(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化タングステン基超硬合金基体または炭窒化チタン系サーメット基体の表面に、２〜１０μｍの全体平均層厚で物理蒸着した硬質被覆層が、個々の平均層厚が０．２〜１μｍの第１薄層と第２薄層の４層以上の交互積層からなり、
（ａ）上記第１薄層を、組成式：（Ｔｉ1-XＡｌX）Ｎで表わした場合、厚さ方向中央部のオージェ分光分析装置による測定で、原子比で、Ｘ：０．３０〜０．７０を満足するＴｉとＡｌの複合窒化物層で構成し、
（ｂ）上記第２薄層を、酸化アルミニウム相の割合が窒化チタン相との合量に占める割合で３５〜６５質量％である酸化アルミニウム相と窒化チタン相の混合層で構成したこと、
を特徴とする硬質被覆層が重切削条件で被削材に対して良好な食いつき性を示す表面被覆超硬合金製切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に鋼や鋳鉄などの被削材の切削を高切り込みや高送りなどの重切削条件で行なった場合に、硬質被覆層が前記被削材に対して良好な食いつき性を示し、この結果切削時の発熱が小さくなり、切刃の摩耗進行が著しく抑制されることから、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するようになる表面被覆超硬合金製切削工具（以下、被覆超硬工具という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、切削工具には、各種の鋼や鋳鉄などの被削材の旋削加工や平削り加工にバイトの先端部に着脱自在に取り付けて用いられるスローアウエイチップ、前記被削材の穴あけ切削加工などに用いられるドリルやミニチュアドリル、さらに前記被削材の面削加工や溝加工、肩加工などに用いられるソリッドタイプのエンドミルなどがあり、また前記スローアウエイチップを着脱自在に取り付けて前記ソリッドタイプのエンドミルと同様に切削加工を行うスローアウエイエンドミル工具などが知られている。
【０００３】
また、切削工具として、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）基サーメットからなる基体（以下、これらを総称して超硬基体と云う）の表面に、個々の平均層厚が０．２〜１μｍの第１薄層と第２薄層の４層以上の交互積層からなり、
（ａ）上記第１薄層を、組成式：（Ｔｉ1-XＡｌX）Ｎで表わした場合、厚さ方向中央部のオージェ分光分析装置による測定で、原子比で、Ｘ：０．３０〜０．７０を満足するＴｉとＡｌの複合窒化物［以下、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎで示す］で構成し、
（ｂ）上記第２薄層を、窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）で構成してなる、硬質被覆層を２〜１０μｍの全体平均層厚で物理蒸着してなる被覆超硬工具が、各種の鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削加工用として提案されている。
【０００４】
さらに、上記の被覆超硬工具は、図１（ａ）に概略平面図で、同（ｂ）に概略正面図で示される構造のアークイオンプレーティング装置を用いて製造することができる。すなわち、前記アークイオンプレーティング装置内の回転テーブル上に上記の超硬基体を装着し、一方カソード電極（蒸発源）として、種々の成分組成をもった第１薄層形成用Ｔｉ−Ａｌ合金と第２薄層形成用金属Ｔｉを装置内の所定位置（図１での前記金属Ｔｉの設置位置は図示されるＴｉ−Ａｌ2Ｏ3焼結体の設置位置と同じ）に装着し、まず装置内を排気して真空に保持しながら、ヒーターで装置内を所定温度に加熱した後、前記回転テーブル上で回転する超硬基体に所定電圧の直流バイアス電圧を印加して、カソード電極の前記金属Ｔｉとアノード電極との間にアーク放電を発生させ、もって超硬基体表面をＴｉボンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して所定圧力の反応雰囲気とすると共に、前記回転テーブル上で回転する超硬基体に印加する直流バイアス電圧を所定の電圧として、前記カソード電極(前記第１薄層形成用Ｔｉ−Ａｌ合金または第２薄層形成用金属Ｔｉ)とアノード電極との間にアーク放電を発生させ、もって前記超硬基体の表面に、所定の層厚を有する第１薄層と第２薄層との交互積層からなる硬質被覆層を所定の全体層厚で蒸着することにより製造されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年の切削装置の高性能化はめざましく、かつ切削加工に対する省力化および省エネ化、さらに低コスト化に対する要求も強く、これに伴い、切削加工は通常の条件での連続加工や断続加工は勿論のこと、高切り込みや高送りなどの重切削条件での切削加工にもすぐれた切削性能を発揮する汎用性のある切削工具が求められる傾向にあるが、上記の従来被覆超硬工具においては、これを鋼や鋳鉄などの通常の条件での切削加工に用いた場合には問題はないが、これを重切削条件で用いると、特に硬質被覆層の被削材に対する食いつき性が低下し、切刃が被削材表面でから滑りし、この結果著しい切削熱が発生し、硬質被覆層の温度が上昇するようになることから、硬質被覆層の摩耗が一段と促進し、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の従来被覆超硬工具に着目し、特に重切削条件での硬質被覆層の温度上昇を抑制すべく研究を行った結果、  上記従来被覆超硬工具の硬質被覆層の第２薄層であるＴｉＮ層を、酸化アルミニウム（以下、Ａｌ2Ｏ3で示す）相の割合をＴｉＮ相との合量に占める割合で３５〜６５質量％とした相対的に硬質のＡｌ2Ｏ3相（マイクロビッカース硬さで約３０００ｋｇｆ／ｍｍ２）と軟質のＴｉＮ相（マイクロビッカース硬さで約２０００ｋｇｆ／ｍｍ２）の混合層で構成し、かつこの混合層と第１薄層である（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層の４層以上の交互積層数とすると共に、これらの個々の層厚を平均層厚で０．２〜１μｍの薄層とした状態で、全体平均層厚を２〜１０μｍとした条件で硬質被覆層を構成すると、前記第２薄層におけるＡｌ2Ｏ3相の存在によって硬質被覆層の被削材に対する食いつき性がきわめて良好なものとなり、重切削条件でも切刃の被削材表面に対するから滑り現象は著しく低減し、切削熱の発生が小さくなって、硬質被覆層の摩耗進行が抑制されるようになることから、被覆超硬工具は長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するようになる、という研究結果を得たのである。
【０００７】
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、
超硬基体の表面に、２〜１０μｍの全体平均層厚で物理蒸着した硬質被覆層が、個々の平均層厚が０．２〜１μｍの第１薄層と第２薄層の４層以上の交互積層からなり、
（ａ）上記第１薄層を、組成式：（Ｔｉ1-XＡｌX）Ｎで表わした場合、厚さ方向中央部のオージェ分光分析装置による測定で、原子比で、Ｘ：０．３０〜０．７０を満足する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層で構成し、
（ｂ）上記第２薄層を、Ａｌ2Ｏ3相の割合がＴｉＮ相との合量に占める割合で３５〜６５質量％であるＡｌ2Ｏ3相とＴｉＮ相の混合層で構成してなる、
硬質被覆層が重切削条件で被削材に対して良好な食いつき性を示す被覆超硬工具に特徴を有するものである。
【０００８】
つぎに、この発明の被覆超硬工具において、硬質被覆層の交互積層を構成する第１薄層および第２薄層の組成、さらに平均層厚を上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ）硬質被覆層の第１薄層の組成
上記第１薄層を構成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ層におけるＡｌは高強度を有するＴｉＮに対して高温硬さおよび耐熱性を高める目的で含有するものであり、したがって組成式：（Ｔｉ1-XＡｌX）ＮのＸ値が原子比（以下同じ）で、０．３未満では高温硬さおよび耐熱性に所望の向上効果が得られず、一方Ｘ値が０．７を越えると、強度が急激に低下し、硬質被覆層にチッピングが発生し易くなると云う理由によりＸ値を０．３〜０．７と定めた。なお、Ｘ値は０．４〜０．６とするのが望ましい。
【０００９】
（ｂ）硬質被覆層の第２薄層の組成
上記第２薄層を構成する混合層におけるＡｌ2Ｏ3相は、硬質被覆層の被削材に対する食いつき性を向上させ、重切削条件での切削加工でも切刃と被削材表面との間のから滑り現象を抑制し、切削熱の発生減少に寄与する作用があるが、その割合がＴｉＮ相との合量に占める割合で３５容量％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その割合が同じく６５質量％を越えるとＴｉＮ相によってもたらされる強度が急激に低下し、硬質被覆層にチッピングが発生し易くなることから、その割合を３５〜６５質量％、望ましくは４５〜５５質量％と定めた。
【００１０】
（ｃ）硬質被覆層の平均層厚
硬質被覆層の交互積層を構成する第１薄層および第２薄層の平均層厚を、それぞれ０．２〜１μｍとしたのは、いずれの薄層においても、その平均層厚が０．２μｍ未満になると、それぞれの薄層のもつ特性、すなわち第１薄層による高硬度とすぐれた耐熱性、第２薄層による高強度とすぐれた被削材食いつき性を硬質被覆層に十分に具備せしめることができず、一方その平均層厚がそれぞれ１μｍを越えると、それぞれの薄層のもつすぐれた特性が相互に阻害されるようになるという理由によるものである。また、上記の第１薄層および第２薄層のもつ特性を硬質被覆層に十分に具備させるためには、経験的に少なくとも４層の交互積層とする必要があることから、４層以上の交互積層数とした。
さらに、硬質被覆層の全体平均層厚を１〜１０μｍとしたのは、その層厚が２μｍでは所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方その層厚が１０μｍを越えると、切刃にチッピングが発生し易くなるという理由によるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の被覆超硬工具を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
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、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 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、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、１００ＭＰａ の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を６Ｐａの真空中、温度：１４００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０５のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４０８のチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製の超硬基体Ａ１〜Ａ１０を形成した。
【００１２】
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（重量比で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、１００ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を２ｋＰａの窒素雰囲気中、温度：１５００℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０３のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４０８のチップ形状をもったＴｉＣＮ系サーメット製の超硬基体Ｂ１〜Ｂ６を形成した。
【００１３】
さらに、原料粉末として、平均粒径：１μｍの金属Ｔｉ粉末および同０．１μｍのＡｌ2Ｏ3粉末を用意し、これら原料粉末を、所定の配合割合に配合し、ボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、１００ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を０．５Ｐａの真空雰囲気中、温度：１２００℃に１時間保持の条件で焼結することにより、種々の割合のＴｉとＡｌ2Ｏ3からなる本発明第２薄層形成用Ｔｉ−Ａｌ2Ｏ3焼結体を形成した。
【００１４】
ついで、上記の超硬基体Ａ１〜Ａ１０およびＢ１〜Ｂ６のそれぞれを、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図１に示されるアークイオンプレーティング装置内の回転テーブル上に装着し、一方カソード電極（蒸発源）として、種々の成分組成をもった第１薄層形成用Ｔｉ−Ａｌ合金と上記の本発明第２薄層形成用Ｔｉ−Ａｌ2Ｏ3焼結体を装置内の所定位置に装着し、またボンバート洗浄用金属Ｔｉも装着し、まず装置内を排気して０．５Ｐａの真空に保持しながら、ヒーターで装置内を５００℃に加熱した後、前記回転テーブル上で回転する超硬基体に−１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、カソード電極の前記金属Ｔｉとアノード電極との間にアーク放電を発生させ、もって超硬基体表面をＴｉボンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して１０Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記回転テーブル上で回転する超硬基体に−３００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、前記カソード電極(前記第１薄層形成用Ｔｉ−Ａｌ合金または本発明第２薄層形成用Ｔｉ−Ａｌ2Ｏ3焼結体)とアノード電極との間にアーク放電を発生させ、もって前記超硬基体の表面に、表３に示される目標組成および目標層厚の第１薄層と本発明第２薄層とを表４に示される組み合わせで、かつ同じく表４に示される交互積層数からなる硬質被覆層を蒸着することにより、図２（ａ）に概略斜視図で、同（ｂ）に概略縦断面図で示される形状を有する本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ（以下、本発明被覆超硬チップと云う）１〜１６をそれぞれ製造した。
【００１５】
また、比較の目的で、上記の本発明第２薄層形成用のＴｉ−Ａｌ2Ｏ3焼結体に代って従来第２薄層形成用の金属Ｔｉを用いる以外は、上記の本発明被覆超硬チップ１〜１６の製造条件と同じ条件で、上記超硬基体の表面に表３に示される通りの目標組成および目標層厚の第１薄層と従来第２薄層とを表５に示される組み合わせで、かつ同じく表５に示される交互積層数からなる硬質被覆層を蒸着することにより、従来被覆超硬工具としての従来表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ（以下、従来被覆超硬チップと云う）１〜１６をそれぞれ製造した。
【００１６】
つぎに、上記本発明被覆超硬チップ１〜１６および従来被覆超硬チップ１〜１６について、これを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・ＳＣＭ４４０の丸棒、
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：４ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件での合金鋼の乾式高切り込み連続旋削加工試験、
被削材：ＪＩＳ・Ｓ５０Ｃの長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：２ｍｍ、
送り：０．４ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件での炭素鋼の乾式高送り断続旋削加工試験、さらに、
被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：４ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分、
の条件での鋳鉄の乾式高切り込み断続旋削加工試験を行い、いずれの旋削加工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６に示した。
【００１７】
【表１】
0003849135.tif 000002
【００１８】
【表２】
0003849135.tif 000003
【００１９】
【表３】
0003849135.tif 000004
【００２０】
【表４】
0003849135.tif 000005
【００２１】
【表５】
0003849135.tif 000006
【００２２】
【表６】
0003849135.tif 000007
【００２３】
（実施例２）
原料粉末として、平均粒径：５．５μｍを有する中粗粒ＷＣ粉末、同０．８μｍの微粒ＷＣ粉末、同１．３μｍのＴａＣ粉末、同１．２μｍのＮｂＣ粉末、同１．２μｍのＺｒＣ粉末、同２．３μｍのＣｒ3Ｃ2粉末、同１．５μｍのＶＣ粉末、同１．０μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ粉末、および同１．８μｍのＣｏ粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ表７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、１００ＭＰａの圧力で所定形状の各種の圧粉体にプレス成形し、これらの圧粉体を、６Ｐａの真空雰囲気中、７℃／分の昇温速度で１３７０〜１４７０℃の範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に１時間保持後、炉冷の条件で焼結して、直径が８ｍｍ、１３ｍｍ、および２６ｍｍの３種の超硬基体形成用丸棒焼結体を形成し、さらに前記の３種の丸棒焼結体から、研削加工にて、表７に示される組合せで、切刃部の直径×長さがそれぞれ６ｍｍ×１３ｍｍ、１０ｍｍ×２２ｍｍ、および２０ｍｍ×４５ｍｍの寸法をもったエンドミル用超硬基体Ｃ−１〜Ｃ−８をそれぞれ製造した。
【００２４】
ついで、これらの超硬基体Ｃ−１〜Ｃ−８を、それぞれアセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図１に示されるアークイオンプレーティング装置に装入し、これらの表面に上記実施例１と同一の条件で、表３に示される目標組成および目標層厚の第１薄層と本発明第２薄層とを表８に示される組み合わせで、かつ同じく表８に示される交互積層数からなる硬質被覆層を蒸着することにより、図３（ａ）に概略正面図で、同（ｂ）に切刃部の概略横断面図で示される形状を有する本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆超硬合金製エンドミル（以下、本発明被覆超硬エンドミルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００２５】
また、比較の目的で、上記の超硬基体Ｃ−１〜Ｃ−８を、それぞれアセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図１に示されるアークイオンプレーティング装置に装入し、これらの表面に上記実施例１における従来被覆超硬チップ１〜１６の製造条件と同じ条件で、表３に示される目標組成および目標層厚の第１薄層と従来第２薄層とを表９に示される組み合わせで、かつ同じく表９に示される交互積層数からなる硬質被覆層を蒸着することにより、従来被覆超硬工具としての従来表面被覆超硬合金製エンドミル（以下、従来被覆超硬エンドミルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００２６】
つぎに、上記本発明被覆超硬エンドミル１〜８および従来被覆超硬エンドミル１〜８のうち、本発明被覆超硬エンドミル１〜３および従来被覆超硬エンドミル１〜３については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の板材、
回転速度：２０００ｍｉｎ−１、
軸方向切り込み：１０ｍｍ、
送り：１００ｍｍ／ｍｉｎ．
の条件での合金鋼の乾式高切り込み溝切削加工試験、本発明被覆超硬エンドミル４〜６および従来被覆超硬エンドミル４〜６については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＦＣ３００の板材、
回転速度：２２００ｍｉｎ−１、
軸方向切り込み：８ｍｍ、
送り：１２０ｍｍ／ｍｉｎ．
の条件での鋳鉄の乾式高切り込み溝切削加工試験、本発明被覆超硬エンドミル７，８および従来被覆超硬エンドミル７，８については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＫＤ６１（硬さ：ＨＲＣ５２）の板材、
回転速度：１５００ｍｉｎ−１、
軸方向切り込み：６ｍｍ、
送り：７０ｍｍ／ｍｉｎ．
の条件での焼入れ鋼の乾式高切り込み溝切削加工試験、
をそれぞれ行い、いずれの溝切削加工試験でも外周刃の逃げ面摩耗量が使用寿命の目安とされる０．１ｍｍに至るまでの切削溝長を測定した。この測定結果を表８，９にそれぞれ示した。
【００２７】
【表７】
0003849135.tif 000008
【００２８】
【表８】
0003849135.tif 000009
【００２９】
【表９】
0003849135.tif 000010
【００３０】
（実施例３）
上記の実施例２で製造した直径が８ｍｍ（超硬基体Ｃ−１〜Ｃ−３形成用）、１３ｍｍ（超硬基体Ｃ−４〜Ｃ−６形成用）、および２６ｍｍ（超硬基体Ｃ−７、Ｃ−８形成用）の３種の丸棒焼結体を用い、この３種の丸棒焼結体から、研削加工にて、溝形成部の直径×長さがそれぞれ４ｍｍ×１３ｍｍ（超硬基体Ｄ−１〜Ｄ−３）、８ｍｍ×２２ｍｍ（超硬基体Ｄ−４〜Ｄ−６）、および１６ｍｍ×４５ｍｍ（超硬基体Ｄ−７、Ｄ−８）の寸法をもったドリル用超硬基体Ｄ−１〜Ｄ−８をそれぞれ製造した。
【００３１】
ついで、これらの超硬基体Ｄ−１〜Ｄ−８を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図１に示されるアークイオンプレーティング装置に装入し、これら超硬基体の表面に、上記実施例１と同一の条件で、表３に示される目標組成および目標層厚の第１薄層と本発明第２薄層とを表１０に示される組み合わせで、かつ同じく表１０に示される交互積層数からなる硬質被覆層を蒸着することにより、図４（ａ）に概略正面図で、同（ｂ）に溝形成部の概略横断面図で示される形状を有する本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆超硬合金製ドリル（以下、本発明被覆超硬ドリルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００３２】
また、比較の目的で、上記の超硬基体Ｄ−１〜Ｄ−８を、それぞれアセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図１に示されるアークイオンプレーティング装置に装入し、これらの表面に上記実施例１における従来被覆超硬チップ１〜１６の製造条件と同じ条件で、表３に示される目標組成および目標層厚の第１薄層と従来第２薄層とを表１１に示される組み合わせで、かつ同じく表１１に示される交互積層数からなる硬質被覆層を蒸着することにより、従来被覆超硬工具としての従来表面被覆超硬合金製ドリル（以下、従来被覆超硬ドリルと云う）１〜８をそれぞれ製造した。
【００３３】
つぎに、上記本発明被覆超硬ドリル１〜８および従来被覆超硬ドリル１〜８のうち、本発明被覆超硬ドリル１〜３および従来被覆超硬ドリル１〜３については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・Ｓ５０Ｃの板材、
切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ．、
送り：０．４ｍｍ／ｒｅｖ、
の条件での炭素鋼の湿式高送り穴あけ切削加工試験、本発明被覆超硬ドリル４〜６および従来被覆超硬ドリル４〜６については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の板材、
切削速度：１４０ｍ／ｍｉｎ．、
送り：０．４ｍｍ／ｒｅｖ、
の条件での合金鋼の湿式高送り穴あけ切削加工試験、本発明被覆超硬ドリル７，８および従来被覆超硬ドリル７，８については、
被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５０ｍｍのＪＩＳ・ＦＣ２５０の板材、
切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ．、
送り：０．４ｍｍ／ｒｅｖ、
の条件での鋳鉄の湿式高送り穴あけ切削加工試験、をそれぞれ行い、いずれの湿式高速穴あけ切削加工試験（いずれの試験も水溶性切削油使用）でも先端切刃面の逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至るまでの穴あけ加工数を測定した。この測定結果を表１０，１１にそれぞれ示した。
【００３４】
【表１０】
0003849135.tif 000011
【００３５】
【表１１】
0003849135.tif 000012
【００３６】
また、この結果得られた本発明被覆超硬工具としての本発明被覆超硬チップ１〜１６、本発明被覆超硬エンドミル１〜８、および本発明被覆超硬ドリル１〜８、並びに従来被覆超硬工具としての従来被覆超硬チップ１〜１６、従来被覆超硬エンドミル１〜８、および従来被覆超硬ドリル１〜８の硬質被覆層の組成および層厚を、エネルギー分散型Ｘ線測定装置およびオージェ分光分析装置、さらに走査型電子顕微鏡を用いて測定したところ、表３〜１１の目標組成および目標層厚と実質的に同じ組成および平均層厚（任意５ヶ所測定の平均値との比較）を示した。
【００３７】
【発明の効果】
表３〜１１に示される結果から、本発明被覆超硬工具は、いずれも鋼や鋳鉄の切削加工を高切り込みや高送りなどの重切削条件で行なっても、特に硬質被覆層を構成する第２薄層におけるＡｌ2Ｏ3相の存在によって被削材に対する食いつき性が向上し、切刃が被削材表面でから滑りすることなく、すぐれた耐摩耗性を発揮するのに対して、硬質被覆層の第２薄層にＡｌ2Ｏ3相が存在しない従来被覆超硬工具においては、いずれも硬質被覆層の重切削条件での被削材に対する食いつき性が悪く、切刃が被削材表面でから滑りし、この結果著しい切削熱が発生することから、硬質被覆層の温度が上昇し、硬質被覆層の摩耗が一段と促進するようになり、比較的短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
上述のように、この発明の被覆超硬工具は、各種の鋼や鋳鉄などの通常の条件での切削加工は勿論のこと、特に高切り込みや高送りなどの重切削条件での切削加工においてもすぐれた耐摩耗性を発揮するものであるから、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】
【図１】アークイオンプレーティング装置の概略説明図である。
【図２】（ａ）は被覆超硬チップの概略斜視図、（ｂ）は被覆超硬チップの概略縦断面図である。
【図３】（ａ）は被覆超硬エンドミル概略正面図、（ｂ）は同切刃部の概略横断面図である。
【図４】（ａ）は被覆超硬ドリルの概略正面図、（ｂ）は同溝形成部の概略横断面図である。
【図１】
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【図２】
0003849135.tif 000014
【図３】
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【図４】
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