JP6784389B2 - 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 - Google Patents
硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具 Download PDFInfo
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Description
そして、硬質皮膜のうちでも、α型Al2O3層は、熱安定性に優れ、反応性が低く、かつ、高硬度であるという点から、上記周期律表の4a、5a、6a族から選ばれた少なくとも1種以上の元素の炭化物、窒化物、炭窒化物等からなる硬質皮膜の最表面層として、α型Al2O3層を被覆形成した被覆工具が知られているが、切削条件が厳しくなるにしたがって、それに耐え得る切削性能を備えた被覆工具が求められており、そのため、硬質皮膜の最表面層を構成するα型Al2O3層についても種々の改良・提案がなされている。
上部層について、六方晶結晶格子を有する結晶粒の結晶面である(0001)面の法線がなす傾斜角を測定し、区分ごとに集計して傾斜角度数分布グラフを作成した場合、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在すると共に、前記0〜10度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の45%以上の割合を占める傾斜角度数分布グラフを示すα型Al2O3層を形成した被覆工具が提案されており、この被覆工具によれば、切刃部にきわめて短いピッチで繰り返し熱衝撃が付加される高速断続切削加工において、すぐれた耐チッピング性が発揮されるとされている。
下部層の最表面層と上部層との界面におけるAl2O3結晶粒について、(11−20)面の法線がなす傾斜角を測定した場合、傾斜角が0〜10度であるAl2O3結晶粒の占める面積割合は、測定範囲の面積の30〜70面積%であり、
上部層全体のAl2O3結晶粒について、(0001)面の法線がなす傾斜角を測定した場合、傾斜角が0〜10度であるAl2O3結晶粒の占める面積割合は、測定範囲の面積の45面積%以上である被覆工具が提案されている。
そして、この被覆工具によれば、各種の鋼や鋳鉄などの切削加工を、高速で、かつ、高切り込みや高送りなどの切刃に高負荷が作用する重切削条件で行った場合でも、また、高速で、かつ、切刃に断続的・衝撃的負荷が作用する断続切削条件で行った場合でも、硬質被覆層がすぐれた耐剥離性と耐チッピング性を発揮するとされている。
下部層の最表面層と上部層との界面における上部層のAl2O3結晶粒は、くさび形結晶組織を有し、該くさび形結晶組織の凹凸部の平均高低差が0.5〜2.0μm、凸部の平均間隔が2〜5μmであり、該くさび形結晶組織を有するAl2O3結晶粒について、{10−10}面の法線がなす傾斜角を測定した場合、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在するとともに、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に存在する度数の合計割合が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の20〜40%の割合を占め、
また、上部層全体のAl2O3結晶粒について、(0001)面の法線がなす傾斜角を測定した場合、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在するとともに、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に存在する度数の合計割合が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の60%以上の割合を占める被覆工具が提案されている。
そして、この被覆工具によれば、鋼や鋳鉄などの切削加工を、高速で、かつ、切刃に断続的・衝撃的負荷が作用する断続切削条件で行った場合でも、硬質被覆層がすぐれた耐剥離性と耐チッピング性を発揮し、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を示すとされている。
しかし、例えば、炭素鋼、合金鋼等の湿式高速連続切削加工に際し、Al2O3層を化学蒸着法で形成した前記特許文献1〜3で提案されている被覆工具においては、Al2O3層の表面粗さは、せいぜいRa≧1μm程度であって、表面平滑性が十分でないために、切削加工時の表面凹凸による発熱が高く、そのため、溶着チッピングの発生等により工具寿命が短命となり、また、被削材の加工精度が低下するという問題があった。
また、化学蒸着法で形成したAl2O3層中に微細空孔を存在させた前記特許文献4〜6で提案されている被覆工具においては、切削加工時に切れ刃に大きな衝撃が作用した場合には、Al2O3層中の主として結晶粒界に形成された空孔が、クラック発生の起点となりやすく、結晶粒ごと脱落するという現象も生じ、結果として、チッピング、欠損等の異常損傷を発生しやすく短命となることが多く、長期の使用にわたって十分な耐摩耗性を発揮し得ないという問題があった。
そして、ゾル−ゲル法で表面平滑性にすぐれたα型Al2O3層を成膜することによって、化学蒸着法等で成膜したα型Al2O3層に比して、切削加工時の発熱発生が抑制されるため、工具基体の強度低下を防止することができ、また、溶着チッピングの発生を抑制することができることから、被削材の加工精度を低下させることなく、長期の使用にわたってすぐれた切削性能を発揮し得ることを見出した。
そのため、炭素鋼、合金鋼等の湿式高速連続切削加工において、α型Al2O3層表面から工具基体への熱伝導経路が減少するとともに、α型Al2O3層の摩耗が進行した場合にも、微細空孔に切削液が入り込むと同時に、切れ刃部分の表面積が大きくなることによる放熱効果が高まり、α型Al2O3層及び工具基体の温度上昇を抑制することができるので、高温硬さの低下を防止することができ長期の使用にわたってすぐれた耐摩耗性を維持し得ること、さらに、均一に分散分布する微細空孔によって、α型Al2O3層の耐熱衝撃性及び耐機械的衝撃性が向上することを見出した。
「(1) 炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットからなる工具基体の表面に、下部層と上部層からなる硬質被覆層が設けられている表面被覆切削工具において、
(a)前記下部層は、Tiの窒化物層、炭窒化物層、炭窒酸化物層、酸化物層のうちの1層または2層以上からなり、かつ、0.5〜10μmの合計平均層厚を有するTi化合物層、
(b)前記上部層は、その表面粗さRaが0.03μm以下であって、かつ、0.5〜5.0μmの平均層厚を有するα型Al2O3層、
(c)前記上部層について、電界放出型走査電子顕微鏡と電子線後方散乱回折装置を用い、その断面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記工具基体の表面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である(10−10)面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち0〜45度の範囲内にある測定傾斜角を0.25度のピッチ毎に区分するとともに、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフで表した場合、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在するとともに、前記0〜10度の範囲内の傾斜角区分に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の50%以上の割合を占める、
ことを特徴とする表面被覆切削工具。
(2)前記α型Al2O3層中には、平均孔径が10〜100nmである微細空孔が分散して形成され、かつ、α型Al2O3層の縦断面で測定した前記微細空孔の平均密度は30〜70個/μm2であり、また、前記微細空孔は、α型Al2O3結晶粒の結晶粒界及び結晶粒内に均一に分散分布し、所定の観察視野範囲における前記空孔密度を所定視野数にわたって求めた場合の標準偏差が15個/μm2以下であることを特徴とする(1)に記載の表面被覆切削工具。
(3)前記微細空孔のうち、微細空孔の周囲の少なくとも一部分に、微細空孔に隣接してTi酸化物が形成されており、該微細空孔に隣接してTi酸化物が形成されている微細空孔の個数割合は、全微細空孔数の50%以上であることを特徴とする(2)に記載の表面被覆切削工具。
(4)前記α型Al2O3層におけるα型Al2O3結晶粒のアスペクト比を、層厚垂直方向の粒径に対する層厚方向の粒径の比とした場合、前記α型Al2O3結晶粒の平均アスペクト比は、0.5〜5.0であることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の表面被覆切削工具。
(5)前記工具基体の表面に、化学蒸着法、物理蒸着法またはゾル−ゲル法により、Tiの窒化物層、炭窒化物層、炭窒酸化物層および酸化物層の何れか1層または2層以上からなるTi化合物層を下部層として形成し、次いで、アルミニウムのアルコキシドに、少なくともアルコールと硝酸と水を添加したアルミナゾルを前記下部層の表面に被覆処理し、次いで乾燥処理し、前記被覆処理と前記乾燥処理を目標層厚になるまで繰り返し行った後焼成処理することにより、α型Al2O3層からなる上部層をゾル−ゲル法で形成することを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の表面被覆切削工具の製造方法。
(6)前記アルミナゾル中に含有される水に対する硝酸のモル比を、0.20%以下の範囲内とすることを特徴とする(5)に記載の表面被覆切削工具の製造方法。」
を特徴とするものである。
そして、前記ゾル−ゲル法により形成されたα型Al2O3層においては、該層中に微細空孔が形成されるが、α型Al2O3層を形成するゾル−ゲルの工程において、下部層の成分であるTiがα型Al2O3層中へ拡散し、しかも、前記微細空孔の周囲の少なくとも一部分に、微細空孔に隣接してTi酸化物を形成する場合がある。
この場合、本発明の上部層は、下部層からのTi成分の拡散によってTi酸化物を含有するから、上部層を厳密に表現すれば「Ti酸化物を含有するα型Al2O3層」ということになるが、便宜上、単に、「α型Al2O3層」と表現することとする。
下部層は、それ自体が高温強度を有し、これの存在によって硬質被覆層が高温強度を具備するようになるほか、炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットからなる工具基体と上部層との密着強度を高めるとともに、工具基体とα型Al2O3層からなる上部層のいずれにも強固に密着し、よって硬質被覆層の工具基体に対する密着性向上に寄与する作用をもつ。
下部層は、その合計平均層厚が0.5μm未満では、前記作用を十分に発揮させることができず、一方、その合計平均層厚が10μmを越えると、チッピングを発生しやすくなることから、その合計平均層厚を0.5〜10μmと定めた。
また、前記下部層は、下部層の成分であるTiが上部層のα型Al2O3層中へ拡散し、Al2O3層中に形成される微細空孔の周囲の一部分にTi酸化物を形成する。
そして、微細空孔の存在によりもたらされるα型Al2O3層の強度低下を防止する作用を有する。
また、本発明では、後記するゾル−ゲル法によりα型Al2O3層を形成することにより、(10−10)面配向性が高いα型Al2O3層を得ることができ、従来の化学蒸着法、物理蒸着法等により成膜したα型Al2O3層に比して、表面平滑性にすぐれ、その表面粗さRaを、Ra≦0.03μmとすることができる(なお、従来の化学蒸着法、物理蒸着法により得られる硬質被覆層の上部層の表面粗さRaは、ほぼ0.085μm以上)。
そのため、炭素鋼、合金鋼等の湿式高速連続切削加工において、摩擦により発生する高熱による工具基体の強度低下を防止し得るとともに、溶着に起因するチッピングの発生を抑制することができる。
電界放出型走査電子顕微鏡と電子線後方散乱回折装置を用い、α型Al2O3層からなる上部層の断面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、工具基体の表面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である(10−10)面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち0〜45度の範囲内にある測定傾斜角を0.25度のピッチ毎に区分するとともに、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフで表し、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在するか否か、また、前記0〜10度の範囲内の傾斜角区分に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体に占める割合によって、(10−10)面配向性が高いか低いかを判定する。
ゾル−ゲル法により成膜された本発明のα型Al2O3層は、前記で測定した傾斜角度数分布グラフにおいて、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在するとともに、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の50%以上の割合を占めるため、(10−10)面の配向性が高いといえる。
したがって、本発明のα型Al2O3層は、(10−10)面の配向性が高く、表面粗さRaが0.03μm以下であるすぐれた表面平滑性を備え、その結果、切削加工時の発熱発生が抑制され、工具基体の強度低下を防止することができ、また、溶着チッピングの発生を防止することができるため、被削材の加工精度を低下させることなく、長期の使用にわたってすぐれた切削性能を発揮することができる。
本発明のゾル−ゲル法により成膜したα型Al2O3層は、(10−10)面の配向性が高く、その表面がRa≦0.03μmのすぐれた表面平滑性を備えることに加え、図1(a)、(b)にも示されるように、層中に微細な空孔が結晶粒界ばかりでなく結晶粒内にも均一に分散して形成され、この微細空孔の存在によって、炭素鋼、合金鋼等の湿式高速連続切削加工において、α型Al2O3層表面から工具基体への熱伝導経路が減少し、さらに、切れ刃部分の表面積が大きいことにより放熱効果が高まり、α型Al2O3層及び工具基体の温度上昇を抑制し得る。
その結果として、切れ刃部分の高温硬さの低下を防止することができるため、すぐれた耐摩耗性が発揮される。
さらに、層中に均一に分散分布する微細空孔によって、湿式高速連続切削における耐熱衝撃性、耐機械的衝撃性が向上する。
なお、前掲特許文献4〜6でも層中に空孔を形成することは知られているが、前記従来技術では、結晶粒界に空孔が形成されやすく、本発明のように、微細な空孔が結晶粒界ばかりでなく結晶粒内にも均一に分散して形成されるものではなかったため、結晶粒界に形成された空孔がクラック発生の起点となりやすく、結晶粒ごと脱落するという現象も生じ、
本発明に比して、十分な耐チッピング性を備えるとはいえない。
したがって、α型Al2O3層中に形成される微細空孔の平均孔径は10〜100nmとすることが望ましい。
このようなTi酸化物は、下部層からのTi成分の拡散によって形成され、微細空孔の周囲の少なくとも一部分にTi酸化物が形成されていることによって、微細空孔が存在することによるα型Al2O3層の脆弱化が防止され、特に、耐チッピング性の向上に寄与する。
そして、耐チッピング性向上効果を得るためには、α型Al2O3層中に存在する微細空孔の全個数のうち、50%以上の微細空孔について、微細空孔の周囲の少なくとも一部分にTi酸化物が形成されていることが望ましく、50%未満の場合には、α型Al2O3層の強度低下を補うことは難しいため、耐チッピング性の向上効果が少ない。
まず、アルミニウムのアルコキシド(例えば、アルミニウムセカンダリブトキシド、アルミニウムイソプロポキシド)にアルコール(例えば、メタノール、エタノール)を添加し、次いで、微量の硝酸を添加した後、加水分解反応を徐々に進めて、前駆体を密に形成させるために10℃以下の温度範囲にて12時間以上攪拌することによってアルミナゾルを調製する。本発明においては、−10〜10℃の低温度範囲における攪拌と熟成を、例えば、合計12時間以上という長時間をかけての低温処理を行うことが望ましい。
これは、攪拌および熟成処理時の温度が10℃を超えると加水分解および重縮合反応が急速に進んでしまうため、Al2O3前駆体が密に形成されにくく、後工程の焼成処理で、α型Al2O3が形成されにくくなることから、攪拌および熟成処理時の温度の上限を10℃とし、一方、攪拌および熟成処理時の温度が−10℃未満では、加水分解および重縮合反応が進みにくく、結晶化しにくくなってしまうという理由からである。
なお、撹拌及び熟成時間を合計12時間以上としたのは、前記撹拌及び熟成時の温度範囲で起こる化学反応を十分に平衡状態までもっていき、加水分解縮重合したAlとOのネットワークが密に形成された安定なAl2O3前駆体ゾルを得るために必要な時間である。
アルミナゾルの成分である原料の有機基はもちろん、一部の水やアルコール、硝酸などは、焼成時にAl2O3を形成する際の不純物成分になると考えられる。
しかし、多くの検証試験を行った結果、焼成前のAl2O3の膜中に存在する硝酸は他成分と比較し、均一に分布しており、それらを適切な濃度範囲に設定した場合には、膜中に均一に微細空孔を適切な形成数だけ分布させることができることが分かった。
加えて、乾燥条件や焼成条件を調整することで、膜中に均一形成される微細空孔の存在は維持しつつ、乾燥や焼成の際に高温の雰囲気と接することとなるAl2O3層のごく表面のみを緻密にすることができ、表面粗さは小さくなり、切削時の酸化雰囲気からの保護や切削抵抗低減の効果により、耐酸化性や耐溶着性が向上する。
さらに、(10-10)配向性を高めるようなゾル−ゲル法によるAl2O3の成膜と相俟って、上部層であるα型Al2O3の表面粗さRaが0.03μm以下である表面平滑性を得ることが可能となる。
特に添加種を限定するわけではないが、界面活性剤としては例えばドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(C12H25C6H4SO3Na)、ラウリン酸ナトリウム(C11H23COONa)などが挙げられ、キレート化剤としては例えばβ−ケトエステル類としてのキレート剤であるアセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチルなどが挙げられる。
次いで、上記アルミナゾルについて、ゾル中で起きている加水分解・縮合反応が平衡状態に至るまで進める目的で6時間以上加熱撹拌する。なお、加熱処理は一般的な有機合成で使用されるようなオイルバス等による還流加熱処理を用いることが望ましく、ゾルの成分にもよるが80〜180℃の温度で加熱処理を行うことが望ましい。
Ti化合物層からなる下部層を被覆した工具基体を、上記で調製したアルミナゾル中へ浸漬する被覆処理を施し、その後、0.5mm/secの速度でアルミナゾル中からこれを引き上げ、それに続き100〜600℃で10分乾燥処理を施し、この被覆処理と乾燥処理を所要の層厚になるまで繰り返し行い、次いで、窒素雰囲気中、800〜1100℃の温度範囲で焼成処理を行う。
また焼成時間については、焼成時間が長くなると、膜中のTi酸化物の過剰な拡散により配向性制御が困難になることから、目的の配向性を得るためには800℃で焼成した場合で4時間以下、1000度以上で焼成した場合には3時間以下であることが望ましい。
という)を製造した。
なお、下層の形成にあたり、上記工具基体A〜Hを化学蒸着装置に装入し、表3に示す成膜条件を用いて、粒状結晶組織を有するTiN層、l−TiCN層、TiCNO層、Ti2O3層からなるTi化合物層を表6に示す皮膜構成にて下地層を予め形成した。
なお、l−TiCN層は、縦長成長結晶組織を有するTiCN層を意味する。
表4に示す所定量のアルミニウムのアルコキシドであるアルミニウムセカンダリブトキシドに、同じく表4に示す所定量のエタノールを添加した後、恒温槽中10℃以下で攪拌を行い、同じく表4に示す所定量の水を添加した硝酸を滴下により1〜3時間かけて添加した。
最終的な溶液組成は、モル比で、
(アルミニウムセカンダリブトキシド):(水):(エタノール):(硝酸)
=1:(50〜150):(15〜30):(0.1〜0.3)
になるように調整を行った。
そして、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在するか否かを確認するとともに、0〜10度の範囲内に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体に占める度数割合を求めた。
α型Al2O3層中の微細空孔の平均孔径に関しては走査型電子顕微鏡により0.7×0.7μmの視野範囲における縦断面観察を行い、微細空孔の面積を円の面積として置き換えた場合の直径を5視野10点ずつ測定し、その平均値とした。
また、平均密度に関しては、0.3×0.3μmの視野範囲における観察を10視野ずつ行い、各視野の単位面積当たりの空孔数を測定し、平均して算出した。また、微細空孔の分布の標準偏差に関しては、上記にて測定した各視野毎の単位面積当たりの空孔数を全視野にわたり標準偏差をとることで求めた。
Ti酸化物が形成されている微細空孔は、上記走査型電子顕微鏡による観察とオージェ電子分光法による該観察視野範囲の元素マッピングの結果を照らし合わせることにより特定し、観察視野範囲内において該当する微細空孔の数を求めた。
また、α型Al2O3結晶粒の平均アスペクト比は電子線後方散乱回折装置(EBSD)を用いて該Al2O3層の縦断面を、例えば層厚×10μmの観察視野、測定ステップ50nmにて観察を行い、上記観察視野範囲内における各々の結晶粒形状を5視野に対して求めた場合に、層厚垂直方向の最大径を層厚垂直方向の粒径、層厚方向の最大径を層厚方向の粒径と定義し、層厚垂直方向の粒径に対する層厚方向の粒径の比を各々算出し、その平均値を該Al2O3層中の結晶粒の平均アスペクト比とした。
α型Al2O3結晶粒の表面粗さRaはレーザー顕微鏡を用い、JIS規格B−0601(2001)に基づき、10μm×10μmの測定視野において5視野測定し、平均値を算出した。
表6、表7に、これらの値を示す。
比較のため、以下の製造方法で比較例の被覆工具を製造した。
(アルミニウムセカンダリブトキシド):(水):(エタノール):(硝酸)
=1:(50〜150):(15〜30):(0.3〜0.5)
になるように調整し、表5に示す条件でアルミナゾルを調製した。
(ロ)次いで、上記工具基体A〜Hの表面に、上記アルミナゾルを塗布した。
(ハ)ついで、上記塗布したアルミナゾルを、表5に示す条件で乾燥処理を行い、さらに塗布と乾燥を所定層厚になるまで繰り返した後、焼成処理を行うことにより、表6に示す下部層、表8に示す上部層を被覆した比較例の被覆工具1〜9(比較例工具1〜9という)を製造した。
表6、表8に、これらの値を示す。
≪切削条件A≫
被削材:JIS・SCM440の丸棒、
切削速度: 160 m/min、
切り込み: 1.4 mm、
送り: 0.18 mm/rev、
切削時間: 5 分、
(通常の切削速度は、120 m/min)。
≪切削条件B≫
被削材:JIS・S45Cの丸棒、
切削速度:320 m/min、
切り込み:1.3 mm、
送り: 0.04 mm/rev、
切削時間:1.5 分、
(通常の切削速度は、200 m/min)
これらの結果を表10に示す。
なお、前述の実施例では、インサート形状の工具を用いて硬質被覆層の性能を評価したが、ドリル、エンドミルなどでも同様の結果が得られることはいうまでもない。
Claims (6)
- 炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットからなる工具基体の表面に、下部層と上部層からなる硬質被覆層が設けられている表面被覆切削工具において、
(a)前記下部層は、Tiの窒化物層、炭窒化物層、炭窒酸化物層、酸化物層の何れか1層または2層以上からなり、かつ、0.5〜10μmの合計平均層厚を有するTi化合物層、
(b)前記上部層は、その表面粗さRaが0.03μm以下であって、かつ、0.5〜5.0μmの平均層厚を有するα型Al2O3層、
(c)前記上部層について、電界放出型走査電子顕微鏡と電子線後方散乱回折装置を用い、その断面研磨面の測定範囲内に存在する六方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記工具基体の表面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である(10−10)面の法線がなす傾斜角を測定し、前記測定傾斜角のうち0〜45度の範囲内にある測定傾斜角を0.25度のピッチ毎に区分するとともに、各区分内に存在する度数を集計してなる傾斜角度数分布グラフで表した場合、0〜10度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが存在するとともに、前記0〜10度の範囲内の傾斜角区分に存在する度数の合計が、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の50%以上の割合を占めることを特徴とする表面被覆切削工具。 - 前記α型Al2O3層中には、平均孔径が10〜100nmである微細空孔が分散して形成され、かつ、α型Al2O3層の縦断面で測定した前記微細空孔の平均密度は30〜70個/μm2であり、また、前記微細空孔は、α型Al2O3結晶粒の結晶粒界及び結晶粒内に均一に分散分布し、所定の観察視野範囲における前記空孔密度を所定視野数にわたって求めた場合の標準偏差が15個/μm2以下であることを特徴とする請求項1に記載の表面被覆切削工具。
- 前記微細空孔のうち、微細空孔の周囲の少なくとも一部分に、微細空孔に隣接してTi酸化物が形成されており、該微細空孔に隣接してTi酸化物が形成されている微細空孔の個数割合は、全微細空孔数の50%以上であることを特徴とする請求項2に記載の表面被覆切削工具。
- 前記α型Al2O3層におけるα型Al2O3結晶粒のアスペクト比を、層厚垂直方向の粒径に対する層厚方向の粒径の比とした場合、前記α型Al2O3結晶粒の平均アスペクト比は、0.5〜5.0であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の表面被覆切削工具。
- 前記工具基体の表面に、化学蒸着法、物理蒸着法またはゾル−ゲル法により、Tiの窒化物層、炭窒化物層、炭窒酸化物層および酸化物層の何れか1層または2層以上からなるTi化合物層を下部層として形成し、次いで、アルミニウムのアルコキシドに、少なくともアルコールと硝酸と水を添加したアルミナゾルを前記下部層の表面に被覆処理し、次いで乾燥処理し、前記被覆処理と前記乾燥処理を目標層厚になるまで繰り返し行った後焼成処理することにより、α型Al2O3層からなる上部層をゾル−ゲル法で形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の表面被覆切削工具の製造方法。
- 前記アルミナゾル中に含有される水に対する硝酸のモル比を、0.20%以下の範囲内とすることを特徴とする請求項5に記載の表面被覆切削工具の製造方法。
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