WO2006011396A1

WO2006011396A1 - 表面被覆切削工具

Info

Publication number: WO2006011396A1
Application number: PCT/JP2005/013278
Authority: WO
Inventors: Hirotoshi Itoh; Takahito Tanibuchi
Original assignee: Kyocera Corporation
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2006-02-02
Also published as: JPWO2006011396A1; EP1772217B1; EP1772217A4; US8007929B2; JP4658939B2; KR100983551B1; US20090214857A1; KR20070038159A; EP1772217A1

Description

明細書

表面被覆切削工具

技術分野

[0001] 本発明は、硬質被覆層を表面に被着形成して優れた耐欠損性および耐摩耗性等の切削特性を有する切削工具に関する。

背景技術

[0002] 従来より、基体の表面に硬質被覆層を被着形成した表面被覆切削工具としては、超硬合金やサーメット、セラミックス等の硬質基体の表面に、 TiC層、 TiN層、 TiCN 層、 Al O層および TiAIN層等の硬質被覆層を単層または複数層被着形成したェ

2 3

具が多用されている。

[0003] 近時、切削加工の高能率ィ匕に伴い、さらなる耐欠損性 '耐摩耗性の向上が求められている。特に、金属の重断続切削等の大きな衝撃が切刃にかかるような切削が増えている。力かる過酷な切削条件においては、従来の工具では硬質被覆層が大きな衝撃に耐えきれず、チッビングや硬質被覆層の剥離が発生しやすぐこれが引き金となって、切刃の欠損や異常摩耗の発生等の突発的な工具損傷により、工具寿命の長寿命化ができな、と、う問題があった。

[0004] そこで、特許文献 1には、酸ィ匕アルミニウム層の粒径と層厚を適正化するとともに、 ( 012)面における組織化係数 (Texture Coefficient:配向係数）を 1. 3以上とすることで、緻密で耐欠損性の高、酸ィ匕アルミニウム層とすることが記載されて、る。

[0005] また、特許文献 2には、酸ィ匕アルミニウム層の（012)面における組織化係数 (配向係数)を 2. 5以上とすることで、酸ィ匕アルミニウム層の残留応力が解放されやすくなるため、酸ィ匕アルミニウム層の耐欠損性が向上することが記載されている。

[0006] しカゝしながら、上記特許文献 1および特許文献 2に記載されている酸化アルミニウム層の耐欠損性を全体的に向上させる、すなわち酸ィ匕アルミニウム層の靭性を向上させる方法では、特に突発欠損ゃチッビング等が生じやすいすくい面における工具損傷は抑えられるが、逃げ面では逆に酸ィ匕アルミニウム層の硬度低下によって被削材との接触によるこすれ摩耗が進行しやすくなつてしまい、結果的に工具寿命には限界があった。

[0007] 一方、特許文献 3には、酸ィ匕アルミニウム層の付着力を向上させるために、酸ィ匕ァルミ-ゥム層の X線回折分析の X線ピークにおいて、（110)面のピーク強度を最強とすることが記載されている。

[0008] また、特許文献 4には、酸ィ匕アルミニウム層の X線回折分析の X線ピークにおいて、

(012)面、（104)面、（110)面、（116)面のピーク強度を適正化することによって、酸ィ匕アルミニウム層の耐欠損性が向上することが記載されている。

[0009] し力しながら、上記特許文献 3および特許文献 4に記載されている酸ィ匕アルミニウム層の付着力を向上させる方法では、膜の剥離や摩耗の進行を抑制することはできる力すくい面では酸ィ匕アルミニウム層の付着力が強すぎて、下層の硬質層が先に剥離してしまうことから、大きな衝撃が力かると突発的に大きな欠損が発生する可能性があった。一方、逃げ面では、逆に酸ィ匕アルミニウム層にクラックが発生すると、クラック内に溶解した被削材が進入して被削材が溶着しやすくなつてしまい、結果的にェ具寿命には限界があった。

特許文献 1：特許第 3325987号公報

特許文献 2 :特開 2003— 025114号公報

特許文献 3 :特開平 10— 156606号公報

特許文献 4：特開 2002— 370105号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 本発明の主たる課題は、硬質被覆層の特性バランスを最適化することによって耐摩耗性および耐欠損性共に優れた表面被覆切削工具とし、長寿命な表面被覆切削ェ具を提供することである。

本発明の他の課題は、すくい面の耐衝撃性を高めて突発的に発生する大きな欠損を防止しつつ、逃げ面では被削材の溶着を防止して、長寿命な表面被覆切削工具を提供することである。

本発明のさらに他の課題は、安定して良好な加工面を有する切削物が得られる切削物の製造方法を提供することである。課題を解決するための手段

[0011] 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。

(1)主面側にすくい面を、側面側に逃げ面を備えた基体の表面に、酸ィ匕アルミニゥム層を少なくとも 1層含む硬質被覆層を成膜してなる表面被覆切削工具において、以下の式 (I)にて算出される値を前記酸ィ匕アルミニウム層の (HKL)面につ、ての配向係数 TCとしたとき、前記すくい面における配向係数 TCと前記逃げ面における配

R

向係数 TCとの比 TC /TCが 0. 3〜0. 95の範囲にある表面被覆切削工具。

F F R

[数 1]

I ( H K L ) / I ( H K L )

T C = ( I )

1 / 6 ∑ [ Ϊ ( h k l ) / I。（h k l ) ] 但し、

(HKL)面：（012)、（104)、（110)、（113)、（024)、（116)面から選ばれる 1種 I (HKL) ： (HKL)面における X線回折ピーク強度測定値

I (HKL)： JCPDSカード番号 10—173の（1110^)面にぉける標準線回折ピーク

0

強度

∑[l (hkl) /l (hkl) ] : (012)、 (104)、（110)、（113)、（024)、（116)面におけ

0

る [X線回折ピーク強度測定値] / [標準 X線回折ピーク強度]の値の合計

[0012] (2)前記 (HKL)面が（012)面である前記（1)に記載の表面被覆切削工具。

(3)前記すくい面における配向係数 TCが 1. 2〜2. 5、前記逃げ面における配向

R

係数 TCが 0. 5〜1. 1である前記（2)に記載の表面被覆切削工具。

F

(4)前記基体表面の面粗さが、前記すくい面において 0. 以下、前記逃げ面において 0. 2〜1. 0 mである前記（2)に記載の表面被覆切削工具。

(5)前記酸ィ匕アルミニウム層の直下に少なくともチタンおよび酸素を含有する化合物からなる結合層を有する前記（2)に記載の表面被覆切削工具。

(6)前記結合層における酸素濃度が 2〜10原子％である前記（5)に記載の表面被覆切削工具。

(7)前記酸ィ匕アルミニウム層と前記結合層との界面における面粗さが、すくい面において 0. 08 /z m以下、逃げ面において 0. 1〜0. 8 mである前記（5)に記載の表面被覆切削工具。

(8)前記酸ィ匕アルミニウム層のマイクロビッカース硬度計にて測定した膜硬度が、すくい面において 20GPa以上であり、かつ、前記逃げ面における前記酸化アルミ-ゥム層の膜硬度力すくい面における膜硬度よりも 0. 5GPa以上大きい前記（2)に記載の表面被覆切削工具。

[0013] (9)前記 (HKL)面が（110)面である前記（1)に記載の表面被覆切削工具。

(10)前記すくい面における配向係数 TCが 1. 3〜5. 0、前記逃げ面における配

R

向係数 TCが 0. 5〜4. 0である前記（9)に記載の表面被覆切削工具。

F

(11)前記基体表面の面粗さ力前記すくい面において 0. 2〜1 /ζ πι、前記逃げ面において 0. 6〜2 /z mである前記（9)に記載の表面被覆切削工具。

( 12)前記酸化アルミニウム層の直下に少なくともチタンおよび酸素を含有する化合物からなる結合層を有する前記（9)に記載の表面被覆切削工具。

( 13)前記結合層における酸素濃度が 10〜25原子％である前記（ 12)に記載の表面被覆切削工具。

(14)前記酸ィ匕アルミニウム層と前記結合層との界面における面粗さが、すくい面にお!ヽて 0. 2〜0. 5 /ζ πι、逃面【こお!ヽて 0. 6〜2 mである前記（12)【こ記載の表面被覆切削工具。

( 15)ダイヤモンド圧子によるスクラッチ試験にて測定した前記酸ィ匕アルミニウム膜の付着力力すくい面において 40N〜120Nの範囲内であり、かつ、前記逃げ面における前記酸ィ匕アルミニウム層の付着力が 30N〜100Nの範囲内である前記（9)に記載の表面被覆切削工具。

[0014] (16)前記 (HKL)面が（113)面である前記（1)に記載の表面被覆切削工具。

(17)前記すくい面における配向係数 TCが 0. 4〜1. 0、前記逃げ面における配

R

向係数 TCが 0. 2〜0. 7である前記（16)に記載の表面被覆切削工具。

F

(18)前記酸ィ匕アルミニウム層の直下に少なくともチタンおよび酸素を含有する化合物からなる結合層を有する前記（16)に記載の表面被覆切削工具。

( 19)前記結合層における酸素濃度が 25〜40原子％である前記（ 18)に記載の表面被覆切削工具。

[0015] (20)前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された切刃における（HKL )面についての配向係数 TCと前記逃げ面における配向係数 TCとの比 TC /TC

E F F E

が 0. 2〜0. 8の範囲にある前記（1)に記載の表面被覆切削工具。

(21)前記酸ィ匕アルミニウム層の層厚が 1〜6 μ mである前記（1)に記載の表面被覆切削工具。

[0016] (22)前記（1)に記載の表面被覆切削工具の前記すく!、面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された切刃を切削物に当てて切削加工を行う切削物の製造方法。

(23)前記切削加工として連続切削加工工程と断続切削加工工程とを含む前記（2 2)に記載の切削物の製造方法。

(24)前記（2)に記載の表面被覆切削工具で切削加工を行う前記（23)に記載の切削物の製造方法。

(25)前記切削加工として断続切削加工工程を含む前記（22)に記載の切削物の製造方法。

(26)前記（9)に記載の表面被覆切削工具で切削加工を行う前記（25)に記載の切削物の製造方法。

(27)前記切削加工として高速連続切削加工工程を含む前記（22)に記載の切削物の製造方法。

(28)前記（16)に記載の表面被覆切削工具で切削加工を行う前記（27)に記載の切削物の製造方法。

発明の効果

[0017] 前記（1) , (2)では、基体の表面に成膜した酸ィ匕アルミニウム層の（012)面の配向係数を、すくい面における配向係数 TCと逃げ面における配向係数 TCとの比 TC

R F F

/TCが 0. 3〜0. 95の範囲となるように調節する。これによつて、切削中に被削材と

R

衝突して衝撃を受けやす!/ヽすく!、面における切削工具の耐衝撃性を高めてチッピングゃ突発欠損を抑制することができる。し力も、切削中に被削材とのこすれ摩耗による摩耗の量が大きい逃げ面において、酸ィ匕アルミニウム層の硬度を高めて逃げ面の耐摩耗性を向上することができる。その結果、耐摩耗性と耐欠損性の両方に優れた性能を発揮する表面被覆切削工具となる。

従って、特に、刃先に大きな衝撃が力かる断続加工と、耐摩耗性が重要になる連続加工が混在する加工にお！ヽても、突発欠損の発生もなく優れた耐摩耗性を発揮することができると!/、う効果がある。

[0018] 前記（3)によれば、逃げ面において、前記酸ィ匕アルミニウム層の結晶間の結合力を高めて膜の硬度を十分に高くすることができ、逃げ面におけるこすれ摩耗を抑制することができる。さらに、前記すくい面において、前記酸ィ匕アルミニウム層の結晶間の結合力を弱めて酸ィ匕アルミニウム層の靭性を高め、すくい面におけるチッビングや突発欠損を抑制することができ、その結果、耐欠損性と耐摩耗性を共に向上することができる。

前記 (4)によれば、すくい面と逃げ面の配向係数を所定の範囲に容易に調節することができ、表面被覆切削工具の耐摩耗性および耐欠損性を共に向上することができる。

前記（5)によれば、前記酸ィ匕アルミニウム層の付着力を高めて切削加工中の膜剥離を抑えると共に、前記酸化アルミニウム層の配向係数を所定の範囲に調節しやすくすることがでさる。

前記（6)によれば、前記酸ィ匕アルミニウム層の配向係数を容易に制御することができる。

前記（7)によれば、すくい面と逃げ面における酸ィ匕アルミニウム層の配向係数の比を所定の範囲に容易に調節することができ、性能にバラツキのない表面被覆切削ェ具とすることができる。

前記（8)によれば、逃げ面の酸ィ匕アルミニウム層の耐摩耗性が高まり、逃げ面摩耗を抑えることができると共に、すくい面の酸ィ匕アルミニウム層の靭性を保持することで耐衝撃性を高めることができる。

[0019] 前記（9)では、基体の表面に成膜した酸化アルミニウム層の（110)面の配向係数を、すくい面における配向係数 TCと逃げ面における配向係数 TCとの比 TC /TC が 0. 3〜0. 95の範囲となるように調節する。これによつて、切削中に被削材と衝突

R

して大きな衝撃を受けやすいすくい面の靭性を高めて突発的に生じる大きな欠損を抑制することができるとともに、切削中に被削材とのこすれ摩耗による摩耗の量が大きい逃げ面において、酸ィ匕アルミニウム層の硬度を高めて逃げ面に発生する微小クラックを低減し、被削材の溶着を低減できる。その結果、長期間にわたって突発的な不具合が発生することのな!/ヽ、安定した切削性能を発揮する高信頼性の表面被覆切削工具となる。

[0020] 前記（10)によれば、逃げ面においては、前記酸ィ匕アルミニウム層にクラックが発生しにくくなるため、被削材がクラック内に侵入することを防ぎ、被削材の溶着を抑制することができる。し力も、切削による衝撃を受けやすい前記すくい面においては、前記酸ィ匕アルミニウム層に発生した微小クラックによって残留応力をより低減させて突発的に発生する大きな欠損を抑制できる。その上、すくい面においては前記酸ィ匕アルミ -ゥム層の付着力を高めて膜剥離を抑えることで前記酸ィ匕アルミニウム層の靭性が高められてすくい面におけるチッビングや突発欠損を抑制することができる。その結果、耐欠損性と耐摩耗性を共に向上することができる。

前記（11)によれば、すくい面と逃げ面の配向係数を所定の範囲に容易に調節することができ、表面被覆切削工具の耐摩耗性および耐欠損性を共に向上することができる。

前記（12)によれば、前記酸ィ匕アルミニウム層の付着力を高めて切削加工中の膜剥離を抑えると共に、前記酸化アルミニウム層の配向係数を所定の範囲に調節しやすくすることがでさる。

前記（13) , (14)によれば、すくい面と逃げ面における酸ィ匕アルミニウム層の配向係数の比を所定の範囲に容易に調節することができ、性能にバラツキのない表面被覆切削工具とすることができる。

前記（15)によれば、耐摩耗性を必要とする連続切削中に膜剥離を発生させず、かつ、強い衝撃が力かる断続切削中に前記酸ィ匕アルミニウム層の下層を巻き込んで膜剥離を発生させることのない適正な付着力を保有することができる。

[0021] 前記（16)によれば、すくい面のほうが逃げ面よりも少し変質することによって、すくい面における酸ィ匕アルミニウム層の粒径を微細にすることができて硬度が向上する。これによつてすくい面における耐摩耗性を向上させるとともに、酸ィ匕アルミニウム層の靭性をも向上させることで、大きな衝撃の力かるすくい面の耐欠損性を高め、大きなチッビングや欠損の発生を抑制できる。また、逃げ面の界面エネルギーを減少させることで、逃げ面の濡れ性を低減させ、逃げ面への被削材の溶着防ぐことができる結果、高速連続切削加工において問題となるすくい面におけるクレータ摩耗、逃げ面における被削材の溶着による加工面品位の低下を共に防止することができる。

前記（17)によれば、すくい面におけるクレータ摩耗をより効果的に防止することができる。

前記（18)によれば、酸ィ匕アルミニウム層の結晶構造を α型酸ィ匕アルミニウム構造に制御することができる。

前記（19)によれば、酸ィ匕アルミニウム層の配向係数を容易に制御することができる

[0022] 前記（20)によれば、前記切刃における酸ィ匕アルミニウム層の結晶間の結合カを最適化して前記切刃の耐衝撃性を高めることができるため、前記切刃からの突発欠損ゃチッビングを抑え、かつ高ヽ耐摩耗性を得ることができる。

前記（21)によれば、耐摩耗性を維持したまま膜剥離を抑えることができる。

[0023] 前記（22)によれば、安定して良好な加工面を有する切削物を得ることができる。

前記（23) , (24)によれば、すくい面のほうが逃げ面より靭性が高い構成とすることによって、断続切削における、より大きな衝撃が力かりやすいすくい面での耐欠損性を防止できるとともに、連続切削において摩耗しやすい逃げ面における摩耗を抑制することができる。

前記（25) , (26)によれば、すくい面のほうが逃げ面より微小クラックが多い構成とすることによって、断続切削における、より大きな衝撃が力かりやすい、すくい面での耐欠損性を防止できるとともに、逃げ面において溶着を防止することができる。

前記（27) , (28)によれば、すくい面のほうが逃げ面より変質しやすい構成とすることによって、すくい面では酸ィ匕アルミニウム層の粒径が微細になるため、硬度および靭性が向上する。し力も、逃げ面においては酸ィ匕アルミニウム層の界面エネルギー力、さくなることで被削材の溶着を防止することができる。そのため、切削速度が 200 m以上の高速連続切削加工にて問題になりやすい、すくい面におけるクレータ摩耗と逃げ面への被削材の溶着を改善することができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の表面被覆切削工具の外観を示す概略斜視図である。

[図 2]本発明の表面被覆切削工具の膜構成の一例を示した概略断面図である。

[図 3]図 2における A部の拡大図、および本発明における面粗さの測定方法を説明するための模式図である。

符号の説明

[0025] 1 :表面被覆切削工具

2 :すくい面

3 :逃げ面

4 :切刃

5 :基体

6 :硬質被覆層

7 :酸化アルミニウム層

8 :結合層

9 :界面

9b：基体と硬質被覆層との界面

9c：結合相と酸ィ匕アルミニウム層との界面

10 :下層

11 :最表層

発明を実施するための最良の形態

[0026] <表面被覆切削工具 >

(第 1の実施形態）

本発明の表面被覆切削工具 (以下単に工具と略す)の第 1の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図 1は、本実施形態に力かる工具を示す概略斜視図であり、図 2は、本実施形態に力かる工具を示す概略断面図である。

[0027] 同図に示すように、工具 1は、主面にすくい面 2、側面に逃げ面 3をそれぞれ有し、すくい面 2と逃げ面 3との交差稜線に切刃 4を有する基体 5の表面に、硬質被覆層 6 が被覆した構成となって、る。

[0028] ここで、本実施形態は、基体 5の表面に硬質被覆層 6として酸ィ匕アルミニウム (Al O

2

)層 7を少なくとも 1層具備し、この酸ィ匕アルミニウム層 7の（HKL)面が（012)面のピ

3

ーク強度が最強となり、すなわち、上記式 (I)における（HKL)面が（012)面であり、かつ酸ィ匕アルミニウム層 7の（012)面における X線回折法 (XRD)にて測定される X 線回折強度値を上記式 (I)に代入することで算定される配向係数について、すくい面 2における配向係数 TCと逃げ面 3における配向係数 TCとの比 TC /TCが 0. 3

R F F R

〜0. 95の範囲にあることを特徴とするものである。

[0029] ちなみに、上記式（I)において「JCPDSカード」とは、「Joint Committee on Po wder Diffraction Standardsから刊行されている化学物質の粉末 X線回折データファイルのことである。

[0030] これによつて、切削中に被削材と衝突して衝撃をうけやすいすくい面 2におけるェ具 1の耐衝撃性を高めてチッビングや突発欠損を抑制することができるとともに、切削中に被削材とのこすれ摩耗による摩耗の量が大きヽ逃げ面 3にお、て、酸化アルミ -ゥム層 7の硬度を高めて逃げ面 3の耐摩耗性を向上することができ、その結果、耐摩耗性と耐欠損性の両方に優れた性能を発揮することができる工具 1となる。

[0031] すなわち、酸ィ匕アルミニウム層 7の（012)結晶面における配向係数を大きくすると、酸ィ匕アルミニウム層 7の結晶粒子間の結合強度が弱くなり、酸ィ匕アルミニウム層 7の靭性が向上して、工具 1のすくい面 2において衝撃に対する強度が高まる効果がある。そのため、切削加工時の衝撃による膜の剥離、破壊に起因する突発欠損や、異常摩耗による工具寿命の低下を防ぐことができる。逆に、酸ィ匕アルミニウム層 7の（012) 結晶面における配向係数が小さくなると、酸ィ匕アルミニウム層 7の結晶粒子間の結合強度が高まり、酸ィ匕アルミニウム層 7の硬度が高くなる。そのため、工具 1の逃げ面 3 における耐摩耗性が向上する。その結果、工具全体として切削加工において優れた工具寿命を発揮することができる。比 TC /TCの望ましい範囲は 0. 3〜0. 8、より

F R

望ましヽ範囲 ίま 0. 5〜0. 85、特【こ望まし!/ヽ範囲 ίま 0. 5〜0. 8である。

[0032] ここで、本実施形態においては、酸ィ匕アルミニウム層 7の結晶構造としては、耐酸ィ匕性、耐摩耗性が高ぐ被削材と反応しにくくなり、切削工具としての寿命が向上することができるため、 a型結晶構造をなす酸ィ匕アルミニウム力もなることが望ま、。

[0033] また、本実施形態における酸ィ匕アルミニウム層 7の（012)面における配向係数の測定については、 α型酸ィ匕アルミニウム層を用いる。

[0034] なお、酸ィ匕アルミニウム層 7は、 α型酸ィ匕アルミニウム層の結晶構造以外に、 κ型、

Θ型、 γ型等の別の結晶構造が ex型酸ィ匕アルミニウム層の X線回折ピークの最強ピーク強度よりも低い強度比で混在する構成であってもよい。この場合であっても、酸化アルミニウム層 7の配向係数 TCの測定においては、 α型酸ィ匕アルミニウム層のピーク強度のみで (012)面の配向係数を算出する。

[0035] ここで、すくい面 2における酸化アルミニウム層 7の配向係数 TCが 1. 2〜2. 5であ

R

ることが、すくい面 2側の酸ィ匕アルミニウム層 7の耐衝撃性を高めて耐欠損性を向上させる点で望ましぐ特に 1. 2〜2. 0であることが望ましい。かつ、逃げ面 3における酸ィ匕アルミニウム層 7の配向係数 TCが 0. 5〜1. 1であることが逃げ面 3側の耐摩耗

F

性をより高めることができる点で望ましぐ特に、 0. 75〜： L 1となることが望ましい。

[0036] また、切刃 4における（012)面の配向係数 TCと TCとの比、 TC /TCが 0. 2〜0

E F F Ε

. 8、特に 0. 4〜0. 7の範囲にあること力切刃 4の耐衝撃性を高め、切刃 4からの突発欠損ゃチッビングを抑え、かつ高い耐摩耗性をも同時に得ることができるため望ましい。

[0037] 酸化アルミニウム層 7の層厚を 1〜6 μ m、特に 2〜4 μ mとすることで、耐摩耗性を維持したまま膜剥離を抑えることができるとともに、配向係数を本実施形態の設定範囲に調整することが容易になるため望ましい。

[0038] さらに、基体 5と硬質被覆層 6との界面 9bの面粗さ力すくい面 2において 0. 1 ^ m 以下、逃げ、面 3にお!/、て 0. 2〜1. O /z m、好ましくは 0. 2〜0. 5 mとすること力すく、面 2と逃げ面 3における酸ィ匕アルミニウム層 7の配向係数を規定の範囲に容易に調節することができるとともに、工具 1の各部における配向係数のバラツキを抑制して性能のバラツキのない工具 1を得ることができるため望ましい。

[0039] ここで、界面 9 (9b)における面粗さの測定方法について図 3を参照して詳細に説明する。図 3は、図 2における A部の拡大図、および本発明における面粗さの測定方法を説明するための模式図である。まず、工具 1の切断面または破断面を 5000〜200 00倍の倍率の走査型電子顕微鏡 (SEM)にて観察する。切断面または破断面において、基体 5と硬質被覆層 6の界面 9での最高凸部 Hを通り且つ基体 5と略平行な直線を A、界面 9での最深凹部 Lを通り且つ基体 5と略平行な直線を Bとし、これら 2直線間の最短距離 hの中点を通り且つ基体 5に平行な直線を基準線じする。ここで界面 9の凹凸のうち、基準線 Cよりも上に突き出しているものを凸部、基準線 Cよりも下に凹んでいるものを凹部として、基準線 Cから凸部、凹部それぞれの頂点までの最短距離を測定し、その平均距離を面粗さとして算出する。

[0040] 酸ィ匕アルミニウム層 7の直下に少なくともチタンと酸素を含有する化合物力なる結合層 8を設けることが、結合層 8の条件を調整することで酸ィ匕アルミニウム層 7の配向係数を容易に調節することができるため望ましい。また、酸ィ匕アルミニウム層 7の付着力を高めて膜剥離を抑えることができる。

[0041] 結合層 8における酸素濃度が 2〜10原子％であるのが好ましい。これにより、酸ィ匕アルミニウム層 7の配向係数の比を所定の範囲に容易に調整することができ、性能のバラツキのない工具 1とすることができる。

[0042] ここで、酸ィ匕アルミニウム層 7と結合層 8との界面 9cにおける面粗さ力すくい面 2では 0. 08 μ m以下、逃げ面 3では 0. 1 μ m〜0. 8 m、特に 0. 2 μ m〜0. 8 mとすることが、酸化アルミニウム層 7の配向係数の比を上記範囲に容易に調節することができ、性能のバラツキのない工具 1とすることができるため望ましい。界面 9cの面粗さは、前述した基体 5と硬質被覆層 6との界面 9bの測定方法と同様の方法で測定する。

[0043] また、結合層 8よりも下方に、下層 10として、周期律表の 4a、 5a、 6a族金属、 Si、 Al の 1種の金属または 2種以上の金属間化合物の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸化物、窒酸化物、炭窒酸化物から選ばれる少なくとも 1種から構成される硬質膜を使用可能である。中でも、チタンの炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸ィ匕物、酸窒化物、炭酸窒化物力選ばれる化合物の単層または多層を成膜することが、より高い耐摩耗性および耐欠損性を得ることができるため望ましい。特に、膜硬度、強度に優れる炭窒化チタン層を成膜することにより、耐摩耗性、耐欠損性を共に向上することができるため望ましい。 [0044] さらに、工具 1の最表層 11として、金色を呈する窒化チタン力もなる層を 0. 1〜2 mの層厚で成膜することにより、工具 1を使用すると使用した切刃 4が摩耗や膜剥離によって変色するため、切刃 4の使用、未使用の判別が容易になる効果があるため望ましい。

[0045] 本発明に使用する基体 5としては、炭化タングステン (WC)、炭化チタン (TiC)または炭窒化チタン (TiCN)と、所望により周期律表第 4a、 5a、 6a族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物の群力選ばれる少なくとも 1種力なる硬質相をコバルト (Co)および Zまたはニッケル (Ni)の鉄属金属から成る結合相にて結合させた超硬合金ゃサーメット、または窒化珪素（Si N )や酸ィ匕アルミニウム (Al O )質セラミック焼結体、立

3 4 2 3

方晶窒化ホウ素 (cBN)、ダイヤモンドを主体とした超硬質焼結体等の硬質材料、または炭素鋼、高速度鋼、合金鋼等の金属等の高硬度材料を用いるが、図 1では炭化タングステン (WC)を主成分とした硬質相とコバルト (Co)力なる結合相で構成される超硬合金にて構成されて、る。

[0046] 本実施形態では、すくい面 2における酸ィ匕アルミニウム層 7のマイクロビッカース硬度計によって測定される膜硬度が 20GPa以上であると共に、逃げ面 3における酸ィ匕アルミニウム層 7の膜硬度が、すくい面 2における酸ィ匕アルミニウム層 7の膜硬度よりも 0. 5GPa以上高いのが好ましい。これにより、逃げ面 3の酸化アルミニウム層 7の耐摩耗性を高めることができ、かつ、すくい面 2における耐衝撃性を高めて、耐摩耗性を保持し、すくい面 2の耐摩耗性の低下を防ぐことができるため望ましい。

[0047] 次に、上述した本実施形態に力かる表面被覆切削工具の製造方法について説明する。まず、上述した硬質合金を焼成によって形成しうる金属炭化物、窒化物、炭窒化物、酸ィ匕物等の無機物粉末に、金属粉末、カーボン粉末等を適宜添加、混合し、プレス成形、铸込成形、押出成形、冷間静水圧プレス成形等の公知の成形方法によつて所定の工具形状に成形した後、真空中または非酸化性雰囲気中にて焼成することによって上述した硬質合金からなる基体 5を作製する。

[0048] 次に、本実施形態によれば、酸ィ匕アルミニウム層 7の（012)面における配向係数を調節するために酸ィ匕アルミニウム層 7の直下の面粗さを調節する必要がある。その方法として、まず、上記基体 5のすくい面 2の表面を弾性砲石、ブラシ、ラップ、ブラスト加工等で研磨加工し、すくい面 2の基体断面にて観察される面粗さを 0. 以下に平滑にすると共に、逃げ面 3を面粗さが 0. 2〜1 mとなるように上記方法により別途研磨加工して制御する。

[0049] 次に、基体 5の表面に、例えばィ匕学気相蒸着 (CVD)法によって硬質被覆層 6を成膜する。まず、下層 10を成膜するが、下層 10として窒化チタン (TiN)層を成膜するには、反応ガス組成として塩ィ匕チタン (TiCl )ガスを 0. 1〜： LO体積％、窒素 (N )ガス

4 2 を 0〜60体積％、残りが水素 (H )ガス力もなる混合ガスを順次調整して反応チャン

2

バ内に導入し、チャンノ内を 800〜： L 100。C、 5〜85kPaとすればよい。

[0050] さら〖こ、下層 10として炭窒化チタン層を成膜するには、例えば反応ガス組成として、塩ィ匕チタン (TiCl )ガスを 0. 1〜10体積⁰ /₀、窒素（N )ガスを 0〜60体積⁰ /₀、メタン（

4 2

( 11 )ガスを0〜0. 1体積％、ァセトニトリル（CH CN)ガスを 0· 1〜3体積％、残りが

4 3

水素 (H )ガスカゝらなる混合ガスを調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を 8

2

00〜： L 100。C、 5〜85kPaにて成膜する。

[0051] また、下層 10として炭化チタン (TiC)を成膜するには、反応ガス組成として TiClガ

4 スを 0. 1〜30体積％、じ11ガスを0. 1〜20体積⁰ /₀、残りが Hガスからなる混合ガス

4 2

を順次調整して反応チャンバ内に導入し、チャンバ内を 800〜： L 100°C、 5〜85kPa にて成膜する。

[0052] そして、下層 10の表面、すなわち、酸ィ匕アルミニウム層 7の直下に、上述した結合層 8を成膜する。例えば炭酸窒化チタン (TiCNO)層を成膜する際には、塩化チタン (TiCl )ガスを 0. 1〜3体積⁰ /₀、メタン (CH )ガスを 0. 1〜10体積⁰ /₀、窒素（N )ガス

4 4 2 を 0〜60体積％、 COガス、残りが水素 (H )ガスカゝらなる混合ガスを順次調整して反

2 2

応チャンバ内に導入し、チャンノ内を 800〜： L 100°C、 5〜85kPaとする。ここで、本発明によれば、工具 1のすくい面 2と逃げ面 3の配向係数 TCを所定の範囲に制御するために、上記結合層 8成膜のための反応ガスのうち COのガス濃度を 0. 3〜1. 2

2

体積％とすることが特に有効である。

[0053] その後、結合層 8の表面に酸ィ匕アルミニウム層 7を成膜する。酸ィ匕アルミニウム層 7 の成膜方法としては、塩化アルミニウム (A1C1 )ガスを 3〜20体積⁰ /₀、塩化水素（HC

3

1)ガスを 0. 5〜3. 5体積⁰ /₀、二酸化炭素（CO )ガスを 0. 01〜5. 0体積⁰ /₀、硫ィ匕水素（H S)ガスを 0〜0. 01体積％、残りが水素（H )ガス力もなる混合ガスを用い、 90

2 2

0〜： L 100°C、 5〜： LOkPaとすることが望ましい。

さらに、所望によって、刃先の使用、未使用を判別しやすくするために、最表面に T iN膜を上記の成膜条件を用いて成膜してもょ、。

[0054] (第 2の実施形態）

本発明にかかる表面被覆切削工具の第 2の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、前述した第 1の実施形態の構成と同一または同等な部分には同一の符号を付して説明は省略する。

[0055] ここで、本実施形態は、基体 5の表面に硬質被覆層 6として酸ィ匕アルミニウム (Al O

2

)層 7を少なくとも 1層具備し、この酸ィ匕アルミニウム層 7の（HKL)面が（110)面のピ

3

ーク強度が最強となり、すなわち、上記式 (I)における（HKL)面が（110)面であり、かつ酸ィ匕アルミニウム層 7の（110)面における X線回折法 (XRD)にて測定される X 線回折強度値を上記式 (I)に代入することで算定される配向係数について、すくい面 2における配向係数 TCと逃げ面 3における配向係数 TCとの比 TC /TCが 0. 3

R F F R

〜0. 95の範囲にあることを特徴とするものである。

[0056] これによつて、すくい面 2と逃げ面 3における酸ィ匕アルミニウム層 7の付着力と、微小クラックの発生しやすさを調節して最適な状態にすることができ、切削性能を高めることがでさる。

[0057] つまり、切削中に被削材と衝突して衝撃を受けやすいすくい面 2では、（110)面ピークを高めに設定し、微小クラックを発生させやすくして残留応力を開放し、耐衝撃性を高めて大きな突発欠損が発生することを抑制することができる。一方、被削材との接触によって被削材が溶着しやすい逃げ面 3では、酸ィ匕アルミニウム層 7の（110) 面ピークを低く設定し、酸ィ匕アルミニウム層 7中に微小クラックが発生することを防ぎ、微小クラック内に被削材が進入して溶着することを抑制する。その結果、安定した切削加工が可能な信頼性に優れた性能を発揮することができる工具 1となる。

[0058] つまり、酸ィ匕アルミニウム層 7の（110)結晶面における配向係数を大きくすると、酸化アルミニウム層 7の結晶粒子間の結合強度が弱くなり、酸ィ匕アルミニウム層 7にクラックが発生しやすくなる傾向にある。 [0059] そこで、本実施形態によれば、すくい面 2側における酸ィ匕アルミニウム層 7を（110) 結晶配向性の強い構成とすることで、酸ィ匕アルミニウム層 7内に微小クラックを発生させ、酸ィ匕アルミニウム層 7中の残留応力を開放させて膜の靭性を向上させ、工具 1のすくい面 2において衝撃に対する突発的に大きな欠損による工具寿命の低下を防ぐことができる。一方、逃げ面 3においては、酸ィ匕アルミニウム層 7の（110)結晶面における配向係数 TCを小さくして酸ィ匕アルミニウム層 7の結晶粒子間の結合強度が高め

F

られ、酸ィ匕アルミニウム層 7に微小クラックが発生するのを防止する。そのため、被削材が微小クラック内に進入して溶着することを抑制でき、溶着による摩耗の進行を防ぐことができる。その結果、工具全体として切削加工において優れた工具寿命を発揮することができる。配向係数の比 TC /TCの特に望ましい範囲は 0. 5〜0. 85であ

F R

る。

[0060] ここで、本実施形態においては、酸ィ匕アルミニウム層 7の結晶構造としては、耐酸ィ匕性が高ぐ被削材と反応しにくぐ化学的反応による摩耗に対して優れた耐摩耗性を発揮するために、型酸ィ匕アルミニウム力なることが望まし!、。

したがって、本実施形態における酸ィ匕アルミニウム層 7の（110)面における配向係数の測定にっ、ては、 a型酸ィ匕アルミニウム層を用いる。

[0061] なお、酸ィ匕アルミニウム層 7は、 α型酸ィ匕アルミニウム層の結晶構造以外に、 κ型、

Θ型、 γ型等の別の結晶構造が ex型酸ィ匕アルミニウム層の X線回折ピークの最強ピーク強度よりも低い強度比で混在する構成であってもよい。この場合であっても、酸化アルミニウム層 7の配向係数 TCの測定においては、 α型酸ィ匕アルミニウム層のピーク強度のみで（110)面の配向係数を算出する。

[0062] ここで、すくい面 2における酸化アルミニウム層 7の配向係数 TCが 1. 3〜5. 0、好

R

ましく ίま 1. 3〜4. 0であり、力つ逃げ、面 3の酉己向係数 TC力 SO. 5〜4. 0、好ましく ίま 0

F

. 75-3. 0であることが望ましい。これによつて、逃げ面 3において酸化アルミニウム層 7にクラックが発生しに《なるために被削材カ Sクラック内に侵入することを防ぎ、被削材の溶着を抑制することができる。し力も、切削による衝撃を受けやすいすくい面 2 にお、て、酸ィ匕アルミニウム層に発生した微小クラックによって残留応力をより低減させて突発的に発生する大きな欠損を抑制できる。さらに、すくい面 2における酸ィ匕ァルミ-ゥム層 7の付着力を高めて膜剥離を抑えることで、酸ィ匕アルミニウム層 7の靭性が高められて、すくい面 2におけるチッビングや突発欠損を抑制することができる。その結果、耐欠損性と耐摩耗性を共に向上することができる。

[0063] また、切刃 4における（110)面の配向係数 TCと TCとの比、 TC /TCが 0. 2〜0

E F F E

. 8、特に 0. 4〜0. 7の範囲にあること力切刃 4の耐衝撃性を高め、切刃 4からの突発欠損ゃチッビングを抑え、かつ耐摩耗性も高、ため望ま、。

[0064] 酸化アルミニウム層 7の層厚を 1〜6 μ m、特に 2〜4 μ mとすることで、耐摩耗性を維持したまま膜剥離を抑えることができるとともに、配向係数を本実施形態の設定範囲に調整することが容易になるため望ましい。

[0065] また、基体 5と、硬質被覆層 6との界面 9bの面粗さ力前記すくい面 2において 0. 2 〜1 /ζ πι、逃げ面 3において 0. 6〜2 mとすること力望ましい。これによつて、すくい面 2と逃げ面 3における酸ィ匕アルミニウム層 7の配向係数を所定の範囲に容易に調節することができるとともに、工具 1の各部における配向係数のバラツキを抑制して性能のバラツキのない工具 1を得ることができる。なお、界面 9bにおける面粗さの測定方法は、上記実施形態で説明した測定方法と同様にして測定することができる。

[0066] 酸ィ匕アルミニウム層 7の直下に少なくともチタンと酸素を含有する化合物力なる結合層 8を設けることが、結合層 8の条件を調整することで酸ィ匕アルミニウム層 7の配向係数を調節することが容易になるため望ましい。また、酸ィ匕アルミニウム層 7の付着力を高めて膜剥離を抑えることができる。

[0067] ここで、結合層 8中に存在する酸素濃度が 10〜25原子％とすることが、酸化アルミ -ゥム層 7の配向係数の比を上記範囲に容易に調節することができ、性能のバラツキのな、工具 1とすることができるため望まし!/、。

[0068] ここで、酸ィ匕アルミニウム層 7と結合層 8との界面 9cにおける面粗さ力すくい面 2では 0. 2〜0. 5 m、逃げ面 3では 0. 6 μ m〜2 μ mとすることが、酸化アルミニウム層 7の配向係数の比を上記範囲に容易に調節することができ、性能のバラツキのない工具 1とすることができるため望ましい。界面 9cの面粗さは、前述した基体 5と硬質被覆層 6との界面 9bの測定方法と同様の方法で測定する。

[0069] 本実施形態では、結合層 8よりも下方に、上記実施形態 1と同様の下層 10が形成されているのが好ましぐ工具 1の最表面には、上記実施形態 1と同様の最表層 11が形成されているのが好ましい。また、本実施形態の基体 5としては、上記実施形態 1 で例示したものと同様のものが挙げられる。

[0070] 本実施形態では、すくい面 2における酸ィ匕アルミニウム層 7の付着力が 40N〜120 Nの範囲内であると共に、逃げ面 3における酸化アルミニウム層 7の付着力力 30N 〜： LOONの範囲内とすることで、連続切削の際には酸ィ匕アルミニウム層 7の剥離が生じず、断続切削の際には酸ィ匕アルミニウム層 7のみが剥離して酸ィ匕アルミニウム層 7 の下層は残るため、断続切削中でも十分な耐摩耗性を維持することができるため望ましい。

[0071] なお、酸ィ匕アルミニウム 7の剥離荷重は、例えば、酸ィ匕アルミニウム層 7のスクラッチ試験による付着力測定によって測定することができる。具体的には、上記スクラッチ試験は、工具 1の酸ィ匕アルミニウム層 7の表面をダイヤモンド圧子にて下記条件で引っ搔くことによって測定される。

[0072] [圧子]

円錐形ダイヤモンド圧子 (ダイヤモンド接触子）

曲率半径： 0. 2mm

稜線角度： 120°

[試験条件]

テーブルスピード：0. 17mmZ秒

荷重スピード： 100NZ分 (連続荷重）

(ただし、初期荷重は剥離荷重に応じて調整）

引搔き距離： 5mm

評価:上記引つ搔き痕を顕微鏡によって観察する。その際、（1)酸ィ匕アルミニウム層 7が基体 5、またはその下に存在する下層 10の表面力も剥がれる、すなわち酸ィ匕ァルミ-ゥム層 7が剥離し始めて基体 5または下層 10が露出し始めた位置、（2)ダイヤモンド圧子の荷重が酸ィ匕アルミニウム層 7自体の強度を上回って酸ィ匕アルミニウム層 7が割れてその下に存在する基体 5、または下層 10が露出する、すなわち、酸ィ匕ァルミ-ゥム層 7が破壊し始めて基体 5、または、下層 10が露出し始めた位置のいずれかを特定する。つまり、引つ搔き痕のうち酸ィ匕アルミニウム層 7が露出した領域と、酸化アルミニウム層 7とは異なる下層 10、または基体 5が露出した領域との境界位置を特定し、この位置での荷重を算出することによって、酸ィ匕アルミニウム層 7が剥離し始める剥離荷重 (F )を求めることができる。

U

[0073] なお、組織観察のみでは特定が困難な場合には、表面に露出した元素成分を X線分光分析 (EPMA)または X線光電子分光分析 (XPS)等にて確認することにより剥離し始める荷重の特定が可能となる。

[0074] 次に、上述した本実施形態に力かる表面被覆切削工具の製造方法について説明する。まず、上記で説明した第 1の実施形態と同様にして基体 2を作製する。次に、本実施形態によれば、酸化アルミニウム層 7の（110)面における配向係数を調節するために、酸ィ匕アルミニウム層 7の直下の面粗さを調節する必要がある。その方法として、まず、上記基体 5のすくい面 2の表面を弾性砲石、ブラシ、ラップ、ブラスト、バレル加工等で研磨加工する。この時、すくい面 2の基体 5断面にて観察される面粗さを 0. 2〜1 111の範囲内にすると共に、逃げ面 3を面粗さ力 SO. 6〜2 mとなるように上記方法により別途研磨加工して制御する。

[0075] 次に、基体 2の表面に、例えばィ匕学気相蒸着 (CVD)法によって硬質被覆層 6を成膜する。まず、下層 10を成膜するが、下層 10は上記で説明した第 1の実施形態と同様にして成膜すればよい。

[0076] そして、下層 10の表面、すなわち、酸ィ匕アルミニウム層 7の直下に、上述した結合層 8を成膜する。例えば、炭酸窒化チタン (TiCNO)層を成膜する際には、塩化チタン (TiCl )ガスを 0. 1〜3体積⁰ /₀、メタン (CH )ガスを 0. 1〜10体積⁰ /₀、窒素）ガ

4 4 2 スを 0〜60体積％、 COガス、残りが水素 (H )ガス力もなる混合ガスを順次調整して

2 2

反応チャンバ内に導入し、チャンノ内を 800〜： L 100。C、 5〜85kPaとする。ここで、本実施形態によれば、工具 1のすくい面 2と逃げ面 3の配向係数 TCを所定の範囲に制御するために、上記結合層 8成膜のための反応ガスのうち COのガス濃度を 2〜5

2

体積％とすることが特に有効である。

[0077] その後、結合層 8の表面に酸ィ匕アルミニウム層 7を成膜する。酸ィ匕アルミニウム層 7 の成膜方法としては、上記で説明した第 1の実施形態と同様にして成膜すればよい。すなわち、酸ィ匕アルミニウム層 7の成膜条件は類似するものであっても、酸化アルミ- ゥム層の直下の結合層の成膜条件や表面粗さ等の形成条件を変化させることによつて成膜される酸ィ匕アルミニウム層 7の性質を変化させることができる。

さらに、所望によって、刃先の使用、未使用を判別しやすくするために、最表面に窒化チタン (TiN)膜を上記の成膜条件を用いて成膜してもよ!ヽ。

[0078] (第 3の実施形態）

本発明にかかる表面被覆切削工具の第 3の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、前述した第 1および第 2の実施形態の構成と同一または同等な部分には同一の符号を付して説明は省略する。

[0079] ここで、本実施形態は、基体 5の表面に硬質被覆層 6として酸ィ匕アルミニウム (Al O

2

)層 7を少なくとも 1層具備し、この酸ィ匕アルミニウム層 7の（HKL)面が（ 113)面のピ

3

ーク強度が最強となり、すなわち、上記式 (I)における（HKL)面が（113)面であり、かつ酸ィ匕アルミニウム層 7の（ 113)面における X線回折法 (XRD)にて測定される X 線回折強度値を上記式 (I)に代入することで算定される配向係数について、すくい面 2における配向係数 TCと逃げ面 3における配向係数 TCとの比 TC /TCが 0. 3

R F F R

〜0. 95の範囲にあることを特徴とするものである。

[0080] すくい面のほうが逃げ面よりも少し変質することによって、すくい面における酸ィ匕ァルミ-ゥム層の粒径を微細にすることができ、硬度が向上し、すくい面における耐摩耗性を向上させるとともに、酸ィ匕アルミニウム層の靭性をも向上させることで、大きな衝撃の力かるすくい面の耐欠損性を高め、大きなチッビングや欠損の発生を抑制できる。また、逃げ面の界面エネルギーを減少させることで、逃げ面の濡れ性を低減させ、逃げ面への被削材の溶着防ぐことができる結果、高速連続切削加工において問題となるすくい面におけるクレータ摩耗、逃げ面における被削材の溶着による加工面品位の低下を共に防止することができる。前記比 TC ZTCの特に望ましい範囲は 0

F R

. 5〜0. 85である。

[0081] ここで、すくい面 2における酸化アルミニウム層 7の（113)面の配向係数 TCが 0· 4

R

〜： L 0、好ましく ίま 0. 4〜0. 7、逃げ、面 3の酉己向係数 TC力 0. 2〜0. 7、好ましく ίま 0

F

. 3〜0. 6であるのがよい。これにより、すくい面 2におけるクレータ摩耗と逃げ面 3への被削材の溶着をより効果的に防止することができる。

[0082] また、切刃 4における（113)面の配向係数 TCと TCとの比、 TC /TCが 0. 2〜0

E F F E

[0083] 酸化アルミニウム層 7の層厚を 1〜6 μ m、特に 2〜4 μ mとすることで、耐摩耗性を維持したまま膜剥離を抑えることができるとともに、配向係数を本実施形態の設定範囲に調整することが容易になるため望ましい。

[0084] 酸ィ匕アルミニウム層 7の直下に少なくともチタンと酸素を含有する化合物力なる結合層 8を設けるのが好ましい。これにより、酸ィ匕アルミニウム層 7の結晶構造を α型酸化アルミニウム構造に制御することができる。さらに、結合層 8の条件を調整することで酸ィ匕アルミニウム層 7の配向係数を調節することが容易になるため望ましい。また、酸ィ匕アルミニウム層 7の付着力を高めて膜剥離を抑えることができる。

[0085] ここで、結合層 8中に存在する酸素濃度が 25〜40原子％とすることが、酸化アルミ -ゥム層 7の配向係数の比を上記範囲に容易に調節することができ、性能のバラツキのな、工具 1とすることができるため望まし!/、。

[0086] また、本実施形態では、結合層 8よりも下方に、上記実施形態と同様の下層 10が形成されているのが好ましぐ工具 1の最表面には、上記実施形態と同様の最表層 11 が形成されているのが好ましい。また、本実施形態の基体 5としては、上記実施形態で例示したものと同様のものが挙げられる。

[0087] 次に、上述した本実施形態に力かる表面被覆切削工具の製造方法について説明する。まず、上記で説明した第 1の実施形態と同様にして基体 2を作製する。次に、本実施形態によれば、酸化アルミニウム層 7の（113)面における配向係数を調節するために、酸ィ匕アルミニウム層 7の直下の面粗さを調節する必要がある。その方法として、まず、上記基体 5のすくい面 2の表面を弾性砲石、ブラシ、ラップ、ブラスト、バレルカ卩ェ等で研磨カ卩ェし、すくい面 2の基体 5断面にて観察される面粗さを 0. 05-0. の範囲内にすると共に、逃げ面 3を面粗さが 0. 4〜1. となるように上記方法により別途研磨加工して制御する。 [0088] 次に、基体 2の表面に、例えばィ匕学気相蒸着 (CVD)法によって硬質被覆層 6を成膜する。まず、下層 10を成膜するが、下層 10は上記で説明した第 1の実施形態と同様にして成膜すればよい。

[0089] そして、下層 10の表面、すなわち、酸ィ匕アルミニウム層 7の直下に、上述した結合層 8を成膜する。例えば、炭酸窒化チタン (TiCNO)層を成膜する際には、塩化チタン (TiCl )ガスを 0. 1〜3体積⁰ /₀、メタン (CH )ガスを 0. 1〜10体積⁰ /₀、窒素）ガ

2 2

反応チャンバ内に導入し、チャンノ内を 800〜： L 100。C、 5〜85kPaとする。ここで、本実施形態によれば、工具 1のすくい面 2と逃げ面 3の配向係数 TCを所定の範囲に制御するために、上記結合層 8成膜のための反応ガスのうち COのガス濃度を 5〜8

2

体積％とすることが特に有効である。

[0090] その後、結合層 8の表面に酸ィ匕アルミニウム層 7を成膜する。酸ィ匕アルミニウム層 7 の成膜方法としては、上記で説明した第 1の実施形態と同様にして成膜すればよい。さらに、所望によって、刃先の使用、未使用を判別しやすくするために、最表面に窒化チタン (TiN)膜を上記の成膜条件を用いて成膜してもよ!ヽ。

[0091] <切削物の製造方法 >

次に、本発明の切削物の製造方法について説明する。本発明の切削物の製造方法は、上記で説明したような、本発明にかかる表面被覆切削工具のすくい面と逃げ面との交差稜線部に形成された切刃を切削物に当てて切削加工を行うものである。これにより、安定して良好な加工面を有する切削物を得ることができる。

[0092] ここで、前記切削加工として高速連続切削加工工程を含むのがよい。この工程を含む場合には、用いる工具は、酸ィ匕アルミニウム層の（HKL)面が（113)面、すなわち、上記で説明した第 3の実施形態に力かる工具を使用するのが好ましい。

[0093] 一般に、（113)配向が強くなると、酸ィ匕アルミニウムを形成する粒子が細力べなるため、酸ィ匕アルミニウム層の硬度ゃ靭性等の機械的特性が向上するため、耐摩耗性の向上や、微小チッビング等の損傷を抑えることができる。また、逃げ面においては、（ 113)配向をすくい面よりも弱くすることで、逃げ面における酸ィ匕アルミニウム層の界面エネルギーが低くなり、被削材との反応が起こりにくくなる結果、被削材の溶着を防ぎ、被削材の加工品位の低下を抑えることができる。つまり、第 3の実施形態に力かる工具は、切削速度が 200m以上の高速連続切削加工にて問題になりやすい、すくい面におけるクレータ摩耗および微小チッビング、さらには逃げ面への被削材の溶着を改善することができる。

[0094] また、前記切削加工として断続切削加工工程を含むのがよい。この工程を含む場合には、用いる工具は、酸ィ匕アルミニウム層の（HKL)面が（110)面、すなわち、上記で説明した第 2の実施形態に力かる工具を使用するのが好ましい。

[0095] 一般に、（110)配向が強くなると、酸ィ匕アルミニウム層の表面に微小クラックが発生しゃすくなる。すくい面の方が、逃げ面より微小クラックが多い構成とすることによって、断続切削における、より大きな衝撃が力かりやすい、すくい面での耐欠損性を防止できるとともに、逃げ面において溶着を防止することができる。

[0096] さらに、前記切削加工として連続切削加工工程と断続切削加工工程とを含むのがよい。この工程を含む場合には、用いる工具は、酸ィ匕アルミニウム層の（HKL)面が（ 012)面、すなわち、上記で説明した第 1の実施形態に力かる工具を使用するのが好ましい。

[0097] 一般に、（012)配向が強くなると層の靭性が向上し、（012)配向が弱くなると層の硬度が向上する。すくい面の方が、逃げ面より靭性が高い構成とすることによって、断続切削における、より大きな衝撃が力かりやすい、すくい面での耐欠損性を防止できるとともに、連続切削において摩耗しやすい逃げ面における摩耗を抑制することができる。

[0098] 上記で説明した実施形態では、酸ィ匕アルミニウム層の（HKL)面が（012)面、（11 0)面および（113)面の場合について説明した力本発明の酸ィ匕アルミニウム層の（ HKL)面はこれに限定されるものではなく、 (012)、（104)、（110)、（113)、 (024) 、（116)面力選ばれる 1種であればよい。

[0099] また、上記実施形態では化学気相蒸着 (CVD)法にて酸ィ匕アルミニウム層 7を含む硬質被覆層 6の成膜を行うことについて記載したが、本発明はこれに限定されるものではなぐ物理気相蒸着 (PVD)法等のその他の成膜方法にて硬質被覆層 6を成膜したものであってもよい。 [0100] [実施例 I]

<表面被覆切削工具の作製 >

平均粒径 1. 5 mの炭化タングステン (WC)粉末に対して、平均粒径 1. の金属コバルト (Co)粉末を 6質量％、平均粒径 2. 0 μ mの炭化チタン (TiC)粉末を 0 . 5質量％、 TaC粉末を 5質量％の割合でそれぞれ添加して混合し、プレス成形により切削工具形状（CNMA120412)に成形した後、脱バインダ処理を施し、 0. OlPa の真空中、 1500°Cで 1時間焼成して超硬合金を作製した。さらに、作製した超硬合金にブラシカ卩ェにて表 2の基体面粗さとなるようにすくい面より刃先処理 (ホーユング R)を施した。また、逃げ面 3についても、工具の断面観察における面粗さが表 2の範囲となるように制御した。

[0101] 次に、上記超硬合金に対して、化学気相蒸着 (CVD)法により各種の被覆層を表 2 に示す構成の多層膜からなる被覆層を成膜し、表 2に示す試料 No. I— 1 9の表面被覆切削工具を作製した。なお、表 2の各層の成膜条件は表 1に示した。

[0102] [表 1]

[0103] 得られた工具（表 2中の試料 No. I— 1 9)について、 CuK a線による X線回折分析 (XRD)によって、硬質被覆層の X線回折強度をすくい面と逃げ面の平坦面でそれぞれ任意 3箇所について測定し、その測定結果における酸ィ匕アルミニウム層の格子面強度をそれぞれ上記式 (I)に代入して、工具のすくい面における酸ィ匕アルミ-ゥム層の（012)面の配向係数 TCと逃げ面における酸ィ匕アルミニウム層の（012)面の配向係数 TCを 3箇所の平均値として算出し、その比率 TC ZTCを求めた。結果は

F F R

[0104] さらに、工具のノー Rの中央で、かつ着座面に対して 45° 傾けた方向力切刃に向かって X線を照射して微小 X線回折分析測定を行な、、切刃における X線ピーク強度を測定した。そして、切刃における酸ィ匕アルミニウム層の（012)面の配向係数 T Cを算出し、 TC /TCを求めた。結果は表 2に示した。

E F E

[0105] また、得られた工具の破断面の基体と硬質被覆層との界面を走査型電子顕微鏡（ SEM)にて 15000倍で観察し、基体の面粗さを測定した。具体的には、図 3に示すように、基体と硬質被覆層との界面において、最も基体が突出している最高凸部 Hを通り且つ基体と略平行な直線を A、最も基体が凹んでいる最深凹部 Lを通り且つ基体と略平行な直線を Bとした。その 2直線 A、 B間の最短距離 hの中点を通り且つ基体と略平行な直線を基準線 Cとした。次に、基体と硬質被覆層との界面の起伏の山の最高部および谷の最深部と基準線との最短距離をそれぞれの山と谷ごとに測定し、その距離の平均の値を基体の面粗さとした。上記方法にて基体の面粗さをすくい面と逃げ面でそれぞれ 5箇所ずつ測定し、その平均を各試料について算出した。結果は表 2に示した。

[0106] さらに、マイクロビッカース硬度計を用いて、 25g荷重ですくい面および逃げ面での酸ィ匕アルミニウム層の膜硬度をそれぞれ 5回ずつ測定し、それぞれの平均値を求めた。結果は表 2に示した。

[0107] [表 2]

硬質被 a層 ²〕結合層の基体面粗さ界面粗さ Ai ₃Ji膜硬度試料

下層 TC_R TC_F TC_F/TC_R TC_F/TC_E 酸素濃度 m) (jUfn) (GPa)

Νο^ι; 結合層 Al₂0₃層最表層

1層目 2層目 3屠目 4屠目 (原子すくい面逃げ面すくい面逃げ面すくい面逃げ面

TiN TiCN TiCN

1 - 1 - TiCNOI - Al₂0₃ TiN

1.4 1.0 1.6 0,71 1.40 4.0 0.05 0.30 0.03 0.21 21.0 21.6

(0.5) C6.0) (3.0) (0.5) (2.0) (0.2)

TiN TiCN TiN TiCN TiCO , Al₂0₃ TiN

1 -2 2.6 1.2 2.8 0.46 2.17 5.5 0.02 0.25 0.02 0.22 20.0 21,2

(0.6) (3.0) (0.5) (0.8) CD (4.0) .5)

TiN TiCN -AI₂O₃ TiN

1-3 - TiNO 0f, c

一 0.52 0.2 0.6 0.38 2.60 9.6 0.10 0.20 0.07 0.19 22.1 22,8

CD (5.0) (0.3) (2.0) (1)

TiCN TiCN TiCN TiCNOI α-Αΐ₂θ₃

1 -4 ― なし 1.2 1.0 1.5 0.83 1.20 2,3 0.06 0.27 0.03 0.1 B 20.2 23.1 .5) (3.0) (4.0) (0.1) (5.0)

TiN TiCN TiCN TiCNOI Al₂0₃ TiN

1 -5 一 2.0 1.0 2.1 0.50 2.00 3.4 0,01 0.20 0.01 0.12 20.1 20.7

(0.6) (4.0) (3.0) .3) (2.0) CD

TiCN TiCN TiCN TiCO - Al₂0₃ TiN

1 -6 ― 1,2 1.1 1.3 0.92 1.09 7.4 0.06 0.20 0.06 0.14 20.0 21.3

(1.0) (4.0) (2.0) (1) (4.0) (0.5)

TiN TiCN TiCN TiCN02 '/ ί - Al₂0₃

* 1 -7 - なし 1.9 1.9 2.1 1.0 1.00 0.8 0.10 0.10 0.10 0.10 21.2 21.3

C0.6) (0.3) (3.0) (0.3) (5.0)

TiCN TiCN ₂θ₃ TiN

* 1 -8 3.1 0.5 3.7 0.16 6.20 1.3 0.001 0.50 0.001 0.45 20.5 22.0

(0.3) (3.0) - - TiCN03 α-Αΐ

(0.5) (3.0) (0.2)

TiN TiCN TiCNOI '/ C - Al₂0₃ TiN

* I -9 一一 1.1 1.7 1.3 1.55 0.65 2.1 0.20 0.06 0.19 0.05 22.3 20.5

(0,6) (7.0) (0.5) (7.0) (0.2)

1) *印は本発明の範囲外の試料を示す。

2) ( 〉は層厚みを示す。単位は jumである。

[0108] <耐摩耗性および耐欠損性の評価 >

そして、この工具 (表 2中の試料 No. I— 1〜9)を用いて、下記の条件により、連続切削試験および断続切削試験を行い、耐摩耗性および耐欠損性を評価した。その結果を表 3に示す。

[0109] (連続切削条件）

被削材：ダクタイル铸鉄 4本溝付スリーブ材 (FCD700)

工具形状： CNMA 120412

切削速度： 250mZ分

送り速度： 0. 4mm/rev

切り込み： 2mm

切削時間：20分

その他：水溶性切削液使用

評価項目：顕微鏡にて切刃を観察し、フランク摩耗量 ·先端摩耗量を測定

[0110] (断続切削条件）

被削材：ダクタイル铸鉄 4本溝付スリーブ材 (FCD700)

工具形状： CNMA 120412

切削速度： 250mZ分

送り速度： 0. 3〜0. 5 (送り量変動） mmZrev

切り込み： 2mm

その他：水溶性切削液使用

評価項目：欠損に至る衝撃回数

衝撃回数 1000回時点で顕微鏡にて切刃の被覆層の剥離状態を観察

[0111] [表 3] 摩耗試験:摩耗量 (mm) 耐欠損試験

試料 No¹) 欠損した硬質被覆層の状態

逃げ面摩耗衝撃回数 (回）

I - 1 0.14 5000 損傷無し

I - 2 0.22 4300 損傷無し

I - 3 0.20 4000 損傷無し

I - 4 0.12 4700 損傷無し

I - 5 0.19 4700 損傷無し

I - 6 0.17 4500 損傷無し

* I - 7 0.35 1 100 チッピング大 (母材露出）

+ 1 - 8 0.40 2500 すくい面 Al₂0₃層剥離

* I - 9 0.29 1700 逃げ面 Al₂0₃層剥離

1) *印は本発明の範囲外の試料を示す。

[0112] 表 1〜3より、 TC /TCが 0. 95を超えた試料 No. 1— 7、 9では、耐摩耗性、耐欠

F R

損性が共に悪ぐ工具寿命の非常に短いものであった。また、 TC /TCが 0. 3より

F R

も小さな試料 No. 1— 8では、すくい面より異常摩耗が発生し、工具寿命の短いものであった。

[0113] それに対し、 TC /TCを 0. 3〜0. 95の範囲内とした試料 No. 1—1〜6では、耐

F R

摩耗性、耐欠損性共に優れ、刃先の損傷もほとんどな力つた。

[0114] [実施例 II]

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、実施例 Iと同様にして超硬合金を作製し、ブラシ加工にて表 5の基体面粗さとなるようにすくい面より刃先処理 (ホーユング R)を施した。また、逃げ面 3についても工具の断面観察における面粗さが表 5の範囲となるように制御した。

[0115] 次に、上記超硬合金に対して、化学気相蒸着 (CVD)法により各種の被覆層を表 5 に示す構成の多層膜からなる被覆層を成膜し、表 5に示す試料 No. Π— 1〜9の表面被覆切削工具を作製した。なお、表 5の各層の成膜条件は表 4に示した。

[0116] [表 4] /皿圧力被覆層混合力'ス組成 (体積 94) (。c) CkPa) 下地層 (TiN) TiCI₄:0.5,N₂:33,H₂:残 900 16

TiCN TiCI₄:1.0,N₂:43,CH₃GN:0.3，H₂:残 865 9

TiCNOI TiCI₄: 1.5,CH₄:5,N₂: 1 1 ,CO₂:2.0 ,H₂:残 1010 10

TiCO TiCI₄:1.5，CH₄:5,CO₂:2.0,H₂:残 1010 10

TiNO TiCI₄:1.5,CH₄:5,N₂:11 ,GO₂:2.0,H₂:残 1010 10

TiCN02 TiCI₄: 1.3,CH₄:5,N₂: 10,CO₂: 1.0 ,H₂:残 1000 9

TiCN03 TiCI₄:1.7,GH₄:5,N₂:10，CO₂:0.8 ,H₂:残 1000 9

— Al₂0₃ AICI₃:18,HCI:2,CO₂:5,H₂S:0.01 ,H₂:残 1000 8

α + κ -Al₂0₃ AICI₃:18,HCI:2,CO₂:3,H₂S:0.01 ,H₂:残 990 8

表層 (TiN) TiCI₄:0.5,N₂:44,H₂:残 1010 80

[0117] 得られた工具（表 5中の試料 No. II— 1〜9)について、 CuK a線による X線回折分析 (XRD)によって、硬質被覆層の X線回折強度をすくい面と逃げ面の平坦面でそれぞれ任意 3箇所について測定し、その測定結果における酸ィ匕アルミニウム層の格子面強度をそれぞれ上記式 (I)に代入して工具のすく、面における酸ィ匕アルミニウム層の（110)面の配向係数 TCと逃げ面における酸ィ匕アルミニウム層の（110)面の配

R

向係数 TCを 3箇所の平均値として算出し、その比率 TC ZTCを求めた。結果は表

F F R

5に示した。

[0118] また、得られた工具の破断面の基体と硬質被覆層との界面を走査型電子顕微鏡（ SEM)にて 15000倍で観察し、基体の面粗さを実施例 Iと同様にして測定した。結果 ί¾表 5に示した。

[0119] さらに、酸ィ匕アルミニウム層の直下にチタンと酸素を含有する結合層を成膜した試料にっ、ては、 ΕΡΜΑ分析によって前記結合層中に含有する酸素濃度を測定した。結果は表 5に示した。

[0120] また、得られた工具について、工具のすくい面および逃げ面において下記条件でスクラッチ試験を行い、引つ搔き痕を観察して層間剥離状態および被覆層が基体から剥離し始める荷重を確認して、酸ィ匕アルミニウム層の付着力を算出した。

[0121] 装置：ナノテック社製 CSEM— REVETEST

測定条件

テーブルスピード：0. 17mmZ秒荷重スピード： 100NZ分 (連続荷重）

引搔き距離： 5mm

圧子

円錐形ダイヤモンド圧子 (東京ダイヤモンド工具製作所社製ダイヤモンド接触子: N 2- 1487)

曲率半径： 0. 2mm

稜線角度： 120°

[表 5]

2) ( )は層厚みを示す。単位は; Umである。

[0123] <耐摩耗性および耐欠損性の評価 >

そして、この工具 (表 5中の試料 No. II— 1〜9)を用いて下記の条件により、連続切削試験および断続切削試験を行い、耐摩耗性および耐欠損性を評価した。その結果を表 6に示す。

[0124] (連続切削条件）

被削材：ダクタイル铸鉄スリーブ材 (FCD700)

工具形状： CNMA 120412

切削速度： 350mZ分

送り速度： 0. 4mm/rev

切り込み： 2. 5mm

切削時間：20分

その他：水溶性切削液使用

[0125] (断続切削条件）

被削材：ダクタイル铸鉄 4本溝付スリーブ材 (FCD700)

工具形状： CNMA 120412

切削速度： 150mZ分

送り速度： 0. 3〜0. 5 (送り量変動） mmZrev

切り込み： 2mm

その他：水溶性切削液使用

評価項目：欠損に至る衝撃回数

[0126] [表 6] 摩耗試験:摩耗量 (mm) 耐欠損試験

試料 No^{1 )} 欠損 1 ί' 硬質被覆層の状態

逃げ面摩耗衝撃回数 (回）

Π - 1 0.20 6000 損傷無し

Π - 2 0.25 5000 損傷無し

H - 3 0.15 3800 損傷無し

Π - 4 0.18 4800 損傷無し

Π - 5 0.30 5900 損傷無し

Π - 6 0.19 3800 損傷無し

* Π - 7 0.45 1 100 溶着、チッビング

* Π - 8 0.50 1700 逃げ面 Al₂0₃層剥離

+ 1 - 9 0.39 1200 すくい面 Al₂0₃層剥離

1) *印は本発明の範囲外の試料を示す。

[0127] 表 4〜6より、 TC /TCが 0. 95を超えた試料 No. Π— 7、 9では、耐摩耗性、耐欠

F R

損性が共に悪ぐ工具寿命の非常に短いものであった。また、 TC ZTCが 0. 3より

F R

も小さな試料 No. II— 8では、すくい面より異常摩耗が発生し、工具寿命の短いものであった。

[0128] それに対し、 TC /TCを 0. 3〜0. 95の範囲内とした試料 No. 11—1〜6では、耐

F R

[0129] [実施例 III]

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、実施例 Iと同様にして超硬合金を作製し、ブラシ加工にて表 8の基体面粗さとなるようにすくい面より刃先処理 (ホーユング R)を施した。また、逃げ面 3についても工具の断面観察における面粗さが表 8の範囲となるように制御した。

[0130] 次に、上記超硬合金に対して、化学気相蒸着 (CVD)法により各種の被覆層を表 8 に示す構成の多層膜からなる被覆層を成膜し、表 8に示す試料 No. Ill— 1〜9の表面被覆切削工具を作製した。なお、表 8の各層の成膜条件は表 7に示した。

[0131] [表 7] 圧力

被覆層混合力'ス組成 (体積 %)

O (kPa) 下地層 (TiN) TiCI₄:0.5,N₂:33,H₂:残 900 16

TiCN TiCI₄:1 -0,N₂:43,CH₃GN:0.3,H₂:残 865 9

TiCNOI TiCI₄:1.5,CH₄:5,N₂:1 1 ,CO₂:5.0 ,H₂:残 1010 10

TiCO TiCI₄:1.5,GH₄:5,CO₂:5.0，H₂:残 1010 10

TiNO TiCI₄:1.5,CH₄:5,N₂:11，CO₂:5.0,H₂:残 1010 10

TiCN02 TiCI₄:1.3,CH₄:5,N₂:10,CO₂:7.0 ,H₂:残 1000 9

TiCN03 TiCI₄:1.7,CH₄:5,N₂:10,CO₂:2.0 ,H₂:残 1000 Θ

a— AI₂O₃ A l₃:18,HCI:2,CO₂:7,H₂S:0O1 ,H₂:残 1010 6 ff + K - Al₂0₃ AICI₃:18,HGI:2，CO₂:3，H₂S:0.01 ,H₂:残 990 8 表層 (TiN) TiCI₄:0.5,N₂:44,H₂:残 1010 80

[0132] 得られた工具（表 8中の試料 No. ΠΙ—1〜9)について、 CuK a線による X線回折分析 (XRD)によって、硬質被覆層の X線回折強度をすくい面と逃げ面の平坦面でそれぞれ任意 3箇所について測定し、その測定結果における酸ィ匕アルミニウム層の格子面強度をそれぞれ上記式 (I)に代入して工具のすく!/、面における酸ィヒアルミ- ゥム層の（113)面の配向係数 TCと逃げ面における酸ィ匕アルミニウム層の（113)面

R

の配向係数 TCを 3箇所の平均値として算出し、その比率 TC ZTCを求めた。結果

F F R

に^しプこ o

[0133] また、得られた工具の破断面の基体と硬質被覆層との界面を走査型電子顕微鏡（ SEM)にて 15000倍で観察し、基体の面粗さを実施例 Iと同様にして測定した。結果に^しプこ o

[0134] さらに、酸ィ匕アルミニウム層の直下にチタンと酸素を含有する結合層を成膜した試料にっ、ては、 EPMA分析によって前記結合層中に含有する酸素濃度を測定した。結果は表 8に示した。

[0135] [表 8] 〔10136 Λ V

2)( ：)は層厚みを示す。単位は ji mである。

そして、この工具 (表 8中の試料 No. Ill— 1〜9)を用いて下記の条件により、連続切削試験および断続切削試験を行い、耐摩耗性および耐欠損性を評価した。その結果を表 9に示す。

[0137] (連続切削条件）

被削材：炭素鋼丸棒材 (S45C)

工具形状： CNMG 120408

切削速度: 400mZ分

送り速度： 0. 3mm/rev

切り込み： 1. 5mm

切削時間：20分

その他：乾式切削

[0138] (断続切削条件）

被削材：炭素鋼 4本溝入り丸棒材 (S45C)

工具形状： CNMG 120408

切削速度： 250mZ分

送り速度： 0. 3〜0. 5 (送り量変動） mmZrev

切り込み： 2mm

その他：乾式切削

評価項目：欠損に至る衝撃回数

[0139] [表 9] 摩耗試験:摩耗量 (mm) 耐欠損試験

試料 No" 欠損固た硬質被覆層の状態

逃げ面摩耗衝撃回数 (回）

ΙΠ- 1 0.12 4500 損傷無し

ΙΠ- 2 0.16 4200 損傷無し m - 3 0.14 3900 損傷無し

ΙΠ- 4 0.17 4200 損傷無し m- 5 0.17 4000 損傷無し m- 6 0.19 4500 損傷無し

* m- 7 0.34 1300 膜剥離、チッビング

* - 8 0.39 2000 膜剥離

* m- 9 0.31 1600 チッビング

1) *印は本発明の範囲外の試料を示す。

[0140] 表 7〜9より、 TC /TCが 0. 95を超えた試料 No. 111— 7、 9では、耐摩耗性、耐欠

F R

も小さな試料 No. Ill— 8では、すくい面より異常摩耗が発生し、工具寿命の短いものであった。

[0141] それに対し、 TC /TCを 0. 3

F R 〜0. 95の範囲内とした試料 No. Ill— 1〜6では、耐摩耗性、耐欠損性共に優れ、刃先の損傷もほとんどなカゝつた。

Claims

請求の範囲

[1] 主面側にすく、面を、側面側に逃げ面を備えた基体の表面に、酸ィ匕アルミニウム層を少なくとも 1層含む硬質被覆層を成膜してなる表面被覆切削工具において、以下の式 (I)にて算出される値を前記酸ィ匕アルミニウム層の（HKL)面につ、ての配向係数 TCとしたとき、前記すくい面における配向係数 TCと前記逃げ面における配向係

R

数 TCとの比 TC /TCが 0. 3〜0. 95の範囲にある表面被覆切削工具。

F F R

[数 2]

I ( H K L ) / 1 。（H K L )

T C = ( I )

1 / 6 ∑ [ I ( h k 1 ) / I o ( h k 1 ) ] 但し、

0

強度

0

[2] 前記 (HKL)面が（012)面である請求項 1に記載の表面被覆切削工具。

[3] 前記すくい面における配向係数 TCが 1. 2〜2. 5、前記逃げ面における配向係数

R

TCが 0. 5〜1. 1である請求項 2に記載の表面被覆切削工具。

F

[4] 前記基体表面の面粗さが、前記すくい面において 0. 1 μ m以下、前記逃げ面において 0. 2〜1. 0 mである請求項 2に記載の表面被覆切削工具。

[5] 前記酸ィ匕アルミニウム層の直下に少なくともチタンおよび酸素を含有する化合物からなる結合層を有する請求項 2に記載の表面被覆切削工具。

[6] 前記結合層における酸素濃度が 2〜10原子％である請求項 5に記載の表面被覆切削工具。

[7] 前記酸ィ匕アルミニウム層と前記結合層との界面における面粗さが、すくい面において 0. 08 m以下、逃げ面において 0. 1〜0.

8 mである請求項 5に記載の表面被覆切削工具。 [8] 前記酸ィ匕アルミニウム層のマイクロビッカース硬度計にて測定した膜硬度が、すくい面において 20GPa以上であり、かつ、前記逃げ面における前記酸ィヒアルミニウム層の膜硬度が、すくい面における膜硬度よりも 0. 5GPa以上大きい請求項 2に記載の表面被覆切削工具。

[9] 前記 (HKL)面が（110)面である請求項 1に記載の表面被覆切削工具。

[10] 前記すくい面における配向係数 TCが 1. 3〜5. 0、前記逃げ面における配向係数

R

TCが 0. 5〜4. 0である請求項 9に記載の表面被覆切削工具。

F

[11] 前記基体表面の面粗さが、前記すくい面において 0. 2〜1 μ m、前記逃げ面において 0. 6〜2 mである請求項 9に記載の表面被覆切削工具。

[12] 前記酸ィヒアルミニウム層の直下に少なくともチタンおよび酸素を含有する化合物からなる結合層を有する請求項 9に記載の表面被覆切削工具。

[13] 前記結合層における酸素濃度が 10〜25原子％である請求項 12に記載の表面被覆切削工具。

[14] 前記酸ィ匕アルミニウム層と前記結合層との界面における面粗さが、すくい面におい TO. 2〜0. 5 /ζ πι、逃面【こお!ヽて 0. 6〜2 /ζ πιである請求項 12【こ記載の表面被覆切削工具。

[15] ダイヤモンド圧子によるスクラッチ試験にて測定した前記酸ィ匕アルミニウム膜の付着力が、すくい面において 40Ν〜120Νの範囲内であり、かつ、前記逃げ面における前記酸ィ匕アルミニウム層の付着力が 30N〜 100Nの範囲内である請求項 9に記載の表面被覆切削工具。

[16] 前記 (HKL)面が（113)面である請求項 1に記載の表面被覆切削工具。

[17] 前記すくい面における配向係数 TCが 0. 4〜1. 0、前記逃げ面における配向係数

R

TCが 0. 2〜0. 7である請求項 16に記載の表面被覆切削工具。

F

[18] 前記酸ィヒアルミニウム層の直下に少なくともチタンおよび酸素を含有する化合物からなる結合層を有する請求項 16に記載の表面被覆切削工具。

[19] 前記結合層における酸素濃度が 25〜40原子％である請求項 18に記載の表面被覆切削工具。

[20] 前記すく!、面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された切刃における（HKL)面についての配向係数 TCと前記逃げ面における配向係数 TCとの比 TC /TC力 so

E F F E

. 2〜0. 8の範囲にある請求項 1に記載の表面被覆切削工具。

[21] 前記酸ィ匕アルミニウム層の層厚力^〜 6 μ mである請求項 1に記載の表面被覆切削工具。

[22] 請求項 1に記載の表面被覆切削工具の前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線部に形成された切刃を切削物に当てて切削加工を行う切削物の製造方法。

[23] 前記切削加工として連続切削加工工程と断続切削加工工程とを含む請求項 22〖こ記載の切削物の製造方法。

[24] 請求項 2に記載の表面被覆切削工具で切削加工を行う請求項 23に記載の切削物の製造方法。

[25] 前記切削加工として断続切削加工工程を含む請求項 22に記載の切削物の製造方法。

[26] 請求項 9に記載の表面被覆切削工具で切削加工を行う請求項 25に記載の切削物の製造方法。

[27] 前記切削加工として高速連続切削加工工程を含む請求項 22に記載の切削物の製造方法。

[28] 請求項 16に記載の表面被覆切削工具で切削加工を行う請求項 27に記載の切削物の製造方法。