JP3928466B2 - 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具 - Google Patents
高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、硬質被覆層がすぐれた放熱性を有し、さらに強度および靭性、並びに高温硬さおよび耐熱性にもすぐれ、したがって高い発熱を伴うステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工に用いた場合に、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具（以下、被覆ＢＮ基工具という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被覆ＢＮ基工具には、各種の鋼や鋳鉄などの被削材の旋削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や、前記スローアウエイチップを着脱自在に取り付けて、面削加工や溝加工、さらに肩加工などに用いられる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、被覆ＢＮ基工具として、例えば特開平８−１１９７７４号公報などに記載されるように、きわめて硬質であり、反面強度および靭性に劣るために、切削速度は高いが、切り込みや送りが小さい条件で切削加工が行なわれる高速表面仕上げ加工にしか用いられていなかった立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具を基体（以下、ＢＮ基基体という）とし、このＢＮ基基体の表面に、切削工具自体に強度と靭性を付与せしめて、通常の条件条件で各種の鋼や鋳鉄などの連続切削加工や断続切削加工を行なっても、切刃部に欠けや摩耗（微小欠け）などが発生しないようにする目的で、組成式：（Ａｌ1-ZＴｉZ ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｚは０．２５〜０．４５を示す）を満足するＡｌとＴｉの複合窒化物［以下、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎで示す］層からなる硬質被覆層を０．５〜１０μｍの平均層厚で物理蒸着してなる被覆ＢＮ基工具が知られている。
【０００４】
さらに、上記の被覆ＢＮ基工具が、例えば図２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に上記のＢＮ基基体を装入し、ヒータで装置内を、例えば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Ａｌ−Ｔｉ合金がセットされたカソード電極（蒸発源）との間に、例えば電流：９０Ａ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て、例えば２Ｐａの反応雰囲気とし、一方上記ＢＮ基基体には、例えば−２５０Ｖのバイアス電圧を印加した条件で、前記ＢＮ基基体の表面に、上記（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる硬質被覆層を蒸着することにより製造されることも知られている。
【０００５】
【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は強く、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ＢＮ基工具においては、これをステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の切削加工を通常の条件で行なうのに用いた場合には問題はないが、これをきわめて粘性の高い前記の難削材の高速切削に用いた場合には、切削に際して発生する高熱によって切刃部に偏摩耗の原因となる熱塑性変形が発生し、この結果摩耗進行が著しく促進されるようになることから、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【０００６】
【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、特にステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆ＢＮ基工具を開発すべく、上記の従来被覆ＢＮ基工具を構成する硬質被覆層に着目し、研究を行った結果、
（ａ）上記の図２に示されるアークイオンプレーティング装置を用いて形成された従来被覆ＢＮ基工具を構成する（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層は、層厚全体に亘って実質的に均一な組成を有し、したがって均質な高温硬さと耐熱性、さらに強度と靭性を有するが、例えば図１（ａ）に概略平面図で、同（ｂ）に概略正面図で示される構造のアークイオンプレーティング装置、すなわち装置中央部にＢＮ基基体装着用回転テーブルを設け、前記回転テーブルを挟んで、一方側に相対的にＡｌ含有量の高いＡｌ−Ｔｉ合金、他方側に上記の従来（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層の形成に用いたのと同じ組成の相対的にＡｌ含有量の低いＡｌ−Ｔｉ合金をカソード電極（蒸発源）として対向配置したアークイオンプレーティング装置を用い、この装置の前記回転テーブルの外周部に沿って複数のＢＮ基基体をリング状に装着し、この状態で装置内雰囲気を窒素雰囲気として前記回転テーブルを回転させると共に、蒸着形成される硬質被覆層の層厚均一化を図る目的でＢＮ基基体自体も自転させながら、前記の両側のカソード電極（蒸発源）とアノード電極との間にアーク放電を発生させて、前記ＢＮ基基体の表面に（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層を形成すると、この結果の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層においては、回転テーブル上にリング状に配置された前記ＢＮ基基体が上記の一方側の相対的にＡｌ含有量の高いＡｌ−Ｔｉ合金のカソード電極（蒸発源）に最も接近した時点で層中にＡｌ最高含有点が形成され、また前記ＢＮ基基体が上記の他方側の相対的にＡｌ含有量の低いＡｌ−Ｔｉ合金のカソード電極に最も接近した時点で層中にＡｌ最低含有点が形成され、上記回転テーブルの回転によって層中には層厚方向にそって前記Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点が所定間隔をもって交互に繰り返し現れると共に、前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造をもつようになること。
【０００７】
（ｂ）上記（ａ）の繰り返し連続変化成分濃度分布構造の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層において、例えば対向配置のカソード電極（蒸発源）のそれぞれの組成を調製すると共に、ＢＮ基基体が装着されている回転テーブルの回転速度を制御して、
上記Ａｌ最高含有点が、組成式：（Ａｌ1-XＴｉX ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｘは０．０５〜０．２０を示す）、
上記Ａｌ最低含有点が、組成式：（Ａｌ1-YＴｉY ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｙは０．２５〜０．４５を示す）、
をそれぞれ満足し、かつ隣り合う上記Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点の厚さ方向の間隔を０．０１〜０．１μmとすると、
上記Ａｌ最高含有点部分では、ＡｌＮのもつきわめてすぐれた熱伝導性と同等の熱伝導性を示し、一方上記Ａｌ最低含有点部分では、上記の従来（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層と同等の強度と靭性、さらに高温硬さと耐熱性を示し、かつこれらＡｌ成分最高含有点とＡｌ成分不含有点の間隔をきわめて小さくしたことから、層全体の特性としてすぐれた熱伝導性を具備するようになるほか、強度と靭性、さらに高温硬さと耐熱性も具備するようになり、したがって、硬質被覆層がかかる構成の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる被覆ＢＮ基工具は、特に高い発熱を伴うステンレス鋼や軟鋼などの難削材の高速切削加工でも、硬質被覆層がすぐれた放熱性を発揮し、切刃部の過熱が著しく抑制され、偏摩耗の原因となる熱塑性変形が阻止されることから、硬質被覆層が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。
【０００８】
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、装置中央部にＢＮ基基体の装着用回転テーブルを設け、前記回転テーブルを挟んで、一方側にＡｌ最高含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金、他方側にＡｌ最低含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金をカソード電極（蒸発源）として対向配置したアークイオンプレーティング装置を用い、前記回転テーブルの外周部に沿って複数のＢＮ基基体をリング状に装着し、この状態で装置内雰囲気を窒素雰囲気として前記回転テーブルを回転させると共に、ＢＮ基基体自体も自転させながら、前記の両側のカソード電極（蒸発源）とアノード電極との間にアーク放電を発生させて、前記ＢＮ基基体の表面に、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎからなる硬質被覆層を５〜１０μｍの全体平均層厚で蒸着してなる被覆ＢＮ基工具にして、
上記硬質被覆層が、層厚方向にそって、Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点とが所定間隔をおいて交互に繰り返し存在し、かつ前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、さらに、
上記Ａｌ最高含有点が、組成式：（Ａｌ1-X ＴｉX ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｘは０．０５〜０．２０を示す）、
上記Ａｌ最低含有点が、組成式：（Ａｌ1-Y ＴｉY ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｙは０．２５〜０．４５を示す）、
をそれぞれ満足し、かつ隣り合う上記Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点の間隔が、０．０１〜０．１μmである、
高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆ＢＮ基工具に特徴を有するものである。
【０００９】
つぎに、この発明の被覆ＢＮ基工具において、これを構成する硬質被覆層の構成を上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ）Ａｌ最高含有点の組成
Ａｌ最高含有点の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層におけるＴｉ成分は、きわめてすぐれた熱伝導性を有するが、反面強度および靭性の低いＡｌＮの強度および靭性を向上させる目的で含有するものであり、したがってＴｉ成分の含有割合が高くなればなるほど強度および靭性は向上したものになるが、反面熱伝導性の低下は避けられないものであり、したがってその含有割合を示すＸ値がＡｌとの合量に占める割合（原子比）で０．０５未満では所望の強度および靭性を確保することができず、一方そのＸ値が同じく０．２０を越えて高くなると、熱伝導性が急激に低下し、放熱機能が低下して切刃部の熱塑性変形が避けられなくなり、摩耗が急激に進行するようになることから、そのＸ値を０．０５〜０．２０と定めた。
【００１０】
（ｂ）Ａｌ最低含有点の組成
上記の通りＡｌ最高含有点は熱伝導性のすぐれたものであるが、反面強度および靭性の劣るものであるため、このＡｌ最高含有点の強度と靭性不足を補う目的で、相対的にＴｉ含有割合が高く、これによって強度および靭性を有し、さらにＡｌ成分の含有によって高温硬さと耐熱性も有するようになるＡｌ最低含有点を厚さ方向に交互に介在させるものであり、したがってＴｉの含有割合を示すＹ値がＡｌとの合量に占める割合（原子比）で０．２５未満では、所望のすぐれた強度および靭性、さらにすぐれた高温硬さと耐熱性を確保することができず、一方そのＹ値が同じく０．４５を越えると、相対的にＡｌの含有割合が少なくなり過ぎて、特に所望の高温硬さと耐熱性（高温特性）を確保することができず、これが摩耗促進の原因となることから、そのＹ値を０．２５〜０．４５と定めた。
【００１１】
（ｃ）Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点間の間隔
その間隔が０．０１μm未満ではそれぞれの点を上記の組成で明確に形成することが困難であり、この結果層に所望のすぐれた熱伝導性と、強度および靭性、さらに高温特性を確保することができなくなり、またその間隔が０．１μmを越えるとそれぞれの点がもつ欠点、すなわちＡｌ最高含有点であれば強度および靭性不足、Ａｌ最低含有点であれば放熱性（熱伝導性）不足が層内に局部的に現れ、これが原因で切刃の摩耗進行が促進されるようになることから、その間隔を０．０１〜０．１μmと定めた。
【００１２】
（ｄ）硬質被覆層の全体平均層厚
その層厚が０．５μｍ未満では、所望の耐摩耗性を確保することができず、一方その平均層厚が１０μｍを越えると、切刃にチッピング（微小欠け）が発生し易くなることから、その平均層厚を０．５〜１０μｍと定めた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の被覆ＢＮ基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０．５〜４μｍの範囲内の平均粒径を有する立方晶窒化硼素（以下、ｃ−ＢＮで示す）粉末、炭化チタン（以下、ＴｉＣで示す）粉末、窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）粉末、炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）粉末、炭化タングステン（以下、ＷＣで示す）粉末、Ａｌ粉末、ＴｉとＡｌの金属間化合物粉末であるＴｉ3Ａｌ粉末、ＴｉＡｌ粉末、およびＴｉＡｌ3粉末、さらに組成式：Ｔｉ2ＡｌＮを有する複合金属窒化物粉末、硼化チタン（以下、ＴｉＢ2で示す）粉末、窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮで示す）粉末、硼化アルミニウム（以下、ＡｌＢ2で示す）粉末、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3で示す）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の圧力で直径：５０ｍｍ×厚さ：１．５ｍｍの寸法をもった圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を、圧力：１Ｐａの真空雰囲気中、９００〜１３００℃の範囲内の所定温度に３０分間保持の条件で焼結して切刃片用予備焼結体とし、この予備焼結体を、別途用意した、Ｃｏ：８質量％、ＷＣ：残りの組成、並びに直径：５０ｍｍ×厚さ：２ｍｍの寸法をもったＷＣ基超硬合金製支持片と重ね合わせた状態で、通常の超高圧焼結装置に装入し、通常の条件である圧力：５ＧＰａ、温度：１２００〜１４００℃の範囲内の所定温度に保持時間：０．５時間の条件で超高圧焼結し、焼結後上下面をダイヤモンド砥石を用いて研摩し、ワイヤー放電加工装置にて一辺３ｍｍの正三角形状に分割し、さらにＣｏ：５質量％、ＴａＣ：５質量％、ＷＣ：残りの組成およびＣＩＳ規格ＴＮＧＡ１６０４０８の形状（厚さ：４．７６mm×一辺長さ：１６mmの正三角形）をもったＷＣ基超硬合金製チップ本体のろう付け部（コーナー部）に、質量％で、Ｃｕ：３０％、Ｚｎ：２８％、Ｎｉ：２％、Ａｇ：残りからなる組成を有するＡｇ合金のろう材を用いてろう付けし、これに仕上げ研摩を施すことによりＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒをそれぞれ製造した。
【００１４】
ついで、上記のＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒ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、図１に示されるアークイオンプレーティング装置内の回転テーブル上に外周部にそって所定間隔をもって設けた多段回転支持板上に載置し、一方側のカソード電極（蒸発源）として、種々の成分組成をもったＡｌ最低含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金、他方側のカソード電極（蒸発源）として、種々の成分組成をもったＡｌ最高含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金を前記回転テーブルを挟んで対向配置し、またボンバート洗浄用金属Ｔｉも装着し、まず装置内を排気して０．５Ｐａ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、前記回転テーブル上で自転しながら回転するＢＮ基チップ基体に−１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、カソード電極の前記金属Ｔｉとアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もってＢＮ基チップ基体表面をＴｉボンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して２Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記回転テーブル上で自転しながら回転するＢＮ基基体に−１００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、それぞれのカソード電極(前記Ａｌ最低含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金およびＡｌ最高含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金)とアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もって前記ＢＮ基チップ基体の表面に、層厚方向に沿って表３，４に示される目標組成のＡｌ最低含有点とＡｌ最高含有点とが交互に同じく表３，４に示される目標間隔で繰り返し存在し、かつ前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、かつ同じく表３，４に示される目標全体層厚の硬質被覆層を蒸着形成することにより、本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８をそれぞれ製造した。
【００１５】
また、比較の目的で、上記のＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒの表面への硬質被覆層の形成を、図２に示される通常のアークイオンプレーティング装置を用い、カソード電極（蒸発源）として種々の成分組成をもったＡｌ−Ｔｉ合金を装着し、さらにボンバート洗浄用金属Ｔｉも装着し、まず装置内を排気して０．５Ｐａ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、ＢＮ基チップ基体に−１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、カソード電極の前記金属Ｔｉとアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もってＢＮ基チップ基体表面をＴｉボンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して２Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記ＢＮ基チップ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る条件にて行なって、前記ＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒのそれぞれの表面に、表５，６に示される目標組成および目標層厚を有し、かつ層厚方向に沿って実質的に組成変化のない（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる硬質被覆層を蒸着形成する以外は、上記の本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８の製造条件と同じ条件で従来被覆ＢＮ基工具１〜１８をそれぞれ製造した。
【００１６】
つぎに、上記本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８および従来被覆ＢＮ基工具１〜１８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、
被削材：ＪＩＳ・ＳＵＳ３０４の丸棒、
切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．４ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：５分、
の条件でのステンレス鋼の乾式連続高速切削加工試験、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭｎＨ１の丸棒、
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．３ｍｍ、
送り：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：５分、
の条件での高マンガン鋼の乾式連続高速切削加工試験、さらに、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭｎＨ１の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．３ｍｍ、
送り：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：３分、
の条件での高マンガン鋼の乾式断続高速切削加工試験を行い、いずれの切削加工試験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表３〜６に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【表５】
【００２２】
この結果得られた本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８を構成する硬質被覆層におけるＡｌ成分最高含有点とＡｌ成分最低含有点の組成、並びに従来来被覆ＢＮ基工具１〜１８の硬質被覆層の組成をオージェ分光分析装置を用いて測定したところ、それぞれ目標組成と実質的に同じ組成を示した。
また、これらの本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８の硬質被覆層におけるＡｌ成分最高含有点とＡｌ成分不含有点間の間隔、およびこれの全体層厚、並びに従来被覆ＢＮ基工具１〜１８の硬質被覆層の厚さを、走査型電子顕微鏡を用いて断面測定したところ、いずれも目標値と実質的に同じ値を示した。
【００２３】
【発明の効果】
表２〜５に示される結果から、硬質被覆層が層厚方向にＡｌ最低含有点とＡｌ最高含有点とが交互に所定間隔をおいて繰り返し存在し、かつ前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有する本発明被覆ＢＮ基工具は、いずれも特に高い発熱を伴うステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削で、前記硬質被覆層がすぐれた放熱性を発揮し、これによって高熱に曝されても切刃部の熱塑性変形が抑制されるようになり、さらに硬質被覆層の具備する高強度と高靭性、およびすぐれた高温硬さと耐熱性と相俟って、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するのに対して、硬質被覆層が層厚方向に沿って実質的に組成変化のない（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる従来被覆超硬工具においては、前記硬質被覆層が高強度と高靭性、さらにすぐれた高温硬さと耐熱性を有するものの、十分な放熱性を具備するものでないために切刃部が熱塑性変形を起し、これが原因で偏摩耗が発生し、摩耗進行が促進するようになることから、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ＢＮ基工具は、通常の条件での切削加工は勿論のこと、特に高い発熱を伴うステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工に用いた場合にも、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮するものであるから、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】この発明の被覆ＢＮ基工具を構成する硬質被覆層を形成するのに用いたアークイオンプレーティング装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面図である。
【図２】従来被覆ＢＮ基工具を構成する硬質被覆層を形成するのに用いた通常のアークイオンプレーティング装置の概略説明図である。
【発明の属する技術分野】
この発明は、硬質被覆層がすぐれた放熱性を有し、さらに強度および靭性、並びに高温硬さおよび耐熱性にもすぐれ、したがって高い発熱を伴うステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工に用いた場合に、硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具（以下、被覆ＢＮ基工具という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被覆ＢＮ基工具には、各種の鋼や鋳鉄などの被削材の旋削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や、前記スローアウエイチップを着脱自在に取り付けて、面削加工や溝加工、さらに肩加工などに用いられる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、被覆ＢＮ基工具として、例えば特開平８−１１９７７４号公報などに記載されるように、きわめて硬質であり、反面強度および靭性に劣るために、切削速度は高いが、切り込みや送りが小さい条件で切削加工が行なわれる高速表面仕上げ加工にしか用いられていなかった立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具を基体（以下、ＢＮ基基体という）とし、このＢＮ基基体の表面に、切削工具自体に強度と靭性を付与せしめて、通常の条件条件で各種の鋼や鋳鉄などの連続切削加工や断続切削加工を行なっても、切刃部に欠けや摩耗（微小欠け）などが発生しないようにする目的で、組成式：（Ａｌ1-ZＴｉZ ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｚは０．２５〜０．４５を示す）を満足するＡｌとＴｉの複合窒化物［以下、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎで示す］層からなる硬質被覆層を０．５〜１０μｍの平均層厚で物理蒸着してなる被覆ＢＮ基工具が知られている。
【０００４】
さらに、上記の被覆ＢＮ基工具が、例えば図２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に上記のＢＮ基基体を装入し、ヒータで装置内を、例えば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Ａｌ−Ｔｉ合金がセットされたカソード電極（蒸発源）との間に、例えば電流：９０Ａ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て、例えば２Ｐａの反応雰囲気とし、一方上記ＢＮ基基体には、例えば−２５０Ｖのバイアス電圧を印加した条件で、前記ＢＮ基基体の表面に、上記（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる硬質被覆層を蒸着することにより製造されることも知られている。
【０００５】
【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は強く、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ＢＮ基工具においては、これをステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の切削加工を通常の条件で行なうのに用いた場合には問題はないが、これをきわめて粘性の高い前記の難削材の高速切削に用いた場合には、切削に際して発生する高熱によって切刃部に偏摩耗の原因となる熱塑性変形が発生し、この結果摩耗進行が著しく促進されるようになることから、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【０００６】
【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、特にステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆ＢＮ基工具を開発すべく、上記の従来被覆ＢＮ基工具を構成する硬質被覆層に着目し、研究を行った結果、
（ａ）上記の図２に示されるアークイオンプレーティング装置を用いて形成された従来被覆ＢＮ基工具を構成する（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層は、層厚全体に亘って実質的に均一な組成を有し、したがって均質な高温硬さと耐熱性、さらに強度と靭性を有するが、例えば図１（ａ）に概略平面図で、同（ｂ）に概略正面図で示される構造のアークイオンプレーティング装置、すなわち装置中央部にＢＮ基基体装着用回転テーブルを設け、前記回転テーブルを挟んで、一方側に相対的にＡｌ含有量の高いＡｌ−Ｔｉ合金、他方側に上記の従来（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層の形成に用いたのと同じ組成の相対的にＡｌ含有量の低いＡｌ−Ｔｉ合金をカソード電極（蒸発源）として対向配置したアークイオンプレーティング装置を用い、この装置の前記回転テーブルの外周部に沿って複数のＢＮ基基体をリング状に装着し、この状態で装置内雰囲気を窒素雰囲気として前記回転テーブルを回転させると共に、蒸着形成される硬質被覆層の層厚均一化を図る目的でＢＮ基基体自体も自転させながら、前記の両側のカソード電極（蒸発源）とアノード電極との間にアーク放電を発生させて、前記ＢＮ基基体の表面に（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層を形成すると、この結果の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層においては、回転テーブル上にリング状に配置された前記ＢＮ基基体が上記の一方側の相対的にＡｌ含有量の高いＡｌ−Ｔｉ合金のカソード電極（蒸発源）に最も接近した時点で層中にＡｌ最高含有点が形成され、また前記ＢＮ基基体が上記の他方側の相対的にＡｌ含有量の低いＡｌ−Ｔｉ合金のカソード電極に最も接近した時点で層中にＡｌ最低含有点が形成され、上記回転テーブルの回転によって層中には層厚方向にそって前記Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点が所定間隔をもって交互に繰り返し現れると共に、前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造をもつようになること。
【０００７】
（ｂ）上記（ａ）の繰り返し連続変化成分濃度分布構造の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層において、例えば対向配置のカソード電極（蒸発源）のそれぞれの組成を調製すると共に、ＢＮ基基体が装着されている回転テーブルの回転速度を制御して、
上記Ａｌ最高含有点が、組成式：（Ａｌ1-XＴｉX ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｘは０．０５〜０．２０を示す）、
上記Ａｌ最低含有点が、組成式：（Ａｌ1-YＴｉY ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｙは０．２５〜０．４５を示す）、
をそれぞれ満足し、かつ隣り合う上記Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点の厚さ方向の間隔を０．０１〜０．１μmとすると、
上記Ａｌ最高含有点部分では、ＡｌＮのもつきわめてすぐれた熱伝導性と同等の熱伝導性を示し、一方上記Ａｌ最低含有点部分では、上記の従来（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層と同等の強度と靭性、さらに高温硬さと耐熱性を示し、かつこれらＡｌ成分最高含有点とＡｌ成分不含有点の間隔をきわめて小さくしたことから、層全体の特性としてすぐれた熱伝導性を具備するようになるほか、強度と靭性、さらに高温硬さと耐熱性も具備するようになり、したがって、硬質被覆層がかかる構成の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる被覆ＢＮ基工具は、特に高い発熱を伴うステンレス鋼や軟鋼などの難削材の高速切削加工でも、硬質被覆層がすぐれた放熱性を発揮し、切刃部の過熱が著しく抑制され、偏摩耗の原因となる熱塑性変形が阻止されることから、硬質被覆層が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。
【０００８】
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、装置中央部にＢＮ基基体の装着用回転テーブルを設け、前記回転テーブルを挟んで、一方側にＡｌ最高含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金、他方側にＡｌ最低含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金をカソード電極（蒸発源）として対向配置したアークイオンプレーティング装置を用い、前記回転テーブルの外周部に沿って複数のＢＮ基基体をリング状に装着し、この状態で装置内雰囲気を窒素雰囲気として前記回転テーブルを回転させると共に、ＢＮ基基体自体も自転させながら、前記の両側のカソード電極（蒸発源）とアノード電極との間にアーク放電を発生させて、前記ＢＮ基基体の表面に、（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎからなる硬質被覆層を５〜１０μｍの全体平均層厚で蒸着してなる被覆ＢＮ基工具にして、
上記硬質被覆層が、層厚方向にそって、Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点とが所定間隔をおいて交互に繰り返し存在し、かつ前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、さらに、
上記Ａｌ最高含有点が、組成式：（Ａｌ1-X ＴｉX ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｘは０．０５〜０．２０を示す）、
上記Ａｌ最低含有点が、組成式：（Ａｌ1-Y ＴｉY ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｙは０．２５〜０．４５を示す）、
をそれぞれ満足し、かつ隣り合う上記Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点の間隔が、０．０１〜０．１μmである、
高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する被覆ＢＮ基工具に特徴を有するものである。
【０００９】
つぎに、この発明の被覆ＢＮ基工具において、これを構成する硬質被覆層の構成を上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ）Ａｌ最高含有点の組成
Ａｌ最高含有点の（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層におけるＴｉ成分は、きわめてすぐれた熱伝導性を有するが、反面強度および靭性の低いＡｌＮの強度および靭性を向上させる目的で含有するものであり、したがってＴｉ成分の含有割合が高くなればなるほど強度および靭性は向上したものになるが、反面熱伝導性の低下は避けられないものであり、したがってその含有割合を示すＸ値がＡｌとの合量に占める割合（原子比）で０．０５未満では所望の強度および靭性を確保することができず、一方そのＸ値が同じく０．２０を越えて高くなると、熱伝導性が急激に低下し、放熱機能が低下して切刃部の熱塑性変形が避けられなくなり、摩耗が急激に進行するようになることから、そのＸ値を０．０５〜０．２０と定めた。
【００１０】
（ｂ）Ａｌ最低含有点の組成
上記の通りＡｌ最高含有点は熱伝導性のすぐれたものであるが、反面強度および靭性の劣るものであるため、このＡｌ最高含有点の強度と靭性不足を補う目的で、相対的にＴｉ含有割合が高く、これによって強度および靭性を有し、さらにＡｌ成分の含有によって高温硬さと耐熱性も有するようになるＡｌ最低含有点を厚さ方向に交互に介在させるものであり、したがってＴｉの含有割合を示すＹ値がＡｌとの合量に占める割合（原子比）で０．２５未満では、所望のすぐれた強度および靭性、さらにすぐれた高温硬さと耐熱性を確保することができず、一方そのＹ値が同じく０．４５を越えると、相対的にＡｌの含有割合が少なくなり過ぎて、特に所望の高温硬さと耐熱性（高温特性）を確保することができず、これが摩耗促進の原因となることから、そのＹ値を０．２５〜０．４５と定めた。
【００１１】
（ｃ）Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点間の間隔
その間隔が０．０１μm未満ではそれぞれの点を上記の組成で明確に形成することが困難であり、この結果層に所望のすぐれた熱伝導性と、強度および靭性、さらに高温特性を確保することができなくなり、またその間隔が０．１μmを越えるとそれぞれの点がもつ欠点、すなわちＡｌ最高含有点であれば強度および靭性不足、Ａｌ最低含有点であれば放熱性（熱伝導性）不足が層内に局部的に現れ、これが原因で切刃の摩耗進行が促進されるようになることから、その間隔を０．０１〜０．１μmと定めた。
【００１２】
（ｄ）硬質被覆層の全体平均層厚
その層厚が０．５μｍ未満では、所望の耐摩耗性を確保することができず、一方その平均層厚が１０μｍを越えると、切刃にチッピング（微小欠け）が発生し易くなることから、その平均層厚を０．５〜１０μｍと定めた。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の被覆ＢＮ基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０．５〜４μｍの範囲内の平均粒径を有する立方晶窒化硼素（以下、ｃ−ＢＮで示す）粉末、炭化チタン（以下、ＴｉＣで示す）粉末、窒化チタン（以下、ＴｉＮで示す）粉末、炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮで示す）粉末、炭化タングステン（以下、ＷＣで示す）粉末、Ａｌ粉末、ＴｉとＡｌの金属間化合物粉末であるＴｉ3Ａｌ粉末、ＴｉＡｌ粉末、およびＴｉＡｌ3粉末、さらに組成式：Ｔｉ2ＡｌＮを有する複合金属窒化物粉末、硼化チタン（以下、ＴｉＢ2で示す）粉末、窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮで示す）粉末、硼化アルミニウム（以下、ＡｌＢ2で示す）粉末、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3で示す）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の圧力で直径：５０ｍｍ×厚さ：１．５ｍｍの寸法をもった圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を、圧力：１Ｐａの真空雰囲気中、９００〜１３００℃の範囲内の所定温度に３０分間保持の条件で焼結して切刃片用予備焼結体とし、この予備焼結体を、別途用意した、Ｃｏ：８質量％、ＷＣ：残りの組成、並びに直径：５０ｍｍ×厚さ：２ｍｍの寸法をもったＷＣ基超硬合金製支持片と重ね合わせた状態で、通常の超高圧焼結装置に装入し、通常の条件である圧力：５ＧＰａ、温度：１２００〜１４００℃の範囲内の所定温度に保持時間：０．５時間の条件で超高圧焼結し、焼結後上下面をダイヤモンド砥石を用いて研摩し、ワイヤー放電加工装置にて一辺３ｍｍの正三角形状に分割し、さらにＣｏ：５質量％、ＴａＣ：５質量％、ＷＣ：残りの組成およびＣＩＳ規格ＴＮＧＡ１６０４０８の形状（厚さ：４．７６mm×一辺長さ：１６mmの正三角形）をもったＷＣ基超硬合金製チップ本体のろう付け部（コーナー部）に、質量％で、Ｃｕ：３０％、Ｚｎ：２８％、Ｎｉ：２％、Ａｇ：残りからなる組成を有するＡｇ合金のろう材を用いてろう付けし、これに仕上げ研摩を施すことによりＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒをそれぞれ製造した。
【００１４】
ついで、上記のＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒ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、図１に示されるアークイオンプレーティング装置内の回転テーブル上に外周部にそって所定間隔をもって設けた多段回転支持板上に載置し、一方側のカソード電極（蒸発源）として、種々の成分組成をもったＡｌ最低含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金、他方側のカソード電極（蒸発源）として、種々の成分組成をもったＡｌ最高含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金を前記回転テーブルを挟んで対向配置し、またボンバート洗浄用金属Ｔｉも装着し、まず装置内を排気して０．５Ｐａ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、前記回転テーブル上で自転しながら回転するＢＮ基チップ基体に−１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、カソード電極の前記金属Ｔｉとアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もってＢＮ基チップ基体表面をＴｉボンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して２Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記回転テーブル上で自転しながら回転するＢＮ基基体に−１００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、それぞれのカソード電極(前記Ａｌ最低含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金およびＡｌ最高含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金)とアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もって前記ＢＮ基チップ基体の表面に、層厚方向に沿って表３，４に示される目標組成のＡｌ最低含有点とＡｌ最高含有点とが交互に同じく表３，４に示される目標間隔で繰り返し存在し、かつ前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、かつ同じく表３，４に示される目標全体層厚の硬質被覆層を蒸着形成することにより、本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８をそれぞれ製造した。
【００１５】
また、比較の目的で、上記のＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒの表面への硬質被覆層の形成を、図２に示される通常のアークイオンプレーティング装置を用い、カソード電極（蒸発源）として種々の成分組成をもったＡｌ−Ｔｉ合金を装着し、さらにボンバート洗浄用金属Ｔｉも装着し、まず装置内を排気して０．５Ｐａ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、ＢＮ基チップ基体に−１０００Ｖの直流バイアス電圧を印加して、カソード電極の前記金属Ｔｉとアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もってＢＮ基チップ基体表面をＴｉボンバート洗浄し、ついで装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して２Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記ＢＮ基チップ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る条件にて行なって、前記ＢＮ基チップ基体Ａ〜Ｒのそれぞれの表面に、表５，６に示される目標組成および目標層厚を有し、かつ層厚方向に沿って実質的に組成変化のない（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる硬質被覆層を蒸着形成する以外は、上記の本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８の製造条件と同じ条件で従来被覆ＢＮ基工具１〜１８をそれぞれ製造した。
【００１６】
つぎに、上記本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８および従来被覆ＢＮ基工具１〜１８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、
被削材：ＪＩＳ・ＳＵＳ３０４の丸棒、
切削速度：３５０ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．４ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：５分、
の条件でのステンレス鋼の乾式連続高速切削加工試験、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭｎＨ１の丸棒、
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．３ｍｍ、
送り：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：５分、
の条件での高マンガン鋼の乾式連続高速切削加工試験、さらに、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭｎＨ１の長さ方向等間隔４本縦溝入り丸棒、
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：０．３ｍｍ、
送り：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：３分、
の条件での高マンガン鋼の乾式断続高速切削加工試験を行い、いずれの切削加工試験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測定結果を表３〜６に示した。
【００１７】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
この結果得られた本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８を構成する硬質被覆層におけるＡｌ成分最高含有点とＡｌ成分最低含有点の組成、並びに従来来被覆ＢＮ基工具１〜１８の硬質被覆層の組成をオージェ分光分析装置を用いて測定したところ、それぞれ目標組成と実質的に同じ組成を示した。
また、これらの本発明被覆ＢＮ基工具１〜１８の硬質被覆層におけるＡｌ成分最高含有点とＡｌ成分不含有点間の間隔、およびこれの全体層厚、並びに従来被覆ＢＮ基工具１〜１８の硬質被覆層の厚さを、走査型電子顕微鏡を用いて断面測定したところ、いずれも目標値と実質的に同じ値を示した。
【００２３】
【発明の効果】
表２〜５に示される結果から、硬質被覆層が層厚方向にＡｌ最低含有点とＡｌ最高含有点とが交互に所定間隔をおいて繰り返し存在し、かつ前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有する本発明被覆ＢＮ基工具は、いずれも特に高い発熱を伴うステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削で、前記硬質被覆層がすぐれた放熱性を発揮し、これによって高熱に曝されても切刃部の熱塑性変形が抑制されるようになり、さらに硬質被覆層の具備する高強度と高靭性、およびすぐれた高温硬さと耐熱性と相俟って、すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するのに対して、硬質被覆層が層厚方向に沿って実質的に組成変化のない（Ａｌ，Ｔｉ）Ｎ層からなる従来被覆超硬工具においては、前記硬質被覆層が高強度と高靭性、さらにすぐれた高温硬さと耐熱性を有するものの、十分な放熱性を具備するものでないために切刃部が熱塑性変形を起し、これが原因で偏摩耗が発生し、摩耗進行が促進するようになることから、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ＢＮ基工具は、通常の条件での切削加工は勿論のこと、特に高い発熱を伴うステンレス鋼や高マンガン鋼などの難削材の高速切削加工に用いた場合にも、長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮するものであるから、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】この発明の被覆ＢＮ基工具を構成する硬質被覆層を形成するのに用いたアークイオンプレーティング装置を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面図である。
【図２】従来被覆ＢＮ基工具を構成する硬質被覆層を形成するのに用いた通常のアークイオンプレーティング装置の概略説明図である。
Claims (1)
- 装置中央部に立方晶窒化硼素基焼結材料基体の装着用回転テーブルを設け、前記回転テーブルを挟んで、一方側にＡｌ最高含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金、他方側にＡｌ最低含有点形成用Ａｌ−Ｔｉ合金をカソード電極（蒸発源）として対向配置したアークイオンプレーティング装置を用い、前記回転テーブルの外周部に沿って複数の前記基体をリング状に装着し、この状態で装置内雰囲気を窒素雰囲気として前記回転テーブルを回転させると共に、前記基体自体も自転させながら、前記の両側のカソード電極（蒸発源）とアノード電極との間にアーク放電を発生させて、前記基体の表面に、ＡｌとＴｉの複合窒化物層からなる硬質被覆層を５〜１０μｍの全体平均層厚で蒸着してなる表面被覆立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具にして、
上記硬質被覆層が、層厚方向にそって、Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点とが所定間隔をおいて交互に繰り返し存在し、かつ前記Ａｌ最高含有点から前記Ａｌ最低含有点、前記Ａｌ最低含有点から前記Ａｌ最高含有点へＡｌ（Ｔｉ）含有量が連続的に変化する成分濃度分布構造を有し、さらに、
上記Ａｌ最高含有点が、組成式：（Ａｌ1-X ＴｉX ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｘは０．０５〜０．２０を示す）、
上記Ａｌ最低含有点が、組成式：（Ａｌ1-Y ＴｉY ）Ｎ（ただし、原子比で、Ｙは０．２５〜０．４５を示す）、
を満足し、かつ隣り合う上記Ａｌ最高含有点とＡｌ最低含有点の間隔が、０．０１〜０．１μmであること、
を特徴とする高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具。
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