JP2002239808A - 表面被覆超硬合金切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質被覆膜の超硬合金基体への密着力を高め
るとともに、耐摩耗性の向上を可能とした、表面被覆超
硬合金切削工具を提供することにある。 【解決手段】 超硬合金基体の表面部にη相が、Ａ領域
（刃先稜線部から逃げ面方向に向かう０．１ｍｍ≦ａ≦
３．０ｍｍの領域）、Ｂ領域（刃先稜線部の範囲）およ
びＣ領域（刃先稜線部からチップブレーカの底を含むす
くい面方向に向かう０．３ｍｍ≦ｃ≦３．０ｍｍの領
域）の連続領域で５％以上、４０％以下の領域割合で点
在し、Ａ領域、Ｂ領域およびＣ領域の連続領域で表面粗
さが超硬合金基体の端面からの観察によって測定される
基準長さ５μｍに対し、面粗さがＲｍａｘ０．２μｍ〜
１．３μｍとなる均一な面粗さを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は表面被覆超硬合金
切削工具に関し、より特定的には、表面被覆超硬合金切
削工具の刃先近傍の耐摩耗性を向上させるとともに、硬
質被覆膜の密着力を向上させる表面被覆超硬合金切削工
具の長寿命化の達成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に表面被覆超硬合金切削工具は、
所定の超硬合金基体から形成されている。この超硬合金
基体は、周期律表のＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族の炭化物、
窒化物、および、炭窒化物から選ばれた１種以上を硬質
相とし、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、および、Ｃｒからな
る群より選択される材料を含む、Ｃｏを主成分とする結
合相とからなる超硬合金の粉末を金型でプレス成形し焼
結した後に刃先稜線部をホーニング加工などにより研削
加工を行なうことにより形成される。また、上記超硬合
金の粉末をブレーカ付金型でプレス成型することもあ
る。超硬合金基体の表面には、化学蒸着法（ＣＶＤ法）
や物理蒸着法（ＰＶＤ法）などの手段によって各種のセ
ラミックス被膜を形成した単層または多層で構成された
被覆層を蒸着され、この硬質被覆層が蒸着された超硬合
金基体が表面被覆切削工具として実用化され広く普及し
ている。

【０００３】このように、単層または多層で構成された
硬質被覆層を超硬合金基体に蒸着することにより、表面
被覆切削工具の耐摩耗性が向上するだけでなく、切削時
に被削材と表面被覆切削工具とが反応することを防止で
き、結果的に表面被覆切削工具の寿命の向上が図れる。
しかし、これらの表面被覆切削工具を用いて加工を行な
った場合、特に高速切削加工のような高温での被覆層の
耐摩耗性が必要な加工、あるいは小物部品加工のように
被削材への食いつき回数が多い加工などにおいて被覆層
の耐摩耗性が不足したり、被覆層の損傷が発生すること
による表面被覆切削工具寿命の低下が発生していた。

【０００４】また、熱ＣＶＤ法による被覆膜ではＰＶＤ
法に比べて母材との密着性は優れるものの、母材の種類
によっては、特に性能に寄与する切刃稜線部において超
硬基体と硬質被覆膜の界面に脆化相であるη相（Ｃｏ₃
Ｗ₃Ｃ，Ｃｏ₆Ｗ₆Ｃなどの複炭化物相）が広範囲にわた
り厚く析出し、切削中にこのη相とともに硬質被覆相が
脱落して摩耗の進行が発生することから、表面被覆切削
工具の寿命のばらつきを引起し、硬質被覆膜が寿命向上
に寄与しているとはいえない場合があった。

【０００５】これらの問題を解決するために、有機ＣＮ
化合物を用いた熱ＣＶＤ法（以下、ＭＴ−ＣＶＤ法と呼
ぶ）でＴｉＣＮ膜を成膜する方法が提案されている（特
開昭５０−１１７８０９号公報、特開昭５０−１０９８
２８号公報）。この方法により形成された被覆層は柱状
組織を有することも知られている（特許第２６６０１８
０号公報など）。このＭＴ−ＣＶＤ法では、従来の方法
よりもやや低い温度で成膜ができ、気相中でＣやＮの供
給が十分であるために切刃稜線部の基体から膜へのＣな
どの拡散が少なく、刃先稜線部のη相が発生しないとさ
れている。

【０００６】また、切刃稜線部にある刃先稜線部にη相
が集中して発生するのは、超硬合金基体のプレス成形時
に生じた刃先稜線部のバリを、ホーニング処理である面
取り加工が施されたときに生じる加工屑または加工変質
相がＣＶＤ法成膜時に基体から炭素が硬質被覆膜に拡散
し、拡散した空孔部に融点の低い結合相であるＣｏが入
り込み、複炭化物相であるη相を形成するためである。
そこで、このη相をなくすために加工屑または加工変質
相をコーティング前にエッチング処理を施し除去する方
法が提案されている（特開平８−２５７８０９号公
報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｍ
Ｔ−ＣＶＤ法では超硬合金基体と硬質被覆膜の界面にη
相が形成されることはないが、従来の方法よりもやや低
い温度で成膜され、また反応性の高い有機ＣＮ化合物を
使用するため、超硬合金基体から膜への拡散がなく密着
力が不十分となっている。

【０００８】また、エッチング処理方法でも同様にη相
の極端な低減は密着力低下をもたらし、実質的には硬質
被覆膜が食いつき加工時に剥離を伴う摩耗の増加を引き
起こし、表面被覆切削工具の寿命を延ばすことができな
かった。また、η相は高硬度の複炭化物であり、η相を
消滅させることで耐摩耗性が下がり、この点でも表面被
覆切削工具の寿命を延ばすことができなかった。

【０００９】したがって、この発明の目的は、硬質被覆
膜の超硬合金基体への密着力を高めるとともに、耐摩耗
性の向上を可能とした、表面被覆超硬合金切削工具を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本願発明者ら
は、上記知見に基づき硬質被覆膜の密着力と超硬合金基
体の耐摩耗性を向上させ、表面被覆超硬合金切削工具の
寿命を延ばすために鋭意研究を行なった結果、下記に示
す所定の連続した領域範囲で一定の割合でη相を点在さ
せることで上記問題点を解消し、さらに表面被覆超硬合
金切削工具の広範囲にわたり性能を発揮することを見出
した。

【００１１】この発明に基いた表面被覆超硬合金切削工
具によれば、周期律表のＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族の炭化
物、窒化物、および、炭窒化物から選ばれた１種以上を
硬質相とし、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、および、Ｃｒか
らなる群より選択される材料を含む、Ｃｏを主成分とす
る結合相とを備え、すくい面にプレス焼成された超硬合
金基体の表面部に、アスペクト比が５以上の柱状組織を
有するＴｉＣＮ硬質被覆膜を少なくとも１層以上有し、
かつ、上記柱状組織を有するＴｉＣＮ硬質被覆膜と異な
る表面硬質被覆膜が少なくとも１層以上有する表面被覆
超硬合金切削工具であって、上記超硬合金基体の表面部
のＡ領域、Ｂ領域、およびＣ領域の連続した領域範囲
で、上記Ａ領域が、刃先稜線部から逃げ面方向に向かう
０．１ｍｍ≦ａ≦３．０ｍｍの範囲の領域、上記Ｂ領域
が、上記刃先稜線部の範囲、および、Ｃ領域が、上記刃
先稜線部からすくい面方向に向かう０．３ｍｍ≦ｃ≦
３．０ｍｍの範囲の領域である場合に、上記超硬合金基
体の表面部にη相がＡ領域、Ｂ領域およびＣ領域の連続
領域で５％以上、４０％以下の領域割合で点在し、Ａ領
域、Ｂ領域およびＣ領域の連続領域で表面粗さが上記超
硬合金基体の断面からの観察によって測定される基準長
さ５μｍに対し、面粗さがＲｍａｘ０．２〜１．３μｍ
となる均一な面粗さを有する。

【００１２】これにより、η相を点在させることが可能
になり、硬質被覆膜への炭素などの拡散とη相の点在に
より不連続相が形成され硬質被覆膜と超硬合金基体との
界面に走る亀裂進展を防ぎ、より強固な密着力が得られ
る。また高硬度なη相を点在することにより、超硬合金
基体の耐摩耗性を向上させることが可能となる。

【００１３】また、上記発明において好ましくは、上記
超硬合金基体の表面部に点在するη相は、界面に沿う幅
を０．５μｍ以上、１０μｍ以下、かつ、界面から垂直
な深さを０．５μｍ以上、５μｍ以下である。これによ
り、性能良く表面被覆超硬合金切削工具の寿命の延命を
図ることが可能になる。

【００１４】また、上記発明において好ましくは、上記
超硬合金基体の表面部の上記Ｃ領域は、チップブレーカ
の底を含む領域が存在する。これにより、さらに耐クレ
ータ性を向上させることが可能になる。

【００１５】また、上記発明において好ましくは、上記
柱状組織を有するＴｉＣＮ硬質被覆膜の少なくとも１層
の膜厚が３．０μｍ〜２０．０μｍを有する。これによ
り、硬質被覆膜の耐摩耗性の向上を図ることが可能にな
る。

【００１６】また、上記発明において好ましくは、上記
表面硬質被覆膜は、酸化アルミニウム層、酸化ジルコニ
ウム層、酸化ハフニウム層、周期律表のＩＶＡ、ＶＡ、
ＶＩＡ族の炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、硼化物
層、硼窒化物層、硼窒炭化物層、酸化物層、炭酸化物
層、酸窒化物層、および、炭窒酸化物層、からなる群よ
り選択される層を有し、上記トータル膜厚が１．０μｍ
〜３０．０μｍである。

【００１７】また、上記発明において好ましくは、上記
超硬合金基体上に形成される最内層に、ＴｉＮからなる
上記硬質被覆膜が形成される。これにより、表面被覆超
硬合金切削工具の耐摩耗性と耐クレータ性のバランスが
良く長期に亘り優れた性能を発揮することが可能にな
る。

【００１８】また、上記発明において好ましくは、上記
表面硬質被覆膜が、α−Ａｌ₂Ｏ₃を有する。これによ
り、表面硬質被覆膜の強度が向上し、更に性能向上を図
ることが可能になる。

【００１９】また、上記発明において好ましくは、上記
表面硬質被覆膜の刃先稜線部近傍が、工具断面からの観
察によって測定される基準長さ５μｍに対する面粗さＲ
ｍａｘが、０．２μｍ以下の滑らかな面で実質的に構成
されている。これにより、表面硬質被覆膜の剥離が防止
され、実質的に表面硬質被覆膜の剥離から生じる摩耗の
進行を抑制でき、表面被覆超硬合金切削工具の寿命の向
上を図ることが可能になる。

【００２０】また、上記発明において好ましくは、上記
超硬合金基体の表面部に、平均厚みが０μｍより大きく
５０μｍ以下の脱β層を有する。これにより、超硬合金
基体の表面部の欠損が抑制され、実質的に欠損から生じ
る耐摩耗性を十分に発揮することが可能になり、表面被
覆超硬合金切削工具の寿命の向上を図ることが可能にな
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に基いた表面被覆超
硬合金切削工具の実施の形態について説明する。なお、
以下に示す元素の周期律は、「株式会社朝倉書店発行、
実用化学辞典（第４刷）、第３４６頁および第３４７
頁」に掲載のものに基くものとする。

【００２２】本実施の形態における超硬合金基体として
は周期律表のＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族から選ばれた１種
以上を硬質相とし、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、および、
Ｃｒからなる群より選択される材料を含む、Ｃｏを主成
分とする結合相とを備え、図１に示すように、すくい面
１にプレス焼成されたチップブレーカ２が配設された超
硬合金基体が適用される。なお、図１に示す表面被覆超
硬合金切削工具は、その外観を示す斜視図の一例であ
り、刃先先端３、刃先稜線部４、および、逃げ面５が表
わされている。

【００２３】ここですくい面１にチップブレーカ２が配
置されている超硬合金基体を用いるのは、高速・高能率
加工における切屑排出性をよくし、工具と切屑の滑り摩
擦による温度上昇を極力低くし、表面被覆超硬合金切削
工具の寿命の延命を狙うものであり、従来の方法過酷な
使用環境に耐えるためには必要不可欠である。

【００２４】硬質被覆膜としてはＭＴ−ＣＶＤ法による
アスペクト比が５以上の柱状組織を有するＴｉＣＮ硬質
被覆膜を少なくとも１層以上形成し、かつ、柱状組織を
有するＴｉＣＮ硬質被覆膜と異なる表面硬質被覆膜が少
なくとも１層以上形成している。ここで、ＭＴ−ＣＶＤ
法の反応条件を従来とは異なった条件、すなわち有機Ｃ
Ｎ化合物を用いて雰囲気圧力を３０ｋＰａ〜８０ｋＰ
ａ、成膜温度を９００℃〜１０００℃で成膜させる。

【００２５】また、図２の断面模式図に示すように、上
記超硬合金基体の表面部のＡ領域、Ｂ領域、およびＣ領
域の連続した領域範囲において、ａ領域が刃先稜線部か
ら逃げ面に向く方向の領域０．１ｍｍ≦ａ≦３．０ｍｍ
の範囲であり、ｂ領域が刃先稜線部の範囲であり、ｃ領
域が刃先稜線部からチップブレーカ底を含むすくい面に
向く方向の領域０．３ｍｍ≦ｃ≦３．０ｍｍの範囲であ
る。

【００２６】刃先稜線部であるＢ領域は面取り加工を行
ない、Ａ領域およびＣ領域の範囲は超硬合金基体の表面
処理を実施し、Ｂ領域を中心に均一な超硬合金基体の表
面加工処理がなされ、Ａ領域、Ｂ領域、およびＣ領域の
連続領域で表面粗さが超硬合金基体の断面から観察する
方法によって測定される基準長さ５μｍに対し、面粗さ
がＲｍａｘ０．２μｍ〜１．３μｍとなる均一な面粗さ
を形成する。加工処理はブラシ・バレル・ブラストなど
の方法を用いて、チップブレーカ底まで均一に処理しな
ければならない。

【００２７】このような加工処理後の範囲に断続的なレ
ーザ照射、エッチング液などの高圧照射などの方法によ
り脱炭しやすいＡ領域、Ｂ領域、および、Ｃ領域の連続
領域で５％以上、４０％以下の領域割合で点在させるこ
とができる。また断続時間、照射圧力を変化させること
により超硬合金基体の深さ方向にもη相を点在させるこ
とが可能となる。

【００２８】このようにη相を点在させることで、硬質
被覆膜への炭素などの拡散とη相の点在により不連続相
が形成され硬質被覆膜と超硬合金基体との界面に走る亀
裂進展を防ぎ、より強固な密着力が得られる。また高硬
度なη相を点在することにより、超硬合金基体の耐摩耗
性を向上させることが可能となるのである。ここでη相
領域確認方法は、図１のＩＩ−ＩＩで、表面被覆超硬合
金切削工具を切断し、その断面（図２）を研磨後ラッピ
ングにより鏡面状態に仕上げ、所定の試薬にて硬質被覆
膜と硬質合金基体との界面を腐食させる方法で確認し、
領域を界面に沿う長さで測定・計算する。

【００２９】ここで、Ａ領域の範囲を０．１ｍｍ≦ａ≦
３．０ｍｍとしたのは被削材との滑り摩耗である耐摩耗
性を向上させるものとしており、０．１ｍｍ以下では摩
耗の進行が制御できず、３．０ｍｍ以上では照射領域が
広くなりすぎ、制御されたη相が析出できない。また、
Ｃ領域の範囲ではチップブレーカ底を含むすくい面に向
かう方向の領域において０．３ｍｍ≦ａ≦３．０ｍｍと
することにより、耐クレータ性の向上を図り、クレータ
摩耗の進行を抑制することにより、切削温度を下げる効
果が発揮され長期にわたり寿命を延ばすことが可能とな
る。すくい面領域の範囲が０．３μｍ以下では、ブレー
カ底までは達せず、３．０ｍｍ以上では照射領域が広く
なりすぎ、制御されたη相が析出できない。また、超硬
合金基体の表面粗さをＲｍａｘ０．２μｍ〜１．３μｍ
となる均一な面粗さでなければη相の析出を制御するこ
とが困難となる。

【００３０】ここで、基準長さを５μｍとしたのは、超
硬合金の主成分であるＷＣ粒子の大きさが一般に、表面
部で３μｍ〜５μｍの範囲にあり、これが表面に突起し
ていて５μｍ〜７μｍ程度の幅で２μｍ〜３μｍの高さ
の「うねり」が生じるので、このうねりの影響を排除し
て表面粗さを特定するためである。

【００３１】点在するη相は、界面に沿う幅を０．５μ
ｍ以上、１０μｍ以下、かつ、界面から垂直な深さで
０．５μｍ以上、５μｍ以下とすることで性能向上が図
れ、これ以外の範囲では、著しく寿命を低下させること
になる。点在するη相の大きさは、好ましくは幅約５μ
ｍ・深さ約２μｍで最も性能がよく表面被覆超硬合金切
削工具の寿命の延命が可能となる。

【００３２】また、有機ＣＮガスを用いたアスペクト比
が５以上の柱状結晶組織であるＴｉＣＮ相が３．０μｍ
〜２０．０μｍを有することで硬質被覆膜の耐摩耗性の
向上が可能となる。ここで、３．０μｍ以下では硬質被
覆膜の膜厚が薄すぎるために耐摩耗性が足りなくなり、
２０．０μｍ以上では柱状組織の途中から膜破壊してし
まうことになり欠損し、表面被覆超硬合金切削工具の寿
命が十分発揮できなくなるためである。

【００３３】さらに好ましくは、アスペクトが５以上の
柱状結晶組織であるＴｉＣＮ相以外の硬質被覆膜の膜質
が上記の組成の異なる表面硬質被覆膜は、酸化アルミニ
ウム層、酸化ジルコニウム層、酸化ハフニウム層、周期
律表のＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族の炭化物層、窒化物層、
炭窒化物層、硼化物層、硼窒化物層、硼窒炭化物層、酸
化物層、炭酸化物層、酸窒化物層、および、炭窒酸化物
層の単層または多重層で構成されていることが好まし
く、トータル膜厚が１．０μｍ〜３０．０μｍとするこ
とで耐摩耗性と耐クレータ性のバランスがよく長期にわ
たり優れた性能を発揮できる。

【００３４】また、さらに好ましくは超硬合金基体側よ
り最内層である第１層がＴｉＮであることで硬質基体表
面の膜付着強度を向上させることが可能となり、硬質被
覆膜の剥離から生じる摩耗の抑制が可能となり、耐摩耗
性の向上が図れ、切削工具の寿命延命がなされる。

【００３５】また高強度な硬質被覆膜であるα−Ａｌ２
Ｏ３膜を配置することにより、硬質被覆膜の強度が向上
しさらに性能向上が図れることになる。

【００３６】刃先稜線部の硬質被覆膜の損傷が容易に発
生しないように、刃先稜線部近傍の硬質被覆膜表面が基
準長さ５μｍに対する面粗さＲｍａｘが０．２μｍ以下
の滑らかな面で構成されることにより、硬質被覆膜の剥
離を防止し、実質的に硬質被膜の剥離から生じる摩耗の
進行を抑制され、寿命向上が図れる。

【００３７】さらに超硬合金基体の表面部に脱β層（０
μｍより大きく（脱β層厚み）≦５０μｍ）である軟化
層を配置することにより欠損が抑制され、実質的に欠損
から生じる耐摩耗性を十分に発揮することが可能とな
り、被覆工具寿命の延命がなされる。

【００３８】（実施例１）硬質合金基体として、表１に
示した原料粉末を用いて、表１記載の配合組成に配合
し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後ＩＳ
Ｏ・ＳＮＭＧ１２０４０８の形状にブレーカ形状が施さ
れた圧紛体にプレス成形し、真空雰囲気中で表１記載の
条件で焼結（超硬合金Ａ〜Ｅ）を行なった。

【００３９】

【表１】

【００４０】得られた焼結体（超硬合金Ａ〜Ｅ）を刃先
稜線部Ｂの面取り加工を♯８００ＳｉＣブラシ実施し、
その後逃げ面Ａとすくい面Ｃの領域を線形の細い♯８０
０ＳｉＣブラシを用いて、ブレーカ底まで処理を実施す
る。図２に断面模式図を記載する。実施した硬質合金基
体の処理領域と基体表面の面粗さの状態を表２に示す。
得られた超硬合金基体を断続的なレーザ照射：波長０．
１９μｍ〜０．５０μｍ、出力５ｍＪ〜１ＪをＡ〜Ｃ領
域に照射する。

【００４１】

【表２】

【００４２】得られた超硬合金基体に化学蒸着装置を用
い、表３に示される成膜条件で硬質被覆膜を得た。

【００４３】

【表３】

【００４４】また、アスペクト比を変化させた柱状晶Ｔ
ｉＣＮ硬質被覆膜は圧力・温度を断続あるいは連続変化
させることにより得られる。得られたアスペクト比は表
４に記載する。

【００４５】

【表４】

【００４６】アスペクト比の測定はチップブレーカ付の
表面被覆超硬合金切削工具の破断面で柱状組織を持つＴ
ｉＣＮ硬質被覆膜の膜厚Ｆの中心部から７０％範囲
（Ｇ）で水平方向の結晶粒径（（上端側粒径Ｄ＋下端側
粒径Ｅ）／２）と膜厚（Ｇ）との比を算出して求める方
法をとる（模式図を図３に示す）。また、本実施の形態
で製造された超硬合金基体状態と硬質被覆膜構造とを表
２に示し、η相の領域割合と大きさとを表４に示す。

【００４７】次に、本実施の形態における表面被覆超硬
合金切削工具１〜７（表２参照）および従来の表面被覆
超硬合金切削工具８〜１１（表２参照）について以下の
条件で連続切削試験を行なう。

【００４８】（切削条件１） 被削材：ＳＣＭ４３５ 丸棒材 切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ 送り：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ 切込み：１．５ｍｍ 切削時間：３０ｍｉｎ 切削油：有り （切削条件２） 被削材：ＳＣＭ４３５ 溝付丸棒材 切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ 送り：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ 切込み：１．５ｍｍ 切削時間：工具寿命までの加工時間 切削油：使用せず 上記条件の下で連続切削試験を行ない、切削条件１では
逃げ面の磨耗量とすくい面のクレータ磨耗量の測定を
し、切削条件２では工具寿命までの加工時間を測定し
た。測定結果を下記表５に示す。

【００４９】

【表５】

【００５０】（実施例２）上記実施例１で得られた表面
被覆超硬合金切削工具の刃先稜線部近傍の硬質被覆膜を
平均粒径４μｍのダイヤモンドパウダーでラッピング
し、刃先稜線部付近の硬質被覆膜の表面粗さを断面から
観察する方法によって測定される基準長さ５μｍに対す
る面粗さＲｍａｘが０．２μｍ以下の滑らかな面とする
ことで、切削条件１では逃げ面の摩耗幅が２０％程度減
少し、また切削条件２では２０％〜４０％寿命が延びた
ことが確認でき、性能向上が図れた。

【００５１】なお、上記実施の形態はすべての点で例示
であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記し
た説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許
請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更
が含まれる。

【００５２】

【発明の効果】以上、本発明に基づいた表面被覆超硬合
金切削工具においては、一定時間の摩耗量比較と寿命ま
での加工時間の延命が可能となる。また、本発明におい
ては、刃先稜線部と逃げ面とすくい面の超硬合金基体の
粗さを均一にし、超硬合金基体と硬質被覆膜の界面にη
相が点在させることにより、長期にわたって優れた耐摩
耗性と耐クレータ摩耗性の両立が可能となり、表面被覆
切削工具の長寿命化を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 チップブレーカ付表面被覆切削工具の外観の
一例を示す斜視図である。

【図２】 図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。

【図３】 柱状晶ＴｉＣＮのアスペクト比の算出方法を
示す模式図である。

【符号の説明】

１ すくい面、２ チップブレーカ、３ 刃先先端、４
刃先稜線部、５ 逃げ面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C046 FF03 FF10 FF11 FF13 FF16 FF22 FF25 FF32 FF39 FF45 FF46 FF50 FF53 FF55 JJ06 4K030 AA03 AA10 AA14 AA17 AA18 BA10 BA18 BA22 BA35 BA36 BA38 BA41 BA42 BA43 BA49 BA53 BA56 BA57 BB02 BB03 BB11 BB13 CA03 JA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期律表のＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族の炭
   化物、窒化物、および、炭窒化物から選ばれた１種以上
   を硬質相とし、 Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、および、Ｃｒからなる群より
   選択される材料を含む、Ｃｏを主成分とする結合相とを
   備え、 すくい面にプレス焼成されたチップブレーカが配設され
   た超硬合金基体の表面部に、アスペクト比が５以上の柱
   状組織を有するＴｉＣＮ硬質被覆膜を少なくとも１層以
   上有し、かつ、前記柱状組織を有するＴｉＣＮ硬質被覆
   膜と異なる表面硬質被覆膜を少なくとも１層以上有する
   表面被覆超硬合金切削工具であって、 前記超硬合金基体の表面部のＡ領域、Ｂ領域、およびＣ
   領域の連続した領域範囲で、前記Ａ領域が、刃先稜線部
   から逃げ面方向に向かう０．１≦ａ≦３．０ｍｍの範囲
   の領域、前記Ｂ領域が、前記刃先稜線部の範囲、およ
   び、前記Ｃ領域が、前記刃先稜線部からすくい面方向に
   向かう０．３≦ｃ≦３．０ｍｍの範囲の領域である場合
   に、前記超硬合金基体の表面部にη相が前記Ａ領域、前
   記Ｂ領域および前記Ｃ領域の連続領域で５％以上、４０
   ％以下の領域割合で点在し、前記Ａ領域、前記Ｂ領域お
   よび前記Ｃ領域の連続領域で表面粗さが前記超硬合金基
   体の断面からの観察によって測定される基準長さ５μｍ
   に対し、面粗さがＲｍａｘ０．２〜１．３μｍとなる均
   一な面粗さを有することを特徴とする、表面被覆超硬合
   金切削工具。
2. 【請求項２】 前記超硬合金基体の表面部に点在するη
   相は、界面に沿う幅を０．５μｍ以上、１０μｍ以下、
   かつ、界面から垂直な深さを０．５μｍ以上、５μｍ以
   下とすることを特徴とする、請求項１に記載の表面被覆
   超硬合金切削工具。
3. 【請求項３】 前記超硬合金基体の表面部の前記Ｃ領域
   は、チップブレーカの底を含む領域が存在することを特
   徴とする、請求項１または２に記載の表面被覆超硬合金
   切削工具。
4. 【請求項４】 前記柱状組織を有するＴｉＣＮ硬質被覆
   膜の少なくとも１層の膜厚が３．０μｍ〜２０．０μｍ
   を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか
   に記載の表面被覆超硬合金切削工具。
5. 【請求項５】 前記表面硬質被覆膜は、酸化アルミニウ
   ム層、酸化ジルコニウム層、酸化ハフニウム層、周期律
   表のＩＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族の炭化物層、窒化物層、炭
   窒化物層、硼化物層、硼窒化物層、硼窒炭化物層、酸化
   物層、炭酸化物層、酸窒化物層、および、炭窒酸化物
   層、からなる群より選択される層を有し、前記トータル
   膜厚が１．０μｍ〜３０．０μｍである、請求項１から
   ４のいずれかに記載の表面被覆超硬合金切削工具。
6. 【請求項６】 前記超硬合金基体上に形成される最内層
   に、ＴｉＮからなる前記硬質被覆膜が形成されることを
   特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の表面被
   覆超硬合金切削工具。
7. 【請求項７】 前記表面硬質被覆膜が、α−Ａｌ₂Ｏ₃を
   有することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに
   記載の表面被覆超硬合金切削工具。
8. 【請求項８】 前記表面硬質被覆膜の刃先稜線部近傍
   が、工具断面からの観察によって測定される基準長さ５
   μｍに対する面粗さＲｍａｘが、０．２μｍ以下の滑ら
   かな面で実質的に構成されていることを特徴とする、請
   求項１から７のいずれかに記載の表面被覆超硬合金切削
   工具。
9. 【請求項９】 前記超硬合金基体の表面部に、平均厚み
   が０μｍより大きく５０μｍ以下の脱β層を有する、請
   求項１から８のいずれかに記載の表面被覆超硬合金切削
   工具。