JP2012213853A - 被覆切削工具インサート - Google Patents

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Abstract

【課題】改良された靭性特性を有するＣＶＤ被覆インサートを提供する。
【解決手段】本発明は、５０〜３９０Ｍｐａの低引張応力レベルを有するＴｉＣＸＮＹ層と、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）技術によって測定される平均Ｒａが０．１２μｍ以下の高い表面平滑度を有するＡｌ２Ｏ３と備えるＣＶＤ被覆切削工具インサートに関する。本発明は、被膜に非常に激しい湿潤吹き付け処理を施すことによって達成される。
【選択図】なし

Description

本発明は、高性能の被覆切削工具インサートに関し、低合金鋼、炭素鋼及び靭性のある硬化鋼などの鋼を高切削速度で旋削加工をするのに特に役立つ。このインサートは、ＷＣ、立方晶炭化物、及びコバルト豊富表面領域を有するＣｏ結合層、を基にし、このコバルト豊富表面領域は、塑性変形に対して優れた耐性と高靭性性能とを切削インサートに与える。さらに、この被膜は、驚くべき改良された切削性能を工具インサートに与えるため表面後処理がなされる多くの耐摩耗性の層からなる。
今日の切削インサートの大部分は、ＴｉＣ、ＴｉＣＸＮＹ、ＴｉＮ、ＴｉＣＸＮＹＯＺ、Ａｌ２Ｏ３のような幾つかの硬質層で被覆された超硬合金インサートを基にする。個々の層の順序及び厚みは、種々の切削適用範囲及び切削される加工部品材料に適合させるために、注意深く選択される。最も頻繁に使用される被覆技術は、化学蒸着法（ＣＶＤ）と物理蒸着法（ＰＶＤ）である。ＣＶＤで被覆されたインサートは、被覆されていないインサートを超えて、すくい面及び逃げ面に関して非常に多くの利点を有する。
ＣＶＤ技術は比較的高温度の９５０〜１０５０℃の範囲で実施される。この高温堆積温度と、堆積された被覆材料と超硬合金インサートとの間の熱膨張係数の不釣合いのために、ＣＶＤは冷却割れ及び高い引張応力（ときには１０００ＭＰａまで）を有する被膜をもたらすことになる。この高い引張応力は、ある種の切削条件の下で、冷却割れがさらに超硬合金本体へと伝播し、切れ刃の破損の原因となるような不利益をもたらす。
金属切削工業においては、切削条件外囲を増加することに常に努力していて、すなわちそれは、低速度での中断切削の際の破壊及び切り欠けに抵抗する能力が犠牲になることなく、より高い切削速度に耐える能力である。
この適用外囲における重要な改良は、結合層の豊富な表面領域を備えるインサート、及び最適な厚み被膜を組み合わせることにより達成される。
しかしながら、増加する被膜の厚みと共に、耐摩耗性のプラスの効果が、被膜剥離挙動の危険を増加させる形で、且つ靭性を減少させ信頼性の無い切削工具となる形で、マイナスの効果を増加させることにより釣り合わなくなる。これは、被膜厚みが５〜１０μｍを超える場合、低炭素鋼及びステンレス鋼のような比較的軟質の加工部品材料に特に適用される。さらに、全体として厚い被膜は、さらに起伏のある表面を有する場合、低炭素鋼及びステンレス鋼のような切削性の悪い材料の場合マイナスの性質を有する。改善処置は、幾つかの特許、例えば特許文献１（欧州特許第０２９８７２９号）、特許文献２（欧州特許第１３０６１５０号）及び特許文献３（欧州特許第０７３６６１５号）に記載されるように噴射加工（ブラスティング）または湿式噴射加工によって、被膜に平滑化後処理作業を適用することができる。特許文献４（米国特許第５，８６１，２１０号）においては、この目的は、平滑な切れ刃を達成すること、及び摩耗探知層として使用される逃げ側部のＴｉＮを取除きすくい面上の頂部層としてＡｌ２Ｏ３を露出することである。剥離に対して高い抵抗を備える被膜が得られる。
表面例えば被覆表面を機械的衝撃を施すほとんどの後処理技術、例えば湿式または乾式の噴射加工は、表面仕上げ及び被膜の応力状態（σ）に影響を及ぼす。
強烈な噴射加工の衝撃は、ＣＶＤ被膜の引張応力を低くすることができるが、これは、ほとんど冷却割れに沿う溝形成により、被膜表面仕上げが失われることを代償にしたもので、また被膜の層間剥離をもたらすこともある。
非常に強烈な処理は、応力状態に大きな変化をもたらし、例えば、乾式噴射加工技術を使用している特許文献５（欧州特許出願第１３１１７１２号）に開示されるように、非常に大きな引張りから非常に大きな圧縮まで変化する。
所定の被膜構造と厚みを有する所定の超硬合金の組成を組み合わせ、その後に後処理を行う場合、特に鋼において驚くほど改良された切削性能を備える切削工具インサートが、制御された厳しい条件の基の湿式噴射加工によって被覆インサートを得ることが可能であることが現在判明している。
コバルト結合相はＷで極めて高く合金化される。結合相中のＷの含有量は、ＣＷ比として表すことができる。すなわち、
ＣＷ比＝Ｍｓ／（ｗｔ％Ｃｏ×０．０１６１）
Ｍｓ＝ｈＡｍ２／ｋｇの測定された飽和磁化であり、ｗｔ％Ｃｏは超硬合金中のコバルト含有量である。低いＣＷ比は、Ｃｏ結合相中の高いＷ含有量に相当する。用いられた後処理方法は、良好な引っ張り応力レベルを被膜に与え、所定の結晶学的性質をＡｌ２Ｏ３層に与え、且つ優れた表面仕上げを備えた頂部面を与える。
上述の噴射加工技術の組み合わせは、性能を不利益にすることなく適用できる被膜厚みの制限を効果的に広げる。本発明の結果として、優れた幅の適用範囲が現在可能である。靭性挙動及び被膜の接着性について達成された著しい改良は驚くべきことであった。
噴射加工によって被膜の応力状態を著しく変化させるために、噴射加工の媒体すなわちＡｌ２Ｏ３粒子が、大きな衝撃力で被膜表面を打ち付ける必要がある。この衝撃力は、例えば、噴射加工のパルプ圧力（湿式噴射加工）、噴射加工ノズルと被膜表面との間の距離、噴射加工の媒体の粒子径、噴射加工の媒体の濃度、及び噴射加工の噴射口の衝撃角度によって制御することができる。
欧州特許第０２９８７２９号 欧州特許第１３０６１５０号 欧州特許第０７３６６１５号 米国特許第５，８６１，２１０号 欧州特許出願第１３１１７１２号 欧州特許第０６０３１４４号 米国特許第５，８５１，６８７号 米国特許第５，７０２，８０８号
改良された靭性特性を有するＣＶＤ被覆インサートを提供することを本発明の目的とする。
すなわち、本発明は、被膜と炭化物基材よりなり、少なくとも一つのすくい面と少なくとも一つの逃げ面を有し、全体として多角形または円形の形状のボディよりなる被覆切削工具インサートに関する。このボディは、６．４〜８．６好ましくは７．０〜８．０最も好ましくは７．０〜７．８ｗｔ％のＣｏと４〜８．５ｗｔ％の立方晶炭化物と残部ＷＣの化学組成と、０．７８〜０．９２のＣＷ比と、立方晶炭化物のＴｉＣ、ＴａＣ及び／またはＮｂＣを枯渇した１０〜３５μｍ好ましくは１５〜２５μｍの厚みの表面領域と、を有する。被膜は、少なくとも一つのＴｉＣｘＮｙ層、及び１００％のα−Ａｌ２Ｏ３の十分結晶質の層より成る。一つのこのようなα−Ａｌ２Ｏ３層は、すくい面上の頂部目視可能層であり且つ切れ刃線に沿っていて、Ａｌ２Ｏ３及びＴｉＣｘＮｙの層の双方に引っ張り応力緩和を作り出すために、十分に高いエネルギで集中的に噴射加工することができる。Ａｌ２Ｏ３の頂部の層は、すくい面上の切屑の接触する領域において少なくとも非常に平滑な面を有する。
通常多角形または丸味を帯びた形状を備えた被覆切削工具インサートが少なくとも一つのすくい面と少なくとも一つの逃げ面を備える場合に、著しく改良された靭性性能を達成できることが驚くべきに発見され、このインサートは、次の特徴：
− ５〜１５μｍ好ましくは６〜１３μｍ最も好ましくは７〜１３μｍの厚みを有し、Ｘ≧０、Ｙ≧０かつＸ＋Ｙ＝１であり、好ましくはＭＴＣＶＤで製造され、且つ５０〜３９０ＭＰａ好ましくは５０〜３００ＭＰａ最も好ましくは５０〜２２０ＭＰａの引張応力を有する最後から２番目のＴｉＣＸＮＹ層、及び
− ３〜１２μｍ好ましくは３．５〜８μｍ最も好ましくは４〜８μｍの厚みを有し、すくい面上と切れ刃線に沿う頂部層であり、少なくともすくい面の切屑の接触区域において、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって１０μｍ×１０μｍの領域に渡って測定した平均粗さＲａ≦０．１２μｍ好ましくは≦０．１０μｍを有し、Ｘ線回折法（ＸＲＤ)の回折強度比率Ｉ（０１２）／Ｉ（０２４）≧１．３好ましくは≧１．５を有する（ピーク高さ−バックグランド）外側α−Ａｌ２Ｏ３層、
を備えるために少なくとも部分的に被覆処理される。
好ましくは、ＴｉＣＸＮＹ層及びα−Ａｌ２Ｏ３層の間に薄い０．２〜２μｍのＴｉＣＸＮＹＯＺの結合層が存在し、Ｘ≧０、Ｚ＞かつＹ≧０かつｘ＋ｙ＝１である。これらの二つの層の合計厚みは、≦２５μｍである。
付加層は、基材と本発明にしたがう層の間の被膜構造に組み込むことができ、これらの本発明にしたがう層は、＜５μｍの合計被膜厚みで、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｗ及びＡｌから選択された金属元素を有する金属の窒化物及び／または炭化物及び／または酸化物から成る。
圧縮応力が噴射加工により誘起される場合には噴射加工の衝撃応力が必要になり、且つこのような条件の下では、被膜の剥離が切れ刃に沿ってしばしば発生することが判明したので、ＴｉＣＸＮＹ層内に少しの引っ張り応力を有することが好ましい。このような誘起圧縮応力は温度上昇に関して安定ではないことがまた判明した。この温度上昇は、この被膜に少しの引張応力がまだ存在する場合と比較すると、切削作業中に生じる。
内側のＴｉＣＸＮＹ層の残留応力σは、I.C.Noyan, J.B.Cohen, "Residual Stress Measurement by Diffraction and Interpretation", Springer-Verlag, New York, 1987 (pp117-130)に記載されるような既知のｓｉｎ２Ψ法を使用するＸＲＤ測定によって決定される。この測定は、図１に示されるように設置したゴニオメータでＴｉＣＸＮＹの（４２２）反射のＣｕκα輻射を用いて実施される。この測定は可能な限り平坦な表面で行われる。０〜０．５のｓｉｎ２Ψ範囲以内の等距離で（Ψ＝４５°）、６〜７のΨ角度の側部傾斜技術を使用することが推奨される。また、９０°のΦ領域内のΦ角度の等距離分布が好ましい。２軸応力状態を確認するため、試料はΦ＝０°及び９０°の間を回転させてΨに傾斜させる。可能なせん断応力の存在を調査するために、マイナス及びプラスの双方のΨ角度を測定すべきことが推奨される。オイラーの１／４受け台の場合、これは、試料を１８０°及び２７０°で異なるΨ角度に対して測定することによって成し遂げられる。このｓｉｎ２Ψ法は残留応力を評価するために用い、好ましくはＭＴＣＶＤのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層の場合、一定ヤング率Ｅ＝４８０ＧＰａかつポアソン比Ｖ＝０．２０でありBruker AXSからのDIFFRACｓplus Stress 32v.1.04のような商業的に入手可能なソフトウエアーを使用して、Pseudo-Voigt-Fit関数を用いて反射の位置決めをする。
α−Ａｌ２Ｏ３に対しては、必要とする高い２θ角度のＸＲＤ反射があまりにも弱いので、ｓｉｎ２Ψ技術を使用することはできない。しかしながら、切削性能に対するα−Ａｌ２Ｏ３の状態に関する有効な代わりの測定法が見つかっている。
α−Ａｌ２Ｏ３の粉末にたいしては、回折強度比率Ｉ（０１２）／Ｉ（０２４）は、１．５に近い。Powder DiffractionFile JCPDS No.43-1484は、Ｉ０（０１２）＝７２かつＩ０（０２４）＝４８を開示する。超硬合金上の引張応力（シグマは約＞３５０ＭＰａ）が付加されたＣＶＤα−Ａｌ２Ｏ３層に対しては、強度比率Ｉ（０１２）／Ｉ（０２４）は、驚くべきことに期待値１．５ほとんどの場合は＜１より著しく小さい。これは引張応力により生じた結晶格子中の不規則性のためである。このような層が応力開放された場合に、例えば強い噴射加工作業によって、またはそれが基材から完全に除去され且つ粉末にされた場合、この比率Ｉ（０１２）Ｉ／Ｉ（０２４）は、１．５に近いか、等しいかまたは大きくなることが判明した。付加する噴射加工量及びこの比率はさらに大きくなるだろう。すなわち、この強度比率は、α−Ａｌ２３層の重要な状態特性として用いることができる。
本発明にしたがって、最後から２番目のＴｉＣＸＮＹ層及び外側のα−Ａｌ２Ｏ３層から成るＣＶＤ被膜を備える。このＡｌ２Ｏ３は、特許文献６（欧州特許第０６０３１４４号）にしたがい製造することができ、このＡｌ２Ｏ３層に組織係数ＴＣ（０１２）＞１．３好ましくは＞１．５を有する０１２方向の結晶額的組織を与え、または特許文献７（米国特許第５，８５１，６８７号）及び特許文献８（米国特許第５，７０２，８０８号）にしたがい製造され、組織係数ＴＣ（０１１）＞１．５を有する１１０方向の組織を与える。高い表面の平滑さと低い引張応力レベルを得るために、被膜は湿式噴射加工作業に掛けられ、この湿式噴射加工作業は、水中にＡｌ２Ｏ３のＦ１５０粒子（ＦＥＰＡ標準）から成るスラリーを有し、且つ約１０〜２０秒／インサートに対して２．２〜２．６バールの空気圧である。吹き付け器は、９０°の吹き付け角度でインサートから約１００ｍｍに配置される。インサートは黒色のすくい面上よりも逃げ側部上に種々の色を有する。最外層の薄い０．１〜２μｍの着色したＴｉＮ（黄色）、ＴｉＣＸＮＹ（灰色または青銅色）、ＺｒＣＸＮＹ（赤色または青銅色）層が、好ましく堆積され、Ｘ≧０、Ｙ≧０およびＸ＋Ｙ＝１である。インサートはその後噴射加工作業が施され、頂部層が除去されて黒色のＡｌ２Ｏ３層が現れる。すくい面上の被膜は、５０〜３９０ＭＰａの低い所望の引っ張り応力を有し、一方逃げ側部は、超硬合金インサートに用いられる被膜の選択と熱伝導係数（ＣＴＥ）に依存して、５００〜７００ＭＰａ範囲の高い引張応力を有する。本発明の別の実施態様に置いては、被覆されたインサートはすくい面上と逃げ側部上との双方に噴射加工がなされ、耐熱性の着色塗料が逃げ側部に吹き付けられるか、または着色ＰＶＤ層が使用された切れ刃の識別を可能にするためにそこに堆積される。
図１は、Ｘ線測定法によって残留応力を評価するために据付けられたゴニオメータを示し、ここでＥはオイラー１／４受け台であり、Ｓは試料であり、Ｉは入射Ｘ線ビームであり、Ｄは回折Ｘ線ビームであり、θは回折角であり、ωはθであり、Ψはオイラー１／４受け台の沿った傾斜角であり、且つΦは試料軸周りの回転角である。 図２は、所定の性能試験を受けたときの従来技術のインサートの摩耗パターンを示す。 図３は、所定の性能試験を受けたときの本発明のインサートの摩耗パターンを示す。 図４は、従来技術のインサートの側部試験の結果を示す。 図５は、本発明のインサートの側部試験の結果を示す。
実施例１
Ａ） ７．５ｗｔ％のＣｏ、２．９ｗｔ％のＴａＣ、０．５ｗｔ％のＮｂＣ、１．９ｗｔ％のＴｉＣ、０．４ｗｔ％のＴｉＮ、残部ＷＣの化学組成を有し、立方晶炭化物が枯渇した表面領域（２２μｍ）を有する超硬合金インサート。飽和磁化Ｍｓは、０．８２のＣＷ比が得られる０．９９ｈＡｍ２／ｋｇになることが測定された。このインサートは、従来のＣＶＤ技術を使用して９３０℃で、ＴｉＮの０．５μｍの厚みの層が被覆され、続いて処理ガスとしてＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２及びＣＨ３ＣＮを使用するＭＴＣＶＤを用いて８８５℃の温度で９μｍのＴｉＣＸＮＹを被覆した。同一の被覆サイクルの際のその後の処理段階において、約５μｍ厚みのＴｉＣＸＯＺの層が、ＴｉＣｌ３、ＣＯ及びＨ２を用いて１０００℃で堆積され、且つその後７μｍの厚みのα−Ａｌ２Ｏ３が堆積される前に、Ａｌ２Ｏ３処理が、２％のＣＯ２、３．２％のＨＣｌ及び９４．８％のＨ２の混合物で反応器を２分間洗浄することによって見つめられた。頂部は、堆積された薄い約０．５μｍＴｉＮ層であった。堆積の際のこの処理条件は次のとおりである。

TiN TiCXNY TiCXOZ Al2O3開始 Al2O3
工程 １及び６ ２ ３ ４ ５
TiCl4 1.5% 1.4% 2%
N2 38% 38%
CO2 : 2% 4%
CO 6%
AlCl3 : 3.2%
H2S - 0.3%
HCl 3.2% 3.2%
H2 : 残部 残部 残部 残部 残部
CH3 CN - 0.6%
圧力 160mba 60mba 60mba 60mba 70mba
温度 930℃ 885℃ 1000℃ 1000℃ 1000℃
時間 30分 6時間 20分 2分 7時間
堆積したＡｌ２Ｏ３層のＸＲＤの分析は、以下に定義される組織係数ＴＣ（０１２）＝１．４を有するα層だけからなっていることを示した。
ＴＣ（０１２）＝｛Ｉ（０１２）／Ｉ０（０１２）｝｛１／ｎΣＩ（ｈｋｌ）／Ｉ０（ｈｋｌ）｝−１
ここで
Ｉ（ｈｋｌ）＝（ｈｋｌ）反射の測定強度
Ｉ０（ｈｋｌ）＝粉末回折ファイルＪＣＰＤＳ Ｎｏ．４３−１４８４の標準強度
ｎ＝計算に用いた反射数、用いた（ｎｋｌ）反射は（０１２）、）１０４）、（１１０）、（１１３）、（０２４）、（１１６）である。
実施例２
実施例１の被覆インサートがはじめに記載した噴射加工方法により種々の条件の基で後処理がなされた。このインサートのすくい面は噴射加工された。４つの異なる噴射圧力２．０、２．２、２．４及び２．６バール、及び異なる照射時間が使用された。幾つかのインサートは、切れ刃に沿って及び切れ刃近くの被膜表面を平滑にするために、ＳｉＣ粒子を含むナイロンブラシでブラシ掛けされ、且つ幾つかのインサートは特許文献４（米国特許第５，８６１，２１０号）にしたがって噴射加工された。異なる後処理インサートの被膜は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）において高倍率で検査された。２．６バールで噴射加工した幾つかのインサートが、切れ刃で幾つかの軽微な被膜剥離点を示すことが試験によって明らかになった。
よく知られている粗さ値Ｒａとして表せられる被膜表面の平滑度は、ブラシ掛けしたもの及びブラシ掛けしないものに対しては除き全てのインサートについて、Surface Imaging System AG (SIS)の装置で原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）技術によって測定された。この粗さは、すくい面の切屑の接触する区域におけて１０個の無作為に選択された平らな表面領域（１０μｍ×１０μｍ）で測定された。これらの１０個のＲａ値の平均値は、以下の表１における平均Ｒａ（ＭＲａ）と称呼する平滑度値として用いた。
Bragg-Brentanoの回折計、Siemens D5000を用いたＸ線回折の解析は、ＣｕのＫα輻射を使用するＩ（０１２）／Ｉ（０２４）比を決定するために使用した。
逃げ側部上の得られたＩ（０１２）／Ｉ（０２４）比は、全ての変種で＜１．５であった。すくい面の相当する測定値は表１に示した。
レーザビデオの位置だし装置即ちオイラー１／４受け台を装備したＸ線回折装置即ちBruker D8 Discover-GADDSでΨジオメトリを用いて、Ｘ線源（ＣｕＫα‐輻射）である陽極を回転し、且つ領域検出器(Hi-star)を用いて、残留応力は決定された。大きさ０．５ｍｍのコリメータがビームを集中するために使用された。解析は、２θ＝１２６°、ω＝６３°かつΦ＝０°、９０°、１８０°、２７０°に設定したゴニオメータを使用して、ＴｉＣＸＮＹの（４２２）反射について実施した。０°及び７０°の間の８個のΨ傾斜が、各Φ角度に対して実施された。ｓｉｎ２Ψ方法が、残留応力を評価するために使用され、一定ヤング率Ｅ＝４８０ＧＰａかつポアソン比Ｖ＝０．２０でありソフトウエアー即ちBruker AXSからのDIFFRACｓplus Stress 32v.1.04を使用して、且つPseudo-Voigt-Fit関数を用いて反射の位置決めした。２軸応力状態が確認され、且つこの平均値は残留応力値として用いられた。測定はすくい面及び逃げ側部の双方で実施された。ひげ側部上で得られた引張応力は、全ての変種に対して５００〜７００ＭＰａ以内であり、表１にないすくい面に対する測定値に相当する。
実施例３
種々の後処理をしたインサートが、高い靭性特性が要求される切削作業において試験された。次の条件が用いられた。
乾燥条件
切削速度 ：Ｖ＝１２０ｍ／ｍｉｎ
送り速度、ｆ（ｔ、ｍｉｎ）：ｆ＝０．１５＊（１＋ｔ／１．５）ｍｍ／ｒｅｖ
切込み深さ ：ａ＝１．５ｍｍ
繰返し回数 ： ＝１０
表１
変 圧力、バール／ 平均Ｒａ値 破壊までの I(012)/ TiCXNY層の
種 噴射加工時間、秒 ＭＲａ 中央時間、分 I(024) 応力
Al 2 O 3 層
Ａ ブラシ掛け −−− 0.084 0.8 565
Ｂ 2.0/5 0.13 1.27 1.1 440
Ｃ 2.0/10 0.11 1.49 1.3 383
Ｄ 2.0/20 0.11 1.67 1.4 330
Ｅ 2.2/10 0.10 1.92 1.6 274
Ｆ 2.4/10 0.09 2.05 1.9 213
Ｇ 2.4/20 0.08 2.73 2.2 185
Ｈ 2.6/10 0.09 2.61 2.3 55
Ｂ＝１５０メッシュのＡｌ２Ｏ３粒子を有する特許文献４（米国特許第５，８６１，２１０号）にしたがい噴射加工
Ｃ〜Ｈ＝実施例１にしたがう噴射加工
この切削試験の結果は、最良の靭性性能が変種Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨで達成され、それらの変種がＴｉＣＸＮＹ相中で最も低い引張応力を有することを、明確に示した。変種Ｃ及びＤは先行技術のそれらより著しく低い応力レベルを有する。Ａｌ２Ｏ３層の最も高いＩ（０１２）／Ｉ（０２４）比及び低い平均Ｒａ値。これらの値が、切削工具インサートの耐用年数に関係する所定の特性因子範囲が存在することを示す。結論として、高性能の切削工具インサートを達成するために、多くの条件と特徴が同時に存在させることが必要である。
実施例４
Ｅにしたがい製造されたインサートは、高性能の切削等級ＧＣ４０２５（売上高で世界で最高の鋼切削等級）に代えて、末端使用者のクランク軸製造作業において試験された。この作業は、中断切削及びそれによるインサートの靭性試験を含む。
ＧＣ４０２５インサートは、３１個の部品後に、図１の著しく破壊した切れ刃を示したが、一方Ｅにしたがい製造サレタインサートは、４１個の部品を処理し、図２の少しの切れ刃切り欠けだけを示した。
実施例５
ＥとＧＣ４０２５とを比較する別の機械加工試験おける、末端使用者での硬化鋼の場合の、剥離抵抗の相違を図３及び４に図示する。また、この場合においては、本発明にしたがい製造されたインサートは、先行技術にしたがうインサートに対して優れたそれ自体（剥離抵抗）を備えた。
Ｅ オイラーの１／４受け台
Ｉ 入射Ｘ線ビーム
Ｄ 回折Ｘ線ビーム
θ 回折角
ω θ
Ψ オイラーの１／４受け台の沿った傾斜角
Φ 試料軸周りの回転角

Claims (5)

  1. 少なくとも一つのすくい面と少なくとも一つの逃げ面を有する全体として多角形状または円形形状のボディよりなる超硬合金の被覆切削工具インサートであって、
    前記インサートが、６．４〜８．６好ましくは７．０〜８．０最も好ましくは７．０〜７．８ｗｔ％のＣｏと、４〜８．５ｗｔ％の立方晶炭化物と、残部ＷＣの化学組成であって、０．７８〜０．９２の範囲のＣＷ比を有し、且つ立方晶炭化物のＴｉＣ、ＴａＣ及び／またはＮｂＣが枯渇した１０〜３５μｍ好ましくは１５〜２５μｍの厚みの表面領域を有し、
    前記インサートが、Ｘ≧０、Ｙ≧０かつＸ＋Ｙ＝１であるＴｉＣＸＮＹ、好ましくはＭＴＣＶＤで堆積されたＴｉＣＸＮＹの少なくとも１層、及びすくい面上で少なくとも外側層であるαＡｌ２Ｏ３の層を含む１０〜２５μｍ厚みの被膜で部分的に被覆されており、
    前記すくい面上では、
    − 前記ＴｉＣＸＮＹ層が、５〜１５μｍ好ましくは６．５〜１３μｍ最も好ましくは７〜１３μｍの厚み、及び５０〜３９０ＭＰａ好ましくは５０〜３００ＭＰａの引張応力を有し、
    − ３〜１２μｍ好ましくは３．５〜８μｍ最も好ましくは４〜８μｍの厚みを有する前記αＡｌ２Ｏ３の層が、≧１．３好ましくは≧１．５のＸ線回折法の回折強度比率Ｉ（０１２）／Ｉ（０２４）と、無作為に選んだ１０個の１０μｍ×１０μｍの領域上で原子間力顕微鏡技術によって測定した平均Ｒａ値ＭＲａが、該すくい面の少なくとも切り屑接触区域においてＭＲａ≦０．１２μｍ好ましくは≦０．１０μｍの平均Ｒａ値と、を有する最外側層であり、
    前記逃げ面上では、
    − 前記ＴｉＣＸＮＹ層が、５００〜７００ＭＰａの範囲の引張応力を有し、
    − 前記αＡｌ２Ｏ３の層が、＜１．５のＸ線回折法の回折強度比率Ｉ（０１２）／Ｉ（０２４）を有し、好ましくは前記面に異なる色のインサートを備える薄い０．１〜２μｍのＴｉＮ、ＴｉＣＸＮＹ、またはＺｒＣＸＮＹ層で被覆されている、
    または、
    前記すくい面上および前記逃げ面上で、
    − 前記ＴｉＣｘＮｙ層が、５〜１５μｍ、好ましくは６〜１３μｍ、最も好ましくは７〜１３μｍの厚み、および５０〜３９０ＭＰａ、好ましくは５０〜３００ＭＰａの引張応力を有し、
    − ３〜１２μｍ、好ましくは３．５〜８μｍ、最も好ましくは４〜８μｍの厚みを有する前記αＡｌ２Ｏ３の層が、≧１．３好ましくは≧１．５のＸ線回折法の回折強度比率Ｉ（０１２）／Ｉ（０２４）を有し、前記すくい面上では、無作為に選んだ１０個の１０×１０μｍ２の領域上で原子間力顕微鏡技術によって測定した平均Ｒａ値ＭＲａが、該すくい面の少なくとも切り屑接触区域においてＭＲａ≦０．１２μｍ、好ましくは≦０．１０μｍである最外側層であるが、前記逃げ面上では、頂部層は着色された耐熱塗料または着色された物理蒸着層からなる、
    ことを特徴とする、超硬合金の被覆切削工具インサート。
  2. ＴｉＣＸＮＹの層とＡｌ２Ｏ３の層との間に、薄い０．２〜２μｍのＴｉＣＸＮＹＯＺの結合層を有し、Ｘ≧０、Ｚ＞０かつＹ≧０であることを特徴とする請求項１に記載の超硬合金の被覆切削工具インサート。
  3. 前記αＡｌ２Ｏ３の層が、ＴＣ（０１２）＞１．３好ましくはＴＣ（０１２）＞１．５の組織係数を備える０１２方向の組織を有することを特徴とする請求項１または２に記載の超硬合金の被覆切削工具インサート。
  4. 前記αＡｌ２Ｏ３の層が、ＴＣ（１１０）＞１．５の組織係数を備える１１０方向の組織を有することを特徴とする請求項１または２に記載の超硬合金の被覆切削工具インサート。
  5. 前記被膜は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｗ及びＡｌから選択された金属元素を有する金属の窒化物及び／または炭化物及び／または酸化物から成り且つ＜５μｍの合計層厚みの含付加層を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超硬合金の被覆切削工具インサート。
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