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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-15
(45)【発行日】2024-04-23
(54)【発明の名称】被覆切削工具
(51)【国際特許分類】
B23B 27/14 20060101AFI20240416BHJP
【ＦＩ】
B23B27/14 A
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2023210351
(22)【出願日】2023-12-13
【審査請求日】2023-12-13
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000221144
【氏名又は名称】株式会社タンガロイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001508
【氏名又は名称】弁理士法人 津国
(72)【発明者】
【氏名】河村 侃
【審査官】野口 絢子
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／２０４１４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１８２１６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－１５８０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８８９９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｃ １／００－ ９／００
Ｂ２３Ｂ ２７／００－２９／３４
Ｂ２３Ｂ ５１／００－５１／１４
Ｂ２３Ｐ ５／００－１７／０６
Ｂ２３Ｐ ２３／００－２５／００
Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８
Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材と、前記基材の表面に形成された被覆層とを含む被覆切削工具であって、前記被覆層が、下部層と、中間層と、上部層とを、前記基材側からこの順序で含み、
前記下部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含み、
前記下部層の平均厚さが、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、
前記中間層が、α型の酸化アルミニウムを含み、
前記中間層の平均厚さが、２．０μｍ以上１５．０μｍ以下であり、
前記上部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含み、
前記上部層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、
前記下部層のクラック間隔の平均値Ｘが、０．５μｍ以上１０．０μｍ未満であり、
前記中間層のクラック間隔の平均値Ｙが、２６．８μｍ以上１００．０μｍ以下であり、
前記上部層のクラック間隔の平均値Ｚが、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下である、被覆切削工具。
【請求項2】
前記被覆層の平均厚さが、８．０μｍ以上３０．０μｍ以下である、請求項１に記載の被覆切削工具。
【請求項3】
前記上部層が、少なくともＴｉＣＮ層を含む、請求項１又は２に記載の被覆切削工具。
【請求項4】
前記上部層の前記ＴｉＣＮ層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下である、請求項３に記載の被覆切削工具。
【請求項5】
前記クラック間隔の平均値Ｙと、前記クラック間隔の平均値Ｚとの差Ｙ－Ｚが、２０．０μｍ以上９５．０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の被覆切削工具。
【請求項6】
前記クラック間隔の平均値Ｙと、前記クラック間隔の平均値Ｘとの差Ｙ－Ｘが、２５．０μｍ以上９５．０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の被覆切削工具。
【請求項7】
前記基材が、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体である、請求項１又は２に記載の被覆切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被覆切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、炭化タングステン基超硬合金からなる基材の表面に、例えば、炭化チタン（以下、ＴｉＣとも示す）層、窒化チタン（以下、ＴｉＮともで示す）層、炭窒化チタン（以下、ＴｉＣＮとも示す）層、炭酸化チタン（以下、ＴｉＣＯとも示す）層、窒酸化チタン（以下、ＴｉＮＯとも示す）層、及び炭窒酸化チタン（以下、ＴｉＣＮＯとも示す）層などのＴｉ化合物層、並びにα型の酸化アルミニウム層の２種以上の複層からなる被覆層が、化学蒸着法により蒸着形成された被覆切削工具が、鋼や鋳鉄などの金属切削加工に用いられていることは良く知られている。
【0003】
通常、このような被覆切削工具では、成膜した被覆層に引張応力が残留しているために、被覆切削工具の破壊強度が低下して欠損し易くなることが知られている。被覆層を形成後、ショットピーニング等によりクラックを導入することにより、引張残留応力を開放する技術が提案されている。この技術は、例えば特許文献１及び２に記載されている。
【0004】
特許文献１には、基材と、該基材の表面に形成された被覆層とを含む被覆切削工具が記載されている。また、特許文献１には、被覆切削工具の被覆層が、上部層と下部層とを有すること、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、Ｃ、Ｎ、Ｂ及びＯからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とで構成される化合物の１層又は２層上から構成される下部層のクラック間隔の平均値Ｘが１０～８０μｍであること、上部層は下部層の表面に形成され、酸化アルミニウム層を含み、酸化アルミニウム層のクラック間隔の平均値Ｚが２０～１００μｍであること、及び、０＜Ｚ－Ｘ＜９０の関係を満たすことが記載されている。
【0005】
特許文献２には、炭化タングステン基超硬合金又は炭窒化チタン基サーメトで構成された基体の表面に、下部層と上部層からなる硬質被覆層が被覆形成された表面被覆切削工具が記載されている。また、特許文献２には、下部層を構成する少なくとも１層のＴｉ炭窒化物層の内の平均層厚が最も厚く１．５μｍ以上の層厚を有すること、Ｔｉ炭窒化物層にはクラック起点層が形成されること、及び、クラック起点層から基体側の下部層には、基体表面に平行な方向に測定した場合、０．２本／μｍ以上２本／μｍ未満の平均密度でクラックが存在する応力緩和層が形成されていることが記載されている。また、特許文献２には、α型の酸化アルミニウム層からなる上部層においては、０．２本／μｍ未満の平均密度のクラックが形成される状態となることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】国際公開第２０１５／００５３６４号
【文献】特開２０１５－１８８９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年の切削加工では高速化、高送り化及び深切込み化が顕著となり、従来よりも工具寿命が低下する傾向が見られるようになっている。工具寿命を改善するために、特許文献１及び２では、被覆層形成後、ショットピーニング等によりクラックを導入することにより、被覆層の引張残留応力を開放することが提案されている。
【0008】
特許文献１には、上部層及び下部層を有する被覆層を含む被覆切削工具が記載されている。特許文献１に記載の発明により、被覆切削工具の性能はある程度向上する。しかしながら、近年、更なる耐欠損性の向上が求められている。なお、特許文献１には、被覆切削工具の被覆層において、酸化アルミニウム層の基材とは反対側の表面に形成されるＴｉ化合物層のクラック間隔の平均値が検討されていない。したがって、酸化アルミニウム層の基材とは反対側の表面に形成されるＴｉ化合物層のクラック間隔の平均値が、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であることは記載されていない。
【0009】
特許文献２に記載の表面被覆切削工具の被覆層において、基材とは反対側の最表面に形成されているα型の酸化アルミニウム層からなる層におけるクラックの平均密度が０．２本／μｍ未満（クラック間隔の平均値に換算すると５μｍ超）である。特許文献２に記載の表面被覆切削工具の被覆層は、クラック間隔の平均値が２０μｍ以上である酸化アルミニウム層が基材とは反対側の最表面に露出している場合は、加工中に被覆層の表面で亀裂が発生しやすいため、耐チッピング性及び耐欠損性に改善の余地があるといえる。また、クラック間隔の平均値が５μｍ超２０μｍ未満の酸化アルミニウム層が基材とは反対側の最表面に露出している場合は、酸化アルミニウム層と、その下部に形成されているＴｉ炭窒化物層の強度が低下するため、耐摩耗性及び耐欠損性に改善の余地があるといえる。なお、特許文献２には、被覆切削工具の被覆層が、酸化アルミニウム層の基材とは反対側の表面に、更にＴｉ化合物層を有することは記載されていない。したがって、特許文献２には、酸化アルミニウム層の基材とは反対側の表面側に形成されるＴｉ化合物層のクラック間隔の平均値が、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であることが記載されていない。
【0010】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、優れた耐チッピング性、耐欠損性及び耐摩耗性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
【0012】
（構成１）
構成１は、基材と、前記基材の表面に形成された被覆層とを含む被覆切削工具であって、
前記被覆層が、下部層と、中間層と、上部層とを、前記基材側からこの順序で含み、
前記下部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含み、
前記下部層の平均厚さが、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、
前記中間層が、α型の酸化アルミニウムを含み、
前記中間層の平均厚さが、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、
前記上部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含み、
前記上部層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、
前記下部層のクラック間隔の平均値Ｘが、０．５μｍ以上１０．０μｍ未満であり、
前記中間層のクラック間隔の平均値Ｙが、２０．０μｍ以上１００．０μｍ以下であり、
前記上部層のクラック間隔の平均値Ｚが、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下である、被覆切削工具である。
構成１は、基材と、前記基材の表面に形成された被覆層とを含む被覆切削工具であって、
前記被覆層が、下部層と、中間層と、上部層とを、前記基材側からこの順序で含み、
前記下部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含み、
前記下部層の平均厚さが、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、
前記中間層が、α型の酸化アルミニウムを含み、
前記中間層の平均厚さが、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、
前記上部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含み、
前記上部層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、
前記下部層のクラック間隔の平均値Ｘが、０．５μｍ以上１０．０μｍ未満であり、
前記中間層のクラック間隔の平均値Ｙが、２０．０μｍ以上１００．０μｍ以下であり、
前記上部層のクラック間隔の平均値Ｚが、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下である、被覆切削工具である。
【0013】
（構成２）
構成２は、前記被覆層の平均厚さが、８．０μｍ以上３０．０μｍ以下である、構成１の被覆切削工具である。
構成２は、前記被覆層の平均厚さが、８．０μｍ以上３０．０μｍ以下である、構成１の被覆切削工具である。
【0014】
（構成３）
構成３は、前記上部層が、少なくともＴｉＣＮ層を含む、構成１又は２の被覆切削工具である。
構成３は、前記上部層が、少なくともＴｉＣＮ層を含む、構成１又は２の被覆切削工具である。
【0015】
（構成４）
構成４は、前記上部層の前記ＴｉＣＮ層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下である、構成３の被覆切削工具である。
構成４は、前記上部層の前記ＴｉＣＮ層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下である、構成３の被覆切削工具である。
【0016】
（構成５）
構成５は、前記クラック間隔の平均値Ｙと、前記クラック間隔の平均値Ｚとの差Ｙ－Ｚが、２０．０μｍ以上９５．０μｍ以下である、構成１～４のいずれかの被覆切削工具である。
構成５は、前記クラック間隔の平均値Ｙと、前記クラック間隔の平均値Ｚとの差Ｙ－Ｚが、２０．０μｍ以上９５．０μｍ以下である、構成１～４のいずれかの被覆切削工具である。
【0017】
（構成６）
構成６は、前記クラック間隔の平均値Ｙと、前記クラック間隔の平均値Ｘとの差Ｙ－Ｘが、２５．０μｍ以上９５．０μｍ以下である、構成１～５のいずれかの被覆切削工具である。
構成６は、前記クラック間隔の平均値Ｙと、前記クラック間隔の平均値Ｘとの差Ｙ－Ｘが、２５．０μｍ以上９５．０μｍ以下である、構成１～５のいずれかの被覆切削工具である。
【0018】
（構成７）
構成７は、前記基材が、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体である、構成１～６のいずれかの被覆切削工具である。
構成７は、前記基材が、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体である、構成１～６のいずれかの被覆切削工具である。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、優れた耐チッピング性、耐欠損性及び耐摩耗性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施形態の被覆切削工具の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
【0022】
＜被覆切削工具＞
図１に示すように、本実施形態の被覆切削工具は、基材１とその基材の表面に形成された被覆層５とを含む。被覆切削工具の種類として、具体的には、フライス加工用又は旋削加工用刃先交換型切削インサート、ドリル及びエンドミルなどを挙げることができる。
図１に示すように、本実施形態の被覆切削工具は、基材１とその基材の表面に形成された被覆層５とを含む。被覆切削工具の種類として、具体的には、フライス加工用又は旋削加工用刃先交換型切削インサート、ドリル及びエンドミルなどを挙げることができる。
【0023】
＜基材＞
本実施形態の被覆切削工具の基材としては、例えば、超硬合金、サーメット、セラミックス、立方晶窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体及び高速度鋼などを挙げることができる。本実施形態の被覆切削工具の基材は、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体であることが好ましい。その中でも、基材が超硬合金又はサーメットであると、耐摩耗性及び耐欠損性に優れるので、より好ましい。
本実施形態の被覆切削工具の基材としては、例えば、超硬合金、サーメット、セラミックス、立方晶窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体及び高速度鋼などを挙げることができる。本実施形態の被覆切削工具の基材は、超硬合金、サーメット、セラミックス又は立方晶窒化硼素焼結体であることが好ましい。その中でも、基材が超硬合金又はサーメットであると、耐摩耗性及び耐欠損性に優れるので、より好ましい。
【0024】
なお、これらの基材は、その表面が改質されたものであっても差し支えない。例えば、超硬合金の場合はその表面に脱β層が形成されていたり、サーメットの場合には表面硬化層が形成されていてもよい。基材の表面が改質されていても、本実施形態の効果は示される。
【0025】
＜被覆層＞
図１に示すように、本実施形態の被覆層５は、下部層２と、中間層３と、上部層４とを、基材側からこの順序で含む。本実施形態の被覆層５は、下部層２、中間層３及び上部層４以外の層を含むことができる。ただし、優れた耐欠損性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具を得るために、本実施形態の被覆層５は、下部層２、中間層３及び上部層４からなることが好ましい。
図１に示すように、本実施形態の被覆層５は、下部層２と、中間層３と、上部層４とを、基材側からこの順序で含む。本実施形態の被覆層５は、下部層２、中間層３及び上部層４以外の層を含むことができる。ただし、優れた耐欠損性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具を得るために、本実施形態の被覆層５は、下部層２、中間層３及び上部層４からなることが好ましい。
【0026】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の平均厚さは、８．０μｍ以上３０．０μｍ以下であることが好ましく、８．４μｍ以上２９．０μｍ以下であることがより好ましく、１２．４μｍ以上２５．３μｍ以下であることが更に好ましい。被覆層の平均厚さが上限値以下であることにより、基材と被覆層との密着性を向上することができる。そのため、本実施形態の被覆切削工具の耐チッピング性を向上することができ、耐欠損性に優れた被覆切削工具を得ることができる。また、被覆層の平均厚さが下限値以上であることにより、耐摩耗性に優れた被覆切削工具を得ることができる。
【0027】
本明細書において、「基材の上の下部層」とは、基材の表面に接して下部層が配置される構造、及び基材と、下部層との間に他の層が配置される構造の両方を含むこととする。「下部層の上の中間層」、及び「中間層の上の上部層」についても同様である。なお、「上」とは基材から遠い側であることを意味する。例えば、「下部層の上の中間層」とは、中間層は、下部層よりも基材から遠い側であることを意味する。
【0028】
＜下部層＞
本実施形態の被覆切削工具の下部層は、基材の上に配置される。本実施形態の下部層は基材の表面に形成されることが好ましい。本実施形態の下部層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｂ及びＯからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上を含む。
本実施形態の被覆切削工具の下部層は、基材の上に配置される。本実施形態の下部層は基材の表面に形成されることが好ましい。本実施形態の下部層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｂ及びＯからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上を含む。
【0029】
本実施形態の下部層は、Ｔｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含むことができる。具体的には、本実施形態の下部層に含まれるＴｉ化合物層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｂ及びＯからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とで構成されるＴｉ化合物層であることが好ましい。下部層に含まれるＴｉ化合物層としては、ＴｉＮからなるＴｉＮ層、ＴｉＣからなるＴｉＣ層、ＴｉＣＮからなるＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯからなるＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯからなるＴｉＣＮＯ層、ＴｉＢ２からなるＴｉＢ２層からなる群より選ばれる少なくとも１種の層を含むことが好ましく、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層、及びＴｉＣＯ層からなる群より選ばれる少なくとも１種の層を含むことがより好ましく、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層、及びＴｉＣＯ層からなる群より選ばれる少なくとも１種の層を含むことが更に好ましく、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、及びＴｉＣＮＯ層からなる群より選ばれる少なくとも１種の層を含むことがより更に好ましい。本実施形態の下部層は、２層以上のＴｉ化合物層からなることが好ましい。
【0030】
本実施形態の下部層は、基材と接する表面にＴｉＮ又はＴｉＣからなる層（本明細書では、「Ａ層」ともいう。）を備えることが好ましく、ＴｉＮからなる層を備えることがより好ましい。Ａ層の平均厚さは、０．０５μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。下部層が所定のＡ層を備えることにより、優れた密着性の被覆層を得ることができ、被覆層の剥離が抑制されるため耐チッピング性に優れ、耐欠損性が一層向上する。
【0031】
本実施形態の下部層の少なくとも１層は、ＴｉＣＮからなる層（本明細書では、「Ｂ層」ともいう。）であることが好ましい。Ｂ層の平均厚さは、１．０μｍ以上１５．０μｍ以下であることが好ましく、１.５μｍ以上１３．５μｍ以下であることがより好ましく、２．０μｍ以上１３．０μｍ以下であることが更に好ましい。下部層がＴｉＣＮ層を含むことにより、耐摩耗性に一層優れた被覆層を得ることができる。Ｂ層は、Ａ層の表面に形成することができる。
【0032】
本実施形態の下部層は、Ｂ層と中間層との間にＴｉＣＮＯ又はＴｉＣＯからなる層（本明細書では、「Ｃ層」ともいう。）を備えることが好ましく、ＴｉＣＮＯからなる層を備えることがより好ましい。Ｃ層は、下部層を構成する層のうち、最も基材から遠くに配置される層である。Ｃ層の平均厚さは、０．１μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上２．０μｍ以下であることがより好ましい。下部層が所定のＣ層を備えることにより、下部層と中間層との密着性が向上し、耐チッピング性に優れるため、耐欠損性が一層向上する。Ｃ層は、Ｂ層の表面に形成することができる。
【0033】
本実施形態の下部層は、所定のＡ層、所定のＴｉＣＮ層（Ｂ層）及び所定のＣ層の３層からなることが好ましい。下部層が所定の３層からなることにより、優れた性能の被覆層を得ることができ、優れた耐チッピング性、耐欠損性及び耐摩耗性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具を得ることができる。
【0034】
本実施形態の下部層全体の平均厚さは、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、１．８μｍ以上１４．７μｍ以下であることが好ましく、２．４μｍ以上１３．５μｍ以下であることがより好ましい。下部層の平均厚さが上述の上限値以下であることにより、被覆層の密着性が向上するため耐チッピング性が向上し、耐欠損性に優れる。下部層の平均厚さが上述の下限値以上であることにより、耐摩耗性に優れる。
【0035】
＜中間層＞
本実施形態の被覆切削工の中間層は、下部層の上に配置される。本実施形態の中間層は、下部層の表面に形成されることが好ましい。
本実施形態の被覆切削工の中間層は、下部層の上に配置される。本実施形態の中間層は、下部層の表面に形成されることが好ましい。
【0036】
本実施形態の中間層は、α型の酸化アルミニウム（α-Ａｌ２Ｏ３）を含むことが好ましい。本実施形態の中間層は、α型の酸化アルミニウムからなる酸化アルミニウム層（α-Ａｌ２Ｏ３層）であることができる。
【0037】
本実施形態の中間層の平均厚さは、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、２．０μｍ以上１４．８μｍ以下であることが好ましく、２．５μｍ以上１３．５μｍ以下であることがより好ましい。中間層の平均厚さが上述の上限値以下であることにより、被覆層の密着性が向上するため耐チッピング性が向上し、耐欠損性に優れる。下部層の平均厚さが上述の下限値以上であることにより、耐摩耗性に優れる。
【0038】
＜上部層＞
本実施形態の被覆切削工の上部層は、中間層の上に配置される。本実施形態の上部層は、中間層の表面に形成されることが好ましい。本実施形態の上部層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含む。
本実施形態の被覆切削工の上部層は、中間層の上に配置される。本実施形態の上部層は、中間層の表面に形成されることが好ましい。本実施形態の上部層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とのＴｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含む。
【0039】
本実施形態の上部層は、Ｔｉ化合物からなるＴｉ化合物層を１層又は２層以上含むことができる。具体的には、本実施形態の上部層に含まれるＴｉ化合物層は、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｂ及びＯからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とで構成されるＴｉ化合物層であることが好ましい。上部層に含まれるＴｉ化合物層としては、ＴｉＮからなるＴｉＮ層、ＴｉＣからなるＴｉＣ層、ＴｉＣＮからなるＴｉＣＮ層、ＴｉＣＯからなるＴｉＣＯ層、ＴｉＣＮＯからなるＴｉＣＮＯ層、ＴｉＢ２からなるＴｉＢ２層からなる群より選ばれる少なくとも１種の層を含むことが好ましく、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層、及びＴｉＣＯ層からなる群より選ばれる少なくとも１種の層を含むことがより好ましく、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層、及びＴｉＣＯ層からなる群より選ばれる少なくとも１種の層を含むことが更に好ましい。本実施形態の上部層は、２層以上のＴｉ化合物層からなることが好ましい。
【0040】
本実施形態の上部層は、上部層を構成する層のうち最も基材に近い層としてＬ層を備えることができる。Ｌ層は、ＴｉＣＮＯ層、ＴｉＣＯ層又はＴｉＮ層であることができる。Ｌ層の平均厚さは、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることがより好ましく、０．２μｍ以上０．５μｍ以下であることが更に好ましい。上部層が所定のＬ層を備えることにより、中間層と上部層の密着性が向上し、耐チッピング性に優れるため、耐欠損性が向上する。また、後述の上部層の平均厚さを所定値以上とすることによる効果を、有効かつ確実に奏する観点より好ましい。
【0041】
本実施形態の上部層は、少なくともＴｉＣＮ層を含むことが好ましい。本実施形態の上部層の少なくとも１層は、ＴｉＣＮからなる層（本明細書では、単に「ＴｉＣＮ層」ともいう。）であることが好ましい。上部層がＴｉＣＮ層を含むことにより、後述の上部層の平均厚さを所定値以上とすることによる効果を有効かつ確実に奏することができ、耐摩耗性及び耐欠損性に優れた被覆層を得ることができる。上部層が上述のＬ層を有する場合には、ＴｉＣＮ層は、Ｌ層の表面に形成することができる。また、上部層がＬ層を有しない場合には、ＴｉＣＮ層は、上述の中間層の表面に形成することができる。
【0042】
上部層のＴｉＣＮ層の平均厚さは、０．２μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上５．０μｍ以下であることがより好ましく、１．０μｍ以上４．８μｍ以下であることが更に好ましい。上部層のＴｉＣＮ層の平均厚さが上述の上限値以下であることにより、被覆層の密着性を向上することができるので、被覆層の耐チッピング性が向上し、耐欠損性に優れた被覆切削工具を得ることができる。上部層のＴｉＣＮ層の平均厚さが上述の下限値以上であることにより、耐摩耗性に優れた被覆層を得ることができる。また、後述の上部層の平均厚さを所定値以上とすることによる効果を有効かつ確実に奏することができ、耐摩耗性及び耐欠損性に優れた被覆層を得ることができる。
【0043】
本実施形態の上部層は、上部層を構成する層のうち最も基材から遠い層としてＵ層を備えることができる。Ｕ層は、ＴｉＮからなる層（ＴｉＮ層）であることが好ましい。Ｕ層の平均厚さは、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上１．８μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが更に好ましい。Ｕ層がＴｉＮ層であることにより、使用したコーナーを識別することが容易となる傾向にある。上部層のＵ層の平均厚さが上述の上限値以下であることにより、被覆層の密着性を向上することができるので、被覆層の耐チッピング性が向上し、耐欠損性に優れた被覆切削工具を得ることができる。上部層のＵ層の平均厚さが上述の下限値以上であることにより、使用したコーナーの識別が容易な被覆切削工具を得ることができる。Ｕ層は、上部層のＴｉＣＮ層の表面に形成することができる。なお、上部層は、Ｌ層及びＵ層の２層からなることができる。この場合、上部層はＴｉＣＮ層を有しないので、Ｕ層をＬ層の表面に形成することができる。また、上部層は、Ｕ層のみからなることができる。この場合、上部層はＬ層及びＴｉＣＮ層を有しないので、Ｕ層を中間層の表面に形成することができる。
【0044】
本実施形態の上部層は、所定のＬ層、所定のＴｉＣＮ層及び所定のＵ層の３層、又は所定のＴｉＣＮ層及び所定のＵ層の２層からなることが好ましい。上部層が所定の複数層からなることにより、優れた性能の被覆層を得ることができ、優れた耐チッピング性、耐欠損性及び耐摩耗性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具を得ることができる。なお、本実施形態の上部層は、所定のＴｉＣＮ層のみからなることができる。
【0045】
本実施形態の上部層全体の平均厚さは、０．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、０．６μｍ以上４．９μｍ以下であることが好ましく、１．０μｍ以上４．２μｍ以下であることがより好ましく、１．２μｍ以上３．６μｍ以下であることが更に好ましい。上部層の平均厚さが上述の上限値以下であることにより、被覆層の密着性が向上するため耐チッピング性が向上し、耐欠損性に優れる。上部層の平均厚さが上述の下限値以上であることにより、ブラスト処理による被覆層、特に上部層の剥離、及び中間層へのクラックの進展が抑制される傾向にある。また、上部層の平均厚さが上述の下限値以上であることにより、後述する上部層におけるクラック間隔の平均値を所定値以下とすることによる効果を有効かつ確実に奏することができる。更に、後述する上部層におけるクラック間隔の平均値を所定値以上とすることを有効かつ確実にすることができる。
【0046】
＜クラック間隔＞
次に、本実施形態の被覆切削工具の被覆層中のクラックの、クラック間隔について説明する。本実施形態の被覆切削工具の被覆層の下部層、中間層及び上層は、以下に述べるように、所定のクラック間隔の平均値を有する。本明細書では、下部層のクラック間隔の平均値を「平均値Ｘ」という。同様に、本明細書では、中間層及び上部層のクラック間隔の平均値を、それぞれ「平均値Ｙ」及び「平均値Ｚ」という。
次に、本実施形態の被覆切削工具の被覆層中のクラックの、クラック間隔について説明する。本実施形態の被覆切削工具の被覆層の下部層、中間層及び上層は、以下に述べるように、所定のクラック間隔の平均値を有する。本明細書では、下部層のクラック間隔の平均値を「平均値Ｘ」という。同様に、本明細書では、中間層及び上部層のクラック間隔の平均値を、それぞれ「平均値Ｙ」及び「平均値Ｚ」という。
【0047】
被覆層の下部層、中間層及び上層のクラック間隔の平均値Ｘ、Ｙ及びＺは、次のようにして測定することができる。
【0048】
まず、上部層、中間層及び下部層の厚さがそれぞれの平均厚さの６０～９５％の厚さとなるまで（例えば、それぞれの平均厚さの７０％～８０％の厚さとなるまで）、基材とは反対側の被覆層の表面から研磨し、基材表面に平行な断面を得る。次に、このようにして得られた断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて２０００倍の倍率で観察し、複数の観察像を撮影し、複数の断面ＳＥＭ写真を得る。次に、断面ＳＥＭ写真を組み合わせることで縦２００μｍ、横３００μｍの範囲の断面を含むＳＥＭ写真を得る。次に、得られたＳＥＭ写真において、ＳＥＭ写真の縦方向に２０μｍの間隔で、ＳＥＭ写真の横方向に平行な長さが３００μｍ以上の直線（ＳＥＭ写真の横方向の全体にわたる直線）を１０本引く。１０本の直線のそれぞれにおいて、直線とクラックとの交点を特定し、隣接する交点間の距離を測定する。１０本の直線の隣接する交点間の距離のすべてを合計した値を、測定した交点間の数で除することで、上部層、中間層及び下部層のそれぞれにおけるクラックの、クラック間隔の平均値Ｘ、Ｙ及びＺを算出することができる。
【0049】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層において、下部層のクラック間隔の平均値Ｘは、０．５μｍ以上１０．０μｍ未満であり、好ましくは０．６μｍ以上９．８μｍ以下であり、より好ましくは０．７μｍ以上８．２μｍ以下であり、更に好ましくは０．８μｍ以上５．２μｍ以下である。下部層のクラック間隔の平均値Ｘが上述の上限値以下であることにより、下部層の引張残留応力が緩和されるため、靭性が向上し、耐欠損性が向上する。平均値Ｘが上述の下限値以上であることにより、下部層の強度が向上するため、耐摩耗性及び耐欠損性に優れる。
【0050】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層において、中間層のクラック間隔の平均値Ｙは、２０．０μｍ以上１００．０μｍ以下であり、好ましくは２６．８μｍ以上９６．０μｍ以下であり、より好ましくは３１．７μｍ以上８６．４μｍ以下であり、更に好ましくは３４．８μｍ以上８５．３μｍ以下である。中間層のクラック間隔の平均値Ｙが上述の上限値以下であることにより、中間層の引張残留応力が緩和されるため、靭性が向上し、耐欠損性が向上する。平均値Ｙが上述の下限値以上であることにより、中間層の強度が向上するため、耐摩耗性及び耐欠損性に優れる。また、上部層及び下部層の強度低下が抑制されるため、耐摩耗性及び耐欠損性に優れる。
【0051】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層において、上部層のクラック間隔の平均値Ｚは、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であり、好ましくは０．６μｍ以上９．２μｍ以下であり、より好ましくは０．７μｍ以上８．６μｍ以下であり、更に好ましくは０．９μｍ以上５．４μｍ以下である。上部層のクラック間隔の平均値Ｚが上述の上限値以下であることにより、上部層の引張残留応力が緩和されるため、靭性が向上し、耐欠損性が向上する。また、平均値Ｚが上述の上限値以下であることにより、加工中の亀裂の発生が抑制されるため、下部層におけるクラック間隔の平均値を１０μｍ未満としても耐チッピング性の低下が生じにくく、被覆層の靭性が一層向上するため耐欠損性に優れる。平均値Ｚが上述の下限値以上であることにより、上部層の強度が向上するため、耐摩耗性及び耐欠損性に優れる。
【0052】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層において、中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、上部層のクラック間隔の平均値Ｚとの差Ｙ－Ｚが、２０．０μｍ以上９５．０μｍ以下であることが好ましく、２３．９μｍ以上９４．１μｍ以下であることがより好ましく、２８．５μｍ以上８４．７μｍ以下であることが更に好ましい。中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、上部層のクラック間隔の平均値Ｚとの差Ｙ－Ｚが、上述の上限値以下であることにより、上部層と中間層との残留応力の差が小さくなり、密着性が向上するため耐チッピング性が向上し、耐欠損性に優れる。差Ｙ－Ｚが上述の下限値以上であることにより、クラックの導入による上部層の強度低下が低減される傾向にあるため、耐摩耗性及び耐欠損性に優れる。
【0053】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層において、中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、下部層のクラック間隔の平均値Ｘとの差Ｙ－Ｘが、２５．０μｍ以上９５．０μｍ以下であることが好ましく、２５．３μｍ以上９３．８μｍ以下であることがより好ましく、２６．０μｍ以上８５．７μｍ以下であることがより好ましい。中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、下部層のクラック間隔の平均値Ｘとの差Ｙ－Ｘが、上述の上限値以下であることにより、中間層と下部層との残留応力の差が小さくなり、密着性が向上するため耐チッピング性が向上し、耐欠損性に優れる。差Ｙ－Ｘが上述の下限値以上であることにより、下部層へのクラックの導入による強度低下が低減される傾向にあるため、耐摩耗性及び耐欠損性に優れる。
【0054】
＜被覆層の形成方法＞
本実施形態の被覆切削工具の被覆層（下部層、中間層及び上部層）の形成方法について説明する。
本実施形態の被覆切削工具の被覆層（下部層、中間層及び上部層）の形成方法について説明する。
【0055】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層は、下部層の形成工程（工程１）、冷却工程（工程２）、中間層及び上部層の形成工程（工程３）、第１ブラスト工程（工程４）及び第２ブラスト工程（工程５）を経て形成することができる。被覆層の形成の際の形成条件を適切に選択することにより、所定のクラック間隔になるように制御することができる。特に、工程２、４及び５の条件を適切に選択することにより、クラック間隔の平均値Ｘ、Ｙ及びＺを所定の範囲に制御することができる。
【0056】
以下の説明において、各層の形成のための原料ガスの組成は「ｍｏｌ％」を単位として示す。
【0057】
＜＜工程１：下部層の形成工程＞＞
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成のために、まず、基材の表面に、下部層を形成する。本明細書では、下部層の形成工程のことを「工程１」という場合がある。
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成のために、まず、基材の表面に、下部層を形成する。本明細書では、下部層の形成工程のことを「工程１」という場合がある。
【0058】
本実施形態の被覆切削工具の下部層に含まれるＴｉ化合物層としては、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層及びＴｉＣＯ層を挙げることができる。下部層が、Ａ層、ＴｉＣＮからなる層（Ｂ層）及びＣ層の３層からなる場合には、基材の表面に、Ａ層、ＴｉＣＮからなる層（Ｂ層）及びＣ層の順序で、３層のＴｉ化合物層を形成することができる。
【0059】
下部層に含まれるＡ層は、ＴｉＮ層又はＴｉＣ層であることが好ましい。
【0060】
下部層のＡ層のＴｉＮ層は、ＴｉＣｌ４、Ｎ２及びＨ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。Ａ層のＴｉＮ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：５～１０ｍｏｌ％、Ｎ２：３０．０～５０．０ｍｏｌ％、残部をＨ２とし、温度８００～１０００℃、圧力３００～４００ｈＰａであることが好ましい。
【0061】
下部層のＡ層のＴｉＣ層は、ＴｉＣｌ４、ＣＨ４及びＨ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。Ａ層のＴｉＣ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：１．０～５．０ｍｏｌ％、ＣＨ４：３．０～７．０ｍｏｌ％、残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力６５～８５ｈＰａであることが好ましい。
【0062】
下部層のＴｉＣＮ層（Ｂ層）は、ＴｉＣｌ４、ＣＨ３ＣＮ及びＨ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。ＴｉＣＮ層（Ｂ層）の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：４～８ｍｏｌ％、ＣＨ３ＣＮ：０．５～２．０ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度７５０～９５０℃、圧力６０～８０ｈＰａであることが好ましい。
【0063】
下部層に含まれるＣ層は、ＴｉＣＮＯ層又はＴｉＣＯ層であることが好ましい。
【0064】
下部層のＣ層のＴｉＣＮＯ層は、ＴｉＣｌ４、ＣＯ、Ｎ２及びＨ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。Ｃ層のＴｉＣＮＯ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：２．０～６．０ｍｏｌ％、ＣＯ：０．３～２．０ｍｏｌ％、Ｎ２：２０．０～５０．０ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力９０～１１０ｈＰａであることが好ましい。
【0065】
下部層のＣ層のＴｉＣＯ層は、ＴｉＣｌ４、ＣＯ及びＨ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。Ｃ層のＴｉＣＯ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：０．５～２．５ｍｏｌ％、ＣＯ：１．０～５．０ｍｏｌ％、残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力７０～９０ｈＰａであることが好ましい。
【0066】
＜＜工程２：冷却工程＞＞
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、下部層の形成後、冷却工程を実施する。本明細書では、冷却工程のことを「工程２」という場合がある。
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、下部層の形成後、冷却工程を実施する。本明細書では、冷却工程のことを「工程２」という場合がある。
【0067】
冷却工程では、下部層を形成した基材を、１８０～２２０℃の温度まで冷却し、５０～７０分間保持することが好ましい。このとき、圧力１８０～２２０ｈＰａのＨ２ガス雰囲気で保持することが好ましい。冷却工程を実施することにより、下部層にクラックを導入することができる。また、冷却条件を適切に選択して冷却工程を実施することにより、下部層と基材との界面近傍においてクラックの起点となる領域を形成することができるので、後述の第１ブラスト工程により、下部層におけるクラック間隔の平均値Ｘを小さくすることができる。
【0068】
＜＜工程３：酸化処理、中間層及び上部層の形成工程＞＞
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、冷却工程の後に、酸化処理を経て、中間層及び上部層を形成する。本明細書では、酸化処理、中間層及び上部層の形成工程のことを「工程３」という場合がある。
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、冷却工程の後に、酸化処理を経て、中間層及び上部層を形成する。本明細書では、酸化処理、中間層及び上部層の形成工程のことを「工程３」という場合がある。
【0069】
酸化処理は、所定の温度でＣＯ２ガス及びＨ２ガスを導入することにより、行うことができる。酸化処理条件としては、導入するガスの組成を、ＣＯ２：０．２～１．０ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力５０～７０ｈＰａで行うことができる。また、酸化処理の時間は、１～１０分間であることが好ましい。
【0070】
酸化処理を実施することにより、下部層の表面を酸化させることで、下部層と中間層との密着性に優れた被覆層を得ることができ、被覆層の剥離が抑制されるため耐チッピング性に優れ、耐欠損性が向上する。
【0071】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、酸化処理をした下部層の表面に、中間層を形成する。中間層の形成の際には、まず、中間層の核形成を行い、その後、中間層を形成することが好ましい。
【0072】
中間層の核形成は、ＡｌＣｌ３、ＣＯ、ＣＯ２、ＨＣｌ及びＨ２を原料ガスとして、化学蒸着法で行うことができる。中間層の核形成条件は、原料ガスの組成を、ＡｌＣｌ３：１．０～５．０ｍｏｌ％、ＣＯ：０．５～２．０ｍｏｌ％、ＣＯ２：０．８～３．０ｍｏｌ％、ＨＣｌ：１．５～５．０ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力６０～８０ｈＰａであることが好ましい。
【0073】
中間層の核形成の後、Ａｌ２Ｏ３を材料とする中間層を成膜する。中間層のＡｌ２Ｏ３層は、α型Ａｌ２Ｏ３層であることが好ましい。中間層のα型Ａｌ２Ｏ３層の成膜は、ＡｌＣｌ３、ＣＯ２、ＨＣｌ、Ｈ２Ｓ及びＨ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。成膜条件としては、原料ガスの組成を、ＡｌＣｌ３：２．１～５．０ｍｏｌ％、ＣＯ２：２．５～４．０ｍｏｌ％、ＨＣｌ：２．０～３．０ｍｏｌ％、Ｈ２Ｓ：０．１～０．４５ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度８５０～１０５０℃、圧力６０～８０ｈＰａであることが好ましい。
【0074】
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、中間層の成膜の後、上部層を形成する。
【0075】
本実施形態の被覆切削工具の上部層に含まれるＴｉ化合物層としては、ＴｉＮ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層及びＴｉＣＯ層を挙げることができる。上部層が、Ｌ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層からなる場合には、中間層の表面に、Ｌ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層の順序で、３層のＴｉ化合物層を形成することができる。なお、上部層は、ＴｉＣＮ層及びＵ層のうち少なくとも１層からなることができる。
【0076】
上部層を構成する層のうち、最も基材に近い層であるＬ層は、ＴｉＣＮＯ層、ＴｉＣＯ層又はＴｉＮ層であることができる。
【0077】
上部層のＬ層のＴｉＣＮＯ層は、ＴｉＣｌ４、ＣＯ、Ｎ２、Ｈ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。Ｌ層のＴｉＣＮＯ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：２．０～７．０ｍｏｌ％、ＣＯ：０．４～１．５ｍｏｌ％、Ｎ２：２０．０～５０．０ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力８０～１２０ｈＰａであることが好ましい。
【0078】
上部層のＬ層のＴｉＣＯ層は、ＴｉＣｌ４、ＣＯ、Ｈ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。Ｌ層のＴｉＣＯ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：０．８～２．５ｍｏｌ％、ＣＯ：１．５～３．５ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力７０～９０ｈＰａであることが好ましい。
【0079】
上部層のＬ層のＴｉＮ層は、ＴｉＣｌ４、Ｎ２、Ｈ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。Ｌ層のＴｉＮ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：４．０～１５．０ｍｏｌ％、Ｎ２：２０．０～６０．０ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力３００～４００ｈＰａであることが好ましい。
【0080】
上部層を構成する層のうち、Ｌ層の上又は中間層の上に形成されるＴｉＣＮからなる層（ＴｉＣＮ層）は、ＴｉＣｌ４、ＣＨ３ＣＮ、Ｈ２を原料ガスとして、化学蒸着法で形成することができる。ＴｉＣＮ層の形成条件は、原料ガスの組成を、ＴｉＣｌ４：３．０～１０．０ｍｏｌ％、ＣＨ３ＣＮ：０．５～２．０ｍｏｌ％及び残部をＨ２とし、温度９００～１１００℃、圧力６０～８０ｈＰａであることが好ましい。
【0081】
上部層を構成する層のうち最も基材から遠い層であるＵ層は、ＴｉＮからなる層（ＴｉＮ層）であることが好ましい。Ｕ層のＴｉＮ層の形成条件は、上述のＬ層のＴｉＮ層の形成条件と同様の条件で形成することができる。
【0082】
以上のようにして、下部層、中間層及び上部層を含む被覆層を形成することができる。
【0083】
＜＜工程４：第１ブラスト工程＞＞
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、上述のように被覆層を形成した後、被覆層の被処理面に対して、第１ブラスト工程を実施することが好ましい。本明細書では、第１ブラスト工程のことを「工程４」という場合がある。
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、上述のように被覆層を形成した後、被覆層の被処理面に対して、第１ブラスト工程を実施することが好ましい。本明細書では、第１ブラスト工程のことを「工程４」という場合がある。
【0084】
第１ブラスト工程は、被覆層の被処理面に対して、所定の投射材を所定の投射条件で投射することにより、実施することができる。第１ブラスト工程は、乾式ブラスト処理であることが好ましい。乾式ブラスト処理とは、投射材を圧縮空気により加速させ、被処理物に投射する処理工程を示す。
【0085】
第１ブラスト工程に用いることができる投射材（メディア）としては、金属、セラミック等の剛性のある材質の投射材を用いることができる。なお、投射材の材質は、被覆層を構成する材料と比べて硬さが低く、かつ比重が大きい材質であることが好ましい。投射材の材質は、少なくともＡｌ２Ｏ３よりも硬さの低い材質であることが好ましい。具体的には、第１ブラスト工程の投射材の材質として、鋼及びＺｒＯ２などを用いることが好ましい。投射材の形状は、任意の形状を用いることができる。被覆層に所定のクラックを生じさせるために、投射材の形状は、球形であることが好ましい。第１ブラスト工程の投射材の平均粒径は、１００～１５０μｍであることが好ましい。
【0086】
第１ブラスト工程の投射材の平均粒径は、全粒子の積算値５０％の粒子寸法（平均粒径：Ｄ５０）であることができる。本明細書に記載されている他の平均粒径についても同様である。なお、平均粒径（Ｄ５０）は、マイクロトラック法（レーザー回折散乱法）によって粒度分布測定を行い、粒度分布測定の結果からＤ５０値を得ることにより求めることができる。後述する第２ブラスト工程の投射材についても同様である。
【0087】
第１ブラスト工程のブラスト条件としては、投射圧力が０．１～０．２ＭＰａ、投射角度が７０～９０度、投射時間が２０～１２０秒であることが好ましい。第１ブラスト工程において所定のブラスト条件を用いることにより、被覆層に所定のクラックを生じさせることができる。
【0088】
なお、第１ブラスト工程（及び後述する第２ブラスト工程）における投射角度とは、被処理面の表面に垂直に投射したときの角度を９０度とした場合の角度を意味する。また、被覆層の被処理面に対して、所定の投射材を所定の投射条件で投射する際には、投射材が被処理面以外に衝突しないようにするために、被処理面以外の被覆層の表面をマスキングした状態で実施することが好ましい。第２ブラスト工程においても同様である。
【0089】
上述の冷却工程と組み合わせて第１ブラスト工程を実施することにより、中間層及び上部層に比して、下部層におけるクラック間隔の平均値を優先的に小さくすることができる。また、投射材の材質が、被覆層を構成する材料と比べて硬さが低く、かつ比重が大きい材質であることにより、被覆層の表面を起点としたクラックの発生を抑制することができる。
【0090】
＜＜工程５：第２ブラスト工程＞＞
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、上述のように被覆層の被処理面に対して第１ブラスト工程を実施した後に、第２ブラスト工程を実施することが好ましい。本明細書では、第２ブラスト工程のことを「工程５」という場合がある。
本実施形態の被覆切削工具の被覆層の形成方法では、上述のように被覆層の被処理面に対して第１ブラスト工程を実施した後に、第２ブラスト工程を実施することが好ましい。本明細書では、第２ブラスト工程のことを「工程５」という場合がある。
【0091】
第２ブラスト工程は、被覆層の被処理面に対して、所定の投射材を所定の投射条件で投射することにより、実施することができる。第２ブラスト工程は、湿式ブラスト処理であることが好ましい。湿式ブラスト処理とは、水と投射材の混合液を圧縮空気により加速させ、被処理物に投射する処理工程を示す。
【0092】
第２ブラスト工程に用いることができる投射材（メディア）としては、金属、セラミック等の剛性のある材質の投射材を用いることができる。投射材の材質は、Ａｌ２Ｏ３と比べて比重が同等以下であり、Ａｌ２Ｏ３と同等以上の硬さの材質であることが好ましい。具体的には、第２ブラスト工程の投射材の材質として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ及びｃＢＮなどを用いることが好ましい。
【0093】
第２ブラスト工程に用いる投射材の形状は、任意の形状を用いることができる。ただし、後述するように、第２ブラスト工程の投射角度は、第１ブラスト工程の投射角度よりも小さいことが好ましい。投射角度を小さくするほどブラスト工程による被覆層の除去が優先的に生じてしまう。そのため、第２ブラスト工程における被覆層の除去を抑制するために、投射材の形状は多角形状よりも、球形であることが好ましい。第２ブラスト工程の投射材の平均粒径（Ｄ５０）は、３０～５０μｍであることが好ましい。
【0094】
第２ブラスト工程のブラスト条件としては、投射圧力が０．１～０．２ＭＰａ、投射角度が５～５０度、投射時間が１０～２６０秒であることが好ましい。第２ブラスト工程の投射角度は、第１ブラスト工程の投射角度よりも小さいことが好ましい。第２ブラスト工程において所定のブラスト条件を用いることにより、被覆層に所定のクラックを生じさせることができる。
【0095】
第２ブラスト工程を実施することにより、被覆層の基材とは反対の表面側を起点としたクラックを優先的に導入することができる。また、第２ブラスト工程において、投射角度を小さくするほど、中間層におけるクラック間隔の平均値が小さくなることを抑制しつつ、上部層におけるクラック間隔の平均値を小さくすることができる。また、投射材として、少なくともＡｌ２Ｏ３と同等以上の硬さ及び同等以下の比重の材質の投射材を用いることによっても、中間層におけるクラック間隔の平均値が小さくなることを抑制しつつ、上部層におけるクラック間隔の平均値を小さくすることができる。
【0096】
上述のように、冷却工程（工程２）、第１ブラスト工程（工程４）及び第２ブラスト工程（工程５）の条件を適切に制御することにより、クラック間隔の平均値Ｘ（下部層）、Ｙ（中間層）及びＺ（上部層）を所定の範囲に制御することができる。
【0097】
具体的には、下部層のクラック間隔の平均値Ｘは、第１ブラスト工程における投射時間、又は下部層全体の平均厚さを調節することにより、制御することができる。具体的には、第１ブラスト工程における投射時間を長くするか、又は下部層全体の平均厚さを薄くすることにより、クラック間隔の平均値Ｘを小さくすることができる。
【0098】
また、中間層のクラック間隔の平均値Ｙは、第２ブラスト工程における投射角度、上部層全体の平均厚さ、及び／又は上部層としてＴｉＣＮ層を形成させた場合のその平均厚さを調節することにより、制御することができる。具体的には、第２ブラスト工程における投射角度を小さくすること、上部層全体の平均厚さを厚くすること、及び／又は上部層のＴｉＣＮ層の平均厚さを厚くすることにより、クラック間隔の平均値Ｙを小さくすることができる。
【0099】
また、上部層のクラック間隔の平均値Ｚは、第２ブラスト工程における投射時間を調節することにより、制御することができる。具体的には、第２ブラスト工程における投射時間を長くすることにより、クラック間隔の平均値Ｚを小さくすることができる。
【0100】
また、中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、下部層のクラック間隔の平均値Ｘとの差Ｙ－Ｘは、クラック間隔の平均値Ｘ及びクラック間隔の平均値Ｙを調節することにより、制御することができる。具体的には、クラック間隔の平均値Ｘを小さくすること、及び／又はクラック間隔の平均値Ｙを大きくすることにより、クラック間隔の差Ｙ－Ｘを大きくすることができる。
【0101】
また、中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、上部層のクラック間隔の平均値Ｚとの差Ｙ－Ｚは、クラック間隔の平均値Ｚ及びクラック間隔の平均値Ｙを調節することにより、制御することができる。具体的には、クラック間隔の平均値Ｚを小さくすること、及び／又はクラック間隔の平均値Ｙを大きくすることにより、クラック間隔の差Ｙ－Ｘを大きくすることができる。
【実施例】
【0102】
以下、実施例を挙げて本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0103】
以下に説明するように、本実施形態の実施例として発明品１～３７の被覆切削工具を製造した。また、比較例として比較品１～２０の被覆切削工具を製造した。
【0104】
基材として、ＣＮＭＧ１２０４０８－ＴＭ（株式会社タンガロイ製）形状の８９．２％ＷＣ－８．８％Ｃｏ－２．０％ＮｂＣ（以上質量％）組成の超硬合金製切削インサートを用意した。この基材の切れ刃稜線部にＳｉＣブラシにより丸ホーニングを施した後、基材の表面を洗浄した。
【0105】
次に、発明品及び比較品の基材を外熱式化学蒸着装置に装入し、表１～４に示す被覆層（下部層、中間層及び上部層）の構成と平均厚さになるように基材表面に被覆層を形成した（工程１～３）。その後、所定のブラスト処理を行った（工程４及び５）。以下、各層の形成条件について説明する。
【0106】
＜工程１：下部層の形成工程＞
表１及び２に示す組成及び平均厚さの下部層を、発明品及び比較品の基材の表面に化学蒸着法で形成した（工程１）。表１及び２に示すように、すべての発明品及び比較品では、Ａ層、Ｂ層及びＣ層の３層からなる下部層を形成した。表５に、下部層中の各組成ごとの層の形成条件を示す。
表１及び２に示す組成及び平均厚さの下部層を、発明品及び比較品の基材の表面に化学蒸着法で形成した（工程１）。表１及び２に示すように、すべての発明品及び比較品では、Ａ層、Ｂ層及びＣ層の３層からなる下部層を形成した。表５に、下部層中の各組成ごとの層の形成条件を示す。
【0107】
＜工程２：冷却工程＞
下部層を形成した発明品１～３７並びに比較品１～１８及び２０に対して、冷却工程（工程２）を実施した。なお、比較品１９に対しては、冷却工程を実施しなかった。
下部層を形成した発明品１～３７並びに比較品１～１８及び２０に対して、冷却工程（工程２）を実施した。なお、比較品１９に対しては、冷却工程を実施しなかった。
【0108】
冷却工程では、比較品１９以外の発明品及び比較品の下部層を形成した後に、３０ｈＰａになるまでチャンバを真空引きした。次に、チャンバ内の温度を２００℃に下げ、２００ｈＰａのＨ２ガス雰囲気中で、６０分間保持した。比較品１９以外の発明品及び比較品の冷却工程の終了後、次の工程３を行った。
【0109】
＜工程３：酸化処理、中間層及び上部層の形成工程＞
冷却工程を実施した発明品及び比較品に対して、酸化処理、中間層及び上部層の形成工程（工程３）を実施した。比較品１９の場合には、下部層を形成した後に、工程３を実施した。
冷却工程を実施した発明品及び比較品に対して、酸化処理、中間層及び上部層の形成工程（工程３）を実施した。比較品１９の場合には、下部層を形成した後に、工程３を実施した。
【0110】
＜＜酸化処理＞＞
すべての発明品及び比較品に対して、酸化処理を実施した。酸化処理は、ＣＯ２ガス：０．５ｍｏｌ％及びＨ２ガス：９９．５ｍｏｌ％の酸化処理ガスを導入し、温度１０００℃、圧力６０ｈＰａの条件で、３分間保持することにより行った。
すべての発明品及び比較品に対して、酸化処理を実施した。酸化処理は、ＣＯ２ガス：０．５ｍｏｌ％及びＨ２ガス：９９．５ｍｏｌ％の酸化処理ガスを導入し、温度１０００℃、圧力６０ｈＰａの条件で、３分間保持することにより行った。
【0111】
＜＜中間層の形成＞＞
表１及び２に示す組成及び平均厚さの中間層を、発明品及び比較品の下部層の表面に化学蒸着法で形成した。表１及び２に示すように、すべての発明品及び比較品では、α型Ａｌ２Ｏ３からなる中間層を形成した。表６に、中間層の核形成及びα型Ａｌ２Ｏ３層の成膜条件を示す。
表１及び２に示す組成及び平均厚さの中間層を、発明品及び比較品の下部層の表面に化学蒸着法で形成した。表１及び２に示すように、すべての発明品及び比較品では、α型Ａｌ２Ｏ３からなる中間層を形成した。表６に、中間層の核形成及びα型Ａｌ２Ｏ３層の成膜条件を示す。
【0112】
＜＜上部層の形成＞＞
表３及び４に示す組成及び平均厚さの上部層を、中間層の表面に化学蒸着法で形成した。表３及び４に示すように、発明品２２、２３、２６、２７及び３０～３５並びに比較品１８では、Ｌ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層の３層からなる上部層を形成した。また、発明品１８及び２０では、ＴｉＣＮ層のみからなる上部層を形成した。また、発明品２４では、Ｕ層のみからなる上部層を形成した。それら以外の発明品及び比較品では、ＴｉＣＮ層及びＵ層の２層からなる上部層を形成した。上部層は、Ｌ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層の順に、中間層の上に形成した。表７に、上部層のＬ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層の形成条件を示す。
表３及び４に示す組成及び平均厚さの上部層を、中間層の表面に化学蒸着法で形成した。表３及び４に示すように、発明品２２、２３、２６、２７及び３０～３５並びに比較品１８では、Ｌ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層の３層からなる上部層を形成した。また、発明品１８及び２０では、ＴｉＣＮ層のみからなる上部層を形成した。また、発明品２４では、Ｕ層のみからなる上部層を形成した。それら以外の発明品及び比較品では、ＴｉＣＮ層及びＵ層の２層からなる上部層を形成した。上部層は、Ｌ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層の順に、中間層の上に形成した。表７に、上部層のＬ層、ＴｉＣＮ層及びＵ層の形成条件を示す。
【0113】
＜工程４：第１ブラスト工程＞
上述のようにして形成した被覆層（下部層、中間層及び上部層）を有する発明品及び比較品に対して、第１ブラスト工程（工程４）のブラスト処理を行った。ただし、比較品１９に対しては、第１ブラスト工程のブラスト処理を行わなかった。
上述のようにして形成した被覆層（下部層、中間層及び上部層）を有する発明品及び比較品に対して、第１ブラスト工程（工程４）のブラスト処理を行った。ただし、比較品１９に対しては、第１ブラスト工程のブラスト処理を行わなかった。
【0114】
第１ブラスト工程のブラスト処理は、被覆層の被処理面に対して、所定の投射材を所定の投射条件で投射することにより、実施した。なお、第１ブラスト工程のブラスト処理は、乾式ブラスト処理として実施した。
【0115】
第１ブラスト工程の投射材（メディア）としては、鋼を材質とする平均粒径１２０μｍの球形の投射材を用いた。第１ブラスト工程のブラスト条件としては、投射圧力を０．１５ＭＰａ、投射角度を９０度とした。なお、投射角度とは、被処理面の表面に垂直に投射したときの角度を９０度とした場合の角度を意味する。表８及び９に、各発明品及び比較品（比較品１９を除く）の第１ブラスト工程の投射時間を示す。
【0116】
被覆層の被処理面に対して、所定の投射材を所定の投射条件で投射する際には、投射材が被処理面以外に衝突することを防止するために、被処理面以外の被覆層の表面をマスキングした。
【0117】
＜工程５：第２ブラスト工程＞
第１ブラスト工程の後、上述のようにして形成した被覆層（下部層、中間層及び上部層）を有する発明品及び比較品に対して、第２ブラスト工程（工程５）のブラスト処理を行った。ただし、比較品２０に対しては、第２ブラスト工程のブラスト処理を行わなかった。
第１ブラスト工程の後、上述のようにして形成した被覆層（下部層、中間層及び上部層）を有する発明品及び比較品に対して、第２ブラスト工程（工程５）のブラスト処理を行った。ただし、比較品２０に対しては、第２ブラスト工程のブラスト処理を行わなかった。
【0118】
第２ブラスト工程のブラスト処理は、被覆層の被処理面に対して、所定の投射材を所定の投射条件で投射することにより、実施した。なお、第２ブラスト工程のブラスト処理は、湿式ブラスト処理として実施した。
【0119】
第２ブラスト工程の投射材（メディア）としては、Ａｌ２Ｏ３を材質とする平均粒径４０μｍの球形の投射材を用いた。第２ブラスト工程のブラスト条件として、投射圧力を０．１５ＭＰａとした。表８及び９に、各発明品及び比較品（比較品２０を除く）の第２ブラスト工程の投射角度及び投射時間を示す。なお、投射角度とは、被処理面の表面に垂直に投射したときの角度を９０度とした場合の角度を意味する。
【0120】
被覆層の被処理面に対して、所定の投射材を所定の投射条件で投射する際には、投射材が被処理面以外に衝突することを防止するために、被処理面以外の被覆層の表面をマスキングした。
【0121】
以上の工程により、発明品及び比較品の被覆切削工具を製造した。
【0122】
＜各層の平均厚さの測定＞
各発明品及び比較品の被覆層の各層の平均厚さは、被覆切削工具の刃先からすくい面の中心部に向かって５０μｍの位置の近傍の断面を、ＳＥＭで３箇所測定し、３箇所の平均値を平均厚さとした。表１～４に、各発明品及び比較品の被覆層の各層の平均厚さを示す。
各発明品及び比較品の被覆層の各層の平均厚さは、被覆切削工具の刃先からすくい面の中心部に向かって５０μｍの位置の近傍の断面を、ＳＥＭで３箇所測定し、３箇所の平均値を平均厚さとした。表１～４に、各発明品及び比較品の被覆層の各層の平均厚さを示す。
【0123】
＜各層の組成の測定＞
各発明品及び比較品の被覆層の各層の組成は、被覆切削工具の所定の層の断面を、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて測定した。中間層の結晶系は、２θ／θ集中法光学系のＸ線回折測定により同定した。表１～４に、各発明品及び比較品の被覆層の各層の組成（各層に含まれる元素の種類）を示す。
各発明品及び比較品の被覆層の各層の組成は、被覆切削工具の所定の層の断面を、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて測定した。中間層の結晶系は、２θ／θ集中法光学系のＸ線回折測定により同定した。表１～４に、各発明品及び比較品の被覆層の各層の組成（各層に含まれる元素の種類）を示す。
【0124】
＜クラック間隔の測定＞
【0125】
発明品及び比較品の被覆切削工具の被覆層（下部層、中間層及び上部層）のクラック間隔の平均値Ｘ、Ｙ及びＺを測定した。被覆層のクラック間隔の平均値Ｘ、Ｙ及びＺの測定及び算出方法は、下記の通りである。
【0126】
被覆層の上部層のクラック間隔の平均値Ｚの測定は、次のようにして行った。まず、上部層の厚さが上部層の平均厚さの７０％の厚さとなるまで、基材とは反対側の被覆層の表面側から研磨し、基材表面に平行な上部層の断面を得た。次に、得られた上部層の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて２０００倍の倍率で観察し、複数の観察像を撮影し、複数の断面ＳＥＭ写真を得た。複数の断面ＳＥＭ写真を組み合わせることにより、縦２００μｍ、横３００μｍの範囲の断面を含むＳＥＭ写真を得た。得られたＳＥＭ写真において、ＳＥＭ写真の縦方向に２０μｍの間隔で、ＳＥＭ写真の横方向に平行な長さが３００μｍ以上の直線（ＳＥＭ写真の横方向の全体にわたる直線）を１０本引いた。１０本の直線のそれぞれにおいて、直線とクラックとの交点を特定し、隣接する交点間の距離を測定した。１０本の直線の隣接する交点間の距離のすべてを合計した値を、測定したすべての交点間の数で除することで、上部層におけるクラックの、クラック間隔の平均値Ｚを算出した。
【0127】
被覆層の中間層のクラック間隔の平均値Ｙの測定は、次のようにして行った。まず、上部層のクラック間隔の測定と同様に、中間層の厚さが中間層の平均厚さの８０％の厚さとなるまで、基材とは反対側の被覆層の表面側から研磨し、基材表面に平行な中間層の断面を得た。その後、上部層のクラック間隔の測定と同様に、中間層の断面のＳＥＭ写真から、中間層におけるクラックの、クラック間隔の平均値Ｙを測定し算出した。
【0128】
被覆層の下部層のクラック間隔の平均値Ｘの測定は、次のようにして行った。まず、上部層のクラック間隔の測定と同様に、下部層の厚さが下部層の平均厚さの７０％の厚さとなるまで、基材とは反対側の被覆層の表面側から研磨し、基材表面に平行な下部層の断面を得た。その後、上部層のクラック間隔の測定と同様に、下部層の断面のＳＥＭ写真から、下部層におけるクラックの、クラック間隔の平均値Ｘを測定し算出した。
【0129】
表１０及び１１に、上述のようにして測定した発明品及び比較品の被覆切削工具の下部層、中間層及び上部層のクラック間隔の平均値Ｘ、Ｙ及びＺを示す。また、表１０及び１１に、クラック間隔の平均値Ｘ、Ｙ及びＺを用いて算出した、中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、上部層のクラック間隔の平均値Ｚとの差Ｙ－Ｚ、及び中間層のクラック間隔の平均値Ｙと、下部層のクラック間隔の平均値Ｘとの差Ｙ－Ｘを示す。
【0130】
＜切削試験＞
発明品及び比較品の被覆切削工具に対して切削試験を行い、耐欠損性（工具寿命）を評価した。発明品及び比較品の被覆切削工具を試料として、下記の切削試験１及び２の２種類の切削試験を行った。
発明品及び比較品の被覆切削工具に対して切削試験を行い、耐欠損性（工具寿命）を評価した。発明品及び比較品の被覆切削工具を試料として、下記の切削試験１及び２の２種類の切削試験を行った。
【0131】
切削試験１の切削試験条件は下記の通りである。
［切削試験１の切削試験条件］
被削材：Ｓ４５Ｃ、
被削材形状：外周面に、等間隔に４本の溝が入っている丸棒、
切削速度：９０ｍ／ｍｉｎ、
切り込み深さ：１．０ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、
クーラント：有り、
インサート形状：ＣＮＭＧ１２０４０８－ＴＭ（株式会社タンガロイ製）、
基材の組成：８９．２％ＷＣ－８．８％Ｃｏ－２．０％ＮｂＣ（以上質量％）、
評価項目：試料が欠損に至ったときを工具寿命とし、工具寿命までの衝撃回数を測定した。
［切削試験１の切削試験条件］
被削材：Ｓ４５Ｃ、
被削材形状：外周面に、等間隔に４本の溝が入っている丸棒、
切削速度：９０ｍ／ｍｉｎ、
切り込み深さ：１．０ｍｍ、
送り：０．２ｍｍ／ｒｅｖ、
クーラント：有り、
インサート形状：ＣＮＭＧ１２０４０８－ＴＭ（株式会社タンガロイ製）、
基材の組成：８９．２％ＷＣ－８．８％Ｃｏ－２．０％ＮｂＣ（以上質量％）、
評価項目：試料が欠損に至ったときを工具寿命とし、工具寿命までの衝撃回数を測定した。
【0132】
表１２及び１３に、切削試験１の工具寿命までの衝撃回数及び評価を示す。なお、切削試験１の評価は、工具寿命（衝撃回数）が１２０００回以上の場合の評価を評価Ａ、８０００回以上１２０００回未満の場合の評価をＢ、８０００回未満の場合の評価をＣとした。
【0133】
切削試験２の切削試験条件は下記の通りである。
［切削試験２の切削試験条件］
被削材：ＳＣＭ４４０、
被削材形状：丸棒、
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ、
切り込み深さ：２．０ｍｍ、
送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ、
クーラント：有り、
インサート形状：ＣＮＭＧ１２０４０８－ＴＭ（株式会社タンガロイ製）、
基材の組成：８９．２％ＷＣ－８．８％Ｃｏ－２．０％ＮｂＣ（以上質量％）、
評価項目：試料が、欠損又は最大逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至ったときを工具寿命とし、工具寿命までの加工時間を測定した。
［切削試験２の切削試験条件］
被削材：ＳＣＭ４４０、
被削材形状：丸棒、
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ、
切り込み深さ：２．０ｍｍ、
送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ、
クーラント：有り、
インサート形状：ＣＮＭＧ１２０４０８－ＴＭ（株式会社タンガロイ製）、
基材の組成：８９．２％ＷＣ－８．８％Ｃｏ－２．０％ＮｂＣ（以上質量％）、
評価項目：試料が、欠損又は最大逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至ったときを工具寿命とし、工具寿命までの加工時間を測定した。
【0134】
表１２及び１３に、切削試験２の工具寿命までの加工時間及び評価を示す。なお、切削試験２の評価は、工具寿命（加工時間）が２５分以上の場合の評価をＡ、２０分以上２５分未満の場合の評価をＢ、２０分未満の場合の評価をＣとした。
【0135】
＜＜切削試験の評価＞＞
すべての発明品は、切削試験１及び切削試験２の両方において評価がＢ以上となった。したがって、発明品は、優れた耐チッピング性及び耐欠損性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具であるといえる。
すべての発明品は、切削試験１及び切削試験２の両方において評価がＢ以上となった。したがって、発明品は、優れた耐チッピング性及び耐欠損性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具であるといえる。
【0136】
一方、比較品は、切削試験１及び切削試験２の少なくとも１つの評価がＣとなった。したがって、発明品と比べて、比較品は、耐チッピング性及び耐欠損性が充分でないか、又は耐摩耗性が充分ではなく、工具寿命が短い被覆切削工具であることが明らかになった。また、比較品１７及び１８は、切削試験２において、チッピング損傷が発生し、これを起点とした欠損が生じた。
【0137】
【表1】
【0138】
【表2】
【0139】
【表3】
【0140】
【表4】
【0141】
【表5】
【0142】
【表6】
【0143】
【表7】
【0144】
【表8】
【0145】
【表9】
【0146】
【表10】
【0147】
【表11】
【0148】
【表12】
【0149】
【表13】
【符号の説明】
【0150】
１ 基材
２ 下部層
３ 中間層
４ 上部層
５ 被覆層
６ 被覆切削工具
２ 下部層
３ 中間層
４ 上部層
５ 被覆層
６ 被覆切削工具
【要約】
【課題】 優れた耐チッピング性、耐欠損性及び耐摩耗性を有し、工具寿命の長い被覆切削工具を提供する。
【解決手段】 基材と、基材の表面に形成された下部層、中間層及び上部層をこの順序で含む被覆層とを含む被覆切削工具であって、前記下部層及び前記上部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１つとを含み、前記下部層及び前記中間層の平均厚さが、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、前記中間層が、α型の酸化アルミニウムを含み、前記上部層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、前記下部層のクラック間隔の平均値Ｘが、０．５μｍ以上１０．０μｍ未満であり、前記中間層のクラック間隔の平均値Ｙが、２０．０μｍ以上１００．０μｍ以下であり、前記上部層のクラック間隔の平均値Ｚが、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下である、被覆切削工具である。
【選択図】 図１
【解決手段】 基材と、基材の表面に形成された下部層、中間層及び上部層をこの順序で含む被覆層とを含む被覆切削工具であって、前記下部層及び前記上部層が、Ｔｉと、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１つとを含み、前記下部層及び前記中間層の平均厚さが、１．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、前記中間層が、α型の酸化アルミニウムを含み、前記上部層の平均厚さが、０．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、前記下部層のクラック間隔の平均値Ｘが、０．５μｍ以上１０．０μｍ未満であり、前記中間層のクラック間隔の平均値Ｙが、２０．０μｍ以上１００．０μｍ以下であり、前記上部層のクラック間隔の平均値Ｚが、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下である、被覆切削工具である。
【選択図】 図１
【図1】
