｒＮ層、ＺｒＣＮ層、ＺｒＣ層が形成されていない比較被覆工具１０〜１８においては、高速断続切削加工に際し、高温条件下で切刃にかかる断続的・衝撃的高負荷に耐えられず、硬質被覆層にはチッピング、欠損、層間剥離が発生し、これが原因で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、この発明の被覆工具は、各種の鋼、ステンレス鋼および鋳鉄などの通常の条件での切削加工は勿論のこと、特に、高い熱発生を伴うとともに、切刃部に断続的かつ衝撃的負荷がかかるステンレス鋼、耐熱鋼等の高速断続切削条件でも、すぐれた耐チッピング性を示し、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なら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】ブラスト処理を施す前の、本発明被覆工具の硬質被覆層の残留応力の分布状況を示す概要説明図である。
【図２】ブラスト処理を施した後の、本発明被覆工具の硬質被覆層の残留応力の分布状況を示す概要説明図である。
【図１】
2009255233.tif 000009
【図２】
2009255233.tif 000010