JP2003001503A - 高速切削加工ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速切削加工ですぐれた耐チッピング性を発
揮する表面被覆超硬合金製切削工具を提供する。 【解決手段】 表面被覆超硬合金製切削工具が、炭化タ
ングステン基超硬合金基体または炭窒化チタン系サーメ
ット基体の表面に、組成式：（Ｔｉ_1-XＡｌ_X）Ｎ（ただ
し、原子比で、Ｘは０．４５〜０．７５を示す）を有す
るＴｉとＡｌの複合窒化物からなる素地に、窒化けい素
相が、オージェ分光分析装置による面分析で０．３〜１
０面積％の割合で分散分布した組織を有する硬質被覆層
を０．８〜１５μｍの平均層厚で物理蒸着してなる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、特に切刃部に機
械的および熱的衝撃が速いピッチで繰り返し付加される
スローアウエイチップによる高速断続旋削加工や、エン
ドミルおよびドリルなどによる高速切削加工において、
切刃部がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超
硬合金製切削工具（以下、被覆超硬工具という）に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、切削工具には、各種の鋼や鋳鉄
などの被削材の旋削加工や平削り加工にバイトの先端部
に着脱自在に取り付けて用いられるスローアウエイチッ
プ、前記被削材の穴あけ切削加工などに用いられるドリ
ルやミニチュアドリル、さらに前記被削材の面削加工や
溝加工、肩加工などに用いられるソリッドタイプのエン
ドミルなどがあり、また前記スローアウエイチップを着
脱自在に取り付けて前記ソリッドタイプのエンドミルと
同様に切削加工を行うスローアウエイエンドミル工具な
どが知られている。 【０００３】また、一般に、例えば図１に概略説明図で
示される物理蒸着装置の１種であるアークイオンプレー
ティング装置を用い、基本的に、ヒータで装置内を、例
えば雰囲気を１．３×１０^-3Ｐａの真空として、５００
℃の温度に加熱した状態で、アノード電極と所定組成を
有するＴｉ−Ａｌ合金がセットされたカソード電極（蒸
発源）との間に、例えば電圧：３５Ｖ、電流：１００Ａ
の条件でアーク放電を発生させ、同時に装置内に反応ガ
スとして窒素ガスを導入し、一方炭化タングステン（以
下、ＷＣで示す）基超硬合金または炭窒化チタン（以
下、ＴｉＣＮで示す）基サーメットからなる基体（以
下、これらを総称して超硬基体と云う）には、例えば−
１００Ｖのバイアス電圧を印加した条件で、前記超硬基
体の表面に、例えば特開昭６２−５６５６５号公報に記
載されるように、ＴｉとＡｌの複合窒化物［以下、（Ｔ
ｉ，Ａｌ）Ｎで示す］で構成された硬質被覆層を０．８
〜１５μｍの平均層厚で蒸着することにより被覆超硬工
具を製造することが知られている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】近年の切削加工装置の
高性能化はめざましく、一方で切削加工に対する省力化
および省エネ化、さらに低コスト化の要求も強く、これ
に伴い、切削加工は高速化の傾向にあるが、上記の従来
被覆超硬工具においては、これを鋼や鋳鉄などの通常の
条件での切削加工に用いた場合には問題はないが、これ
を特に切刃部に機械的および熱的衝撃が速いピッチで繰
り返し付加されるスローアウエイチップによる高速断続
旋削加工や、エンドミルおよびドリルなどによる高速切
削加工に用いた場合には、切刃部にチッピング（微小欠
け）が発生し易く、これが原因で比較的短時間で使用寿
命に至るのが現状である。 【０００５】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、特に鋼や鋳鉄などの高速切削加
工に用いた場合にも、すぐれた耐チッピング性を発揮す
る被覆超硬工具を開発すべく研究を行った結果、 （ａ）例えば原料粉末として、Ｔｉ粉末およびＡｌ粉
末、さらに窒化けい素（以下、Ｓｉ₃Ｎ₄で示す）粉末を
用い、これら原料粉末を所定の配合割合に配合し、混合
した後、圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を、通常の
条件、例えば真空雰囲気中、５００〜６００℃の範囲内
の所定の温度に所定時間保持の条件で焼結して、所定の
組成をもった焼結体を形成し、この焼結体をカソード電
極（蒸発源）として用いて、例えばアークイオンプレー
ティング装置にて、反応ガスとして窒素ガスを導入し
て、上記超硬基体表面に硬質被覆層を形成すると、形成
された硬質被覆層は、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎの素地にＳｉ₃
Ｎ₄相が分散分布した組織をもつものとなること。 【０００６】（ｂ）上記（ａ）で得られた被覆超硬工具
の硬質被覆層の素地を、組成式：（Ｔｉ_1-XＡｌ_X）Ｎで
表わした場合、原子比で、Ｘ：０．４５〜０．７５を満
足する組成に特定した上で、かつ前記素地に分散分布す
るＳｉ₃Ｎ₄相の割合をオージェ分光分析装置による面分
析で０．３〜１０面積％とすると、前記素地がビッカー
ス硬さで３５００〜４０００の高硬度とすぐれた耐熱性
を具備し、かつ前記Ｓｉ ₃Ｎ₄相が硬さは同ビッカース硬
さで１８００〜２０００と相対的に低いが、特に繰り返
しの機械的および熱的衝撃を吸収して、これを著しく緩
和する作用を発揮することから、この結果の被覆超硬工
具は、これを特に高速切削加工に用いても切刃部にチッ
ピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発
揮するようになること。以上（ａ）および（ｂ）に示さ
れる研究結果を得たのである。 【０００７】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、超硬基体の表面に、組成式：（Ｔ
ｉ_1-XＡｌ_X）Ｎ（ただし、原子比で、Ｘは０．４５〜
０．７５）を有する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎからなる素地に、
Ｓｉ₃Ｎ₄相が、オージェ分光分析装置による面分析で
０．３〜１０面積％の割合で分散分布した組織を有する
硬質被覆層を０．８〜１５μｍの平均層厚で物理蒸着し
てなる、高速切削加工ですぐれた耐チッピング性を発揮
する被覆超硬工具に特徴を有するものである。 【０００８】なお、この発明の被覆超硬工具において、
硬質被覆層の素地を構成する（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎにおける
ＡｌはＴｉＮに対して高温硬さを向上させるために固溶
するものであり、したがって組成式：（Ｔｉ_1-XＡｌ_X）
ＮのＸ値が原子比で０．４５未満では所望の高温硬さを
確保することができず、一方その値が同０．７５を越え
ると、ＴｉＮによってもたらされるすぐれた靭性が急激
に低下するようになり、切刃部にチッピングが発生し易
くなるという理由で、Ｘ値を原子比で０．４５〜０．７
５、望ましくは０．５〜０．７と定めた。 【０００９】また、硬質被覆層の素地に分散分布するＳ
ｉ₃Ｎ₄相は、上記の通り特に切刃部に機械的および熱的
衝撃が速いピッチで繰り返し付加されるスローアウエイ
チップによる高速断続旋削加工や、エンドミルおよびド
リルなどによる高速切削加工時に、前記機械的および熱
的衝撃をよく吸収して、硬質被覆層にチッピングが発生
するのを抑制する作用をもつが、硬質被覆層におけるＳ
ｉ₃Ｎ₄相の割合が、オージェ分光分析装置による面分析
で０．３面積％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方同割合が１０面積％を超えると素地によっても
たらされる高温硬さが急激に低下し、摩耗進行が促進す
るようになることから、Ｓｉ₃Ｎ₄相の硬質被覆層におけ
る割合を０．３〜１０面積％、望ましくは１〜８面積％
と定めた。 【００１０】さらに、硬質被覆層の平均層厚を０．８〜
１５μｍとしたのは、その層厚が０．８μｍでは所望の
すぐれた耐摩耗性を長期に亘って確保することができ
ず、一方その層厚が１５μｍを越えると、切刃部にチッ
ピングが発生し易くなるという理由によるものである。 【００１１】 【発明の実施の形態】つぎに、この発明の被覆超硬工具
を実施例により具体的に説明する。 （実施例１）原料粉末として、いずれも１〜３μｍの範
囲内の所定の平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ粉末、
ＺｒＣ粉末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ
₃ Ｃ ₂ 粉末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、およびＣｏ粉末
を用意し、これら原料粉末を、表１に示される配合組成
に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した
後、１００ＭＰａ の圧力で圧粉体にプレス成形し、こ
の圧粉体を６Ｐａの真空中、温度：１４００℃に１時間
保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０５
のホーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０
４０８の形状をもったＷＣ基超硬合金製のチップ超硬基
体Ａ１〜Ａ１０を形成した。 【００１２】また、原料粉末として、いずれも０．５〜
２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有する平均粒径を有
するＴｉＣＮ（重量比でＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）
粉末、Ｍｏ₂ Ｃ粉末、ＺｒＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＴａＣ
粉末、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用意し、
これら原料粉末を、表２に示される配合組成に配合し、
ボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、１００
ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を２
ｋＰａの窒素雰囲気中、温度：１５００℃に１時間保持
の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０３のホ
ーニング加工を施してＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４０
８の形状をもったＴｉＣＮ系サーメット製のチップ超硬
基体Ｂ１〜Ｂ６を形成した。 【００１３】さらに、原料粉末として、いずれも０．５
〜２μｍの範囲内の所定の平均粒径を有するＴｉ粉末お
よびＡｌ粉末、さらにＳｉ₃Ｎ₄粉末を用い、これら原料
粉末を所定の配合組成に配合し、ボールミルで７２時間
湿式混合し、乾燥した後、１００ＭＰａ の圧力で圧粉
体にプレス成形し、この圧粉体を６Ｐａの真空中、５０
０〜６００℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の条件
で焼結して、Ｔｉ、Ａｌ、およびＳｉ₃Ｎ₄の含有割合を
所定の含有割合とした種々のカソード電極用焼結体（本
発明硬質被覆層形成用）を製造した。また、比較の目的
で、Ｓｉ₃Ｎ₄粉末の配合を行わない以外は同一の条件で
ＴｉとＡｌの含有割合を所定の含有割合とした種々のカ
ソード電極用焼結体（従来硬質被覆層形成用）を製造し
た。 【００１４】ついで、これらチップ超硬基体Ａ１〜Ａ１
０およびＢ１〜Ｂ６を、アセトン中で超音波洗浄し、乾
燥した状態で、それぞれ図１に例示される通常のアーク
イオンプレーティング装置に装入し、一方カソード電極
（蒸発源）として上記の本発明硬質被覆層形成用焼結体
または従来硬質被覆層形成用焼結体を装着し、装置内を
排気して１．３×１０^-3Ｐａの真空に保持しながら、ヒ
ーターで装置内を５００℃に加熱した後、Ａｒガスを装
置内に導入して２．５ＰａのＡｒ雰囲気とし、この状態
で超硬基体に−８００Ｖのバイアス電圧を印加して超硬
基体表面をＡｒガスボンバート洗浄し、ついで装置内を
２．５Ｐａの窒素ガス（反応ガス）の雰囲気とすると共
に、前記超硬基体に印加するバイアス電圧を−１００Ｖ
に下げて、前記カソード電極とアノード電極との間にア
ーク放電を発生させ、もって前記超硬基体Ａ１〜Ａ１０
およびＢ１〜Ｂ６のそれぞれの表面に、表３、４に示さ
れる目標組成および目標層厚の硬質被覆層を蒸着するこ
とにより、本発明被覆超硬工具としての本発明表面被覆
超硬合金製スローアウエイチップ（以下、本発明被覆超
硬チップと云う）１〜２０、および従来被覆超硬工具と
しての従来表面被覆超硬合金製スローアウエイチップ
（以下、従来被覆超硬チップと云う）１〜１９をそれぞ
れ製造した。 【００１５】なお、この結果得られた本発明被覆超硬チ
ップ１〜２０および従来被覆超硬チップ１〜１９の硬質
被覆層について、その厚さ断面中央部をオージェ分光分
析装置を用いて、素地のＸ値およびＳｉ₃Ｎ₄相の分布割
合を測定したところ、それぞれ表３、４に示される素地
の目標Ｘ値およびＳｉ₃Ｎ₄相の目標割合と実質的に同じ
値を示し、また、その厚さを、走査型電子顕微鏡を用い
て断面測定したところ、いずれも同じく表３、４に示さ
れる目標層厚と実質的に同じ平均値（５点測定の平均
値）を示した。 【００１６】つぎに、上記本発明被覆超硬チップ１〜２
０および従来被覆超硬チップ１〜１９について、これを
工具鋼製バイトの先端部に固定治具にてネジ止めした状
態で、本発明被覆超硬チップ１〜１２および従来被覆超
硬チップ１〜１２ついては、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣ３００の長さ方向等間隔４本縦溝
入り丸棒、 切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：２ｍｍ、 送り：０．４ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での鋳鉄の乾式高速断続旋削加工試験、 被削材：ＪＩＳ・ＳＮＣＭ４３９の長さ方向等間隔４本
縦溝入り丸棒、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式高速断続旋削加工試験を行い、
また本発明被覆超硬チップ１３〜２０および従来被覆超
硬チップ１３〜１９ついては、 被削材：ＪＩＳ・ＦＣＤ４５０の長さ方向等間隔４本縦
溝入り丸棒、 切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での鋳鉄の乾式高速断続旋削加工試験、 被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の長さ方向等間隔４本縦
溝入り丸棒、 切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ．、 切り込み：１．５ｍｍ、 送り：０．２２ｍｍ／ｒｅｖ．、 切削時間：５分、 の条件での合金鋼の乾式高速断続旋削加工試験を行い、
いずれの旋削加工試験でも切刃部の逃げ面摩耗幅を測定
した。この測定結果を表３、４に示した。 【００１７】 【表１】 【００１８】 【表２】【００１９】 【表３】 【００２０】 【表４】【００２１】（実施例２）原料粉末として、平均粒径：
５．５μｍを有する中粗粒ＷＣ粉末、同０．８μｍの微
粒ＷＣ粉末、同１．３μｍのＴａＣ粉末、同１．２μｍ
のＮｂＣ粉末、同１．２μｍのＺｒＣ粉末、同２．３μ
ｍのＣｒ₃Ｃ₂粉末、同１．５μｍのＶＣ粉末、同１．０
μｍの（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ粉末、および同１．８μｍのＣｏ
粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ表５に示され
る配合組成に配合し、さらにワックスを加えてアセトン
中で２４時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、１０
０ＭＰａの圧力で所定形状の各種の圧粉体にプレス成形
し、これらの圧粉体を、６Ｐａの真空雰囲気中、７℃／
分の昇温速度で１３７０〜１４７０℃の範囲内の所定の
温度に昇温し、この温度に１時間保持後、炉冷の条件で
焼結して、直径が８ｍｍ、１３ｍｍ、および２６ｍｍの
３種の超硬基体形成用丸棒焼結体を形成し、この３種の
丸棒焼結体から、研削加工にて、表５に示される組み合
わせで、切刃部の直径×長さが、それぞれ６ｍｍ×１３
ｍｍ、１０ｍｍ×２２ｍｍ、および２０ｍｍ×４５ｍｍ
の寸法をもった６枚刃スクエア形状のエンドミル超硬基
体ａ〜ｈをそれぞれ製造した。 【００２２】ついで、これらのエンドミル超硬基体ａ〜
ｈのそれぞれを、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した
状態で、同じく図１に例示される通常のアークイオンプ
レーティング装置に装入し、上記実施例１と同一の条件
で、表６、７に示される目標組成および目標層厚をもっ
た硬質被覆層を蒸着することにより、本発明被覆超硬工
具としての本発明表面被覆超硬合金製エンドミル（以
下、本発明被覆超硬エンドミルと云う）１〜１６および
従来被覆超硬工具としての従来表面被覆超硬合金製エン
ドミル（以下、従来被覆超硬エンドミルと云う）１〜８
をそれぞれ製造した。 【００２３】また、この結果得られた本発明被覆超硬エ
ンドミル１〜１６および従来被覆超硬エンドミル１〜８
の硬質被覆層について、その厚さ断面中央部をオージェ
分光分析装置を用いて、素地のＸ値およびＳｉ₃Ｎ₄相の
分布割合を測定したところ、それぞれ表６、７に示され
る素地の目標Ｘ値およびＳｉ₃Ｎ₄相の目標割合と実質的
に同じ値を示し、また、その厚さを、走査型電子顕微鏡
を用いて断面測定したところ、いずれも同じく表６、７
に示される目標層厚と実質的に同じ平均値（５点測定の
平均値）を示した。 【００２４】つぎに、上記本発明被覆超硬エンドミル１
〜１６および従来被覆超硬エンドミル１〜８のうち、本
発明被覆超硬エンドミル１〜６および従来被覆超硬エン
ドミル１〜３ついては、 被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５
０ｍｍのＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の板材、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 半径方向切込み：０．３ｍｍ、 軸方向切込み：８ｍｍ、 テーブル送り：５ｍ／分、 形態：乾式（エアーブロー）、 の条件での合金鋼の高速側面切削加工試験、本発明被覆
超硬エンドミル７〜１２および従来被覆超硬エンドミル
４〜６については、 被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５
０ｍｍのＪＩＳ・ＳＫＤ６１（ＨＲＣ５２）の板材、 切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、 半径方向切込み：０．５ｍｍ、 軸方向切込み：１５ｍｍ、 テーブル送り：６ｍ／分、 形態：乾式（エアーブロー）、 の条件での焼入れ鋼の高速側面切削加工試験、本発明被
覆超硬エンドミル１３〜１６、および従来被覆超硬エン
ドミル７〜８については、 被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：５
０ｍｍのＪＩＳ・ＳＫＤ１１（ＨＲＣ６０）の板材、 切削速度：６０ｍ／ｍｉｎ．、 軸方向切込み：０．３ｍｍ×１０回での溝加工、 テーブル送り：０．２ｍ／分、 形態：乾式（エアーブロー）、 の条件での焼入れ鋼の高速溝切削加工試験、をそれぞれ
行い、いずれの切削加工試験でも外周刃の逃げ面摩耗幅
が使用寿命の目安とされる０．１ｍｍに至るまでの切削
長を測定した。この測定結果を表６、７にそれぞれ示し
た。 【００２５】 【表５】 【００２６】 【表６】【００２７】 【表７】 【００２８】（実施例３）上記の実施例２で製造した直
径が８ｍｍ（超硬基体ａ〜ｃ形成用）、１３ｍｍ（超硬
基体ｄ〜ｆ形成用）、および２６ｍｍ（超硬基体ｇ、ｈ
形成用）の３種の丸棒焼結体を用い、この３種の丸棒焼
結体から、研削加工にて、溝形成部の直径×長さがそれ
ぞれ４ｍｍ×１３ｍｍ（超硬基体ａ’〜ｃ’）、８ｍｍ
×２２ｍｍ（超硬基体ｄ’〜ｆ’）、および１６ｍｍ×
４５ｍｍ（超硬基体ｇ’、ｈ’）の寸法をもったドリル
超硬基体ａ’〜ｈ’をそれぞれ製造した。 【００２９】ついで、これらのドリル超硬基体ａ’〜
ｈ’のそれぞれを、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥し
た状態で、同じく図１に例示される通常のアークイオン
プレーティング装置に装入し、上記実施例１と同一の条
件で、表８、９に示される目標組成および目標層厚をも
った硬質被覆層を蒸着することにより、本発明被覆超硬
工具としての本発明表面被覆超硬合金製ドリル（以下、
本発明被覆超硬ドリルと云う）１〜１６、および従来被
覆超硬工具としての従来表面被覆超硬合金製ドリル（以
下、従来被覆超硬ドリルと云う）１〜８をそれぞれ製造
した。 【００３０】さらに、この結果得られた本発明被覆超硬
ドリル１〜１６および従来被覆超硬ドリル１〜８の硬質
被覆層についても、その厚さ断面中央部をオージェ分光
分析装置を用いて、素地のＸ値およびＳｉ₃Ｎ₄相の分布
割合を測定したところ、それぞれ表８、９に示される素
地の目標Ｘ値およびＳｉ₃Ｎ₄相の目標割合と実質的に同
じ値を示し、また、その厚さを、走査型電子顕微鏡を用
いて断面測定したところ、いずれも同じく表８、９に示
される目標割合および目標層厚と実質的に同じ平均値
（５点測定の平均値）を示した。 【００３１】つぎに、上記本発明被覆超硬ドリル１〜１
６および従来被覆超硬ドリル１〜８のうち、本発明被覆
超硬ドリル１〜６および従来被覆超硬ドリル１〜３につ
いては、 被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０厚さ：８ｍｍの
ＪＩＳ・ＳＳ４００の板材、 切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ．、 送り：０．１８ｍｍ／ｒｅｖ、 の条件での構造用鋼の湿式高速穴あけ切削加工試験（水
溶性切削油使用）、本発明被覆超硬ドリル７〜１２よび
従来被覆超硬ドリル４〜６については、 被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：１
６ｍｍのＪＩＳ・Ｓ５０Ｃの板材、 切削速度：１２０ｍ／ｍｉｎ．、 送り：０．２２ｍｍ／ｒｅｖ、 の条件での炭素鋼の湿式高速穴あけ切削加工試験（水溶
性切削油使用）、本発明被覆超硬ドリル１３〜１６およ
び従来被覆超硬ドリル７、８については、 被削材：平面寸法：１００ｍｍ×２５０ｍｍ、厚さ：３
２ｍｍのＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の板材、 切削速度：６０ｍ／ｍｉｎ．、 送り：０．２１ｍｍ／ｒｅｖ、 の条件での合金鋼の湿式高速穴あけ切削加工試験（水溶
性切削油使用）、をそれぞれ行い、いずれの湿式高速穴
あけ切削加工試験でも先端切刃面の逃げ面摩耗幅が０．
３ｍｍに至るまでの穴あけ加工数を測定した。この測定
結果を表８、９にそれぞれ示した。 【００３２】 【表８】【００３３】 【表９】 【００３４】 【発明の効果】表３〜９に示される結果から、（Ｔｉ，
Ａｌ）Ｎの素地にＳｉ₃Ｎ₄相が分散分布した組織を有す
る硬質被覆層を形成してなる本発明被覆超硬工具は、い
ずれも前記硬質被覆層が前記素地に分散分布するＳｉ₃
Ｎ₄相の作用ですぐれた耐熱衝撃性を具備するようにな
ることから、切刃部に機械的および熱的衝撃が速いピッ
チで繰り返し付加わる各種鋼の高速切削加工でも、切刃
部にチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示すの
に対して、硬質被覆層が（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎだけで構成さ
れた従来被覆超硬工具においては、前記高速切削加工で
熱衝撃によるチッピングが切刃部に発生するのが避けら
れず、この結果比較的短時間で使用寿命に至ることが明
らかである。上述のように、この発明の被覆超硬工具
は、各種の鋼や鋳鉄などの通常の条件での切削加工は勿
論のこと、特に切刃部に機械的および熱的衝撃が速いピ
ッチで繰り返し付加されるスローアウエイチップによる
高速断続旋削加工や、エンドミルおよびドリルなどによ
る高速切削加工に用いた場合にも、すぐれた切削性能を
長期に亘って発揮するものであるから、切削加工装置の
高性能化、並びに切削加工の省力化および省エネ化、さ
らに低コスト化に十分満足に対応できるものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】アークイオンプレーティング装置の概略説明図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 裕介 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179番地 １ エムエムシーコベルコツ−ル株式会社 内 Ｆターム(参考） 3C037 CC02 CC04 CC09 CC11 3C046 FF03 FF05 FF10 FF13 FF16 FF19 FF25 4K029 AA02 AA04 BA58 BA64 BC00 BD05 CA04 DD06 EA01 FA05

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 炭化タングステン基超硬合金基体または
   炭窒化チタン系サーメット基体の表面に、組成式：（Ｔ
   ｉ_1-XＡｌ_X）Ｎ（ただし、原子比で、Ｘは０．４５〜
   ０．７５を示す）を有するＴｉとＡｌの複合窒化物から
   なる素地に、窒化けい素相が、オージェ分光分析装置に
   よる面分析で０．３〜１０面積％の割合で分散分布した
   組織を有する硬質被覆層を０．８〜１５μｍの平均層厚
   で物理蒸着してなる高速切削加工ですぐれた耐チッピン
   グ性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具。