JP5565630B2

JP5565630B2 - 耐摩耗性と仕上げ面精度に優れた表面被覆ブローチ

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Publication number: JP5565630B2
Application number: JP2010253617A
Authority: JP
Inventors: 耕一田中; 裕介田中
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: JP2012101337A

Description

本発明は、金属のブローチ加工において、歯の欠損などを生じやすい高硬度材の高速ブローチ加工において、長期間に亘り高い耐摩耗性と高い切りくず排出性、高い仕上げ面精度を維持する、長い工具寿命を実現する表面被覆ブローチを提供する。

このようなブローチとしては、軸線を中心として該軸線回りにブローチ回転方向に回転される概略円柱状のブローチ本体の先端側が切刃部とされ、この切刃部の外周に一対の切屑排出溝が、軸線に関して互いに対称となるように、該切刃部の先端面、すなわちブローチ本体の先端逃げ面から後端側に向かうに従い軸線回りにブローチ回転方向の後方側に捩れる螺旋状に形成され、これらの切屑排出溝の内周面のうちブローチ回転方向を向く部分の先端側の前記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成された、いわゆる２枚刃のソリッドブローチが知られている。従って、このようなソリッドブローチでは、前記切屑排出溝内周面のブローチ回転方向を向く部分の先端側がこの切刃のすくい面となり、切刃によって生成された切屑は、このすくい面から切屑排出溝の内周面を摺接しつつ、該切屑排出溝の捩れによって後端側に送り出されて排出されることとなる。そして、さらにこのようなブローチでは、ブローチ本体の耐摩耗性の向上のために種々の方法が採用されている。

例えば、特許文献１においては、一般式（Ｍ，Ａｌ）（Ｃ，Ｎ）（Ｍは、４，５，６族元素、Ｓｉおよび希土類元素から選ばれる少なくとも１種の金属元素を示す。）で表される被覆層を２層積層し、前記被覆層のうち、基体表面に被覆された第１被覆層は、層厚が０．１〜１μｍで平均結晶径が０．０１〜０．１μｍの粒状結晶にて構成され、前記被覆層のうち、第１被覆層の表面に被覆された第２被覆層は、層厚が０．５〜５μｍで前記基体に対して垂直な方向に成長した柱状結晶からなり、該柱状結晶の前記基体に対して平行な方向の平均結晶幅が０．０５〜０．３μｍであり、かつ、前記第２被覆層の平均結晶幅が前記第１被覆層の平均結晶径より大きい表面被覆工具が開示されている。

また、特許文献２においては、炭化タングステン基超合金で構成されたブローチ本体の表面に下部層としてＴｉとＡｌとＳｉの複合酸化膜からなると共に、１〜３μｍの平均層厚を有する硬質被覆層、上部層としてＷとＴｉと窒素を含有し、残りが炭素と不可避不純物からなる組成を有すると共に、炭素系非晶質体の素地に、結晶質炭窒化チタン系化合物の微粒が分散分布した組織を示し、かつ１〜３μｍの平均層厚を有する潤滑性非晶質炭素系被膜を蒸着してなる表面被覆超硬合金製ブローチが開示されている。

また、特許文献３においては、イオンプレーティング法において硬質被覆層を被覆してなる、ハイス、超硬合金、サーメット等の超硬合金を基体とする工具において、周期律表の４ａ、５ａ、６ａ族及びＡｌの炭化物及び／または窒化物の１種または２種以上からなる第一の層と、周期律表の４ａ、５ａ、６ａ族及びＡｌの炭化物及び／または窒化物の１種または２種以上と酸素を含有する第二の層を交互に積層させ、かつ、炭化物、窒化物からなる第一の層とその間に介在する酸素を含有する第二の層が結晶の連続性を有することを特徴とする被覆硬質工具が開示されている。

また、特許文献４においては、ブローチの最終仕上げ刃１と隣接する少なくとも１枚以上の仕上げ刃２の刃先１、２にダイヤモンド等のコーテイング被膜３を形成し、コーテイング被膜で形成された刃先に逃げ面５と、すくい面４と逃げ面との間に所定寸法に機械加工されたストレートランド６を設けたブローチが開示されている。

国際公開第２００７／１１１３０１号パンフレット特開２００６−１１６６４３号公報特開平１１−２６４０６６公報特開平１１−１３８３３０公報

近年のブローチ加工装置のＦＡ化はめざましく、加えてブローチ加工に対する省力化、省エネ化、低コスト化さらに効率化の要求も強く、これに伴い、高速などより高効率のブローチ加工が要求される傾向にあるが、特許文献１、特許文献２、特許文献３に例示されている従来表面被覆工具や従来表面被覆ブローチにおいては、各種の鋼や鋳鉄を通常条件下でブローチ加工した場合に特段の問題は生じないが、耐摩耗性が必要とされるとともに高い仕上げ面精度が必要となる、高速ブローチ加工に用いた場合には、表面皮膜のすべり特性が十分でなく、チッピング剥離や切り屑のつまりが原因で、比較的短時間で使用寿命に至る、あるいは摩耗の進行による早期の仕上げ面精度の低下が避けられないのが現状である。また、特許文献４に例示されている従来表面被覆ブローチでは、高い仕上げ面精度を維持できるものの、その製造方法は、蒸着形成した立方晶窒化ほう素やダイヤモンドからなる著しく硬い表面被覆層を機械研磨により除去してストレートランド部を形成する工程からなり、所望の工具を製造するために多大な苦労を要することから、決して効率的であるとは言えない。

そこで、本発明者らは、前述のような観点から、高速・乾式の深穴用ブローチ加工に用いられた場合にもすぐれた耐摩耗性と切屑排出性を示し表面被覆ブローチの長寿命化を図るべく、ブローチ表面を、例えば、（Ｃｒ_１−ｘＡｌ_ｘ）Ｎ｛ｘ＝０．２〜０．６｝の成分系からなる硬質被覆層で構成するとともに、該硬質被膜層の結晶粒組織に着目し鋭意研究を行った結果、次のような知見を得た。

（ａ）硬質被覆層として、例えば（Ｃｒ_１−ｘＡｌ_ｘ）Ｎ｛ｘ＝０．２〜０．６｝の成分系からなる層の形成を、例えば、図１の概略説明図に示される物理蒸着装置の１種である圧力勾配型Ａｒプラズマガンを利用したイオンプレーティング装置にブローチ基体を装着し、例えば、
工具基体温度：３８０〜４２０℃、
蒸発源１：金属Ｃｒ
蒸発源１に対するプラズマガン放電電力：９〜１３ｋＷ、
蒸発源２：金属Ａｌ
蒸発源２に対するプラズマガン放電電力：６〜１１ｋＷ、
反応ガス流量：窒素（Ｎ_２）ガス７５〜１００ｓｃｃｍ
放電ガス：アルゴン（Ａｒ）ガス４５〜６０ｓｃｃｍ、
ブローチ基体に印加する直流バイアス電圧：＋３〜＋１０Ｖ、
という特定の条件下で、かつ、成膜速度がブローチ基体の先端からの距離に沿って漸次増加するように調整された成膜条件で反応性蒸着形成した場合、この結果形成された硬質被覆層を備えた表面被覆ブローチは、従来の表面被覆ブローチに比して、高速・乾式の深穴加工において、すぐれた耐摩耗性および高い仕上げ面精度を示すことを見出した。

（ｂ）前記硬質被覆層の断面組織を透過型電子顕微鏡で観察したところ、図２の断面斜視図に示すように、層厚方向の縦断面においては、ブローチ先端部で、ブローチ基体表面に対して直立方向に成長した柱状晶の結晶粒が形成され、また、結晶粒の平均アスペクト比が、ブローチ先端から後方に向けて、１〜１００の範囲で先端切れ刃における平均アスペクト比の３分の１まで漸次減少する領域が切れ刃部全体の２分の１の長さまで存在することを確認した。

（ｃ）そして、表面被覆ブローチの硬質被覆層を、前記結晶粒組織を持つ硬質被覆層（以下、粒径制御層）で構成すると以下のような効果を発揮する。すなわち、工具先端部における切れ刃逃げ面は高熱・高負荷がかかるため、高アスペクト比の柱状晶の皮膜にて構成し高い耐摩耗性を実現するとともに、後端部の切れ刃は長期間に亘り仕上げ面を維持する目的で、低アスペクト比の粒状晶にて構成し、かつ、先端部切れ刃から後方切れ刃にかけて、熱および機械的負荷の漸次減少に対応してアスペクト比が漸次減少する様な構造を実現することで、所望の仕上げ面精度を維持したまま優れた耐摩耗性を長期に亘り発揮する。

本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、
「（１）超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるブローチ基体の上に直接または中間層を介して、最表面に粒径制御層として（Ｃｒ_１−ｘＡｌ_ｘ）Ｎ｛ｘ＝０．２〜０．６｝の成分系からなる層厚０．２〜５μｍの硬質被覆層が存在する表面被覆ブローチにおいて、
前記ブローチを構成する切れ刃の膜断面の結晶粒径状を観察したとき、前記粒径制御層を構成する結晶粒が幅１５〜１２０ｎｍ、高さ０．２〜５μｍの柱状晶からなり、かつ、前記ブローチを構成する切れ刃のうち、ブローチの先端切れ刃から後端に向けて、皮膜断面の結晶粒径状を観察した際の前記粒径制御層を構成する結晶粒の平均アスペクト比が、１〜１００の範囲で先端切れ刃における結晶粒の平均アスペクト比の３分の１まで漸次減少する領域がブローチの長さ方向に工具切れ刃部の２分の１以上の長さに亘り存在することを特徴とする、すぐれた耐摩耗性と高い仕上げ面精度を長期間に亘り発揮する表面被覆ブローチ。
（２）前記粒径制御層の層厚が、最もブローチ先端に近い位置から後方にかけて、０．２〜５．０μｍの範囲で漸次増加することを特徴とする（１）に記載の表面被覆ブローチ。
（３）前記中間層が、Ｔｉの窒化物または炭化物、炭窒化物、または、ＴｉとＡｌからなる複合窒化物、ＴｉとＡｌとＳｉからなる複合窒化物、ＣｒとＡｌからなる複合窒化物のうち、いずれかの単層または前記硬質膜群から選ばれる複数の層構造からなる積層構造を有し、層厚５μｍ以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の表面被覆ブローチ。」
に特徴を有するものである。

本発明について、以下に説明する。

本発明表面被覆ブローチの硬質被覆層の最表面を構成する粒径制御層において、ブローチ先端部の逃げ面の被膜断面の結晶粒形状を観察した時、粒径制御層を構成する結晶粒が幅１５〜１２０ｎｍ、高さ０．２〜５μｍの柱状晶とする。ここで、幅が１５ｎｍ以下では強度維持が困難であり、１２０ｎｍ以上では粗大になり欠損の原因となるため、幅は１５〜１２０ｎｍと定めた。また、高さが０．２μｍ以下では耐摩耗性が足りず、５μｍ以上では残留応力による欠損が生じやすくなり、十分な工具性能を発揮できないため、高さは０．２〜５μｍと定めた。また、組成（Ｃｒ_１−ｘＡｌ_ｘ）ＮのうちＣｒとＡｌの合量に占めるＡｌの含有割合であるｘの値が０．６を超えると、ＮａＣｌ型結晶から六方晶組織へと変化し所望の特異な構造を具備することが出来ず、十分な耐摩耗性を維持することが難しい。一方、ｘの値が０．２未満であるとＡｌの耐熱特性が発揮されないため好ましくない。したがって、ｘの値をｘ＝０．２〜０．６と定めた。また、前記切れ刃のアスペクト比の漸次減少する領域が２分の１未満では低アスペクト比の結晶粒構造が持つ高い切り屑排出性が維持されず、所望の工具性能を具備することが出来ないため、２分の１以上と定めた。また、前記切れ刃のアスペクト比の漸次減少する割合は、前記漸次減少領域の最も先端に存在する切れ刃で測定したアスペクト比を、最も後端に存在する切れ刃のアスペクト比で除した値が、３、望ましくは５、を超えるものとする。
そして、本発明者らは、粒径制御層を蒸着形成するための数多くの試験を行った結果、圧力勾配型プラズマガンを用いて、Ａｒプラズマを原料が入ったハースに照射して蒸発させ、基板上に皮膜を物理蒸着させる反応性蒸着法を用いて、ブローチ基体上での成膜速度がブローチ基体の先端からの距離に沿って漸次増加するように調整された成膜条件で反応性蒸着を行うと、ブローチを構成する切れ刃のうち、ブローチ基体の先端から後端にかけて、被膜断面の結晶粒形状を観察した際、図２に示す通り、ブローチ先端部では、粒径制御層が、幅１５〜１２０ｎｍ、高さが層厚相当となる高アスペクト比の柱状晶によって構成される一方で、例えば、ブローチを構成する切れ刃のうち、ブローチ後端の位置においては、粒径制御層が、幅１５〜１２０ｎｍ、高さが層厚以下の縦長の柱状から粒状の結晶粒によって構成されており、かつ、そのアスペクト比がブローチ先端からブローチ後端に向かって、１〜１００の範囲で、先端切れ刃における平均アスペクト比の３分の１まで漸次減少する領域が工具切れ刃全体の長さの２分の１以上に亘り存在することを見出した。

なお、ここでいう「アスペクト比」とは、個々の結晶粒の測定された最大径を示す線分である長辺の値を、長辺に対して垂直方向の最小径を示す短辺の値で除した値であり、「平均アスペクト比」とは、皮膜の断面観察における高さ膜厚相当×幅５０μｍの領域内に存在する結晶粒のアスペクト比の算術平均値を指す。
また、結晶粒の「幅」とは粒径制御層を断面から観察した際に、ブローチ基材と略平行に、膜厚の２分の１の高さに引いた長さ１０μｍの線分が結晶粒界によって区分される、線分の両端を除いた区分のそれぞれの長さの平均値を指す。
また、結晶粒の「高さ」とは結晶粒層を断面から観察した際に、ブローチ基材と略平行な線分に対して垂直に、０．１μｍの間隔で引いた１０本の、長さ膜厚相当の線分が結晶粒界によって区分される、各線分の両端を除いた区分のそれぞれの長さの平均値を指す。
また、「結晶粒のアスペクト比がブローチ先端から後端に向かって、１〜１００の範囲で漸次減少する」とは、特定位置を中心として幅１ｍｍの領域の中の任意の点において前記内容により定義された数値と、特定位置からブローチ後端方向へ少なくとも５ｍｍを超えて離れた位置を中心として幅１ｍｍの領域の中の任意の点において同様に定義された数値を比較した場合に、先端側よりも後端側の測定点で定義された数値の方が小さいという相関関係を指す。すなわち、前記条件を満たすならば、例えば、前記幅１ｍｍの領域中で測定した結晶粒のアスペクト比が漸次減少していなくとも、本発明の範囲を外れるものではない。

本発明表面被覆ブローチは、超硬合金焼結体あるいは立方晶窒化硼素焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるブローチ基体の上に直接または中間層を介して、最表面に最表面に粒径制御層として（Ｃｒ_１−ｘＡｌ_ｘ）Ｎ｛ｘ＝０．２〜０．６｝からなる層厚０．２〜５μｍの硬質層が存在する表面被覆ブローチであって、前記ブローチ先端部の逃げ面の被膜断面の結晶粒形状を観察した時、粒径制御層を構成する結晶粒が幅１５〜１２０ｎｍ、高さ層厚相当の柱状晶からなり、かつ、前記ブローチの切屑排出溝のうち、先端からブローチ基体の長さに沿ってブローチ後端までの領域において、被膜断面の結晶粒形状を観察した際、粒径制御層を構成する結晶粒の平均アスペクト比が、ブローチ先端から後端に向けて工具切れ刃部全体の２分の１以上の長さ領域に亘って、１〜１００の範囲で３分の１以下に漸次減少していることから、すぐれた耐摩耗性と高い仕上げ面精度が実現できる。

本発明表面被覆ブローチの硬質被覆層（粒径制御層）を蒸着形成するための圧力勾配型Ａｒプラズマガンを利用したイオンプレーティング装置の概略図を示す。本発明表面被覆ブローチの硬質被覆層（粒径制御層）の断面斜視図を示す。本発明表面被覆ブローチの先端切れ刃からの距離と硬質被覆層（粒径制御層）の結晶粒アスペクト比との関係を示す。本発明表面被覆ブローチの先端切れ刃からの距離と硬質被覆層（粒径制御層）の結晶粒アスペクト比の関係を示す。本発明表面被覆ブローチの先端切れ刃からの距離と硬質被覆層（粒径制御層）のアスペクト比を先端切れ刃のアスペクト比で除した値との関係を示す。比較表面被覆ブローチの先端切れ刃からの距離と硬質被覆層（粒径制御層）のアスペクト比を先端切れ刃の結晶粒アスペクト比の関係を示す。比較表面被覆ブローチの先端切れ刃からの距離と硬質被覆層（粒径制御層）のアスペクト比を先端切れ刃のアスペクト比で除した値との関係を示す。

つぎに、本発明表面被覆ブローチを実施例により具体的に説明する。

原料粉末として、平均粒径０．８μｍのＷＣ粉末、同２．３μｍのＣｒ_３Ｃ_２粉末、同１．５μｍのＶＣ粉末および同１．８μｍのＣｏ粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ表１に示される配合組成に配合し、さらにワックスを加えてアセトン中で２４時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、１００ＭＰａの圧力で所定形状の各種の圧粉体にプレス成形し、これらの圧粉体を、６Ｐａの真空雰囲気中、７℃／分の昇温速度で１３７０〜１４７０℃の範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に１時間保持後、炉冷の条件で焼結して、工具基体形成用丸棒焼結体を形成し、さらに前記の丸棒焼結体から、研削加工にて、直径：５０ｍｍラ長さ：１０００ｍｍの超硬ブローチ本体形成用丸棒焼結体を形成し、さらに前記の丸棒焼結体から、研削加工にて、切刃部最大径：４０ｍｍラ切刃部長さ：６００ｍｍラ全長：８００ｍｍの寸法および図２に示される形状を有し、かつ２１歯のスプライン形状を有する荒刃２５刃、仕上げ刃２５刃、を持つＷＣ基超硬合金製のブローチ基体Ｄ−１〜Ｄ−４をそれぞれ製造した。

ついで、これらのブローチ基体Ｄ−１〜Ｄ−４の切刃に、ホーニングを施し、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図１の概略図に示される物理蒸着装置の１種である圧力勾配型Ａｒプラズマガンを利用したイオンプレーティング装置に装着し、
工具基体温度：３８０〜４２０℃、
蒸発源１：金属Ｃｒ
蒸発源１に対するプラズマガン放電電力：９〜１３ｋＷ、
蒸発源２：金属Ａｌ
蒸発源２に対するプラズマガン放電電力：６〜１１ｋＷ、
反応ガス流量：窒素（Ｎ_２）ガス７５〜１００ｓｃｃｍ、
放電ガス：アルゴン（Ａｒ）ガス４５〜６０ｓｃｃｍ、
ブローチ基体に印加する直流バイアス電圧：＋３〜＋１０Ｖ、
という特定の条件（表２）下、ブローチ基体上での成膜速度がブローチ基体の先端からの距離に沿って漸次増加するように調整する目的で、ブローチ基体を、例えば、図１に示すように、ブローチ基体の先端部を水平から上方に向け、かつ、ハース載置平面の鉛直方向の軸に対して、表３に示す角度を保ったまま自転させると同時に、該鉛直方向の軸を回転中心軸として公転させながら反応性蒸着をして、表３に示される組成および組織を有する粒径制御層を形成した本発明表面被覆ブローチ１〜１２をそれぞれ製造した。

また、比較の目的で、前記ブローチ基体Ｄ−１〜Ｄ−４の表面に、ホーニングを施し、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図１に示される圧力勾配型Ａｒプラズマガンを利用したイオンプレーティング装置にブローチ基体の全域に亘って均一な硬質被覆層を形成する目的で、ブローチ基体を、ハース載置平面と平行を保ったまま自転させる（図示せず）と同時に、該鉛直方向の軸を回転中心軸として公転させながら反応性蒸着をして、ブローチ基体Ｄ−１〜Ｄ−４の表面に、表４に示される均一な組成および組織を有する従来層を形成した比較表面被覆ブローチ１〜１２をそれぞれ製造した。

つぎに、前記本発明表面被覆ブローチ１〜１２および比較表面被覆ブローチ１〜１２について、
被削材：外径８０ｍｍ中心穴径４０ｍｍ、厚さ４０ｍｍ、ＪＩＳＳ５５Ｃの貫通孔あき材
引き抜き速度：９ｍ／ｍｉｎ．、
寿命判断条件：切れ刃の欠損または逃げ面摩耗幅が０．１５ｍｍを超えるまで
の条件での炭素鋼の乾式高速穴加工試験（通常の引き抜き速度は５ｍ／ｍｉｎ．）
を行い、工具寿命に至るまでの加工数を測定した。この測定結果を表３、４にそれぞれ示した。

この結果得られた本発明表面被覆ブローチ１〜１２の硬質被覆層を構成する粒径制御層、さらに、比較表面被覆ブローチ１〜１２の硬質被覆層を構成する従来層の組成を、透過型電子顕微鏡を用いてのエネルギー分散Ｘ線分析法により測定したところ、それぞれ目標組成と実質的に同じ組成を示した。

また、前記の硬質被覆層の平均層厚を、走査型電子顕微鏡を用いて断面測定したところ、いずれも目標層厚と実質的に同じ平均値（５ヶ所の平均値）を示した。

表３、４に示される結果から、本発明表面被覆ブローチは、ブローチ先端部の逃げ面の被膜断面の結晶粒形状を観察した時、粒径制御層を構成する結晶粒が幅１５〜１２０ｎｍ、高さ層厚相当の柱状晶からなり、かつ、ブローチを構成する切れ刃の被膜断面の結晶粒形状を観察した際、粒径制御層を構成する結晶粒の平均アスペクト比が、ブローチ先端から後端に向けて工具切れ刃部全体の２分の１以上の長さ領域に亘って、１〜１００の範囲で３分の１以下に漸次減少していることから、すぐれた耐摩耗性と高い仕上げ面精度が実現できる。
これに対して、硬質被覆層を構成する結晶粒の平均アスペクト比が、ブローチ先端から後方に向けて変化しない従来層を有する比較表面被覆ブローチにおいては、耐摩耗性が十分でないために、チッピング、欠損、剥離の発生等により、比較的短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
また、本発明表面被覆ブローチ１および２について、先端からの距離（切れ刃が存在する範囲の長さを１とする）と切れ刃の粒径制御層の結晶粒径状と膜厚との関係を表５に示した。

前述のように、本発明の表面被覆ブローチは、硬質被覆層（粒径制御層）を構成する結晶粒の平均アスペクト比が、ブローチ先端から後方に向けて、工具切れ刃部全体の２分の１以上の長さ領域に亘って、１〜１００の範囲で３分の１以下に漸次減少していることから、高い仕上げ面精度を備えており、そして、この高い仕上げ面精度は、高速・乾式の深穴用ブローチ加工条件においても、長期間にわたり高い耐摩耗性を維持するものである。

Claims

超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるブローチ基体の上に、直接または中間層を介して、
最表面に粒径制御層として（Ｃｒ_１−ｘＡｌ_ｘ）Ｎ｛ｘ＝０．２〜０．６｝の成分系からなる層厚０．２〜５μｍの硬質被覆層が存在する表面被覆ブローチにおいて、
前記ブローチを構成する切れ刃のうち、先端の切れ刃の硬質被覆層断面の結晶粒径状を観察したとき、前記粒径制御層を構成する結晶粒が幅１５〜１２０ｎｍ、高さ０．２〜１．８μｍの柱状晶からなり、かつ、前記ブローチを構成する切れ刃のうち、ブローチの先端切れ刃から後端に向けて、皮膜断面の結晶粒径状を観察した際の前記粒径制御層を構成する結晶粒の平均アスペクト比が、１〜１００の範囲で先端切れ刃における結晶粒の平均アスペクト比の３分の１まで漸次減少する領域がブローチの長さ方向に工具切れ刃部の全長の２分の１以上の長さに亘り存在することを特徴とする、優れた耐摩耗性と高い仕上げ面精度を長期間に亘り発揮する表面被覆ブローチ。
前記粒径制御層の層厚が、最もブローチ先端に近い位置から後方にかけて、０．２〜５．０μｍの範囲で漸次増加することを特徴とする請求項１に記載の表面被覆ブローチ。
前記中間層が、Ｔｉの窒化物または炭化物、炭窒化物、または、ＴｉとＡｌからなる複合窒化物、ＴｉとＡｌとＳｉからなる複合窒化物、ＣｒとＡｌからなる複合窒化物のうち、いずれかの単層または前記硬質膜群から選ばれる複数の層構造からなる積層構造を有し、層厚５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の表面被覆ブローチ。