JPH08318406A

JPH08318406A - 被覆切削工具

Info

Publication number: JPH08318406A
Application number: JP12116095A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Ohara; 久典大原; Katsuya Uchino; 克哉内野
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】母材と、それに接する炭化チタンの結晶状況
に言及し、安定した耐摩耗性を発揮する被覆切削工具を
提供すること。【構成】超硬合金よりなる母材の表面に化学蒸着法に
よってセラミックス被覆を形成した被覆切削工具におい
て、内側層の母材と接する第１層が窒化チタンであり、
第１層である厚さ0.1μm以上2.0μm以下の窒化チタンが
母材中の該硬質相上では0.02〜0.1μmの柱状あるいは成
長方向に長い粒状となっており、且つ母材中の該金属結
合相上では平均結晶粒径が0.01〜0.05μmの粒状の関係
になっていることを特徴とする被覆切削工具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強靱且つ耐摩耗性に優れ
た皮膜を形成した被覆切削工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】切削工具の使用される環境がますます過
酷になるのに伴い、炭化タングステン基超硬合金やサー
メットといった硬質母材の表面に化学蒸着法（ＣＶＤ
法）や物理蒸着法（ＰＶＤ法）等の手法によって各種の
セラミックス被覆を形成した、いわゆる被覆切削工具が
広く活用されるようになっている。このような被覆の実
例としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）及びアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）被覆がある。これらの単
層または複層コーティングによって、切削工具の耐摩耗
性が向上するだけでなく、切削時に被削材と切削工具と
が反応することを防止でき、結果的に工具の寿命向上が
図れたことは、すでに公知の通りである。

【０００３】しかし、これらの被覆切削工具を用いて加
工を行った場合、特に高速切削加工のように高温での耐
摩耗性が必要な加工、あるいは小物部品加工のように加
工数が多く被削材への食いつき回数が多い加工などで被
覆層の耐摩耗性が不足したり、被覆層の損傷が発生する
ことによる工具寿命の低下が発生していた。また、熱Ｃ
ＶＤ法による被覆ではＰＶＤ法に比べて母材との密着性
には優れるものの、母材の種類によっては、特に性能に
寄与する切り刃稜線部において母材との界面に脆化層で
あるη相が厚く析出し易く、切削中にこのη相とともに
被覆層が脱落して摩耗の進行が促進されることから、工
具寿命のばらつきを引き起こし、被覆層が十分に寿命の
向上に寄与しているとは言えない場合があった。

【０００４】これらの従来から発生していた問題を解決
するために、アセトニトリル（ＣＨ₃ＣＮ）等の有機Ｃ
Ｎ化合物を用いた熱ＣＶＤ法による炭窒化チタン膜（Ｔ
ｉＣＮ）（特公昭５７−５３３０８号公報、特公昭５７
−５０８７１号公報）が注目されている。従来の熱ＣＶ
Ｄ法（高温ＣＶＤ法；ＨＴ−ＣＶＤ法と称する）では、
チタン系被覆の形成中に母材から被覆へ元素（特に炭
素）の移動が生じ、母材表面に変質層（η相と呼ばれる
Ｃｏ₃Ｗ₃Ｃ等の複炭化物）が生成する。この様な好まし
くない変質相の生成を抑さえるＭＴ−ＣＶＤ法（中温Ｃ
ＶＤ法）は、被覆温度がやや低く（800℃〜900℃）、気
相からのＣやＮの供給が十分であるために、切り刃稜線
部の界面でさえもη相が生じないとされている。

【０００５】ＭＴ−ＣＶＤ法を採用した特許は多数出願
されている。例えば特開平３−６４４６９号公報、特開
平３−８７３６８号公報では、いずれも超硬合金母材表
面に直接ＭＴ−ＣＶＤ法を用いてＴｉＣＮ膜を形成し、
その上にＨＴ−ＣＶＤ法によりアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）や
窒化チタン（ＴｉＮ）等の多層膜を形成した工具を提案
している。また、特開昭６２−９９４６７号公報におい
ては、結晶粒径が0.5μmのＴｉＣＮ及び／あるいはＴｉ
Ｎを0.5〜5.0μmの厚みで被覆した単層あるいは多層を
提案しており、ＴｉＣＮ被覆の形成方法として蒸着温度
700〜900℃におけるＭＴ−ＣＶＤ法を提案している。し
かし、母材に接する被覆層としてはＴｉＣＮ層を提案し
ていた。また被覆層の微細構造については、特開昭６２
−９９４６７号公報の様に、被覆層を構成するＴｉＣＮ
及び／あるいはＴｉＮの結晶粒径が0.5μm以下であれば
最適であるとの提案はなされているが、結晶粒の形状と
粒径の評価法に関する記載がなく、現実的ではなかっ
た。

【０００６】更に特開平６−８００８号公報や特開平６
−８０１０号公報の様に、被覆層の少なくとも１層をＴ
ｉＣＮ層とし、その構造を粒状と縦長状の組み合わせと
することが耐チッピング性に優れた工具を得るために重
要であることを開示している。また特開平６−１０６４
０２号公報及び特開平６−１０８２５４号公報では、母
材の表面に粒状のＴｉＣＮを5〜50nm（0.005〜0.05μm
に相当）の厚さで形成することで、優れた性能の工具を
得られることを開示している。しかしいずれの先行例
も、ＴｉＣＮを構成する結晶粒の平均的な形状やサイズ
に触れているにとどまり、被覆全体の機械的特性を支配
する因子である結晶粒のサイズや、ＴｉＣＮ以外の被覆
の粒形状の関係について言及されていない。このような
問題を解決するために、本発明者らにより特願平６−２
１４８０７号明細書により示されるように、内側層の第
２層に含まれるＴｉＣＮ被覆層を特定の構造にすること
を開示しているが、更に微視的に被覆層と母材との構造
を提供するには至っていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み、ＣＶＤ法によるＴｉＣＮ膜のメリットを最大
限発揮させることで、従来以上に信頼性の高い被覆切削
工具を発明することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために種々検討を加えた結果、まず母材の
表面に第１層としてＴｉＮを被覆し、その上に第２層と
してＴｉＣＮを被覆することが上記問題点の解決に有効
であることを見いだした。この時、母材に接する第１層
であるＴｉＮについては、その構造が母材中の硬質相上
と金属結合相上で異なることが極めて重要であることを
見い出した。さらにＴｉＮを構成する結晶粒子の構造が
次の通りであることが重要である。すなわち母材に接す
る第１層である窒化チタンが、母材中の該硬質相上では
0.02〜0.1μmの柱状あるいは成長方向に長い粒状で、且
つ母材中の該金属結合相上では平均結晶粒径が0.01〜0.
05μmの粒状の関係になっていることを見い出した。

【０００９】即ち、本発明は、主たる成分として元素周
期率表におけるＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族の炭化物、窒化
物、炭窒化物のうちの少なくとも１種以上の硬質相を、
周期率表のＶＩＩＩ族の金属により焼結した硬質合金よ
りなる母材の表面に、セラミック被覆を形成した被覆切
削工具において、内側層が、チタンの炭化物、窒化物、
炭窒化物から選ばれる２種以上を被覆した多層で構成さ
れ、外側層が、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化ハフニウム、炭化チタン、炭窒化チタン、窒化チタ
ンから選ばれる１種又は２種以上の単層又は多層で構成
されている被覆層を被覆した表面被覆切削工具におい
て、内側層の炭化チタンが、炭窒化チタンの上部に隣接
して形成されており、母材とそれに接する炭化チタンの
結晶状況が上記の関係を満足するものである。ここで、
母材となる硬質合金としては、通常用いられる炭化タン
グステン基超硬合金又はサーメットを用いる。また母材
に接する第１層はＴｉＮであることが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明の第一の特徴は、ＣＶＤ法によるＴｉＣ
Ｎを母材表面に直接被覆するのではなく、特定の結晶構
造を持ったＴｉＮを介して被覆する点にある。この理由
は次の通りである。既に述べた様に、ＣＶＤ法によるＴ
ｉＣＮと母材との密着性を向上させる為には、母材の表
面に第１層としてＴｉＮ層を被覆することが好ましく、
この時にＴｉＮが特定の形状で成長していることが好ま
しい。母材に接する第１層のＴｉＮは、その上にＴｉＣ
Ｎが成長する際の下地になっており、ＴｉＮ上で成長す
るＴｉＣＮ結晶の形状を左右する。

【００１１】従って、ＴｉＮ被覆の膜厚が0.1μmよりも
薄いと、連続した膜とならず、所定の機能を発揮しない
ため、ＴｉＮ被覆の膜厚は0.1μm以上であることが好ま
しい。また第１層のＴｉＮの厚みが2.0μmを越えると、
工具としての耐摩耗性がかえって低下するため、2.0μm
以下であることが好ましい。しかしＴｉＮを炭素含有母
材表面に形成した場合、被覆形成中あるいは形成後に母
材から供給される炭素を吸って、ＴｉＮ被覆中に若干の
炭素が混じる場合がある。この様なＴｉＮ被覆は炭素含
有量に応じてその色調が金色から紫あるいは褐色に変化
することが知られている。本発明における第１層のＴｉ
Ｎ被覆とは、その色調が明かに金色のものを指す。母材
から炭素を吸って紫色あるいは褐色に変色したＴｉＮ被
覆は、その特性を十分発揮できないことも本発明者らに
よって確認された。

【００１２】さて第１層のＴｉＮ被覆は、その上に成長
するＴｉＣＮ被覆の結晶成長の核となるだけでなく、被
覆層と母材との界面に位置する重要な層である。本発明
でＴｉＮ被覆層に求められる最大の特性は、下地である
母材中に存在する硬質相及び金属結合相の上において、
優れた密着性を発揮することである。この様な密着性を
発揮するには、母材に接するＴｉＮが・母材中の該硬質
層上では平均結晶粒径0.02〜0.1μmの柱状あるいは成長
方向に長い粒状・母材中の該金属結合相上では平均結晶
粒径が0.01〜0.05μmの粒状で規定されることが必要で
ある。ここで言う結晶粒径とは、成長方向に垂直な断面
での結晶の太さのことである。平均結晶粒径の評価は、
例えば走査型電子顕微鏡により撮影された破断面あるい
は研磨後のエッチング面の写真において、決まった寸法
の視野の中に見える結晶粒の本数を数えることにより実
施される。

【００１３】例えば、破断面の組織観察においては、母
材表面と平行に測った10μm幅の視野の中に、10本の結
晶粒が見られた時には、設定した幅である10μmを10で
割ることによって、1μmと評価される。このとき、視野
からわずかでもはみ出した結晶粒については、0.5本と
数えるものとする。また成長面の組織観察においては、
母材表面に対して平行に研磨、ラッピングした面におい
て、10μm四方の視野の中に、100個の結晶粒が見られた
時には、設定した幅である10μmを100の平方根である10
で割ることによって、1μmと評価される。このとき、視
野からわずかでもはみ出した結晶粒については、0.5個
と数えるものとする。これらの組織観察の方法として
は、薄片に加工した試料を透過型電子顕微鏡で観察する
方法などの方法を用いても構わない。いずれも適切な倍
率で撮影した写真から、結晶粒径を算出する。但し、Ｘ
線回折法による結晶粒径の算出は、計算値が被覆の残留
応力等に影響され易いため、好ましくない。

【００１４】さてＴｉＮ被覆層は、被覆時の条件によっ
て様々な微細構造をとるが、・母材中の該硬質相上では
0.02〜0.1μmの柱状あるいは成長方向に長い粒状・母材
中の該金属結合相上では平均結晶粒径が0.01〜0.05μm
の粒状である場合に最も耐剥離性に優れている。これ
は、下地である母材と第１層ＴｉＮとの界面において、
最も適切な元素の相互拡散の結果、この様な特定の構造
を持つと同時に母材との接合状態が改善されるためであ
ると推定される。また母材中の金属結合相の上の方が硬
質相の上よりもＴｉＮの結晶粒子が細かいことは、切削
中の応力が働いた時に金属結合相の方が変形が大きく、
この上の被覆層の変形も大きくなることが考えられ、こ
の時に変形に対して破壊しにくいという面で好ましい。
この様な観点から、硬質相上では0.02〜0.1μmの平均結
晶粒径であれば、結晶粒子の形状は柱状あるいは成長方
向に長い粒状であっても構わない。

【００１５】また、金属結合相上では、硬質相上よりも
粒子径が小さく、且つ粒状であることが必要である。粒
子サイズは、これ以上大きいと下地との密着性が低下す
ると共に破壊が大規模になるため、好ましくない。また
これよりも小さいと結晶性の低下によりＴｉＮセラミッ
クス本来の強度が発揮されないため好ましくない。また
この様な第１層ＴｉＮ上に第２層ＴｉＣＮを被覆する
と、ＴｉＣＮの成長が下地であるＴｉＮの成長終了面の
影響を受け、ＴｉＮの表面に露出している結晶粒とほぼ
同じ結晶粒径を持ったＴｉＣＮを核としてＴｉＣＮ結晶
が成長する。この結果得られた多層で構成された被覆層
が、優れた耐摩耗性、耐剥離性を持つものと推定され
る。これらの具体的な内容は実施例において詳しく説明
するが、いずれにしても、本発明のＴｉＣＮとＴｉＣの
構造の関係を維持することは、安定して優れた切削性能
を示す工具を得るために必要なものである。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）母材表面に厚さ約15μmの脱β層を持っ
たＩＳＯに示された型番コート１２０４０８形状の超硬
合金（ＪＩＳＢ４０５３切削工具用合金成分一覧表
中のＰ１０に該当する合金成分）の表面に、公知の熱Ｃ
ＶＤ法により厚み0.5μmのＴｉＮを形成した後に、公知
のＣＶＤ法によりＴｉＣＮを4μm形成し、更にその上に
ＴｉＣを3μｍ形成した。ＴｉＮ被覆形成に先立つ昇温
工程では、500℃までは雰囲気をＨ₂：100％の200Ｔｏｒ
ｒとし、500℃以上ではＮ₂：80％、Ｈ₂：残（いずれも
流量モル比）とした大気圧下で行ない、超硬合金表面へ
の窒素富化を行なうと共に、引き続き行なったＴｉＮ被
覆の形成条件でも、ＴｉＣｌ₄：1.5％、Ｎ₂：90％、
Ｈ₂：残、（いずれも流量モル比）、総流量20リットル
／分、基板温度900℃、反応槽内圧力50Ｔｏｒｒとする
ことで、第１層ＴｉＮが本発明の構造となる様にした。

【００１７】一方、ＴｉＣＮの形成条件は、ＴｉＣ
ｌ₄：1.5％、ＣＨ₄：3％、Ｎ₂：2％、Ｈ₂：残、（いず
れも流量モル比）、総流量20リットル／分、基板温度98
0℃、反応槽圧力90Ｔｏｒｒとした。またＴｉＣの形成
条件は、ＴｉＣｌ₄：1.5％、ＣＨ₄：5％、Ｈ₂：残、
（いずれも流量モル比）、総流量15リットル／分、基板
温度1050℃、反応槽圧力120Ｔｏｒｒとした。この上に
ＴｉＢＣＮ（0.5μm）、Ａｌ₂Ｏ₃（1.5μｍ）、ＴｉＮ
（0.2μｍ）の順に被覆層を形成し、本発明の被覆層の
構造を持った工具を試作した。平均結晶粒径の評価は、
皮膜の断面を研磨して平滑にし、弗酸と硝酸の混合液を
用いてエッチングして結晶粒界を出し、これを高倍率の
走査型電子顕微鏡を用いて観察し、評価した。評価の結
果、本発明品である工具においては、第１層ＴｉＮが明
かに金色の色調を持っており、母材中の硬質相である炭
化タングステン粒上では太さ0.07μmの柱状形状を持
ち、母材中の金属結合相であるコバルト上では平均結晶
粒径0.03μmの粒状形状を持つことがそれぞれ確認でき
た。

【００１８】本発明品に対して、被覆厚を揃えた３種類
の比較用工具を作製した。比較例１：第１層のＴｉＮの
無いもの（ＴｉＣＮ厚みを4.5μmとした）比較例２：炭
化タングステン上でもコバルト上でも太さ0.12μmで均
一な柱状構造からなる下地のＴｉＮを厚さ0.5μm形成し
たもの（ＴｉＣＮ厚みは4.0μm）比較例３：第１層のＴ
ｉＮの結晶粒子は本発明の範囲内であるが、厚みが3.0
μmと厚いもの（ＴｉＣＮ厚みは1.5μmとした）本発明
品及び３つの比較例について、表１に示す条件で切削試
験を実施した。結果を表２に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】表２からわかる様に、本発明品は、耐摩耗
性に優れると同時に耐剥離性、耐欠損性にもすぐれるこ
とがわかる。一方、下地のＴｉＮ被膜のない場合（比較
例１）は、被覆の耐剥離性に劣ることが確認された。更
に第１層のＴｉＮが太く均一な柱状結晶から構成されて
いる場合（比較例２）は、耐剥離性、耐摩耗性共に劣
り、欠損することがわかった。また第１層ＴｉＮが厚い
場合（比較例３）は、耐剥離性には優れるものの、耐摩
耗性共に劣り、寿命が短いことがわかった。

【００２２】（実施例２）ＩＳＯに示された型番コー
ト１２０４０８の形状でチップブレーカー付きの形状で
ある超硬合金（ＪＩＳＢ４０５３切削工具用合金成
分一覧表中のＰ３０に該当する合金成分）を母材として
用い、この表面に表３に示す構造の被覆層を形成した。
ここで、本発明品における第１層のＴｉＮ被覆は実施例
１に記載したＴｉＮ被覆形成条件と同じとし、第２層の
ＴｉＣＮ被覆の形成は、アセトニトリル（ＣＨ₃ＣＮ）
を用いたＭＴ−ＣＶＤ法により行った。更に、この上に
第３層であるＴｉＣ被覆を、公知のＣＶＤ法により実施
したもの（本発明品１と３）を作ったが、その形成条件
は実施例１のＴｉＣ被覆形成条件と同じとした。なお本
発明品２ではＴｉＣ被覆を入れなかった。なお本発明品
２では、塩化ハフニウムを原料とした酸化ハフニウム
（ＨｆＯ₂）を、本発明品３では、塩化ジルコニウムを
原料とした酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）をそれぞれ熱
ＣＶＤ法により形成した。

【００２３】以上の手法により得られた本発明品１〜３
について、被覆層の破断面及び研磨面を詳細に調べたと
ころ、第１層のＴｉＮ被覆がそれぞれ0.2μm、0.9μm、
1.5μmであり、いずれも明かに金色の色調を持ってお
り、母材からの炭素拡散による変色は全く認めず、本発
明に記載の構造、即ち、本発明品１：・母材中の該硬質
相上では0.03μmの成長方向に長い粒状、・母材中の該
金属結合相上では平均結晶粒径が0.02μmの粒状、本発
明品２：・母材中の該硬質相上では0.05μmの柱状、・
母材中の該金属結合相上では平均結晶粒径が0.03μmの
粒状、本発明品３：・母材中の該硬質相上では0.08μm
の柱状、・母材中の該金属結合相上では平均結晶粒径が
0.04μmの粒状の構造をそれぞれ有していた。

【００２４】他方、比較例１では、下地にＴｉＮを入れ
ずに、本発明品と同条件で基材上に直接ＴｉＣＮ被覆の
形成を行った。比較例２ではＴｉＮ被覆形成時の炉内圧
力を変えたことで、ＴｉＮ被覆が硬質相上、結合相上を
問わず均一な太さ0.07μmの柱状結晶から構成されてい
た。また比較例３では、第１層のＴｉＮ被覆が本発明の
範囲内の結晶から構成されていたが、その被覆厚が3.2
μmと厚かった。なお本発明品と同様に、全ての比較例
におけるＴｉＣＮ被覆の形成はＭＴ−ＣＶＤ法により行
った。その他の被覆については、公知の熱ＣＶＤ法によ
り被覆形成を行い、表３に示す被覆厚及び被覆構造の試
料を得た。

【００２５】

【表３】

【００２６】表３に示した試料について、表４に示す切
削条件にて切削試験を実施した。

【００２７】

【表４】

【００２８】切削試験の結果を表５に示す。

【００２９】

【表５】

【００３０】表５より、本発明品１〜３は、耐摩耗性、
耐剥離性共に優れており、安定した寿命が得られること
がわかる。これに対して、下地の中間層としてＴｉＮ被
覆を入れなかった場合（比較例１）は、実施例１におい
ても確認した様に、耐剥離性に劣るという結果が得られ
た。次にＴｉＮ被覆を構成する柱状結晶の平均粒径が本
発明品に該当しない場合（比較例２）は、切削中に被覆
が大規模に破壊し易く、欠けを生じた。また第１層のＴ
ｉＮ被覆の結晶粒子が本発明の範囲内に入るが被覆厚が
厚い場合（比較例３）は、剥離は見られなかったものの
耐摩耗性にやや劣ることが分かった。これらの比較例は
全て耐摩耗性と耐剥離性を両方満足させておらず、切削
工具としては性能的に劣ることがわかる。

【００３１】（実施例３）ＩＳＯに示された型番コー
ト１２０４０８の形状でＪＩＳＢ４０５３切削工具用
合金成分一覧表中のＰ０１に該当する炭窒化チタン基サ
ーメットを母材として用い、この表面に表６に示す構造
の被覆層を形成した。ここで、本発明品における第１層
のＴｉＮ被覆、第２層のＴｉＣＮ被覆の形成は、実施例
１に記載の本発明品の被覆形成条件にて実施し、第１層
のＴｉＮ被覆を構成する結晶粒子の形状が本発明の範囲
に入っていることを確認した。比較例１では、実施例１
の比較例１と同様に、第１層のＴｉＮを入れずに基材上
に直接ＴｉＣＮ被覆の形成を行なった。また比較例２で
は、実施例１の比較例２と同様に、硬質相上でも金属結
合相上でも太さ0.12μmで均一な柱状構造からなる下地
のＴｉＮ被覆を厚さ0.7μm形成した。また比較例３では
実施例１の比較例３と同様に第１層のＴｉＮ被覆の結晶
粒子は本発明の範囲内であるが、厚みを2.5μmと厚くし
た。その他の被覆については、従来の熱ＣＶＤ法により
形成し、表６に示す被覆厚及び被覆構造の試料を得た。

【００３２】

【表６】

【００３３】表６に示した試料について、表７に示す切
削条件にて切削試験を実施した結果を表８に示す。

【００３４】

【表７】

【００３５】

【表８】

【００３６】表８より、本発明品は耐摩耗性、耐剥離性
共に優れており、安定した寿命が得られていることがわ
かる。これに対して、下地のＴｉＮ被覆を入れなかった
場合（比較例１）は、実施例１においても確認したよう
に、耐剥離性に劣るという結果が得られた。次にＴｉＮ
被覆を構成する柱状結晶の平均粒径が本発明品に該当し
ない場合（比較例２）は、切削中に被覆が大規模に破壊
し易く、欠けを生じた。また第１層のＴｉＮ被覆の結晶
粒子が本発明の範囲内に入るが被覆厚が厚い場合（比較
例３）は、剥離は見られなかったものの耐摩耗性にやや
劣ることが分かった。これらの比較例はいずれも耐摩耗
性と耐剥離性を両方満足させておらず、切削工具として
は性能的に劣ることがわかる。

【００３７】

【発明の効果】以上記した様に、本発明の被覆切削工具
は、従来の被覆切削工具に比較し、被覆層全体の耐摩耗
性が高いだけでなく、被覆層と母材との接着が強固であ
り、切削時の耐剥離性にも優れている。また、従来提案
されていた被覆構造ではＣＶＤ法によるＴｉＣＮ被覆の
持つ特徴を引き出すことが困難であったのに対して、下
地の中間層であるＴｉＮを特定の構造とし、特定の厚み
で挿入することで、被覆切削工具の性能を向上させると
共に安定させることが可能となった。以上の点を加味し
た多層被覆を超硬合金工具基材上に形成することで、前
記の様な優れた性能を持った切削工具を容易に製造する
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主たる成分として元素周期率表における
ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族の炭化物、窒化物、炭窒化物の
うちの少なくとも１種又は２種以上の硬質相を、周期率
表のVIII族の金属結合相により焼結した硬質合金よりな
る母材の表面に、内側層の母材と接する第１層が窒化チ
タンであり、その上の第２層が炭窒化チタンであり、そ
の上にチタンの炭化物、窒化物、炭窒化物、ホウ窒化
物、ホウ炭窒化物から選ばれる１種又は２種以上を被覆
した多層で構成され、外側層が、酸化アルミニウム、酸
化ジルコニウム、酸化ハフニウム、炭化チタン、炭窒化
チタン、窒化チタンから選ばれる１種又は２種以上の単
層または多層で構成されている被覆層を被覆した表面被
覆切削工具において、前記第１層である窒化チタンを構
成する結晶粒子の形状が、母材中の該硬質相上と母材中
の該金属結合相上では異なることを特徴とする被覆切削
工具。
【請求項２】前記母材と接する第１層である窒化チタ
ンが、母材中の該硬質相上では0.02〜0.1μmの柱状ある
いは成長方向に長い粒状となっており、且つ母材中の該
金属結合相上では平均結晶粒径が0.01〜0.05μmの粒状
の関係になっていることを特徴とする請求項１記載の被
覆切削工具。
【請求項３】前記母材と接する第１層の窒化チタンの
厚みが0.1μm以上、2.0μm以下であることを特徴とする
請求項２記載の被覆切削工具。