JP2004291162A - 表面被覆切削工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】特に金属の断続切削等の工具切刃に強い衝撃がかかるような過酷な切削条件においても、Ｔｉ系被覆層とＡｌ２Ｏ３層との間で剥離が発生することなく硬質被覆層の密着性を高めることができ、優れた耐欠損性および耐摩耗性を有する長寿命の切削工具を提供する。
【解決手段】ＷＣ基超硬合金からなる母材２の表面に、ＴｉＮ、ＴｉＣＮおよびＴｉＣの群から選ばれる少なくとも１種の単層または２層以上の複数層のＴｉ系被覆層７と、Ｔｉ系被覆層７の表面に、結晶系がκ型をなし平均粒径が１μｍ以下の微粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層６と、結晶系がα型をなし平均粒径が２μｍ以上の粗粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層６との多層Ａｌ２Ｏ３層４を順次形成した表面被覆超硬合金製切削工具である。
【選択図】 図１
【解決手段】ＷＣ基超硬合金からなる母材２の表面に、ＴｉＮ、ＴｉＣＮおよびＴｉＣの群から選ばれる少なくとも１種の単層または２層以上の複数層のＴｉ系被覆層７と、Ｔｉ系被覆層７の表面に、結晶系がκ型をなし平均粒径が１μｍ以下の微粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層６と、結晶系がα型をなし平均粒径が２μｍ以上の粗粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層６との多層Ａｌ２Ｏ３層４を順次形成した表面被覆超硬合金製切削工具である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた耐チッピング性および耐摩耗性を有する硬質被覆層を表面に被着形成した表面被覆切削工具に関し、特に鋳鉄等難削材の断続切削等の大きな衝撃が切刃にかかるような切削に際しても、優れた耐欠損性および耐摩耗性を有する表面被覆切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属の切削加工に広く用いられている切削工具は、超硬合金やサーメット、セラミックス等の母材の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層等のＴｉ系被覆層およびＡｌ２Ｏ３層等の硬質被覆層を順次被着形成した表面被覆切削工具が多用されている。
【０００３】
一方、鋳物の断続切削等の大きな衝撃が切刃にかかるような過酷な切削においては、従来の工具では硬質被覆層が大きな衝撃に耐えきれずすくい面においてチッピングや硬質被覆層の剥離から切刃の欠損や異常摩耗の発生等の突発的な工具損傷により工具寿命の長寿命化ができないという問題があった。
【０００４】
上記硬質被覆層として、特許文献１には、上側に結晶系がα型をなすＡｌ２Ｏ３層を形成し、かつ下側に結晶系がκ型をなすＡｌ２Ｏ３層を形成することによって、成膜速度が速くできるとともに工具の耐欠損性を高める効果をもつことが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２５２５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されるように、Ａｌ２Ｏ３層を下層がκ型結晶で上層がα型結晶の結晶構成とした場合でも、特に前記Ａｌ２Ｏ３層とＴｉ系被覆層との層界面付近で硬質被覆層の剥離が発生しやすいという問題を解消できずに、鋳鉄のような難削材の断続切削等の大きな衝撃がかかるような切削においては依然として前記Ａｌ２Ｏ３層の前記界面にてチッピングや硬質被覆層の剥離の発生をなくすことができなかった。すなわち、特許文献１には下側層と上側層でＡｌ２Ｏ３粒子の粒径が異なることとＡｌ２Ｏ３層の下にＴｉ系被覆層を設けることは記載されているものの、Ａｌ２Ｏ３層の層厚やＡｌ２Ｏ３粒子の粒径についての記載はない。
【０００７】
従って、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、特に金属の断続切削等の工具切刃に強い衝撃がかかるような過酷な切削条件においても、硬質被覆層中のＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＣＮ層の少なくとも１種のＴｉ系被覆層とＡｌ２Ｏ３層との層界面付近でチッピングや被覆層の剥離が発生することなく硬質被覆層全体にわたっての密着性を高めることができるとともに、優れた耐欠損性および耐摩耗性を有する長寿命の切削工具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に対し、Ａｌ２Ｏ３層とＴｉ系被覆層との層間密着性を高める方法について検討した結果、Ａｌ２Ｏ３層の構成を、結晶系がκ型をなし、粒径を１μｍ以下の微粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層と、結晶系がα型をなし、粒径を２μｍ以上の粗粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層との多層構造とすることで、Ａｌ２Ｏ３層のＴｉ系被覆層との界面における残留応力を低減できるとともにＡｌ２Ｏ３層の靭性も高めることができることから、前記Ｔｉ系被覆層と前記Ａｌ２Ｏ３層との層間密着性を向上させることができる結果、特に鋳鉄等の難削材に対して断続切削するような工具切刃に強い衝撃がかかるような過酷な切削条件においても、前記Ａｌ２Ｏ３層と前記Ｔｉ系被覆層との層界面付近のチッピングや層剥離が発生することなく硬質被覆層の強固な密着性を維持でき、高い耐摩耗性および耐欠損性を有する切削工具が得られることを知見した。
【０００９】
すなわち、本発明の表面被覆切削工具は、ＷＣ基超硬合金からなる母材の表面に、ＴｉＮ、ＴｉＣＮおよびＴｉＣの群から選ばれる少なくとも１種の単層または２層以上の複数層のＴｉ系被覆層と、該Ｔｉ系被覆層の表面に、結晶系がκ型をなし平均粒径が１μｍ以下の微粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層と、結晶系がα型をなし平均粒径が２μｍ以上の粗粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層との多層Ａｌ２Ｏ３層を順次形成することを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、前記上側Ａｌ２Ｏ３層の膜厚を２〜５μｍ、前記下側Ａｌ２Ｏ３層の膜厚を０．５〜３μｍとすることが望ましい。
【００１１】
また、前記上側Ａｌ２Ｏ３層と前記下側Ａｌ２Ｏ３層の間にＴｉＣＯ、ＴｉＮＯおよびＴｉＣＮＯから選ばれる中間層を１層形成することが望ましい。
【００１２】
さらに、前記中間層の膜厚を０．０５〜０．３μｍとすることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の表面被覆切削工具の一例としての断面模式図である図１を基に説明する。
【００１４】
図１によれば、表面被覆切削工具（以下、単に工具と略す。）１は、ＷＣ基超硬合金からなる母材２の表面に硬質被覆層３を被着形成したものである。なお、ＷＣ基超硬合金としては、炭化タングステン（ＷＣ）と、所望により周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種からなる硬質相をコバルト（Ｃｏ）および／またはニッケル（Ｎｉ）の鉄属金属から成る結合相にて結合した構成からなる。
【００１５】
本発明によれば、工具１に成膜される硬質被覆層３の構成として、少なくとも母材２の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層およびＴｉＣＮ層の群から選ばれるいずれかの単層または２層以上の複層で構成したＴｉ系被覆層７を被着形成して、その表面に結晶系がκ型でＡｌ２Ｏ３粒子の粒径が１μｍ以下、特に０．７μｍ以下の下側Ａｌ２Ｏ３層６と、結晶系がα型でＡｌ２Ｏ３粒子の粒径が２μｍ以上、特に２〜５μｍからなる上側Ａｌ２Ｏ３層５との多層構造からなるＡｌ２Ｏ３層４を被着形成することで、優れた耐摩耗性および耐欠損性を発揮し、長寿命の工具１を得ることができる。
【００１６】
すなわち、耐摩耗性の高いα型の結晶系をもつＡｌ２Ｏ３層（以下α型Ａｌ２Ｏ３と称する）の単層にてＡｌ２Ｏ３層４を形成すると耐摩耗性を向上することができるものの、Ａｌ２Ｏ３層４とＴｉ系被覆層７との層間密着性が悪くなりＡｌ２Ｏ３層４が剥離してしまい、その剥離した部分を起点とした異常摩耗や切刃の欠損等が発生してしまう恐れがある。一方、κ型の結晶系を持つＡｌ２Ｏ３層（以下κ型Ａｌ２Ｏ３と称する）の単層にてＡｌ２Ｏ３層４を形成すると、Ｔｉ系被覆層７との層間密着性がよくて層間の剥離をある程度防ぐことができるが、鋳鉄等の重断続切削等のような衝撃の大きな切削に耐えるために十分な層間密着性を有することはできず、また、α型Ａｌ２Ｏ３層４に対して耐摩耗性が劣るという問題点がある。さらに、Ａｌ２Ｏ３層を、下側がκ型Ａｌ２Ｏ３層、上側がα型Ａｌ２Ｏ３層で上下層とも同じ粒径からなる多層構造とした場合には、下側κ型Ａｌ２Ｏ３層に残存する残留応力の影響によってＴｉ系被覆層との層間密着性が不十分であり、切削条件によっては欠損しやくなるという不具合が生じる。
【００１７】
そこで、本発明の工具１では、図１に示すようにＡｌ２Ｏ３層４を結晶系がα型でＡｌ２Ｏ３粒子の平均粒径が２μｍ以上、特に２〜５μｍからなる上側Ａｌ２Ｏ３層５と、結晶系がκ型でＡｌ２Ｏ３粒子の平均粒径が１μｍ以下の下側Ａｌ２Ｏ３層６からなる多層構造のＡｌ２Ｏ３層とすることを特徴とするものである。
【００１８】
つまり、Ｔｉ系被覆層７と接する下側Ａｌ２Ｏ３層６の結晶系をκ型とすることに加えて、Ａｌ２Ｏ３粒子の平均粒径を１μｍ以下と微粒とすることでＡｌ２Ｏ３層４のＴｉ系被覆層７との層間密着性をさらに向上させることができると共に、Ａｌ２Ｏ３層４の耐摩耗性を向上させることができ、かつ、上側に平均粒径２μｍ以上のα型Ａｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層５を配置することで、Ａｌ２Ｏ３層４の耐摩耗性を向上することができるとともに残留応力を開放しやすくすることができてＡｌ２Ｏ３層４全体の耐チッピング性や耐膜剥離性を向上させることができる。
【００１９】
ここで、上側Ａｌ２Ｏ３層５の膜厚を２〜５μｍとすることがＡｌ２Ｏ３層４の耐剥離性を低下させずに耐摩耗性を向上させることができるため望ましい。
【００２０】
さらに、下側Ａｌ２Ｏ３層６の膜厚を０．５〜３μｍとすることがＡｌ２Ｏ３層４の付着力を高めるとともにＡｌ２Ｏ３層の耐摩耗性を向上させることができる点で望ましい。
【００２１】
なお、上側Ａｌ２Ｏ３層５と下側Ａｌ２Ｏ３層６との間に結晶系がα型とκ型の混在する中間Ａｌ２Ｏ３層（図示せず）を形成してもよい。
【００２２】
なお、Ａｌ２Ｏ３層４全体の総膜厚は２．５〜８μｍであることが、Ａｌ２Ｏ３層４の耐剥離性を低下させずに耐摩耗性を向上させることができるため望ましい。
【００２３】
また、上側Ａｌ２Ｏ３層５と下側Ａｌ２Ｏ３層６の間にＴｉＣＯ、ＴｉＮＯまたはＴｉＣＮＯからなる中間層８を形成することによって、上側Ａｌ２Ｏ３層５を安定してα型Ａｌ２Ｏ３結晶とすることができる。なお、中間層８の膜厚は０．０５〜０．３μｍであることが、耐摩耗性を劣化させずにα型Ａｌ２Ｏ３を安定して作製でき、上側Ａｌ２Ｏ３層５の耐摩耗性を安定させることができる点で望ましい。
【００２４】
また、Ａｌ２Ｏ３層４の下に設けるＴｉ系被覆層７は、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＣＮから選ばれる単層、もしくは２層以上からなる複層とすることで、耐欠損性および耐摩耗性に優れるとともに、チッピングや膜剥離等の発生を抑止することができる。特に、Ｔｉ系被覆層７を母材表面に垂直な方向に縦長に成長した筋状結晶を成す筋状ＴｉＣＮ層とすることでより耐欠損性、耐摩耗性に優れた硬質被覆層となる。なお、Ｔｉ系被覆層７の総膜厚は、５〜１２μｍとすることが膜剥離を抑えて耐欠損性、耐摩耗性を向上させる点で望ましい。
【００２５】
ここで、下側Ａｌ２Ｏ３層６とＴｉ系被覆層７との間にＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＣＯ、ＴｉＮＯの群から選ばれた少なくとも１層の下地層９を有することが、よりＡｌ２Ｏ３層４とＴｉ系被覆層７との層間密着性を高めることができ、Ａｌ２Ｏ３層の剥離を抑えることができ、強い衝撃のかかる切削においての耐欠損性が向上できるため望ましい。
【００２６】
また、硬質被覆層３の表層１０としてＴｉＮ層を形成することによって、工具１が金色を呈するため、工具１を使用したときに変色して工具１が使用済みかどうかの判別がつきやすくなり、また、摩耗の進行を容易に確認できるため望ましい。
【００２７】
（製造方法）
上述した工具１を製造するには、まず、上述した硬質合金を焼成によって形成しうる金属炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物等の無機物粉末に、金属粉末、カーボン粉末等を適宜添加、混合し、プレス成形、鋳込成形、押出成形、冷間静水圧プレス成形等の公知の成形方法によって所定の工具形状に成形した後、真空中または非酸化性雰囲気中にて焼成することによって上述した硬質合金母材２を作製する。
【００２８】
次に、上記母材２の表面に例えば化学気相蒸着法によって硬質被覆層３を成膜する。Ｔｉ系被覆層７として例えばＴｉＣＮを成膜する場合の成膜条件は、反応ガス組成として、体積％でＴｉＣｌ４ガスを０．１〜１０体積％、Ｎ２ガスを０〜６０体積％、ＣＨ４ガスを０〜０．１体積％、ＣＨ３ＣＮガスを０．１〜３体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を８００〜１１００℃、５〜８５ｋＰａにて成膜することにより、母材２の表面に垂直な方向に向かって縦長に成長する筋状結晶を成す筋状ＴｉＣＮ層を形成することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、引き続き、Ａｌ２Ｏ３層４を成膜する。
【００３０】
まず、下側Ａｌ２Ｏ３層を成膜するには、ＡｌＣｌ３ガスを３〜２０体積％、ＨＣｌガスを０．５〜３．５体積％、ＣＯ２ガスを０．０１〜２．０体積％、Ｈ２Ｓガスを０〜０．０１体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを用い、８００〜１０００℃、５〜１０ｋＰａの条件とすることが望ましい。
【００３１】
次に、上側Ａｌ２Ｏ３層を成膜する前に、中間層８を成膜する。中間層８として例えばＴｉＣＮＯを成膜する場合は、ＴｉＣｌ４ガスを０．１〜３体積％、ＣＨ４ガスを０．１〜１０体積％、ＣＯ２ガスを０．０１〜５体積％、Ｎ２ガスを０〜６０体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを順次調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を８００〜１１００℃、５〜８５ｋＰａとすればよい。
【００３２】
その後、ＡｌＣｌ３ガスを３〜２０体積％、ＨＣｌガスを０．５〜３．５体積％、ＣＯ２ガスを０．０１〜５．０体積％、Ｈ２Ｓガスを０〜０．０１体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを用い、１０００〜１２００℃、５〜１０ｋＰａの条件にて下側Ａｌ２Ｏ３層を成膜する。すなわち、本発明によれば、上側Ａｌ２Ｏ３層を上記各条件に合わせて下側Ａｌ２Ｏ３層よりも成膜温度が１０００〜１２００℃と高い条件とすることが重要であり、また、上記のように中間層８を成膜することがα型Ａｌ２Ｏ３結晶を安定して生成させることができる点で望ましいものである。
【００３３】
また、工具１に表層１０を成膜する場合、例えば表層９としてＴｉＮ層を成膜するには、反応ガス組成としてＴｉＣｌ４ガスを０．１〜１０体積％、Ｎ２ガスを０〜６０体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを順次調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を８００〜１１００℃、５〜８５ｋＰａとすればよい。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
平均粒径１．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末、平均粒径１．２μｍの金属コバルト（Ｃｏ）粉末および平均粒径２．０μｍの周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の無機化合物粉末を添加、混合して、プレス成形により切削工具形状（ＣＮＭＡ１２０４１２）に成形した後、脱バインダ処理を施し、さらに、１０００℃以上を３℃／分の速度で昇温して、０．０１Ｐａの真空中、１５００℃で１時間焼成して超硬合金を作製した。
【００３５】
そして、上記超硬合金に対して、ＣＶＤ法により表１に示す条件で各種の硬質被覆層を成膜して表２に示す膜構成からなる試料Ｎｏ．１〜１０の表面被覆切削工具を作製した。なお、全ての試料においてＡｌ２Ｏ３層の表面に表層として表１の条件にてＴｉＮ層を膜厚１μｍで成膜したが、表２への記載は省略した。
【００３６】
また、各試料の各硬質被覆層の膜厚は、試料の破断面を走査型電子顕微鏡写真にて観察し、測定した。さらに、Ａｌ２Ｏ３層の結晶系の確認は、試料に角度をつけて斜めに研磨し、Ａｌ２Ｏ３層の各層を微小Ｘ線にてＸＲＤをとることによって確認した。さらにまた、斜めに研磨した試料をサーマルエッチングして粒界部分の輪郭を浮き出させた状態で画像解析処理することによりＡｌ２Ｏ３層中のＡｌ２Ｏ３粒子の平均粒径を測定した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
そして、この切削工具を用いて下記の条件によりダクタイル鋳鉄の切削を２５分間行い、切削工具の切刃の観察を行うとともにフランク摩耗量および先端摩耗量を測定した。
【００４０】
（摩耗試験）
被削材 ：ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ４５０）
工具形状：ＣＮＭＡ１２０４１２
切削速度：３５０ｍ／分
送り速度：０．４ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：２ｍｍ
その他 ：水溶性切削液使用
さらに、溝付き鋼材を用いて下記切削条件により断続試験および膜剥離試験を各試料１０個ずつについて行い、欠損時の衝撃回数の平均を比較した。なお、下記断続試験において衝撃回数が１０００回に達した時の切刃の状態を顕微鏡にて確認して硬質被覆層の剥離状況を確認し、各試料１０個中の剥離した個数をパーセンテージで示した。そして、引き続き切削テストを継続して欠損に至るまでの衝撃回数を測定した。結果は表３に示した。
【００４１】
（断続試験）
被削材 ：ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ７００）
工具形状：ＣＮＭＡ１２０４１２
切削速度：２００ｍ／分
送り速度：０．３〜０．５ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：２．０ｍｍ
その他 ：水溶性切削液使用
【００４２】
【表３】
【００４３】
表２、３より、Ａｌ２Ｏ３層が単層のκ型Ａｌ２Ｏ３層からなる試料Ｎｏ．１０では、切刃部においてＴｉＣＮ層とＡｌ２Ｏ３層との間での層剥離はある程度抑えられたが、耐摩耗性、耐欠損性共に十分ではなかった。一方、Ａｌ２Ｏ３層を単層のα型Ａｌ２Ｏ３層とした試料Ｎｏ．１１では、切刃部においてＴｉＣＮ層とＡｌ２Ｏ３層との間での層剥離が発生してしまい、耐欠損性が著しく低下して早期に欠損が発生した。
【００４４】
また、下側Ａｌ２Ｏ３層をκ型、上側Ａｌ２Ｏ３層をα型として、上側Ａｌ２Ｏ３層、下側Ａｌ２Ｏ３層共にＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を２μｍ以上の粗粒とした試料Ｎｏ．７では、切刃部の硬質被覆層のうちＴｉＣＮ層と母材またはＡｌ２Ｏ３層との界面で層剥離が発生して耐欠損性が低下し、剥離が起きた場所から異常摩耗が発生して摩耗量も大きくなった。
【００４５】
一方、Ａｌ２Ｏ３層を試料Ｎｏ．７と同じ膜構成として上側Ａｌ２Ｏ３層、下側Ａｌ２Ｏ３層共にＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を１μｍ以下の微粒とした試料Ｎｏ．８では、ＴｉＣＮ層と母材またはＡｌ２Ｏ３層との界面で層剥離はある程度抑えられたが、残留応力によってＡｌ２Ｏ３層の強度が低下してしまい、耐欠損性が著しく低下してしまった。
【００４６】
また、下側Ａｌ２Ｏ３層をα型Ａｌ２Ｏ３、上側Ａｌ２Ｏ３層をκ型Ａｌ２Ｏ３とした膜構成をもつ試料Ｎｏ．９では、Ａｌ２Ｏ３層とＴｉ系被覆層との界面にて膜剥離が発生してしまい、剥離が起きた場所から欠損や異常摩耗が発生してしまい、耐摩耗性、耐欠損性共に悪かった。
【００４７】
これに対して、本発明に従い、Ａｌ２Ｏ３層の下側Ａｌ２Ｏ３層をκ型、上側Ａｌ２Ｏ３層をα型として、下側Ａｌ２Ｏ３層のＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を１μｍ以下、上側Ａｌ２Ｏ３層のＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を２μｍ以上とした試料Ｎｏ．１〜６では、いずれも硬質被覆層の剥離が発生せず優れた切削性能を有するものであり、特に、下側Ａｌ２Ｏ３層と上側Ａｌ２Ｏ３層の間にＴｉＣＮＯ層を介層した試料Ｎｏ．１〜５では上側Ａｌ２Ｏ３層がほぼ完全にα型結晶となり、耐欠損性および耐摩耗性も特に高いものであった。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明の表面被覆切削工具によれば、Ａｌ２Ｏ３層の構成を、結晶系がκ型をなし、粒径を１μｍ以下の微粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層と、結晶系がα型をなし、粒径を２μｍ以上の粗粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層との多層構造とすることで、Ａｌ２Ｏ３層のＴｉ系被覆層との界面における残留応力を低減できるとともにＡｌ２Ｏ３層の靭性も高めることができることから、前記Ｔｉ系被覆層と前記Ａｌ２Ｏ３層との層間密着性を向上させることができる結果、特に鋳鉄等の難削材に対して断続切削するような工具切刃に強い衝撃がかかるような過酷な切削条件においても、前記Ａｌ２Ｏ３層と前記Ｔｉ系被覆層との層界面付近のチッピングや層剥離が発生することなく硬質被覆層の強固な密着性を維持でき、優れた耐摩耗性および耐欠損性を有する切削工具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表面被覆切削工具の膜構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１： 表面被覆切削工具
２： 母材
３： 硬質被覆層
４： Ａｌ２Ｏ３層
５： 上側Ａｌ２Ｏ３層
６： 下側Ａｌ２Ｏ３層
７： Ｔｉ系硬質層
８： 中間層
１０： 表層
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた耐チッピング性および耐摩耗性を有する硬質被覆層を表面に被着形成した表面被覆切削工具に関し、特に鋳鉄等難削材の断続切削等の大きな衝撃が切刃にかかるような切削に際しても、優れた耐欠損性および耐摩耗性を有する表面被覆切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属の切削加工に広く用いられている切削工具は、超硬合金やサーメット、セラミックス等の母材の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層等のＴｉ系被覆層およびＡｌ２Ｏ３層等の硬質被覆層を順次被着形成した表面被覆切削工具が多用されている。
【０００３】
一方、鋳物の断続切削等の大きな衝撃が切刃にかかるような過酷な切削においては、従来の工具では硬質被覆層が大きな衝撃に耐えきれずすくい面においてチッピングや硬質被覆層の剥離から切刃の欠損や異常摩耗の発生等の突発的な工具損傷により工具寿命の長寿命化ができないという問題があった。
【０００４】
上記硬質被覆層として、特許文献１には、上側に結晶系がα型をなすＡｌ２Ｏ３層を形成し、かつ下側に結晶系がκ型をなすＡｌ２Ｏ３層を形成することによって、成膜速度が速くできるとともに工具の耐欠損性を高める効果をもつことが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２５２５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されるように、Ａｌ２Ｏ３層を下層がκ型結晶で上層がα型結晶の結晶構成とした場合でも、特に前記Ａｌ２Ｏ３層とＴｉ系被覆層との層界面付近で硬質被覆層の剥離が発生しやすいという問題を解消できずに、鋳鉄のような難削材の断続切削等の大きな衝撃がかかるような切削においては依然として前記Ａｌ２Ｏ３層の前記界面にてチッピングや硬質被覆層の剥離の発生をなくすことができなかった。すなわち、特許文献１には下側層と上側層でＡｌ２Ｏ３粒子の粒径が異なることとＡｌ２Ｏ３層の下にＴｉ系被覆層を設けることは記載されているものの、Ａｌ２Ｏ３層の層厚やＡｌ２Ｏ３粒子の粒径についての記載はない。
【０００７】
従って、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、特に金属の断続切削等の工具切刃に強い衝撃がかかるような過酷な切削条件においても、硬質被覆層中のＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＣＮ層の少なくとも１種のＴｉ系被覆層とＡｌ２Ｏ３層との層界面付近でチッピングや被覆層の剥離が発生することなく硬質被覆層全体にわたっての密着性を高めることができるとともに、優れた耐欠損性および耐摩耗性を有する長寿命の切削工具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に対し、Ａｌ２Ｏ３層とＴｉ系被覆層との層間密着性を高める方法について検討した結果、Ａｌ２Ｏ３層の構成を、結晶系がκ型をなし、粒径を１μｍ以下の微粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層と、結晶系がα型をなし、粒径を２μｍ以上の粗粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層との多層構造とすることで、Ａｌ２Ｏ３層のＴｉ系被覆層との界面における残留応力を低減できるとともにＡｌ２Ｏ３層の靭性も高めることができることから、前記Ｔｉ系被覆層と前記Ａｌ２Ｏ３層との層間密着性を向上させることができる結果、特に鋳鉄等の難削材に対して断続切削するような工具切刃に強い衝撃がかかるような過酷な切削条件においても、前記Ａｌ２Ｏ３層と前記Ｔｉ系被覆層との層界面付近のチッピングや層剥離が発生することなく硬質被覆層の強固な密着性を維持でき、高い耐摩耗性および耐欠損性を有する切削工具が得られることを知見した。
【０００９】
すなわち、本発明の表面被覆切削工具は、ＷＣ基超硬合金からなる母材の表面に、ＴｉＮ、ＴｉＣＮおよびＴｉＣの群から選ばれる少なくとも１種の単層または２層以上の複数層のＴｉ系被覆層と、該Ｔｉ系被覆層の表面に、結晶系がκ型をなし平均粒径が１μｍ以下の微粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層と、結晶系がα型をなし平均粒径が２μｍ以上の粗粒のＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層との多層Ａｌ２Ｏ３層を順次形成することを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、前記上側Ａｌ２Ｏ３層の膜厚を２〜５μｍ、前記下側Ａｌ２Ｏ３層の膜厚を０．５〜３μｍとすることが望ましい。
【００１１】
また、前記上側Ａｌ２Ｏ３層と前記下側Ａｌ２Ｏ３層の間にＴｉＣＯ、ＴｉＮＯおよびＴｉＣＮＯから選ばれる中間層を１層形成することが望ましい。
【００１２】
さらに、前記中間層の膜厚を０．０５〜０．３μｍとすることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の表面被覆切削工具の一例としての断面模式図である図１を基に説明する。
【００１４】
図１によれば、表面被覆切削工具（以下、単に工具と略す。）１は、ＷＣ基超硬合金からなる母材２の表面に硬質被覆層３を被着形成したものである。なお、ＷＣ基超硬合金としては、炭化タングステン（ＷＣ）と、所望により周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の群から選ばれる少なくとも１種からなる硬質相をコバルト（Ｃｏ）および／またはニッケル（Ｎｉ）の鉄属金属から成る結合相にて結合した構成からなる。
【００１５】
本発明によれば、工具１に成膜される硬質被覆層３の構成として、少なくとも母材２の表面に、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層およびＴｉＣＮ層の群から選ばれるいずれかの単層または２層以上の複層で構成したＴｉ系被覆層７を被着形成して、その表面に結晶系がκ型でＡｌ２Ｏ３粒子の粒径が１μｍ以下、特に０．７μｍ以下の下側Ａｌ２Ｏ３層６と、結晶系がα型でＡｌ２Ｏ３粒子の粒径が２μｍ以上、特に２〜５μｍからなる上側Ａｌ２Ｏ３層５との多層構造からなるＡｌ２Ｏ３層４を被着形成することで、優れた耐摩耗性および耐欠損性を発揮し、長寿命の工具１を得ることができる。
【００１６】
すなわち、耐摩耗性の高いα型の結晶系をもつＡｌ２Ｏ３層（以下α型Ａｌ２Ｏ３と称する）の単層にてＡｌ２Ｏ３層４を形成すると耐摩耗性を向上することができるものの、Ａｌ２Ｏ３層４とＴｉ系被覆層７との層間密着性が悪くなりＡｌ２Ｏ３層４が剥離してしまい、その剥離した部分を起点とした異常摩耗や切刃の欠損等が発生してしまう恐れがある。一方、κ型の結晶系を持つＡｌ２Ｏ３層（以下κ型Ａｌ２Ｏ３と称する）の単層にてＡｌ２Ｏ３層４を形成すると、Ｔｉ系被覆層７との層間密着性がよくて層間の剥離をある程度防ぐことができるが、鋳鉄等の重断続切削等のような衝撃の大きな切削に耐えるために十分な層間密着性を有することはできず、また、α型Ａｌ２Ｏ３層４に対して耐摩耗性が劣るという問題点がある。さらに、Ａｌ２Ｏ３層を、下側がκ型Ａｌ２Ｏ３層、上側がα型Ａｌ２Ｏ３層で上下層とも同じ粒径からなる多層構造とした場合には、下側κ型Ａｌ２Ｏ３層に残存する残留応力の影響によってＴｉ系被覆層との層間密着性が不十分であり、切削条件によっては欠損しやくなるという不具合が生じる。
【００１７】
そこで、本発明の工具１では、図１に示すようにＡｌ２Ｏ３層４を結晶系がα型でＡｌ２Ｏ３粒子の平均粒径が２μｍ以上、特に２〜５μｍからなる上側Ａｌ２Ｏ３層５と、結晶系がκ型でＡｌ２Ｏ３粒子の平均粒径が１μｍ以下の下側Ａｌ２Ｏ３層６からなる多層構造のＡｌ２Ｏ３層とすることを特徴とするものである。
【００１８】
つまり、Ｔｉ系被覆層７と接する下側Ａｌ２Ｏ３層６の結晶系をκ型とすることに加えて、Ａｌ２Ｏ３粒子の平均粒径を１μｍ以下と微粒とすることでＡｌ２Ｏ３層４のＴｉ系被覆層７との層間密着性をさらに向上させることができると共に、Ａｌ２Ｏ３層４の耐摩耗性を向上させることができ、かつ、上側に平均粒径２μｍ以上のα型Ａｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層５を配置することで、Ａｌ２Ｏ３層４の耐摩耗性を向上することができるとともに残留応力を開放しやすくすることができてＡｌ２Ｏ３層４全体の耐チッピング性や耐膜剥離性を向上させることができる。
【００１９】
ここで、上側Ａｌ２Ｏ３層５の膜厚を２〜５μｍとすることがＡｌ２Ｏ３層４の耐剥離性を低下させずに耐摩耗性を向上させることができるため望ましい。
【００２０】
さらに、下側Ａｌ２Ｏ３層６の膜厚を０．５〜３μｍとすることがＡｌ２Ｏ３層４の付着力を高めるとともにＡｌ２Ｏ３層の耐摩耗性を向上させることができる点で望ましい。
【００２１】
なお、上側Ａｌ２Ｏ３層５と下側Ａｌ２Ｏ３層６との間に結晶系がα型とκ型の混在する中間Ａｌ２Ｏ３層（図示せず）を形成してもよい。
【００２２】
なお、Ａｌ２Ｏ３層４全体の総膜厚は２．５〜８μｍであることが、Ａｌ２Ｏ３層４の耐剥離性を低下させずに耐摩耗性を向上させることができるため望ましい。
【００２３】
また、上側Ａｌ２Ｏ３層５と下側Ａｌ２Ｏ３層６の間にＴｉＣＯ、ＴｉＮＯまたはＴｉＣＮＯからなる中間層８を形成することによって、上側Ａｌ２Ｏ３層５を安定してα型Ａｌ２Ｏ３結晶とすることができる。なお、中間層８の膜厚は０．０５〜０．３μｍであることが、耐摩耗性を劣化させずにα型Ａｌ２Ｏ３を安定して作製でき、上側Ａｌ２Ｏ３層５の耐摩耗性を安定させることができる点で望ましい。
【００２４】
また、Ａｌ２Ｏ３層４の下に設けるＴｉ系被覆層７は、ＴｉＣ、ＴｉＮおよびＴｉＣＮから選ばれる単層、もしくは２層以上からなる複層とすることで、耐欠損性および耐摩耗性に優れるとともに、チッピングや膜剥離等の発生を抑止することができる。特に、Ｔｉ系被覆層７を母材表面に垂直な方向に縦長に成長した筋状結晶を成す筋状ＴｉＣＮ層とすることでより耐欠損性、耐摩耗性に優れた硬質被覆層となる。なお、Ｔｉ系被覆層７の総膜厚は、５〜１２μｍとすることが膜剥離を抑えて耐欠損性、耐摩耗性を向上させる点で望ましい。
【００２５】
ここで、下側Ａｌ２Ｏ３層６とＴｉ系被覆層７との間にＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＣＯ、ＴｉＮＯの群から選ばれた少なくとも１層の下地層９を有することが、よりＡｌ２Ｏ３層４とＴｉ系被覆層７との層間密着性を高めることができ、Ａｌ２Ｏ３層の剥離を抑えることができ、強い衝撃のかかる切削においての耐欠損性が向上できるため望ましい。
【００２６】
また、硬質被覆層３の表層１０としてＴｉＮ層を形成することによって、工具１が金色を呈するため、工具１を使用したときに変色して工具１が使用済みかどうかの判別がつきやすくなり、また、摩耗の進行を容易に確認できるため望ましい。
【００２７】
（製造方法）
上述した工具１を製造するには、まず、上述した硬質合金を焼成によって形成しうる金属炭化物、窒化物、炭窒化物、酸化物等の無機物粉末に、金属粉末、カーボン粉末等を適宜添加、混合し、プレス成形、鋳込成形、押出成形、冷間静水圧プレス成形等の公知の成形方法によって所定の工具形状に成形した後、真空中または非酸化性雰囲気中にて焼成することによって上述した硬質合金母材２を作製する。
【００２８】
次に、上記母材２の表面に例えば化学気相蒸着法によって硬質被覆層３を成膜する。Ｔｉ系被覆層７として例えばＴｉＣＮを成膜する場合の成膜条件は、反応ガス組成として、体積％でＴｉＣｌ４ガスを０．１〜１０体積％、Ｎ２ガスを０〜６０体積％、ＣＨ４ガスを０〜０．１体積％、ＣＨ３ＣＮガスを０．１〜３体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を８００〜１１００℃、５〜８５ｋＰａにて成膜することにより、母材２の表面に垂直な方向に向かって縦長に成長する筋状結晶を成す筋状ＴｉＣＮ層を形成することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、引き続き、Ａｌ２Ｏ３層４を成膜する。
【００３０】
まず、下側Ａｌ２Ｏ３層を成膜するには、ＡｌＣｌ３ガスを３〜２０体積％、ＨＣｌガスを０．５〜３．５体積％、ＣＯ２ガスを０．０１〜２．０体積％、Ｈ２Ｓガスを０〜０．０１体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを用い、８００〜１０００℃、５〜１０ｋＰａの条件とすることが望ましい。
【００３１】
次に、上側Ａｌ２Ｏ３層を成膜する前に、中間層８を成膜する。中間層８として例えばＴｉＣＮＯを成膜する場合は、ＴｉＣｌ４ガスを０．１〜３体積％、ＣＨ４ガスを０．１〜１０体積％、ＣＯ２ガスを０．０１〜５体積％、Ｎ２ガスを０〜６０体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを順次調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を８００〜１１００℃、５〜８５ｋＰａとすればよい。
【００３２】
その後、ＡｌＣｌ３ガスを３〜２０体積％、ＨＣｌガスを０．５〜３．５体積％、ＣＯ２ガスを０．０１〜５．０体積％、Ｈ２Ｓガスを０〜０．０１体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを用い、１０００〜１２００℃、５〜１０ｋＰａの条件にて下側Ａｌ２Ｏ３層を成膜する。すなわち、本発明によれば、上側Ａｌ２Ｏ３層を上記各条件に合わせて下側Ａｌ２Ｏ３層よりも成膜温度が１０００〜１２００℃と高い条件とすることが重要であり、また、上記のように中間層８を成膜することがα型Ａｌ２Ｏ３結晶を安定して生成させることができる点で望ましいものである。
【００３３】
また、工具１に表層１０を成膜する場合、例えば表層９としてＴｉＮ層を成膜するには、反応ガス組成としてＴｉＣｌ４ガスを０．１〜１０体積％、Ｎ２ガスを０〜６０体積％、残りがＨ２ガスからなる混合ガスを順次調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を８００〜１１００℃、５〜８５ｋＰａとすればよい。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
平均粒径１．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末、平均粒径１．２μｍの金属コバルト（Ｃｏ）粉末および平均粒径２．０μｍの周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族金属の無機化合物粉末を添加、混合して、プレス成形により切削工具形状（ＣＮＭＡ１２０４１２）に成形した後、脱バインダ処理を施し、さらに、１０００℃以上を３℃／分の速度で昇温して、０．０１Ｐａの真空中、１５００℃で１時間焼成して超硬合金を作製した。
【００３５】
そして、上記超硬合金に対して、ＣＶＤ法により表１に示す条件で各種の硬質被覆層を成膜して表２に示す膜構成からなる試料Ｎｏ．１〜１０の表面被覆切削工具を作製した。なお、全ての試料においてＡｌ２Ｏ３層の表面に表層として表１の条件にてＴｉＮ層を膜厚１μｍで成膜したが、表２への記載は省略した。
【００３６】
また、各試料の各硬質被覆層の膜厚は、試料の破断面を走査型電子顕微鏡写真にて観察し、測定した。さらに、Ａｌ２Ｏ３層の結晶系の確認は、試料に角度をつけて斜めに研磨し、Ａｌ２Ｏ３層の各層を微小Ｘ線にてＸＲＤをとることによって確認した。さらにまた、斜めに研磨した試料をサーマルエッチングして粒界部分の輪郭を浮き出させた状態で画像解析処理することによりＡｌ２Ｏ３層中のＡｌ２Ｏ３粒子の平均粒径を測定した。
【００３７】
【表１】
【表２】
そして、この切削工具を用いて下記の条件によりダクタイル鋳鉄の切削を２５分間行い、切削工具の切刃の観察を行うとともにフランク摩耗量および先端摩耗量を測定した。
【００４０】
（摩耗試験）
被削材 ：ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ４５０）
工具形状：ＣＮＭＡ１２０４１２
切削速度：３５０ｍ／分
送り速度：０．４ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：２ｍｍ
その他 ：水溶性切削液使用
さらに、溝付き鋼材を用いて下記切削条件により断続試験および膜剥離試験を各試料１０個ずつについて行い、欠損時の衝撃回数の平均を比較した。なお、下記断続試験において衝撃回数が１０００回に達した時の切刃の状態を顕微鏡にて確認して硬質被覆層の剥離状況を確認し、各試料１０個中の剥離した個数をパーセンテージで示した。そして、引き続き切削テストを継続して欠損に至るまでの衝撃回数を測定した。結果は表３に示した。
【００４１】
（断続試験）
被削材 ：ダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ７００）
工具形状：ＣＮＭＡ１２０４１２
切削速度：２００ｍ／分
送り速度：０．３〜０．５ｍｍ／ｒｅｖ
切り込み：２．０ｍｍ
その他 ：水溶性切削液使用
【００４２】
【表３】
表２、３より、Ａｌ２Ｏ３層が単層のκ型Ａｌ２Ｏ３層からなる試料Ｎｏ．１０では、切刃部においてＴｉＣＮ層とＡｌ２Ｏ３層との間での層剥離はある程度抑えられたが、耐摩耗性、耐欠損性共に十分ではなかった。一方、Ａｌ２Ｏ３層を単層のα型Ａｌ２Ｏ３層とした試料Ｎｏ．１１では、切刃部においてＴｉＣＮ層とＡｌ２Ｏ３層との間での層剥離が発生してしまい、耐欠損性が著しく低下して早期に欠損が発生した。
【００４４】
また、下側Ａｌ２Ｏ３層をκ型、上側Ａｌ２Ｏ３層をα型として、上側Ａｌ２Ｏ３層、下側Ａｌ２Ｏ３層共にＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を２μｍ以上の粗粒とした試料Ｎｏ．７では、切刃部の硬質被覆層のうちＴｉＣＮ層と母材またはＡｌ２Ｏ３層との界面で層剥離が発生して耐欠損性が低下し、剥離が起きた場所から異常摩耗が発生して摩耗量も大きくなった。
【００４５】
一方、Ａｌ２Ｏ３層を試料Ｎｏ．７と同じ膜構成として上側Ａｌ２Ｏ３層、下側Ａｌ２Ｏ３層共にＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を１μｍ以下の微粒とした試料Ｎｏ．８では、ＴｉＣＮ層と母材またはＡｌ２Ｏ３層との界面で層剥離はある程度抑えられたが、残留応力によってＡｌ２Ｏ３層の強度が低下してしまい、耐欠損性が著しく低下してしまった。
【００４６】
また、下側Ａｌ２Ｏ３層をα型Ａｌ２Ｏ３、上側Ａｌ２Ｏ３層をκ型Ａｌ２Ｏ３とした膜構成をもつ試料Ｎｏ．９では、Ａｌ２Ｏ３層とＴｉ系被覆層との界面にて膜剥離が発生してしまい、剥離が起きた場所から欠損や異常摩耗が発生してしまい、耐摩耗性、耐欠損性共に悪かった。
【００４７】
これに対して、本発明に従い、Ａｌ２Ｏ３層の下側Ａｌ２Ｏ３層をκ型、上側Ａｌ２Ｏ３層をα型として、下側Ａｌ２Ｏ３層のＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を１μｍ以下、上側Ａｌ２Ｏ３層のＡｌ２Ｏ３粒子の粒径を２μｍ以上とした試料Ｎｏ．１〜６では、いずれも硬質被覆層の剥離が発生せず優れた切削性能を有するものであり、特に、下側Ａｌ２Ｏ３層と上側Ａｌ２Ｏ３層の間にＴｉＣＮＯ層を介層した試料Ｎｏ．１〜５では上側Ａｌ２Ｏ３層がほぼ完全にα型結晶となり、耐欠損性および耐摩耗性も特に高いものであった。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明の表面被覆切削工具によれば、Ａｌ２Ｏ３層の構成を、結晶系がκ型をなし、粒径を１μｍ以下の微粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層と、結晶系がα型をなし、粒径を２μｍ以上の粗粒としたＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層との多層構造とすることで、Ａｌ２Ｏ３層のＴｉ系被覆層との界面における残留応力を低減できるとともにＡｌ２Ｏ３層の靭性も高めることができることから、前記Ｔｉ系被覆層と前記Ａｌ２Ｏ３層との層間密着性を向上させることができる結果、特に鋳鉄等の難削材に対して断続切削するような工具切刃に強い衝撃がかかるような過酷な切削条件においても、前記Ａｌ２Ｏ３層と前記Ｔｉ系被覆層との層界面付近のチッピングや層剥離が発生することなく硬質被覆層の強固な密着性を維持でき、優れた耐摩耗性および耐欠損性を有する切削工具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表面被覆切削工具の膜構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１： 表面被覆切削工具
２： 母材
３： 硬質被覆層
４： Ａｌ２Ｏ３層
５： 上側Ａｌ２Ｏ３層
６： 下側Ａｌ２Ｏ３層
７： Ｔｉ系硬質層
８： 中間層
１０： 表層
Claims (4)
- ＷＣ基超硬合金からなる母材の表面に、ＴｉＮ、ＴｉＣＮおよびＴｉＣの群から選ばれる少なくとも１種の単層または２層以上の複数層のＴｉ系被覆層と、該Ｔｉ系被覆層の表面に、結晶系がκ型をなし平均粒径が１μｍ以下のＡｌ２Ｏ３粒子からなる下側Ａｌ２Ｏ３層と、結晶系がα型をなし平均粒径が２μｍ以上のＡｌ２Ｏ３粒子からなる上側Ａｌ２Ｏ３層との多層Ａｌ２Ｏ３層を順次形成することを特徴とする表面被覆切削工具。
- 前記下側Ａｌ２Ｏ３層の膜厚を０．５〜３μｍとするとともに、前記上側Ａｌ２Ｏ３層の膜厚を２〜５μｍとすることを特徴とする請求項１に記載の表面被覆切削工具。
- 前記下側Ａｌ２Ｏ３層と前記上側Ａｌ２Ｏ３層の間に、ＴｉＣＯ、ＴｉＮＯおよびＴｉＣＮＯの群から選ばれる１種の中間層を１層形成することを特徴とする請求項１または２に記載の表面被覆切削工具。
- 前記中間層の膜厚を０．０５〜０．３μｍとすることを特徴とする請求項３に記載の表面被覆切削工具。
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Legal Events
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Effective date: 20090105 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090303 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090421 |