JP2010082740A - Surface coated cutting tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広範囲の硬度や強度を有する被削材を切削することができ、かつ表面被覆切削工具の交換回数を減らすことのできる表面被覆切削工具に関する。 The present invention relates to a surface-coated cutting tool that can cut a work material having a wide range of hardness and strength and can reduce the number of times of replacement of the surface-coated cutting tool.
近年の市場のニーズとして、１つの切削工具であらゆる硬度の被削材を切削することができるような切削工具であって、しかも長期間使用しても表面被覆切削工具の摩耗が少なく、表面被覆切削工具の交換する回数を少なくすることができる表面被覆切削工具の登場が望まれている。 As a market need in recent years, it is a cutting tool that can cut a work material of all hardness with one cutting tool, and even if it is used for a long period of time, the wear of the surface-coated cutting tool is small, and the surface coating The appearance of a surface-coated cutting tool that can reduce the number of times of exchanging the cutting tool is desired.
一般に、表面被覆切削工具をはじめとする切削工具の基材として用いられる超硬合金やサーメットは、耐熱亀裂性、耐酸化性、高温硬度、破壊靭性などの特性に優れていることが要求され、現状の切削工具の基材に用いられる超硬合金およびサーメットは、耐熱亀裂性や破壊靭性を改善するために、多くの研究者により様々な工夫がなされてきている。 In general, cemented carbides and cermets used as base materials for cutting tools including surface-coated cutting tools are required to have excellent properties such as heat crack resistance, oxidation resistance, high temperature hardness, fracture toughness, In order to improve the thermal crack resistance and fracture toughness, cemented carbides and cermets used for the base materials of current cutting tools have been devised by various researchers.
この超硬合金やサーメットのような粉体をプレスして焼結する方法で製造された基材を用いる表面被覆切削工具は、基材上に複数の被覆層を有しており、その被覆層に含まれる硬質材料の結晶構造を変えることや被覆層に含まれる硬質材料の含有量を変えることにより、その耐熱亀裂性や破壊靭性を調整することができる。 A surface-coated cutting tool using a base material manufactured by a method of pressing and sintering a powder such as cemented carbide or cermet has a plurality of coating layers on the base material, and the coating layer The heat crack resistance and fracture toughness can be adjusted by changing the crystal structure of the hard material contained in the material or changing the content of the hard material contained in the coating layer.
これらの被覆層に含まれる硬質材料の結晶構造や含有量を適宜変えることによって、部位ごとに耐熱亀裂性や破壊靭性の調整するような試みは、従来からなされており、たとえば特開２００３−８２４３２号公報（特許文献１）では部位によって硬質材料の被覆層の結合相量を変える技術が提案されている。本技術の表面被覆切削工具によれば、硬質材料の被覆層の結合相量が低い部位は耐熱亀裂性を有し、硬質材料の被覆層の結合相量が高い部位は破壊靭性を有することから、様々な強度や硬度を有する各種の被削材に対応できる点で優れていた。 Attempts have conventionally been made to adjust the thermal crack resistance and fracture toughness for each site by appropriately changing the crystal structure and content of the hard material contained in these coating layers. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-82432 Japanese Patent Publication (Patent Document 1) proposes a technique for changing the amount of a binder phase of a hard material coating layer depending on a part. According to the surface-coated cutting tool of the present technology, a portion where the binder phase of the hard material coating layer is low has thermal crack resistance, and a portion where the binder phase of the hard material coating layer is high has fracture toughness. It is excellent in that it can be applied to various work materials having various strengths and hardnesses.
しかし、その表面被覆切削工具の対応できる被削材の硬度や強度の範囲は、十分とはいえず、さらに広範囲の硬度や強度に対応できる表面被覆切削工具の登場が望まれていた。 However, the range of hardness and strength of the work material that can be handled by the surface-coated cutting tool is not sufficient, and the appearance of a surface-coated cutting tool that can handle a wider range of hardness and strength has been desired.
このような状況の中、表面被覆切削工具の部位によって耐熱亀裂性や破壊靭性の特性を変える別の試みとして特開２００６−２３６４４７号公報（特許文献２）に、部位によって硬質材料の被覆層の厚みを変える表面被覆切削工具が提案されている。本技術による表面被覆切削工具によれば、硬質材料の被覆層の厚みが薄い部位は耐熱亀裂性を有し、硬質材料の被覆層の厚みが厚い部位は破壊靭性を有することから、広範囲の硬度や強度を有する被削材に対応することが一応可能であった。 Under such circumstances, as another attempt to change the characteristics of thermal crack resistance and fracture toughness depending on the part of the surface-coated cutting tool, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-236447 (Patent Document 2) describes a hard material coating layer depending on the part. Surface-coated cutting tools that vary the thickness have been proposed. According to the surface-coated cutting tool according to the present technology, the hard material coating layer having a thin thickness has heat crack resistance, and the hard material coating layer having a thick thickness has fracture toughness. It was possible to cope with work materials with high strength.
しかし、この表面被覆切削工具を長期間使用すれば、硬質材料の被覆層に摩耗減少が起こり、特に硬質材料の被覆層の厚みが薄い部位に摩耗減少が起こると、表面被覆切削工具の耐熱亀裂性の性能が損なわれ、結果として表面被覆切削工具を交換する頻度が多くなってしまうという新たな問題が生じていた。 However, if this surface-coated cutting tool is used for a long period of time, wear reduction occurs in the hard material coating layer. As a result, there is a new problem that the frequency of replacing the surface-coated cutting tool is increased.
以上のことから、現状では広範囲の硬度や強度を有する被削材を切削することができる表面被覆切削工具であって、かつ表面被覆切削工具の交換回数を減らすことのできる表面被覆切削工具の登場が望まれている。
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、広範囲の硬度や強度を有する被削材を切削することができ、かつ表面被覆切削工具の交換回数を減らすことのできる表面被覆切削工具を提供することである。 The present invention has been made in view of the current situation as described above. The object of the present invention is to cut a work material having a wide range of hardness and strength, and to replace the surface-coated cutting tool. It is an object of the present invention to provide a surface-coated cutting tool capable of reducing the amount of the cutting.
本発明者は、上記課題を解決するべく種々の検討を重ねた結果、表面被覆切削工具の部位によって異なる硬度や強度を有していることが広範囲の被削材を切削する上で理想的状態であるとの知見を得、この知見に基づきさらに鋭意検討を重ねることにより、被膜に含まれるＺｒの分布に注目し、表面被覆切削工具の切削に関与する部位によってＺｒの含有量を変えることが上記目的に対して最も効果的であるとの更なる知見を得、この知見の下、更に鋭意検討を重ねることによりついに本発明を完成したものである。 As a result of various studies to solve the above problems, the inventor has an ideal state for cutting a wide range of work materials having different hardness and strength depending on the part of the surface-coated cutting tool. It is possible to change the Zr content depending on the part involved in the cutting of the surface-coated cutting tool by paying attention to the distribution of Zr contained in the coating by further studying based on this knowledge. The present invention has finally been completed by obtaining further knowledge that it is most effective for the above-mentioned purpose, and by further intensive studies under this knowledge.
すなわち、本発明の表面被覆切削工具は、基材と該基材上に形成された被膜とを備える表面被覆切削工具であって、該被膜は、少なくとも１層の被覆層を含み、該被覆層のうち少なくとも１層は、Ｚｒを含有するＺｒ含有被覆層であり、さらに上記表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、この切れ刃部のうち１の切れ刃部である第１切れ刃部における被膜のＺｒ含有量は、該第１切れ刃部を除く他の切れ刃部のうちの少なくとも１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と異なることを特徴とする。 That is, the surface-coated cutting tool of the present invention is a surface-coated cutting tool comprising a substrate and a coating formed on the substrate, and the coating includes at least one coating layer, and the coating layer At least one layer is a Zr-containing coating layer containing Zr, and the surface-coated cutting tool further has two or more cutting edge portions, and the first cutting edge portion is a first cutting edge portion of the cutting edge portions. The Zr content of the coating in one cutting edge is different from the Zr content of the coating in at least one of the other cutting edges except the first cutting edge.
また、本発明の表面被覆切削工具において、被膜のＺｒ含有量は、いずれか１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量のうち、そのＺｒ含有量が最大となるＺｒ含有量をＸ1とし、そのＺｒ含有量が最小となるＺｒ含有量をＸ2とし、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＸaveとする場合、Ｘ1、Ｘ2およびＸaveが下記式（Ｉ）を満たすことが好ましい。 Moreover, in the surface-coated cutting tool of the present invention, the Zr content of the coating is X 1 among the Zr contents of the coating in any one of the cutting edges, and the Zr content that maximizes the Zr content is X 1 , When the Zr content that minimizes the Zr content is X 2 and the average value of the Zr content of the coating in all the cutting edges is X ave , X 1 , X 2, and X ave are represented by the following formula (I ) Is preferably satisfied.
（Ｘ1−Ｘ2）／Ｘave≧０．０４・・・（Ｉ）
また、本発明の表面被覆切削工具は、２のすくい面を有し、該すくい面は、いずれも少なくとも２本の対角線を有し、該対角線は、該対角線の両端が上記切れ刃部に含まれ、該すくい面のうち、面積が広い方のすくい面を第１すくい面とし、面積が狭い方のすくい面を第２すくい面とし、この第１すくい面の対角線のうち、いずれか１の対角線である第１対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ1とし、該第２すくい面の対角線のうち、上記第１対角線に平行な対角線である第２対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ2とし、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹaveとする場合、Ｙ1、Ｙ2およびＹaveが下記式（ＩＩ）を満たすことが好ましい。
(X 1 −X 2 ) / X ave ≧ 0.04 (I)
Further, the surface-coated cutting tool of the present invention has two rake faces, each of the rake faces has at least two diagonal lines, and both ends of the diagonal lines are included in the cutting edge portion. Of the rake faces, the rake face having a larger area is defined as a first rake face, the rake face having a smaller area is defined as a second rake face, and one of the diagonal lines of the first rake face is selected. The average value of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the first diagonal line, which is a diagonal line, is Y 1, and is a diagonal line parallel to the first diagonal line among the diagonal lines of the second rake face When the average value of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the second diagonal line is Y 2 and the average value of the Zr content of the coating at all the cutting edges is Y ave , Y 1 , Y 2 and Y ave preferably satisfy the following formula (II).
（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙave≧０．０４・・・（ＩＩ）
また、本発明の表面被覆切削工具は、少なくとも２の逃げ面を有し、該逃げ面のうち１の逃げ面は、他の逃げ面のうちの少なくとも１の逃げ面と交差する１の稜を共有稜として有し、この共有稜は、上記表面被覆切削工具において複数存在し、かつ該共有稜の両端は、上述の切れ刃部に含まれ、該共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第１共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1が、他の共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最大となり、該共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第２共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2が、他の共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最小となり、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＺaveとする場合、Ｚ1、Ｚ2およびＺaveが下記式（ＩＩＩ）を満たすことが好ましい。
(Y 1 −Y 2 ) / Y ave ≧ 0.04 (II)
The surface-coated cutting tool of the present invention has at least two flank surfaces, and one flank surface of the flank surfaces has one ridge that intersects at least one flank surface among the other flank surfaces. There are a plurality of shared ridges in the surface-coated cutting tool, and both ends of the shared ridge are included in the above-mentioned cutting edge portion, and any one of the shared ridges The average value Z 1 of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the first shared ridge is the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the other shared ridge. becomes maximum among the average values, among the shared edges, any one mean value Z 2 of Zr content of the film in the second cutting edge portions located at both ends of the second shared edge is shared edges of the other Among the average values of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the common ridge It becomes minimum, when the average value of the Zr content of the film in all the cutting edge portion and the Z ave, it is preferable that Z 1, Z 2 and Z ave satisfy the following formula (III).
（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚave≧０．０４・・・（ＩＩＩ）
上述の第１共有稜は、上記第１すくい面にある対角線のうち、いずれか１の対角線と交差し、該対角線は上述の第２共有稜とも交差することが好ましい。
(Z 1 -Z 2) / Z ave ≧ 0.04 ··· (III)
It is preferable that the first shared edge described above intersects with any one of the diagonal lines on the first rake face, and the diagonal line also intersects with the second shared edge described above.
本発明の表面被覆切削工具は、ネガティブチップであれば、本発明の効果が顕著となる。 If the surface-coated cutting tool of the present invention is a negative tip, the effect of the present invention becomes remarkable.
ここで、上記被膜は、酸化アルミニウムを主体として含む酸化アルミニウム層またはチタン化合物を主体として含むチタン化合物層のいずれか一方または両方を含むことが好ましい。 Here, the coating preferably includes one or both of an aluminum oxide layer mainly containing aluminum oxide and a titanium compound layer mainly containing a titanium compound.
また、上記Ｚｒ含有被覆層は、上記酸化アルミニウム層または上記チタン化合物層のいずれか一方または両方であることが好ましい。 The Zr-containing coating layer is preferably one or both of the aluminum oxide layer and the titanium compound layer.
また、上記被膜は、Ｚｒ含有被覆層以外に、少なくとも１層の硬質化合物層を含んでおり、この硬質化合物層は、周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層であることが好ましく、チタンと、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層であることがさらに好ましい。 Further, the coating includes at least one hard compound layer in addition to the Zr-containing coating layer, and the hard compound layer is composed of IVa group element, Va group element, VIa group element, Al, Si in the periodic table. And a layer mainly comprising a compound consisting of at least one element selected from the group consisting of boron and at least one element selected from the group consisting of carbon, nitrogen, oxygen and boron, More preferably, the layer mainly contains a compound composed of at least one element selected from the group consisting of carbon, nitrogen, oxygen and boron.
本発明によれば、広範囲の硬度や強度を有する被削材を切削することができ、かつ表面被覆切削工具の交換回数を減らすことのできる表面被覆切削工具を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface-coated cutting tool that can cut a work material having a wide range of hardness and strength and can reduce the number of replacements of the surface-coated cutting tool.
以下、本発明の表面被覆切削工具の各部についてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明では図面を用いて説明しているが、本発明の図面において、同一の参照符号を付したものは同一部分または相当部分を示している。また、各図面はあくまでも説明用の模式的なものであって、表面被覆切削工具本体と切れ刃部のサイズ比は実際のものとは異なり得る。 Hereinafter, each part of the surface-coated cutting tool of the present invention will be described in more detail. In the following description, the description is made with reference to the drawings. In the drawings of the present invention, the same reference numerals denote the same or corresponding parts. Each drawing is a schematic diagram for explanation only, and the size ratio between the surface-coated cutting tool body and the cutting edge portion may be different from the actual size.
＜表面被覆切削工具＞
本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜を含んでおり、その被膜は少なくとも１層の被覆層を含み、さらに２以上の切れ刃部を備えるものである。このような構成を有する本発明の表面被覆切削工具は、上面およびそれに平行な断面が多角形または円形（好ましくは、菱形、正方形、三角形、長方形、丸形など）をなす形状を有している。
<Surface coated cutting tool>
The surface-coated cutting tool of the present invention includes a base material and a coating film formed on the base material, the coating film includes at least one coating layer, and further includes two or more cutting edge portions. is there. The surface-coated cutting tool of the present invention having such a configuration has a shape in which the upper surface and a cross section parallel to the upper surface are polygonal or circular (preferably, diamond, square, triangle, rectangle, round, etc.). .
図１に、本発明の表面被覆切削工具の好ましい一例の模式的な斜視図を示している。この表面被覆切削工具１０１は、切削加工時において被削材の切り屑と接触するすくい面と、被削材自体に接触する逃げ面とを有している。図１においては通常、菱型の２つの面がすくい面１０２ａ，１０２ｂとなり、菱型以外の４つの面が逃げ面１０３となる。
FIG. 1 shows a schematic perspective view of a preferred example of the surface-coated cutting tool of the present invention. This surface-coated
また、逃げ面１０３のうちの１の逃げ面と、他の１の逃げ面とが交わる稜を共有稜１０４といい、１の逃げ面と１のすくい面とが交わる稜を刃先稜線１０６というが、この共有稜１０４および刃先稜線１０６は、各々面とりされていてもよい。このように面とり加工がされ、明確な稜を構成しなくなっても、本発明では、刃先稜線あるいは共有稜と呼ぶものとする。また、このような表面被覆切削工具１０１は、上面の中央に下面まで貫通する孔が設けられていてもよい。
Further, a ridge where one flank of the
また、本発明の表面被覆切削工具は、すくい面にチップブレーカと呼ばれる凹凸形状が形成されていても差し支えなく、また、表面被覆切削工具の形状はネガティブチップの形状またはポジティブチップの形状のいずれの形状もとることができるが、使用用途において、どちらの形状を用いてもよい場合は両面使用できるためチップ１個あたりの使用可能な切れ刃数が多い、ネガティブチップを用いることが好ましい。 Further, the surface-coated cutting tool of the present invention may have a concavo-convex shape called a chip breaker formed on the rake face, and the shape of the surface-coated cutting tool may be either a negative tip shape or a positive tip shape. Although it is possible to take a shape, it is preferable to use a negative tip having a large number of cutting edges per tip because it can be used on both sides when either shape may be used.
＜切れ刃部＞
本発明の表面被覆切削工具１０１において、「切れ刃部」とは、表面被覆切削工具１０１のコーナー部分であって切削に関与する部分をいう。本発明において「切れ刃部」という場合は、基材のコーナー部分または被膜のコーナー部分のいずれか一方または両方を含むものとする。
<Cutting edge>
In the surface-coated
たとえば、図１に示される表面被覆切削工具１０１において、切れ刃部は、表面被覆切削工具１０１の斜線を付した部分を指す。なお、図１において、斜線部分は１つの切れ刃部分にのみ付されているが、表面被覆切削工具１０１の頂点にある、８つのコーナー部分すべてが切れ刃部１０７となる（便宜的に他の７つの切れ刃部には斜線を付していない）。
For example, in the surface-coated
ここで、上記「コーナー部分」とは、図１に示されるように２つの刃先稜線１０６ａ，１０６ｂと１つの共有稜１０４とが交差する交点から１つの刃先稜線１０６ａ方向に延びる所定長さ（ｔ1ｍｍ）と、他の刃先稜線１０６ｂの方向に延びる所定長さ（ｔ2ｍｍ）と、その共有稜１０４から所定長さ（ｈｍｍ）とを各辺とする四角柱の部分をいう。なお、本発明でいう交点は、各々面とりがされていてもよく、このように面とり加工がされていても交点と呼ぶものとする。
Here, the “corner portion” is a predetermined length (t) extending in the direction of one cutting
ここで、上記切れ刃部の長さ（ｔ1ｍｍ）、（ｔ2ｍｍ）および（ｈｍｍ）を具体的な数値によって特定することは困難である。これは、表面被覆切削工具の形状、被削材の種類等により切削に関与する部分の範囲が異なるためである。よって、この切れ刃部を定義する場合、上述のように「切削に関与する部分」とするのが最も好適であるが、あえてこの長さ（ｔ1ｍｍ）、（ｔ2ｍｍ）および（ｈｍｍ）を規定するならば、それは上記共有稜および刃先稜線の長さの０．５％以上４０％以下とすることができる（この長さは多角形の形状により必ずしも各稜で同じ長さとなるものではない）。なお、上記の「切削に関与する部分」とは、被削材と接触する部分および被削材と接触はしないが切り屑と接触する部分をいう。 Here, it is difficult to specify the length (t 1 mm), (t 2 mm), and (hmm) of the cutting edge portion by specific numerical values. This is because the range of parts involved in cutting differs depending on the shape of the surface-coated cutting tool, the type of work material, and the like. Therefore, when this cutting edge portion is defined, it is most preferable to set it as the “part relating to cutting” as described above, but this length (t 1 mm), (t 2 mm) and (hmm) ), It can be 0.5% or more and 40% or less of the length of the shared ridge and the edge of the cutting edge (this length is always the same length at each ridge due to the polygonal shape) is not). In addition, said "part which is concerned in cutting" means the part which contacts a work material, and the part which does not contact a work material but contacts a chip.
＜被膜＞
本発明の表面被覆切削工具１０１において基材上に形成される「被膜」とは、基材の一部または全部を覆う膜であって、少なくとも１層の被覆層を含むものである。本発明の表面被覆切削工具１０１の被膜は、Ｚｒを含有することを特徴とし、被膜にＺｒを含有することによって、従来よりも表面被覆切削工具の靭性と耐摩耗性とをより高度に両立させることができる。
<Coating>
The “film” formed on the base material in the surface-coated
このような被膜の合計厚み（被覆層を２以上含む場合は、各被覆層の合計厚み）は、０．１〜３０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜２５μｍであり、さらに好ましくは、１〜２０μｍである。被膜の合計厚みが０．１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、被膜の合計厚みが３０μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。 The total thickness of such a coating (when two or more coating layers are included, the total thickness of each coating layer) is preferably 0.1 to 30 μm, more preferably 0.5 to 25 μm, even more preferably. Is 1-20 μm. When the total thickness of the coating is less than 0.1 μm, the effect of improving various properties such as wear resistance may not be sufficiently exhibited. When the total thickness of the coating exceeds 30 μm, the residual stress increases, Adhesion may be reduced, which is not preferable.
なお、膜厚の測定方法としては、切削工具を切断し、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いて観察することにより求めることができる。以下に被膜を構成する被覆層の各層について説明する。 In addition, as a measuring method of a film thickness, it can obtain | require by cut | disconnecting a cutting tool and observing the cross section using a scanning electron microscope (SEM: Scanning Electron Microscope). Below, each layer of the coating layer which comprises a film is demonstrated.
＜Ｚｒ含有被覆層＞
被膜を構成する被覆層の少なくとも１層である「Ｚｒ含有被覆層」は、被膜に含まれる被覆層のうちの１の被覆層であって、Ｚｒを含有する層である。このＺｒ含有被覆層を含むことによって、従来よりも表面被覆切削工具の靭性と耐摩耗性とをより高度に両立させることができる。
<Zr-containing coating layer>
The “Zr-containing coating layer”, which is at least one of the coating layers constituting the coating, is one of the coating layers included in the coating and is a layer containing Zr. By including this Zr-containing coating layer, both the toughness and the wear resistance of the surface-coated cutting tool can be achieved at a higher level than before.
なお、本発明において、「被膜に含まれるＺｒ」と表現することがあるが、これは必ずしも被膜にＺｒが均一に含まれている必要はなく、Ｚｒの含有量が部分的に高い部分や低い部分を有することがあってもよい。 In the present invention, it may be expressed as “Zr contained in the film”, but it is not always necessary that the film contains Zr uniformly, and the Zr content is partially high or low. It may have a part.
この被膜に含まれるＺｒの含有量と切れ刃部の耐摩耗性および靭性との関係は、被膜に含まれるＺｒの含有量が多くなるにつれ靭性が向上する傾向にあり、被膜に含まれるＺｒの含有量が少なくなるにつれ耐摩耗性が向上する傾向にある。 The relationship between the content of Zr contained in the coating and the wear resistance and toughness of the cutting edge portion tends to improve toughness as the content of Zr contained in the coating increases. As the content decreases, the wear resistance tends to improve.
ここで、本発明において「Ｚｒを含有する」とは、不可避不純物として含まれる程度以上に含まれていることをいい、この不可避不純物として被膜に含まれる量を具体的な数値で示すことは困難であるが、あえて規定するならば被膜に対しＺｒを０．００１質量％以上の割合で含んでいることをいう。 Here, in the present invention, “contains Zr” means that it is contained in an amount exceeding that contained as an unavoidable impurity, and it is difficult to show the amount contained in the film as this unavoidable impurity by a specific numerical value. However, if it dares to be specified, it means that Zr is contained in a ratio of 0.001% by mass or more with respect to the coating film.
また、被膜に含まれるＺｒは、被膜に固溶状態で含まれていてもよいし、Ｚｒ含有被覆層のマトリックス成分の結晶中に置換型もしくは侵入型のいずれか一方もしくは両方の型で含まれていてもよい。なお、このＺｒ含有被覆層は、後述する酸化アルミニウム層またはチタン化合物層のいずれか一方もしくは両方を兼ねていてもよい。 Further, Zr contained in the coating may be contained in the coating in a solid solution state, and it is contained in one or both of substitutional type and interstitial type in the matrix component crystal of the Zr-containing coating layer. It may be. The Zr-containing coating layer may also serve as one or both of an aluminum oxide layer and a titanium compound layer described later.
また、このようなＺｒ含有被覆層の厚みは、０．０１〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１５μｍであり、さらに好ましくは、０．２〜１２μｍである。Ｚｒ含有被覆層の厚みが０．０１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、Ｚｒ含有被覆層の厚みが２０μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。 Moreover, it is preferable that the thickness of such a Zr containing coating layer is 0.01-20 micrometers, More preferably, it is 0.1-15 micrometers, More preferably, it is 0.2-12 micrometers. When the thickness of the Zr-containing coating layer is less than 0.01 μm, the effect of improving various properties such as wear resistance may not be sufficiently exhibited. When the thickness of the Zr-containing coating layer exceeds 20 μm, the residual stress increases. There is a possibility that the adhesiveness with the substrate is lowered, which is not preferable.
本発明の表面被覆切削工具の切れ刃部において、該切れ刃部のうち１の切れ刃部である第１切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と、該第１切れ刃部を除く他の切れ刃部のうちの少なくとも１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とが異なる場合、広範囲の硬度や強度を有する被削材を切削することができ、かつ表面被覆切削工具の交換回数を減らすことのできる表面被覆切削工具を提供することができる。 In the cutting edge part of the surface-coated cutting tool of the present invention, the Zr content of the coating in the first cutting edge part which is one cutting edge part among the cutting edge parts, and other cuttings excluding the first cutting edge part When the Zr content of the coating on at least one of the blades is different, the work material having a wide range of hardness and strength can be cut, and the number of replacement of the surface-coated cutting tool can be reduced. It is possible to provide a surface-coated cutting tool that can be used.
ここで、被膜のＺｒ含有量が「異なる」とは、１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と他の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とがいずれかの分析方法によって異なることが明らかに示される場合はもちろん、実質的に異なるとみなせる程度の微差の場合であってもよいことを意味する。 Here, “the Zr content of the coating is“ different ”” clearly indicates that the Zr content of the coating at one cutting edge and the Zr content of the coating at the other cutting edge differ depending on any analysis method. Of course, it means that the difference may be a slight difference that can be regarded as substantially different.
上記のように、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を切れ刃部ごとに異なるように調整することによって、広範囲の硬度や強度を有する被削材を切削することができる表面被覆切削工具を提供することができる。表面被覆切削工具を広範囲の硬度や強度を有する被削材の切削に対応できるようにするには、表面被覆切削工具の切れ刃部ごとに異なる靭性や耐熱亀裂性を有することが必要であり、そのためには表面被覆切削工具のあらゆる箇所の硬度や強度が異なることが理想的である。 As described above, a surface-coated cutting tool capable of cutting a work material having a wide range of hardness and strength by adjusting the Zr content of the coating at the cutting edge portion to be different for each cutting edge portion is provided. can do. In order to enable the surface-coated cutting tool to cope with cutting of a work material having a wide range of hardness and strength, it is necessary to have different toughness and heat crack resistance for each cutting edge portion of the surface-coated cutting tool, For this purpose, it is ideal that the hardness and strength of every part of the surface-coated cutting tool are different.
しかしながら、表面被覆切削工具のあらゆる箇所で異なる硬度や強度が付与された表面被覆切削工具を工業的に生産することは困難が予想されるため、本発明者は表面被覆切削工具の各部位の中で特に切削に関与する切れ刃部に注目し、各切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を可能な限り不均一な状態とすることにより、表面被覆切削工具の切れ刃部ごとに異なる靭性や耐熱亀裂性を有することができ、もって広範囲の硬度や強度を有する被削材に対応できる表面被覆切削工具を可能としたものである。 However, since it is expected that it is difficult to industrially produce a surface-coated cutting tool having different hardness and strength everywhere in the surface-coated cutting tool, the present inventor In particular, paying attention to the cutting edge part involved in cutting, and making the Zr content of the coating in each cutting edge part as non-uniform as possible, the toughness and heat resistance differing for each cutting edge part of the surface-coated cutting tool Thus, it is possible to provide a surface-coated cutting tool that can have cracking properties and can cope with a work material having a wide range of hardness and strength.
本発明でいう、表面被覆切削工具の各切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が切れ刃部ごとに異なるとは、各切れ刃部ごとにおける被膜のＺｒ含有量を不均一にしたものであり、より具体的には、以下のような条件を満たすことが好ましい。 According to the present invention, the Zr content of the coating film in each cutting edge portion of the surface-coated cutting tool is different for each cutting edge portion, and the Zr content of the coating film in each cutting blade portion is non-uniform, More specifically, it is preferable to satisfy the following conditions.
本発明の表面被覆切削工具の被膜のＺｒ含有量は、いずれか１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量のうち、そのＺｒ含有量が最大となるＺｒ含有量をＸ1とし、そのＺｒ含有量が最小となるＺｒ含有量をＸ2とし、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＸaveとする場合、Ｘ1、Ｘ2およびＸaveが下記式（Ｉ）を満たすことによって、広範囲の被削材を切削することができる表面被覆切削工具を得ることができる。また、式（Ｉ）の左辺が大きな値を示すほど、切れ刃部ごとのＺｒ含有量の差が大きくなるので、切れ刃部ごとの硬度や強度の性能の差がより大きくなり、より広範囲の被削材を切削することができる表面被覆切削工具とすることができる。このため、式（Ｉ）の左辺は０．０８以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。またこの上限は０．５とすることが好ましい。 Zr content of the coating of the coated cutting tool of the present invention, among the Zr content of the coating in any one of the cutting edge portion, and the Zr content that Zr content is maximum and X 1, the Zr-containing When the Zr content that minimizes the amount is X 2 and the average value of the Zr content of the coating in all the cutting edges is X ave , X 1 , X 2, and X ave satisfy the following formula (I) Thus, a surface-coated cutting tool that can cut a wide range of work materials can be obtained. Moreover, since the difference of Zr content for every cutting edge part becomes large, so that the left side of Formula (I) shows a large value, the difference in the performance of hardness and strength for every cutting edge part becomes larger, and it is more wide range. It can be set as the surface covering cutting tool which can cut a work material. For this reason, the left side of the formula (I) is more preferably 0.08 or more, and further preferably 0.1 or more. The upper limit is preferably 0.5.
（Ｘ1−Ｘ2）／Ｘave≧０．０４・・・（Ｉ）
また、本発明の表面被覆切削工具は、２のすくい面を有し、該すくい面は、いずれも少なくとも２本の対角線を有し、該対角線は、該対角線の両端が上記切れ刃部に含まれ、該すくい面のうち、面積が広い方のすくい面を第１すくい面とし、面積が狭い方のすくい面を第２すくい面とし、該第１すくい面の対角線のうち、いずれか１の対角線である第１対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ1とし、該第２すくい面の対角線のうち、第１対角線に平行な対角線である第２対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ2とし、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹaveとする場合、Ｙ1、Ｙ2およびＹaveが下記式（ＩＩ）を満たすことによって、広範囲の被削材を切削することができる表面被覆切削工具を得ることができる。また、式（ＩＩ）の左辺が大きな値を示すほど、切れ刃部ごとのＺｒ含有量の差が大きくなるので、切れ刃部ごとの硬度や強度の性能の差がより大きくなり、より広範囲の被削材を切削することができる表面被覆切削工具とすることができる。このため、式（ＩＩ）の左辺は０．０８以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。またこの上限は０．５とすることが好ましい。
(X 1 −X 2 ) / X ave ≧ 0.04 (I)
Further, the surface-coated cutting tool of the present invention has two rake faces, each of the rake faces has at least two diagonal lines, and both ends of the diagonal lines are included in the cutting edge portion. Of the rake faces, the rake face having the larger area is defined as the first rake face, the rake face having the smaller area as the second rake face, and any one of the diagonal lines of the first rake face. the average value of the Zr content of the film at the second cutting edge portion located in the first diagonal line across a diagonal line as Y 1, of the diagonal of the second rake face, is a diagonal parallel to the first diagonal first If the average value of the Zr content of the film at the second cutting edge portion located 2 opposite corners and Y 2, the average value of the Zr content of the film in all the cutting edge portion and the Y ave, Y 1, by Y 2 and Y ave satisfy the following formula (II), a wide range of Work material it is possible to obtain a surface-coated cutting tool capable of cutting. Moreover, since the difference of Zr content for every cutting edge part becomes large, so that the left side of Formula (II) shows a large value, the difference in the performance of hardness and strength for every cutting edge part becomes larger, and it is more wide range. It can be set as the surface covering cutting tool which can cut a work material. For this reason, the left side of the formula (II) is more preferably 0.08 or more, and further preferably 0.1 or more. The upper limit is preferably 0.5.
（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙave≧０．０４・・・（ＩＩ）
ここで、本発明の表面被覆切削工具１０１は、図１においては上側の面を第１すくい面１０２ａといい、もう一方のすくい面を第２すくい面１０２ｂというが、通常第１すくい面１０２ａは、２のすくい面のうち面積の広い方のすくい面のことをいう。なお、この２のすくい面の面積が等しい場合は、第１すくい面１０２ａはいずれの面とすることもできる。
(Y 1 −Y 2 ) / Y ave ≧ 0.04 (II)
Here, in the surface-coated
また、この第１すくい面１０２ａに含まれる２の対角線のうち、１の対角線を第１対角線１０５ａといい、第２すくい面１０２ｂに含まれる２の対角線のうち、第１対角線１０５ａに平行な１の対角線を第２対角線１０５ｂという。
Of the two diagonal lines included in the
ここで、第１対角線１０５ａと第２対角線１０５ｂとが「平行」であるとは、表面被覆切削工具１０１の立体構造において、第１すくい面１０２ａの第１対角線１０５ａと第２すくい面１０２ｂの第２対角線１０５ｂとが実質的にねじれの位置関係にないことをいう。
Here, the first
また、本発明の表面被覆切削工具は、全ての共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第１共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1が、他の共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最大となり、全ての共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第２共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2が、他の共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最小となり、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＺaveとする場合、Ｚ1、Ｚ2およびＺaveが下記式（ＩＩＩ）を満たすことによって、広範囲の被削材を切削することができる表面被覆切削工具を得ることができる。また、式（ＩＩＩ）の左辺が大きな値を示すほど、切れ刃部ごとのＺｒ含有量の差が大きくなるので、切れ刃部ごとの硬度や強度の性能の差がより大きくなり、より広範囲の被削材を切削することができる表面被覆切削工具とすることができる。このため、式（ＩＩＩ）の左辺は０．０８以上であることがより好ましく、０．１以上であることがさらに好ましい。またこの上限は０．５とすることが好ましい。 In addition, the surface-coated cutting tool of the present invention has an average value Z of the Zr content of the coating at the two cutting edge portions located at both ends of the first shared ridge that is any one of the shared ridges. 1 is the maximum among the average values of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the other shared ridge, and the second shared which is any one of the shared ridges The average value Z 2 of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the ridge is the average value of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the other shared ridge. When the average value of the Zr content of the coating at all cutting edges is Z ave , Z 1 , Z 2 and Z ave satisfy the following formula (III) to cut a wide range of work materials A surface-coated cutting tool that can be obtained can be obtained. Moreover, since the difference of Zr content for every cutting edge part becomes large, so that the left side of Formula (III) shows a large value, the difference in the performance of the hardness and strength for every cutting edge part becomes larger, and a wider range. It can be set as the surface covering cutting tool which can cut a work material. For this reason, the left side of the formula (III) is more preferably 0.08 or more, and further preferably 0.1 or more. The upper limit is preferably 0.5.
（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚave≧０．０４・・・（ＩＩＩ）
また、第１共有稜は、前記第１すくい面にある対角線のうち、いずれか１の対角線と交差し、さらにこの対角線は前記第２共有稜とも交差していることが好ましい。すなわち、図１のような表面被覆切削工具１０１の立体構造の場合、第１共有稜と第２共有稜とが互いに対角の位置にある共有稜１０４であることが好ましい。
(Z 1 −Z 2 ) / Z ave ≧ 0.04 (III)
Moreover, it is preferable that a 1st shared edge crosses any one diagonal line among the diagonal lines in a said 1st rake face, and also this diagonal line also crosses the said 2nd shared edge. That is, in the case of the three-dimensional structure of the surface-coated
＜酸化アルミニウム層＞
被膜を構成する被覆層の少なくとも１層である「酸化アルミニウム層」は、被膜に少なくとも１層以上含まれる被覆層であって、酸化アルミニウムを主体として含む層である。この酸化アルミニウム層は、主にすくい面の耐溶着性を向上させるとともに、高速切削時の耐摩耗性をも向上させる作用をなすものである。そして、この酸化アルミニウムに含まれるアルミニウムに、α−アルミナを用いることによりこれらの作用効果は顕著となる。なお、この酸化アルミニウム層がＺｒを含む場合は、Ｚｒ含有被覆層となる。
<Aluminum oxide layer>
The “aluminum oxide layer”, which is at least one of the coating layers constituting the coating, is a coating layer that is included in the coating at least one or more layers, and is a layer mainly containing aluminum oxide. This aluminum oxide layer mainly improves the welding resistance of the rake face and also improves the wear resistance during high-speed cutting. These effects are remarkable by using α-alumina for the aluminum contained in the aluminum oxide. In addition, when this aluminum oxide layer contains Zr, it becomes a Zr-containing coating layer.
また、酸化アルミニウム層が表面被覆切削工具の表面に露出していてもよいし、酸化アルミニウム層が表面被覆切削工具の刃先稜線部においてのみ露出していてもよい。また「主体として含む」とは、酸化アルミニウム層に酸化アルミニウムを少なくとも２０質量％含有し、かつ酸化アルミニウム以外の成分が単一成分で酸化アルミニウムの含有量を超える量を含まないことをいう。 Moreover, the aluminum oxide layer may be exposed on the surface of the surface-coated cutting tool, or the aluminum oxide layer may be exposed only at the edge portion of the edge of the surface-coated cutting tool. Further, “including as a main component” means that the aluminum oxide layer contains at least 20% by mass of aluminum oxide and that the component other than aluminum oxide is a single component and does not contain an amount exceeding the content of aluminum oxide.
また、このような酸化アルミニウム層の厚みは、０．０１〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１５μｍであり、さらに好ましくは、０．２〜１２μｍである。酸化アルミニウム層の厚みが０．０１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、酸化アルミニウム層の厚みが２０μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。 Moreover, it is preferable that the thickness of such an aluminum oxide layer is 0.01-20 micrometers, More preferably, it is 0.1-15 micrometers, More preferably, it is 0.2-12 micrometers. When the thickness of the aluminum oxide layer is less than 0.01 μm, the effect of improving various properties such as wear resistance may not be sufficiently exhibited. When the thickness of the aluminum oxide layer exceeds 20 μm, the residual stress increases, There is a possibility that the adhesiveness with the lowering, which is not preferable.
＜チタン化合物層＞
被膜を構成する被覆層の少なくとも１層である「チタン化合物層」は、被膜に少なくとも１層以上含まれる被覆層であって、チタン化合物を主体として含む層である。このチタン化合物層は、汎用切削に用いるときの耐摩耗性を向上させるために設ける層であり、ＭＴ−ＣＶＤ（Medium Temperature Chemical Vapor Deposition）法で形成されることが好ましく、チタン化合物にはＴｉＣＮを用いることが好ましい。なお、このチタン化合物層がＺｒを含む場合は、Ｚｒ含有被覆層となる。
<Titanium compound layer>
The “titanium compound layer”, which is at least one of the coating layers constituting the coating, is a coating layer contained in the coating at least one or more layers, and is a layer mainly containing a titanium compound. This titanium compound layer is a layer provided to improve wear resistance when used in general-purpose cutting, and is preferably formed by MT-CVD (Medium Temperature Chemical Vapor Deposition) method. It is preferable to use it. In addition, when this titanium compound layer contains Zr, it becomes a Zr-containing coating layer.
また「主体として含む」とは、チタン化合物層に、チタン化合物を少なくとも２０質量％含有し、かつチタン化合物以外の成分が単一成分でチタン化合物の含有量を超える量を含まないことをいう。ここで、チタン化合物層に含まれるチタン化合物の含有量とは、単一種類のチタン化合物の含有量で２０質量％以上のチタン化合物を含んでいてもよいし、複数種類のチタン化合物の含有量の合計で２０質量％以上のチタン化合物を含んでいてもよい。 Further, “including as a main component” means that the titanium compound layer contains at least 20% by mass of a titanium compound and a component other than the titanium compound is a single component and does not contain an amount exceeding the content of the titanium compound. Here, the content of the titanium compound contained in the titanium compound layer may include 20% by mass or more of a single type of titanium compound, or the content of a plurality of types of titanium compounds. A total of 20% by mass or more of a titanium compound may be included.
また、このようなチタン化合物層の厚みは、０．０１〜２５μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１８μｍであり、さらに好ましくは、０．２〜１５μｍである。チタン化合物層の厚みが０．０１μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されない場合があり、チタン化合物層の厚みが２５μｍを超えると残留応力が大きくなり、基材との密着性が低下する虞があり好ましくない。 Moreover, it is preferable that the thickness of such a titanium compound layer is 0.01-25 micrometers, More preferably, it is 0.1-18 micrometers, More preferably, it is 0.2-15 micrometers. When the thickness of the titanium compound layer is less than 0.01 μm, the effect of improving various properties such as wear resistance may not be sufficiently exhibited. When the thickness of the titanium compound layer exceeds 25 μm, the residual stress increases, There is a possibility that the adhesiveness with the lowering, which is not preferable.
＜硬質化合物層＞
本発明の表面被覆切削工具１０１の被膜は、上記Ｚｒ含有被覆層以外に、少なくとも１層の硬質化合物層を含んでいてもよい。この硬質化合物層は、周期律表のＩＶａ族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等）、Ｖａ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層であることが好ましい。また、耐摩耗性等の諸特性を向上させつつ基材との密着性の低下を防止する観点から、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、チタンとからなる化合物を主体として含む層であることがさらに好ましい。
<Hard compound layer>
The coating of the surface-coated
また、２以上の硬質化合物層を含む場合、１の硬質化合物層を構成する化合物と、他の硬質化合物層を構成する化合物とが異なることが好ましい。なお、その硬質化合物層のうちの一層の厚みは、１〜１００ｎｍであることが好ましい。 Further, when two or more hard compound layers are included, it is preferable that a compound constituting one hard compound layer is different from a compound constituting another hard compound layer. In addition, it is preferable that the thickness of one layer in the hard compound layer is 1-100 nm.
また「主体として含む」とは、硬質化合物層に、周期律表のＩＶａ族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等）、Ｖａ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を少なくとも２０質量％含有し、かつこの化合物以外の成分が単一成分でこの化合物の含有量を超える量を含まないことをいう。 In addition, “include as a main component” means that the hard compound layer includes a group IVa element (Ti, Zr, Hf, etc.), a group Va element (V, Nb, Ta, etc.), a group VIa element (Cr, Mo, etc.) in the periodic table. W, etc.), containing at least 20% by mass of a compound comprising at least one element selected from the group consisting of Al, Si and boron and at least one element selected from the group consisting of carbon, nitrogen, oxygen and boron In addition, the component other than this compound is a single component and does not contain an amount exceeding the content of this compound.
なお、このような硬質化合物層を構成する化合物としては、たとえば、ＴｉＡｌ、ＴｉＳｉ、ＡｌＣｒ、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢＮ、ＴｉＣＢＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＡｌＮ、ＡｌＣＮ、ＡｌＣｒＣＮ、ＡｌＯＮ、ＣｒＮ、ＣｒＣＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＴｉＯ、ＴｉＡｌＯＮ、ＺｒＮ、ＺｒＣＮ、ＡｌＺｒＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＳｉＮ、ＴｉＡｌＣｒＳｉＮ、ＡｌＣｒＮ、ＡｌＣｒＳｉＮ、ＴｉＺｒＮ、ＴｉＡｌＭｏＮ、ＴｉＡｌＮｂＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＣｒＴａＮ、ＡｌＴｉＶＮ、ＴｉＢ、ＴｉＣｒＨｆＮ、ＣｒＳｉＷＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＺｒＯＮ、ＡｌＣｒＣＮ、ＡｌＨｆＮ、ＣｒＳｉＢＯＮ、ＴｉＡｌＷＮ、ＡｌＣｒＭｏＣＮ、ＴｉＡｌＢＮ、ＴｉＡｌＣｒＳｉＢＣＮＯ等を挙げることができる。 In addition, as a compound which comprises such a hard compound layer, TiAl, TiSi, AlCr, TiN, TiON, TiCN, TiCNO, TiBN, TiCBN, TiAlCN, AlN, AlCN, AlCrCN, AlON, CrN, CrCN, TiSiN , TiSiCN, TiO, TiAlON, ZrN, ZrCN, AlZrN, TiAlN, TiAlSiN, TiAlCrSiN, AlCrN, AlCrSiN, TiZrN, TiAlMoN, TiAlNbN, TiSiN, TiSiCN, AlCrTaN, AlTiVN, TiB, TiCrHfN, TiB, TiCrHfN , AlHfN, CrSiBON, TiAlWN, AlCrMoCN, TiAlBN, TiAlCrS And the like can be given BCNO.
とりわけ、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素と、チタンとからなる化合物としては、ＴｉＮ、ＴｉＢＮ、ＴｉＯＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＣＢＮ等を挙げることができる。 In particular, examples of the compound composed of titanium and at least one element selected from the group consisting of carbon, nitrogen, oxygen and boron include TiN, TiBN, TiON, TiCN, TiCNO, and TiCBN.
なお、上記の化学式において、各元素の原子比が特に記載されていないものは必ずしも等比となるものではなく、従来公知の原子比が全て含まれるものとする。たとえば単にＴｉＮと記す場合、ＴｉとＮとの原子比は１：１が含まれる他、２：１、１：０．９５、１：０．９等が含まれる（特に断りのない限り、以下において同じ）。 In the above chemical formula, those in which the atomic ratio of each element is not particularly described are not necessarily equivalent, and all conventionally known atomic ratios are included. For example, when simply describing TiN, the atomic ratio of Ti and N includes 1: 1, and includes 2: 1, 1: 0.95, 1: 0.9, etc. (unless otherwise noted, the following) The same).
なお、この硬質化合物層を２層以上含む場合は、これらの化合物からなる層を２ｎｍ〜５μｍの厚みで積層してもよい。そして、特に炭素、窒素、酸素、および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、チタンとからなる化合物によって構成される２種以上の層が、各層の厚みを１〜１００ｎｍの厚みとして周期的に積層される超多層を１以上含むことが好ましい。このように上記各層を周期的に積層させることにより、耐酸化性および耐熱性がさらに向上し極めて優れた耐摩耗性が示される。 When two or more hard compound layers are included, a layer made of these compounds may be stacked with a thickness of 2 nm to 5 μm. In particular, at least one layer selected from the group consisting of at least one element selected from the group consisting of carbon, nitrogen, oxygen, and boron and a compound consisting of titanium has a thickness of 1 to 100 nm. It is preferable to include one or more super multilayers that are periodically stacked. Thus, by periodically laminating the above layers, the oxidation resistance and heat resistance are further improved, and extremely excellent wear resistance is exhibited.
ここで、周期的に積層させるとは、たとえば２種の層を上下交互に積層させるなど、一定の周期性をもって積層させることをいう。なお、各層の厚みが１ｎｍ未満となる場合や１００ｎｍを超える場合には積層による耐摩耗性の向上効果が示されない場合があるが、その場合であってもこれらの化合物によってもたらされる固有の耐摩耗性の向上効果は示される。各層の厚みはより好ましくは４〜６０ｎｍである。 Here, periodically laminating means, for example, laminating with a certain periodicity such as alternately laminating two kinds of layers. In addition, when the thickness of each layer is less than 1 nm or exceeds 100 nm, the effect of improving the wear resistance by lamination may not be shown, but even in that case, the inherent wear resistance provided by these compounds The effect of improving sex is shown. The thickness of each layer is more preferably 4 to 60 nm.
また、このような硬質化合物層は、０．３〜１０μｍの厚み（超多層で形成される場合はその全体の厚み）を有することが好ましく、より好ましくは０．５〜７μｍであり、さらに好ましくは１〜５μｍである。その厚みが０．３μｍ未満の場合には、十分な耐摩耗性が示されなくなるとともに十分な靭性を示さなくなる場合があり、１０μｍを超えると耐欠損性が低下することがあるため好ましくない。 Moreover, it is preferable that such a hard compound layer has a thickness of 0.3 to 10 μm (when it is formed of a super multi-layer, its total thickness), more preferably 0.5 to 7 μm, still more preferably. Is 1-5 μm. If the thickness is less than 0.3 μm, sufficient wear resistance may not be exhibited and sufficient toughness may not be exhibited. If the thickness exceeds 10 μm, the fracture resistance may decrease, which is not preferable.
＜被膜の応力＞
本発明の被膜を構成する被覆層の少なくとも１層には、圧縮残留応力のある層または応力のない層のうちのいずれか一方または両方を含んでいてもよい。この圧縮残留応力のある層または応力のない層のいずれか一方または両方を含むことによって、表面被覆切削工具を長時間使用した場合の疲労寿命による切れ刃部の欠損を効果的に防止することができる。上述した酸化アルミニウム層がこの圧縮残留応力のある層または応力のない層を兼ねていてもよい。
<Stress of coating>
At least one of the coating layers constituting the coating of the present invention may include either one or both of a layer having compressive residual stress and a layer having no stress. By including one or both of the layer with compressive residual stress and the layer without stress, it is possible to effectively prevent chipping of the cutting edge due to fatigue life when the surface-coated cutting tool is used for a long time. it can. The aluminum oxide layer described above may also serve as the layer having the compressive residual stress or the layer having no stress.
＜基材の組成＞
本発明の表面被覆切削工具の基材に用いられる組成としては、このような切削工具の基材として知られる従来公知の組成物を特に限定なく使用することができる。たとえば、超硬合金（たとえば、ＷＣ基超硬合金、ＷＣのほか、Ｃｏを含み、あるいはさらにＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の炭窒化物等を添加したものも含む）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ等を主成分とするもの）、高速度鋼、セラミックス（炭化チタン、炭化硅素、窒化硅素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムおよびこれらの混合体等）、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体等からなる群から選択された少なくとも１種とすることができる。
<Substrate composition>
As a composition used for the base material of the surface-coated cutting tool of the present invention, a conventionally known composition known as a base material for such a cutting tool can be used without any particular limitation. For example, cemented carbide (for example, WC-based cemented carbide, WC, including Co, or further including carbonitride such as Ti, Ta, Nb, etc.), cermet (TiC, TiN, TiCN) Etc.), high speed steel, ceramics (titanium carbide, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide and mixtures thereof), cubic boron nitride sintered body, diamond sintered body It can be at least one selected from the group consisting of, etc.
このような基材として超硬合金を使用する場合、そのような超硬合金は、組織中に遊離炭素やη相と呼ばれる異常相を含んでいても本発明の効果は示される。また、本発明の基材は、必要に応じてさらに砥石、ブラシ等で加工することにより所定の形状や寸法精度に整えられていてもよいし、基材上に脱β層が設けられていてもよい。 When a cemented carbide is used as such a base material, the effect of the present invention is exhibited even if such a cemented carbide contains an abnormal phase called free carbon or η phase in the structure. Moreover, the base material of the present invention may be further adjusted to a predetermined shape and dimensional accuracy by further processing with a grindstone, a brush or the like, if necessary, and a β-free layer is provided on the base material. Also good.
＜用途＞
本発明の表面被覆切削工具は、この種のチップにより切削が可能なあらゆる種類の被削材に対して用いることができ、またその用途もドリル、エンドミル、ドリル加工用刃先交換型チップ、エンドミル加工用刃先交換型チップ、フライス加工用刃先交換型チップ、旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップまたはクランクシャフトのピンミーリング加工用刃先交換型チップ等の極めて広範囲の用途に用いることができる。
<Application>
The surface-coated cutting tool of the present invention can be used for all kinds of work materials that can be cut with this kind of tip, and its application is also drill, end mill, tip replacement type tip for drilling, end mill processing. For a wide range of applications such as cutting edge replacement inserts for milling, cutting edge replacement inserts for milling, cutting edge replacement inserts for turning, metal saws, gear cutting tools, reamers, tap or crankshaft pin milling inserts Can be used.
＜製造方法＞
本発明の表面被覆切削工具は、化学蒸着法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）や物理蒸着法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）により、その基材上に各種の被覆層を形成することができるが、これらの方法に限定されるものではなく、このような被覆層を形成することができる方法であればいかなる方法をも採用することができ、いかなる方法でも本発明の上記効果は発揮される。
<Manufacturing method>
The surface-coated cutting tool of the present invention can form various coating layers on its substrate by chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD). Any method can be adopted as long as it is a method capable of forming such a coating layer, and the above-described effects of the present invention can be exhibited by any method.
ここで、本発明の各種の被覆層をＣＶＤ法によって形成する場合、基材の表面の一部または全部に反応ガスを蒸着させることによって被覆層を形成する。この反応ガスに用いられるガスの種類は、単独成分のガスであってもよいが、２種以上の成分を有する混合ガスであることが好ましい。 Here, when the various coating layers of the present invention are formed by the CVD method, the coating layers are formed by vapor-depositing a reaction gas on part or all of the surface of the substrate. The kind of gas used for the reaction gas may be a single component gas, but is preferably a mixed gas having two or more components.
本発明に用いられる反応ガスとしては、ハロゲン化鉱物ガス、非金属元素の単体ガス等のように、従来公知の反応ガスを用いることができ、たとえば、ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、ＢＣｌ3、ＨＣｌ、ＡｌＣｌ3、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ3ＣＮ、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ等からなる群から選択された少なくとも１種を用いられるが、これらの反応ガスに限られるものではなく、これらと同等の一般的な反応ガスを用いることができる。また、この反応ガスを基材に蒸着する際に必要な条件としては、たとえば、温度や圧力等が挙げられ、温度に関していえば７００〜１３００℃の範囲に設定することがあり、圧力に関していえば１〜１００ｋＰａの範囲に設定することがある。 As the reaction gas used in the present invention, a conventionally known reaction gas such as a halogenated mineral gas, a nonmetallic elemental gas, or the like can be used. For example, TiCl 4 , ZrCl 4 , BCl 3 , HCl, At least one selected from the group consisting of AlCl 3 , N 2 , H 2 , CH 3 CN, CH 4 , CO, CO 2 , H 2 S and the like is used, but is not limited to these reaction gases. Common reaction gases equivalent to these can be used. Moreover, as conditions required when this reactive gas is vapor-deposited on a base material, for example, temperature, pressure, and the like can be mentioned. In terms of temperature, it may be set in a range of 700 to 1300 ° C. It may be set in the range of 1 to 100 kPa.
本発明の表面被覆切削工具の被膜に含まれる被覆層は、物理蒸着法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）により形成することもできる。このような物理蒸着法としては、たとえばバランストマグネトロンスパッタリング法、アンバランストマグネトロンスパッタリング法、アークイオンプレーティング法、これらを各組み合せた方法等を挙げることができる。 The coating layer contained in the coating of the surface-coated cutting tool of the present invention can also be formed by physical vapor deposition (PVD). Examples of such physical vapor deposition include balanced magnetron sputtering, unbalanced magnetron sputtering, arc ion plating, and combinations of these.
本発明の表面被覆切削工具の基材上の被覆層は、たとえば次のようなＣＶＤ法によって製造される。すなわち、図２に示されるように基材１３０をセットした基材セット用治具１３１を準備し、この基材１３０と基材セット用治具１３１を、図３に示されるように反応容器１３４内に入れて、反応容器内の温度を高温ヒータ１３３によって８４０℃〜１０２０℃の範囲に設定し、さらに反応容器内の圧力を６〜６０ｋＰａに設定して、原料ガス投入口１３６より反応容器１３４内に原料ガスを投入する。そして、この原料ガス投入口１３６より投入された原料ガスは、反応管１３８内を通って、反応管１３８のノズル穴１３５から放出され、一部の原料ガスは基材１３０の表面に付着し、基材１３０上に被覆層が形成され、基材１３０に被覆層として付着しなかった残りのガスは、排気口１３７を通って放出される。
The coating layer on the substrate of the surface-coated cutting tool of the present invention is produced, for example, by the following CVD method. That is, a base
この方法による被覆層の形成においては、図４に示されるように基材１３０とノズル間中央高さ１３９との距離であるノズル間距離１４０が被覆層の原料の分布と関係する。すなわち、基材１３０とノズル間中央高さ１３９とのノズル間距離１４０が短いほど原料ガスが基材１３０に蒸着しやすく、基材１３０とノズル間中央高さ１３９との距離が長いほど原料ガスが基材１３０に蒸着しにくい。したがって、原料ガスにＺｒを含む場合において、ノズル間距離１４０を適切に調節することは、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の分布を決める上で極めて重要である。
In forming the coating layer by this method, as shown in FIG. 4, the
また、上記のノズル間距離を調節する方法以外に、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の分布を調節する方法としては、たとえば、基材１３０の第２すくい面と基材セット用治具１３１との距離を調節する方法、基材セット用治具１３１とノズル間中央高さ１３９との距離を調節する方法、反応容器１３４へのガスの導入の仕方を調節する方法、触媒ガスの使用量を調節する方法およびこれらの方法を組み合わせた方法等が挙げられる。ここで、「触媒ガス」にはたとえばＨ2Ｓを用いることができる。
In addition to the above-described method for adjusting the distance between nozzles, as a method for adjusting the distribution of the Zr content of the coating at the cutting edge, for example, the second rake face of the
以下、実施例１〜４を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples 1 to 4, but the present invention is not limited thereto.
＜実施例１＞
まず、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＴｉＣ粉末、Ｃｏ粉末およびＷＣ粉末を混合した混合粉末（ＴａＣ粉末の質量：ＮｂＣ粉末の質量：ＴｉＣ粉末の質量：Ｃｏ粉末の質量：ＷＣ粉末の質量＝１．０：１．２：２．０：８．０：８７．８）を真空中、１４５０℃の温度で１時間焼結した焼結体を作製した。
<Example 1>
First, a mixed powder obtained by mixing TaC powder, NbC powder, TiC powder, Co powder and WC powder (mass of TaC powder: mass of NbC powder: mass of TiC powder: mass of Co powder: mass of WC powder = 1.0 : 1.2: 2.0: 8.0: 87.8) was sintered in a vacuum at a temperature of 1450 ° C. for 1 hour to prepare a sintered body.
次に、その焼結体のそれぞれについて２３μｍの厚さの脱β層が形成されるように処理し、次に刃先処理としてＳｉＣブラシですくい面から見て０．０６ｍｍのホーニングを行ない、住友電工ハードメタル（株）社製のＣＮＭＧ１２０４０８ＥＭＵと同一形状の超合金製の基材を作製した。こうして得られた基材１３０を、図２に示すように基材セット用治具１３１上に、基材セット用治具１３１の表面と基材１３０の第２すくい面とが接し、第１すくい面が上面となるように設置した。
Next, each of the sintered bodies was processed so that a 23 μm thick de-β layer was formed, and then as a blade edge treatment, honing of 0.06 mm was performed as viewed from the scooping surface with a SiC brush. A base material made of a superalloy having the same shape as CNMG120408EMU manufactured by Hard Metal Co., Ltd. was produced. As shown in FIG. 2, the surface of the base
次いで図３に示されるように、ＣＶＤ装置１３２の反応容器１３４の条件を下記の表１に示される温度（℃）および圧力（ｋＰａ）に設定して、表１に示される原料ガス組成の原料ガスを原料ガス投入口１３６より投入することによって、基材１３０の表面上にＴｉＮ層（下）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊）およびＴｉＮ層を表２に示す膜厚のとおりに順次積層して被覆層を形成し、実施例１の表面被覆切削工具を作製した。なお、表２に示す各層の層厚の単位はμｍである。
Next, as shown in FIG. 3, the conditions of the
なお、表１において、ＭＴ−ＴｉＣＮ層とは、ＭＴ−ＣＶＤ法で形成されたＴｉＣＮ層のことであり、「ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）」および「α−Ａｌ2Ｏ3層（＊）」のように、被覆層の名称の後に（＊）を付して示している被覆層は、原料ガスの一部にＺｒを含有することを示しており、Ｚｒ含有被覆層である。また、「ＴｉＮ層（下）」と表される被覆層は、被膜に含まれる複数のＴｉＮ層のうち、基材１３０の一部もしくは全部が接しているＴｉＮ層である。
In Table 1, the MT-TiCN layer is a TiCN layer formed by the MT-CVD method, and “MT-TiCN layer (*)” and “α-Al 2 O 3 layer (*)”. As described above, the coating layer indicated by (*) after the name of the coating layer indicates that Zr is contained in a part of the source gas, and is a Zr-containing coating layer. In addition, the coating layer represented as “TiN layer (lower)” is a TiN layer in which a part or all of the
ここで、表２に示されるノズル間距離（ｍｍ）とは、図４に示されるように、反応管１３８のノズル間中央高さ１３９と基材１３０の第１すくい面（基材上面）との距離のことである。このノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第１すくい面の高さよりも高い場合のノズル間距離１４０を正の数で表し、ノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第１すくい面の高さよりも低い場合のノズル間距離１４０を負の数で表している。
Here, the inter-nozzle distance (mm) shown in Table 2 refers to the
そして、上記のノズル間中央高さ１３９を示す直線との距離が短い切れ刃部ほどＺｒ含有量が多くなる。すなわち、たとえば図４の表面被覆切削工具１３０の上面（第１すくい面）側の切れ刃部のＺｒ含有量は、表面被覆切削工具１３０の下面（第２すくい面）側の切れ刃部のＺｒ含有量よりも多くなる。そして、Ｚｒ含有量の多い第１すくい面側の切れ刃部は靭性に優れたものとなり、Ｚｒ含有量の少ない第２すくい面側の切れ刃部は耐摩耗性に優れたものとなる。
The Zr content increases as the cutting edge portion has a shorter distance from the straight line indicating the
実施例１においては、表２に示されるように、ノズル間距離１４０が６ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１とし、ノズル間距離１４０が４ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０２とし、ノズル間距離１４０が２ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０３とし、ノズル間距離１４０が−２ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．１０４とした。
In Example 1, as shown in Table 2, the surface-coated cutting tool No. 1 obtained by sintering the nozzle-to-
このようにして得られた表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４は、図５に示すように、上面のすくい面を第１すくい面２０２とし、第１すくい面２０２と異なる１のすくい面を第２すくい面とし、それ以外の表面である側面を逃げ面２０３とするネガティブチップであった。この表面被覆切削工具２０１は、第１すくい面２０２の第１対角線２０５ａの両端に挟角（隣り合う２本の刃先稜線２０６ａおよび刃先稜線２０６ｂが為す角度）が８０°である切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとを有し、さらにその第２すくい面の第２対角線の両端に挟角が８０°である切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとを有していた。
The surface-coated cutting tool No. obtained in this way. 101 to 104, as shown in FIG. 5, the rake face on the upper surface is the
＜断続切削試験＞
上記のようにして製造された表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４を各々１０個ずつ用意し、各工具ごとに製造時にノズル間中央高さ１３９を示す直線との距離が短い第１すくい面側の切れ刃部、すなわち第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと２０７ｂとについて下記に示す断続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の欠損率を求め、表３に示した。ここで、欠損率とは断続切削試験を行なった切れ刃部（各々の工具当たり計２０の切れ刃部）に対する欠損した切れ刃部の個数の割合を百分率で表した値であり、数値が小さいほど耐欠損性に優れていることを示している。
<Intermittent cutting test>
Surface coated cutting tool No. manufactured as described above. 10 to 101 are prepared for each tool, and each tool has a cutting edge portion on the first rake face side that is short from the straight line indicating the
（断続切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４３５、直径２５０ｍｍの４本溝が入っている丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．５ｍｍ
切削時間：３０秒
切削油：なし
＜連続切削試験＞
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４を各々１０個ずつ用意し、各工具ごとに製造時にノズル間中央高さ１３９を示す直線との距離が長い第２すくい面側の切れ刃部、すなわち第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとについて下記に示す条件で連続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の逃げ面摩耗量（ＶB）の平均値を求め、表３に示した。逃げ面摩耗量（ＶB）は、数値が小さいものほど、耐摩耗性に優れていることを示している。
(Intermittent cutting test conditions)
Work material: SCM435, round bar with 4 grooves of diameter 250mm Use holder: PCLNR2525-43 (Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.)
Cutting speed: 100 m / min
Feed: 0.40 mm / rev.
Cutting depth: 2.5mm
Cutting time: 30 seconds Cutting oil: None <Continuous cutting test>
Further, the surface-coated cutting tool No. Ten pieces of 101 to 104 are prepared, and the cutting edge part on the second rake face side, which is a long distance from the straight line indicating the
（連続切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４１５、直径２５０ｍｍの丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：３２０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３２ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：１．５ｍｍ
切削時間：５分
切削油：水溶性油
＜Ｚｒ含有量の測定＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１〜１０４の各々について、隣り合う刃先稜線２０６ａと刃先稜線２０６ｂとのなす挟角の二等分線を含む面で各切れ刃部を切断し、その切断面の被膜の部分を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ２μｍの範囲で１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とした。
(Conditions for continuous cutting test)
Work material: SCM415, round bar with a diameter of 250 mm Use holder: PCLNR2525-43 (manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.)
Cutting speed: 320 m / min
Feed: 0.32 mm / rev.
Cutting depth: 1.5mm
Cutting time: 5 minutes Cutting oil: Water-soluble oil <Measurement of Zr content>
Surface coated cutting tool No. For each of 101 to 104, each cutting edge portion is cut by a plane including a bisector of the included angle formed by the adjacent cutting
このようにして求めた切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）と、切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）と、切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）とを得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表３に示した。
Using the Zr content of the coating at the cutting edge thus obtained, the average value Y ave (mass%) of the Zr content of the coating at all cutting edges, the
表３より明らかな通り、本発明の実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．２１８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．４２２質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．０１３質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．３３６であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
As is apparent from Table 3, the surface-coated cutting tool No. 1 of Example 1 of the present invention was used. The average value Y ave of the Zr content of the coating in all the cutting edges 101 is 1.218% by mass, and the Zr of the coating in the
また、本発明の実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０２の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．３５２質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．４３７質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．２６６質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．１２７であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. 1 of Example 1 of the present invention was used. Average value Y ave of Zr content of the film in all of the cutting edge portion 102 is 1.352 mass%, Zr of the coating in the
また、本発明の実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０３の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．４１８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．４４９質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．３８６質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．０４４であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. 1 of Example 1 of the present invention was used. The average value Y ave of the Zr content of the coating in all the cutting edges 103 is 1.418% by mass, and the Zr of the coating in the
これに対して、比較例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０４の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．８９９質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．９１２質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８８５質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．０１４であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
In contrast, the surface-coated cutting tool No. 1 of Comparative Example 1 was used. The average value Y ave of the Zr content of the coating in all the cutting edges 104 is 1.899 mass%, and the Zr of the coating in the
また、連続切削試験による表３の逃げ面摩耗量ＶB（ｍｍ）から明らかなように、実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１、Ｎｏ．１０２およびＮｏ．１０３は、比較例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０４に比して、逃げ面摩耗量ＶBが優れていることがわかった。 Further, as apparent from the flank wear amount V B (mm) in Table 3 by the continuous cutting test, the surface-coated cutting tool No. 1 of Example 1 was used. 101, no. 102 and no. 103 is a surface-coated cutting tool No. 1 of Comparative Example 1. It was found that the flank wear amount V B was superior to 104.
一方、断続切削試験による表３の欠損率から明らかなように、実施例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０１、Ｎｏ．１０２およびＮｏ．１０３は、比較例１の表面被覆切削工具Ｎｏ．１０４に比して、耐欠損性も優れていることがわかった。 On the other hand, as is apparent from the defect rate in Table 3 according to the intermittent cutting test, the surface-coated cutting tool No. 1 of Example 1 was used. 101, no. 102 and no. 103 is a surface-coated cutting tool No. 1 of Comparative Example 1. Compared to 104, it was found that the fracture resistance was also excellent.
以上のことから、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たす表面被覆切削工具は、式（ＩＩ）の条件を満たさない表面被覆切削工具と比べて、切れ刃部ごとの硬度や強度が異なることから、より広範囲の被削材に対応できる。また、耐摩耗性や耐欠損性が向上していることから、表面被覆切削工具の交換回数を減らすことができる表面被覆切削工具である。 From the above, the surface-coated cutting tool in which the Zr content of the coating at the cutting edge satisfies the condition of the formula (II) is different from the surface-coated cutting tool not satisfying the condition of the formula (II). Because of their different hardness and strength, they can handle a wider range of work materials. In addition, since the wear resistance and fracture resistance are improved, the surface-coated cutting tool can reduce the number of replacements of the surface-coated cutting tool.
＜実施例２＞
実施例１で製造された基材１３０を用いて、実施例１と同様の方法で、基材１３０の表面上に被覆層を形成した。実施例２においては、ＴｉＮ層（下）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層、ＴｉＢＮ層、α−Ａｌ2Ｏ3層、κ−Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＣＮ層およびＴｉＮ層の群より選択された少なくとも４層の被覆層を表４に示す膜厚のとおりに順次積層して被覆層を形成した。なお、表４に示す各層の層厚の単位はμｍであり、「−」の記号は、該当欄の層が被覆層に形成されていないことを意味する。
<Example 2>
Using the
ここで、表４に示されるノズル間距離は実施例１と同様の方法によって決められ、ノズル間距離１４０が５ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１、Ｎｏ．２０２およびＮｏ．２０３とし、ノズル間距離１４０が−１ｍｍで焼結して得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．２０４、Ｎｏ．２０５およびＮｏ．２０６とした。
Here, the inter-nozzle distance shown in Table 4 is determined by the same method as in Example 1. The surface-coated cutting tool obtained by sintering with the
＜断続切削試験＞
上記のようにして製造された表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１〜２０６の各々１０個ずつを用意し、各工具ごとに製造時にノズル間中央高さ１３９を示す直線との距離が短い第１すくい面側の切れ刃部、すなわち第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとについて下記に示す断続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の欠損率を求め、それぞれの欠損率を表５に示した。
<Intermittent cutting test>
Surface coated cutting tool No. manufactured as described above. Each of the
（断続切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４３５、直径２５０ｍｍの４本溝が入っている丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：１０５ｍ／ｍｉｎ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．２ｍｍ
切削時間：３０秒
切削油：なし
＜連続切削試験＞
また、Ｎｏ．２０１〜２０６の各々１０個ずつを用意し、各工具ごとに製造時にノズル間中央高さ１３９を示す直線との距離が長い第２すくい面側の切れ刃部、すなわち第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとについてを下記に示す条件で連続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の逃げ面摩耗量（ＶB）の平均値を求め、それぞれの逃げ面摩耗量（ＶB）を下記の表５に示した。
(Intermittent cutting test conditions)
Work material: SCM435, round bar with 4 grooves of diameter 250mm Use holder: PCLNR2525-43 (Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.)
Cutting speed: 105 m / min
Feed: 0.40 mm / rev.
Cutting depth: 2.2mm
Cutting time: 30 seconds Cutting oil: None <Continuous cutting test>
No. 10 pieces of 201 to 206 are prepared, and the cutting edge portion on the second rake face side having a long distance from the straight line indicating the
（連続切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４１５、直径２５０ｍｍの丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：２６０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：１．５ｍｍ
切削時間：５分
切削油：水溶性油
＜Ｚｒ含有量の測定＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１およびＮｏ．２０４について、隣り合う刃先稜線２０６ａと刃先稜線２０６ｂとのなす挟角の二等分線を含む面で各切れ刃部を切断し、その切断面の被膜の部分を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍの範囲で１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とした。
(Conditions for continuous cutting test)
Work material: SCM415, round bar with a diameter of 250 mm Use holder: PCLNR2525-43 (manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.)
Cutting speed: 260 m / min
Feed: 0.30 mm / rev.
Cutting depth: 1.5mm
Cutting time: 5 minutes Cutting oil: Water-soluble oil <Measurement of Zr content>
Surface coated cutting tool No. 201 and no. For 204, each cutting edge portion is cut by a surface including a bisector of the included angle formed by the
このようにして求めた切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）と、切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）と、切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）とを得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表５に示した。
Using the Zr content of the coating at the cutting edge thus obtained, the average value Y ave (mass%) of the Zr content of the coating at all cutting edges, the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．２０２およびＮｏ．２０５については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量とした。 Further, the surface-coated cutting tool No. 202 and No. For 205, the measurement object is limited to the MT-TiCN layer of the coating on the cut surface in the same manner as described above, and measured 10 times with an electron probe microanalyzer (EPMA) at a spot size of 1 μm. The average of the 10 measurements was taken as the Zr content of the MT-TiCN layer at the cutting edge.
このようにして求めた切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）、切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）および切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）の値を得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表５に示した。
Using the Zr content of the MT-TiCN layer in the cutting edge portion thus determined, the average value Y ave (mass%) of the Zr content of the coating in all the cutting edge portions, particularly the MT-TiCN layer, The average value Y 1 (mass%) of the Zr content of the coating at the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．２０３およびＮｏ．２０６については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にα−アルミナ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量とした。 Further, the surface-coated cutting tool No. 203 and no. For 206, the measurement target is limited to the α-alumina layer of the coating on the cut surface in the same manner as described above, and measured 10 times with an electron probe microanalyzer (EPMA) at a spot size of 1 μm. The average of the ten measurements was taken as the Zr content of the coating at the cutting edge, particularly the α-alumina layer.
このようにして求めた切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）、切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）および切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）の値を得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表５に示した。
Using the Zr content of the α-alumina layer in the cutting edge portion thus obtained, the average value Y ave (mass%) of the Zr content of the coating in all the cutting edge portions, particularly the α-alumina layer, the cutting edge The average value Y 1 (mass%) of the Zr content of the coating, particularly the α-alumina layer, of the coating at the
表５より明らかな通り、本発明の実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．２７２質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．４３２質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．１１２質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．２５２であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
As is apparent from Table 5, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the coating in all the cutting edges 201 is 1.272% by mass, and the Zr of the coating in the
また、本発明の実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０２の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．２２８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．３８５質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．０７１質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．２５６であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. 2 of Example 2 of the present invention was used. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the
また、本発明の実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０３の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．３５２質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．３９６質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．３０７質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．２５３であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. 2 of Example 2 of the present invention was used. The average value Y ave of the Zr content of the α-alumina layer in all the
これに対して、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０４の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．８３５質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂと切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．８５２質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８１８質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．０１９であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
In contrast, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the coating in all the cutting edge parts 204 is 1.835% by mass, and the
また、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０５の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．７６０質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、１．７７５質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．７４５質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．０１７であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
Further, the surface-coated cutting tool No. 1 of Comparative Example 2 was used. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the cutting edges 205 is 1.760% by mass, and the
また、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０６の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．５０５質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．５１３質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．４９６質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．０３４であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
Further, the surface-coated cutting tool No. 1 of Comparative Example 2 was used. The average value Y ave of the Zr content of the α-alumina layer in all the
また、連続切削試験による表５の逃げ面摩耗量ＶB（ｍｍ）から明らかなように、実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１、Ｎｏ．２０２およびＮｏ．２０３は、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０４、Ｎｏ．２０５およびＮｏ．２０６に比して、逃げ面摩耗量ＶBが優れていることがわかった。一方、断続切削試験による表５の欠損率から明らかなように、実施例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０１、Ｎｏ．２０２およびＮｏ．２０３は、比較例２の表面被覆切削工具Ｎｏ．２０４、Ｎｏ．２０５およびＮｏ．２０６に比して、耐欠損性も優れていることがわかった。 Further, as apparent from the flank wear amount V B (mm) in Table 5 by the continuous cutting test, the surface-coated cutting tool No. 2 of Example 2 was used. 201, no. 202 and No. No. 203 is a surface-coated cutting tool No. 204, no. 205 and No. It was found that the flank wear amount V B was superior to 206. On the other hand, as apparent from the defect rate in Table 5 by the intermittent cutting test, the surface-coated cutting tool No. 2 of Example 2 was used. 201, no. 202 and No. No. 203 is a surface-coated cutting tool No. 204, no. 205 and No. Compared to 206, it was found that the fracture resistance was also excellent.
以上のことから、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たす表面被覆切削工具は、式（ＩＩ）の条件を満たさない表面被覆切削工具と比べて、切れ刃部ごとの硬度や強度が異なることからより広範囲の被削材に対応できる。また、耐摩耗性や耐欠損性が向上していることから、表面被覆切削工具の交換回数を減らすことができる表面被覆切削工具である。これにより被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果が得られ、被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果が得られることがわかった。 From the above, the surface-coated cutting tool in which the Zr content of the coating at the cutting edge satisfies the condition of the formula (II) is different from the surface-coated cutting tool not satisfying the condition of the formula (II). Because of different hardness and strength, it can handle a wider range of work materials. In addition, since the wear resistance and fracture resistance are improved, the surface-coated cutting tool can reduce the number of replacements of the surface-coated cutting tool. Thereby, even if the Zr content of the coating, particularly the MT-TiCN layer, satisfies the condition of the formula (II), the same effect is obtained, and the Zr content of the coating, particularly the α-alumina layer, is the condition of the formula (II). It was found that the same effect can be obtained even if the above is satisfied.
＜実施例３＞
まず、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＺｒＣＮ粉末、Ｃｏ粉末およびＷＣ粉末を混合した混合粉末（ＴａＣ粉末の質量：ＮｂＣ粉末の質量：ＺｒＣＮ粉末の質量：Ｃｏ粉末の質量：ＷＣ粉末の質量＝０．５：１．５：０．５：１０．０：８７．５）を真空中、１４５０℃の温度で１時間焼結した焼結体を作製した。
<Example 3>
First, TaC powder, NbC powder, ZrCN powder, Co powder and WC powder mixed powder (mass of TaC powder: mass of NbC powder: mass of ZrCN powder: mass of Co powder: mass of WC powder = 0.5 : 1.5: 0.5: 10.0: 87.5) was sintered in a vacuum at a temperature of 1450 ° C. for 1 hour to prepare a sintered body.
次に、その焼結体のそれぞれについて１５μｍの厚さの脱β層が形成されるように処理し、つづいて刃先処理としてＳｉＣブラシですくい面から見て０．０６ｍｍのホーニングを行ない、住友電工ハードメタル（株）社製のＣＮＭＧ１２０４０８ＥＵＸと同一形状の超合金製の基材を作製した。こうして得られた基材１３０を、図６に示すように基材１３０の第２共有稜２０４ｂをセット用治具１３１にある孔にはめこみ、基材１３０の第１共有稜２０４ａが上に向くように設置した。
Next, each of the sintered bodies was processed so that a 15 μm-thick de-β layer was formed, followed by 0.06 mm honing as seen from the rake face with a SiC brush as the blade edge treatment. A base material made of a superalloy having the same shape as CNMG120408EUX manufactured by Hard Metal Co., Ltd. was produced. As shown in FIG. 6, the
次いで図７に示されるように、ＣＶＤ装置１３２の反応容器１３４の条件を表１に示される温度（℃）および圧力（ｋＰａ）に設定して、表１に示される原料ガス組成の原料ガスを原料ガス投入口１３６より投入することによって、基材１３０の表面上にＴｉＮ層（下）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層、ＴｉＢＮ層、ＴｉＢＮＯ層、α−Ａｌ2Ｏ3層、κ−Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＣＮ層およびＴｉＮ層の群より選択された少なくとも４層の被覆層を表６に示す膜厚のとおりに順次積層して被覆層を形成した。なお、表６に示す各層の層厚の単位はμｍであり、「−」の記号は、該当欄の層が被覆層に形成されていないことを意味する。
Next, as shown in FIG. 7, the conditions of the
表６に示されるノズル間距離（ｍｍ）とは、図８に示されるように、反応管１３８のノズル間中央高さ１３９を示す直線と基材１３０の第１共有稜との距離のことである。このノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第１共有稜よりも高い場合のノズル間距離１４１を正の数とし、ノズル間中央高さ１３９の高さが基材１３０の第１共有稜の高さよりも低い場合のノズル間距離１４１を負の数としている。
The inter-nozzle distance (mm) shown in Table 6 is the distance between the straight line indicating the
実施例３においては表６に示されるように、ノズル間距離１４１が３ｍｍで焼結されて得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１、Ｎｏ．３０２およびＮｏ．３０３とし、ノズル間距離１４１が−４ｍｍで焼結されて得られる表面被覆切削工具を表面被覆切削工具Ｎｏ．３０４、Ｎｏ．３０５およびＮｏ．３０６とした。
In Example 3, as shown in Table 6, the surface-coated cutting tool No. 1 obtained by sintering the nozzle-to-
＜断続切削試験＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１〜３０６の各々１０個ずつを用意し、各工具ごとに製造時に表面被覆切削工具の上側に位置する稜線、すなわち第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとについて下記に示す断続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の欠損率を求め、それぞれの欠損率を表７に示した。
<Intermittent cutting test>
Surface coated cutting tool No. 10 pieces each of 301 to 306 are prepared, and for each tool, a ridge line positioned on the upper side of the surface-coated cutting tool at the time of manufacture, that is, the
（断続切削試験の条件）
被削材：Ｓ５０Ｃ、直径２５０ｍｍの４本溝が入っている丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：８０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３８ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．０ｍｍ
切削時間：３０秒
切削油：なし
＜連続切削試験＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１〜３０６の各々１０個ずつを用意し、各工具ごとに製造時に基材セット用治具の孔に位置する側、すなわち第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとについてを下記に示す条件で連続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の逃げ面摩耗量（ＶB）の平均値を求め、それぞれの逃げ面摩耗量（ＶB）を下記の表７に示した。
(Intermittent cutting test conditions)
Work Material: S50C, Round Bar with 4 Grooves 250mm in Diameter Use Holder: PCLNR2525-43 (Sumitomo Electric Hard Metal Co., Ltd.)
Cutting speed: 80 m / min
Feed: 0.38 mm / rev.
Cutting depth: 2.0mm
Cutting time: 30 seconds Cutting oil: None <Continuous cutting test>
Surface coated cutting tool No. 10 pieces each of 301 to 306 are prepared, and the cutting edge portion 207b and the
（連続切削試験の条件）
被削材：Ｓ５０Ｃ、直径２５０ｍｍの丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：２７０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３２ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．０ｍｍ
切削時間：５分
切削油：水溶性油
＜Ｚｒ含有量の測定＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１およびＮｏ．３０４について、隣り合う刃先稜線２０６ａと刃先稜線２０６ｂとのなす挟角の二等分線を含む面で各切れ刃部を切断し、その切断面の被膜の部分を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍの範囲で１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜のＺｒ含有量とした。
(Conditions for continuous cutting test)
Work material: S50C, round bar with a diameter of 250 mm Holder: PCLNR2525-43 (manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.)
Cutting speed: 270 m / min
Feed: 0.32 mm / rev.
Cutting depth: 2.0mm
Cutting time: 5 minutes Cutting oil: Water-soluble oil <Measurement of Zr content>
Surface coated cutting tool No. 301 and no. 304, each cutting edge part is cut | disconnected by the surface containing the bisector of the narrow angle which the adjacent
このようにして求めた切れ刃部における被膜のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚave（質量％）と、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1（質量％）と、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2（質量％）とを得、これらの値Ｚave、Ｚ1およびＺ2を表７に示した。
Using the Zr content of the coating film in the cutting edge portion thus obtained, the average value Z ave (mass%) of the Zr content of the coating film in all the cutting edge portions and the both ends of the first shared
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．３０２およびＮｏ．３０５については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量とした。 Further, the surface-coated cutting tool No. 302 and no. For 305, in the same manner as described above, the measurement object is limited to the MT-TiCN layer of the coating on the cut surface, and 10 times with an electron beam microanalyzer (EPMA: Electron Probe MicroAnalyser) is measured 10 times. The average of the 10 measurements was taken as the Zr content of the coating at the cutting edge, particularly the MT-TiCN layer.
このようにして求めた切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚave（質量％）と、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1（質量％）と、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2（質量％）とを得、これらの値Ｚave、Ｚ1およびＺ2を表７に示した。
Using the Zr content of the MT-TiCN layer in the cutting edge portion thus determined, the average value Z ave (% by mass) of the Zr content of the coating in all the cutting edge portions, particularly the MT-TiCN layer, The average value Z 1 (mass%) of the Zr content of the MT-TiCN layer in the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．３０３およびＮｏ．３０６については、上記と同様の方法で、測定対象を切断面の被膜の特にα−アルミナ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ１μｍで１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量とした。 Further, the surface-coated cutting tool No. 303 and no. For 306, in the same manner as described above, the measurement object is limited to the α-alumina layer of the coating on the cut surface, and measured 10 times with an electron probe microanalyzer (EPMA: Electron Probe MicroAnalyser) at a spot size of 1 μm. The average of the ten measurements was taken as the Zr content of the coating at the cutting edge, particularly the α-alumina layer.
このようにして求めた切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚave（質量％）と、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1（質量％）と、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2（質量％）とを得、これらの値Ｚave、Ｚ1およびＺ2を表７に示した。
Using the Zr content of the α-alumina layer in the cutting edge portion thus determined, the average value Z ave (mass%) of the Zr content of the coating in all the cutting edge portions, particularly the α-alumina layer, and The average value Z 1 (mass%) of the Zr content of the α-alumina layer in the
表７より明らかな通り、本発明の実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚaveは、０．８０３質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．８５４質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．７５１質量％であることから、式（ＩＩＩ）に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．１２８であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たしていた。
As is apparent from Table 7, the surface-coated cutting tool No. 3 of Example 3 of the present invention was used. The average value Z ave of the Zr content of the coating in all the cutting edges 301 is 0.803 mass%, and the coating of the coating in the
また、本発明の実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０２の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．８４２質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．８８７質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．７９６質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．１０８であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. 3 of Example 3 of the present invention was used. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the cutting edge portions 302 is 0.842% by mass, and the
また、本発明の実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０３の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．３２３質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．３４２質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．３０４質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．１１８であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. 3 of Example 3 of the present invention was used. The average value Y ave of the Zr content of the α-alumina layer in all the cutting edge portions 303 is 0.323 mass%, and the
これに対して、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０４の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．９０６質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．９２２質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．８８９質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．０３６であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たさなかった。
In contrast, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the film in all the cutting edge parts 304 is 0.906 mass%, and the coating film in the
また、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０５の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．９０５質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．９１８質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．８９２質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．０２９であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たさなかった。
Further, the surface-coated cutting tool No. 1 of Comparative Example 3 was used. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the cutting edge parts 305 is 0.905 mass%, and the
また、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０６の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．４１７質量％であり、第１共有稜２０４ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｃとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ1は、０．４２４質量％であり、第２共有稜２０４ｂの両端にある切れ刃部２０７ｂと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｚ2は、０．４１０質量％であることから、式（ＩＩＩ）の左辺に示される（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚaveの値は、０．０３４であり、これは式（ＩＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩＩ）の条件を満たさなかった。
Further, the surface-coated cutting tool No. 1 of Comparative Example 3 was used. The average value Y ave of the Zr content of the α-alumina layer in all the cutting edges of 306 is 0.417% by mass, and the
また、連続切削試験による表７の逃げ面摩耗量ＶB（ｍｍ）から明らかなように、実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１、Ｎｏ．３０２およびＮｏ．３０３は、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０４、Ｎｏ．３０５およびＮｏ．３０６に比して、逃げ面摩耗量ＶBが優れていることがわかった。一方、断続切削試験による表７の欠損率から明らかなように、実施例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０１、Ｎｏ．３０２およびＮｏ．３０３は、比較例３の表面被覆切削工具Ｎｏ．３０４、Ｎｏ．３０５およびＮｏ．３０６に比して、耐欠損性も優れていることがわかった。 Further, as is clear from the flank wear amount V B (mm) in Table 7 by the continuous cutting test, the surface-coated cutting tool No. 3 of Example 3 was used. 301, no. 302 and no. 303 is a surface-coated cutting tool No. 3 of Comparative Example 3. 304, no. 305 and No. It was found that the flank wear amount V B was superior to 306. On the other hand, as is clear from the defect rate in Table 7 by the intermittent cutting test, the surface-coated cutting tool No. 1 of Example 3 was used. 301, no. 302 and no. 303 is a surface-coated cutting tool No. 3 of Comparative Example 3. 304, no. 305 and No. Compared to 306, it was found that the fracture resistance was also excellent.
以上のことから、切れ刃部における被膜のＺｒ含有量が式（ＩＩＩ）の条件を満たす表面被覆切削工具は、式（ＩＩＩ）の条件を満たさない表面被覆切削工具と比べて、切れ刃部ごとの硬度や強度が異なることからより広範囲の被削材に対応できる。また、耐摩耗性や耐欠損性が向上していることから、表面被覆切削工具の交換回数を減らすことができる表面被覆切削工具である。これにより被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量が式（ＩＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果が得られ、被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量が式（ＩＩＩ）の条件を満たしても、同様の効果が得られることがわかった。 From the above, the surface-coated cutting tool in which the Zr content of the coating film at the cutting edge satisfies the condition of the formula (III) is different from the surface-coated cutting tool that does not satisfy the condition of the formula (III). Because of different hardness and strength, it can handle a wider range of work materials. In addition, since the wear resistance and fracture resistance are improved, the surface-coated cutting tool can reduce the number of replacements of the surface-coated cutting tool. Thereby, even if the Zr content of the coating, particularly the MT-TiCN layer, satisfies the condition of the formula (III), the same effect is obtained, and the Zr content of the coating, particularly the α-alumina layer, is the condition of the formula (III). It was found that the same effect can be obtained even if the above is satisfied.
＜実施例４＞
まず、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＴｉＣ粉末、Ｃｏ粉末およびＷＣ粉末を混合した混合粉末（ＴａＣ粉末の質量：ＮｂＣ粉末の質量：ＴｉＣ粉末の質量：Ｃｏ粉末の質量：ＷＣ粉末の質量＝２．０：２．０：１．５：５．５：８９．０）を真空中、１４６０℃の温度で１時間焼結した焼結体を作製した。
<Example 4>
First, a mixed powder obtained by mixing TaC powder, NbC powder, TiC powder, Co powder and WC powder (mass of TaC powder: mass of NbC powder: mass of TiC powder: mass of Co powder: mass of WC powder = 2.0 : 2.0: 1.5: 5.5: 89.0) was sintered in a vacuum at a temperature of 1460 ° C. for 1 hour to prepare a sintered body.
次に、その焼結体のそれぞれについて２２μｍの厚さの脱β層が形成されるように処理し、つづいて刃先処理を行なったのち、最後にＳｉＣブラシですくい面から見て０．０６ｍｍのホーニングを行ない、住友電工ハードメタル（株）社製のＣＮＭＧ１２０４０８ＥＳＵと同一形状の超合金製の基材を作製した。こうして得られた基材１３０を、図２に示すように基材セット用治具１３１上に、基材セット用治具１３１の表面と基材１３０の第２すくい面とが接し、第１すくい面が上面となるように設置した。
Next, each of the sintered bodies was processed so as to form a de-β layer having a thickness of 22 μm, followed by cutting edge treatment, and finally 0.06 mm as viewed from the rake face with a SiC brush. Honing was performed, and a superalloy base material having the same shape as CNMG120408ESU manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd. was produced. As shown in FIG. 2, the surface of the base
次いで図３に示されるように、ＣＶＤ装置１３２に基材セット用治具１３１を設置し、ＣＶＤ装置１３２の反応容器１３４の条件を表１に示される温度（℃）および圧力（ｋＰａ）に設定して、表１に示される原料ガス組成の原料ガスを原料ガス投入口１３６より投入することによって、基材１３０の表面上にＴｉＮ層（下）、ＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）、α−Ａｌ2Ｏ3層（＊）およびＴｉＮ層を表８に示す膜厚のとおりに順次積層して被覆層を形成し、実施例４の表面被覆切削工具を作製した。
Next, as shown in FIG. 3, the base
ここで、表８に示されるように、表１に示される被覆層の原料ガスの組成ごとにノズル間距離１４０を変更した。具体的には、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１は、ノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層（下）の被覆層を焼結し、ノズル間距離−１ｍｍでＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）の被覆層を焼結し、その後ノズル間距離４ｍｍでα−アルミナ層の被覆層を焼結し、さらにノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層の被覆層を焼結して製造した。
Here, as shown in Table 8, the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０２は、ノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層（下）の被覆層を焼結し、ノズル間距離４ｍｍでＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）の被覆層を焼結し、その後ノズル間距離−１ｍｍでα−アルミナ層の被覆層を焼結し、さらにノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層の被覆層を焼結して製造した。 Further, the surface-coated cutting tool No. 402 sinters the coating layer of the TiN layer (lower) at a distance between nozzles of −1 mm, sinters the coating layer of the MT-TiCN layer (*) at a distance of 4 mm between nozzles, and then α at a distance between nozzles of −1 mm. -The alumina coating layer was sintered, and the TiN coating layer was further sintered at a nozzle-to-nozzle distance of -1 mm.
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０３は、ノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層（下）の被覆層を焼結し、ノズル間距離４ｍｍでＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）の被覆層を焼結し、その後ノズル間距離４ｍｍでα−アルミナ層の被覆層を焼結し、さらにノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層の被覆層を焼結して製造した。 Further, the surface-coated cutting tool No. 403 sinters the coating layer of the TiN layer (lower) at a distance between nozzles of −1 mm, sinters the coating layer of the MT-TiCN layer (*) at a distance of 4 mm between nozzles, and then α− at a distance of 4 mm between the nozzles. The alumina layer coating layer was sintered, and further the TiN layer coating layer was sintered at a distance between nozzles of −1 mm.
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０４は、ノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層（下）の被覆層を焼結し、ノズル間距離−１ｍｍでＭＴ−ＴｉＣＮ層（＊）の被覆層を焼結し、その後ノズル間距離−１ｍｍでα−アルミナ層の被覆層を焼結し、さらにノズル間距離−１ｍｍでＴｉＮ層の被覆層を焼結して製造した。 Further, the surface-coated cutting tool No. 404 sinters the coating layer of the TiN layer (lower) at the inter-nozzle distance of −1 mm, sinters the coating layer of the MT-TiCN layer (*) at the inter-nozzle distance of −1 mm, and then the inter-nozzle distance of −1 mm. The coating layer of the α-alumina layer was sintered, and the coating layer of the TiN layer was further sintered at a distance between nozzles of −1 mm.
＜断続切削試験＞
上記のようにして製造された表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１〜４０４の各々１０個ずつを用意し、各工具ごとに製造時にノズル間中央高さ１３９を示す直線との距離が短い第１すくい面側の切れ刃部、すなわち第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとについて下記に示す断続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の欠損率を求め、それぞれの欠損率を表９に示した。
<Intermittent cutting test>
Surface coated cutting tool No. manufactured as described above. Ten pieces each of 401 to 404 are prepared, and at each end of the
（断続切削試験の条件）
被削材：ＳＣｒ４２０Ｈ、直径２５０ｍｍの４本溝が入っている丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．３５ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：２．０ｍｍ
切削時間：３０秒
切削油：なし
＜連続切削試験＞
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１〜４０４の各々１０個ずつを用意し、製造時にノズル間中央高さ１３９を示す直線との距離が長い第２すくい面側の切れ刃部、すなわち第２すくい面２０２の切れ刃部２０７ｃと切れ刃部ｄとについて下記に示す条件で連続切削試験を行ない、これらの切れ刃部の逃げ面摩耗量（ＶB）の平均値を求め、それぞれの逃げ面摩耗量（ＶB）を下記の表９に示した。
(Intermittent cutting test conditions)
Work material: SCr420H, round bar with 4 grooves of diameter 250mm Used holder: PCLNR2525-43 (Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.)
Cutting speed: 100 m / min
Feed: 0.35 mm / rev.
Cutting depth: 2.0mm
Cutting time: 30 seconds Cutting oil: None <Continuous cutting test>
Further, the surface-coated cutting tool No. 10 each of 401 to 404 is prepared, and the cutting edge part on the second rake face side having a long distance from the straight line indicating the
（連続切削試験の条件）
被削材：Ｓ３５Ｃ、直径２５０ｍｍの丸棒
使用ホルダ：ＰＣＬＮＲ２５２５−４３（住友電工ハードメタル（株）社製）
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２８ｍｍ／ｒｅｖ．
切り込み：１．５ｍｍ
切削時間：２０分
切削油：水溶性油
＜Ｚｒ含有量の測定＞
表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１〜４０４について、隣り合う刃先稜線２０６ａと刃先稜線２０６ｂとのなす挟角の二等分線を含む面で各切れ刃部を切断し、その切断面の被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層の部分を電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ０．５μｍの範囲で１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量とした。
(Conditions for continuous cutting test)
Work material: S35C, round bar with a diameter of 250 mm Holder used: PCLNR2525-43 (manufactured by Sumitomo Electric Hard Metal Co., Ltd.)
Cutting speed: 300 m / min
Feed: 0.28 mm / rev.
Cutting depth: 1.5mm
Cutting time: 20 minutes Cutting oil: Water-soluble oil <Measurement of Zr content>
Surface coated cutting tool No. About 401-404, each cutting edge part is cut | disconnected by the surface containing the bisector of the included angle which the
このようにして求めた切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）と、切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）と、切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）とを得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表９に示した。
The average value Y ave (% by mass) of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the cutting edges, using the Zr content of the coating in the cutting edge part thus obtained, in particular the MT-TiCN layer, the average of Zr content of MT-TiCN layer in a
また、上記と同様の方法で、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１〜４０４について、測定対象を切断面の被膜の特にα−アルミナ層に限定して、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe MicroAnalyser）によりスポットサイズ０．５μｍで１０回測定し、その１０回の測定値の平均をその切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量とした。 Further, in the same manner as described above, the surface-coated cutting tool No. For 401 to 404, the object to be measured is limited to the α-alumina layer of the coating on the cut surface, and the spot size is measured 10 times with an electron probe microanalyzer (EPMA: Electron Probe MicroAnalyser). The average of the measured values was taken as the Zr content of the α-alumina layer at the cutting edge.
このようにして求めた切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量を用いて、全ての切れ刃部における被膜の特にα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙave（質量％）、切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1（質量％）および切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2（質量％）の値を得、これらの値Ｙave、Ｙ1およびＹ2を表９に示した。
Using the Zr content of the α-alumina layer in the cutting edge portion thus obtained, the average value Y ave (mass%) of the Zr content of the coating in all the cutting edge portions, particularly the α-alumina layer, the cutting edge the average value of the Zr content of α- alumina layer at a
表９より明らかな通り、本発明の実施例４の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、２．１１７質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、２．１１７質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、２．１１７質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．０００であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
As is clear from Table 9, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the cutting edge parts 401 is 2.117% by mass, and the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．７４８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．８９３質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．６８４質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．２７９であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the α-alumina layer in all the cutting edge parts 401 is 0.748% by mass, and the
また、本発明の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０２の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．９４８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、２．０７３質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８２３質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．１２８であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the cutting edge parts 402 is 1.948% by mass, and the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０２の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．９１３質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．９１３質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．９１２質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．００１であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
Further, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the α-alumina layer in all the cutting edges 402 is 0.913% by mass, and the
また、本発明の実施例４の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０３の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、１．９４８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、２．０７３質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、１．８２３質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．１２８であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. 4 of Example 4 of the present invention was used. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all of the cutting edges 403 is 1.948% by mass, and the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０３の全ての切れ刃部におけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．７４８質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．８９３質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるα−アルミナ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．６８４質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．２７９であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４以上であり、式（ＩＩ）の条件を満たしていた。
Further, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the α-alumina layer in all the cutting edges of 403 is 0.748% by mass, and the
これに対して、比較例４の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０４の全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、２．１１７質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂと切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、２．１１７質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおける被膜のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、２．１１８質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．０００であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
In contrast, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the coating in all the cutting edge portions 404 is 2.117% by mass, and the
また、表面被覆切削工具Ｎｏ．４０４の全ての切れ刃部におけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙaveは、０．９１３質量％であり、第１対角線２０５ａの両端にある切れ刃部２０７ａと切れ刃部２０７ｂとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ1は、０．９１３質量％であり、第２対角線（図示せず）の両端にある切れ刃部２０７ｃと切れ刃部２０７ｄとにおけるＭＴ−ＴｉＣＮ層のＺｒ含有量の平均値Ｙ2は、０．９１２質量％であることから、式（ＩＩ）の左辺に示される（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙaveの値は、０．００１であり、これは式（ＩＩ）の右辺に示される０．０４未満であり、式（ＩＩ）の条件を満たさなかった。
Further, the surface-coated cutting tool No. The average value Y ave of the Zr content of the MT-TiCN layer in all the cutting edge portions 404 is 0.913% by mass, and the
また、連続切削試験による表９の逃げ面摩耗量ＶB（ｍｍ）から明らかなように、実施例４の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１〜４０３は、比較例４の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０４に比して、逃げ面摩耗量ＶBが優れていることがわかった。また、断続切削試験による表９の欠損率から明らかなように、実施例４の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０１〜４０３は、比較例４の表面被覆切削工具Ｎｏ．４０４に比して、耐欠損性も優れていることがわかった。 Further, as apparent from the flank wear amount V B (mm) in Table 9 by the continuous cutting test, the surface-coated cutting tool No. 4 of Example 4 was used. 401 to 403 are surface-coated cutting tool Nos. It was found that the flank wear amount V B was superior to 404. Further, as apparent from the defect rate in Table 9 by the intermittent cutting test, the surface-coated cutting tool No. 4 in Example 4 was used. 401 to 403 are surface-coated cutting tool Nos. As compared with 404, it was found that the fracture resistance was also excellent.
以上のことから、切れ刃部における被膜の特にＭＴ−ＴｉＣＮ層またはα−アルミナ層のいずれか一方もしくは両方のＺｒ含有量が式（ＩＩ）の条件を満たす表面被覆切削工具は、式（ＩＩ）の条件を満たさない表面被覆切削工具と比べて、切れ刃部ごとの硬度や強度が異なることからより広範囲の被削材に対応できる。また、耐摩耗性や耐欠損性が向上していることから、表面被覆切削工具の交換回数を減らすことができる表面被覆切削工具である。 From the above, the surface-coated cutting tool in which the Zr content of one or both of the MT-TiCN layer and the α-alumina layer of the coating at the cutting edge satisfies the formula (II) is represented by the formula (II). Compared with a surface-coated cutting tool that does not satisfy the above conditions, the hardness and strength of each cutting edge portion are different, so that a wider range of work materials can be handled. In addition, since the wear resistance and fracture resistance are improved, the surface-coated cutting tool can reduce the number of replacements of the surface-coated cutting tool.
以上のように、本発明の実施例について説明を行なったが、上述の実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。 As described above, the embodiments of the present invention have been described, but it is also planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the above-described embodiments.
今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。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ことが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明によれば、広範囲の硬度や強度を有する被削材を切削することができ、かつ表面被覆切削工具の交換回数を減らすことのできる表面被覆切削工具を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface-coated cutting tool that can cut a work material having a wide range of hardness and strength and can reduce the number of replacements of the surface-coated cutting tool.
１０１，２０１ 表面被覆切削工具、１０２ａ，２０２ 第１すくい面、１０２ｂ 第２すくい面、１０３，２０３ 逃げ面、１０４ 共有稜、１０５ａ，２０５ａ 第１対角線、１０５ｂ 第２対角線、１０６，１０６ａ，１０６ｂ，２０６，２０６ａ，２０６ｂ 刃先稜線、１０７，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ 切れ刃部、１３０ 基材、１３１ 基材セット用治具、１３２ ＣＶＤ装置、１３３ 高温ヒータ、１３４ 反応容器、１３５ ノズル穴、１３６ 原料ガス投入口、１３７ 排気口、１３８ 反応管、１３９ ノズル間中央高さ、１４０，１４１ ノズル間距離、２０４ａ 第１共有稜、２０４ｂ 第２共有稜。 101, 201 Surface coated cutting tool, 102a, 202 first rake face, 102b second rake face, 103, 203 flank face, 104 common ridge, 105a, 205a first diagonal line, 105b second diagonal line, 106, 106a, 106b, 206, 206a, 206b Edge edge line, 107, 207a, 207b, 207c, 207d Cutting edge part, 130 base material, 131 base material setting jig, 132 CVD apparatus, 133 high temperature heater, 134 reaction vessel, 135 nozzle hole, 136 Source gas input port, 137 exhaust port, 138 reaction tube, 139 center height between nozzles, 140, 141 distance between nozzles, 204a first shared ridge, 204b second shared ridge.
Claims (10)
前記被膜は、少なくとも１層の被覆層を含み、
前記被覆層のうち少なくとも１層は、Ｚｒを含有するＺｒ含有被覆層であり、
前記表面被覆切削工具は、２以上の切れ刃部を有し、
前記切れ刃部のうち１の切れ刃部である第１切れ刃部における被膜のＺｒ含有量は、該第１切れ刃部を除く他の切れ刃部のうちの少なくとも１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量と異なる、表面被覆切削工具。 A surface-coated cutting tool comprising a substrate and a coating formed on the substrate,
The coating includes at least one coating layer,
At least one of the coating layers is a Zr-containing coating layer containing Zr,
The surface-coated cutting tool has two or more cutting edge portions,
The Zr content of the coating in the first cutting edge which is one of the cutting edges is the coating in at least one of the other cutting edges excluding the first cutting edge. A surface-coated cutting tool that is different from the Zr content.
いずれか１の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量のうち、そのＺｒ含有量が最大となるＺｒ含有量をＸ1とし、そのＺｒ含有量が最小となるＺｒ含有量をＸ2とし、
全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＸaveとする場合、
Ｘ1、Ｘ2およびＸaveが下記式（Ｉ）を満たす、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
（Ｘ1−Ｘ2）／Ｘave≧０．０４・・・（Ｉ） The Zr content of the coating is
Of Zr content of the coating in any one of the cutting edge portion, and the Zr content that Zr content is maximum and X 1, and the Zr content that Zr content is minimized and X 2,
When the average value of the Zr content of the coating at all the cutting edges is X ave ,
The surface-coated cutting tool according to claim 1 , wherein X 1 , X 2 and X ave satisfy the following formula (I).
(X 1 −X 2 ) / X ave ≧ 0.04 (I)
前記すくい面は、いずれも少なくとも２本の対角線を有し、
前記対角線は、該対角線の両端が前記切れ刃部に含まれ、
前記すくい面のうち、面積が広い方のすくい面を第１すくい面とし、面積が狭い方のすくい面を第２すくい面とし、
前記第１すくい面の対角線のうち、いずれか１の対角線である第１対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ1とし、
前記第２すくい面の対角線のうち、前記第１対角線に平行な対角線である第２対角線の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹ2とし、
全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＹaveとする場合、
Ｙ1、Ｙ2およびＹaveが下記式（ＩＩ）を満たす、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
（Ｙ1−Ｙ2）／Ｙave≧０．０４・・・（ＩＩ） The surface-coated cutting tool has two rake faces,
Each of the rake faces has at least two diagonal lines,
The diagonal line includes both ends of the diagonal line in the cutting edge part,
Of the rake faces, the rake face with the larger area is the first rake face, the rake face with the smaller area is the second rake face,
Of the diagonal lines of the first rake face, the average value of the Zr content of the coating in the two cutting edge portions located at both ends of the first diagonal line that is any one of the diagonal lines is Y 1 ,
Of the diagonal lines of the second rake face, the average value of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the second diagonal line that is a diagonal line parallel to the first diagonal line is Y 2 ,
When the average value of the Zr content of the coating in all the cutting edges is Y ave ,
The surface-coated cutting tool according to claim 1 , wherein Y 1 , Y 2 and Y ave satisfy the following formula (II).
(Y 1 −Y 2 ) / Y ave ≧ 0.04 (II)
前記逃げ面のうち１の逃げ面は、他の逃げ面のうちの少なくとも１の逃げ面と交差する１の稜を共有稜として有し、
前記共有稜は、前記表面被覆切削工具において複数存在し、かつ該共有稜の両端は、前記切れ刃部に含まれ、
前記共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第１共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ1が、他の共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最大となり、
前記共有稜のうち、いずれか１の共有稜である第２共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値Ｚ2が、他の共有稜の両端に位置する２の切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値のうちで最小となり、
全ての切れ刃部における被膜のＺｒ含有量の平均値をＺaveとする場合、
Ｚ1、Ｚ2およびＺaveが下記式（ＩＩＩ）を満たす、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
（Ｚ1−Ｚ2）／Ｚave≧０．０４・・・（ＩＩＩ） The surface-coated cutting tool has at least two flank surfaces;
One flank of the flank has one ridge that intersects at least one flank of the other flank as a shared ridge,
There are a plurality of the shared ridges in the surface-coated cutting tool, and both ends of the shared ridge are included in the cutting edge part,
Among the shared edges, any one mean value Z 1 of the Zr content of the film at the second cutting edge portions located at both ends of the first shared edge which is shared crest is located at both ends of the other shared edges It becomes the maximum among the average values of the Zr content of the coating at the cutting edge part of 2,
Among the shared ridges, the average value Z 2 of the Zr content of the coating at the two cutting edges located at both ends of the second shared ridge which is any one of the shared ridges is positioned at both ends of the other shared ridge. It becomes the smallest among the average values of the Zr content of the coating at the cutting edge part of 2,
All the average value of the Zr content of the coating on the cutting edge if the Z ave,
The surface-coated cutting tool according to claim 1 , wherein Z 1 , Z 2, and Z ave satisfy the following formula (III).
(Z 1 −Z 2 ) / Z ave ≧ 0.04 (III)
前記硬質化合物層は、周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、Ｓｉおよび硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とからなる化合物を主体として含む層である、請求項１〜８のいずれかに記載の表面被覆切削工具。 The coating includes at least one hard compound layer in addition to the Zr-containing coating layer,
The hard compound layer includes at least one element selected from the group consisting of group IVa elements, group Va elements, group VIa elements, Al, Si and boron in the periodic table, and a group consisting of carbon, nitrogen, oxygen and boron. The surface-coated cutting tool according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface-coated cutting tool is a layer mainly comprising a compound composed of at least one element selected from the above.
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