WO2017037798A1 - 表面被覆切削工具およびその製造方法 - Google Patents

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WO2017037798A1
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秀明 金岡
今村　晋也
アノンサック パサート
隆典 出谷
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住友電工ハードメタル株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a surface-coated cutting tool and a manufacturing method thereof.
  • Patent Document 1 proposes a cutting tool including a cemented carbide base material and an ⁇ -Al 2 O 3 layer having a (006) texture. .
  • Patent Document 2 ⁇ -Al 2 O 3 which has a (0012) texture and contains 100 ppm or more of sulfur on a cemented carbide base material. Cutting tools with layers have been proposed.
  • JP 2008-246664 A European Patent Application Publication No. 2705510
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a surface-coated cutting tool capable of achieving a long life by forming a film having excellent slidability as well as excellent wear resistance and production thereof It aims to provide a method.
  • the surface-coated cutting tool includes a base material and a coating formed on the base material, the coating including an ⁇ -Al 2 O 3 layer, and the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the layer includes a plurality of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains and sulfur, and TC (006) exceeds 5 in the orientation index TC (hkl), and the sulfur includes the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • TC 006
  • TC (006) exceeds 5 in the orientation index TC (hkl)
  • the sulfur includes the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the density distribution decreases in the direction away from the substrate side.
  • FIG. 5 is a drawing-substituting photograph showing the measurement points in the ⁇ -Al 2 O 3 layer used for measuring the sulfur (S) content by EDS on a micrograph.
  • a surface-coated cutting tool includes a base material and a coating formed on the base material, and the coating includes an ⁇ -Al 2 O 3 layer, and the ⁇ -Al
  • the 2 O 3 layer includes a plurality of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains and sulfur, and TC (006) exceeds 5 in the orientation index TC (hkl), and the sulfur includes the ⁇ -Al 2 In the thickness direction of the O 3 layer, it has a concentration distribution in which the concentration decreases in the direction away from the substrate side.
  • the surface-coated cutting tool having such a configuration can exhibit excellent slidability as well as excellent wear resistance.
  • the surface or the interface is parallel to the surface of the ⁇ -Al 2 O 3 layer or the surface of the ⁇ -Al 2 O 3 layer adjacent to the side opposite to the substrate.
  • the ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains having a particle size of 0.2 to 2 ⁇ m preferably occupy 20 to 80 area%. Thereby, abrasion resistance can be improved.
  • the TC (006) preferably exceeds 6. This effectively improves the wear resistance and slidability of the tool.
  • the TC (006) is more preferably more than 7. Thereby, the wear resistance and slidability of the tool are more effectively improved.
  • the maximum sulfur concentration Csmax in the concentration distribution is a region from the interface with the base material or the interface with the layer adjacent to the base material side to 1 ⁇ m in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the minimum sulfur concentration Csmin in the concentration distribution is the surface of the ⁇ -Al 2 O 3 layer or the substrate side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer. Appears in the region from the interface with the adjacent layer on the opposite side to 1 ⁇ m, the Csmax is 0.005 to 1 atomic%, the Csmin is 0.001 to 0.1 atomic%, and Csmax> It is preferable to satisfy the relationship of Csmin. Thereby, abrasion resistance can be improved.
  • the maximum sulfur concentration Csmax in the concentration distribution is preferably 0.005 to 1 atomic%. Thereby, especially slidability can be improved.
  • the ⁇ -Al 2 O 3 layer preferably has an average layer thickness of 1 to 15 ⁇ m. Thereby, both wear resistance and chipping resistance can be achieved.
  • an outermost surface layer mainly composed of Ti carbide, nitride, or boride is disposed on the surface of the coating. Thereby, identification of the corner part of a tool becomes easy.
  • the coating has an intermediate layer between the ⁇ -Al 2 O 3 layer and the base material, and the intermediate layer contains acicular TiCNO or acicular TiBN and has an average layer thickness. Is preferably 0.3 to 1 ⁇ m, and the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the intermediate layer is preferably 0.3 ⁇ m or more. Thereby, the adhesiveness in the coating of the ⁇ -Al 2 O 3 layer can be improved.
  • a method for producing a surface-coated cutting tool includes a step of forming the coating film including the ⁇ -Al 2 O 3 layer on the base material by a CVD method,
  • the amount of H 2 S gas contained in the raw material gas at the initial stage of formation of the ⁇ -Al 2 O 3 layer is set to 0.5 to 5% by volume, and the amount is instantaneously increased to 0.65 to 7% by volume. .
  • a surface-coated cutting tool that can exhibit excellent slidability as well as excellent wear resistance can be manufactured.
  • the surface-coated cutting tool of this embodiment includes a base material and a coating film formed on the base material.
  • the coating preferably covers the entire surface of the substrate. However, even if a part of the substrate is not coated with this coating or the configuration of the coating is partially different, it does not depart from the scope of the present invention.
  • the surface-coated cutting tool of the present embodiment includes a drill, an end mill, a cutting edge replaceable cutting tip for a drill, a cutting edge replaceable cutting tip for an end mill, a cutting edge replaceable cutting tip for milling, a cutting edge replaceable cutting tip for turning, a metal saw, It can be suitably used as a cutting tool such as a gear cutting tool, reamer, or tap.
  • any substrate can be used as long as it is conventionally known as this type of substrate.
  • cemented carbide for example, WC-based cemented carbide, including WC, including Co or containing carbonitride such as Ti, Ta, Nb), cermet (TiC, TiN, TiCN, etc.) Main component
  • high-speed steel ceramics (titanium carbide, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, etc.), cubic boron nitride sintered body, or diamond sintered body Is preferred.
  • a cemented carbide particularly a WC-based cemented carbide, or select a cermet (particularly a TiCN-based cermet).
  • These base materials are particularly excellent in the balance between hardness and strength at high temperatures, and have excellent characteristics as base materials for surface-coated cutting tools for the above applications.
  • the base material includes those having a chip breaker and those having no chip breaker.
  • the edge of the edge of the blade edge is sharp edge (the ridge where the rake face and flank face intersect), honing (the sharp edge is given a radius), negative land (the chamfered), honing and negative land. Any combination of these is included.
  • the coating includes an ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the coating can be composed of a plurality of layers including one or more ⁇ -Al 2 O 3 layers and further including other layers.
  • TiCNO layer TiBN layer, TiC layer, TiN layer, TiAlN layer, TiSiN layer, AlCrN layer, TiAlSiN layer, TiAlNO layer, AlCrSiCN layer, TiCN layer, TiSiC layer, CrSiN layer, AlTiSiCO layer, TiSiCN layer Etc.
  • atomic ratio when a compound is represented by a chemical formula as described above, when the atomic ratio is not particularly limited, any conventionally known atomic ratio is included, and is not necessarily limited to the stoichiometric range.
  • a metal element such as titanium (element symbol: Ti), aluminum (element symbol: Al), silicon (element symbol: Si), zirconium (element symbol: Zr), or chromium (element symbol: Cr).
  • nonmetallic elements such as nitrogen (element symbol: N), oxygen (element symbol: O), and carbon (element symbol: C) do not necessarily have to have a stoichiometric composition.
  • the coating has an average layer thickness of 3 to 35 ⁇ m (3 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
  • the average layer thickness of the coating is preferably 5 to 20 ⁇ m. If this average layer thickness is less than 3 ⁇ m, the wear resistance may be insufficient. If this average layer thickness exceeds 35 ⁇ m, peeling or destruction of the coating film may occur frequently when a large stress is applied between the coating film and the substrate in the intermittent processing.
  • the ⁇ -Al 2 O 3 layer includes a plurality of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains (aluminum oxide whose crystal structure is ⁇ -type) and sulfur (element symbol: S).
  • ⁇ -Al 2 O 3 layer contains the ⁇ -Al 2 O 3 of containing crystal grains of a plurality of ⁇ -Al 2 O 3 polycrystal. Usually, this crystal grain has a grain size of about 0.1 to 2 ⁇ m.
  • ⁇ -Al 2 O 3 layer In the ⁇ -Al 2 O 3 layer, many ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains are (006) -oriented.
  • the ⁇ -Al 2 O 3 layer has a TC (006) exceeding 5 in the orientation index TC (hkl) represented by the following formula (1).
  • I (hkl) represents the X-ray diffraction intensity of the (hkl) reflecting surface
  • I 0 (hkl) represents the standard intensity according to ICDD PDF card number 00-010-0173.
  • n in Formula (1) shows the number of reflection used for calculation, and is 8 in this embodiment.
  • the (hkl) plane used for reflection is (012), (104), (110), (006), (113), (024), (116), and (300).
  • ICDD International Center for Diffraction Data (International Diffraction Data Center).
  • PDF registered trademark
  • Powder Diffraction File is an abbreviation for Powder Diffraction File.
  • the TC (006) of the ⁇ -Al 2 O 3 layer of the present embodiment can be expressed by the following formula (2).
  • TC (006) exceeds 5 in the orientation index TC (hkl) means that the numerical value obtained by the above equation (2) obtained by substituting TC (006) into the above equation (1) exceeds 5. means.
  • the ⁇ -Al 2 O 3 layer having a TC (006) value of more than 5 contributes to improved wear resistance because the hardness and Young's modulus are superior to the impact and vibration associated with severe cutting conditions. Can do.
  • the value of TC (006) is preferably more than 6, more preferably more than 7. As the value of TC (006) is larger, the wear resistance can be effectively improved. Although the upper limit of the value of TC (006) is not limited, since there are eight reflecting surfaces used for the calculation, it may be set to 8 or less.
  • TC (hkl) is, for example, as follows using SmartLab (registered trademark) (scanning speed: 21.7 ° / min, step: 0.01 °, scan range: 15 to 140 °) manufactured by Rigaku Corporation. It can be measured under conditions.
  • SmartLab registered trademark
  • scan range 15 to 140 °
  • XRD result the result of TC (hkl) measurement using an X-ray diffractometer.
  • the “concentration distribution in which the concentration decreases in the direction away from the substrate side in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer” of sulfur refers to the sulfur concentration in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer. It means that the portion where the concentration decreases in the direction away from the substrate side may be included.
  • the interface between the base material of the ⁇ -Al 2 O 3 layer (if there is a layer adjacent to the substrate side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer is the interface between the layer) to just above the point X
  • the Y point is directly below the surface of the ⁇ -Al 2 O 3 layer (if there is a layer adjacent to the side opposite to the substrate side of the Al 2 O 3 layer)
  • the concentration distribution is such that the S content at the X point> the S content at the Y point.
  • the concentration of S in the direction away from the substrate side is There may be a constant part. Further, there may be a portion where the concentration increases in a direction away from the substrate side, or there may be a portion not containing sulfur.
  • the maximum sulfur concentration Csmax in the above concentration distribution is the interface between the ⁇ -Al 2 O 3 layer and the substrate side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer. It preferably appears in a region of 1 ⁇ m from the interface with the adjacent layer.
  • the minimum sulfur concentration Csmin in the above concentration distribution is adjacent to the surface of the ⁇ -Al 2 O 3 layer or the side opposite to the substrate side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer. Preferably, it appears in a region from the interface with the layer to 1 ⁇ m.
  • Csmax is preferably 0.005 to 1 atomic%
  • Csmin is preferably 0.001 to 0.1 atomic%, and preferably satisfies the relationship Csmax> Csmin.
  • Csmax may appear directly above the interface or ⁇ -Al 2 O 3 layer a layer adjacent to the substrate side of the base material of the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • Csmin is the substrate side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer surface or ⁇ -Al 2 O 3 layer may appear immediately below the interface between the layer adjacent to the opposite side.
  • the difference between Csmax and Csmin is more preferably 0.1 atomic% or more.
  • the upper limit of the difference between Csmax and Csmin may be 0.9 atomic%. If the difference is larger than this, coarse grains may be generated.
  • Csmax is preferably 0.005 to 1 atomic%, more preferably 0.05 to 1 atomic%, and further preferably 0.1 to 0.7 atomic%. Thereby, slidability can be improved. If Csmax is less than 0.005 atomic%, the slidability becomes insufficient, and the welding of the work material may easily proceed during cutting. If Csmax exceeds 1 atomic%, the chipping resistance may be lowered.
  • Csmin is preferably 0.001 to 0.01 atomic%. Even if Csmin is less than 0.001 atomic%, it is difficult to obtain higher wear resistance.
  • the content of S contained in the ⁇ -Al 2 O 3 layer is represented by atomic%.
  • the content of S is the sum of the number of Al atoms, the number of O atoms, the number of C atoms, the number of chlorine (element symbol: Cl) atoms, the number of Ti atoms and the number of S atoms as the denominator.
  • the atomic composition percentage [S / (Al + O + C + Cl + Ti + S) ⁇ 100] with the number of S atoms as a molecule.
  • the S content is determined by polishing the cross section of the coating parallel to the cross section in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer by ion milling, and the polished surface is subjected to energy dispersive X-ray analysis using a field emission scanning electron microscope. It can be measured by analyzing with an apparatus (EDS: Energy Dispersive X-ray Spectroscopy). Further, the S content can be measured in more detail by using a WDS (Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy) analysis method.
  • EDS Energy Dispersive X-ray Spectroscopy
  • the conditions of said ion milling process are as follows, for example. Accelerating voltage: 6kV Irradiation angle: 0-5 ° from normal Irradiation time: 300 minutes
  • the S content was measured by EDS using a SU6600 (model number) field emission scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. At the time of measurement, the acceleration voltage of the field emission scanning electron microscope was set to 15 kV. EDS conditions were set to 150 frames and selected atoms: C, O, Al, S, Cl, and Ti, respectively. As shown in FIG.
  • the ⁇ -Al 2 O 3 layer 1 is formed at a predetermined interval in the thickness direction from the interface (TiCNO layer 3) with the base layer (TiCN layer 2) to the coating surface side. -The content of S in the Al 2 O 3 layer 1 was measured and its distribution was analyzed.
  • FIG. 1 the measurement points in the ⁇ -Al 2 O 3 layer 1 used for measuring the S content by EDS are shown on a micrograph.
  • a TiCN layer 2 is formed on a substrate, a TiCNO layer 3 is laminated on the TiCN layer 2, and an ⁇ -Al 2 O 3 layer 1 is laminated on the TiCNO layer 3.
  • measurement points were measured at predetermined intervals (for example, every 1.0 ⁇ m) in the thickness direction from directly above the TiCNO layer 3 which is the interface between the ⁇ -Al 2 O 3 layer 1 and the TiCN layer 2 to the coating surface side. 4 (first measurement point 41, second measurement point 42, third measurement point 43, fourth measurement point 44, fifth measurement point 45) was set. Then, the S content at each measurement point from the first measurement point 41 to the fifth measurement point 45 was measured.
  • ⁇ Grain size of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains contained in ⁇ -Al 2 O 3 layer is measured parallel to the interface with the adjacent layer on the surface or on the side opposite to the substrate side and located at a depth of 0.5 ⁇ m from the surface or the interface.
  • ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains having a grain size of 0.2 to 2 ⁇ m occupy 20 to 80 area%. If the grain size of ⁇ -Al 2 O 3 occupying 20 to 80 area% on this measurement surface is less than 0.2 ⁇ m, the fracture resistance may be lowered. If this particle diameter exceeds 2 ⁇ m, the wear resistance may be reduced.
  • the upper limit of the particle diameter is preferably 1.85 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the particle size is 0.2 ⁇ m, and can be said to be a preferable value unless it is less than 0.2 ⁇ m. This is because, within such a particle size range, it is possible to improve wear resistance as well as fracture resistance.
  • the proportion of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains having a grain size of 0.2 to 2 ⁇ m on the measurement surface is less than 20 area% or 80 area% or more, the chipping resistance In addition, it is not preferable because the wear resistance cannot be improved.
  • a more preferable ratio of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains having a grain size of 0.2 to 2 ⁇ m is 50 to 70 area%.
  • the measurement of the grain size of the ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains on the measurement surface of the ⁇ -Al 2 O 3 layer is performed by measuring the fracture surface parallel to the cross section in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer. It was done in. Specifically, on the fracture surface, from the surface of the ⁇ -Al 2 O 3 layer (if there is a layer adjacent to the side opposite to the substrate side of the Al 2 O 3 layer, the interface with that layer) A portion 0.5 ⁇ m away from the ⁇ -Al 2 O 3 layer was observed with a field emission scanning electron microscope. The particle diameter of the ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains can be measured from the microscopic image using a section method. Further, the fracture surface can be polished by ion milling, and the particle size of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains can be measured from EBSD analysis using a microscopic image of the polished surface.
  • the ⁇ -Al 2 O 3 layer desirably has an average layer thickness of 1 to 15 ⁇ m. Thereby, both wear resistance and chipping resistance can be achieved. If the average layer thickness of the ⁇ -Al 2 O 3 layer is less than 1 ⁇ m, wear may easily proceed. When the average layer thickness exceeds 15 ⁇ m, the chipping resistance may be lowered.
  • the coating can include other layers in addition to the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • An example of such another layer is a TiCN layer. Since this TiCN layer is excellent in wear resistance, it is possible to impart suitable wear resistance to the coating.
  • the TiCN layer is particularly preferably formed by MT-CVD (medium temperature CVD).
  • the MT-CVD method can form a film at a relatively low temperature among the CVD methods of about 800 to 1000 ° C., and can reduce damage to the substrate due to heating during film formation.
  • the TiCN layer can be disposed, for example, between the ⁇ -Al 2 O 3 layer and the substrate.
  • the TiCN layer preferably has an average layer thickness of 2 to 20 ⁇ m. If the average thickness of the TiCN layer is less than 2 ⁇ m, there is a possibility that the wear easily proceeds. If this average layer thickness exceeds 20 ⁇ m, the chipping resistance may be lowered.
  • outermost surface layer In addition, the outermost surface layer, intermediate
  • ⁇ Outermost surface layer> It is preferable that an outermost surface layer mainly composed of any one of Ti carbide, nitride or boride is disposed on the surface of the coating.
  • the outermost surface layer is a layer disposed on the most surface side in the coating. However, it may not be formed in the region including the edge of the cutting edge. For example, when no other layer is formed on the ⁇ -Al 2 O 3 layer, the outermost surface layer is disposed directly on the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the main component is any one of Ti carbide, nitride, and boride” means that 90% by mass or more of any of Ti carbide, nitride, and boride is included. Further, it preferably means that it consists of any one of Ti carbide, nitride and boride except for inevitable impurities.
  • the corner identification (identification of the used part) of the cutting tip after the cutting use is facilitated by the effect of exhibiting a clear color.
  • the outermost layer preferably has an average layer thickness of 0.05 to 1 ⁇ m.
  • the upper limit of the average layer thickness of the outermost surface layer is preferably 0.8 ⁇ m, more preferably 0.6 ⁇ m.
  • the lower limit of the average layer thickness is preferably 0.1 ⁇ m, and more preferably 0.2 ⁇ m. If the average layer thickness is less than 0.05 ⁇ m, when compressive residual stress is applied to the coating, the effect may not be sufficiently obtained, and the fracture resistance may not be improved. When the average layer thickness exceeds 1 ⁇ m, the adhesion with the layer adjacent to the outermost surface layer may be lowered.
  • the coating preferably has an intermediate layer between the ⁇ -Al 2 O 3 layer and the substrate.
  • the intermediate layer is configured to include acicular TiCNO or acicular TiBN.
  • the intermediate layer and the ⁇ -Al 2 O 3 layer is preferably disposed between the TiCN layer disposed between the ⁇ -Al 2 O 3 layer and the substrate, ⁇ -Al 2 O 3 layer More preferably, the Al-Al 2 O 3 layer and the TiCN layer are both in contact with each other between the TiCN layer and the TiCN layer. This is because the adhesion of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the coating is enhanced.
  • the intermediate layer can be formed by a known method.
  • the intermediate layer preferably has an average layer thickness of 0.3 to 1 ⁇ m. This is because the adhesion of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the coating is further enhanced.
  • the average layer thickness of the intermediate layer is more preferably 0.4 to 0.8 ⁇ m.
  • the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the intermediate layer is preferably 0.3 ⁇ m or more. Thereby, the adhesion of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the coating can be reliably increased. If the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the intermediate layer is less than 0.3 ⁇ m, the effect of improving the adhesion of the ⁇ -Al 2 O 3 layer may not be sufficiently obtained.
  • the upper limit of the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the intermediate layer is 0.9 ⁇ m. If this difference exceeds 0.9 ⁇ m, the ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains become non-uniform and the adhesion may be reduced.
  • the method for measuring the thickness of the intermediate layer is the same as the method used for measuring the grain size of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains. That is, it can be measured by observing a film cross section parallel to the cross section in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer with a field emission scanning electron microscope.
  • the average layer thickness of the intermediate layer is measured, for example, at a plurality of locations of the intermediate layer by the above measurement method. It can be determined by calculating the value.
  • the maximum thickness and the minimum thickness of the intermediate layer can also be determined by picking up the maximum value and the minimum value from the layer thicknesses at a plurality of locations of the intermediate layer measured by the above measurement method.
  • the cross section can be polished by ion milling, and measurement using a microscopic image of the polished surface is also possible.
  • the method for producing a surface-coated cutting tool includes a step of forming a film containing an ⁇ -Al 2 O 3 layer on a substrate by a CVD method, and in this step, the formation of the ⁇ -Al 2 O 3 layer is performed.
  • the amount of H 2 S gas contained in the raw material gas in the initial stage is set to 0.5 to 5% by volume, and the amount is instantaneously increased to 0.65 to 7% by volume.
  • the initial stage of formation of the ⁇ -Al 2 O 3 layer refers to a time when nucleation of crystal grains of Al 2 O 3 is performed.
  • the surface-coated cutting tool can be preferably manufactured by forming a film on a substrate by a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the film forming temperature is 800 to 1200 ° C., which is higher than the physical vapor deposition method, and the adhesion to the substrate is improved.
  • other layers other than the ⁇ -Al 2 O 3 layer are formed, these layers can be formed by a conventionally known method.
  • the thicknesses of the ⁇ -Al 2 O 3 layer and other layers can be adjusted by appropriately adjusting the film formation time (the film formation rate of each layer is about 0.5 to 2.0 ⁇ m / hour). is there).
  • the ⁇ -Al 2 O 3 layer can be formed by the following method using, for example, a CVD method.
  • a TiCN layer is formed on the substrate by a known method with or without another layer, and a TiCNO layer is formed on the surface of the TiCN layer. Further, the surface of the TiCNO layer is oxidized to nucleate ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains. Subsequently, an ⁇ -Al 2 O 3 layer is formed (a crystal of ⁇ -Al 2 O 3 is grown).
  • H 2 S is added to the raw material gas to be introduced.
  • the blending amount of the gas is set to a blending amount selected from 0.5 to 5% by volume.
  • the compounding amounts of the source gases other than H 2 S gas are as follows: AlCl 3 is 1.3 to 2.5% by volume, HCl is 2.8 to 6% by volume, CO is 1 to 5% by volume, CO 2 is 0.4 to 3% by volume, O 2 is 0.002 to 0.008% by volume, and the balance is H 2 .
  • the furnace temperature of the CVD apparatus is 970 to 1020 ° C., and the furnace pressure is 70 to 110 hPa.
  • the surface of the TiCNO layer is oxidized by CO, CO 2 and O 2 in the composition of the raw material gas for nucleating ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains.
  • the H 2 S gas contained in the raw material gas is instantaneously (pulsed) more than the amount selected from 0.5 to 5% by volume. Introduce raw material gas into the increased blending amount. This operation can be performed once or twice or more. That is, first, the blending amount of H 2 S gas is modulated in a pulse shape to nucleate ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains, and then ⁇ -Al 2 O is used as a raw material gas having the blending amount of each composition described above. 3 crystal grains are grown to form an ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • an ⁇ -Al 2 O 3 layer having a concentration distribution of S in which the concentration decreases in the thickness direction away from the substrate side can be formed.
  • the amount to be increased may be adjusted by lowering the amount of H 2 gas that occupies the remainder of the source gas. This is convenient because the blending amount of other gases, the furnace temperature of the CVD apparatus, and the furnace pressure can be made unchanged.
  • the blending amount (pulse height) of the H 2 S gas that is instantaneously increased is preferably 130 to 160% with respect to the blending amount selected from 0.5 to 5% by volume. If it is less than 130%, Csmax may be 0.005 atomic% or less. Moreover, when it exceeds 160%, a crystal grain will coarsen and there exists a possibility that the outstanding abrasion resistance may not be obtained.
  • the concentration distribution of S as described above can be expressed as ⁇ It can be formed in the thickness direction of the Al 2 O 3 layer.
  • Example 1 ⁇ Preparation of substrate> A base material made of a cemented carbide base material (manufactured by Sumitomo Electric Industries) having the shape of CNMG120408 defined in JIS (Japan Industrial Standard) B 4120 (1998) was prepared. The prepared base materials are classified into 7 groups named samples A1 to A7. Moreover, six base materials were prepared for each group. These substrates have a composition consisting of 87.0 wt% WC, 8.0 wt% Co, 2.5 wt% TiC, 1.5 wt% NbC, and 1.0% TaC.
  • sample A1 to sample A4 are examples, and sample A5 to sample A7 are comparative examples.
  • the nucleation of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains is performed by oxidizing the surface of the TiCNO layer formed on the surface of the TiCN layer.
  • An Al 2 O 3 layer was formed.
  • the amount of H 2 S gas contained in the introduced raw material gas is set to 0. It was set to 6% by volume.
  • the amount of each component gas containing H 2 S gas of the material gas is as shown in Table 2 below.
  • H 2 S gas content which had been 0.6% by volume, was instantaneously increased beyond 0.6% by volume. Thereafter, H 2 the amount of S gas was set to 0.6 vol%, H 2 S gas in the raw material gas the amount of each component gas were as shown in Table 2 below containing alpha-Al 2 O 3 crystal grains were grown to form an ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • Example 1 the amount of instantaneously elevated H 2 S gas introduced to the sample A1 ⁇ A7 (pulse height) and time for introducing the H 2 S gas in amounts which momentarily increased (Pulse width) was varied. Specifically, with respect to the samples A1 to A4, the pulse height is 150% (that is, 0.9% by volume) of 0.6% by volume of the H 2 S gas, and 0.8 to 1. H 2 S gas was introduced with different pulse widths within a range of 3 minutes. On the other hand, H 2 S gas was not introduced for samples A5 to A6 by increasing the blending amount instantaneously.
  • the layer structure of the coating formed in Samples A1 to A7 is a TiN layer, a TiCN layer, a TiCNO layer, an ⁇ -Al 2 O 3 layer, a TiC layer, and a TiN layer in order from the substrate side.
  • Table 3 shows the layer structure and the layer thickness ( ⁇ m) of Samples A1 to A7.
  • Example 1 ⁇ Content of the test>
  • six samples A1 to A7 are prepared.
  • the flank face was irradiated with X-rays, and the TC (006) of the ⁇ -Al 2 O 3 layer was measured.
  • the S content in the ⁇ -Al 2 O 3 layer was measured.
  • the particle diameter of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains was measured for the third piece.
  • the slidability was evaluated for the fourth piece.
  • the wear resistance was evaluated for the fifth piece. Fracture resistance was evaluated for the sixth piece.
  • the content of S of ⁇ -Al 2 O 3 layer is measured point set from just above the interface between the TiCNO layer adjacent to the substrate side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the coating section in 1 ⁇ m per the film surface Measurement was performed at (first measurement point to fifth measurement point) (see FIG. 1). Also, alpha-Al 2 O 3 crystal grains having a grain size is, Al 2 and the base side of the O 3 layer from the interface between the TiC layer adjacent the opposite side to the alpha-Al 2 O 3 layer side 0. Measurements were taken at 5 ⁇ m away.
  • Wear resistance is evaluated by observing the wear width (Vb) formed on the flank of the cutting tool after setting the cutting tool on an NC lathe and cutting the work material for a predetermined time. It can be evaluated that the smaller the value of the wear width (Vb), the better the wear resistance.
  • Defect resistance is evaluated by setting the cutting tool on an NC lathe, cutting the work material, and measuring the time until chipping or chipping occurs in the cutting tool. Therefore, it can be evaluated that the longer the time until chipping or chipping, the better the chipping resistance.
  • the coefficient of friction ( ⁇ ) was measured by performing the pin-on-disk method under a load of 10N and room temperature. It can be said that the smaller the value of the coefficient of friction ( ⁇ ), the smoother it is, and the better the slidability.
  • AA Excellent wear resistance, chipping resistance and sliding property (Vb is 0.165 or less, time to chipping is 6 minutes or more, and friction coefficient ( ⁇ ) is 0.35 or less)
  • Vb Chipping resistance and sliding property
  • ⁇ friction coefficient
  • A Excellent wear resistance, fracture resistance, and slidability (two of the requirements that Vb is 0.165 or less, the time to fracture is 6 minutes or more, and the coefficient of friction ( ⁇ ) is 0.35 or less.
  • the TC (006) of the ⁇ -Al 2 O 3 layer was more than 5.
  • S content a Csmax of 0.05 to 0.330 atomic% was obtained on the TiCNO layer side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer, which is the first measurement point.
  • concentration of S decreases in the direction away from the TiCNO layer, and a Csmin of 0.003 to 0.005 atomic% is obtained on the TiC layer side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer which is the fifth measurement point. It was.
  • the concentration distribution of S in the example has a concentration distribution in which the concentration decreases in the direction away from the substrate side in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the difference between Csmax and Csmin was 0.047 to 0.325.
  • the particle diameter of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains at a location 0.5 ⁇ m away from the interface with the TiC layer toward the ⁇ -Al 2 O 3 layer was 1.85 ⁇ m or less.
  • ⁇ Discussion> That is, in this example, in addition to the introduction of H 2 S gas with a compounding amount of 0.6% by volume, at a predetermined pulse width (0.8 to 1.3 minutes) and pulse height (150%). H 2 S gas was introduced three times to form an ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • This ⁇ -Al 2 O 3 layer had TC (006) of more than 5, and had a concentration distribution of S in which the concentration decreased in the direction away from the substrate side in the thickness direction.
  • the cutting tool of the example provided with such a coating containing the ⁇ -Al 2 O 3 layer showed the performance that Vb was 0.168 or less and the time to failure was 5.9 minutes or more, and had excellent resistance. It had wear and fracture resistance. Further, the coefficient of friction ( ⁇ ) also showed a value of 0.38 or less, and it was revealed that it has excellent slidability at the same time. Therefore, the cutting tool of the embodiment can achieve a long life.
  • Example 2> ⁇ Preparation of substrate>
  • the base material which consists of the cemented carbide base material (made by Sumitomo Electric Industries) which has the shape of CNMG120408 similar to Example 1 was prepared.
  • the prepared base materials are classified into three groups named Samples B1 to B3. Moreover, six base materials were prepared for each group.
  • This base material is composed of 92.5 wt% WC, 6.0 wt% Co, and 1.5 wt% NbC.
  • sample B1 is an example
  • samples B2 to B3 are comparative examples.
  • Example 2 ⁇ Formation of coating> Under the same conditions as in Example 1, the base materials of Samples B1 to B3 were honed and set in a chemical vapor deposition apparatus, and a film was formed on each of the surfaces by the CVD method. In Example 2, the TiN layer was not included in the coating composition.
  • the nucleation of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains is performed by oxidizing the surface of the TiCNO layer formed on the surface of the TiCN layer.
  • An Al 2 O 3 layer was formed.
  • the amount of H 2 S gas contained in the introduced source gas is set to 1. It was set to 7% by volume.
  • the amount of each component gas containing H 2 S gas of the material gas is as shown in Table 5 below.
  • H 2 S-gas is set to 1.7 vol%, H 2 S gas in the raw material gas the amount of each component gas were as shown in Table 5 below containing the ⁇ -Al 2 O 3 crystals The grains were grown to form an ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the cycle (pulse cycle) for introducing the H 2 S gas by instantaneously increasing the blending amount was different for the samples B1 to B3.
  • the pulse period was 3 minutes for sample B1, 7 minutes for sample B2, and 1 minute for sample B3.
  • the pulse height is 130% (ie, 2.21% by volume) compared to 1.7% by volume of H 2 S gas, and the pulse for 2 minutes.
  • the blending amount was increased instantaneously and H 2 S gas was introduced twice.
  • the layer structure of the coating formed from Samples B1 to B3 is a TiN layer, a TiCN layer, a TiCNO layer, an ⁇ -Al 2 O 3 layer, and a TiC layer in order from the substrate side.
  • Table 6 below shows the layer structure and the layer thickness ( ⁇ m) of Samples B1 to B3.
  • Example 2 ⁇ Content of the test>
  • six samples B1 to B3 are prepared.
  • the flank face was irradiated with X-rays, and the TC (006) of the ⁇ -Al 2 O 3 layer was measured.
  • the S content in the ⁇ -Al 2 O 3 layer was measured.
  • the particle diameter of ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains was measured for the third piece.
  • the slidability was evaluated for the fourth piece.
  • the wear resistance was evaluated for the fifth piece. Fracture resistance was evaluated for the sixth piece.
  • the content of S of ⁇ -Al 2 O 3 layer was set from just above the interface between the TiCNO layer adjacent to the substrate side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer in the coating section in 1.0 ⁇ m per the film surface Measurement was performed at measurement points (first measurement point to fifth measurement point) (see FIG. 1). Also, alpha-Al 2 O 3 crystal grains having a grain size is, Al 2 and the base side of the O 3 layer from the interface between the TiC layer adjacent the opposite side to the alpha-Al 2 O 3 layer side 0. Measurements were taken at 5 ⁇ m away.
  • Wear resistance is evaluated by observing the wear width (Vb) formed on the flank of the cutting tool after setting the cutting tool on an NC lathe and cutting the work material for a predetermined time. It can be evaluated that the smaller the value of the wear width (Vb), the better the wear resistance.
  • Defect resistance is evaluated by setting the cutting tool on an NC lathe, cutting the work material, and measuring the time until chipping or chipping occurs in the cutting tool. Therefore, it can be evaluated that the longer the time until chipping or chipping occurs, the better the chipping resistance.
  • the coefficient of friction ( ⁇ ) was measured by performing the pin-on-disk method under a load of 10N and room temperature. It can be said that the smaller the value of the coefficient of friction ( ⁇ ), the smoother it is, and the better the slidability.
  • AA Excellent wear resistance, chipping resistance and sliding property (Vb is 0.165 or less, time to chipping is 6 minutes or more, and friction coefficient ( ⁇ ) is 0.35 or less)
  • Vb Chipping resistance and sliding property
  • ⁇ friction coefficient
  • A Excellent wear resistance, fracture resistance, and slidability (two of the requirements that Vb is 0.165 or less, the time to fracture is 6 minutes or more, and the coefficient of friction ( ⁇ ) is 0.35 or less.
  • the TC (006) of the ⁇ -Al 2 O 3 layer was more than 5.
  • the S content a Csmax of 0.850 atomic% was obtained on the TiCNO layer side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer as the first measurement point.
  • the concentration of S decreased in the direction away from the TiCNO layer in the thickness direction, and Csmin of 0.008 atomic% was obtained on the TiC layer side of the ⁇ -Al 2 O 3 layer as the fifth measurement point. Therefore, it was found that the concentration distribution of S in the example had a concentration distribution in which the concentration decreased in the direction away from the substrate side in the thickness direction of the ⁇ -Al 2 O 3 layer.
  • the difference between Csmax and Csmin was 0.842.
  • the particle diameter of the ⁇ -Al 2 O 3 crystal grains at a location 0.5 ⁇ m away from the interface with the TiC layer toward the ⁇ -Al 2 O 3 layer was 0.83 ⁇ m.
  • ⁇ Discussion> That is, in this example, in addition to the introduction of H 2 S gas with a compounding amount of 1.7% by volume, the compounding amount is instantaneously increased at a predetermined pulse period (3 minutes) to increase the H 2 S gas to 2 Introduced twice, an ⁇ -Al 2 O 3 layer was formed.
  • This ⁇ -Al 2 O 3 layer had TC (006) of more than 5, and had a concentration distribution of S in which the concentration decreased in the direction away from the substrate side in the thickness direction.
  • the cutting tool of the example provided with such a coating containing the ⁇ -Al 2 O 3 layer showed the performance that Vb was 0.156 and the time to failure was 4.2 minutes, and necessary and sufficient wear resistance. And was found to have defect resistance. Further, the coefficient of friction ( ⁇ ) was 0.39, and it was revealed that the friction coefficient ( ⁇ ) had excellent slidability at the same time. Therefore, the cutting tool of the embodiment can achieve a long life.

Abstract

表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜に関して、α－Ａｌ2Ｏ3 層（１）を含み、該α－Ａｌ2Ｏ3 層（１）は、α－Ａｌ2Ｏ3 結晶粒と硫黄とを含み、かつ配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）が５を超え、該硫黄は、該α－Ａｌ2Ｏ3 層の厚み方向において、該基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布を有する。

Description

表面被覆切削工具およびその製造方法
　本発明は、表面被覆切削工具およびその製造方法に関する。
　従来から、基材上に被膜を形成した表面被覆切削工具が用いられている。最近、Ａｌ2Ｏ3の結晶配向性を変化させることによって被膜の膜質改良を図るなど、表面被覆切削工具の性能向上を図った様々な技術が提案されている。たとえば、特開２００８－２４６６６４号公報（特許文献１）において、超硬合金を基材とする上に（００６）集合組織を有するα－Ａｌ2Ｏ3層を備えた切削工具が提案されている。
　また、欧州特許出願公開第２５７０５１０号明細書（特許文献２）では、超硬合金を基材とする上に（００１２）集合組織を有し、かつ硫黄が１００ｐｐｍ以上含まれるα－Ａｌ2Ｏ3層を備えた切削工具が提案されている。
特開２００８－２４６６６４号公報 欧州特許出願公開第２５７０５１０号明細書
　しかしながら、上記特許文献１、２に記載の切削工具では、耐摩耗性が高まる一方、耐欠損性が不十分であったり、摩擦係数を低減する効果が十分に得られなかったりした。
　本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、優れた耐摩耗性と同時に優れた摺動性をもつ被膜を形成することで、長寿命化を達成可能な表面被覆切削工具およびその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る表面被覆切削工具は、基材と該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、α－Ａｌ2Ｏ3層を含み、該α－Ａｌ2Ｏ3層は、複数のα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒と硫黄とを含み、かつ配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）が５を超え、該硫黄は、該α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、該基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布を有する。
　上記によれば、優れた耐摩耗性とともに優れた摺動性を発揮し、長寿命化を達成することができる。
ＥＤＳによって硫黄（Ｓ）の含有量を測定するために用いたα－Ａｌ2Ｏ3層内の測定点を顕微鏡写真上に示した図面代用写真である。
　[本発明の実施形態の説明]
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ね、本発明に到達した。α－Ａｌ2Ｏ3層の核生成時に多量のＨ２Ｓをパルス状に変動させながら導入することによって、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向に硫黄の濃度分布を持たせた。具体的には、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、基材側から遠ざかる方向に減少していく硫黄の濃度分布を持たせた。これにより、優れた耐摩耗性とともに優れた摺動性を発揮することが可能となることを見出した。
　以下、まず最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
　［１］本発明の一態様に係る表面被覆切削工具は、基材と該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、α－Ａｌ2Ｏ3層を含み、該α－Ａｌ2Ｏ3層は、複数のα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒と硫黄とを含み、かつ配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）が５を超え、該硫黄は、該α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、該基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布を有している。このような構成の表面被覆切削工具は、優れた耐摩耗性とともに優れた摺動性を発揮することができる。
　［２］上記α－Ａｌ2Ｏ3層の表面または上記α－Ａｌ2Ｏ3層の上記基材側とは反対側に隣接する層との界面に平行であって、かつ該表面または該界面から０．５μｍの深さに位置する測定面において、粒径が０．２～２μｍである前記α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が２０～８０面積％を占めることが好ましい。これにより、耐摩耗性を向上させることができる。
　［３］上記ＴＣ（００６）は、６を超えることが好ましい。これにより、工具の耐摩耗性および摺動性が効果的に向上する。
　［４］上記ＴＣ（００６）は、７超えることがより好ましい。これにより、工具の耐摩耗性および摺動性がより効果的に向上する。
　［５］上記濃度分布における上記硫黄の最大濃度Ｃｓｍａｘは、上記α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において上記基材との界面または上記基材側に隣接する層との界面から１μｍまでの領域に現れ、上記濃度分布における上記硫黄の最小濃度Ｃｓｍｉｎは、上記α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において上記α－Ａｌ2Ｏ3層の表面または上記α－Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側に隣接する層との界面から１μｍまでの領域に現れ、上記Ｃｓｍａｘは０．００５～１原子％であり、上記Ｃｓｍｉｎは０．００１～０．１原子％であり、かつＣｓｍａｘ＞Ｃｓｍｉｎの関係を満たすことが好ましい。これにより、耐摩耗性を向上させることができる。
　［６］上記濃度分布における上記硫黄の最大濃度Ｃｓｍａｘは、０．００５～１原子％であることが好ましい。これにより、特に摺動性を向上させることができる。
　［７］上記α－Ａｌ2Ｏ3層は、平均層厚が１～１５μｍであることが好ましい。これにより、耐摩耗性と耐欠損性を両立させることができる。
　［８］上記被膜は、その表面にＴｉの炭化物、窒化物または硼化物のいずれかを主成分とする最表面層が配置されることが好ましい。これにより、工具のコーナー部の識別が容易となる。
　［９］上記被膜は、上記α－Ａｌ2Ｏ3層と上記基材との間に中間層を有し、該中間層は、針状のＴｉＣＮＯまたは針状のＴｉＢＮを含み、かつ平均層厚が０．３～１μｍであり、該中間層の最大厚みと最小厚みとの差が０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、α－Ａｌ2Ｏ3層の被膜における密着性を向上させることができる。
　［１０］本発明の一態様に係る表面被覆切削工具の製造方法は、上記基材上にＣＶＤ法で上記α－Ａｌ2Ｏ3層を含む上記被膜を形成する工程を含み、該工程において、上記α－Ａｌ2Ｏ3層の形成初期における原料ガスに含まれるＨ2Ｓガスの配合量を０．５～５体積％とし、瞬間的に上記配合量を０．６５～７体積％に高める。これにより、優れた耐摩耗性とともに優れた摺動性を発揮することができる表面被覆切削工具を製造することができる。
　[本発明の実施形態の詳細]
　以下、本発明の実施形態（以下「本実施形態」とも記す）についてさらに詳細に説明する。
　＜表面被覆切削工具＞
　本実施形態の表面被覆切削工具は、基材と該基材上に形成された被膜とを備える。被膜は、基材の全面を被覆することが好ましい。しかしながら、基材の一部がこの被膜で被覆されていなかったり被膜の構成が部分的に異なっていたりしていたとしても本発明の範囲を逸脱するものではない。
　本実施形態の表面被覆切削工具は、ドリル、エンドミル、ドリル用刃先交換型切削チップ、エンドミル用刃先交換型切削チップ、フライス加工用刃先交換型切削チップ、旋削加工用刃先交換型切削チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップなどの切削工具として好適に使用することができる。
　＜基材＞
　基材は、この種の基材として従来公知のものであればいずれも使用することができる。たとえば、超硬合金（たとえば、ＷＣ基超硬合金、ＷＣのほか、Ｃｏを含み、あるいはＴｉ、Ｔａ、Ｎｂなどの炭窒化物を添加したものも含む）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮなどを主成分とするもの）、高速度鋼、セラミックス（炭化チタン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなど）、立方晶型窒化ホウ素焼結体、またはダイヤモンド焼結体のいずれかであることが好ましい。
　これらの各種基材の中でも超硬合金、特にＷＣ基超硬合金を選択すること、またはサーメット（特にＴｉＣＮ基サーメット）を選択することが好ましい。これらの基材は、特に高温における硬度と強度のバランスに優れ、上記用途の表面被覆切削工具の基材として優れた特性を有している。
　表面被覆切削工具が刃先交換型切削チップなどである場合、基材はチップブレーカーを有するものも、有さないものも含まれる。また、刃先稜線部は、その形状がシャープエッジ（すくい面と逃げ面とが交差する稜）、ホーニング（シャープエッジに対してアールを付与したもの）、ネガランド（面取りをしたもの）、ホーニングとネガランドを組み合わせたものの中で、いずれのものも含まれる。
　＜被膜＞
　被膜は、α－Ａｌ2Ｏ3層を含む。たとえば被膜は、α－Ａｌ2Ｏ3層を１層以上含み、さらに他の層を含んだ複数の層から構成することができる。
　上記他の層として、ＴｉＣＮＯ層、ＴｉＢＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＡｌＮ層、ＴｉＳｉＮ層、ＡｌＣｒＮ層、ＴｉＡｌＳｉＮ層、ＴｉＡｌＮＯ層、ＡｌＣｒＳｉＣＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＳｉＣ層、ＣｒＳｉＮ層、ＡｌＴｉＳｉＣＯ層、ＴｉＳｉＣＮ層などを例示することができる。ここで本明細書において上記のように化合物を化学式で表わすとき、原子比を特に限定しない場合は従来公知のあらゆる原子比を含むものとし、必ずしも化学量論的範囲のものに限定されない。
　たとえば「ＴｉＡｌＮ」と記載されている場合、ＴｉＡｌＮを構成する原子数の比はＴｉ：Ａｌ：Ｎ＝０．５：０．５：１に限られず、従来公知のあらゆる原子比が含まれるものとする。このことは、「ＴｉＡｌＮ」以外の化合物の記載についても同様である。また、本実施形態において、チタン（元素記号：Ｔｉ）、アルミニウム（元素記号：Ａｌ）、ケイ素（元素記号：Ｓｉ）、ジルコニウム（元素記号：Ｚｒ）またはクロム（元素記号：Ｃｒ）などの金属元素と、窒素（元素記号：Ｎ）、酸素（元素記号：Ｏ）または炭素（元素記号：Ｃ）などの非金属元素とは、必ずしも化学量論的な組成を構成している必要がない。
　被膜は、平均層厚が３～３５μｍ（３μｍ以上３５μｍ以下、なお本願において数値範囲を「～」を用いて表わす場合、その範囲は上限および下限の数値を含むものとする）である。さらには被膜の平均層厚は、５～２０μｍであることが好適である。この平均層厚が３μｍ未満であれば、耐摩耗性が不十分となる恐れがある。この平均層厚が３５μｍを超えると、断続加工において被膜と基材との間に大きな応力が加わった際に、被膜の剥離または破壊が高頻度に発生する恐れがある。
　＜α－Ａｌ2Ｏ3層＞
　α－Ａｌ2Ｏ3層は、複数のα－Ａｌ2Ｏ3（結晶構造がα型である酸化アルミニウム）の結晶粒と硫黄（元素記号：Ｓ）とを含んでいる。α－Ａｌ2Ｏ3層は、複数のα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を含んだ多結晶のα－Ａｌ2Ｏ3を含んでいる。通常この結晶粒は、約０．１～２μｍ程度の大きさの粒径をもつ。
　α－Ａｌ2Ｏ3層は、多くのα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が（００６）配向する。そしてα－Ａｌ2Ｏ3層は、下記式（１）で示される配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）が５を超える。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）中、Ｉ（ｈｋｌ）は、（ｈｋｌ）反射面のＸ線回折強度を示し、Ｉ0（ｈｋｌ）は、ＩＣＤＤのＰＤＦカード番号００－０１０－０１７３による標準強度を示す。また式（１）中のｎは、計算に用いた反射数を示し、本実施形態では８である。反射に用いた（ｈｋｌ）面は、（０１２）、（１０４）、（１１０）、（００６）、（１１３）、（０２４）、（１１６）および（３００）である。
　ＩＣＤＤ（登録商標）とは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｅｎｔｒｅ　ｆｏｒ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｄａｔａ（国際回折データセンター）の略称である。また、ＰＤＦ（登録商標）とは、Ｐｏｗｄｅｒ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｆｉｌｅの略称である。
　なお、本実施形態のα－Ａｌ2Ｏ3層のＴＣ（００６）は、下記式（２）で示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　「配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）が５を超える」とは、上記式（１）にＴＣ（００６）を代入してなる上記式（２）により求まる数値が５を超えることを意味する。そして、ＴＣ（００６）の値が５を超えるα－Ａｌ2Ｏ3層は、硬度とヤング率が過酷な切削条件に伴う衝撃および振動に対し優位になるため、耐摩耗性の向上に資することができる。
　上記ＴＣ（００６）の値は、６を超えることが好ましく、より好ましくは７を超える。ＴＣ（００６）の値が大きいほど、耐摩耗性を効果的に向上させることができる。ＴＣ（００６）の値の上限は制限されないが、計算に用いた反射面が８つであるから、８以下とすればよい。
　以上のようなＴＣ（ｈｋｌ）の測定は、Ｘ線回折装置を用いた分析により可能となる。ＴＣ（ｈｋｌ）は、たとえば、リガク株式会社製ＳｍａｒｔＬａｂ（登録商標）（スキャンスピード：２１．７°／分、ステップ：０．０１°、スキャン範囲：１５～１４０°）を用いて以下のような条件で測定することができる。なお、本実施形態において、Ｘ線回折装置を用いたＴＣ（ｈｋｌ）の測定の結果を「ＸＲＤ結果」と称する。
　特性Ｘ線：　Ｃｕ－Ｋα
　管電圧：　４５ｋＶ
　管電流：　２００ｍＡ
　フィルター：　多層ミラー
　光学系：　集中法
　Ｘ線回折法：　θ－２θ法
　＜α－Ａｌ2Ｏ3層に含まれる硫黄の濃度分布＞
　α－Ａｌ2Ｏ3層に含まれる硫黄（以下、元素記号である「Ｓ」で記す場合がある）は、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布を有している。具体的には、たとえば、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、基材側から遠ざかる方向に向けて順にＡ点、Ｂ点、Ｃ点を設定し、これらの点のＳの含有量を測定すれば、Ａ点のＳの含有量＞Ｂ点のＳの含有量＞Ｃ点のＳの含有量となる濃度分布を有している。このようなＳの濃度分布の形態により、優れた耐摩耗性が得られるとともに摺動性を飛躍的に向上させることができる。
　ここで、硫黄の「α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布」とは、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、硫黄の濃度が基材側から遠ざかる方向に減少する部分が含まれていればよいことを意味する。さらに、α－Ａｌ2Ｏ3層の基材との界面（α－Ａｌ2Ｏ3層の基材側に隣接する層がある場合には、その層との界面）の直上をＸ点とし、α－Ａｌ2Ｏ3層の表面（Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側に隣接する層がある場合には、その層との界面）の直下をＹ点としたとき、これらの点のＳの含有量を測定すれば、必ずＸ点のＳの含有量＞Ｙ点のＳの含有量となる濃度分布を有することを意味する。
　上記硫黄の濃度が基材側から遠ざかる方向に減少する部分が含まれ、かつＸ点のＳの含有量＞Ｙ点のＳの含有量となる限り、基材側から遠ざかる方向においてＳの濃度が一定となる部分があってもよい。また、基材側から遠ざかる方向にその濃度が増加する部分があってもよいし、硫黄が含まれていない部分などがあってもよい。
　さらに、上記濃度分布における硫黄の最大濃度Ｃｓｍａｘは、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、α－Ａｌ2Ｏ3層の基材との界面またはα－Ａｌ2Ｏ3層の基材側に隣接する層との界面から１μｍまでの領域に現れることが好ましい。上記濃度分布における硫黄の最小濃度Ｃｓｍｉｎは、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、α－Ａｌ2Ｏ3層の表面またはα－Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側に隣接する層との界面から１μｍまでの領域に現れることが好ましい。そして、Ｃｓｍａｘは０．００５～１原子％であり、Ｃｓｍｉｎは０．００１～０．１原子％であり、かつＣｓｍａｘ＞Ｃｓｍｉｎの関係を満たすことが好ましい。これにより耐摩耗性を向上させることができる。たとえば、Ｃｓｍａｘは、α－Ａｌ2Ｏ3層の基材との界面またはα－Ａｌ2Ｏ3層の基材側に隣接する層の直上に現れる場合がある。Ｃｓｍｉｎは、α－Ａｌ2Ｏ3層の表面またはα－Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側に隣接する層との界面の直下に現れる場合がある。
　ＣｓｍａｘとＣｓｍｉｎとの差は０．１原子％以上であることがさらに好ましい。ＣｓｍａｘとＣｓｍｉｎとの差の上限は、０．９原子％とすればよい。差がこれ以上大きくなると、粗大粒が発生する恐れがある。また、Ｃｓｍａｘは０．００５～１原子％であることが好ましく、０．０５～１原子％であることがさらに好ましく、０．１～０．７原子％であることがさらにまた好ましい。これにより摺動性を向上させることができる。Ｃｓｍａｘが０．００５原子％未満であれば摺動性が不十分となり、切削時に被削材の溶着が進みやすくなる恐れがある。Ｃｓｍａｘが１原子％を超えると耐欠損性が低下する恐れがある。
　またＣｓｍｉｎは、０．００１～０．０１原子％であることが好ましい。なお、Ｃｓｍｉｎが０．００１原子％未満となっても、それ以上の耐摩耗性を得ることは難しい。
　本実施形態において、α－Ａｌ2Ｏ3層に含まれるＳの含有量は、原子％で表される。具体的には、Ｓの含有量はＡｌの原子数、Ｏの原子数、Ｃの原子数、塩素（元素記号：Ｃｌ）の原子数、Ｔｉの原子数およびＳの原子数の合計を分母とし、Ｓの原子数を分子とする原子組成百分率［Ｓ／（Ａｌ＋Ｏ＋Ｃ＋Ｃｌ＋Ｔｉ＋Ｓ）×１００］で表すことができる。
　Ｓの含有量は、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向の断面と平行な被膜断面をイオンミリング処理により研磨し、その研磨面を電界放出型走査電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｐｙ）で分析することによって測定可能である。また、ＷＤＳ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｐｙ）分析法を使用することにより、Ｓの含有量をより詳細に測定することができる。
　上記のイオンミリング処理の条件は、たとえば以下のとおりである。
　加速電圧：　６ｋＶ
　照射角度：　法線から０－５°
　照射時間：　３００分
　本実施形態では、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製ＳＵ６６００（型番）の電界放出型走査電子顕微鏡を用いたＥＤＳによりＳの含有量を測定した。測定時には、電界放出型走査電子顕微鏡の加速電圧を１５ｋＶに設定した。ＥＤＳの条件は、フレーム数：１５０、選択原子：Ｃ、Ｏ、Ａｌ、Ｓ、Ｃｌ、Ｔｉにそれぞれ設定した。図１に示すように、α－Ａｌ2Ｏ3層１の基材側の層（ＴｉＣＮ層２）との界面部（ＴｉＣＮＯ層３）から被膜表面側へ向け、厚み方向に所定の間隔でα－Ａｌ2Ｏ3層１のＳの含有量を測定し、その分布を分析した。
　図１には、ＥＤＳによってＳの含有量を測定するために用いたα－Ａｌ2Ｏ3層１内の測定点が、顕微鏡写真上に示されている。図１において、被膜は、基材上にＴｉＣＮ層２が形成され、このＴｉＣＮ層２上にＴｉＣＮＯ層３が積層され、ＴｉＣＮＯ層３上にα－Ａｌ2Ｏ3層１が積層されている。分析では、α－Ａｌ2Ｏ3層１のＴｉＣＮ層２との界面部であるＴｉＣＮＯ層３の直上から、被膜表面側へ厚み方向に所定の間隔（たとえば、１．０μｍ毎）で、測定点４（第１測定点４１、第２測定点４２、第３測定点４３、第４測定点４４、第５測定点４５）を設定した。そして、第１測定点４１から第５測定点４５までの各測定点のＳの含有量を測定した。
　＜α－Ａｌ2Ｏ3層に含まれるα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の粒径＞
　α－Ａｌ2Ｏ3層は、その表面またはその基材側とは反対側に隣接する層との界面に平行であって、かつ該表面または該界面から０．５μｍの深さに位置する測定面において、粒径が０．２～２μｍであるα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が２０～８０面積％を占めることが好ましい。この測定面において、２０～８０面積％を占めるα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の粒径が０．２μｍ未満であれば、耐欠損性が低下する恐れがある。この粒径が２μｍを超えると、耐摩耗性が低下する恐れがある。
　また、この粒径の上限値は、好ましくは１．８５μｍ以下である。一方、この粒径の下限値は０．２μｍであり、０．２μｍ未満とならない限り、好ましい値であるといえる。このような粒径の範囲とすれば、耐摩耗性と同時に耐欠損性を向上させることができるからである。
　また、上記測定面において粒径が０．２～２μｍであるα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の占める割合が、２０面積％未満であったり、８０面積％以上であったりすると、耐欠損性および耐摩耗性の向上が図れなくなるので好ましくない。粒径が０．２～２μｍであるα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が占めるさらに好ましい割合は、５０～７０面積％である。
　本実施形態では、α－Ａｌ2Ｏ3層の上記測定面におけるα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の粒径の測定を、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向の断面と平行な破断面で行なった。具体的には、その破断面において、α－Ａｌ2Ｏ3層の表面（Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側に隣接する層がある場合には、その層との界面）からα－Ａｌ2Ｏ3層側へ０．５μｍ離れた箇所を電界放出型走査電子顕微鏡で観察した。α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の粒径は、その顕微鏡画像から切片法を用いて測定することができる。また、その破断面をイオンミリング処理により研磨し、その研磨面の顕微鏡画像を用いたＥＢＳＤ解析から、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の粒径を測定することもできる。
　上記α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の粒径の測定に用いた切片法として、特定の幅を横切る粒子の数を数え、その幅を粒子数で除することで粒径を算出する方法を採用した。
　＜α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み＞
　α－Ａｌ2Ｏ3層は、平均層厚が１～１５μｍであることが望ましい。これにより、耐摩耗性と耐欠損性とを両立させることができる。α－Ａｌ2Ｏ3層の平均層厚を１μｍ未満とすれば、摩耗が進みやすくなる恐れがある。この平均層厚が１５μｍを超えると耐欠損性が低下する恐れがある。
　＜他の層＞
　被膜は上述のとおり、α－Ａｌ2Ｏ3層以外に他の層を含むことができる。そのような他の層として、たとえばＴｉＣＮ層をあげることができる。このＴｉＣＮ層は耐摩耗性に優れるため、被膜により好適な耐摩耗性を付与することができる。ＴｉＣＮ層は、とりわけＭＴ－ＣＶＤ（ｍｅｄｉｕｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ＣＶＤ）法により形成することが好ましい。ＭＴ－ＣＶＤ法は約８００～１０００℃というＣＶＤ法の中でも比較的低温で成膜することができ、成膜時の加熱による基材のダメージを低減することができる。ＴｉＣＮ層は、たとえば、α－Ａｌ2Ｏ3層と基材との間に配置することができる。
　ＴｉＣＮ層は、平均層厚が２～２０μｍであることが望ましい。ＴｉＣＮ層の平均層厚を２μｍ未満とすれば摩耗が進みやすくなる恐れがある。この平均層厚が２０μｍを超えると耐欠損性が低下する恐れがある。
　なお、後述する最表面層、中間層なども他の層に含まれる。
　＜最表面層＞
　被膜は、その表面にＴｉの炭化物、窒化物または硼化物のいずれかを主成分とする最表面層が配置されることが好ましい。最表面層は、被膜において最も表面側に配置される層である。ただし、刃先稜線部を含む領域においては形成されない場合もある。最表面層は、たとえば、α－Ａｌ2Ｏ3層上に他の層が形成されていない場合、α－Ａｌ2Ｏ3層の直上に配置される。
　「Ｔｉの炭化物、窒化物または硼化物のいずれかを主成分とする」とは、Ｔｉの炭化物、窒化物および硼化物のいずれかを９０質量％以上含むことを意味する。また、好ましくは不可避不純物を除きＴｉの炭化物、窒化物および硼化物のいずれかからなることを意味する。
　そして、最表面層を構成した場合、明瞭な色彩色を呈するなどの効果によって、切削使用後の切削チップのコーナー識別（使用済み部位の識別）が容易となる。
　最表面層は、平均層厚が０．０５～１μｍであることが好ましい。最表面層の平均層厚の上限を好ましくは０．８μｍとし、さらに好ましくは０．６μｍとする。また、この平均層厚の下限を好ましくは０．１μｍとし、さらに好ましくは０．２μｍとする。この平均層厚を０．０５μｍ未満とすれば、圧縮残留応力が被膜に付与される場合に、その効果が十分に得られないで耐欠損性の向上につながらない恐れがある。この平均層厚が１μｍを超えると、最表面層に隣接する層との密着性が低下する恐れがある。
　＜中間層＞
　被膜は、α－Ａｌ2Ｏ3層と基材との間に中間層を有することが好ましい。中間層は、針状のＴｉＣＮＯまたは針状のＴｉＢＮを含んで構成される。たとえば、中間層はα－Ａｌ2Ｏ3層と、α－Ａｌ2Ｏ3層および基材の間に配置されるＴｉＣＮ層との間に配置されることが好ましく、α－Ａｌ2Ｏ3層およびＴｉＣＮ層の間であって、α－Ａｌ2Ｏ3層およびＴｉＣＮ層にいずれも接して配置されることがさらに好ましい。被膜中におけるα－Ａｌ2Ｏ3層の密着性が高まるからである。中間層は、公知の方法により形成可能である。
　また中間層は、平均層厚が０．３～１μｍであることが好ましい。被膜中におけるα－Ａｌ2Ｏ3層の密着性がさらに高まるからである。中間層の平均層厚は、より好ましくは、０．４～０．８μｍである。さらに、中間層の最大厚みと最小厚みとの差が０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、被膜中におけるα－Ａｌ2Ｏ3層の密着性を確実に高めることができる。中間層の最大厚みと最小厚みとの差が０．３μｍ未満であると、α－Ａｌ2Ｏ3層の密着性が向上する効果が十分に得られない恐れがある。また、中間層の最大厚みと最小厚みとの差の上限は、０．９μｍである。この差が０．９μｍを超えると、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が不均一となり、密着性が低下する恐れがある。
　なお、中間層の層厚の測定方法は、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の粒径の測定に用いた方法と同様である。すなわち、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向の断面と平行な被膜断面を電界放出型走査電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。中間層の平均層厚は、たとえば、上記の測定法によって中間層の複数の箇所で層厚が測定されるので、ここから任意の数か所をピックアップし、この数か所の層厚の平均値を算出することで決定することができる。中間層の最大厚みと最小厚みも、上記の測定法によって測定された中間層の複数の箇所の層厚の中から、最大値および最小値をピックアップすることにより決定することができる。また、その断面をイオンミリング処理により研磨し、その研磨面の顕微鏡画像を用いた測定も可能である。
　＜被膜の製造方法＞
　本実施形態の表面被覆切削工具の製造方法は、基材上にＣＶＤ法でα－Ａｌ2Ｏ3層を含む被膜を形成する工程を含み、該工程において、α－Ａｌ2Ｏ3層の形成初期における原料ガスに含まれるＨ2Ｓガスの配合量を０．５～５体積％とし、瞬間的に該配合量を０．６５～７体積％に高めている。ここで、α－Ａｌ2Ｏ3層の形成初期とは、Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成を行なう時期をいう。
　表面被覆切削工具は、基材上に被膜を、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法により形成することによって好適に製造することができる。ＣＶＤ法を用いると、成膜温度が８００～１２００℃であるので物理蒸着法と比較して高く、基材との密着性が向上する。被膜のうち、α－Ａｌ2Ｏ3層以外の他の層を形成する場合、それらの層は従来公知の方法で形成することができる。また、α－Ａｌ2Ｏ3層およびその他の層の厚みは、成膜時間を適宜調節することにより調整することができる（各層の成膜速度は、約０．５～２．０μｍ／時間である）。
　α－Ａｌ2Ｏ3層は、たとえばＣＶＤ法を用い、以下の方法によって形成することができる。
　まず、基材上に他の層を介して、または介さずに公知の方法でＴｉＣＮ層を形成し、このＴｉＣＮ層の表面にＴｉＣＮＯ層を形成する。さらに、ＴｉＣＮＯ層の表面を酸化し、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成を行なう。そして、引き続きα－Ａｌ2Ｏ3層を形成する（α－Ａｌ2Ｏ3の結晶を成長させる）。α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成およびα－Ａｌ2Ｏ3層の形成（α－Ａｌ2Ｏ3の結晶成長）を行なう際には、導入する原料ガスに配合されるＨ2Ｓガスの配合量を０．５～５体積％から選ばれる配合量に設定する。この原料ガスのＨ2Ｓガス以外の各組成ガスの配合量は、ＡｌＣｌ3が１．３～２．５体積％、ＨＣｌが２．８～６体積％、ＣＯが１～５体積％、ＣＯ2が０．４～３体積％、Ｏ2が０．００２～０．００８体積％であり、残部がＨ2である。また、ＣＶＤ装置の炉内温度は、９７０～１０２０℃、炉内圧力は、７０～１１０ｈＰａである。
　なお、ＴｉＣＮＯ層の表面は、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成を行なう原料ガスの組成のうちのＣＯ、ＣＯ2およびＯ2によって酸化される。
　また、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成時においては、原料ガスに含まれるＨ2Ｓガスに関し、瞬間的（パルス状）に０．５～５体積％から選ばれる配合量よりも高めた配合量に変えて原料ガスを導入する。この操作は、１回または２回以上行なうことができる。すなわち、まずＨ2Ｓガスの配合量をパルス状に変調させてα－Ａｌ2Ｏ3結晶粒の核生成をし、その後、上記した各組成の配合量からなる原料ガスでα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を成長させ、α－Ａｌ2Ｏ3層を形成していく。これにより、その厚み方向において、基材側から遠ざかる方向に濃度が減少するＳの濃度分布を有するα－Ａｌ2Ｏ3層を形成することができる。なお、核生成時にＨ2Ｓガスの配合量を瞬間的に高めるときには、高める分を原料ガスの残部を占めるＨ2ガスの配合量を下げることで調整すればよい。これにより、その他のガスの配合量およびＣＶＤ装置の炉内温度、炉内圧力を不変とすることができて便宜である。
　ここで、瞬間的に高めたＨ２Ｓガスの配合量（パルス高さ）は、０．５～５体積％から選ばれる配合量に対して１３０～１６０％であることが好ましい。１３０％未満では、Ｃｓｍａｘが０．００５原子％以下となる恐れがある。また、１６０％を超えると結晶粒が粗大化し、優れた耐摩耗性が得られない恐れが生じる。
　従来、Ｈ２Ｓガスの濃度を過度に高くして導入すると、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が基材上で形成される前に気相中で反応し、結晶粒が粗大化するとともに、被膜が異常成長してしまうことが指摘されていた。本実施形態の表面被覆切削工具では、導入するＨ２Ｓガスが高濃度であっても、これをパルス状に変調させながら導入することでα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の異常成長を抑制することができる。その結果、効率的にα－Ａｌ2Ｏ3の中の硫黄濃度を高めることが可能となって、その厚み方向において基材側から遠ざかる方向に濃度が減少するＳの濃度分布を有するα－Ａｌ2Ｏ3層を形成することができる。このようなＳの濃度分布を有するα－Ａｌ2Ｏ3層の性能評価を行なうと、後述するように優れた耐摩耗性とともに優れた摺動性を備えるという効果が得られる。なお、優れた耐摩耗性および優れた摺動性をより一層効果的に得ようとすれば、原料ガスの酸素源としてＣＯ2に加えてＯ2を添加すればよい。Ｏ2の添加によって、より効果的に高い（００６）配向が得られるからである。
　また、原料ガスに配合するＨ2Ｓガスを、ＳＯ2ガス、ＳＦ6ガス又はこれらのガスとＨ2Ｓガスを組み合わせたガスに置換しても、上述したようなＳの濃度分布をα－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向に形成することができる。
　以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　＜実施例１＞
　＜基材の調製＞
　ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｓｔａｎｄａｒｄ）　Ｂ　４１２０（１９９８）に規定されるＣＮＭＧ１２０４０８の形状を有する超硬合金母材（住友電気工業製）からなる基材を準備した。準備した基材は、試料Ａ１～Ａ７と名付けた７グループに分類される。また、一つのグループごとに基材を６個準備した。これらの基材は、８７．０ｗｔ％のＷＣと、８．０ｗｔ％のＣｏと、２．５ｗｔ％のＴｉＣと、１．５ｗｔ％のＮｂＣ、１．０％のＴａＣとからなる組成を有する。
　なお、後述のとおり、試料Ａ１～試料Ａ４は実施例となり、試料Ａ５～試料Ａ７は比較例となるものである。
　＜被膜の形成＞
　試料Ａ１～Ａ７の基材を公知の方法でホーニングし、化学気相蒸着装置内にセットし、その表面にそれぞれＣＶＤ法で被膜を形成した。被膜の形成条件に関し、α－Ａｌ2Ｏ3層を除く各層の形成条件を以下の表１に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　ＣＶＤ法でα－Ａｌ2Ｏ3層を形成する過程では、ＴｉＣＮ層の表面に形成したＴｉＣＮＯ層の表面を酸化することでα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成を行ない、引き続きα－Ａｌ2Ｏ3層を形成した。特に、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成と、これに続くα－Ａｌ2Ｏ3層の形成の際には、導入する原料ガスに含まれるＨ2Ｓガスの配合量を０．６体積％に設定した。なお、原料ガスのＨ2Ｓガスを含む各組成ガスの配合量は、以下の表２に示すとおりである。
　ただし、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成時に、０．６体積％としていたＨ2Ｓガスの配合量を、瞬間的に０．６体積％よりも高めて導入した。その後、Ｈ2Ｓガスの配合量を０．６体積％に設定し、Ｈ2Ｓガスを含む各組成ガスの配合量を以下の表２に示すとおりとした上記原料ガスでα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を成長させ、α－Ａｌ2Ｏ3層を形成した。
　特に実施例１では、試料Ａ１～Ａ７に対して導入する瞬間的に高めたＨ2Ｓガスの配合量（パルス高さ）および、瞬間的に高めた配合量でＨ2Ｓガスを導入する時間（パルス幅）を異ならせた。具体的には、試料Ａ１～Ａ４に対し、Ｈ2Ｓガスの配合量である０．６体積％の１５０％のパルス高さ（すなわち、０．９体積％）とし、０．８～１．３分の範囲でパルス幅を異ならせてＨ2Ｓガスを導入した。その一方で、試料Ａ５～Ａ６に対して、配合量を瞬間的に高めてＨ2Ｓガスを導入することをしなかった。試料Ａ７に対し、Ｈ2Ｓガスの配合量である０．６体積％の１３０％のパルス高さ（すなわち、０．７８体積％）とし、パルス幅を１．０分としてＨ2Ｓガスを導入した。なお、瞬間的に高めた配合量でＨ2Ｓガスを導入する回数は３回である。これらの諸条件は、以下の表２に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　また、試料Ａ１～Ａ７において形成した被膜の層構造は、基材側から順にＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層、α－Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＣ層、ＴｉＮ層である。以下の表３に、試料Ａ１～Ａ７の層構造およびその層厚（μｍ）を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　＜試験の内容＞
　実施例１では上述のとおり、それぞれ６個の試料Ａ１～Ａ７を準備している。この６個のうち１個目に対し、逃げ面部にＸ線を照射してα－Ａｌ2Ｏ3層のＴＣ（００６）を測定した。２個目に対し、α－Ａｌ2Ｏ3層のＳの含有量を測定した。３個目に対してα－Ａｌ2Ｏ3結晶粒の粒径を測定した。また４個目に対して摺動性を評価した。５個目に対して耐摩耗性を評価した。６個目に対して耐欠損性を評価した。
　α－Ａｌ2Ｏ3層のＳの含有量は、被膜断面におけるα－Ａｌ2Ｏ3層の基材側に隣接するＴｉＣＮＯ層との界面の直上から被膜表面側へ１μｍ毎に設定した測定点（第１測定点～第５測定点）において測定した（図１参照）。また、α－Ａｌ2Ｏ3結晶粒の粒径は、Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側で隣接しているＴｉＣ層との界面からα－Ａｌ2Ｏ3層側へ０．５μｍ離れた箇所において測定した。
　耐摩耗性および耐欠損性、摺動性の評価方法は、それぞれ以下に示すとおりである。また、評価結果を以下の表４に示した。
　＜耐摩耗性評価＞
　被削材：　ＳＣＭ４３５（ＪＩＳ）
　切削速度：　３００ｍ／ｍｉｎ
　送り：　０．３ｍｍ／ｒｅｖ
　切込み：　２．０ｍｍ
　切削油：　乾式
　切削時間：　１５ｍｉｎ
　評価：　切削時間１５ｍｉｎ後の逃げ面摩耗幅Ｖｂ（ｍｍ）を測定。
　耐摩耗性は、切削工具をＮＣ旋盤にセットし、被削材を所定時間切削した後に当該切削工具の逃げ面に形成される摩耗幅（Ｖｂ）を観察して評価する。摩耗幅（Ｖｂ）の値が小さいほど、耐摩耗性に優れていると評価することができる。
　＜耐欠損性評価＞
　被削材：　ＳＣＭ４３５（ＪＩＳ）溝入材
　切削速度：　２００ｍ／ｍｉｎ
　送り：　０．３ｍｍ／ｒｅｖ
　切込み：　１．５ｍｍ
　切削油：　湿式
　評価：　チッピング又は欠損するまでの時間（分）を測定。
　耐欠損性は、切削工具をＮＣ旋盤にセットし、被削材を切削して当該切削工具にチッピング又は欠損が生じるまでの時間を計って評価する。したがって、チッピング又は欠損するまでの時間が長いほど、耐欠損性に優れていると評価することができる。
　＜摺動性評価＞
　また、摩擦係数（μ）を測定することにより摺動性を評価した。摩擦係数（μ）は、ピンオンディスク法を１０Ｎの荷重、室温の条件で行なって測定した。摩擦係数（μ）の値が小さいほど滑らかであるといえ、摺動性に優れると評価することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　なお、表４中で記号ＡＡなどで示した性能評価は、以下のように定義される。
　ＡＡ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が非常に優れている（Ｖｂが０．１６５以下、欠損までの時間が６分以上および摩擦係数（μ）が０．３５以下）
　Ａ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が優れている（Ｖｂが０．１６５以下、欠損までの時間が６分以上および摩擦係数（μ）が０．３５以下の要件のうち２つを満たす）
　Ｂ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が必要十分である（Ｖｂが０．１６５～０．１７０、欠損までの時間が４～６分および摩擦係数（μ）が０．３５～０．５４）
　Ｃ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が不十分である（Ｖｂが０．１７０～０．１８０または欠損までの時間が４～６分であって、摩擦係数（μ）が０．５４超）
　Ｄ：　不能（粗大粒発生が発生したので、評価不可能）
　＜評価結果＞
　表４から理解されるように、試料Ａ１～Ａ４である実施例において、Ｖｂ（ｍｍ）が０．１７０以下の性能、かつ欠損までの時間が５分以上である性能を示し、優れた耐摩耗性および耐欠損性を備えると評価することができた。また、摺動性の評価において、実施例の摩擦係数（μ）は０．５４以下であって、特に０．３８以下の値を示して十分な摺動性を備えることが明らかとなった。
　さらに表４においてＸＲＤ結果から、実施例は、α－Ａｌ2Ｏ3層のＴＣ（００６)が５を超えていた。Ｓの含有量は、第１測定点であるα－Ａｌ2Ｏ3層のＴｉＣＮＯ層側で０．０５～０．３３０原子％というＣｓｍａｘが得られた。また、その厚み方向においてＴｉＣＮＯ層から遠ざかる方向にＳの濃度は減少し、第５測定点であるα－Ａｌ2Ｏ3層のＴｉＣ層側で０．００３～０．００５原子％というＣｓｍｉｎが得られた。したがって、実施例のＳの濃度分布は、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布を有することが分かった。また実施例において、ＣｓｍａｘとＣｓｍｉｎとの差は０．０４７～０．３２５であった。ＴｉＣ層との界面からα－Ａｌ2Ｏ3層側へ０．５μｍ離れた箇所のα－Ａｌ2Ｏ3結晶粒の粒径は、１．８５μｍ以下だった。
　一方、Ｈ2Ｓガスの配合量を瞬間的に高めることをしなかった比較例（試料Ａ５、Ａ６）では、表４から理解されるように、優れた耐摩耗性および耐欠損性を備えると評価することができなかった。また、十分な摺動性を備えていなかった。
　＜考察＞
　すなわち本実施例では、その配合量を０．６体積％としたＨ2Ｓガスの導入の他に、所定のパルス幅（０．８～１．３分）およびパルス高さ（１５０％）でＨ2Ｓガスを３回導入し、α－Ａｌ2Ｏ3層を形成した。このα－Ａｌ2Ｏ3層は、ＴＣ（００６）が５を超え、かつ、その厚み方向において、基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少するＳの濃度分布を有していた。このようなα－Ａｌ2Ｏ3層を含む被膜を備えた実施例の切削工具は、Ｖｂが０．１６８以下、かつ欠損までの時間が５．９分以上である性能を示し、優れた耐摩耗性および耐欠損性を有していた。また、摩擦係数（μ）も０．３８以下の値を示して優れた摺動性を同時に有することが明らかとなった。したがって、実施例の切削工具は、長寿命化を果たすことができる。
　＜実施例２＞
　＜基材の調製＞
　実施例１と同様のＣＮＭＧ１２０４０８の形状を有する超硬合金母材（住友電気工業製）からなる基材を準備した。準備した基材は、試料Ｂ１～Ｂ３と名付けた３グループに分類される。また、一つのグループごとに基材を６個準備した。この基材は、９２．５ｗｔ％のＷＣと、６．０ｗｔ％のＣｏと、１．５ｗｔ％のＮｂＣとから構成されている。なお、後述のとおり、試料Ｂ１は実施例となり、試料Ｂ２～Ｂ３は比較例となるものである。
　＜被膜の形成＞
　実施例１と同様な条件で、試料Ｂ１～Ｂ３の基材をホーニングし、化学気相蒸着装置内にセットし、その表面にそれぞれＣＶＤ法で被膜を形成した。なお、実施例２では被膜の構成にＴｉＮ層を含めることをしなかった。
　ＣＶＤ法でα－Ａｌ2Ｏ3層を形成する過程では、ＴｉＣＮ層の表面に形成したＴｉＣＮＯ層の表面を酸化することでα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成を行ない、引き続きα－Ａｌ2Ｏ3層を形成した。特に、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成と、これに続くα－Ａｌ2Ｏ3層の形成の際には、導入する原料ガスに含まれるＨ2Ｓガスの配合量を１．７体積％に設定した。なお、原料ガスのＨ2Ｓガスを含む各組成ガスの配合量は、以下の表５に示すとおりである。
　ただし、α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成時に、瞬間的にＨ2Ｓガスの配合量を１．７体積％よりも高めて導入した。その後、Ｈ2Ｓガスを１．７体積％に設定し、Ｈ2Ｓガスを含む各組成ガスの配合量を以下の表５に示すとおりとした上記原料ガスでα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒を成長させ、α－Ａｌ2Ｏ3層を形成した。
　特に実施例２では、配合量を瞬間的に高めてＨ2Ｓガスを導入する周期（パルス周期）を、試料Ｂ１～Ｂ３で異ならせた。具体的にはパルス周期は、試料Ｂ１で３分とし、試料Ｂ２で７分とし、試料Ｂ３で１分とした。また、試料Ｂ１～Ｂ３に対し共通して、Ｈ2Ｓガスの配合量である１．７体積％に比べて１３０％のパルス高さ（すなわち、２．２１体積％）とし、２分間のパルス幅として、配合量を瞬間的に高めてＨ2Ｓガスを２回導入した。これらの諸条件は、以下の表５に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　また、試料Ｂ１～Ｂ３で形成した被膜の層構造は、基材側から順にＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層、α－Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＣ層である。以下の表６に、試料Ｂ１～Ｂ３の層構造およびその層厚（μｍ）を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　＜試験の内容＞
　実施例２では上述のとおり、それぞれ６個の試料Ｂ１～Ｂ３を準備している。この６個のうち１個目に対し、逃げ面部にＸ線を照射してα－Ａｌ2Ｏ3層のＴＣ（００６）を測定した。２個目に対し、α－Ａｌ2Ｏ3層のＳの含有量を測定した。３個目に対してα－Ａｌ2Ｏ3結晶粒の粒径を測定した。また４個目に対して摺動性を評価した。５個目に対して耐摩耗性を評価した。６個目に対して耐欠損性を評価した。
　α－Ａｌ2Ｏ3層のＳの含有量は、被膜断面におけるα－Ａｌ2Ｏ3層の基材側に隣接するＴｉＣＮＯ層との界面の直上から被膜表面側へ１．０μｍ毎に設定した測定点（第１測定点～第５測定点）において測定した（図１参照）。また、α－Ａｌ2Ｏ3結晶粒の粒径は、Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側で隣接しているＴｉＣ層との界面からα－Ａｌ2Ｏ3層側へ０．５μｍ離れた箇所において測定した。
　耐摩耗性および耐欠損性、摺動性の評価方法は、それぞれ以下に示すとおりである。また、評価結果を以下の表７に示した。
　＜耐摩耗性評価＞
　被削材：　ＦＣＤ７００（ＪＩＳ）
　切削速度：　１２０ｍ／ｍｉｎ
　送り：　０．３ｍｍ／ｒｅｖ
　切込み：　２．０ｍｍ
　切削油：　湿式
　切削時間：　１０ｍｉｎ
　評価：　切削時間１０ｍｉｎ後の逃げ面摩耗幅Ｖｂ（ｍｍ）を測定。
　耐摩耗性は、切削工具をＮＣ旋盤にセットし、被削材を所定時間切削した後に当該切削工具の逃げ面に形成される摩耗幅（Ｖｂ）を観察して評価する。摩耗幅（Ｖｂ）の値が小さいほど、耐摩耗性に優れていると評価することができる。
　＜耐欠損性評価＞
　被削材：　ＦＣＤ４５０（ＪＩＳ）溝入材
　切削速度：　２５０ｍ／ｍｉｎ
　送り：　０．２ｍｍ／ｒｅｖ
　切込み：　１．５ｍｍ
　切削油：　湿式
　評価：　チッピングまたは欠損するまでの時間（分）を測定。
　耐欠損性は、切削工具をＮＣ旋盤にセットし、被削材を切削して当該切削工具にチッピングまたは欠損が生じるまでの時間を計って評価する。したがって、チッピングまたは欠損が生じるまでの時間が長いほど、耐欠損性に優れていると評価することができる。
　＜摺動性評価＞
　また、摩擦係数（μ）を測定することにより摺動性を評価した。摩擦係数（μ）は、ピンオンディスク法を１０Ｎの荷重、室温の条件で行なって測定した。摩擦係数（μ）の値が小さいほど滑らかであるといえ、摺動性に優れると評価することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　なお、表７中で記号ＡＡなどで示した性能評価は、以下のように定義される。
　ＡＡ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が非常に優れている（Ｖｂが０．１６５以下、欠損までの時間が６分以上および摩擦係数（μ）が０．３５以下）
　Ａ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が優れている（Ｖｂが０．１６５以下、欠損までの時間が６分以上および摩擦係数（μ）が０．３５以下の要件のうち２つを満たす）
　Ｂ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が必要十分である（Ｖｂが０．１６５～０．１７０、欠損までの時間が４～６分および摩擦係数（μ）が０．３５～０．５４）
　Ｃ：　耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が不十分である（Ｖｂが０．１７０～０．１８０または欠損までの時間が４～６分であって、摩擦係数（μ）が０．５４超）
　Ｄ：　不能（粗大粒発生が発生したので、評価不可能。）
　＜評価結果＞
　表７から理解されるように、試料Ｂ１である実施例においてＶｂ（ｍｍ）が０．１５６の性能、かつ欠損までの時間が４．２分である性能を示し、優れた耐摩耗性および耐欠損性を備えると評価することができた。また、摺動性の評価において、実施例の摩擦係数（μ）は０．３９の値を示して十分な摺動性を備えることが明らかとなった。
　さらに表７においてＸＲＤ結果から、実施例は、α－Ａｌ2Ｏ3層のＴＣ（００６）が５を超えていた。Ｓの含有量は、第１測定点であるα－Ａｌ2Ｏ3層のＴｉＣＮＯ層側で０．８５０原子％というＣｓｍａｘが得られた。また、その厚み方向においてＴｉＣＮＯ層から遠ざかる方向にＳの濃度は減少し、第５測定点であるα－Ａｌ2Ｏ3層のＴｉＣ層側で０．００８原子％というＣｓｍｉｎが得られた。したがって、実施例のＳの濃度分布は、α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布を有することがわかった。また実施例において、ＣｓｍａｘとＣｓｍｉｎとの差は０．８４２であった。ＴｉＣ層との界面からα－Ａｌ2Ｏ3層側へ０．５μｍ離れた箇所のα－Ａｌ2Ｏ3結晶粒の粒径は、０．８３μｍだった。
　＜考察＞
　すなわち本実施例では、その配合量を１．７体積％としたＨ2Ｓガスの導入の他に、所定のパルス周期（３分）で配合量を瞬間的に高めてＨ2Ｓガスを２回導入し、α－Ａｌ2Ｏ3層を形成した。このα－Ａｌ2Ｏ3層は、ＴＣ（００６）が５を超え、かつ、その厚み方向において、基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少するＳの濃度分布を有していた。このようなα－Ａｌ2Ｏ3層を含む被膜を備えた実施例の切削工具は、Ｖｂが０．１５６、欠損までの時間が４．２分である性能を示し、必要十分な耐摩耗性および耐欠損性を有することが分かった。また、摩擦係数（μ）は０．３９を示して優れた摺動性を同時に有することが明らかとなった。したがって、実施例の切削工具は、長寿命化を果たすことができる。
　表４、７から明らかなように、実施例の表面被覆切削工具は、刃先の耐摩耗性、耐欠損性および摺動性が優れていた。以上の結果、各実施例は各比較例に比して優れ、長寿命化を果たすことができるといえる。
　以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形したりすることも当初から予定している。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　α－Ａｌ2Ｏ3層、２　ＴｉＣＮ層、３　ＴｉＣＮＯ層、４　測定点、４１　第１測定点、４２　第２測定点、４３　第３測定点、４４　第４測定点、４５　第５測定点。

Claims (10)

  1. 　基材と該基材上に形成された被膜とを備えた表面被覆切削工具であって、
    　前記被膜は、α－Ａｌ2Ｏ3層を含み、
    　前記α－Ａｌ2Ｏ3層は、複数のα－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒と硫黄とを含み、かつ配向性指数ＴＣ（ｈｋｌ）においてＴＣ（００６）が５を超え、
    　前記硫黄は、前記α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において、前記基材側から遠ざかる方向にその濃度が減少する濃度分布を有する、表面被覆切削工具。
  2. 　前記α－Ａｌ2Ｏ3層の表面または前記α－Ａｌ2Ｏ3層の前記基材側とは反対側に隣接する層との界面に平行であって、かつ該表面または該界面から０．５μｍの深さに位置する測定面において、粒径が０．２～２μｍである前記α－Ａｌ2Ｏ3の結晶粒が２０～８０面積％を占める、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
  3. 　前記ＴＣ（００６）が６を超える、請求項１または請求項２に記載の表面被覆切削工具。
  4. 　前記ＴＣ（００６）が７を超える、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
  5. 　前記濃度分布における前記硫黄の最大濃度Ｃｓｍａｘは、前記α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において前記基材との界面または前記基材側に隣接する層との界面から１μｍまでの領域に現れ、
    　前記濃度分布における前記硫黄の最小濃度Ｃｓｍｉｎは、前記α－Ａｌ2Ｏ3層の厚み方向において前記α－Ａｌ2Ｏ3層の表面または前記α－Ａｌ2Ｏ3層の基材側とは反対側に隣接する層との界面から１μｍまでの領域に現れ、
    　前記Ｃｓｍａｘは０．００５～１原子％であり、前記Ｃｓｍｉｎは０．００１～０．１原子％であり、かつＣｓｍａｘ＞Ｃｓｍｉｎの関係を満たす、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
  6. 　前記濃度分布における前記硫黄の最大濃度Ｃｓｍａｘは、０．００５～１原子％である、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
  7. 　前記α－Ａｌ2Ｏ3層は、平均層厚が１～１５μｍである、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
  8. 　前記被膜は、その表面にＴｉの炭化物、窒化物または硼化物のいずれかを主成分とする最表面層が配置されている、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
  9. 　前記被膜は、前記α－Ａｌ2Ｏ3層と前記基材との間に、中間層を有し、
    　前記中間層は、針状のＴｉＣＮＯまたは針状のＴｉＢＮを含み、かつ平均層厚が０．３～１μｍであり、
    　前記中間層の最大厚みと最小厚みとの差が０．３μｍ以上である、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
  10. 　請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具の製造方法であって、
    　前記基材上にＣＶＤ法で前記α－Ａｌ2Ｏ3層を含む前記被膜を形成する工程を含み、
    　該工程において、前記α－Ａｌ2Ｏ3層の形成初期における原料ガスに含まれるＨ2Ｓガスの配合量を０．５～５体積％とし、瞬間的に前記配合量を０．６５～７体積％に高める、表面被覆切削工具の製造方法。
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