JP2008100321A - 高硬度鋼の高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 高硬度鋼の高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具を提供する。
【解決手段】 ＷＣ基超硬合金またはＴｉＣＮ基サーメットで構成された工具基体表面に、硬質被覆層として、（ａ）下部層が、ＴｉとＣｒの合量に対するＣｒの含有割合（Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ））が０．００５〜０．０５（ただし、原子比）であるＴｉとＣｒの複合炭窒化物層、（ｂ）中間層が、Ｘ線による結晶構造回折において、（０００２）面からの相対Ｘ線回折強度Ｉ_Ｒ（０００２）が最大のピークを示す六方晶Ｃｒ_２Ｎ層、（ｃ）上部層が、ＡｌとＣｒの合量に対するＣｒの含有割合（Ｃｒ／（Ａｌ＋Ｃｒ））が０．０１〜０．１０（ただし、原子比）であるＡｌとＣｒの複合酸化物層、を化学蒸着で形成する。
【選択図】 なし

Description

この発明は、特に合金鋼、軸受鋼の焼入れ材などのような高硬度鋼の高速断続切削加工で、硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具（以下、被覆工具という）に関するものである。

従来、一般に、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）基サーメットで構成された基体（以下、これらを総称して工具基体という）の表面に、
（ａ）下部層が、いずれも化学蒸着形成された、Ｔｉの炭化物（以下、ＴｉＣで示す）層、窒化物（以下、同じくＴｉＮで示す）層、炭窒化物（以下、ＴｉＣＮで示す）層、炭酸化物（以下、ＴｉＣＯで示す）層、および炭窒酸化物（以下、ＴｉＣＮＯで示す）層のうちの１層または２層以上からなり、かつ３〜２０μｍの全体平均層厚を有するＴｉ化合物層、
（ｂ）上部層が、１〜１５μｍの平均層厚を有し、かつ、アルミニウムとクロムの合量に対するクロムの含有割合が０．０１〜０．１０（ただし、原子比）であるアルミニウムとクロムの複合酸化物［以下、（Ａｌ，Ｃｒ）₂Ｏ₃で示す］層、
以上（ａ）および（ｂ）で構成された硬質被覆層を化学蒸着で形成してなる被覆工具が知られており、この被覆工具が、例えば各種の鋼や鋳鉄などの連続切削や断続切削に用いられることも良く知られるところである。

上記の従来被覆工具において、これの硬質被覆層の構成層は、一般に粒状結晶組織を有し、さらに、下部層であるＴｉ化合物層を構成するＴｉＣＮ層を、層自身の強度向上を目的として、通常の化学蒸着装置にて、反応ガスとして有機炭窒化物、例えばＣＨ_３ＣＮを含む混合ガスを使用し、７００〜９５０℃の中温温度域で化学蒸着することにより形成して縦長成長結晶組織をもつようにすることも知られている。

また、上記の従来被覆工具の硬質被覆層を構成する（Ａｌ，Ｃｒ）₂Ｏ₃層が、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ_３：２．３〜４％、ＣｒＣｌ_３：０．０４〜０．２６％、ＣＯ_２：６〜８％、ＨＣｌ：１．５〜３％、Ｈ₂Ｓ：０．０５〜０．２％、Ｈ₂：残り、
反応雰囲気温度：１０２０〜１０５０℃、
反応雰囲気圧力：６〜１０ｋＰａ、
の条件で蒸着形成されることも知られている。
特開昭５２−６６５０８号公報 特開平６−８０１０号公報

近年の切削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は強く、これに伴い、切削効率の向上を目的として、切削速度を高速化する傾向にあるが、上記の従来被覆工具においては、これを鋼や鋳鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削に用いた場合には問題はないが、特にこれを合金鋼、軸受鋼の焼入れ材などの高硬度鋼の、切削条件の厳しい高速断続切削加工、すなわち切刃部にきわめて高い機械的負荷が加わる高速断続切削加工に用いた場合、硬質被覆層の下部層（Ｔｉ化合物層）の高温強度が不十分であるとともに、上部層（（Ａｌ，Ｃｒ）₂Ｏ₃層）と下部層（Ｔｉ化合物層）間の接合強度も十分とはいえないため、前記の機械的高負荷に対して満足に対応することができず、この結果硬質被覆層にはチッピング（微小欠け）が発生し易くなることから、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の被覆工具の硬質被覆層の耐チッピング性向上をはかるべく、これの下部層であるＴｉ化合物層を構成するＴｉＣＮ層、すなわちＴｉ化合物層のうちで相対的に高い高温強度を有するＴｉＣＮ層に着目し研究を行うとともに、さらに、上部層と下部層間の接合強度を向上させる中間層について研究を行った結果、以下の知見を得た。

＜下部層について＞
（ａ）まず、従来被覆工具の硬質被覆層において、下部層を構成するＴｉ化合物層のうちのＴｉＣＮ層（以下、従来ＴｉＣＮ層という）は、例えば、通常の化学蒸着装置にて、
反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣｌ_４：２〜１０％、ＣＨ_３ＣＮ：０．５〜３％、Ｎ₂：１０〜３０％、Ｈ₂：残り、
反応雰囲気温度：８００〜９００℃、
反応雰囲気圧力：６〜２０ｋＰａ、
の条件（通常条件という）で蒸着形成されるが、
反応ガス組成：容量％で、ＴｉＣｌ_４：２〜１０％、ＣｒＣｌ_３：０．０１〜０．５％、ＣＨ_３ＣＮ：０．５〜３％、Ｎ₂：３０〜４５％、Ａｒ：残り、
反応雰囲気温度：９００〜１０２０℃、
反応雰囲気圧力：６〜２０ｋＰａ、
の条件、すなわち上記の通常条件に比して、反応ガスのキャリアガスであるＨ₂ガスをＡｒガスに代えると共に、Ｎ₂ガスの相対量を増加させ、かつＣｒＣｌ_３ガスをきわめて少量加え、さらに反応雰囲気温度を相対的に高くした条件で蒸着形成して、チタンとクロムの合量に対するクロムの含有割合（ただし、原子比）が０．００５〜０．０５であるチタンとクロムの複合炭窒化物（以下、「（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ」で示す）層を形成すると、この結果の（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層は、上記の従来ＴｉＣＮ層と同様の結晶構造、すなわち格子点にＴｉ、Ｃｒ、炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）からなる構成原子がそれぞれ存在するＮａＣｌ型面心立方晶の結晶構造を有するが、前記従来ＴｉＣＮ層に比して一段とすぐれた高温強度を有すること。

（ｂ）上記の従来ＴｉＣＮ層と上記（ａ）の（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層について、
電界放出型走査電子顕微鏡を用い、図１（ａ），（ｂ）に概略説明図で例示される通り、表面研磨面の測定範囲内に存在する立方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記表面研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である｛１１２｝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共に、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を作成した場合、前記従来ＴｉＣＮ層は、図３に例示される通り、｛１１２｝面の測定傾斜角の分布が０〜４５度の範囲内で不偏的な傾斜角度数分布グラフを示すのに対して、前記（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層は、図２に例示される通り、傾斜角区分の特定位置にシャープな最高ピークが現れ、このシャープな最高ピークは、グラフ横軸の傾斜角区分に現れる高さおよび傾斜角区分位置が前記（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層におけるＣｒの含有割合を調整することにより変化すること。

（ｃ）上記の通り、上記（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層の形成に際して、層中のＣｒ含有割合を、上記の通りＴｉとの合量に占める原子比で０．００５〜０．０５とすることによって、前記（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層の傾斜角度数分布グラフで、シャープな最高ピークが傾斜角区分の０〜１０度の範囲内に現れ、かつ、前記０〜１０度の範囲内に存在する度数割合が、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ようになるのであり、したがって、前記（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層中のＣｒ含有割合が前記の範囲から低い方に外れても、あるいは高い方に外れても、傾斜角度数分布グラフにおけるシャープな最高ピークが傾斜角区分の０〜１０度の範囲から外れ、かつ、前記０〜１０度の範囲内に存在する度数数割合も４５％未満になってしまい、この場合は一段の高温強度の向上を図ることができないこと。
さらに、上記（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層のＣｒ成分には、上記の作用の他に、層中にＣｒ成分を含有しない上記従来ＴｉＣＮ層に比して、層自体の高温強度を向上させる作用もあり、この場合その含有割合がＴｉとの合量に占める原子比で０．００５未満では所望の高温強度向上効果が現れず、一方その含有割合が同０．０５を越えると、急激に軟化し、高熱発生を伴う高速断続切削では切刃部に偏摩耗の原因となる熱塑性変形が発生し易くなることからも、その含有割合はＴｉとの合量に占める原子比で０．００５〜０．０５とする必要があること。

＜中間層について＞
つぎに、上部層と下部層間の接合強度を向上させる中間層について種々検討を行ったところ、中間層としては、六方晶窒化クロム（以下、「Ｃｒ_２Ｎ」で示す）層からなり、かつ、Ｘ線による結晶構造解析において、六方晶窒化クロムの（ｈｋｉｌ）面（但し、ｉ＝−（ｈ＋ｋ））からの測定回折強度をＩ（ｈｋｉｌ）とし、ＩＣＤＤ ＰＤＦ Ｎｏ．３５−８０３^（注）に記載される標準Ｘ線回折強度Ｉ_０（ｈｋｉｌ）とＩ（ｈｋｉｌ）との比として計算される相対回折強度Ｉ_Ｒ（ｈｋｉｌ）＝Ｉ（ｈｋｉｌ）／Ｉ_０（ｈｋｉｌ）を、回折面（１１−２０）、（０００２）、（１１−２１）、（１１−２２）、（３０−３０）、（１１−２３）について求めた場合、Ｉ_Ｒ（０００２）が最大値を示すＣｒ_２Ｎ層が最適であることを見出した。
（注）「ＩＣＤＤ ＰＤＦ」は、International Center for Diffraction Data（ＩＣＤＤ）のPowder Diffraction File（ＰＤＦ）の略号。
具体的に言えば、次のとおりである。

（ｄ）硬質被覆層の下部層を（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層で構成した場合、下部層および中間層であるＣｒ_２Ｎ層はいずれもＣｒを含有する窒化物系化合物であるために、下部層と中間層の界面には化学的な親和力が十分に働き、一方、中間層であるＣｒ_２Ｎ層と上部層である（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層は、いずれも六方晶の結晶構造を有し、かつ、ａ軸の格子定数がほぼ等しいため結晶格子のミスマッチがなく、さらに熱膨張係数も比較的近い値であることから、その界面は、極めて安定な界面として形成され、結晶レベルでの密着性にすぐれること。

（ｅ）Ｃｒ_２Ｎ層は、その化学蒸着条件によって、Ｘ線による結晶構造解析において、六方晶窒化クロムの（ｈｋｉｌ）面（但し、ｉ＝−（ｈ＋ｋ））からの測定回折強度をＩ（ｈｋｉｌ）とし、ＩＣＤＤ ＰＤＦ Ｎｏ．３５−８０３に記載される標準Ｘ線回折強度Ｉ_０（ｈｋｉｌ）とＩ（ｈｋｉｌ）との比として計算される相対回折強度Ｉ_Ｒ（ｈｋｉｌ）＝Ｉ（ｈｋｉｌ）／Ｉ_０（ｈｋｉｌ）を、回折面（１１−２０）、（０００２）、（１１−２１）、（１１−２２）、（３０−３０）、（１１−２３）について求めた場合、Ｉ_Ｒ（０００２）が最大値を示すようになる。標準Ｘ線回折強度Ｉ_０（ｈｋｉｌ）は、Ｃｒ_２Ｎ粉末粒子の（ｈｋｉｌ）面からの回折強度として示されているもので、測定試料が特定の結晶面に集合せずに、等方的である場合の回折強度に相当することから、測定Ｘ線回折強度Ｉ（ｈｋｉｌ）と標準Ｘ線回折強度Ｉ_０（ｈｋｉｌ）との比であるＩ_Ｒ（ｈｋｉｌ）は、測定試料の各（ｈｋｉｌ）面への集合度を示すと考えられる。従って、Ｉ_Ｒ（ｈｋｉｌ）の値が大きいほど、（ｈｋｉｌ）面が基体の接線方向に集合していることを示すことになるから、Ｉ_Ｒ（０００２）が最大値を示すＣｒ_２Ｎ層は、六方晶の底面である（０００１）面に平行な面が基体の接線方向に最も強く集合していることになる。中間層であるＣｒ_２Ｎ層の、基体の接線方向への（０００１）面の集合度を高めると、上部層である（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層は、
電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表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、前記表面研磨面の法線に対して、前記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、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共に、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を作成した場合、０〜１０度の範囲内にシャープな最高ピークが現れ、かつ０〜１０度の範囲内に存在する度数割合が４５％以上を占める傾斜角度数分布グラフを示すようになり、その結果として、上部層である（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層が一段とすぐれた高温強度を備えるようになること。

（ｆ）以上のとおり、硬質被覆層の下部層を（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層で構成し、かつ、（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層からなる上部層と前記下部層との間に、基体の接線方向への（０００１）面の集合度の高い六方晶Ｃｒ_２Ｎ層を中間層として蒸着形成すると、上部層ばかりでなく、下部層もすぐれた高温強度特性を備え、さらに、中間層は、上部層および下部層と強固に密着し、高い接合強度を有することから、硬質被覆層全体として格段にすぐれた高温強度を備えるようになり、特にきわめて高い負荷のかかる高硬度鋼の高速断続切削加工においても、前記硬質被覆層がすぐれた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ようになること。
以上（ａ）〜（ｆ）に示される研究結果を得たのである。

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、
「（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で構成された工具基体の表面に、
（ａ）下部層として、２．５〜１５０μｍの平均層厚を有し、かつ、チタンとクロムの合量に対するクロムの含有割合（Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ））が０．００５〜０．０５（ただし、原子比）であるチタンとクロムの複合炭窒化物層、
（ｂ）中間層として、０．１〜３μｍの平均層厚を有する六方晶窒化クロムからなり、かつ、Ｘ線による結晶構造解析において、六方晶窒化クロムの（ｈｋｉｌ）面（但し、ｉ＝−（ｈ＋ｋ））からの測定回折強度をＩ（ｈｋｉｌ）とし、ＩＣＤＤ
ＰＤＦ Ｎｏ．３５−８０３に記載される標準Ｘ線回折強度Ｉ_０（ｈｋｉｌ）とＩ（ｈｋｉｌ）との比として計算される相対回折強度Ｉ_Ｒ（ｈｋｉｌ）＝Ｉ（ｈｋｉｌ）／Ｉ_０（ｈｋｉｌ）を、回折面（１１−２０）、（０００２）、（１１−２１）、（１１−２２）、（３０−３０）、（１１−２３）について求めた場合、Ｉ_Ｒ（０００２）が最大値を示す六方晶窒化クロム層、
（ｃ）上部層として、１〜１５μｍの平均層厚を有し、かつ、アルミニウムとクロムの合量に対するクロムの含有割合（Ｃｒ／（Ａｌ＋Ｃｒ））が０．０１〜０．１０（ただし、原子比）であるアルミニウムとクロムの複合酸化物層、
以上（ａ）〜（ｃ）で構成された硬質被覆層を化学蒸着で形成してなる、高硬度鋼の高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具。
（２）前記（１）の表面被覆切削工具において、
前記（ａ）のチタンとクロムの複合炭窒化物層からなる下部層は、
電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する立方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記表面研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である｛１１２｝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共に、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こと、
を特徴とする前記（１）の表面被覆切削工具。
（３）前記（１）の表面被覆切削工具において、
前記（ｃ）のアルミニウムとクロムの複合酸化物層からなる上部層は、
電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表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、前記表面研磨面の法線に対して、前記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、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共に、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こと、
を特徴とする前記（１）の表面被覆切削工具。
（４）前記（１）の表面被覆切削工具において、
前記（ａ）のチタンとクロムの複合炭窒化物層からなる下部層は、
電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する立方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記表面研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である｛１１２｝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共に、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し、また、
前記（ｃ）のアルミニウムとクロムの複合酸化物層からなる上部層は、
電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表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、前記表面研磨面の法線に対して、前記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、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共に、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こと、
を特徴とする前記（１）の表面被覆切削工具。
（５）前記（１）〜（４）の表面被覆切削工具において、
工具基体表面と、前記（ａ）のチタンとクロムの複合炭窒化物層からなる下部層との間に、０．１〜５μｍの合計平均層厚を有し、かつ、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの１層以上からなる化学蒸着で形成された密着性Ｔｉ化合物層を介在させること、
を特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の表面被覆切削工具。」
に特徴を有するものである。

つぎに、この発明の被覆工具の硬質被覆層の構成層について、上記の通りに数値限定した理由を以下に説明する。

（ａ）下部層の（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層
（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層の傾斜角度数分布グラフの傾斜角区分における最高ピーク位置および前記最高ピークが存在する所定の傾斜角区分内に存在する度数割合は、上記の通り層中のＣｒ含有割合をＴｉとの合量に占める原子比で、０．００５〜０．０５とすることによって、０〜１０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークを存在させ、かつ前記０〜１０度の範囲内に存在する度数割合を、傾斜角度数分布グラフにおける度数全体の４５％以上とすることができるものであり、したがって、その含有割合が０．００５未満でも、０．０５を越えても、前記最高ピーク位置の現れる傾斜角区分が０〜１０度の範囲内から外れ、さらに前記０〜１０度の範囲内に存在する度数割合は４５％未満となってしまい、高速断続切削加工で、硬質被覆層にチッピングが発生しない、すぐれた高温強度向上効果を確保することができないものとなる。
このように下部層の（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層は、従来ＴｉＣＮ層に比して、一段とすぐれた高温強度を有するようになるが、その平均層厚が２．５μｍ未満では所望のすぐれた高温強度向上効果を硬質被覆層に十分に具備せしめることができず、一方その平均層厚が１５μｍを越えると、偏摩耗の原因となる熱塑性変形が発生し易くなり、摩耗が加速するようになることから、その平均層厚を２．５〜１５μｍと定めた。

（ｂ）中間層のＣｒ_２Ｎ層
Ｘ線回折において、Ｉ_Ｒ（０００２）が最大値を示す、いわば基体の接線方向への（０００１）面の集合度の高い六方晶の結晶構造を有するＣｒ_２Ｎ層は、例えば、通常の化学蒸着装置にて、上記下部層（（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層）上に、
反応ガス組成：容量％で、ＣｒＣｌ_３：０．１〜５％、Ｎ_２：２０〜７０％、ＨＣｌ：０．３〜２％、Ｈ_２：残り
反応雰囲気温度：９００〜１０４０℃、
反応雰囲気圧力： ６〜２０ｋＰａ、
の条件で蒸着することによって形成されるが、
蒸着条件が上記の範囲を外れた場合には、形成されるＣｒ_２Ｎ層の基体の接線方向への（０００１）面の集合度が低下し、その結果として、Ｃｒ_２Ｎ層上に蒸着形成される上部層（（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層）の（０００１）面の度数割合も減少し、上部層の高温強度を改善する効果も低下する。
また、中間層としてのＣｒ_２Ｎ層は、その平均層厚が０．１μｍ未満では、下部層と上部層間の密着性向上、接合強度の改善を期待できず、一方、その平均層厚が３μｍを超えると、硬質被覆層の高温硬さの低下を招くことになるので、その平均層厚を０．１〜３μｍと定めた。

（ｃ）上部層の（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層
ＡｌとＣｒの合量に対するＣｒの含有割合（Ｃｒ／（Ａｌ＋Ｃｒ））が０．０１〜０．１０（ただし、原子比）である（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層は、Ｃｒ_２Ｎ層からなる中間層の上に、例えば、通常の蒸着装置により、
反応ガス組成：容量％で、ＡｌＣｌ_３：２．３〜４％、ＣｒＣｌ_３：０．０４〜０．２６％、ＣＯ_２：６〜８％、ＨＣｌ：１．５〜３％、Ｈ₂Ｓ：０．０５〜０．２％、Ｈ₂：残り、
反応雰囲気温度：１０２０〜１０５０℃、
反応雰囲気圧力：６〜１０ｋＰａ、
の条件で蒸着することによって形成され、すぐれた高温硬さと耐熱性を有し、硬質被覆層の耐摩耗性向上に寄与するばかりか、すぐれた高温強度も備え、耐チッピング性の向上にも寄与する。
即ち、上記条件で蒸着形成された（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層について、
電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表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、前記表面研磨面の法線に対して、前記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、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共に、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ようになり、したがって、層中のＣｒ含有割合が上記範囲から外れると、傾斜角度数分布グラフで０〜１０度の範囲内の傾斜角度数の割合が４５％未満になってしまい、所望の高温強度向上効果が得られなくなる。
また、（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層は、その平均層厚が１μｍ未満では、硬質被覆層に十分な耐摩耗性を発揮せしめることができず、一方その平均層厚が１５μｍを越えて厚くなりすぎると、チッピングが発生し易くなることから、その平均層厚を１〜１５μｍと定めた。

（ｄ）密着性Ｔｉ化合物層
工具基体表面と硬質被覆層の下部層（（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層）との間の密着性をさらに改善するために、０．１〜５μｍの合計平均層厚を有し、かつ、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの１層以上からなる化学蒸着で形成された密着性Ｔｉ化合物層を介在させることができる。密着性Ｔｉ化合物層は、工具基体と下部層である（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ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が、その合計平均層厚が０．１μｍ未満では、所望の密着性を確保することができず、一方前記密着性は５μｍまでの合計平均層厚で充分であることから、その合計平均層厚を０．１〜５μｍと定めた。

なお、切削工具の使用前後の識別を目的として、黄金色の色調を有するＴｉＮ層を最表面層として、必要に応じて蒸着形成してもよいが、識別効果の観点からすれば、その平均層厚は０．１〜１μｍで十分である。

この発明の被覆工具は、切刃に対して大きな負荷がかかる、例えば、合金鋼、軸受鋼の焼入れ材などのような高硬度鋼の高速断続切削加工でも、硬質被覆層の下部層である（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層が一段とすぐれた高温強度を有し、上部層である（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層はすぐれた高温硬さとともにすぐれた高温強度を有し、さらに、下部層と上部層が中間層であるＣｒ_２Ｎ層を介して強固に接合していることによって、硬質被覆層全体として、格段にすぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を有し、長期に亘ってすぐれた工具特性を発揮するものである。

つぎに、この発明の被覆工具を実施例により具体的に説明する。

原料粉末として、いずれも１〜３μｍ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、Ｃｒ₃Ｃ₂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、さらにワックスを加えてアセトン中で２０時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、９８ＭＰａの圧力で所定形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を５Ｐａの真空中、１３７０〜１４７０℃の範囲内の所定の温度に１時間保持の条件で真空焼結し、焼結後、切刃部にＲ：０．０５ｍｍのホーニング加工を施すことによりＩＳＯ・ＣＮＭＧ１２０４１２に規定するスローアウエイチップ形状をもったＷＣ基超硬合金製の工具基体Ａ〜Ｆをそれぞれ製造した。

また、原料粉末として、いずれも０．５〜２μｍの平均粒径を有するＴｉＣＮ（質量比で、ＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）粉末、Ｍｏ₂Ｃ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２０時間湿式混合し、乾燥した後、９８ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を１．３ｋＰａの窒素雰囲気中、温度：１５４０℃に１時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にＲ：０．０７ｍｍのホーニング加工を施すことによりＩＳＯ規格・ＣＮＭＧ１２０４１２のチップ形状をもったＴｉＣＮ基サーメット製の工具基体ａ〜ｆを形成した。

つぎに、これらの工具基体Ａ〜Ｆおよび工具基体ａ〜ｆの表面に、通常の化学蒸着装置を用い、硬質被覆層の下部層として（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層を、表３に示される条件で、表７に示される目標層厚で蒸着形成し、ついで、表４に示される条件にて、中間層としてのＣｒ_２Ｎ層を表７に示される目標層厚で蒸着形成し、その後、上部層としての（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層を、表５に示される条件にて、表７に示される目標層厚で蒸着形成することにより、本発明被覆工具１〜１３をそれぞれ製造した。
なお、上記本発明被覆工具のうち、本発明被覆工具２〜７、９〜１３については、まず、表６に示される条件で、表７に示される合計目標層厚になるように密着性Ｔｉ化合物層を化学蒸着した後、密着性Ｔｉ化合物層上に下部層（（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層）を化学蒸着で形成した。

また、比較の目的で、硬質被覆層の下部層として、従来ＴｉＣＮ層を、表３に示される条件で、表８に示される目標層厚で蒸着形成し、さらに、上部層としての（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層を、表５に示される条件で、かつ同じく表８に示される目標層厚で蒸着形成することにより従来被覆工具１〜１３をそれぞれ製造した。
（下部層の種類、中間層としてのＣｒ_２Ｎ層の有無で、本発明被覆工具と従来被覆工具は硬質被覆層が異なる。）

ついで、上記本発明被覆工具の硬質被覆層について、通常の粉末Ｘ線回折装置を用いて２θ−θ法によりＣｒ_２Ｎ層の測定Ｘ線回折強度を求めた。Ｘ線源にはＣｕのＫα１線を用い、装置付属の解析ソフトウエアによりＫα２線からの回折ピークを除去して測定した。なお、本発明の硬質被覆層の一部にＴｉＮ層を設ける場合、Ｃｒ_２Ｎの（１１−２１）面の２θ値（４２．６１度）とＴｉＮの（２００）面の２θ値（４２．６０度）とはほぼ等しいため、両者のＸ線回折ピークは分離することができない。この場合、ＴｉＮの（２００）面の回折強度を、（１１１）面の回折強度との標準Ｘ線回折強度における強度比を利用して計算により求め、この値を４２．６度近傍の測定回折強度から差し引くことにより、Ｃｒ_２Ｎ層の（１１−２１）面の測定Ｘ線回折強度を求めた。ＴｉＮの標準Ｘ線回折強度はＩＣＤＤ ＰＤＦ Ｎｏ．３８−１４２０に記載された値を採用した。
ＴｉＮのＩ（２００）＝Ｉ（１１１）×Ｉ_０（２００）／Ｉ_０（１１１）
＝Ｉ（１１１）×１００／７２
Ｃｒ_２ＮのＩ（１１−２１）＝Ｉ[４２．６°]−ＴｉＮのＩ（１１１）×１００／７２

ついで、上記の本発明被覆工具と従来被覆工具の硬質被覆層の下部層を構成する（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層および従来ＴｉＣＮ層について、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、傾斜角度数分布グラフをそれぞれ作成した。
すなわち、上記傾斜角度数分布グラフは、上記の改質ＴｉＣＮ層および従来ＴｉＣＮ層の表面を研磨面とした状態で、電界放出型走査電子顕微鏡の鏡筒内にセットし、前記研磨面に７０度の入射角度で１５ｋＶの加速電圧の電子線を１ｎＡの照射電流で、前記表面研磨面の測定範囲内に存在する立方晶結晶格子を有する結晶粒個々に照射して、電子後方散乱回折像装置を用い、３０×５０μｍの領域を０．１μｍ／ｓｔｅｐの間隔で、前記表面研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である｛１１２｝面の法線がなす傾斜角を測定し、この測定結果に基づいて、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共に、各区分内に存在する度数を集計することにより作成した。

この結果得られた各種の（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層および従来ＴｉＣＮ層の傾斜角度数分布グラフにおいて、｛１１２｝面が最高ピークを示す傾斜角区分、並びに０〜１０度の範囲内の傾斜角区分内に存在する傾斜角度数の傾斜角度数分布グラフ全体の傾斜角度数に占める割合を表７、８にそれぞれ示した。

上記の各種の傾斜角度数分布グラフにおいて、表７に示される通り、本発明被覆工具１〜１３の（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層は、いずれも｛１１２｝面の測定傾斜角の分布が０〜１０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが現れ、かつ０〜１０度の範囲内の傾斜角区分内に存在する傾斜角度数の割合が４５％以上である傾斜角度数分布グラフを示すのに対して、表８に示される通り、従来被覆工具１〜１３の従来ＴｉＣＮ層は、いずれも｛１１２｝面の測定傾斜角の分布が０〜４５度の範囲内で不偏的で、最高ピークが存在せず、０〜１０度の範囲内の傾斜角区分内に存在する傾斜角度数の割合も３０％以下である傾斜角度数分布グラフを示すものであった。
なお、図２は、本発明被覆工具６の（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層の傾斜角度数分布グラフ、図３は、従来被覆工具６の従来ＴｉＣＮ層の傾斜角度数分布グラフをそれぞれ示すものである。

上記と同様にして、本発明被覆工具１〜１３と従来被覆工具１〜１３の硬質被覆層の上部層を構成する（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層についても、電界放出型走査電子顕微鏡を用いて、傾斜角度数分布グラフをそれぞれ作成した。
表７に示される通り、本発明被覆工具１〜１３のすべての（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層について、（０００１）面の測定傾斜角の分布が０〜１０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークが現れ、かつ０〜１０度の範囲内の傾斜角区分内に存在する傾斜角度数の割合が４５％以上である傾斜角度数分布グラフを示すのに対して、表８に示されるように、従来被覆工具１〜１３の（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層については、０〜１０度の範囲内の傾斜角区分に（０００１）面の測定傾斜角の分布のピークが必ず現れるわけではなく、また、０〜１０度の範囲内の傾斜角区分内に存在する傾斜角度数の割合も常に４５％以上となるわけではないことから、従来被覆工具１〜１３においては、すぐれた高温強度の（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層が安定的に形成されてはいない。このことから、本発明被覆工具１〜１３で、（０００１）面配向度の高い六方晶構造のＣｒ_２Ｎ層からなる中間層を介して（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層を蒸着形成したことによって、（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層の（０００１）面の０〜１０度の度数割合が高められたことがわかる。
なお、図５は、本発明被覆工具６の（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層の傾斜角度分布グラフ、図６は、従来被覆工具６の（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層の傾斜角度分布グラフをそれぞれ示すものである。

さらに、上記の本発明被覆工具１〜１３および従来被覆工具１〜１３について、これの硬質被覆層の各構成層を電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）およびオージェ分光分析装置を用いて観察（層の縦断面を観察）したところ、前者および後者とも目標組成と実質的に同じ組成を有する層からなることが確認された。また、これらの被覆工具の硬質被覆層の構成層の厚さを、走査型電子顕微鏡を用いて測定（同じく縦断面測定）したところ、いずれも目標層厚と実質的に同じ平均層厚（５点測定の平均値）を示した。

つぎに、上記の各種の被覆工具をいずれも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、本発明被覆工具１〜１３および従来被覆工具１〜１３について、
被削材：ＪＩＳ・ＳＫＤ５の焼入れ材（ＨＲＣ５１）の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度： ３００ ｍ／ｍｉｎ、
切り込み： ０．８ ｍｍ、
送り： ０．２０ ｍｍ／ｒｅｖ、
切削時間： １０ 分、
の条件（切削条件Ａという）での合金工具鋼の湿式断続高速切削試験（通常の切削速度は、１４０ｍ／ｍｉｎ）、
被削材：ＪＩＳ・ＳＫＴ６の焼入れ材（ＨＲＣ５４）の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度： ２５０ ｍ／ｍｉｎ、
切り込み： １．２ ｍｍ、
送り： ０．２５ ｍｍ／ｒｅｖ、
切削時間： １０ 分、
の条件（切削条件Ｂという）での合金工具鋼の湿式断続高速切削試験（通常の切削速度は、１００ｍ／ｍｉｎ）、
被削材：ＪＩＳ・ＳＵＪ２の焼入れ材（ＨＲＣ５２）の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度： ２６０ ｍ／ｍｉｎ、
切り込み： ０．９ ｍｍ、
送り： ０．１８ ｍｍ／ｒｅｖ、
切削時間： １０ 分、
の条件（切削条件Ｃという）での軸受鋼の湿式断続高速切削試験（通常の切削速度は、１３０ｍ／ｍｉｎ）、
を行い、いずれの切削試験（水溶性切削油使用）でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表９に示した。

表７〜９に示される結果から、本発明被覆工具１〜１３では、硬質被覆層の下部層（（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層）が、いずれも、｛１１２｝面の傾斜角が０〜１０度の範囲内の傾斜角区分で最高ピークを示すと共に、前記０〜１０度の範囲内の度数割合が４５％以上を占める傾斜角度数分布グラフを示し、また、中間層として、基体の接線方向の（０００１）面の集合度が高い六方晶の結晶構造を有するＣｒ_２Ｎ層を介在させたことによって、硬質被覆層の上部層（（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層）について、（０００１）面の傾斜角が、０〜１０度の範囲内の傾斜角区分に最高ピークを示すと共に、前記０〜１０度の範囲内の度数合計が４５％以上を占める傾斜角度数分布グラフを示すようになり、その結果として、切刃に対して大きな負荷がかかる、例えば、合金鋼、軸受鋼の焼入れ材などのような高硬度鋼の高速断続切削加工でも、前記（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層が一段とすぐれた高温強度を有し、また、前記Ｃｒ_２Ｎ層がすぐれた密着性と接合強度を有し、さらに、前記（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層がすぐれた高温硬さと高温強度を有することによって、硬質被覆層全体としてチッピング発生が著しく抑制され、すぐれた耐摩耗性を示す。
しかるに、硬質被覆層の下部層が、｛１１２｝面の測定傾斜角の分布が０〜４５度の範囲内で不偏的で、最高ピークが存在しない傾斜角度数分布グラフを示す従来ＴｉＣＮ層で構成された従来被覆工具１〜１３においては、高硬度鋼の高速断続切削では硬質被覆層の高温強度不足が原因で、硬質被覆層にチッピング、欠損が発生し、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、この発明の被覆工具は、各種鋼や鋳鉄などの通常の条件での連続切削や断続切削は勿論のこと、例えば、合金鋼、軸受鋼の焼入れ材などのような高硬度鋼の、特に高い高温強度が要求される高速断続切削加工でも硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を示し、長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するものであるから、切削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。

硬質被覆層の下部層を構成する（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層および従来ＴｉＣＮ層における結晶粒の｛１１２｝面の傾斜角の測定範囲を示す概略説明図である。 本発明被覆工具６の硬質被覆層の下部層を構成する（Ｔｉ，Ｃｒ）ＣＮ層の｛１１２｝面の傾斜角度数分布グラフである。 従来被覆工具６の硬質被覆層の下部層を構成する従来ＴｉＣＮ層の｛１１２｝面の傾斜角度数分布グラフである。 硬質被覆層の上部層を構成する（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層における結晶粒の（０００１）面の傾斜角の測定範囲を示す概略説明図である。 本発明被覆工具６の硬質被覆層の上部層を構成する（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層の（０００１）面の傾斜角度数分布グラフである。 従来被覆工具６の硬質被覆層の上部層を構成する（Ａｌ，Ｃｒ）_２Ｏ_３層の（０００１）面の傾斜角度数分布グラフである。

Claims (5)

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で構成された工具基体の表面に、
   （ａ）下部層として、２．５〜１５μｍの平均層厚を有し、かつ、チタンとクロムの合量に対するクロムの含有割合（Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ））が０．００５〜０．０５（ただし、原子比）であるチタンとクロムの複合炭窒化物層、
   （ｂ）中間層として、０．１〜３μｍの平均層厚を有する六方晶窒化クロムからなり、かつ、Ｘ線による結晶構造解析において、六方晶窒化クロムの（ｈｋｉｌ）面（但し、ｉ＝−（ｈ＋ｋ））からの測定回折強度をＩ（ｈｋｉｌ）とし、ＩＣＤＤ ＰＤＦ Ｎｏ．３５−８０３に記載される標準Ｘ線回折強度Ｉ_０（ｈｋｉｌ）とＩ（ｈｋｉｌ）との比として計算される相対回折強度Ｉ_Ｒ（ｈｋｉｌ）＝Ｉ（ｈｋｉｌ）／Ｉ_０（ｈｋｉｌ）を、回折面（１１−２０）、（０００２）、（１１−２１）、（１１−２２）、（３０−３０）、（１１−２３）について求めた場合、Ｉ_Ｒ（０００２）が最大値を示す六方晶窒化クロム層、
   （ｃ）上部層として、１〜１５μｍの平均層厚を有し、かつ、アルミニウムとクロムの合量に対するクロムの含有割合（Ｃｒ／（Ａｌ＋Ｃｒ））が０．０１〜０．１０（ただし、原子比）であるアルミニウムとクロムの複合酸化物層、
   以上（ａ）〜（ｃ）で構成された硬質被覆層を化学蒸着で形成してなる、高硬度鋼の高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具。
2. 請求項１記載の表面被覆切削工具において、
   前記（ａ）のチタンとクロムの複合炭窒化物層からなる下部層は、
   電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する立方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記表面研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である｛１１２｝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共に、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こと、
   を特徴とする請求項１記載の表面被覆切削工具。
3. 請求項１記載の表面被覆切削工具において、
   前記（ｃ）のアルミニウムとクロムの複合酸化物層からなる上部層は、
   電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表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、前記表面研磨面の法線に対して、前記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、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共に、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こと、
   を特徴とする請求項１記載の表面被覆切削工具。
4. 請求項１記載の表面被覆切削工具において、
   前記（ａ）のチタンとクロムの複合炭窒化物層からなる下部層は、
   電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表面研磨面の測定範囲内に存在する立方晶結晶格子を有する結晶粒個々に電子線を照射して、前記表面研磨面の法線に対して、前記結晶粒の結晶面である｛１１２｝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共に、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し、また、
   前記（ｃ）のアルミニウムとクロムの複合酸化物層からなる上部層は、
   電界放出型走査電子顕微鏡を用い、表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、前記表面研磨面の法線に対して、前記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、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共に、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こと、
   を特徴とする請求項１記載の表面被覆切削工具。
5. 請求項１乃至４記載の表面被覆切削工具において、
   工具基体表面と、前記（ａ）のチタンとクロムの複合炭窒化物層からなる下部層との間に、０．１〜５μｍの合計平均層厚を有し、かつ、Ｔｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、および炭窒酸化物層のうちの１層以上からなる化学蒸着で形成された密着性Ｔｉ化合物層を介在させること、
   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。

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