JP2019098502A - Surface-coated cutting tool having hard coating layer excellent in thermal cracking resistance - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、高熱発生を伴い、刃先に高負荷が作用する切削加工、例えば、炭素鋼、合金鋼等の高速断続切削加工において、すくい面の硬質被覆層の耐熱亀裂性を向上させることにより、チッピング、欠損等の異常損傷を発生することなく、長期の使用にわって優れた切削性能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。 The present invention improves the heat-resistant crack resistance of the hard coating layer on the rake face in cutting where a high load acts on the cutting edge with high heat generation, for example, high-speed interrupted cutting of carbon steel, alloy steel, etc. The present invention relates to a surface-coated cutting tool (hereinafter referred to as a coated tool) that exhibits excellent cutting performance over long-term use without generating abnormal damage such as chipping or breakage.
切削工具の切削性能の改善を目的として、従来、炭化タングステン（以下、「ＷＣ」で示す）基超硬合金、炭窒化チタン（以下、「ＴｉＣＮ」で示す）基サーメット等で構成された工具基体（以下、これらを総称して「工具基体」という）の表面に、硬質被覆層として、Ｔｉ化合物層、Ａｌ−Ｔｉ系の複合窒化物層等を被覆形成した被覆工具があり、これらは、優れた耐摩耗性を発揮することが知られている。 A tool base conventionally composed of tungsten carbide (hereinafter referred to as “WC”)-based cemented carbide, titanium carbonitride (hereinafter referred to as “TiCN”)-based cermet, etc., for the purpose of improving the cutting performance of cutting tools There is a coated tool in which a Ti compound layer, an Al-Ti composite nitride layer, etc. are coated as a hard coating layer on the surface of the tool (hereinafter collectively referred to as "tool substrate"). It is known to exhibit excellent wear resistance.
例えば、特許文献１では、工具基体表面に、（ＡｌｘＴｉ１−ｘ）（ＮｙＣ１−ｙ）で示される化学組成（但し、０．５６≦ｘ≦０．７５、０．６≦ｙ≦１）を有するＴｉＡｌ（Ｃ，Ｎ）層からなる、厚さ０．８〜１０μｍの耐摩耗性皮膜をアークイオンプレーティング法で形成した耐摩耗性被覆工具が提案されている。 For example, in Patent Document 1, the chemical composition represented by (Al x Ti 1 -x ) (N y C 1-y ) on the tool substrate surface (where, 0.56 ≦ x ≦ 0.75, 0.6 ≦ A wear-resistant coated tool has been proposed in which a wear-resistant coating having a thickness of 0.8 to 10 μm, which is composed of a TiAl (C, N) layer having y ≦ 1), is formed by arc ion plating.
また、特許文献２では、ＰＶＤ法により、工具基体のすくい面に２〜１０μｍの厚みのＴｉＮ層を被覆し、また、基材の逃げ面に５〜２０μｍの厚みのＴｉＣ層を被覆した被覆工具が提案されており、この被覆工具によれば、耐クレーター摩耗性、耐フランク摩耗性のいずれにも優れるとされている。 Further, in Patent Document 2, a coated tool in which a rake surface of a tool substrate is coated with a TiN layer having a thickness of 2 to 10 μm, and a flank surface of a substrate is coated with a TiC layer having a thickness of 5 to 20 μm. According to this coated tool, both crater wear resistance and flank wear resistance are considered to be excellent.
また、特許文献３では、工具基体のすくい面にＴｉＮ層を形成し、基材の逃げ面には、ＴｉＮ層を介して、あるいは、介さずに、ＡｌＴｉ（Ｃ，Ｎ，Ｏ）層を単層あるいは積層で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、合金鋼等の乾式連続切削において、すぐれた耐摩耗性を発揮するとされている。 Further, in Patent Document 3, a TiN layer is formed on the rake face of a tool substrate, and an AlTi (C, N, O) layer is formed on the flank face of the base with or without the TiN layer. A coated tool formed by layer or lamination has been proposed, and this coated tool is said to exhibit excellent wear resistance in dry continuous cutting of alloy steel or the like.
近年の切削加工における省力化および省エネ化の要求は強く、これに伴い、切削加工は益々高速化するため、被覆工具には、耐チッピング性、耐欠損性、耐剥離性等の耐異常損傷性、耐摩耗性が求められるとともに、工具の長寿命化が求められている。
しかし、前記特許文献１〜３で提案されている従来の被覆工具においては、高熱発生を伴い、かつ、切れ刃に高負荷が作用する高速断続条件の切削加工に供した場合には、チッピング、欠損等の異常損傷が発生し、これを原因として、工具寿命が短命になるという問題点があった。
In recent years there is a strong demand for labor saving and energy saving in cutting processing, and along with this, cutting processing is further speeded up, so that coated tools are resistant to abnormal damage such as chipping resistance, fracture resistance and peeling resistance. In addition to wear resistance, long tool life is also required.
However, in the conventional coated tools proposed in Patent Documents 1 to 3, when subjecting to cutting at high speed intermittent conditions in which high load is applied to the cutting edge with high heat generation, chipping, There is a problem that abnormal damage such as chipping occurs, and this causes tool life to be short.
そこで、本発明は、高熱発生を伴うともに、切れ刃に高負荷が作用する炭素鋼、合金鋼等の高速断続切削加工に供した場合であっても、チッピング、欠損等の発生を招くことなく、長期の使用にわたって優れた切削性能を発揮する被覆工具を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, chipping, chipping, and the like do not occur even when subjected to high-speed interrupted cutting of carbon steel, alloy steel or the like in which a high load acts on the cutting edge while generating high heat. An object of the present invention is to provide a coated tool that exhibits excellent cutting performance over long-term use.
本発明者らは、少なくともＡｌを含有する窒化物からなる硬質被覆層を形成した被覆工具において、高速断続切削条件下での耐チッピング性の改善をはかるべく、鋭意研究を重ねた結果、次のような知見を得た。 The inventors of the present invention conducted intensive studies to improve chipping resistance under high-speed interrupted cutting conditions in coated tools having a hard coating layer of at least Al-containing nitride formed thereon, and as a result, the following results were obtained We obtained such findings.
まず、本発明者らは、高速断続切削条件下で使用される被覆工具において、チッピング、欠損等の異常損傷が発生する原因の一つは、硬質被覆層の熱伝導率の低さに起因することを見出した。
すなわち、切削加工時、すくい面の硬質被覆層は、切り屑との擦過によりその温度が大きく上昇するが、硬質被覆層の熱伝導率が低いため、硬質被覆層と工具基体との間の温度差が増大することによって、すくい面の硬質被覆層には熱亀裂が発生し、また、同時に、切れ刃には高負荷が作用していることによって、発生した熱亀裂が層中を伝播・進展するため、硬質被覆層には、チッピング、欠損等の異常損傷が発生するのである。
First, in the coated tool used under high-speed interrupted cutting conditions, the present inventors are caused by the low thermal conductivity of the hard coating layer, which is one of the causes of abnormal damage such as chipping and chipping. I found out.
That is, at the time of cutting, the temperature of the hard coating on the rake face is greatly increased by abrasion with chips, but the thermal conductivity of the hard coating is low, so the temperature between the hard coating and the tool substrate Due to the increase of the difference, thermal cracking occurs on the hard coating on the rake face, and at the same time, due to the high load acting on the cutting edge, the generated thermal crack propagates and propagates through the layer Therefore, abnormal damage such as chipping or breakage occurs in the hard coating layer.
そこで、本発明者らは、被覆工具のすくい面には、耐酸化性・潤滑性に優れ、高熱伝導率を有する硬質被覆層を形成するとともに、切れ刃稜線および逃げ面には耐摩耗性を備える硬質被覆層を形成したところ、すくい面の硬質被覆層の熱亀裂発生が抑制されることによって、硬質被覆層のチッピング、欠損等の異常損傷の発生が抑制され、その結果、長期の使用にわたってすぐれた切削性能を発揮する被覆工具が得られることを見出した。 Therefore, the present inventors form a hard coating layer excellent in oxidation resistance and lubricity and having high thermal conductivity on the rake surface of the coated tool, and wear resistance on the cutting edge ridge line and flank surface. When the hard coating layer is formed, the occurrence of thermal damage such as chipping and breakage of the hard coating layer is suppressed by suppressing the occurrence of heat cracking of the hard coating layer on the rake face, and as a result, long-term use It has been found that a coated tool exhibiting excellent cutting performance can be obtained.
本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、
「 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の表面に、硬質被覆層が形成された表面被覆切削工具において、
（ａ）前記表面被覆切削工具のすくい面には、０．５〜５．０μｍの平均層厚を有し、
組成式：ＡｌｘＴｉ１−ｘＮ
で表した場合、ＡｌとＴｉの合量に占めるＡｌの平均含有割合ｘは、０．７≦ｘ≦１（ただし、ｘは原子比）を満足し、かつ、六方晶構造の結晶相を２０面積％以上含有するＡｌとＴｉの複合窒化物層からなる硬質被覆層が形成され、
（ｂ）前記表面被覆切削工具の切れ刃稜線および逃げ面には、０．５〜５．０μｍの平均層厚を有し、
組成式：ＡｌｙＭ１−ｙＮ
で表した場合、ＡｌとＭの合量に占めるＡｌの平均含有割合ｙは、０．４≦ｙ≦０．６８（ただし、ｙは原子比であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ及びＷから選ばれる少なくとも一種以上の元素）を満足するＡｌとＭの複合窒化物層の単層または積層からなる硬質被覆層が形成されていることを特徴とする表面被覆切削工具。」
に特徴を有するものである。
The present invention was made based on the above findings, and
[A surface-coated cutting tool in which a hard coating layer is formed on the surface of a tool substrate made of WC-based cemented carbide or TiCN-based cermet,
(A) The rake surface of the surface-coated cutting tool has an average layer thickness of 0.5 to 5.0 μm,
Composition formula: Al x Ti 1-x N
In this case, the average content ratio x of Al in the total content of Al and Ti satisfies 0.7 ≦ x ≦ 1 (where x is an atomic ratio) and 20 of the crystal phase of the hexagonal crystal structure. A hard covering layer is formed of a composite nitride layer of Al and Ti containing area% or more,
(B) The cutting edge ridge and flank of the surface-coated cutting tool have an average layer thickness of 0.5 to 5.0 μm,
Composition formula: Al y M 1-y N
In the case where the average content ratio y of Al in the total content of Al and M is 0.4 ≦ y ≦ 0.68 (where y is an atomic ratio, M is Ti, Si, Zr, Hf) Characterized in that a hard covering layer consisting of a single layer or laminated layer of a composite nitride layer of Al and M which satisfies at least one or more elements selected from at least one of V, Nb, Ta, Cr, Mo and W) is formed. Surface coated cutting tools. "
It is characterized by
本発明の被覆工具は、特に、すくい面に形成した硬質被覆層が優れた耐熱亀裂性を有することから、高熱発生を伴いかつ刃先に高負荷が作用する炭素鋼、合金鋼等の高速断続切削加工において、すくい面の硬質被覆層の熱亀裂の発生・伝播・進展に起因するチッピング、欠損等の異常損傷の発生が抑制され、長期の使用にわたってすぐれた切削性能を発揮する。 In the coated tool of the present invention, high-speed interrupted cutting of carbon steel, alloy steel, etc. with high heat generation and high load acting on the cutting edge, in particular, because the hard coating layer formed on the rake face has excellent thermal crack resistance. In processing, the occurrence of abnormal damage such as chipping and chipping due to the occurrence, propagation and propagation of thermal cracks on the hard coating layer on the rake face is suppressed, and excellent cutting performance is exhibited over long-term use.
次に、本発明の被覆工具の硬質被覆層について、より詳細に説明する。 Next, the hard coating layer of the coated tool of the present invention will be described in more detail.
すくい面の硬質被覆層
図１に示すように、本発明では、すくい面の硬質被覆層（以下、「皮膜Ａ」という場合がある。）は、０．５〜５．０μｍの平均層厚を有するＡｌとＴｉの複合窒化物（以下、「ＡｌＴｉＮ」という場合がある。）層で構成する。
前記ＡｌＴｉＮは、その組成を、
組成式：ＡｌｘＴｉ１−ｘＮ
で表した場合、ＡｌとＴｉの合量に占めるＡｌの平均含有割合ｘは、０．７≦ｘ≦１（ただし、ｘは原子比）を満足する。
なお、前記皮膜Ａを構成するＡｌＴｉＮ層では、金属成分と非金属成分の比、即ち、（Ａｌ＋Ｔｉ）：Ｎを表現形式上１：１と記載しているが、上記の比は、化学量論比である１：１には限定されず、例えば、１：０．５〜１：１の範囲内であれば良い。そして、このような比の範囲においては、１：１の場合と同様な効果を得ることができる。
なお、前記ＡｌＴｉＮ層において、Ａｌの平均含有割合ｘがｘ＝１の場合には、実質的に層中の結晶粒のすべてがＡｌ窒化物（以下、「ＡｌＮ」という場合がある。）で構成され、ＡｌＴｉＮ層ではなくＡｌＮ層となるが、便宜上、ＡｌＮ層をも含めて、皮膜Ａを、「ＡｌＴｉＮ層」で表記する。
Hard Coating on Rake Surface As shown in FIG. 1, in the present invention, the hard coating on the rake surface (hereinafter sometimes referred to as “coating A”) has an average layer thickness of 0.5 to 5.0 μm. It has a composite nitride of Al and Ti (hereinafter sometimes referred to as "AlTiN").
The AlTiN has the composition
Composition formula: Al x Ti 1-x N
In this case, the average content ratio x of Al in the total content of Al and Ti satisfies 0.7 ≦ x ≦ 1 (where x is an atomic ratio).
In the AlTiN layer constituting the film A, the ratio of the metal component to the nonmetal component, that is, (Al + Ti): N is described as 1: 1 in terms of expression, but the above ratio is stoichiometric. The ratio is not limited to 1: 1, and may be, for example, in the range of 1: 0.5 to 1: 1. And in the range of such a ratio, the same effect as the case of 1: 1 can be acquired.
In the AlTiN layer, when the average content ratio x of Al is x = 1, substantially all of the crystal grains in the layer are composed of Al nitride (hereinafter sometimes referred to as "AlN"). Although the AlTiN layer is not an AlTiN layer, the film A including the AlN layer is referred to as an "AlTiN layer" for convenience.
前記ＡｌＴｉＮ層において、Ａｌの平均含有割合ｘが０．７０未満であると、ＡｌＴｉＮ層は耐酸化性と耐熱亀裂性に劣り、炭素鋼、合金鋼等の高速断続切削加工において、チッピング、欠損等の異常損傷が生じ、短寿命となる。
一方、Ａｌの平均含有割合ｘが０．７以上になると、すくい面に必要とされる耐摩耗性を維持したままで、熱伝導率が高くなることから、切り屑との擦過により皮膜Ａが高温となった場合でも、熱が放散されやすくなるため工具基体との温度差が小さく保たれ、皮膜Ａに熱亀裂が発生することを抑制できる。
その結果、熱亀裂の発生・伝播・進展に起因するチッピング、欠損等の異常損傷の発生は抑制される。
In the AlTiN layer, when the average content ratio x of Al is less than 0.70, the AlTiN layer is inferior in oxidation resistance and thermal crack resistance, and chipping, chipping, etc. in high speed interrupted cutting of carbon steel, alloy steel, etc. Anomalous damage occurs and the life is short.
On the other hand, when the average content ratio x of Al becomes 0.7 or more, the thermal conductivity becomes high while maintaining the wear resistance required for the rake face, so that the film A is rubbed with chips. Even when the temperature is high, the heat is easily dissipated, so that the temperature difference with the tool base can be kept small, and the occurrence of thermal cracks in the film A can be suppressed.
As a result, the occurrence of abnormal damage such as chipping and defects resulting from the generation, propagation, and extension of a thermal crack is suppressed.
すくい面に前記皮膜Ａを形成したことによる熱伝導率向上の主たる要因は、Ａｌの平均含有割合ｘが０．７以上であることにより、耐酸化性・潤滑性に優れ、熱伝導率の高い六方晶構造の結晶相であるＡｌＮ（以下、「ｈ−ＡｌＮ」で示す場合がある。）相が生成するためであるが、皮膜Ａの縦断面（工具基体表面に垂直な面）を観察した際に、ｈ−ＡｌＮ相の生成面積割合が、２０面積％以上にならないと、熱伝導率向上効果、即ち、耐熱亀裂性向上効果が十分に発揮されないので、ｈ−ＡｌＮ相の生成面積割合は２０面積％以上とする。 The main factor for improving the thermal conductivity by forming the film A on the rake face is that the average content ratio x of Al is 0.7 or more, so it is excellent in oxidation resistance and lubricity, and has a high thermal conductivity. This is because AlN (which may be indicated as “h-AlN” hereinafter), which is a crystal phase of a hexagonal crystal structure, is formed, but the longitudinal cross section of the film A (plane perpendicular to the tool substrate surface) was observed. At this time, if the generation area ratio of the h-AlN phase is not 20 area% or more, the thermal conductivity improvement effect, that is, the heat crack resistance improvement effect is not sufficiently exhibited, so the generation area ratio of the h-AlN phase is 20 area% or more.
すくい面に形成した前記皮膜Ａの平均層厚が０．５μｍ未満であると、長期の使用にわたってすぐれた耐熱亀裂性を発揮することはできず、一方、皮膜Ａの平均層厚が５μｍを超えると、膜剥離やチッピング等の異常損傷を発生しやすくなることから、皮膜Ａの平均層厚は０．５〜５．０μｍとする。 If the average layer thickness of the film A formed on the rake face is less than 0.5 μm, it is not possible to exhibit excellent thermal crack resistance over long-term use, while the average layer thickness of the film A exceeds 5 μm And since it becomes easy to generate | occur | produce abnormal damage, such as film peeling and a chipping, the average layer thickness of the film A shall be 0.5-5.0 micrometers.
切れ刃稜線及び逃げ面の硬質被覆層
図１に示すように、本発明では、切れ刃稜線及び逃げ面の硬質被覆層（以下、「皮膜Ｂ」という場合がある。）は、０．５〜５．０μｍの平均層厚を有するＡｌとＭの複合窒化物（以下、「ＡｌＭＮ」という場合がある。）層の単層または積層として構成する。
前記ＡｌＭＮ層は、その成分・組成を、
組成式：ＡｌｙＭ１−ｙＮ
で表した場合、ＡｌとＭの合量に占めるＡｌの平均含有割合ｙは、０．４≦ｙ≦０．６８を満足することが必要である。
前記ＡｌＭＮ層のＡｌの平均含有割合ｙが０．４未満では、皮膜Ｂの耐酸化性が低下し、一方、Ａｌの平均含有割合ｙが０．６８を超えると、硬度が低下するため、長期の使用にわたってすぐれた耐摩耗性を発揮することができなくなる。
したがって、Ａｌの平均含有割合ｙは、０．４≦ｙ≦０．６８の範囲とする。
また、前記ＡｌＭＮ層における成分Ｍは、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ及びＷから選ばれる少なくとも一種以上の元素であるが、これらの成分を含有することによって、ＡｌＭＮ層の硬さの向上、潤滑性を向上させることができ、その結果、皮膜Ｂの耐摩耗性（耐逃げ面摩耗性）を向上させることができる。
また、皮膜Ｂは、前記ＡｌＭＮ層の単層として構成することができるが、前記ＡｌＭＮ層の積層として構成してもよい。
As shown in FIG. 1, according to the present invention, the hard coating layer on the cutting edge ridge line and flank surface (hereinafter sometimes referred to as "coating B") is 0.5 to 0.5 mm. It is configured as a single layer or a stack of a composite nitride of Al and M (hereinafter sometimes referred to as “AlMN”) layer having an average layer thickness of 5.0 μm.
The AlMN layer has its component and composition,
Composition formula: Al y M 1-y N
In this case, the average content ratio y of Al in the total amount of Al and M needs to satisfy 0.4 ≦ y ≦ 0.68.
When the average content ratio y of Al in the AlMN layer is less than 0.4, the oxidation resistance of the film B is decreased, and on the other hand, when the average content ratio y of Al is more than 0.68, the hardness is decreased. It will not be possible to exert excellent wear resistance over the use of
Therefore, the average content ratio y of Al is in the range of 0.4 ≦ y ≦ 0.68.
Further, the component M in the AlMN layer is at least one or more elements selected from Ti, Si, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W, but by containing these components, The hardness of the AlMN layer can be improved, and the lubricity can be improved. As a result, the wear resistance (relief wear resistance) of the film B can be improved.
The film B can be configured as a single layer of the AlMN layer, but may be configured as a laminate of the AlMN layer.
切れ刃稜線及び逃げ面に形成した前記皮膜Ｂの平均層厚が０．５μｍ未満であると、長期の使用にわたってすぐれた耐摩耗性を発揮することはできず、一方、皮膜Ｂの平均層厚が５μｍを超えると、膜剥離、チッピング等の異常損傷を発生しやすくなることから、皮膜Ｂの平均層厚は０．５〜５．０μｍとする。 If the average layer thickness of the film B formed on the ridges and flanks of the cutting edge is less than 0.5 μm, excellent abrasion resistance can not be exhibited over long-term use, while the average layer thickness of the film B is If the thickness exceeds 5 μm, abnormal damage such as film peeling and chipping tends to occur, so the average layer thickness of the film B is set to 0.5 to 5.0 μm.
前記皮膜Ａを構成するＡｌＴｉＮ層におけるＡｌの平均含有割合ｘ、および、前記皮膜Ｂを構成するＡｌＭＮ層におけるＡｌの平均含有割合ｙのそれぞれについては、電子線マイクロアナライザ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｐｒｏｂｅ−Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｓｅｒ：ＥＰＭＡ）を用い、工具基体表面に垂直な皮膜Ａの縦断面、皮膜Ｂの縦断面を研磨し、該縦断面に電子線を照射し、得られた特性Ｘ線の解析結果の１０点平均から求めることができる。 The average content ratio x of Al in the AlTiN layer constituting the film A and the average content ratio y of Al in the AlMN layer constituting the film B are each measured using an electron probe micro analyzer (Electron-Probe-Micro-Analyser). : The vertical cross section of the film A perpendicular to the tool substrate surface and the vertical cross section of the film B are polished using EPMA), and the longitudinal cross section is irradiated with an electron beam, and the 10-point average of the analysis results of the characteristic X-rays obtained It can be obtained from
前記皮膜Ａを構成するＡｌＴｉＮ層中に含有される六方晶構造のｈ−ＡｌＮ相の生成面積割合は、電子線後方散乱回折装置を用いて、皮膜Ａの個々の結晶粒の結晶構造を解析し、六方晶構造を有するｈ−ＡｌＮ結晶粒とそれ以外のＮａＣｌ型の面心立方構造を有する結晶粒を同定し、これらの結晶構造の全ピクセル数に占める六方晶構造のｈ−ＡｌＮ結晶粒に該当するするピクセル数の割合を求めることで、ｈ−ＡｌＮ相の生成面積割合（面積％）を求めることができる。 The formation area ratio of the h-AlN phase of the hexagonal crystal structure contained in the AlTiN layer constituting the film A analyzes the crystal structure of individual crystal grains of the film A using an electron beam backscattering diffractometer. , H-AlN crystal grains having a hexagonal crystal structure and crystal grains having a face-centered cubic structure of other NaCl type are identified, and h-AlN crystal grains having a hexagonal crystal structure occupying the total number of pixels of these crystal structures The generation area ratio (area%) of the h-AlN phase can be calculated by determining the ratio of the corresponding number of pixels.
本発明の被覆工具は、すくい面に皮膜Ａを形成し、一方、切れ刃稜線と逃げ面には皮膜Ｂを形成しているが、本発明でいうところのすくい面、切れ刃稜線及び逃げ面について定義すれば、次のとおりである。
図２に示すように、本発明の被覆工具は、その切れ刃先端にホーニングが形成されているが、ホーニングを円近似した時の近似円の中心点Ｏから、すくい面に対して垂直な垂線と工具基体の交点をＰ１、また、皮膜Ａ表面との交点をＰ２とし、さらに、前記近似円の中心点Ｏから、すくい面に対して平行に引いた平行線と工具基体の交点をＱ１、また、皮膜Ｂ表面との交点をＱ２とした場合、Ｐ１−Ｐ２を境とし、切れ刃と反対側の領域がすくい面であり、Ｑ１−Ｑ２を境とし、切れ刃と反対側の領域が逃げ面であり、さらに、Ｐ１−Ｐ２−Ｑ２−Ｑ１−Ｐ１によって囲まれた領域が切れ刃稜線である。
In the coated tool of the present invention, the coating A is formed on the rake face, while the coating B is formed on the cutting edge ridge line and the flank face. In the present invention, the rake face, cutting edge ridge line and flank face The definition of is as follows.
As shown in FIG. 2, in the coated tool of the present invention, honing is formed at the tip of the cutting edge, but a vertical line perpendicular to the rake surface from the center point O of the approximate circle when the honing is circularly approximated. Let P1 be the point of intersection of the tool substrate and P1, let P2 be the point of intersection with the surface of the film A, and Q1 be the point of intersection of a parallel line drawn parallel to the rake face from the center point O of the approximate circle. Also, when the point of intersection with the surface of the film B is Q2, the area opposite to the cutting edge with P1-P2 is the rake face, the area with Q1-Q2 as the boundary and the area opposite to the cutting edge And a region surrounded by P1-P2-Q2-Q1-P1 is a cutting edge ridge line.
本発明の被覆工具は、例えば、次の工程で作製することができる。
（ａ）まず、工具基体表面に、単層又は積層のＡｌＭＮ層をアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法により成膜する。
（ｂ）次いで、すくい面に形成された前記単層又は積層のＡｌＭＮ層を、ブラシ研磨、ブラスト処理等により選択的に除去する。
（ｃ）次いで、前記（ｂ）で選択的に除去した領域以外の領域、即ち、単層又は積層のＡｌＭＮ層が形成されている切れ刃稜線及び逃げ面、をステンレス箔で覆い、その後、ＡＩＰ法により、すくい面にＡｌＴｉＮ層を成膜する。
（ｄ）次いで、前記ステンレス箔を除去する。
上記工程（ａ）〜（ｄ）により、すくい面には、ＡｌＴｉＮ層からなる皮膜Ａが形成され、切れ刃稜線及び逃げ面には、単層又は積層のＡｌＭＮ層からなる皮膜Ｂが形成された本発明の被覆工具を作製することができる。
The coated tool of the present invention can be produced, for example, in the following steps.
(A) First, a single layer or laminated AlMN layer is formed on the surface of a tool base by arc ion plating (AIP).
(B) Next, the single layer or laminated AlMN layer formed on the rake face is selectively removed by brushing, blasting or the like.
(C) Next, cover the area other than the area selectively removed in the above (b), that is, the cutting edge ridge and flank on which a single layer or laminated AlMN layer is formed, with a stainless steel foil, and then AIP The AlTiN layer is formed on the rake face by the method.
(D) Then, the stainless steel foil is removed.
In the above steps (a) to (d), the coating A made of an AlTiN layer is formed on the rake face, and the coating B made of a single layer or laminated AlMN layer is formed on the cutting edge ridge line and flank. The coated tool of the present invention can be made.
次に、本発明の被覆工具を実施例により具体的に説明する。
なお、実施例としては、ＷＣ基超硬合金を工具基体とする被覆工具について述べるが、工具基体としてＴｉＣＮ基サーメットを用いた場合も同様である。
Next, the coated tool of the present invention will be specifically described by way of examples.
In addition, although the coated tool which makes a WC base cemented carbide a tool base is described as an example, it is the same as when TiCN base cermet is used as a tool base.
原料粉末として、いずれも０．５〜５μｍの平均粒径を有する、Ｃｏ粉末、ＶＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末ＷＣ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ボールミルで７２時間湿式混合し、減圧乾燥した後、１００ＭＰａの圧力でプレス成形し、これらの圧粉成形体を焼結し、所定寸法となるように加工して、ＩＳＯ規格ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＳＮのインサート形状をもったＷＣ基超硬合金製の工具基体１、２、３を製造した。 As raw material powders, Co powder, VC powder, Cr 3 C 2 powder, TiC powder, TaC powder, NbC powder WC powder, all having an average particle diameter of 0.5 to 5 μm, are prepared. 1) Add the wax, add the wax, wet mix in a ball mill for 72 hours, dry under reduced pressure, press-mold at a pressure of 100 MPa, sinter these green compacts, and The tool substrates 1, 2 and 3 made of WC-based cemented carbide with an insert shape of ISO standard SEEN 1203 AFSN were manufactured.
ついで、前記工具基体に対して、図３に示すＡＩＰ装置（アークイオンプレーティング装置）を用いて成膜等を行い、本発明の被覆工具を作製した。
なお、図３のＡＩＰ装置は、成膜用ターゲット（カソード電極）として、（すくい面の）皮膜Ａ形成用のＡｌＴｉ合金（あるいは金属Ａｌ）ターゲット（カソード電極）と、（切れ刃稜線及び逃げ面の）皮膜Ｂ形成用のＡｌＭ合金ターゲット（カソード電極）の二つのターゲットを図示しているが、例えば、皮膜Ｂを積層構造として成膜する際には、皮膜Ｂ形成用のＡｌＭ合金ターゲット（カソード電極）は、積層を構成するそれぞれの層の成分組成に応じた複数個のＡｌＭ合金ターゲット（カソード電極）をＡＩＰ装置内に配備することが必要である。
（ａ）工具基体を、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、ＡＩＰ装置内の回転テーブル上の中心軸から半径方向に所定距離離れた位置に外周部にそって装着する。
（ｂ）まず、ＡＩＰ装置内を排気して１０−２Ｐａ以下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、０．５〜２．０ＰａのＡｒガス雰囲気に設定し、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−４００〜−１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加し、もって工具基体表面をアルゴンイオンによって５〜３０分間ボンバード処理する。
（ｃ）次いで、ＡＩＰ装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して表２に示す２〜１０Ｐａの範囲内の所定の反応雰囲気とすると共に、同じく表２に示す装置内温度に維持し、また、回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に表２に示す−３０〜−１００Ｖの範囲内の所定の直流バイアス電圧を印加し、かつ、皮膜Ｂ形成用カソード電極（蒸発源）とアノード電極との間に表２に示す９０〜１４０Ａの範囲内の所定の電流を流してアーク放電を発生させて、工具基体の表面に、それぞれ表４に示される目標組成、一層目標平均層厚の皮膜Ｂを蒸着形成した。
（ｄ）次いで、ＡＩＰ装置から、皮膜Ｂが蒸着形成された工具基体を取り出し、工具基体の切れ刃稜線及び逃げ面に形成されている皮膜Ｂの表面をステンレス箔で覆うとともに、すくい面に形成されている皮膜Ｂのみを、ブラシ研磨により選択的に除去した（なお、すくい面に形成されている皮膜Ｂの選択的除去は、ブラスト処理で行うこともできる）。
（ｅ）次いで、すくい面の皮膜Ｂが選択的に除去され、かつ、切れ刃稜線及び逃げ面に形成されている皮膜Ｂの表面がステンレス箔で覆われている前記工具基体を、ＡＩＰ装置内に装入し、反応ガスとして窒素ガスを導入して表２に示す２〜１０Ｐａの範囲内の所定の反応雰囲気とすると共に、同じく表２に示す装置内温度に維持し、また、回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に表２に示す−３０〜−１００Ｖの範囲内の所定の直流バイアス電圧を印加し、かつ、皮膜Ａ形成用カソード電極（蒸発源）とアノード電極との間に表２に示す９０〜１４０Ａの範囲内の所定の電流を流してアーク放電を発生させて、工具基体のすくい面に、それぞれ表４に示される目標組成、一層目標平均層厚の皮膜Ａを蒸着形成した。
（ｆ）前記工程（ｃ）〜（ｅ）により、切れ刃稜線及び逃げ面には、ステンレス箔にその表面が覆われた皮膜Ｂが形成され、また、すくい面には皮膜Ａが形成された被覆工具が作製されたが、この被覆工具から、皮膜Ｂの表面を覆う前記ステンレス箔を除去した。
上記工程（ａ）〜（ｆ）により、すくい面には皮膜Ａが形成され、切れ刃稜線及び逃げ面には皮膜Ｂが形成されている、表４に示す本発明被覆工具(「本発明工具」という)１〜１０を作製した。
Then, film formation and the like were performed on the tool base using the AIP apparatus (arc ion plating apparatus) shown in FIG. 3 to produce a coated tool of the present invention.
In the AIP apparatus shown in FIG. 3, an AlTi alloy (or metal Al) target (cathode electrode) for film A formation (of a rake surface) is used as a film formation target (cathode electrode), (cutting edge ridges and flanks) ) Shows two targets of the AlM alloy target (cathode electrode) for forming the film B. For example, when forming the film B as a laminated structure, the AlM alloy target for forming the film B (cathode As for the electrodes, it is necessary to provide a plurality of AlM alloy targets (cathode electrodes) in the AIP device according to the component composition of each layer constituting the laminate.
(A) The tool substrate is ultrasonically cleaned in acetone and mounted in a dry state along the outer peripheral portion at a position radially separated from the central axis on the rotary table in the AIP apparatus by a predetermined distance.
(B) First, the inside of the AIP device is heated to 500 ° C. with a heater while exhausting the inside of the AIP device and maintaining a vacuum of 10 −2 Pa or less, and then an Ar gas atmosphere of 0.5 to 2.0 Pa is set A DC bias voltage of -400 to -1000 V is applied to the tool base rotating on the rotary table while rotating, and the tool base surface is bombarded with argon ions for 5 to 30 minutes.
(C) Next, nitrogen gas as a reaction gas is introduced into the AIP device to obtain a predetermined reaction atmosphere in the range of 2 to 10 Pa shown in Table 2, and the temperature in the device shown in Table 2 is also maintained. A predetermined DC bias voltage within a range of -30 to -100 V shown in Table 2 is applied to a tool base rotating while rotating on a rotary table, and a cathode electrode (evaporation source) for forming a film B and an anode electrode And a predetermined current in the range of 90 to 140A shown in Table 2 to cause arc discharge, and the target composition shown in Table 4 and the target average layer thickness film on the surface of the tool substrate, respectively. B was formed by vapor deposition.
(D) Next, the tool substrate on which the film B is vapor-deposited is taken out from the AIP device, and the surface of the film B formed on the cutting edge ridge and flank of the tool substrate is covered with stainless steel foil and formed on the rake surface. The film B only was selectively removed by brushing (note that the selective removal of the film B formed on the rake face can also be performed by blasting).
(E) Next, in the AIP device, the above-mentioned tool base in which the coating B on the rake face is selectively removed and the surface of the coating B formed on the cutting edge ridge and flank is covered with stainless steel foil And introduce nitrogen gas as a reaction gas to form a predetermined reaction atmosphere in the range of 2 to 10 Pa shown in Table 2 and maintain the temperature in the apparatus also shown in Table 2 and on the rotary table A predetermined DC bias voltage within the range of -30 to -100 V shown in Table 2 is applied to the tool substrate rotating while rotating at a predetermined distance, and between the cathode electrode (evaporation source) for forming the film A and the anode electrode. A predetermined current within the range of 90 to 140A shown in Table 2 is applied to generate arc discharge, and a target composition shown in Table 4 and a film A having a further target average layer thickness shown in Table 4 are deposited on the rake surface of the tool substrate. It formed.
(F) In the steps (c) to (e), the coating B in which the surface is covered with stainless steel foil is formed on the cutting edge ridge line and flank surface, and the coating A is formed on the rake surface A coated tool was produced from which the stainless steel foil covering the surface of the coating B was removed.
The coated tool according to the present invention shown in Table 4 ("the inventive tool according to the present invention shown in Table 4 has the coating A formed on the rake surface and the coating B formed on the cutting edge ridge and flanks according to the steps (a) to (f) “1 to 10” were prepared.
比較のため、工具基体１、２、３に対して、表３に示す条件で、同じく表３に示す各層を蒸着形成することで、表５に示す種々の比較例被覆工具(「比較例工具」という)１〜６を作製した。
なお、比較例工具４は、前記特許文献２で提案されている被覆工具に相当し、すくい面にＴｉＮ層を被覆し、逃げ面にＴｉＣ層を被覆した。なお、逃げ面にＴｉＣ層を被覆する際には、ＡＩＰ装置内に反応ガスとして窒素ガスに変えてメタンガスを導入した。
また、比較例工具５、比較例工具６は、前記特許文献３で提案されている被覆工具に相当し、比較例工具５は、すくい面にＴｉＮ層を被覆し、逃げ面にＡｌＴｉＮ層を被覆した。また、比較例工具６は、すくい面にＴｉＮ層を被覆し、逃げ面にＴｉＮ層を介してＡｌＴｉＮ層を積層被覆した。
For comparison, various comparative example coated tools shown in Table 5 are formed by depositing the layers shown in Table 3 under the conditions shown in Table 3 with respect to the tool substrates 1, 2, 3 ) 1 to 6 were prepared.
In addition, the comparative example tool 4 is corresponded to the coated tool proposed by the said patent document 2, coat | covered the TiN layer on the rake surface, and coat | covered the TiC layer on the flank surface. In addition, when coating the TiC layer on the flank, methane gas was introduced into the AIP apparatus, changing to nitrogen gas as a reaction gas.
Further, the comparative example tool 5 and the comparative example tool 6 correspond to the coated tools proposed in the above-mentioned Patent Document 3, and the comparative example tool 5 coats the TiN layer on the rake face and the AlTiN layer on the flank face. did. Further, in the comparative example tool 6, the rake face was coated with a TiN layer, and the flank face was laminated and covered with an AlTiN layer via the TiN layer.
上記で作製した本発明工具１〜１０および比較例工具１〜６について、皮膜Ａ、皮膜Ｂの縦断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）を用いた断面測定により、Ａｌの平均含有割合ｘ、ｙを測定し、また、皮膜Ａ、皮膜Ｂの平均層厚さらに積層構造の皮膜Ｂの一層平均層厚を測定した。
さらに、皮膜Ａについては、Ｘ線回折により、六方晶構造のｈ−ＡｌＮ相が存在するか否かを確認するとともに、存在する場合には、電子線後方散乱回折装置（ＥＢＳＤ）を用いて、その生成面積割合を測定した。
より具体的にいえば、次のとおりである。
Ａｌの平均含有割合ｘ、ｙについては、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）を用いて、皮膜Ａの断面、皮膜Ｂの（各層）の断面の任意の５点についてのＡｌの含有割合を測定し、この値を平均して、これを、Ａｌの平均含有割合ｘ、ｙとした。
また、皮膜Ａおよび皮膜Ｂの層厚は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、膜断面において５μｍ以上離れた任意の５点についての層厚を測定し、この値を平均することによって、皮膜Ａ、皮膜Ｂの平均層厚を算出した。
なお、皮膜Ｂが積層である場合には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、各層の断面において５μｍ以上離れた任意の５点についての層厚を測定し、この値を平均することによって、各層の一層平均層厚を算出した。
さらに、ｈ−ＡｌＮ相の面積割合は、電子線後方散乱回折装置（ＥＢＳＤ）を用いて、工具基体表面に垂直な皮膜Ａの縦断面を研磨面とした状態で、電界放出型走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）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、前記研磨面の測定範囲内に存在する結晶粒個々に照射し、工具基体と水平方向に長さ５０μｍ、法線方向に該ＡｌＴｉＮ層の膜厚未満にわたり、０．０１μｍ／ｓｔｅｐの間隔で、電子線後方散乱回折像を測定し、個々の結晶粒の結晶構造を解析することで、六方晶構造を有するｈ−ＡｌＮ結晶粒とそれ以外のＮａＣｌ型の面心立方構造を有する結晶粒を同定し、これらの結晶構造の全ピクセル数に占める六方晶構造のｈ−ＡｌＮ結晶粒に該当するするピクセル数の割合を求めることで、ｈ−ＡｌＮ相の生成面積割合（面積％）を求めることができる。
表４、表５に、上記で測定した値等を示す。
With regard to the inventive tools 1 to 10 and the comparative example tools 1 to 6 prepared above, the longitudinal cross sections of the film A and the film B are shown by a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), energy dispersive X-ray The average content ratios x and y of Al were measured by cross-sectional measurement using spectroscopy (EDS), and the average layer thickness of the film A and the film B and the average layer thickness of the film B having a laminated structure were measured.
Furthermore, for the film A, it is confirmed by X-ray diffraction whether or not the h-AlN phase of the hexagonal crystal structure exists, and when it exists, using an electron beam backscattering diffraction apparatus (EBSD), The generation area ratio was measured.
More specifically, it is as follows.
About the average content rate x and y of Al, the content rate of Al about arbitrary five points of the cross section of the film A and the cross section of the film B (each layer) using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) It measured and averaged this value and made this the average content rate x and y of Al.
In addition, the layer thicknesses of the film A and the film B are measured by measuring the layer thicknesses at arbitrary five points separated by 5 μm or more in the film cross section using a scanning electron microscope (SEM), and averaging these values The average layer thickness of the film A and the film B was calculated.
In the case where the film B is a laminate, the layer thickness at any five points separated by 5 μm or more in the cross section of each layer is measured using a scanning electron microscope (SEM), and this value is averaged. The average layer thickness of each layer was calculated.
Furthermore, the area ratio of the h-AlN phase was measured using an electron beam backscattering diffractometer (EBSD), using a field emission scanning electron microscope (with the vertical cross section of the film A perpendicular to the tool substrate surface as the polished surface) Electron beam with an acceleration voltage of 15 kV at an incident angle of 70 ° to the polished surface at an irradiation current of 1 nA, and individually irradiating the crystal grains present in the measurement range of the polished surface The electron beam backscattering diffraction image is measured at a distance of 0.01 μm / step, with a length of 50 μm horizontally with the tool substrate, less than the thickness of the AlTiN layer in the normal direction, and the crystal structure of individual crystal grains. By identifying h-AlN crystal grains having a hexagonal crystal structure and crystal grains having a face-centered cubic structure of NaCl type other than the above, h has a hexagonal crystal structure occupying the total number of pixels of these crystal structures. -Corresponds to AlN crystal grains The generation area ratio (area%) of the h-AlN phase can be calculated by calculating the ratio of the number of pixels to be processed.
Tables 4 and 5 show the values measured above and the like.
次に、本発明工具１〜１０、比較例工具１〜６をいずれもカッタ径１２５ｍｍの工具鋼製カッタ先端部に固定治具にてクランプした状態で、以下に示す、乾式高速正面フライス、センターカット切削加工試験を実施し、９パス後の逃げ面摩耗幅及び発生した熱亀裂の発生密度（本数／ｍｍ２）を測定した。
逃げ面摩耗量はチッピングを含む最大の摩耗量を測定した。
また、熱亀裂の発生密度は、すくい面に発生した熱亀裂の本数をすくい面の切込みと、１刃送りに囲まれた面積で割ることで算出した。
ここで、切込みとは被削材を除去する厚みであり、１刃送りとはカッタが一回転した際にテーブルが進む距離を刃数で割った量である。
＜切削条件１＞
被削材： ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０幅１００ｍｍ、長さ４００ｍｍのブロック材
回転速度： ７６４ ｍｉｎ−１、
切削速度： ３００ ｍ／ｍｉｎ、
切り込み： ２．０ ｍｍ、
一刃送り量： ０．２ ｍｍ／刃、
＜切削条件２＞
被削材： ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０幅１００ｍｍ、長さ４００ｍｍのブロック材
回転速度： ６３７ ｍｉｎ−１、
切削速度： ２５０ ｍ／ｍｉｎ、
切り込み： ２．０ ｍｍ、
一刃送り量： ０．２ ｍｍ／刃、
表６、表７にその結果を示す。
Next, dry high-speed face milling cutters, shown below, in a state in which invention tools 1 to 10 and comparative examples tools 1 to 6 are all clamped by a fixing jig to a tool steel cutter tip with a cutter diameter of 125 mm. A cut cutting test was performed to measure the flank wear width after 9 passes and the generation density (number / mm 2 ) of the generated thermal cracks.
The flank wear was determined by measuring the maximum wear including chipping.
Moreover, the generation | occurrence | production density of a thermal crack was computed by dividing the number of the thermal cracks which generate | occur | produced on the rake surface by the cut of a rake surface, and the area enclosed by 1 blade feed.
Here, the cut is a thickness for removing the work material, and 1 blade feed is an amount obtained by dividing the distance the table travels when the cutter makes one rotation by the number of blades.
<Cutting condition 1>
Work material: JIS · SCM 440 width 100 mm, block material 400 mm long
Rotation speed: 764 min -1 ,
Cutting speed: 300 m / min,
Notch: 2.0 mm,
Single feed distance: 0.2 mm / blade,
<Cutting condition 2>
Work material: JIS · SCM 440 width 100 mm, block material 400 mm long
Rotational speed: 637 min -1 ,
Cutting speed: 250 m / min,
Notch: 2.0 mm,
Single feed distance: 0.2 mm / blade,
Tables 6 and 7 show the results.
表６、表７の結果によれば、本発明工具１〜１０は、比較例工具１〜６に比して、特に、すくい面における熱亀裂の発生密度が少ない。そのため、熱亀裂に起因するチッピング、欠損等の異常損傷の発生を抑制することができ、逃げ面摩耗の進行を抑制することができる。その結果、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。 According to the results of Tables 6 and 7, according to the tools of the present invention 1 to 10, in particular, the density of occurrence of thermal cracks on the rake face is smaller than that of the comparative example tools 1 to 6. Therefore, generation | occurrence | production of abnormal damage, such as a chipping resulting from a heat crack and a defect | deletion, can be suppressed, and advance of flank wear can be suppressed. As a result, excellent cutting performance can be exhibited over long-term use.
本発明の表面被覆切削工具は、各種被削材の通常の切削条件での切削加工は勿論のこと、高熱発生を伴い、しかも、切刃に高負荷が作用する炭素鋼、合金鋼等の高速断続切削加工においても、すぐれた耐熱亀裂性、耐チッピング性、耐欠損性および耐剥離性を有するため、長期に亘ってすぐれた切削性能を示すものであるから、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。
The surface-coated cutting tool according to the present invention is not only for cutting under various cutting conditions under various cutting conditions, but also for high-speed generation of carbon steel, alloy steel, etc. with high heat generation and high load acting on the cutting edge. Even in interrupted cutting, it has excellent heat cracking resistance, chipping resistance, fracture resistance and peeling resistance, and therefore exhibits excellent cutting performance over a long period of time, so the performance of cutting equipment is improved. In addition, it is possible to sufficiently satisfy the labor saving and energy saving of the cutting process and the cost reduction.
Claims (1)
（ａ）前記表面被覆切削工具のすくい面には、０．５〜５．０μｍの平均層厚を有し、
組成式：ＡｌｘＴｉ１−ｘＮ
で表した場合、ＡｌとＴｉの合量に占めるＡｌの平均含有割合ｘは、０．７≦ｘ≦１（ただし、ｘは原子比）を満足し、かつ、六方晶構造の結晶相を２０面積％以上含有するＡｌとＴｉの複合窒化物層からなる硬質被覆層が形成され、
（ｂ）前記表面被覆切削工具の切れ刃稜線および逃げ面には、０．５〜５．０μｍの平均層厚を有し、
組成式：ＡｌｙＭ１−ｙＮ
で表した場合、ＡｌとＭの合量に占めるＡｌの平均含有割合ｙは、０．４≦ｙ≦０．６８（ただし、ｙは原子比であり、Ｍは、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ及びＷから選ばれる少なくとも一種以上の元素）を満足するＡｌとＭの複合窒化物層の単層または積層からなる硬質被覆層が形成されていることを特徴とする表面被覆切削工具。
In a surface-coated cutting tool in which a hard coating layer is formed on the surface of a tool substrate composed of WC-based cemented carbide or TiCN-based cermet,
(A) The rake surface of the surface-coated cutting tool has an average layer thickness of 0.5 to 5.0 μm,
Composition formula: Al x Ti 1-x N
In this case, the average content ratio x of Al in the total content of Al and Ti satisfies 0.7 ≦ x ≦ 1 (where x is an atomic ratio) and 20 of the crystal phase of the hexagonal crystal structure. A hard covering layer is formed of a composite nitride layer of Al and Ti containing area% or more,
(B) The cutting edge ridge and flank of the surface-coated cutting tool have an average layer thickness of 0.5 to 5.0 μm,
Composition formula: Al y M 1-y N
In the case where the average content ratio y of Al in the total content of Al and M is 0.4 ≦ y ≦ 0.68 (where y is an atomic ratio, M is Ti, Si, Zr, Hf) Characterized in that a hard covering layer consisting of a single layer or laminated layer of a composite nitride layer of Al and M which satisfies at least one or more elements selected from at least one of V, Nb, Ta, Cr, Mo and W) is formed. Surface coated cutting tools.
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