特開 2023-142141 切削工具及び切削工具の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023142141

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】切削工具及び切削工具の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/14 20060101AFI20230928BHJP

   B23P 15/28 20060101ALI20230928BHJP

   B23K 26/356 20140101ALI20230928BHJP

   B23K 26/361 20140101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

B23B27/14 A

B23P15/28 A

B23K26/356

B23K26/361

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022048860

(22)【出願日】2022-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼部 涼太

(72)【発明者】

【氏名】久保 拓矢

【テーマコード（参考）】

3C046

4E168

【Ｆターム（参考）】

3C046FF03

3C046FF07

3C046FF10

3C046FF13

3C046FF16

3C046FF25

4E168AC02

4E168AD03

4E168DA32

4E168DA46

4E168DA47

4E168JA01

4E168JA15

(57)【要約】

【課題】耐摩耗性、耐欠損性及び耐剥離性に優れた切削工具、並びに切削工具の製造方法を提供する。
【解決手段】焼結合金製の工具基体１と、工具基体１の稜線部に配置される切れ刃３と、切れ刃３と隣り合って配置されるすくい面５と、工具基体１の表面のうち少なくとも切れ刃３及びすくい面５にわたって配置される硬質被膜２と、を備える切削工具１０であって、硬質被膜２は、工具基体１の表面に配置される下層２１と、下層２１の表面に配置される上層２２と、を有し、下層２１は、少なくとも切れ刃３上に位置し、その表面に上層２２が配置されない露出部２３と、すくい面５上に位置し、その表面に上層２２が配置される被覆部２４と、を有し、上層２２は、露出部２３と被覆部２４との境界部分に配置され、切れ刃３から離れるに従い段階的に膜厚が大きくなるステップ部３５を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼結合金製の工具基体と、前記工具基体の稜線部に配置される切れ刃と、前記切れ刃と隣り合って配置されるすくい面と、前記工具基体の表面のうち少なくとも前記切れ刃及び前記すくい面にわたって配置される硬質被膜と、を備える切削工具であって、
前記硬質被膜は、
前記工具基体の表面に配置される下層と、
前記下層の表面に配置される上層と、を有し、
前記下層は、
少なくとも前記切れ刃上に位置し、その表面に前記上層が配置されない露出部と、
前記すくい面上に位置し、その表面に前記上層が配置される被覆部と、を有し、
前記上層は、前記露出部と前記被覆部との境界部分に配置され、前記切れ刃から離れるに従い段階的に膜厚が大きくなるステップ部を有する、
切削工具。

【請求項2】

前記ステップ部は、段数が４段以上であり、
前記上層の膜厚方向に沿う前記ステップ部全体の高さ寸法が、１．５μｍ以上である、
請求項１に記載の切削工具。

【請求項3】

前記すくい面を正面に見たときの、前記切れ刃と直交する方向に沿う前記ステップ部全体の幅寸法が、前記上層の膜厚方向に沿う前記ステップ部全体の高さ寸法の２倍以上である、
請求項１または２に記載の切削工具。

【請求項4】

前記上層は、
複数のＡｌ_２Ｏ_３層と、
前記上層の膜厚方向において、前記複数のＡｌ_２Ｏ_３層間に配置される介在層と、を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の切削工具。

【請求項5】

前記工具基体の表層のうち前記露出部の直下に位置する部分の圧縮残留応力が、１ＧＰａ以上である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の切削工具。

【請求項6】

前記露出部は、前記切れ刃から前記すくい面側へ向けた少なくとも２００μｍの範囲に配置される、
請求項１から５のいずれか１項に記載の切削工具。

【請求項7】

前記ステップ部が有する段のうち少なくとも１つの表層が、Ａｌ_２Ｏ_３層である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の切削工具。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の切削工具を製造する方法であって、
前記工具基体の表面に前記下層を成膜する下層成膜工程と、
前記下層の表面に前記上層を成膜する上層成膜工程と、
前記上層の一部をレーザ加工により除去し、前記露出部及び前記ステップ部を形成するレーザ加工工程と、を備える、
切削工具の製造方法。

【請求項9】

前記レーザ加工工程では、パルス幅が１００ｐｓ以下のパルスレーザを前記硬質被膜上から照射し、前記工具基体の表層及び前記下層の少なくとも１つに、圧縮残留応力を付与する、
請求項８に記載の切削工具の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐摩耗性、耐欠損性及び耐剥離性に優れた硬質被膜付き切削工具、並びにその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、超硬合金製の工具基体上に硬質被膜を成膜した切削工具が知られている。化学蒸着法（ＣＶＤ）で硬質被膜をコーティングした表面被覆切削工具では、耐摩耗性を向上させるため、硬質被膜の表層（上層）に酸化物層を用いることがある。この場合、酸化物層の膜厚を厚くすると耐摩耗性が向上するが、一方で刃先の耐欠損性は低下する傾向がある。

【0003】

硬質被膜の上層にＡｌ_２Ｏ_３等の酸化物層を有し、下層にＴｉＣＮ等の酸化物以外の層を有する超硬工具において、硬質被膜のうち切れ刃稜線部近傍における上層を一部除去することで、工具の耐欠損性と耐摩耗性をバランスよく向上させる方法が知られている（特許文献１、２）。

【0004】

例えば、特許文献１では、バレル研磨、ダイヤブラシ、ショットブラスト、弾性砥石等により、切れ刃稜線部の上層の酸化物層を除去する方法が挙げられている。また特許文献２では、ナノ秒レーザにより、刃先の上層の酸化物層を除去する方法が挙げられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３００６４５３号公報

【特許文献2】特許第５８０４３５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の方法では、酸化物層の除去を機械的に行っているため、除去処理の処理量の制御が行いづらい。このため、本願の図６に示すように、硬質被膜の下層１０１まで意図せず除去されてしまい、工具寿命が安定しなくなる問題があった。

【0007】

また、特許文献２の方法では、本願の図７に示すように、上層（酸化物層）１０２のレーザ除去部と非除去部とのすくい面側の境界で、角部１０２ａが尖った状態で残存してしまう。このような角部１０２ａが形成される理由は、酸化物などの脆性材料により構成される上層１０２は、レーザ加工によって膜の表面と垂直な方向（膜厚方向）に割れやすい性質があるためである。上層１０２に角部１０２ａが形成されると、切削中にこの角部１０２ａに切屑が接触することで、上層１０２が剥離したり、硬質被膜が膜厚方向の全体に剥離したりするため、耐摩耗性が低下する問題があった。

【0008】

本発明は、耐摩耗性、耐欠損性及び耐剥離性に優れた切削工具、並びに切削工具の製造方法を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一つの態様は、焼結合金製の工具基体と、前記工具基体の稜線部に配置される切れ刃と、前記切れ刃と隣り合って配置されるすくい面と、前記工具基体の表面のうち少なくとも前記切れ刃及び前記すくい面にわたって配置される硬質被膜と、を備える切削工具であって、前記硬質被膜は、前記工具基体の表面に配置される下層と、前記下層の表面に配置される上層と、を有し、前記下層は、少なくとも前記切れ刃上に位置し、その表面に前記上層が配置されない露出部と、前記すくい面上に位置し、その表面に前記上層が配置される被覆部と、を有し、前記上層は、前記露出部と前記被覆部との境界部分に配置され、前記切れ刃から離れるに従い段階的に膜厚が大きくなるステップ部を有する。
また、本発明の一つの態様は、前述の切削工具を製造する方法であって、前記工具基体の表面に前記下層を成膜する下層成膜工程と、前記下層の表面に前記上層を成膜する上層成膜工程と、前記上層の一部をレーザ加工により除去し、前記露出部及び前記ステップ部を形成するレーザ加工工程と、を備える。

【0010】

本発明の切削工具は、硬質被膜が下層及び上層を有する。上層に例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの酸化物層等を用いることで、硬質被膜の耐摩耗性を高めることができる。また、下層は切れ刃の直上に露出部を有しており、露出部の表面には上層が配置されていない。硬質被膜のうち切れ刃の直上に位置する部分の膜厚が薄くされていることにより、切れ刃の耐欠損性が高められる。これは、切削加工時の切れ刃の僅かな変形などに、硬質被膜がより追従しやすくなるため等と考えられる。

【0011】

そして本発明では、上層がステップ部を有しており、ステップ部は、下層の露出部と被覆部との境界に位置している。ステップ部は、切れ刃からすくい面側に離れるに従い、その膜厚が段階的に大きくなる。このように、上層のうち露出部と被覆部との境界上に位置する部分がステップ状に形成されることで、上層に、切屑が引っ掛かるような大きな角部が形成されることが抑制される。これにより、すくい面上での切屑の流れが良くなり、すくい面において上層が剥離したり、硬質被膜が膜厚方向の全体に剥離したりするような不具合が抑えられる。また、耐摩耗性及び耐欠損性がいずれも良好に維持されて、これらの機能が安定して向上する。

【0012】

また、露出部及びステップ部は、上層の一部をレーザ加工によって除去することにより形成される。このため、露出部及びステップ部を形成する際に、下層が意図せず除去されるような不具合が抑制される。したがって、切削工具の工具寿命が安定する。また、レーザを使用することで、ステップ部の形状を精密に制御することができる。

【0013】

以上より、本発明の切削工具及びその製造方法によれば、耐摩耗性、耐欠損性及び耐剥離性をバランスよく向上させることができる。

【0014】

前記切削工具において、前記ステップ部は、段数が４段以上であり、前記上層の膜厚方向に沿う前記ステップ部全体の高さ寸法が、１．５μｍ以上であることが好ましい。

【0015】

上記構成のように、ステップ部の段数が４段以上とされ、ステップ部全体の高さ寸法が１．５μｍ以上とされると、耐欠損性や耐剥離性などがより顕著に高められる。なお、より好ましくは、ステップ部の段数は、７段以上１５段以下であり、ステップ部全体の高さ寸法は、２μｍ以上５μｍ以下である。

【0016】

前記切削工具は、前記すくい面を正面に見たときの、前記切れ刃と直交する方向に沿う前記ステップ部全体の幅寸法が、前記上層の膜厚方向に沿う前記ステップ部全体の高さ寸法の２倍以上であることが好ましい。

【0017】

上記構成のように、ステップ部全体の幅寸法が、ステップ部全体の高さ寸法の２倍以上であると、ステップ部全体が緩やかに傾斜した段差状となるため、切屑との接触による膜剥離がより生じにくくなる。

【0018】

前記切削工具において、前記上層は、複数のＡｌ_２Ｏ_３層と、前記上層の膜厚方向において、前記複数のＡｌ_２Ｏ_３層間に配置される介在層と、を有することが好ましい。

【0019】

この場合、酸化物層であるＡｌ_２Ｏ_３層（アルミナ層）によって、すくい面のクレーター摩耗を防ぐことができる。また、上層の膜厚方向に隣り合うＡｌ_２Ｏ_３層同士の間に、介在層が介在する。介在層は、例えば、膜厚がナノメートル単位のＴｉ化合物層（ＴｉＣ_ｘＮ_ｙＯ_ｚ）（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）等の薄層である。このような介在層が設けられることで、例えば、一のＡｌ_２Ｏ_３層に膜厚方向への割れや亀裂が生じた場合でも、介在層を介してこの一のＡｌ_２Ｏ_３層と隣り合う他のＡｌ_２Ｏ_３層にまで、割れや亀裂が伝播するようなことは抑制される。このため、耐摩耗性や耐剥離性などが安定して確保される。
また上記構成によれば、切削工具の製造時に、複数設けられるＡｌ_２Ｏ_３層の脆性を利用して、ステップ部のステップ形状を精度よく付与できる。

【0020】

前記切削工具は、前記工具基体の表層のうち前記露出部の直下に位置する部分の圧縮残留応力が、１ＧＰａ以上であることが好ましい。

【0021】

上記構成のように、工具基体の表層のうち露出部の直下に位置する部分の圧縮残留応力が１ＧＰａ以上であると、切削中に切れ刃近傍に発生する亀裂の進展が抑制されて、刃先の耐欠損性がより向上する。

【0022】

前記切削工具において、前記露出部は、前記切れ刃から前記すくい面側へ向けた少なくとも２００μｍの範囲に配置されることが好ましい。

【0023】

上記構成のように、露出部が、切れ刃からすくい面側へ向けた少なくとも２００μｍの範囲に位置していると、この露出部を、切削に寄与する範囲に安定して配置することができる。このため、例えばカタログ等に記載の切削工具の推奨送り量（すなわち、一般的な工具送り量）で工具が使用された場合に、切れ刃の刃先欠損等を安定して抑制できる。

【0024】

前記切削工具は、前記ステップ部が有する段のうち少なくとも１つの表層が、Ａｌ_２Ｏ_３層であることが好ましい。

【0025】

この場合、ステップ部の少なくとも１つの段の表層（テラス部）が、耐摩耗性に優れるＡｌ_２Ｏ_３層であるので、ステップ部における耐摩耗性が安定して高められる。また、ステップ部の段の表層をＡｌ_２Ｏ_３層とすれば、切削工具の製造時に、Ａｌ_２Ｏ_３層の脆性を利用して、テラス部がＡｌ_２Ｏ_３層であるステップ構造を容易に形成できる。

【0026】

前記切削工具の製造方法において、前記レーザ加工工程では、パルス幅が１００ｐｓ以下のパルスレーザを前記硬質被膜上から照射し、前記工具基体の表層及び前記下層の少なくとも１つに、圧縮残留応力を付与することが好ましい。

【0027】

この場合、ワーク（切削工具）の硬質被膜の上から、従来よりもパルス幅が小さい、パルス幅１００ｐｓ（ピコ秒）以下の短パルスレーザを照射する。これにより、熱影響を抑えつつレーザのピークパワー密度を高められるため、例えば大気中や不活性ガス中などの気体中においても、ワーク表面に大きな衝撃力を作用させることができ、大きな圧縮残留応力を付与できる。この処理はいわゆる超短パルスレーザピーニングであり、レーザ照射したワークの表面を若干加工することで発生するプラズマが爆発的に拡散する際の、力学的な反作用によりワークに衝撃波を発生させ、塑性変形や転位などの結晶欠陥を付与することで、ワーク表面に圧縮残留応力を付与する手法である。

【0028】

上記構成によれば、工具基体の表層及び硬質被膜の下層の少なくとも１つに、高い圧縮残留応力を付与することができ、これにより切れ刃の耐欠損性を向上できる。切削の加工精度が良好に維持され、かつ工具寿命が延長する。
また、パルス幅１００ｐｓ以下の短パルスレーザを用いることで、熱的除去が起こりづらくなるため、よりステップ部の形状を精度よく制御できる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の前記態様によれば、耐摩耗性、耐欠損性及び耐剥離性に優れた切削工具、並びに切削工具の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、本実施形態の切削工具を示す斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態の切削工具の切れ刃近傍を拡大して示す断面図である。

【図3】図３は、硬質被膜の一部を模式的に示す斜視図である。

【図4】図４は、硬質被膜の一部を示す断面図である。

【図5】図５は、本実施形態の切削工具の製造方法を示すフローチャートである。

【図6】図６は、従来の切削工具の切れ刃近傍を拡大して示す断面図である。

【図7】図７は、従来の切削工具の切れ刃近傍を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明の一実施形態の切削工具１０及び切削工具１０の製造方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態の切削工具１０は、切削インサートである。本実施形態の切削工具１０は、特に図示しないが、例えば、金属製等の被削材に旋削加工（切削加工）を施す刃先交換式バイトに用いられる。

【0032】

図１に示すように、本実施形態の切削工具１０は、板状である。具体的に、切削工具１０は多角形板状であり、図示の例では四角形板状である。なお切削工具１０は、四角形板状以外の多角形板状や円板状等であってもよい。

【0033】

本実施形態では、切削工具１０の中心軸Ｃが延びる方向、つまり中心軸Ｃと平行な方向を、軸方向と呼ぶ。切削工具１０の平面視において、中心軸Ｃは、切削工具１０の中心に位置する。中心軸Ｃは、切削工具１０の厚さ方向に沿って延びる。
中心軸Ｃと直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ｃに近づく向きを径方向内側と呼び、中心軸Ｃから離れる向きを径方向外側と呼ぶ。
中心軸Ｃ回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。

【0034】

図２に示すように、本実施形態の切削工具１０は、焼結合金製の工具基体１と、工具基体１の稜線部に配置される切れ刃３と、切れ刃３と隣り合って配置されるすくい面５と、切れ刃３と隣り合って配置される逃げ面６と、工具基体１の表面のうち少なくとも切れ刃３及びすくい面５にわたって配置される硬質被膜２と、を備える。すなわち、本実施形態の切削工具１０は、工具基体１上に硬質被膜２をコーティングした切削インサートである。

【0035】

図１に示すように、切削工具１０は、一対の板面１０ａ，１０ｂと、外周面１０ｃと、貫通孔１０ｄと、を備える。

【0036】

一対の板面１０ａ，１０ｂは、多角形状であり、中心軸Ｃの軸方向を向く。本実施形態では、一対の板面１０ａ，１０ｂがそれぞれ四角形状である。一対の板面１０ａ，１０ｂは、一方の板面（上面）１０ａと、他方の板面（下面）１０ｂと、を有する。一方の板面１０ａと他方の板面１０ｂとは、軸方向に互いに離れて配置され、軸方向において互いに反対側を向く。

【0037】

本実施形態では、軸方向のうち、他方の板面１０ｂから一方の板面１０ａへ向かう方向を軸方向一方側と呼び、一方の板面１０ａから他方の板面１０ｂへ向かう方向を軸方向他方側と呼ぶ。なお軸方向は、上下方向と言い換えてもよい。この場合、軸方向一方側は上側に相当し、軸方向他方側は下側に相当する。
一対の板面１０ａ，１０ｂのうち、少なくとも一方の板面１０ａは、板面１０ａの一部（コーナ部等）が切削加工時に図示しない被削材と対向する。

【0038】

一対の板面１０ａ，１０ｂのうち、少なくとも一方の板面１０ａは、すくい面５を有する。すくい面５は、板面１０ａの少なくとも一部を構成する。本実施形態ではすくい面５が、板面１０ａの周縁部に位置する４つのコーナ部のうち、少なくとも２つのコーナ部にそれぞれ配置される。上記２つのコーナ部は、中心軸Ｃを中心として互いに１８０°回転対称となる位置に配置される。

【0039】

図２に示す例では、すくい面５が、中心軸Ｃと垂直な方向に広がる。ただしこれに限らず、すくい面５は、切れ刃３から径方向内側へ向かうに従い、軸方向一方側へ向けて傾斜していてもよい。この場合、切れ刃３のすくい角は、ネガティブ角（負角）とされる。あるいは、すくい面５は、切れ刃３から径方向内側へ向かうに従い、軸方向他方側へ向けて傾斜していてもよい。この場合、切れ刃３のすくい角は、ポジティブ角（正角）とされる。

【0040】

図１に示すように、外周面１０ｃは、一対の板面１０ａ，１０ｂと接続され、径方向外側を向く。外周面１０ｃは、軸方向の両端部が一対の板面１０ａ，１０ｂと接続される。具体的に、外周面１０ｃのうち軸方向一方側の端部は、一方の板面１０ａと接続される。外周面１０ｃのうち軸方向他方側の端部は、他方の板面１０ｂと接続される。外周面１０ｃは、切削工具１０の周方向全域にわたって延びる。

【0041】

外周面１０ｃは、逃げ面６を有する。逃げ面６は、外周面１０ｃの少なくとも一部を構成する。逃げ面６は、外周面１０ｃのうち各すくい面５と隣接する部分にそれぞれ配置される。逃げ面６は、切れ刃３を間に挟んで、すくい面５とは反対側に配置される。

【0042】

貫通孔１０ｄは、切削工具１０を軸方向に貫通する。貫通孔１０ｄは、一対の板面１０ａ，１０ｂに開口し、軸方向に延びる。貫通孔１０ｄの中心軸は、中心軸Ｃと同軸に配置される。図示の例では、貫通孔１０ｄが円孔状である。貫通孔１０ｄには、例えば、図示しないクランプ駒の突起やクランプネジ等が挿入される。

【0043】

切れ刃３は、すくい面５と逃げ面６とが接続される稜線部、つまりすくい面５と逃げ面６との交差稜線部に配置される。本実施形態では切れ刃３が、板面１０ａの周縁部に位置する４つのコーナ部のうち、少なくとも２つのコーナ部にそれぞれ配置される。図２に示すように、本実施形態では切れ刃３が、丸ホーニングを有する。なお切れ刃３は、チャンファホーニング等の他のホーニング形状を有していてもよい。また切れ刃３が、ホーニング形状を有していなくてもよい。

【0044】

図１に示すように、切れ刃３は、コーナ刃部３ａと、一対の直線刃部３ｂと、を有する。コーナ刃部３ａは、径方向外側に向けて突出する凸曲線状である。直線刃部３ｂは、直線状であり、コーナ刃部３ａと接続される。本実施形態では、コーナ刃部３ａの刃長方向の両端部に、一対の直線刃部３ｂが接続される。なお刃長方向とは、切れ刃３が延びる方向であり、具体的には切れ刃３の各刃部３ａ，３ｂが延びる方向である。コーナ刃部３ａ及び一対の直線刃部３ｂは、軸方向から見て、全体として略Ｖ字状をなす。

【0045】

図２に示すように、切れ刃３は、工具基体１の稜線部（交差稜線部）と、硬質被膜２のうち前記稜線部にコーティングされる部分（具体的には、後述する下層２１）と、により構成される。

【0046】

工具基体１は、上述した切削工具１０の形状と同じ形状を有する。工具基体１は、周期律表の第４，第５，第６族金属の炭化物、窒化物及びこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種の硬質相と、Ｎｉ，ＣｏまたはＮｉ－Ｃｏ合金を主成分とする重量比２～１５％の結合相と、を有する焼結合金製である。本実施形態では工具基体１が、ＷＣ基の超硬合金製である。工具基体１は、ＷＣとＣｏとを含む超硬基材である。なお工具基体１は、例えばＴｉＣ基またはＴｉ（Ｃ，Ｎ）基等のサーメット製でもよい。

【0047】

硬質被膜２は、化学蒸着法（ＣＶＤ法）または物理蒸着法（ＰＶＤ法）により、工具基体１の表面（外面）上に成膜される。本実施形態では硬質被膜２が、工具基体１の表面のうち、切れ刃３、すくい面５及び逃げ面６にわたって配置される。なお硬質被膜２は、工具基体１の表面全体に成膜されていてもよい。

【0048】

硬質被膜２は、工具基体１の表面に配置される下層２１と、下層２１の表面に配置される上層２２と、を有する。

【0049】

下層２１は、例えば、酸化物、炭化物、窒化物、炭窒化物の単層により構成され、または、前記単層を少なくとも１層含む積層構造とされる。なお、下層２１が酸化物の単層からなる場合、Ａｌ_２Ｏ_３層（アルミナ層）以外の酸化物層とされる。

【0050】

下層２１は、少なくとも切れ刃３上に位置し、その表面に上層２２が配置されない露出部２３と、すくい面５上に位置し、その表面に上層２２が配置される被覆部２４と、逃げ面６上に位置し、その表面に上層２２が配置される逃げ面被覆部３１と、を有する。なお、被覆部２４は、すくい面被覆部２４と言い換えてもよい。

【0051】

本実施形態では、露出部２３が、切れ刃３上に位置する部分２３ａと、すくい面５上に位置する部分２３ｂと、を有する。露出部２３のうち切れ刃３上に位置する部分２３ａは、切れ刃３のホーニング形状に応じて、凸曲面状や面取り形状等に形成される。露出部２３のうちすくい面５上に位置する部分２３ｂは、すくい面５のうち、切れ刃３と隣接する部分に配置される。露出部２３のうちすくい面５上に位置する部分２３ｂは、すくい面５の形状に応じて、平面状等に形成される。

【0052】

図１に示すように、露出部２３は、切れ刃３からすくい面５側へ向けた少なくとも２００μｍの範囲Ａに配置される。範囲Ａ（露出部２３）は、切れ刃３が延びる方向（刃長方向）に沿って延びる。

【0053】

また、後述するレーザピーニング工程（レーザ加工工程）を経ることにより、図２に示す下層２１の露出部２３における圧縮残留応力は、下層２１がＴｉＣＮ層の場合、例えば、５００ＭＰａ以上１．５ＧＰａ以下とされる。

【0054】

また、工具基体１の表層１ａのうち露出部２３の直下に位置する部分の圧縮残留応力は、例えば、１ＧＰａ以上とされる。なお本実施形態でいう「工具基体１の表層１ａ」とは、工具基体１のうち、工具基体１の表面（硬質被膜２との界面）から少なくとも深さ１μｍの表層部分を指す。

【0055】

図４に示すように、上層２２は、複数の酸化物層２５と、上層２２の膜厚方向において、複数の酸化物層２５間に配置される介在層２６と、を有する。すなわち、上層２２は、酸化物層２５を少なくとも２層以上有し、介在層２６を少なくとも１層以上有する。上層２２は、酸化物層２５と介在層２６とが膜厚方向に交互に積層された、多重積層構造を有する。

【0056】

本実施形態において、酸化物層２５はＡｌ_２Ｏ_３層（アルミナ層。具体的には、α－Ａｌ_２Ｏ_３層）である。また、介在層２６は、Ｔｉ化合物層（ＴｉＣ_ｘＮ_ｙＯ_ｚ）（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）である。具体的に、本実施形態では介在層２６が、例えばＴｉＮ層である。

【0057】

各酸化物層２５の膜厚は、例えば１μｍ未満であり、好ましくは、０．６μｍ以下である。介在層２６の膜厚は、酸化物層２５の膜厚よりも小さい。介在層２６の膜厚は、例えば０．５μｍ未満であり、好ましくは、０．２μｍ以下である。

【0058】

図２に示すように、上層２２は、露出部２３と被覆部２４との境界部分に配置され、切れ刃３から離れるに従い段階的に膜厚が大きくなるステップ部３５と、露出部２３と逃げ面被覆部３１との境界部分に配置され、切れ刃３から離れるに従い段階的に膜厚が大きくなる逃げ面ステップ部３６と、を有する。なお、ステップ部３５は、すくい面ステップ部３５と言い換えてもよい。

【0059】

図２～図４に示すように、ステップ部３５は、切れ刃３からすくい面５側へ向かうに従い、その膜厚がステップ状に大きくなる。ステップ部３５は、階段状に形成されており、その段数は、好ましくは４段以上である。

【0060】

図４に示すように、上層２２の膜厚方向に沿うステップ部３５全体の高さ寸法Ｈは、好ましくは、１．５μｍ以上である。また、すくい面５を正面に見たときの、切れ刃３と直交する方向に沿うステップ部３５全体の幅寸法Ｗは、好ましくは、上層２２の膜厚方向に沿うステップ部３５全体の高さ寸法Ｈの２倍以上である。

【0061】

また、ステップ部３５が有する段のうち少なくとも１つの表層は、酸化物層２５であり、本実施形態ではＡｌ_２Ｏ_３層である。図４に示す例では、ステップ部３５が有する複数の段のうち、最上段以外のすべての段の表層（テラス部）が、酸化物層２５とされている。なお、図４に示す例では、ステップ部３５の最上段の表層が、介在層２６と同じＴｉＮ層とされているが、これに限らず、ＴｉＮ層以外のＴｉ化合物層（ＴｉＣ_ｘＮ_ｙＯ_ｚ）（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）や酸化物層２５、またはそれ以外の層であってもよい。

【0062】

図２に示すように、逃げ面ステップ部３６は、切れ刃３から逃げ面６側へ向かうに従い、その膜厚がステップ状に大きくなる。逃げ面ステップ部３６は、階段状に形成されており、その段数は、好ましくは４段以上である。

【0063】

特に図示しないが、上層２２の膜厚方向に沿う逃げ面ステップ部３６全体の高さ寸法は、ステップ部３５全体の高さ寸法Ｈと同じである。

【0064】

また、逃げ面ステップ部３６が有する段のうち少なくとも１つの表層は、酸化物層２５であり、本実施形態ではＡｌ_２Ｏ_３層である。本実施形態では、逃げ面ステップ部３６が有する複数の段のうち、最上段以外のすべての段の表層（テラス部）が、酸化物層２５とされている。なお本実施形態では、逃げ面ステップ部３６の最上段の表層が、介在層２６と同じＴｉＮ層とされているが、これに限らず、ＴｉＮ層以外のＴｉ化合物層（ＴｉＣ_ｘＮ_ｙＯ_ｚ）（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）や酸化物層２５、またはそれ以外の層であってもよい。

【0065】

次に、切削工具１０の製造方法について説明する。
図５に示すように、本実施形態の切削工具１０の製造方法は、焼結工程Ｓ１と、下層成膜工程Ｓ２と、上層成膜工程Ｓ３と、レーザ加工工程Ｓ４と、を備える。

【0066】

焼結工程Ｓ１では、原料粉末をプレス成型することで工具基体１の形状とされた圧粉体を、焼結する。圧粉体は、工具基体１の製造過程において圧粉成形される中間成形体である。本実施形態では、圧粉体は板状であり、具体的には多角形板状である。工具基体１が超硬合金製の場合、上記原料粉末は、例えばＷＣ及びＣｏを主成分とした混合粉末等である。

【0067】

下層成膜工程Ｓ２では、化学蒸着法（ＣＶＤ法）または物理蒸着法（ＰＶＤ法）により、工具基体１の表面に下層２１を成膜する。図２に示すように、下層２１は、少なくとも切れ刃３、すくい面５及び逃げ面６にわたって、工具基体１の表面に成膜される。下層２１は、単層または複数層により構成される。下層２１の材質については、前述した通りである。

【0068】

上層成膜工程Ｓ３では、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法により、下層２１の表面に上層２２を成膜する。上層２２は、少なくとも切れ刃３、すくい面５及び逃げ面６にわたって、下層２１の表面に成膜される。上層２２は、酸化物層２５と介在層２６とを交互に積層した複数層により構成される。酸化物層２５及び介在層２６の各材質については、前述した通りである。

【0069】

レーザ加工工程Ｓ４では、上層２２の一部をレーザ加工により除去し、露出部２３、ステップ部３５及び逃げ面ステップ部３６を形成する。具体的に、レーザ加工工程Ｓ４では、上層２２のうち切れ刃３上に位置する部分と、上層２２のうち切れ刃３に隣接するすくい面５上の部分と、をレーザ加工により除去する。

【0070】

レーザ加工工程Ｓ４では、レーザのスポット径、照射スポット間隔、照射エネルギー等を適宜設定することにより、各ステップ部３５，３６のステップ形状を制御する。具体的に、レーザ加工工程Ｓ４では、パルス幅が１００ｐｓ（ピコ秒）以下のパルスレーザを硬質被膜２上から照射する。

【0071】

より詳しくは、上層２２のうち切れ刃３からすくい面５側へ向けた範囲（Ａ＋Ｗ）に、パルスレーザを照射する（図４を参照）。パルスレーザは、図示しないガルバノスキャナ・Ｆθレンズユニットを用いて、例えば切れ刃３に沿ってハッチング走査する。このときの処理雰囲気は、大気中または任意のガス中（つまり気体中）とする。なお任意のガスとは、例えば酸化を抑える不活性ガス等である。

【0072】

各ステップ部３５，３６のステップ形状については、パルスレーザのハッチング回数によって制御してもよいが、後述するレーザピーニング効果をより高める観点からは、１回または数回（例えば、３回以下）のハッチング走査によって、各ステップ形状を付与することがより好ましい。１回または数回のハッチング走査によってステップ形状を付与するには、例えば、パルスレーザのレーザビーム強度がスポット径（スポットの直径）の中央で強く、周辺で弱くなる性質を適宜利用することが好ましい。

【0073】

また、レーザ加工工程Ｓ４では、パルス幅が１００ｐｓ以下のパルスレーザを硬質被膜２上から照射することにより、工具基体１の表層１ａ及び硬質被膜２の下層２１の少なくとも１つに、圧縮残留応力を付与する。工具基体１の表層１ａ及び下層２１の各圧縮残留応力値については、前述した通りである。
このように、レーザ加工工程Ｓ４では、パルスレーザの照射によってワーク（切削工具１０）に圧縮残留応力を付与するため、レーザ加工工程Ｓ４は、レーザピーニング工程Ｓ４と言い換えてもよい。

【0074】

なお、気体中でのレーザピーニング処理は、水中でのレーザピーニング処理と比較して衝撃が小さいため、ワークに十分な圧縮残留応力を付与するためには、パルス幅が１００ｐｓ以下のパルスレーザを用いる必要がある。
好ましくは、レーザ加工工程Ｓ４では、硬質被膜２上から、パルス幅が１０ｐｓ以下のパルスレーザを照射する。より望ましくは、レーザ加工工程Ｓ４では、硬質被膜２上に、パルス幅が２ｐｓ以下のパルスレーザを照射する。

【0075】

また好ましくは、レーザ加工工程Ｓ４では、硬質被膜２に、パルス幅が１０ｆｓ（フェムト秒）以上のパルスレーザを照射する。より望ましくは、レーザ加工工程Ｓ４では、硬質被膜２に、パルス幅が５００ｆｓ以上のパルスレーザを照射する。

【0076】

特に図示しないが、パルスレーザのワーク表面におけるスポットの直径（スポット径）は、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。スポット径が１０μｍ以上であれば、レーザアブレーションによるクレーター（凹み）の発生が抑制され、平滑な面を維持することができる。スポット径が２００μｍ以下であれば、ワークに付与される圧縮残留応力値が低下するのを抑制できる。なお、パルスレーザのスポット径は、２０μｍ以上１００μｍ以下とすることがより望ましい。

【0077】

なお、レーザ加工工程Ｓ４では、ワークの圧縮残留応力に、切れ刃３に平行な方向と、切れ刃３と直交する方向とで異方性を付与してもよい。特に図示しないが、このような異方性を付与するには、レーザ加工工程Ｓ４において、例えば、切れ刃３と平行な方向のパルスレーザ照射点間隔と、切れ刃３と直交する方向のパルスレーザ照射点間隔とを、互いに異ならせればよい。ただしこれに限らず、例えば、切れ刃３と平行な方向のパルスレーザ照射点間隔と、切れ刃３と直交する方向のパルスレーザ照射点間隔とを互いに同じ値（一定）とし、ピークパワー密度を、切れ刃３と直交する方向において変化させたり、切れ刃３と平行な方向において変化させたりすることにより、圧縮残留応力に異方性を付与してもよい。

【0078】

以上説明した本実施形態の切削工具１０及びその製造方法によれば、下記の作用効果が得られる。
切削工具１０は、硬質被膜２が下層２１及び上層２２を有する。本実施形態のように、上層２２に例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの酸化物層２５等を用いることで、硬質被膜２の耐摩耗性を高めることができる。また、下層２１は切れ刃３の直上に露出部２３を有しており、露出部２３の表面には上層２２が配置されていない。硬質被膜２のうち切れ刃３の直上に位置する部分の膜厚が薄くされていることにより、切れ刃３の耐欠損性が高められる。これは、切削加工時の切れ刃３の僅かな変形などに、硬質被膜２がより追従しやすくなるため等と考えられる。

【0079】

そして本実施形態では、上層２２がステップ部３５を有しており、ステップ部３５は、下層２１の露出部２３と被覆部２４との境界に位置している。ステップ部３５は、切れ刃３からすくい面５側に離れるに従い、その膜厚が段階的に大きくなる。このように、上層２２のうち露出部２３と被覆部２４との境界上に位置する部分がステップ状に形成されることで、上層２２に、切屑が引っ掛かるような大きな角部が形成されることが抑制される。これにより、すくい面５上での切屑の流れが良くなり、すくい面５において上層２２が剥離したり、硬質被膜２が膜厚方向の全体に剥離したりするような不具合が抑えられる。また、耐摩耗性及び耐欠損性がいずれも良好に維持されて、これらの機能が安定して向上する。

【0080】

また本実施形態では、上層２２が逃げ面ステップ部３６を有しており、逃げ面ステップ部３６は、下層２１の露出部２３と逃げ面被覆部３１との境界に位置している。逃げ面ステップ部３６は、切れ刃３から逃げ面６側に離れるに従い、その膜厚が段階的に大きくなる。このように、上層２２のうち露出部２３と逃げ面被覆部３１との境界上に位置する部分がステップ状に形成されることで、上層２２に、被削材の加工面が引っ掛かるような大きな角部が形成されることが抑制される。これにより、加工面が逃げ面６に引っ掛かりにくくなるため、逃げ面６において上層２２が剥離したり、硬質被膜２が膜厚方向の全体に剥離したりするような不具合が抑えられる。また、耐摩耗性及び耐欠損性がいずれも良好に維持されて、これらの機能が安定して向上する。

【0081】

また、露出部２３、ステップ部３５及び逃げ面ステップ部３６は、上層２２の一部をレーザ加工によって除去することにより形成される。このため、露出部２３、ステップ部３５及び逃げ面ステップ部３６を形成する際に、下層２１が意図せず除去されるような不具合が抑制される。したがって、切削工具１０の工具寿命が安定する。また、レーザを使用することで、各ステップ部３５，３６の形状を精密に制御することができる。

【0082】

以上より、本実施形態の切削工具１０及びその製造方法によれば、耐摩耗性、耐欠損性及び耐剥離性をバランスよく向上させることができる。

【0083】

また、本実施形態のように、ステップ部３５の段数が４段以上とされ、ステップ部３５全体の高さ寸法Ｈが１．５μｍ以上とされると、耐欠損性や耐剥離性などがより顕著に高められる。なお、より好ましくは、ステップ部３５の段数は、７段以上１５段以下であり、ステップ部３５全体の高さ寸法Ｈは、２μｍ以上５μｍ以下である。

【0084】

また、本実施形態のように、ステップ部３５全体の幅寸法Ｗが、ステップ部３５全体の高さ寸法Ｈの２倍以上であると、ステップ部３５全体が緩やかに傾斜した段差状となるため、切屑との接触による膜剥離がより生じにくくなる。

【0085】

また本実施形態では、上層２２が、複数のＡｌ_２Ｏ_３層（酸化物層２５）と、複数のＡｌ_２Ｏ_３層間に配置される介在層２６と、を有する。
この場合、酸化物層２５であるＡｌ_２Ｏ_３層によって、すくい面５のクレーター摩耗を防ぐことができる。また、上層２２の膜厚方向に隣り合うＡｌ_２Ｏ_３層同士の間に、介在層２６が介在する。介在層２６は、例えば、膜厚がナノメートル単位のＴｉ化合物層（ＴｉＣ_ｘＮ_ｙＯ_ｚ）（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）等の薄層である。このような介在層２６が設けられることで、例えば、一のＡｌ_２Ｏ_３層に膜厚方向への割れや亀裂が生じた場合でも、介在層２６を介してこの一のＡｌ_２Ｏ_３層と隣り合う他のＡｌ_２Ｏ_３層にまで、割れや亀裂が伝播するようなことは抑制される。このため、耐摩耗性や耐剥離性などが安定して確保される。
また上記構成によれば、切削工具１０の製造時に、複数設けられるＡｌ_２Ｏ_３層の脆性を利用して、ステップ部３５，３６のステップ形状を精度よく付与できる。

【0086】

また、本実施形態のように、工具基体１の表層１ａのうち露出部２３の直下に位置する部分の圧縮残留応力が１ＧＰａ以上であると、切削中に切れ刃３近傍に発生する亀裂の進展が抑制されて、刃先の耐欠損性がより向上する。

【0087】

また、本実施形態のように、露出部２３が、切れ刃３からすくい面５側へ向けた少なくとも２００μｍの範囲Ａに位置していると、この露出部２３を、切削に寄与する範囲に安定して配置することができる。このため、例えばカタログ等に記載の切削工具１０の推奨送り量（すなわち、一般的な工具送り量）で工具が使用された場合に、切れ刃３の刃先欠損等を安定して抑制できる。

【0088】

また本実施形態では、ステップ部３５，３６が有する段のうち少なくとも１つの表層が、Ａｌ_２Ｏ_３層である。
この場合、ステップ部３５，３６の少なくとも１つの段の表層（テラス部）が、耐摩耗性に優れるＡｌ_２Ｏ_３層であるので、ステップ部３５，３６における耐摩耗性が安定して高められる。また、ステップ部３５，３６の段の表層をＡｌ_２Ｏ_３層とすれば、切削工具１０の製造時に、Ａｌ_２Ｏ_３層の脆性を利用して、テラス部がＡｌ_２Ｏ_３層であるステップ構造を容易に形成できる。

【0089】

また、本実施形態の切削工具１０の製造方法において、レーザ加工工程Ｓ４では、パルス幅が１００ｐｓ以下のパルスレーザを硬質被膜２上から照射し、工具基体１の表層１ａ及び下層２１の少なくとも１つに、圧縮残留応力を付与する。
この場合、ワーク（切削工具１０）の硬質被膜２の上から、従来よりもパルス幅が小さい、パルス幅１００ｐｓ（ピコ秒）以下の短パルスレーザを照射する。これにより、熱影響を抑えつつレーザのピークパワー密度を高められるため、例えば大気中や不活性ガス中などの気体中においても、ワーク表面に大きな衝撃力を作用させることができ、大きな圧縮残留応力を付与できる。この処理はいわゆる超短パルスレーザピーニングであり、レーザ照射したワークの表面を若干加工することで発生するプラズマが爆発的に拡散する際の、力学的な反作用によりワークに衝撃波を発生させ、塑性変形や転位などの結晶欠陥を付与することで、ワーク表面に圧縮残留応力を付与する手法である。

【0090】

上記構成によれば、工具基体１の表層１ａ及び硬質被膜２の下層２１の少なくとも１つに、高い圧縮残留応力を付与することができ、これにより切れ刃３の耐欠損性を向上できる。切削の加工精度が良好に維持され、かつ工具寿命が延長する。
また、パルス幅１００ｐｓ以下の短パルスレーザを用いることで、熱的除去が起こりづらくなるため、よりステップ部３５，３６の形状を精度よく制御できる。

【0091】

なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

【0092】

前述の実施形態では、上層２２の酸化物層２５がＡｌ_２Ｏ_３層である例を挙げたが、耐摩耗性が確保できる材質であればよいことから、Ａｌ_２Ｏ_３層以外の酸化物層２５等であってもよい。また同様に、介在層２６は、膜厚方向に隣り合う酸化物層２５同士を接続し、かつ、これらの酸化物層２５間での割れや亀裂の伝播を抑制できる材質であればよいことから、前述の実施形態で例示した材質に限らない。

【0093】

前述の実施形態では、切削工具１０が刃先交換式バイトに用いられる例を挙げたが、これに限らない。切削工具１０は、例えば、被削材に転削加工（切削加工）を施す刃先交換式ドリルや刃先交換式エンドミル等に用いられてもよい。
また、切削工具１０が切削インサートである例を挙げたが、これに限らない。切削工具１０は、例えばソリッドタイプのバイト、ドリル、エンドミル、リーマ及びそれ以外の切削工具であってもよい。

【0094】

本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態及び変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【実施例0095】

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されない。

【0096】

本発明の実施例及び比較例の切削工具として、ＪＩＳ規格のＣＮＭＧ１２０４０８形状を有する切削インサートを用意した。また、工具基体１は、ＷＣ超硬合金製であり、工具基体１に含まれるＣｏは８．０質量％とした。

【0097】

硬質被膜２の下層２１としては、工具基体１の表面上に、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）層を目標層厚４μｍとして、ＣＶＤ法により蒸着形成した。

【0098】

硬質被膜２の上層２２としては、単層のＡｌ_２Ｏ_３層を目標膜厚２μｍとしてＣＶＤ法により蒸着形成したもの（比較例１、２）と、Ａｌ_２Ｏ_３層（酸化物層２５）とＴｉＮ層（介在層２６）をＣＶＤ法により交互に蒸着形成し積層したもの（Ａｌ_２Ｏ_３層とＴｉＮ層の組を、２～１６組積層したもの）と、を用意した。

【0099】

上層２２の成膜の後、本発明の実施例ではレーザ加工工程Ｓ４を行い、上層２２の一部をレーザ加工により除去して、露出部２３及びステップ部３５を形成した。
このレーザ加工は、レーザ波長１０３０ｎｍ、パルス幅１ｐｓ、繰り返し周波数１０ｋＨｚの短パルスレーザを、切れ刃３からすくい面５側に向けた３５０μｍの範囲Ａについてハッチング走査した。またレーザ加工において、パルスエネルギー、ワーク表面でのスポット径（直径）、及びレーザのスポット中心間距離を適宜変更することで、ステップ部３５全体の高さ寸法Ｈ（総ステップ高さＨ）、及び、ステップ部３５全体の幅寸法Ｗ（総テラス幅Ｗ）を調整した。
また、レーザ加工工程Ｓ４の後に、露出部２３の直下に位置する工具基体１の表層１ａの圧縮残留応力値を測定した。

【0100】

また比較例では、上層２２にレーザ加工工程Ｓ４を行わず、上層２２をレーザ未処理のままとした。すなわち、比較例では、上層２２に露出部２３及びステップ部３５が形成されていない。

【0101】

実施例及び比較例の各切削工具１０を用いて、旋盤による湿式断続切削試験を行った。切削条件については、下記の通りとした。
＜切削条件＞
・被削材：ＳＵＳ３０４ ２溝スリット入り丸棒材
・切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
・切込み：２．０ｍｍ
・送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ
そして、切削開始から０．５ｍｉｎ毎に切れ刃３の刃先観察を行い、チッピング等の刃先欠損や硬質被膜２の膜剥離などが生じているか否かを確認し、工具寿命までの切削時間（ｍｉｎ）を測定した。なお、切削中に異音が生じるなどの異常が発生した場合にも、その時点で工具寿命と判断した。

【0102】

試験の結果を、下記表１～表３に示す。
なお、各表中に示すステップ部３５の「総ステップ高さＨ」及び「総テラス幅Ｗ」については、工具基体１の表面及び切れ刃３と垂直な互いに異なる５つの断面（縦断面）をＳＥＭ観察することで測定し、これらの平均値を算出した。
また、「ＷＣ残留応力」とは、工具基体１の表層１ａの残留応力値を表しており、マイナスが圧縮側である。残留応力については、パルステック社製のＸ線残留応力測定装置を使用し、ｃｏｓα法を用いて測定した。Ｘ線源にはＣｕ管球を使用し、２θ＝１５４°付近にあるＷＣ（１１３）回折ピークを用いて、それぞれの残留応力を測定した。Ｘ線遮蔽板を用いて切れ刃３からすくい面５側に幅０．２ｍｍのみを露出させ、レーザピーニング処理部のみの応力値になるように測定を行った。

【0103】

また、「レーザ未処理品との比較」とは、上層２２にＡｌ_２Ｏ_３層とＴｉＮ層の組を同数有する実施例及び比較例の各グループの中で、レーザ未処理品である比較例の工具寿命を基準（１．００）とした場合に、実施例の工具寿命が基準に対して何倍であったかを表している。

【0104】

また、「評価」の基準については、下記の通りとした。
Ａ：「レーザ未処理品との比較」が３倍以上であったもの。
Ｂ：「レーザ未処理品との比較」が２倍以上３倍未満であったもの。
Ｃ：「レーザ未処理品との比較」が１．５倍以上２倍未満であったもの。
Ｄ：「レーザ未処理品との比較」が１．５倍未満であったもの。

【0105】

【表1】

【0106】

【表2】

【0107】

【表3】

【0108】

表１に示すように、上層２２がＡｌ_２Ｏ_３層の単層とされた比較例１、２のうち、レーザ未処理品の比較例１では、切れ刃３にチッピング（刃先欠損）が生じ、レーザ処理品の比較例２では、上層２２の一部が除去されて形成された尖った角部に切屑が引っ掛かることで、膜剥離が生じた。
一方、表１～３に示すように、本発明の実施例１～２６は、評価がすべてＡ，Ｂ，Ｃのいずれかであり、Ａｌ_２Ｏ_３層とＴｉＮ層の組数が同じグループの中では、各グループの比較例と比べて、耐摩耗性、耐欠損性、耐剥離性が高められ、工具寿命が延びることが確認された。

【0109】

その中でも、ステップ部３５の段数が４段以上であり、総ステップ高さＨが１．５μｍ以上であり、総テラス幅Ｗが総ステップ高さＨの２倍以上とされた実施例６～８、１０～１２、１５～１７、２０～２３、２５及び２６については、評価がすべてＡまたはＢとなり、工具寿命がより顕著に延びることが確認された。

【0110】

さらにその中でも、ステップ部３５の段数が７段以上１５段以下であり、総ステップ高さＨが２μｍ以上５μｍ以下である実施例１５～１７及び２０～２３については、評価がすべてＡとなり、工具寿命が格別顕著に延びることがわかった。

【産業上の利用可能性】

【0111】

本発明の切削工具及びその製造方法によれば、耐摩耗性、耐欠損性及び耐剥離性をバランスよく向上させることができ、工具寿命を延長できる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0112】

１…工具基体、１ａ…表層、２…硬質被膜、３…切れ刃、５…すくい面、１０…切削工具、２１…下層、２２…上層、２３…露出部、２４…被覆部、２５…Ａｌ_２Ｏ_３層（酸化物層）、２６…介在層、３５…ステップ部、Ａ…範囲、Ｈ…ステップ部全体の高さ寸法、Ｓ２…下層成膜工程、Ｓ３…上層成膜工程、Ｓ４…レーザ加工工程、Ｗ…ステップ部全体の幅寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】