WO2023276067A1 - 切削工具 - Google Patents

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WO2023276067A1
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less
coating
max
cutting tool
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浩也 諸口
勇貴 堤内
暁 久木野
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Sumitomo Electric Hardmetal Corp
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Sumitomo Electric Hardmetal Corp
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    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2228/00—Properties of materials of tools or workpieces, materials of tools or workpieces applied in a specific manner
    • B23B2228/10—Coatings
    • B23B2228/105—Coatings with specified thickness

Definitions

  • the present disclosure relates to cutting tools.
  • Patent Document 1 discloses a composite high-hardness material for tools having a base material made of a cBN sintered body, the composite high-hardness material having a hard heat-resistant coating, The hard heat-resistant coating is disclosed as a composite high-hardness material having a composition represented by TiAlN.
  • Patent Document 2 discloses a composite high-hardness material for tools having a base material made of a cBN sintered body, the composite high-hardness material having a hard heat-resistant coating, The hard heat-resistant coating is disclosed as a composite high-hardness material having a composition represented by TiAlN.
  • Patent Document 2 discloses a surface-coated cutting tool having a tool substrate made of a cubic boron nitride sintered body and a hard coating layer on the surface of the tool substrate, The hard coating layer has a lower layer (AlTiN layer) immediately above the tool substrate and an upper layer (AlTiBN layer) on the lower layer, the upper layer having a boron concentration along the layer thickness direction.
  • a surface-coated cutting tool is disclosed having a cyclically varying compositionally modulated structure.
  • a cutting tool of the present disclosure comprises a substrate and a coating disposed on the substrate,
  • the coating comprises a first layer,
  • the thickness of the first layer is 0.2 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less, the first layer is made of Ti (1-xy) AlxMyN ;
  • the M is one element selected from the group consisting of zirconium, hafnium, elements of Groups 5 and 6 of the periodic table, silicon, and boron;
  • the x and the y change along the thickness direction of the first layer,
  • the maximum value x max of x is 0.20 or more and 0.70 or less,
  • the minimum value x min of x is 0 or more and 0.6 or less, the x max and the x min satisfy 0.01 ⁇ x max ⁇ x min ⁇ 0.7;
  • the maximum value y max of y is 0.01 or more and 0.20 or less,
  • the minimum value y min of y is 0 or more and 0.19 or less, The y max and the y
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating one aspect of the cutting tool of the present disclosure
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating one aspect of the cutting tool of the present disclosure
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating another aspect of the cutting tool of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view further illustrating another aspect of the cutting tool of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another aspect of the cutting tool of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view further illustrating another aspect of the cutting tool of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between the depth of the first layer and x, y in one aspect of the cutting tool of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a graph illustrating the relationship between the depth of the first layer and x, y in another aspect of the cutting tool of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between surface unevenness and skewness.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between surface unevenness and skewness.
  • an object of the present disclosure is to provide a cutting tool having a long tool life even in high-efficiency machining.
  • a cutting tool comprising a substrate and a coating disposed on the substrate,
  • the coating comprises a first layer,
  • the thickness of the first layer is 0.2 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less, the first layer is made of Ti (1-xy) AlxMyN ;
  • the M is one element selected from the group consisting of zirconium, hafnium, elements of Groups 5 and 6 of the periodic table, silicon, and boron;
  • the x and the y change along the thickness direction of the first layer,
  • the maximum value x max of x is 0.20 or more and 0.70 or less,
  • the minimum value x min of x is 0 or more and 0.6 or less, the x max and the x min satisfy 0.01 ⁇ x max ⁇ x min ⁇ 0.7;
  • the maximum value y max of y is 0.01 or more and 0.20 or less, The minimum value y min of y is 0 or more and
  • the cutting tool of the present disclosure can have a long tool life even in high efficiency machining.
  • the average crystallite size is preferably 5 nm or more and 90 nm or less. This further improves the film strength of the film. Also, the occurrence of cracks in the first layer is suppressed.
  • the coating further includes an underlayer;
  • the base layer is arranged directly above the base material and directly below the first layer,
  • the thickness of the underlayer is 0.05 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less
  • the underlayer is made of TiaAl1 - aN or AlpCr1 - pN ,
  • the a is 0.2 or more and 1.0 or less
  • the p is preferably 0 or more and 0.8 or less. This improves the adhesion between the substrate and the coating in the cutting tool.
  • the residual stress of the first layer is preferably -3.0 GPa or more and -0.1 GPa or less. This further improves the film strength of the film.
  • the surface roughness Ra surf of the coating is preferably 0 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less. This improves the peeling resistance of the coating.
  • the surface skewness Rsk surf of the film is preferably -2 or more and 2 or less. This further improves the peeling resistance of the coating.
  • the skewness Rsk sub of the surface of the substrate in contact with the film is preferably -2 or more and 2 or less. This further improves the peeling resistance of the coating.
  • the ratio I (200) /(I (200) +I (111) +I (220) ) of I (200) to the sum of the line diffraction intensity I (220) is preferably 0.50 or more. This further improves the peeling resistance of the coating.
  • a compound or the like when represented by a chemical formula, it shall include any conventionally known atomic ratio unless the atomic ratio is particularly limited, and should not necessarily be limited only to those within the stoichiometric range.
  • TiAlSiN when “TiAlSiN" is described, the ratio of the number of atoms constituting TiAlSiN includes all conventionally known atomic ratios.
  • the cutting tool 10 is A cutting tool comprising a substrate 11 and a coating 40 disposed on the substrate 11,
  • the coating 40 includes a first layer 12,
  • the thickness of the first layer 12 is 0.2 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less
  • the first layer 12 is made of Ti (1-xy) AlxMyN
  • the M is one element selected from the group consisting of zirconium, hafnium, elements of Groups 5 and 6 of the periodic table, silicon, and boron;
  • the x and the y change along the thickness direction of the first layer 12,
  • the maximum value x max of x is 0.20 or more and 0.70 or less
  • the minimum value x min of x is 0 or more and 0.6 or less
  • the x max and the x min satisfy 0.01 ⁇ x max ⁇ x min ⁇ 0.7;
  • the maximum value y max of y is 0.01 or more and 0.20 or less, The minimum value y min of y
  • the cutting tool of the present disclosure can have a long tool life even in high-efficiency machining. The reason is presumed as follows.
  • the x and the y change along the thickness direction of the first layer 12, the maximum value xmax of the x is 0.20 or more and 0.70 or less, and the x
  • the minimum value of x min is 0 or more and 0.6 or less, the x max and the x min satisfy 0.01 ⁇ x max ⁇ x min ⁇ 0.7, and the maximum value of y is , 0.01 or more and 0.20 or less, the minimum value y min of y is 0 or more and 0.19 or less, and the y max and the y min are 0.01 ⁇ y max - y min ⁇ 0.2 is satisfied.
  • the growth of grains is suppressed in the first layer 12 due to the difficulty in aligning the lattice constants of Ti (1-xy) Al x M y N. Therefore, the first layer 12 can form a fine structure. As a result, the cutting tool 10 having the coating 40 including such a first layer 12 has excellent film strength, and thus can have a long tool life even in highly efficient machining.
  • the shape and application of the cutting tool 10 according to this embodiment are not particularly limited.
  • the shape of the cutting tool 10 according to the present embodiment includes a drill, an end mill, an indexable cutting tip for a drill, an indexable cutting tip for an end mill, an indexable cutting tip for milling, and an indexable cutting tip for turning. Tips, metal saws, gear cutting tools, reamers, taps, and tips for crankshaft pin milling.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating one aspect of the cutting tool 10 of the present disclosure.
  • the cutting tool 10 having such a shape is used as an indexable cutting tip such as an indexable cutting tip for turning.
  • the cutting tool 10 according to the present embodiment is limited to those having a configuration in which the entire cutting tool 10 as shown in FIG. However, it also includes a cutting tool 10 in which only a part (in particular, a cutting edge portion (cutting edge portion), etc.) is configured as described above.
  • the cutting tool according to the present embodiment includes a base (support) made of a cemented carbide or the like and having only the cutting edge portion configured as described above.
  • the cutting edge portion is literally regarded as a cutting tool.
  • the arrangement shall be referred to as a cutting tool even if the arrangement occupies only part of the cutting tool.
  • the base material of this embodiment conventionally known base materials of this type can be used without particular limitation.
  • the base material may be a cemented carbide (for example, a tungsten carbide (WC)-based cemented carbide, a cemented carbide containing Co in addition to WC, or a carbonitride such as Ti, Ta, Nb, etc. in addition to WC). Cemented carbide etc.
  • cermet mainly composed of TiC, TiN, TiCN etc.
  • high speed steel tool steel
  • ceramics titanium carbide (TiC), silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiN) , aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), sialon, and mixtures thereof
  • cubic boron nitride sintered body cBN sintered body
  • diamond sintered body and in the binder phase
  • binder phase examples include a hard material in which cubic boron nitride particles are dispersed.
  • the cubic boron nitride sintered body exhibits particularly excellent wear resistance in cutting iron-based high-hardness materials, and is suitable as a base material for cutting tools for the above applications.
  • the effect of the present embodiment is exhibited even if such a cemented carbide contains free carbon or an abnormal phase called ⁇ phase in the structure.
  • the base material used in this embodiment may have a modified surface.
  • a ⁇ -free layer may be formed on the surface, or in the case of a cBN sintered body, a surface-hardened layer may be formed. Even if the surface is modified in this way, The effect of this embodiment is shown.
  • the substrate may or may not have a chip breaker. included.
  • the shape of the cutting edge is sharp edge (the ridge where the rake face and flank face intersect), honing (sharp edge rounded), negative land (chamfered shape), and a combination of honing and negative land. includes any shape.
  • the skewness Rsk sub of the surface of the substrate in contact with the film is preferably -2 or more and 2 or less.
  • skewness means the skewness of the roughness curve defined in JIS B 0601-2001, and is a parameter indicating the degree of skewness between peaks and valleys of a surface.
  • skewness is an index representing the symmetry between peaks and valleys about the average line L1, as shown in FIGS.
  • the surface is biased upward with respect to the average line L1, the “skewness” has a positive value (FIG. 9). Further, when the surface is biased downward with respect to the average line L1, the “skewness” becomes a negative value (FIG. 10).
  • the skewness is "0".
  • the skewness Rsk sub of the surface of the base material in contact with the coating is -2 or more and 2 or less, the bias in the distribution of peaks and valleys on the surface of the base material in contact with the coating is reduced. As a result, adhesion to the film can be improved.
  • the concentration of stress due to the load during processing is reduced due to the reduced unevenness in the distribution of peaks and valleys, so the peeling resistance of the coating is improved. can be improved.
  • the inventors of the present invention have newly discovered the relationship between the skewness Rsk sub , the adhesion between the substrate and the coating, and the peeling resistance of the coating.
  • the lower limit of Rsk sub is more preferably ⁇ 1.8 or more, still more preferably ⁇ 1.6 or more, and even more preferably ⁇ 1.4 or more.
  • the upper limit of Rsk sub is more preferably 1.8 or less, even more preferably 1.6 or less, and even more preferably 1.4 or less.
  • the Rsk sub is more preferably -1.8 or more and 1.8 or less, more preferably -1.6 or more and 1.6 or less, and -1.4 or more and 1.4 or less. is even more preferred.
  • the skewness Rsk sub of the surface of the substrate in contact with the film can be obtained, for example, by the following method.
  • the cutting tool is cut along the normal direction of the flank face and includes the cutting edge to expose the cross section.
  • a focused ion beam device, a cross section polisher device, or the like can be used.
  • Using a scanning electron microscope (SEM) the cross section is observed at a magnification of 2000 to obtain a backscattered electron image.
  • the backscattered electron image is magnified 2.5 times using image processing software (for example, trade name "Winroof” manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.) to obtain an observation field of view.
  • image processing software for example, trade name "Winroof” manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.
  • an arbitrary part of a 50 ⁇ m square rectangle including the “surface of the coating” and the “surface of the base material in contact with the coating (corresponding to the interface between the base and the coating)” is extracted. Trace and extract the surface of the material in contact with the film as a line.
  • the lines thus extracted are quantified using image processing software (for example, product name "Winroof” manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.) to calculate the average value of the numerical values.
  • to quantify a line means that when an extracted line is placed on the xy coordinate axis, the y-axis value of the line is output at intervals of 0.05 ⁇ m in the x-axis direction. means.
  • an average line is drawn in a direction substantially parallel to the surface of the base material in contact with the film.
  • the surface roughness curve Z (x) is obtained.
  • Rq is then obtained by substituting Z(x) into the following formula (1).
  • "l” is "50 ⁇ m”.
  • the skewness Rsk is obtained by substituting the Z(x) and the Rq into the following equation (2).
  • the skewness Rsk sub is obtained by calculating the average value of the skewness Rsk obtained by executing this in arbitrary five fields of view in the cross section.
  • FIGS. 2-6 are schematic cross-sectional views illustrating one embodiment of the cutting tool of the present disclosure.
  • the "coating” covers at least the cutting edge portion of the base material 11, thereby improving various properties of the cutting tool such as peeling resistance, chipping resistance, and wear resistance.
  • the cutting edge portion described here means a region within 500 ⁇ m along the substrate surface from the cutting edge ridgeline.
  • the coating 40 preferably covers the entire surface of the substrate 11 . However, even if a part of the substrate 11 is not covered with the film 40 or the structure of the film 40 is partially different, this does not depart from the scope of the present embodiment.
  • the thickness of the coating is preferably 0.4 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, more preferably 0.6 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, further preferably 0.8 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less, and 1.0 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. is even more preferable, and 1.2 ⁇ m or more and 4 ⁇ m or less is particularly preferable.
  • the thickness of the coating means the sum of the thicknesses of the layers constituting the coating. Examples of the "layers constituting the coating" include the first layer, the base layer, and other layers described later as layers other than the first layer and the base layer.
  • the thickness of the coating can be obtained as follows. First, a cutting tool is cut at an arbitrary position to prepare a sample including a cross section of the coating. A focused ion beam device, a cross-section polisher device, or the like can be used to prepare this sample. Next, the prepared cross section is observed using a scanning electron microscope, and the magnification is adjusted so that the observed image includes the entire thickness direction of the coating. Next, the thickness is measured at 5 points, and the average value is taken as the thickness of the coating. The same is true when measuring the thickness of each of the first layer, the underlying layer, and the other layer.
  • the coating 40 includes the first layer 12 .
  • a plurality of the first layers 12 may be provided as long as the effects of the cutting tool are maintained. As a result, even if the coating is partially worn away, the first layer remains in the coating, so that the cutting tool can retain excellent coating strength.
  • “including the first layer” means that the coating may include, in addition to the first layer, the base layer, and other layers described later as layers other than the first layer and the base layer. means that
  • the surface skewness Rsk surf of the coating is preferably -2 or more and 2 or less.
  • the lower limit of Rsk surf is more preferably ⁇ 1.8 or more, still more preferably ⁇ 1.6 or more, and even more preferably ⁇ 1.4 or more.
  • the upper limit of Rsk surf is more preferably 1.8 or less, still more preferably 1.6 or less, and even more preferably 1.4 or less.
  • the Rsk surf is more preferably -1.8 or more and 1.8 or less, more preferably -1.6 or more and 1.6 or less, and -1.4 or more and 1.4 or less. is even more preferred.
  • the surface roughness Ra surf of the coating is preferably 0 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less.
  • the lower limit of Ra surf is preferably 0.01 ⁇ m or more, more preferably 0.02 ⁇ m or more, and even more preferably 0.03 ⁇ m or more.
  • the upper limit of Ra surf is preferably 0.09 ⁇ m or less, more preferably 0.08 ⁇ m or less, and even more preferably 0.07 ⁇ m or less.
  • the Ra surf is preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.09 ⁇ m or less, more preferably 0.02 ⁇ m or more and 0.08 ⁇ m or less, and even more preferably 0.03 ⁇ m or more and 0.08 ⁇ m or less.
  • surface roughness Ra means arithmetic mean roughness defined in JIS B 0601-2001.
  • the surface roughness Ra surf of the film is measured by the following procedure.
  • a 400 ⁇ m square measurement area is set on the rake face of the cutting tool and within a distance of 1000 ⁇ m from the cutting edge.
  • the surface roughness of the measurement area is measured with a stylus surface profiler.
  • surface roughness is measured in arbitrary five measurement areas. By calculating the average of the surface roughnesses at the five locations, the surface roughness Ra surf of the film can be obtained.
  • the above-mentioned "skewness Rsk surf of the film surface” can also be obtained by the same method.
  • the thickness of the first layer is 0.2 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less. Thereby, the film strength of the film can be improved. Also, the lower limit of the thickness of the first layer is preferably 0.4 ⁇ m or more, more preferably 0.6 ⁇ m or more, and even more preferably 0.8 ⁇ m or more. The upper limit of the thickness of the first layer is preferably 8 ⁇ m or less, more preferably 7 ⁇ m or less, and even more preferably 6 ⁇ m or less. The thickness of the first layer is preferably 0.4 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, more preferably 0.6 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, and even more preferably 0.8 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the first layer is composed of Ti (1-xy) AlxMyN , wherein M is selected from the group consisting of zirconium, hafnium, elements of Groups 5 and 6 of the periodic table, silicon, and boron. It is a kind of element that This allows the first layer to have superior strength.
  • the x and the y change along the thickness direction of the first layer 12, the maximum value xmax of the x is 0.20 or more and 0.70 or less, and the x
  • the minimum value of x min is 0 or more and 0.6 or less, the x max and the x min satisfy 0.01 ⁇ x max ⁇ x min ⁇ 0.7, and the maximum value of y is , 0.01 or more and 0.20 or less, the minimum value y min of y is 0 or more and 0.19 or less, and the y max and the y min are 0.01 ⁇ y max - y min ⁇ 0.2 is satisfied.
  • the first layer 12 can form a fine structure.
  • the cutting tool 10 having the coating 40 including such a first layer 12 can have even better coating strength.
  • the lower limit of x max is preferably 0.25 or more, more preferably 0.3 or more, and even more preferably 0.35 or more.
  • the upper limit of x max is preferably 0.65 or less, more preferably 0.6 or less, and even more preferably 0.55 or less.
  • the x max is preferably 0.25 or more and 0.65 or less, more preferably 0.3 or more and 0.6 or less, and still more preferably 0.35 or more and 0.55 or less.
  • the lower limit of x min is preferably 0.05 or more, more preferably 0.1 or more, and even more preferably 0.15 or more.
  • the upper limit of x min is preferably 0.57 or less, more preferably 0.54 or less, and even more preferably 0.50 or less.
  • the x min is preferably 0.05 or more and 0.57 or less, more preferably 0.1 or more and 0.54 or less, and still more preferably 0.15 or more and 0.50 or less. .
  • the lower limit of y max is preferably 0.015 or more, more preferably 0.02 or more, and even more preferably 0.025 or more.
  • the upper limit of y max is preferably 0.18 or less, more preferably 0.16 or less, and even more preferably 0.14 or less.
  • the y max is preferably 0.015 or more and 0.18 or less, more preferably 0.02 or more and 0.16 or less, and still more preferably 0.025 or more and 0.14 or less. .
  • the lower limit of y min is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and still more preferably 0.015 or more.
  • the upper limit of y min is preferably 0.17 or less, more preferably 0.15 or less, and even more preferably 0.13 or less.
  • the y min is preferably 0.005 or more and 0.17 or less, more preferably 0.01 or more and 0.15 or less, and still more preferably 0.015 or more and 0.13 or less. .
  • the lower limit of x max - x min is preferably 0.05 or more, more preferably 0.1 or more, and even more preferably 0.15 or more.
  • the upper limit of x max ⁇ x min is preferably 0.6 or less, more preferably 0.5 or less, and even more preferably 0.4 or less.
  • the x max -x min is preferably 0.05 or more and 0.6 or less, more preferably 0.1 or more and 0.5 or less, and further preferably 0.15 or more and 0.4 or less. preferable.
  • the lower limit of y max ⁇ y min is preferably 0.015 or more, more preferably 0.02 or more, and even more preferably 0.025 or more.
  • the upper limit of y max ⁇ y min is preferably 0.18 or less, more preferably 0.16 or less, and even more preferably 0.15 or less.
  • the y max -y min is preferably 0.015 or more and 0.18 or less, more preferably 0.02 or more and 0.16 or less, and 0.025 or more and 0.15 or less. is more preferred.
  • the x max , x min , y max , and y min can be obtained as follows. First, from the flank side of the coating along the thickness direction of the first layer, using Auger electron spectroscopy, M in Ti (1-xy) Al x M y N constituting the first layer The types and atomic concentration ratios of the indicated elements and the atomic concentration ratio of Al are measured. The analysis conditions and ion sputtering (Ar + ) conditions are as follows.
  • in the first layer, x and y change along the thickness direction of the first layer means “in the first layer, along the thickness direction of the first layer , x and y periodically change with the same periodic width” aspect, and “in the first layer, along the thickness direction of the first layer, x and y periodically change with the same periodic width” It is a concept that includes aspects other than the aspect of "doing".
  • the average of the periodic width can be 1 nm or more and 500 nm or less.
  • the average of the periodic widths is obtained by plotting the x max , y max , x min , and y min on a graph in which the horizontal axis is the depth of the first layer and the vertical axis is the concentration of x and y. It is found by specifying the periodicity of y.
  • the x max and the y max are the values of x in each of the periodic widths.
  • the maximum value and the maximum value of y are preferred.
  • the x min and the y min are preferably the minimum value of x and the minimum value of y in each of the period widths. This allows the first layer 12 to form a finer structure. As a result, the cutting tool 10 having the coating 40 including such a first layer 12 can have even better coating strength.
  • each of the periodic widths consists of the 1-1 region (not shown) and the 1-2 region (not shown) laminated along the thickness direction of the first layer.
  • the x is the maximum value x max
  • the y is the maximum value y max
  • the x is the minimum value x min
  • the above y may be the minimum value ymin.
  • the horizontal axis indicates the depth of the first layer
  • the vertical axis indicates the concentrations of x and y.
  • the intersection point of the vertical axis and the horizontal axis is the point of the first layer closest to the surface side of the film, that is, the point where the depth of the first layer is 0 ⁇ m.
  • the point where the depth of the first layer is 0 ⁇ m is indicated as A1 in FIG.
  • the x is the maximum value x max
  • the y is the maximum value y max
  • the region is in the 1-1 region Applicable.
  • the above x is the minimum value x min and the above y is the minimum value y min , and this region corresponds to the 1-2 region. Furthermore, in the region from the depth A3 ⁇ m to the depth A4 ⁇ m, the x is the maximum value x max and the y is the maximum value y max , and this region corresponds to the 1-1 region. In the region from depth A 4 ⁇ m to depth A 5 ⁇ m, x is the minimum value x min and y is the minimum value y min , and this region corresponds to region 1-2.
  • the sum of the depths of a pair of adjacent 1-1 regions and 1-2 regions that is, the distance W1 from the depth 0 ⁇ m (A1) to the depth A3 ⁇ m, or from the depth A3 ⁇ m A distance W1 up to a depth A of 5 ⁇ m corresponds to the periodic width.
  • each of the periodic widths consists of the 1-1 region (not shown) and the 1-2 region (not shown) laminated along the thickness direction of the first layer.
  • the x is the maximum value x max
  • the y is the minimum value y min
  • the x is the minimum value x min
  • y may be the maximum value y max .
  • the horizontal axis indicates the depth of the first layer
  • the vertical axis indicates the concentrations of x and y.
  • the intersection point of the vertical axis and the horizontal axis is the point of the first layer closest to the surface side of the film, that is, the point where the depth of the first layer is 0 ⁇ m.
  • the point where the depth of the first layer is 0 ⁇ m is indicated as B1 in FIG.
  • the x is the maximum value x max and the y is the minimum value y min , and the region is in the 1-1 region Applicable.
  • x is the minimum value x min and y is the maximum value y max , and this region corresponds to region 1-2. Furthermore, in the region from depth B3 to depth B4 ⁇ m, x is the maximum value x max and y is the minimum value y min , and this region corresponds to region 1-1. In the region from depth B4 ⁇ m to depth B5 ⁇ m, x is the minimum value x min and y is the maximum value y max , and this region corresponds to region 1-2.
  • the sum of the depths of a pair of adjacent 1-1 regions and 1-2 regions that is, the distance W2 from the depth 0 ⁇ m (B1) to the depth B3 ⁇ m, or from the depth B3 ⁇ m A distance W2 up to a depth B of 5 ⁇ m corresponds to the periodic width.
  • the average crystallite size is preferably 5 nm or more and 90 nm or less.
  • the lower limit of the average crystallite size is preferably 8 nm or more, more preferably 12 nm or more, and even more preferably 15 nm or more.
  • the upper limit of the average crystallite size is preferably 80 nm or less, more preferably 70 nm or less, and even more preferably 60 nm or less.
  • the average crystallite size is more preferably 8 nm or more and 80 nm or less, still more preferably 12 nm or more and 70 nm or less, and even more preferably 15 nm or more and 60 nm or less.
  • the average crystallite size can be obtained, for example, by X-ray diffraction measurement (XRD measurement) performed under the following conditions. Specifically, first, the surface of the film is irradiated with X-rays, X-ray diffraction measurement (XRD measurement) is performed, and the peak full width half maximum (FWHM) is measured.
  • K means the form factor.
  • K is "0.9" in this specification.
  • ⁇ means the X-ray wavelength.
  • ⁇ means the peak full width half maximum (FWHM) and is expressed in radians.
  • ⁇ means the Bragg angle of the (200) peak of the first layer.
  • the measurement is performed at five arbitrarily selected locations. Next, by calculating the average value of the crystallite sizes at the five measurement points, the average of the crystallite sizes is obtained. Also, if the coating includes a surface layer (another layer), the XRD measurement is performed after exposing the first layer.
  • the residual stress of the first layer is preferably ⁇ 3.0 GPa or more and ⁇ 0.1 GPa or less. This can further improve the film strength of the cutting tool.
  • the lower limit of the residual stress of the first layer is preferably ⁇ 2.8 GPa or more, more preferably ⁇ 2.5 GPa or more, and even more preferably ⁇ 2.2 GPa or more.
  • the upper limit of the residual stress of the first layer is preferably ⁇ 0.2 GPa or less, more preferably ⁇ 0.3 GPa or less, and even more preferably ⁇ 0.4 GPa or less.
  • the residual stress of the first layer is preferably -2.8 GPa or more and -0.2 GPa or less, more preferably -2.5 GPa or more and -0.3 GPa or less, and -2.5 GPa or more- It is more preferably 0.4 GPa or less.
  • this residual stress means "compressive residual stress.”
  • the residual stress can be obtained by the 2 ⁇ -sin2 ⁇ method (lateral tilt method) using X-rays.
  • the measurement conditions are as follows. For example, for any three points on the flank face of the first layer, the first layer is analyzed by the 2 ⁇ -sin2 ⁇ method (lateral tilt method) using X-rays, and the average of the residual stresses obtained at these three points Let the value be the residual stress in the first layer. Also, if the coating includes a surface layer (another layer), the XRD measurement is performed after exposing the first layer.
  • Tube voltage 45kV
  • Tube current 200mA
  • X-ray source Cu-K ⁇ ray (1.541862 ⁇ )
  • Incident optical system ⁇ 0.3 collimator Peak used: TiN (2,0,0)
  • the Ratio of X-ray diffraction intensity of (200) plane of one layer) X-ray diffraction intensity I (200) of the (200) plane of the first layer, X-ray diffraction intensity I (111) of the (111) plane of the first layer, and (220) plane of the first layer The ratio I (200) / (I (200) + I (111) + I (220) ) of I (200) to the sum of the X-ray diffraction intensity I (220) is preferably 0.50 or more.
  • the “X-ray diffraction intensity I (200) of the (200) plane” means the diffraction intensity (peak height) at the highest peak among the X-ray diffraction peaks derived from the (200) plane (hereinafter , also referred to as “maximum diffraction intensity”). Further, when there are X-ray diffraction peaks derived from the (200) plane for each of the two or more types of compounds contained in the coating, that is, a plurality of X-ray diffraction peaks derived from the (200) plane are present at different positions.
  • (200) plane X-ray diffraction intensity I (200) means the sum of their maximum diffraction intensities (peak heights). The same applies to the “(111) plane X-ray diffraction intensity I (111) " and “(220) plane X-ray diffraction intensity I (220) ".
  • the lower limit of I (200) / (I (200) + I (111) + I (220) ) is preferably 0.53 or more, more preferably 0.56 or more, and 0.60 It is more preferable that it is above.
  • the upper limit of I (200) / (I (200) + I (111) + I (220) ) is preferably 0.97 or less, more preferably 0.94 or less, and 0.90 More preferably:
  • the above I (200) / (I (200) + I (111) + I (220) ) is more preferably 0.53 or more and 0.97 or less, and is 0.56 or more and 0.94 or less. is more preferable, and 0.60 or more and 0.90 or less is even more preferable.
  • the above I (200) , I (111) , and I (220) can be determined, for example, by X-ray diffraction measurement (XRD measurement) under the following conditions. Specifically, the above I (200) , the above I (111) , and the above I (220) are obtained by irradiating the surface of the film with X-rays and performing X-ray diffraction measurement (XRD measurement). can get. The measurement is performed at five arbitrarily selected points on the flank face. Then, the average values of the above I (200) , the above I (111) and the above I (220) at five measurement points are calculated.
  • XRD measurement X-ray diffraction measurement
  • the coating further includes an underlayer, and the underlayer is made of Ti a Al 1-a N or Al p Cr 1-p N.
  • the underlayer is preferably arranged directly above the substrate and directly below the first layer. This can improve the adhesion between the substrate and the coating.
  • the thickness of the underlayer is preferably 0.05 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less. This can further improve the adhesion between the substrate and the coating. If the thickness of the underlayer is too thin, it tends to be difficult to improve the adhesion between the substrate and the coating. This is because the improvement tends to be hindered.
  • the lower limit of the thickness of the underlayer is preferably 0.10 ⁇ m or more, more preferably 0.15 ⁇ m or more, and even more preferably 0.20 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the underlayer is preferably 0.80 ⁇ m or less, more preferably 0.60 ⁇ m or less, and even more preferably 0.40 ⁇ m or less.
  • the thickness of the underlayer is preferably 0.10 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less, more preferably 0.15 ⁇ m or more and 0.60 ⁇ m or less, and 0.20 ⁇ m or more and 0.40 ⁇ m or less. More preferred.
  • the above a is preferably 0.2 or more and 1.0 or less. Thereby, the adhesion to the substrate can be improved, and the peeling resistance of the coating can be improved.
  • the above a is preferably 0.3 or more and 0.9 or less, more preferably 0.4 or more and 0.8 or less, and still more preferably 0.5 or more and 0.7 or less.
  • the above p is preferably 0 or more and 0.8 or less. Thereby, the adhesion to the substrate can be improved, and the peeling resistance of the coating can be improved.
  • the above p is preferably 0.1 or more and 0.77 or less, more preferably 0.2 or more and 0.74 or less, and even more preferably 0.3 or more and 0.7 or less.
  • the above a and p can be obtained as follows. First, a cutting tool is cut at an arbitrary position to prepare a sample including a cross section of the coating. A focused ion beam device, a cross-section polisher device, or the like can be used to prepare this sample. Then, the above sample can be determined by elemental analysis by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) attached to SEM.
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • the coating may further include the other layers as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
  • the other layers include, for example, an intermediate layer 14, a surface layer 15, and the like.
  • the coating of this embodiment can include intermediate layers 14, for example, between adjacent first layers 12 (FIG. 4) or between adjacent first layers 12 and surface layers 15 (FIG. 5). can.
  • the intermediate layer 14 is a layer arranged between the first layer 12 and another first layer 12 or a layer other than the first layer 12 (such as the surface layer 15).
  • the composition of the intermediate layer is, for example, titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), titanium aluminum nitride (TiAlN), titanium aluminum silicon nitride (TiAlSiN), titanium aluminum boron nitride (TiAlBN), titanium aluminum zirconium nitride.
  • TiAlZrN titanium aluminum hafnium nitride (TiAlHfN), titanium aluminum vanadium nitride (TiAlVN), titanium aluminum nitride (TiAlNbN), titanium aluminum tantalum nitride (TiAlTaN), titanium aluminum chromium nitride (TiAlCrN), titanium aluminum molybdenum nitride (TiAlMoN) ), titanium aluminum tungsten nitride (TiAlWN).
  • the thickness of the intermediate layer can be, for example, 0.2 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less.
  • the coating of this embodiment can include a surface layer (FIG. 6).
  • the surface layer 15 is a layer arranged on the surface side of the coating 40 . However, it may not be formed at the cutting edge ridge.
  • the surface layer 15 may be a TiN layer. Since the TiN layer has a clear color (exhibits gold color), its use as the surface layer 15 has the advantage of facilitating identification of the corners of the cutting tip after use for cutting (identification of used portions).
  • the thickness of the surface layer 15 can be, for example, 0.01 ⁇ m or more and 0.3 ⁇ m or less.
  • Embodiment 2 Manufacturing method of cutting tool
  • a method for manufacturing the cutting tool of Embodiment 1 will be described below.
  • the following manufacturing method is an example, and the cutting tool of Embodiment 1 may be manufactured by other methods.
  • the method for manufacturing a cutting tool includes: A first step of preparing the base material (hereinafter sometimes simply referred to as “first step”); and a third step of forming the coating on the substrate (hereinafter sometimes simply referred to as “third step”).
  • the manufacturing method further includes a second step (hereinafter sometimes simply referred to as "second step") of ion bombardment treatment of the surface of the base material obtained in the first step, and/or A fourth step (hereinafter sometimes simply referred to as "fourth step”) of dry blasting the surface of the coating obtained in the third step can be further included.
  • first step A first step of preparing the base material
  • third step of forming the coating on the substrate
  • the manufacturing method further includes a second step (hereinafter sometimes simply referred to as "second step") of ion bombardment treatment of the surface of the base material obtained in the first step, and/or
  • a fourth step hereinafter sometimes simply referred to as "fourth step” of dry blasting the surface of the coating obtained in the third step can be
  • the substrate is prepared.
  • the base material any base material can be used as long as it is conventionally known as this type of base material, as described above.
  • a substrate having a shape of ISO standard DNGA150408 and made of a cemented carbide material (equivalent to K10) is prepared.
  • Base material made of cubic boron nitride sintered body for each of the cutting edge (corner) portions of the base shape: base is an isosceles triangle with a vertical angle of 55° and each side of 2 mm on both sides of the vertical angle , and a triangular prism with a thickness of 2 mm) to obtain a joined body.
  • a brazing material made of Ti--Zr--Cu is used for joining.
  • the outer peripheral surface, the upper surface and the lower surface of the joined body are ground to form a negative land shape (negative land width of 150 ⁇ m and negative land angle of 25°) on the cutting edge.
  • a negative land shape negative land width of 150 ⁇ m and negative land angle of 25°
  • ⁇ Second step Step of ion bombardment treatment of the surface of the base material>>
  • the surface of the substrate is subjected to ion bombardment treatment.
  • the substrate is set in the vacuum chamber of the film forming apparatus.
  • the inside of the chamber is evacuated.
  • the substrate is heated to 500° C. while rotating the rotary table at 3 rpm.
  • Ar gas is introduced into the vacuum chamber, a tungsten filament is discharged to generate Ar ions, a bias voltage is applied to the substrate, and the substrate is ion bombarded with Ar ions under the following conditions.
  • Ar gas pressure 1 Pa
  • Substrate bias voltage -600V to -1000V
  • Processing time 10 minutes to 45 minutes
  • the above Rsk sub can be set to -2 or more and 2 or less.
  • Rsk sub can be set to a desired value by subjecting the surface of the substrate to ion bombardment treatment under the above conditions.
  • ⁇ Third step Step of forming a coating on the base material>>
  • a coating is formed on the substrate.
  • the third step includes a "first layer coating step" of coating at least part of the surface of the ion-bombarded substrate with a first layer.
  • PVD physical vapor deposition
  • the PVD method includes an AIP method (an ion plating method for evaporating a solid material using vacuum arc discharge) and a sputtering method.
  • AIP method an ion plating method for evaporating a solid material using vacuum arc discharge
  • a sputtering method for example, when a TiAlSiN layer is produced using the AIP method, a TiAlSi target as a metal evaporation source and N 2 as a reaction gas may be used.
  • a TiAlSiN layer is manufactured using a sputtering method, a TiAlSi target as a metal evaporation source, N 2 as a reaction gas, and a sputtering gas such as Ar, Kr, or Xe may be used.
  • the substrate (base material) temperature can be set to 300° C. to 800° C.
  • the gas pressure can be set to 0.1 to 10 Pa.
  • the first layer coating step includes one or both of the step (i) of varying the bias voltage during film formation and the step (ii) of preparing two types of target compositions and performing simultaneous vapor deposition.
  • the present inventors found that in the first layer, the x and the y are varied along the thickness direction of the first layer. I just found out that it is possible.
  • the above step (i) can be performed, for example, by using a TiAlSi target as the target and varying the bias voltage discontinuously between 35V and 50V.
  • the above step (ii) can be performed, for example, by using a TiAlSi target and a TiAlN target as two types of targets and fixing the bias voltage to 30V.
  • the third step can include a step of forming other layers such as a base layer and a surface layer in addition to the first layer coating step.
  • Other layers can be formed by conventional methods.
  • the “step of forming the underlayer” may be referred to as step (iii).
  • the surface of the coating obtained in the third step is dry blasted.
  • the rake face, flank face and negative land face of the coating obtained in the third step are oriented at an angle of about 15 to 70 degrees with an elastic polishing medium using diamond abrasive grains at a projection distance of 100 mm. and blasting for 60 to 120 seconds.
  • the surface roughness Ra surf of the coating can be set to 0 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less
  • the surface skewness Rsk surf of the coating can be set to ⁇ 2 or more and 2 or less.
  • the projection angle with respect to the surface to be blasted is more than 70 degrees, the removal of the coating is likely to proceed rather than the unevenness and roughness of the surface of the coating are reduced, so the effect of the coating tends to be difficult to obtain. .
  • the projection angle is less than 15 degrees, it is difficult to obtain the polishing effect of the elastic polishing media, so that the surface roughness of the film tends to be difficult to decrease.
  • Ra surf can be 0 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less and Rsk surf can be ⁇ 2 or more and 2 or less. It is.
  • a step of treating the surface of the coating by a method other than the fourth step may be appropriately performed.
  • a substrate having a shape of ISO standard DNGA150408 and made of a cemented carbide material (equivalent to K10) was prepared.
  • cubic nitriding having a cBN content of 70% and a binder composition consisting of TiN, TiB 2 , Al 2 O 3 and AlN is applied to the edge portion (corner portion) of the substrate.
  • a boron sintered base material shape: triangular prism with a thickness of 2 mm and an isosceles triangle with a 55° apex angle and 2 mm on both sides sandwiching the apex angle as the bottom
  • a zygote was obtained.
  • a brazing material made of Ti--Zr--Cu was used for the joining.
  • the outer peripheral surface, the upper surface and the lower surface of the joined body were ground to form a negative land shape (negative land width of 150 ⁇ m and negative land angle of 25°) on the cutting edge. Grinding was performed using a grindstone having a count shown in the "grindstone" column of "first step” in Tables 1 and 2. Thus, a substrate was obtained in which each cutting edge (cutting edge) portion was made of a cubic boron nitride sintered body.
  • ⁇ Second step Step of ion bombardment treatment of the surface of the base material>>
  • the substrate was set in a vacuum chamber of a film forming apparatus. Next, the inside of the chamber was evacuated. The substrate was then heated to 500° C. while rotating the rotary table at 3 rpm. Next, Ar gas (pressure: 1 Pa) was introduced into the vacuum chamber, the tungsten filament was discharged to generate Ar ions, a bias voltage was applied to the substrate, and the substrate was ion bombarded with the Ar ions. .
  • the bias voltage for the ion bombardment treatment and the time for the ion bombardment treatment are as shown in Tables 1 and 2 in the "second step” column "bias voltage" and "time”.
  • ⁇ Third step Step of forming a coating on the base material>>
  • an arc ion plating method is used to use the target described in the "target” column of the "step of forming the underlayer” in Table 2, and the target in Table 2.
  • the step (iii) was performed under the conditions of the bias voltage described in the "Bias Voltage” column of the "Step of Forming Underlayer".
  • step (i) the target described in the "target” column of “step (i)” of "first layer coating step” in Tables 1 and 2 , N gas as the reaction gas, and the "bias voltage” column
  • the first layer coating step was carried out at the bias voltage described in .
  • the description of 30/150 in the "bias voltage” column means that the bias voltage was discontinuously switched between 30V and 150V. More specifically, a bias voltage of 30 V was maintained for 120 seconds, then the bias voltage was switched to 150 V and maintained for 120 seconds, and this cycle was repeated. That is, the time for one cycle was 240 seconds.
  • step (ii) two types of targets described in the "target” column of “step (ii)” of “first layer coating step” in Tables 1 and 2 were used, N gas was used as the reaction gas, and "bias The first layer coating step was carried out at the bias voltage given in the "Voltage” column.
  • N gas was used as the reaction gas
  • bias voltage was 30V.
  • the two targets are both "TiAlB" targets.
  • sample No. 12 sample no. 101, sample no. 103, and sample no. 104 is common in that a “TiAlB” target and a “TiAl” target are used as two targets, but the composition ratio of the targets is different as follows.
  • ⁇ Fourth step Dry blasting the surface of the coating>>
  • blasting was performed under the conditions shown in Tables 1 and 2 on the surface to be processed (rake face, flank face, negative land face) of the surface of the coating obtained in the third step.
  • the blasting is performed by adjusting the projection angle from about 15 degrees to 70 degrees at a projection distance of 100 mm and blasting for 60 seconds with elastic polishing media using diamond abrasive grains on the rake face, flank face and negative land surface of the coating. was executed under the condition that
  • sample No. 1 having the configuration shown in Tables 3 and 4 was obtained. 1 to sample No. 48 and sample no. 101 to sample No. 104 cutting tools were made.
  • M “M”, “x max ”, “x min ”, “y max ”, and “y min ” are the terms of “M” and “x max ” in Tables 3 and 4, respectively. Described in the “x min ” term, the “y max ” term, and the “y min ” term. Also, among the obtained results, “a” and “p” are described in the “a” and “p” items in Tables 3 and 4, respectively.
  • Sample no. 1 to sample No. 48 corresponds to the example.
  • Sample no. 101 to sample No. 104 corresponds to a comparative example. From the results of Tables 3 and 4, sample No. corresponding to the example. 1 to sample No.
  • the cutting tool No. 48 is sample No. 48 corresponding to the comparative example. 101 to sample No. It was found to have longer tool life than the 104 cutting tool even in high efficiency machining.

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Abstract

切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、前記被膜は、第１層を含み、前記第１層の厚みは、０．２μｍ以上９μｍ以下であり、前記第１層は、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮからなり、前記Ｍは、ジルコニウム、ハフニウム、周期表５族元素、６族元素、珪素、および硼素からなる群より選択される１種の元素であり、前記第１層において、前記第１層の厚み方向に沿って、前記ｘ及び前記ｙは変化し、前記ｘの最大値ｘｍａｘは、０．２０以上０．７０以下であり、前記ｘの最小値ｘｍｉｎは、０以上０．６以下であり、前記ｘｍａｘと前記ｘｍｉｎとは、０．０１≦ｘｍａｘ－ｘｍｉｎ≦０．７を満たし、前記ｙの最大値ｙｍａｘは、０．０１以上０．２０以下であり、前記ｙの最小値ｙｍｉｎは、０以上０．１９以下であり、前記ｙｍａｘと前記ｙｍｉｎとは、０．０１≦ｙｍａｘ－ｙｍｉｎ≦０．２を満たす。

Description

切削工具
　本開示は、切削工具に関する。
　切削工具の長寿命化を目的として、種々の検討がなされている。特開平８－１１９７７４号公報（特許文献１）には、ｃＢＮ焼結体からなる基材を有する工具用の複合高硬度材料であって、該複合高硬度材料は硬質耐熱被膜を有し、該硬質耐熱被膜はＴｉＡｌＮで表される組成を有する複合高硬度材料が開示されている。また、国際公開第２０２１／０８５２５３号（特許文献２）には、立方晶窒化硼素焼結体からなる工具基体と、該工具基体の表面に硬質被覆層を有する表面被覆切削工具であって、該硬質被覆層は、該工具基体の直上に下部層（ＡｌＴｉＮ層）と、該下部層の上に上部層（ＡｌＴｉＢＮ層）とを有し、該上部層は層厚方向に沿って硼素の濃度が繰返し変化する組成変調構造を有する、表面被覆切削工具が開示されている。
特開平８－１１９７７４号公報 国際公開第２０２１／０８５２５３号
　本開示の切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
　前記被膜は、第１層を含み、
　前記第１層の厚みは、０．２μｍ以上９μｍ以下であり、
　前記第１層は、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮからなり、
　前記Ｍは、ジルコニウム、ハフニウム、周期表５族元素、６族元素、珪素、および硼素からなる群より選択される１種の元素であり、
　前記第１層において、前記第１層の厚み方向に沿って、前記ｘ及び前記ｙは変化し、
　前記ｘの最大値ｘｍａｘは、０．２０以上０．７０以下であり、
　前記ｘの最小値ｘｍｉｎは、０以上０．６以下であり、
　前記ｘｍａｘと前記ｘｍｉｎとは、０．０１≦ｘｍａｘ－ｘｍｉｎ≦０．７を満たし、
　前記ｙの最大値ｙｍａｘは、０．０１以上０．２０以下であり、
　前記ｙの最小値ｙｍｉｎは、０以上０．１９以下であり、
　前記ｙｍａｘと前記ｙｍｉｎとは、０．０１≦ｙｍａｘ－ｙｍｉｎ≦０．２を満たす。
図１は、本開示の切削工具の一態様を例示する斜視図である。 図２は、本開示の切削工具の一態様を例示する模式断面図である。 図３は、本開示の切削工具の他の態様を例示する模式断面図である。 図４は、本開示の切削工具の他の態様を更に例示する模式断面図である。 図５は、本開示の切削工具の別の他の態様を例示する模式断面図である。 図６は、本開示の切削工具の別の他の態様を更に例示する模式断面図である。 図７は、本開示の切削工具の一態様において、第１層の深さとｘ、ｙとの関係を例示するグラフである。 図８は、本開示の切削工具の他の一態様において、第１層の深さとｘ、ｙとの関係を例示するグラフである。 図９は、面の凹凸とスキューネスとの関係を説明する図である。 図１０は、面の凹凸とスキューネスとの関係を説明する図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　近年、高能率加工のニーズが高まっている。これに伴い、高能率加工においても、長い工具寿命を有する切削工具が求められている。
　そこで、本開示は、高能率加工においても長い工具寿命を有する切削工具を提供することを目的とする。
　［本開示の効果］
　本開示によれば、高能率加工においても長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能である。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
　（１）基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
　前記被膜は、第１層を含み、
　前記第１層の厚みは、０．２μｍ以上９μｍ以下であり、
　前記第１層は、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮからなり、
　前記Ｍは、ジルコニウム、ハフニウム、周期表５族元素、６族元素、珪素、および硼素からなる群より選択される１種の元素であり、
　前記第１層において、前記第１層の厚み方向に沿って、前記ｘ及び前記ｙは変化し、
　前記ｘの最大値ｘｍａｘは、０．２０以上０．７０以下であり、
　前記ｘの最小値ｘｍｉｎは、０以上０．６以下であり、
　前記ｘｍａｘと前記ｘｍｉｎとは、０．０１≦ｘｍａｘ－ｘｍｉｎ≦０．７を満たし、
　前記ｙの最大値ｙｍａｘは、０．０１以上０．２０以下であり、
　前記ｙの最小値ｙｍｉｎは、０以上０．１９以下であり、
　前記ｙｍａｘと前記ｙｍｉｎとは、０．０１≦ｙｍａｘ－ｙｍｉｎ≦０．２を満たす。
　本開示の切削工具は、高能率加工においても長い工具寿命を有することができる。
　（２）前記第１層において、結晶子サイズの平均は５ｎｍ以上９０ｎｍ以下であることが好ましい。これによって、被膜の膜強度が更に向上する。また、第１層においてクラックの発生が抑制される。
　（３）前記被膜は、下地層を更に含み、
　前記下地層は、前記基材の直上で、且つ、前記第１層の直下に配置され、
　前記下地層の厚みは、０．０５μｍ以上１．０μｍ以下であり、
　前記下地層は、ＴｉａＡｌ１－ａＮ又はＡｌｐＣｒ１－ｐＮからなり、
　前記ａは、０．２以上１．０以下であり、
　前記ｐは、０以上０．８以下であることが好ましい。これによって、切削工具において基材と被膜との密着力が向上する。
　（４）前記第１層の残留応力は、－３．０ＧＰａ以上－０．１ＧＰａ以下であることが好ましい。これによって、被膜の膜強度が更に向上する。
　（５）前記被膜の表面の粗さＲａｓｕｒｆは、０μｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。これによって、被膜の耐剥離性が向上する。
　（６）前記被膜の表面のスキューネスＲｓｋｓｕｒｆは、－２以上２以下であることが好ましい。これによって、被膜の耐剥離性が更に向上する。
　（７）前記基材の前記被膜と接する面のスキューネスＲｓｋｓｕｂは、－２以上２以下であることが好ましい。これによって、被膜の耐剥離性が更に向上する。
　（８）前記第１層の（２００）面のＸ線回折強度Ｉ（２００）と、前記被膜の（１１１）面のＸ線回折強度Ｉ（１１１）と、前記被膜の（２２０）面のＸ線回折強度Ｉ（２２０）との合計に対する、前記Ｉ（２００）の比率Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））は、０．５０以上であることが好ましい。これによって、被膜の耐剥離性が更に向上する。
　［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）の切削工具の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚み、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
　本明細書において「Ａ～Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
　本明細書において化合物などを化学式で表す場合、原子比を特に限定しないとき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のみに限定されるべきではない。たとえば「ＴｉＡｌＳｉＮ」と記載されている場合、ＴｉＡｌＳｉＮを構成する原子数の比には、従来公知のあらゆる原子比が含まれる。
　本明細書中の結晶学的記載においては、個別面を（）で示している。
　［実施形態１：切削工具］
　図２～図６に示される様に、本実施形態に係る切削工具１０は、
　基材１１と、前記基材１１上に配置された被膜４０と、を備える切削工具であって、
　前記被膜４０は、第１層１２を含み、
　前記第１層１２の厚みは、０．２μｍ以上９μｍ以下であり、
　前記第１層１２は、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮからなり、
　前記Ｍは、ジルコニウム、ハフニウム、周期表５族元素、６族元素、珪素、および硼素からなる群より選択される１種の元素であり、
　前記第１層１２において、前記第１層１２の厚み方向に沿って、前記ｘ及び前記ｙは変化し、
　前記ｘの最大値ｘｍａｘは、０．２０以上０．７０以下であり、
　前記ｘの最小値ｘｍｉｎは、０以上０．６以下であり、
　前記ｘｍａｘと前記ｘｍｉｎとは、０．０１≦ｘｍａｘ－ｘｍｉｎ≦０．７を満たし、
　前記ｙの最大値ｙｍａｘは、０．０１以上０．２０以下であり、
　前記ｙの最小値ｙｍｉｎは、０以上０．１９以下であり、
　前記ｙｍａｘと前記ｙｍｉｎとは、０．０１≦ｙｍａｘ－ｙｍｉｎ≦０．２を満たす。
　本開示の切削工具は、高能率加工においても長い工具寿命を有することが可能である。その理由は、以下の通りと推察される。
　上記第１層１２において、該第１層１２の厚み方向に沿って、上記ｘ及び上記ｙは変化し、該ｘの最大値ｘｍａｘは、０．２０以上０．７０以下であり、該ｘの最小値ｘｍｉｎは、０以上０．６以下であり、該ｘｍａｘと該ｘｍｉｎとは、０．０１≦ｘｍａｘ－ｘｍｉｎ≦０．７を満たし、該ｙの最大値ｙｍａｘは、０．０１以上０．２０以下であり、該ｙの最小値ｙｍｉｎは、０以上０．１９以下であり、該ｙｍａｘと該ｙｍｉｎとは、０．０１≦ｙｍａｘ－ｙｍｉｎ≦０．２を満たす。そのため、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮの格子定数が揃いにくいことに起因して、上記第１層１２において、粒子の成長が抑制される。そのため、該第１層１２は微細な組織を形成することができる。その結果、そのような第１層１２を含む被膜４０を備える切削工具１０は、優れた膜強度を有するため、高能率加工においても長い工具寿命を有することができる。
　本実施形態に係る切削工具１０の形状および用途は特に制限されない。例えば、本実施形態に係る切削工具１０の形状として、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、クランクシャフトのピンミーリング加工用チップが挙げられる。
　図１は、本開示の切削工具１０の一態様を例示する斜視図である。このような形状の切削工具１０は、旋削加工用刃先交換型切削チップ等の刃先交換型切削チップとして用いられる。
　また、本実施形態に係る切削工具１０は、図１に示されるような切削工具１０の全体が基材１１と該基材１１上に形成された被膜４０とを含む構成を有するもののみに限らず、切削工具１０の一部（特に刃先部分（切れ刃部）等）のみが上記構成からなるものも含む。たとえば、超硬合金等からなる基体（支持体）の刃先部位のみが上記構成で構成されるようなものも本実施形態に係る切削工具に含まれる。この場合は、文言上、その刃先部位を切削工具とみなすものとする。換言すれば、上記構成が切削工具の一部のみを占める場合であっても、上記構成を切削工具と呼ぶものとする。
　≪基材≫
　本実施形態の基材は、この種の基材として従来公知のものを特に限定なく用いることができる。例えば、上記基材は、超硬合金（例えば、炭化タングステン（ＷＣ）基超硬合金、ＷＣの他にＣｏを含む超硬合金、ＷＣの他にＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の炭窒化物等を添加した超硬合金等）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ等を主成分とするもの）、高速度鋼、工具鋼、セラミックス（炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化硅素（ＳｉＣ）、窒化硅素（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、サイアロン、およびこれらの混合体等）、立方晶型窒化硼素焼結体（ｃＢＮ焼結体）、ダイヤモンド焼結体、および結合相中に立方晶型窒化硼素粒子が分散した硬質材料等を挙げることができる。
　これらの各種基材の中でも、特に立方晶型窒化硼素焼結体を選択することが好ましい。その理由は、立方晶型窒化硼素焼結体は、鉄系の高硬度材の切削において特に優れた耐摩耗性を発揮し、上記用途の切削工具の基材として適しているためである。
　基材として超硬合金を使用する場合、そのような超硬合金は、組織中に遊離炭素又はη相と呼ばれる異常相を含んでいても本実施形態の効果は示される。なお、本実施形態で用いる基材は、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、ｃＢＮ焼結体の場合には表面硬化層が形成されていてもよく、このように表面が改質されていても本実施形態の効果は示される。
　上記切削工具が、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、フライス加工用刃先交換型切削チップ等）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。刃先部の形状は、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形状）、ネガランド（面取りをした形状）、ホーニングとネガランドを組み合わせた形状の中で、いずれの形状も含まれる。
　（基材の前記被膜と接する面のスキューネス）
　上記基材の上記被膜と接する面のスキューネスＲｓｋｓｕｂは、－２以上２以下であることが好ましい。ここで、「スキューネス」とは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－２００１に規定される粗さ曲線のスキューネスを意味し、面の山部と谷部との歪度を示すパラメータである。言い換えれば、「スキューネス」とは、図９および図１０で示す様に、平均線Ｌ１を中心としたときの山部と谷部との対称性を表す指標である。上記面が平均線Ｌ１に対して上側に偏っている場合、「スキューネス」は正の値となる（図９）。また、上記面が平均線Ｌ１に対して下側に偏っている場合、「スキューネス」は負の値となる（図１０）。また、図９および図１０で示す確率密度の分布曲線が正規分布となる場合、スキューネスは「０」となる。
　上記基材の上記被膜と接する面のスキューネスＲｓｋｓｕｂが、－２以上２以下であると、上記基材の上記被膜と接する面において、山部と谷部の分布の偏りが小さくなることに起因して、被膜との密着性を向上することができる。また、上記基材の上記被膜と接する面において、山部と谷部の分布の偏りが小さくなることに起因して、加工時の負荷による応力集中が軽減されるため、被膜の耐剥離性を向上することができる。上記のスキューネスＲｓｋｓｕｂと、基材と被膜との密着性及び被膜の耐剥離性との関係は、本発明者らが新たに知見したものである。
　上記Ｒｓｋｓｕｂの下限は、－１．８以上であることがより好ましく、－１．６以上であることが更に好ましく、－１．４以上であることが更により好ましい。また、上記Ｒｓｋｓｕｂの上限は、１．８以下であることがより好ましく、１．６以下であることが更に好ましく、１．４以下であることが更により好ましい。また、上記Ｒｓｋｓｕｂは、－１．８以上１．８以下であることがより好ましく、－１．６以上１．６以下であることが更に好ましく、－１．４以上１．４以下であることが更により好ましい。
　＜基材の被膜と接する面のスキューネスＲｓｋｓｕｂの測定方法＞
　上記基材の被膜と接する面のスキューネスＲｓｋｓｕｂは、例えば、以下の方法によって求めることができる。先ず、切削工具を、その逃げ面の法線方向に沿い、かつ、刃先を含むように切断して断面を露出させる。切断は、集束イオンビーム装置、又は、クロスセクションポリッシャ装置等を用いることができる。走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）を用いて、該断面を２０００倍で観察して、反射電子像を得る。次いで、画像画像処理ソフト（たとえば、商品名「Ｗｉｎｒｏｏｆ」三谷商事株式会社製）を用いて、該反射電子像を２．５倍に拡大することにより、観察視野を得る。次いで、該観察視野において、「被膜の表面」と、「基材の被膜と接する面（基材と被膜との界面に相当）」とを含む５０μｍ四方の矩形の任意の箇所を抜出し、「基材の被膜と接する面」を線としてトレースして抽出する。これによって抽出された線を、画像処理ソフト（たとえば、商品名「Ｗｉｎｒｏｏｆ」三谷商事株式会社製）を用いて数値化することにより、該数値の平均値を算出する。ここで、「線を数値化する」とは、抽出された線をｘ－ｙの座標軸に置いた場合に、当該線のｙ軸の値をｘ軸方向に０．０５μｍ間隔で出力することを意味する。次いで、該平均値に基づいて、基材の被膜と接する面と略平行な方向に平均線を描く。次いで、その該平均線をＸ軸とし、且つ、該Ｘ軸に対する垂直方向をＹ軸とする座標軸として、上記画像処理ソフトを用いることにより、該座標軸において、被膜の表面における面の粗さ曲線Ｚ（ｘ）を得る。次いで、該Ｚ（ｘ）を以下の式（１）に代入することによって、Ｒｑを得る。ここで、「ｌ」は「５０μｍ」である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
次いで、該Ｚ（ｘ）と該Ｒｑとを以下の式（２）に代入することによって、スキューネスＲｓｋを得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
これを、上記断面における任意の５視野において実行することによって得られた上記スキューネスＲｓｋの平均値を算出することにより、上記スキューネスＲｓｋｓｕｂを求められる。
　≪被膜≫
　被膜４０は、上記基材１１上に配置される（図２～６）。図２～６は、本開示の切削工具の一態様を例示する模式断面図である。「被膜」は、上記基材１１の少なくとも刃先部分を被覆することで、切削工具における耐剥離性、耐欠損性、耐摩耗性等の諸特性を向上させる作用を有するものである。ここで記載の刃先部分とは、刃先稜線から基材表面に沿って５００μｍ以内の領域を意味する。上記被膜４０は、上記基材１１の全面を被覆することが好ましい。しかしながら、上記基材１１の一部が上記被膜４０で被覆されていなかったり、被膜４０の構成が部分的に異なっていたりしていたとしても本実施形態の範囲を逸脱するものではない。
　上記被膜の厚みは、０．４μｍ以上８μｍ以下であることが好ましく、０．６μｍ以上７μｍ以下であることがより好ましく、０．８μｍ以上６μｍ以下であることが更に好ましく、１．０μｍ以上５μｍ以下であることが更により好ましく、１．２μｍ以上４μｍ以下であることが特に好ましい。ここで、被膜の厚みとは、被膜を構成する層それぞれの厚みの総和を意味する。「被膜を構成する層」としては、例えば、上記第１層と、上記下地層と、上記第１層および上記下地層以外の層として後述する他の層とが挙げられる。
　上記被膜の厚みは、次のようにして求めることができる。まず、切削工具の任意の位置を切断し、被膜の断面を含む試料を作製する。この試料の作製には、集束イオンビーム装置、クロスセクションポリッシャ装置等を用いることができる。次いで、作製された断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察し、観察画像に被膜の厚み方向の全域が含まれるように倍率を調整する。次いで、その厚みを５点測定し、その平均値を被膜の厚みとする。上記第１層、上記下地層、および上記他の層のそれぞれの厚みを測定する場合も同様である。
　上記被膜４０は、第１層１２を含む。また、本実施形態の一側面において、上記切削工具が奏する効果を維持する限り、上記第１層１２は複数設けられていてもよい。これによって、被膜の一部が摩滅した場合においても、当該被膜中に第１層が残存するため、切削工具は、優れた膜強度を保持することができる。また、「第１層を含む」とは、上記被膜が、上記第１層に加えて、上記下地層、および上記第１層と上記下地層と以外の層として後述する他の層を含み得ることを意味する。
　（被膜の表面のスキューネス）
　上記被膜の表面のスキューネスＲｓｋｓｕｒｆは、－２以上２以下であることが好ましい。これによって、上記被膜の表面において、山部と谷部の分布の偏りが小さくなることに起因して、加工時の負荷による応力集中が軽減されるため、被膜の耐剥離性を向上することができる。また、上記Ｒｓｋｓｕｒｆの下限は、－１．８以上であることがより好ましく、－１．６以上であることが更に好ましく、－１．４以上であることが更により好ましい。また、上記Ｒｓｋｓｕｒｆの上限は、１．８以下であることがより好ましく、１．６以下であることが更に好ましく、１．４以下であることが更により好ましい。また、上記Ｒｓｋｓｕｒｆは、－１．８以上１．８以下であることがより好ましく、－１．６以上１．６以下であることが更に好ましく、－１．４以上１．４以下であることが更により好ましい。
　（被膜の表面粗さ）
　上記被膜の表面の粗さＲａｓｕｒｆは、０μｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。これによって、上記被膜の表面において、凹凸が軽減されることに起因して、加工時の負荷による応力集中が軽減されるため、被膜の耐剥離性を向上することができる。また、上記Ｒａｓｕｒｆの下限は、０．０１μｍ以上であることが好ましく、０．０２μｍ以上であることがより好ましく、０．０３μｍ以上であることが更に好ましい。また、上記Ｒａｓｕｒｆの上限は、０．０９μｍ以下であることが好ましく、０．０８μｍ以下であることがより好ましく、０．０７μｍ以下であることが更に好ましい。また、上記Ｒａｓｕｒｆは、０．０１μｍ以上０．０９μｍ以下であることが好ましく、０．０２μｍ以上０．０８μｍ以下であることがより好ましく、０．０３μｍ以上０．０８μｍ以下であることが更に好ましい。ここで、「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－２００１に規定される算術平均粗さを意味する。
　なお、上記被膜の表面の粗さＲａｓｕｒｆは、以下の手順で測定される。切削工具のすくい面上で、かつ、刃先からの距離が１０００μｍ以内の領域において、４００μｍ四方の測定領域を設定する。該測定領域について、触針式表面形状測定器により表面粗さを測定する。同様の手順で、任意の５箇所の測定領域で表面粗さを測定する。該５箇所の表面粗さの平均を算出することにより、上記被膜の表面の粗さＲａｓｕｒｆを求められる。なお、前述の「被膜の表面のスキューネスＲｓｋｓｕｒｆ」も同様の方法により求められる。
　＜第１層＞
　上記第１層の厚みは、０．２μｍ以上９μｍ以下である。これによって、被膜の膜強度を向上することができる。また、上記第１層の厚みの下限は、０．４μｍ以上であることが好ましく、０．６μｍ以上であることがより好ましく、０．８μｍ以上であることが更に好ましい。また、上記第１層の厚みの上限は、８μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以下であることがより好ましく、６μｍ以下であることが更に好ましい。また、上記第１層の厚みは、０．４μｍ以上８μｍ以下であることが好ましく、０．６μｍ以上７μｍ以下であることがより好ましく、０．８μｍ以上６μｍ以下であることが更に好ましい。
　上記第１層は、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮからなり、該Ｍは、ジルコニウム、ハフニウム、周期表５族元素、６族元素、珪素、および硼素からなる群より選択される１種の元素である。これによって、第１層は優れた強度を有することができる。
　上記第１層１２において、上記第１層１２の厚み方向に沿って、前記ｘ及び前記ｙは変化し、該ｘの最大値ｘｍａｘは、０．２０以上０．７０以下であり、該ｘの最小値ｘｍｉｎは、０以上０．６以下であり、該ｘｍａｘと該ｘｍｉｎとは、０．０１≦ｘｍａｘ－ｘｍｉｎ≦０．７を満たし、該ｙの最大値ｙｍａｘは、０．０１以上０．２０以下であり、該ｙの最小値ｙｍｉｎは、０以上０．１９以下であり、該ｙｍａｘと該ｙｍｉｎとは、０．０１≦ｙｍａｘ－ｙｍｉｎ≦０．２を満たす。これによって、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮの格子定数が揃いにくいことに起因して、上記第１層１２において、粒子の成長が抑制される。そのため、該第１層１２は微細な組織を形成することができる。その結果、そのような第１層１２を含む被膜４０を備える切削工具１０は、更に優れた膜強度を有することができる。
　また、上記ｘｍａｘの下限は、０．２５以上であることが好ましく、０．３以上であることがより好ましく、０．３５以上であることが更に好ましい。上記ｘｍａｘの上限は、０．６５以下であることが好ましく、０．６以下であることがより好ましく、０．５５以下であることが更に好ましい。上記ｘｍａｘは、０．２５以上０．６５以下であることが好ましく、０．３以上０．６以下であることがより好ましく、０．３５以上０．５５以下であることが更に好ましい。
　また、上記ｘｍｉｎの下限は、０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．１５以上であることが更に好ましい。また、上記ｘｍｉｎの上限は、０．５７以下であることが好ましく、０．５４以下であることがより好ましく、０．５０以下であることが更に好ましい。また、上記ｘｍｉｎは、０．０５以上０．５７以下であることが好ましく、０．１以上０．５４以下であることがより好ましく、０．１５以上０．５０以下であることが更に好ましい。
　また、上記ｙｍａｘの下限は、０．０１５以上であることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましく、０．０２５以上であることが更に好ましい。また、上記ｙｍａｘの上限は、０．１８以下であることが好ましく、０．１６以下であることがより好ましく、０．１４以下であることが更に好ましい。また、上記ｙｍａｘは、０．０１５以上０．１８以下であることが好ましく、０．０２以上０．１６以下であることがより好ましく、０．０２５以上０．１４以下であることが更に好ましい。
　また、上記ｙｍｉｎの下限は、０．００５以上であることが好ましく、０．０１以上であることがより好ましく、０．０１５以上であることが更に好ましい。また、上記ｙｍｉｎの上限は、０．１７以下であることが好ましく、０．１５以下であることがより好ましく、０．１３以下であることが更に好ましい。また、上記ｙｍｉｎは、０．００５以上０．１７以下であることが好ましく、０．０１以上０．１５以下であることがより好ましく、０．０１５以上０．１３以下であることが更に好ましい。
　また、上記ｘｍａｘ－ｘｍｉｎの下限は、０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．１５以上であることが更に好ましい。上記ｘｍａｘ－ｘｍｉｎの上限は、０．６以下であることが好ましく、０．５以下であることがより好ましく、０．４以下であることが更に好ましい。上記ｘｍａｘ－ｘｍｉｎは、０．０５以上０．６以下であることが好ましく、０．１以上０．５以下であることがより好ましく、０．１５以上０．４以下であることが更に好ましい。
　また、上記ｙｍａｘ－ｙｍｉｎの下限は、０．０１５以上であることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましく、０．０２５以上であることが更に好ましい。また、上記ｙｍａｘ－ｙｍｉｎの上限は、０．１８以下であることが好ましく、０．１６以下であることがより好ましく、０．１５以下であることが更に好ましい。また、上記ｙｍａｘ－ｙｍｉｎは、０．０１５以上０．１８以下であることが好ましく、０．０２以上０．１６以下であることがより好ましく、０．０２５以上０．１５以下であることが更に好ましい。
　上記ｘｍａｘ、上記ｘｍｉｎ、上記ｙｍａｘ、および上記ｙｍｉｎは、次の様にして求めることができる。まず、被膜の逃げ面側から第１層の厚み方向に沿って、オージェ電子分光法を用いて、上記第１層を構成するＴｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮ中のＭで示される元素の種類及びその原子濃度比率、並びにＡｌの原子濃度比率を測定する。分析条件と、イオンスパッタ（Ａｒ＋）の条件とは以下の通りである。
（分析条件）
　一次電子のエネルギー：１０ｋｅＶ
　電流　　：約３ｎＡ
　入射角度：試料逃げ面の法線に対して０度
　分析領域：約１０μｍ×１０μｍ
（イオンスパッタ（Ａｒ＋）の条件）
　エネルギー　：１ｋｅＶ
　入射角度　　：試料逃げ面の法線に対して約０度
　スパッタ速度：約２ｎｍ／ｍｉｎ
任意の５点について上記測定を実行する。該５点における上記原子濃度比率の測定値の平均から、ｘｍａｘ、ｙｍａｘ、ｘｍｉｎ、ｙｍｉｎを求められる。また、Ｍで示される元素の種類も特定することができる。
　本明細書において、「上記第１層において、該第１層の厚み方向に沿って、ｘ及びｙは変化する」とは、「上記第１層において、該第１層の厚み方向に沿って、ｘおよびｙは同一の周期幅で周期的に変化する」態様と、「上記第１層において、該第１層の厚み方向に沿って、ｘおよびｙは同一の周期幅で周期的に変化する」態様以外の態様とを包含する概念である。
　上記第１層において、該第１層の厚み方向に沿って、ｘおよびｙは同一の周期幅で周期的に変化する場合、上記周期幅の平均は、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下とすることができる。上記周期幅の平均は、上記ｘｍａｘ、ｙｍａｘ、ｘｍｉｎ、ｙｍｉｎを、横軸を第１層の深さ、かつ、縦軸をｘ及びｙの濃度とするグラフにプロットし、ｘ及びｙの周期性を特定することにより求められる。
　上記第１層において、該第１層の厚み方向に沿って、ｘおよびｙは同一の周期幅で周期的に変化する場合、上記ｘｍａｘおよび上記ｙｍａｘは、上記周期幅のそれぞれにおけるｘの最大値およびｙの最大値であることが好ましい。また、上記ｘｍｉｎおよび上記ｙｍｉｎは、上記周期幅のそれぞれにおけるｘの最小値およびｙの最小値であることが好ましい。これによって、該第１層１２は更に微細な組織を形成することができる。その結果、そのような第１層１２を含む被膜４０を備える切削工具１０は、更に優れた膜強度を有することができる。
　本実施形態の切削工具において、上記周期幅のそれぞれは、第１層の厚み方向に沿って積層される第１－１領域（図示せず）及び第１－２領域（図示せず）からなり、該第１－１領域において、上記ｘは最大値ｘｍａｘであり、かつ、上記ｙは最大値ｙｍａｘであり、該第１－２領域において、上記ｘは最小値ｘｍｉｎであり、かつ、上記ｙは最小値ｙｍｉｎであっても良い。この場合における、第１層の深さとｘ及びｙとの関係について、図７を用いて説明する。
　図７のグラフにおいて、横軸は第１層の深さを示し、縦軸はｘ及びｙの濃度を示す。縦軸と横軸との交点は、第１層の最も被膜の表面側の地点であり、すなわち、第１層の深さが０μｍの地点を示す。該第１層の深さが０μｍの地点は図７においてＡ１と示される。第１層の深さ０μｍ（Ａ１）から深さＡ２μｍまでの領域では、上記ｘは最大値ｘｍａｘであり、かつ、上記ｙは最大値ｙｍａｘであり、該領域は第１－１領域に該当する。深さＡ２μｍから深さＡ３μｍまでの領域では、上記ｘは最小値ｘｍｉｎであり、かつ、上記ｙは最小値ｙｍｉｎであり、該領域は第１－２領域に該当する。更に、深さＡ３μｍから深さＡ４μｍまでの領域では、上記ｘは最大値ｘｍａｘであり、かつ、上記ｙは最大値ｙｍａｘであり、該領域は第１－１領域に該当する。深さＡ４μｍから深さＡ５μｍまでの領域では、上記ｘは最小値ｘｍｉｎであり、かつ、上記ｙは最小値ｙｍｉｎであり、該領域は第１－２領域に該当する。
　図７において、隣り合う一組の第１－１領域と第１－２領域との深さの合計、すなわち、深さ０μｍ（Ａ１）から深さＡ３μｍまでの距離Ｗ１、又は、深さＡ３μｍから深さＡ５μｍまでの距離Ｗ１が上記周期幅に該当する。
　本実施形態の切削工具において、上記周期幅のそれぞれは、第１層の厚み方向に沿って積層される第１－１領域（図示せず）及び第１－２領域（図示せず）からなり、該第１－１領域において、上記ｘは最大値ｘｍａｘであり、かつ、上記ｙは最小値ｙｍｉｎであり、該第１－２領域において、上記ｘは最小値ｘｍｉｎであり、かつ、上記ｙは最大値ｙｍａｘであっても良い。この場合における、第１層の深さとｘ及びｙとの関係について、図８を用いて説明する。
　図８のグラフにおいて、横軸は第１層の深さを示し、縦軸はｘ及びｙの濃度を示す。縦軸と横軸との交点は、第１層の最も被膜の表面側の地点であり、すなわち、第１層の深さが０μｍの地点を示す。該第１層の深さが０μｍの地点は図８においてＢ１と示される。第１層の深さ０μｍ（Ｂ１）から深さＢ２μｍまでの領域では、上記ｘは最大値ｘｍａｘであり、かつ、上記ｙは最小値ｙｍｉｎであり、該領域は第１－１領域に該当する。深さＢ２μｍから深さＢ３μｍまでの領域では、上記ｘは最小値ｘｍｉｎであり、かつ、上記ｙは最大値ｙｍａｘであり、該領域は第１－２領域に該当する。更に、深さＢ３から深さＢ４μｍまでの領域では、上記ｘは最大値ｘｍａｘであり、かつ、上記ｙは最小値ｙｍｉｎであり、該領域は第１－１領域に該当する。深さＢ４μｍから深さＢ５μｍまでの領域では、上記ｘは最小値ｘｍｉｎであり、かつ、上記ｙは最大値ｙｍａｘであり、該領域は第１－２領域に該当する。
　図８において、隣り合う一組の第１－１領域と第１－２領域との深さの合計、すなわち、深さ０μｍ（Ｂ１）から深さＢ３μｍまでの距離Ｗ２、又は、深さＢ３μｍから深さＢ５μｍまでの距離Ｗ２が上記周期幅に該当する。
　（結晶子サイズ）
　上記第１層において、結晶子サイズの平均は５ｎｍ以上９０ｎｍ以下であることが好ましい。これによって、結晶子サイズの微細化に起因して、該第１層を含む被膜の膜強度を更に向上することができる。また、結晶子サイズが小さすぎることに起因する第１層の靱性低下を抑制できるため、第１層においてクラックの発生を抑制することができる。また、上記結晶子サイズの平均の下限は、８ｎｍ以上であることが好ましく、１２ｎｍ以上であることがより好ましく、１５ｎｍ以上であることが更に好ましい。また、上記結晶子サイズの平均の上限は、８０ｎｍ以下であることが好ましく、７０ｎｍ以下であることがより好ましく、６０ｎｍ以下であることが更に好ましい。また、上記結晶子サイズの平均は、８ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることがより好ましく、１２ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることが更に好ましく、１５ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることが更により好ましい。
　上記結晶子サイズの平均は、例えば以下の条件で行うＸ線回折測定（ＸＲＤ測定）によって求めることが可能である。具体的には、先ず、上記被膜の表面にＸ線を照射して、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ測定）を行い、ピーク半値全幅（Ｆｕｌｌ　Ｗｉｄｔｈ　Ｈａｌｆ　Ｍａｘｉｍｕｍ（ＦＷＨＭ））を測定する。該ピーク半値全幅βを下記（Ｉ）で示されるシェラーの式に代入することにより、結晶子サイズγを導出する。
γ＝Ｋλ／βｃｏｓθ　　（Ｉ）
ここで、Ｋは形状因子を意味する。また、本明細書においてＫは「０．９」である。また、ここで、λはＸ線波長を意味する。また、ここで、βはピーク半値全幅（Ｆｕｌｌ　Ｗｉｄｔｈ　Ｈａｌｆ　Ｍａｘｉｍｕｍ（ＦＷＨＭ））を意味し、ラジアン単位で表される。また、ここで、θは第１層の（２００）ピークのブラッグ角を意味する。なお、該測定を任意に選択された５箇所で行う。次いで、５箇所の測定箇所における結晶子サイズの平均値を算出することにより、上記結晶子サイズの平均が求められる。また、上記被膜が表面層（他の層）を含む場合、第１層を露出させた後、上記ＸＲＤ測定を実行する。
　（Ｘ線回折測定の条件）
　走査軸　　：２θ－θ
　Ｘ線源　　：Ｃｕ－Ｋα線（１．５４１８６２Å）
　検出器　　：０次元検出器（シンチレーションカウンタ）
　管電圧　　：４５ｋＶ
　管電流　　：４０ｍＡ
　入射光学系：ミラーの利用
　受光光学系：アナライザ結晶（ＰＷ３０９８／２７）の利用
　ステップ　：０．０３°
　積算時間　：２秒
　スキャン範囲（２θ）：１０°～１２０°
　同一の切削工具において、異なる測定箇所を任意に選択し、該測定箇所において上記の測定を行っても同様の結果が得られることが確認されている。
　（第１層の残留応力）
　上記第１層の残留応力は、－３．０ＧＰａ以上－０．１ＧＰａ以下であることが好ましい。これによって、切削工具の膜強度を更に向上することができる。また、上記第１層の残留応力の下限は、－２．８ＧＰａ以上であることが好ましく、－２．５ＧＰａ以上であることがより好ましく、－２．２ＧＰａ以上であることが更に好ましい。また、上記第１層の残留応力の上限は、－０．２ＧＰａ以下であることが好ましく、－０．３ＧＰａ以下であることがより好ましく、－０．４ＧＰａ以下であることが更に好ましい。また、上記第１層の残留応力は、－２．８ＧＰａ以上－０．２ＧＰａ以下であることが好ましく、－２．５ＧＰａ以上－０．３ＧＰａ以下であることがより好ましく、－２．５ＧＰａ以上－０．４ＧＰａ以下であることが更に好ましい。なお、ここで、残留応力が負の値を示す場合、該残留応力は「圧縮残留応力」を意味する。
　＜第１層の残留応力の測定方法＞
　上記残留応力は、Ｘ線を用いた２θ－ｓｉｎ２ψ法（側傾法）によって求めることが可能である。具体的には、測定条件は下記のとおりである。例えば、第１層の逃げ面上における任意の３点について、Ｘ線を用いた２θ－ｓｉｎ２ψ法（側傾法）によって第１層の解析を行い、これら３点で求められた残留応力の平均値を当該第１層における残留応力とする。また、上記被膜が表面層（他の層）を含む場合、第１層を露出させた後、上記ＸＲＤ測定を実行する。
　同一の切削工具において、異なる測定箇所を任意に選択し、該測定箇所において上記の測定を行っても同様の結果が得られることが確認されている。
　（測定条件）
　管電圧　　：４５ｋＶ
　管電流　　：２００ｍＡ
　Ｘ線源　　：Ｃｕ－Ｋα線（１．５４１８６２Å）
　入射光学系：φ０．３コリメーター
　使用したピーク：ＴｉＮ（２，０，０）
　（第１層の（２００）面のＸ線回折強度と、第１層の（１１１）面のＸ線回折強度と、第１層の（２２０）面のＸ線回折強度との合計に対する、第１層の（２００）面のＸ線回折強度の比率）
　上記第１層の（２００）面のＸ線回折強度Ｉ（２００）と、上記第１層の（１１１）面のＸ線回折強度Ｉ（１１１）と、上記第１層の（２２０）面のＸ線回折強度Ｉ（２２０）との合計に対する、上記Ｉ（２００）の比率Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））は、０．５０以上であることが好ましい。これによって、被膜の靭性を高めることができ亀裂の伝搬を抑制することができる為、被膜の耐剥離性を更に向上することができる。なお、ここで「（２００）面のＸ線回折強度Ｉ（２００）」とは、（２００）面に由来するＸ線回折ピークのうち、最も高いピークにおける回折強度（ピークの高さ）（以下、「最大回折強度」とも記す。）を意味する。また、被膜に含まれる２種類以上の化合物のそれぞれについて（２００）面に由来するＸ線回折ピークが存在する場合、すなわち、（２００）面に由来するＸ線回折ピークが異なる位置に複数存在する場合は、「（２００）面のＸ線回折強度Ｉ（２００）」とは、それらの最大回折強度（ピークの高さ）の合計を意味する。「（１１１）面のＸ線回折強度Ｉ（１１１）」及び「（２２０）面のＸ線回折強度Ｉ（２２０）」についても同様である。
　また、上記Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））の下限は、０．５３以上であることが好ましく、０．５６以上であることがより好ましく、０．６０以上であることが更に好ましい。また、上記Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））の上限は、０．９７以下であることが好ましく、０．９４以下であることがより好ましく、０．９０以下であることが更に好ましい。また、上記Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））は、０．５３以上０．９７以下であることがより好ましく、０．５６以上０．９４以下であることが更に好ましく、０．６０以上０．９０以下であることが更により好ましい。
　上記Ｉ（２００）、上記Ｉ（１１１）、および上記Ｉ（２２０）は、例えば以下の条件で行うＸ線回折測定（ＸＲＤ測定）によって求めることが可能である。具体的には、上記Ｉ（２００）、上記Ｉ（１１１）、および上記Ｉ（２２０）は、上記被膜の表面にＸ線を照射して、Ｘ線回折測定（ＸＲＤ測定）を実行することにより得られる。なお、該測定を逃げ面上の任意に選択された５箇所で行う。次いで、５箇所の測定箇所における上記Ｉ（２００）、上記Ｉ（１１１）、および上記Ｉ（２２０）の各々の平均値を算出する。次いで、Ｉ（２００）の平均値、Ｉ（１１１）の平均値、およびＩ（２２０）の平均値に基づいて、上記Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））を算出することができる。
　（Ｘ線回折測定の条件）
　走査軸　　：２θ－θ
　Ｘ線源　　：Ｃｕ－Ｋα線（１．５４１８６２Å）
　検出器　　：０次元検出器（シンチレーションカウンタ）
　管電圧　　：４５ｋＶ
　管電流　　：４０ｍＡ
　入射光学系：ミラーの利用
　受光光学系：アナライザ結晶（ＰＷ３０９８／２７）の利用
　ステップ　：０．０３°
　積算時間　：２秒
　スキャン範囲（２θ）：１０°～１２０°
　同一の切削工具において、異なる測定範囲を任意に選択し、該測定範囲において上記の測定を行っても同様の結果が得られることが確認されている。
　＜下地層＞
　上記被膜は、下地層を更に含み、該下地層は、ＴｉａＡｌ１－ａＮ又はＡｌｐＣｒ１－ｐＮからなることが好ましい。この場合、上記下地層は、上記基材の直上で、且つ、上記第１層の直下に配置されることが好ましい。これによって、基材と被膜との密着力を向上することができる。
　上記下地層の厚みは、０．０５μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。これによって、基材と被膜との密着力を更に向上することができる。下地層の厚みが薄すぎると、基材と被膜との密着力の向上しにくい傾向があり、また、下地層の厚みが厚すぎると、第１層における粒子の微細化に起因する膜強度の向上が妨げられる傾向があるためである。また、上記下地層の厚みの下限は、０．１０μｍ以上であることが好ましく、０．１５μｍ以上であることがより好ましく、０．２０μｍ以上であることが更に好ましい。また、上記下地層の厚みの上限は、０．８０μｍ以下であることが好ましく、０．６０μｍ以下であることがより好ましく、０．４０μｍ以下であることが更に好ましい。また、上記下地層の厚みは、０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以上０．６０μｍ以下であることがより好ましく、０．２０μｍ以上０．４０μｍ以下であることが更に好ましい。
　上記ａは、０．２以上１．０以下であることが好ましい。これによって、基材との密着性を改善し、被膜の耐剥離性を改善することができる。上記ａは、０．３以上０．９以下であることが好ましく、０．４以上０．８以下であることがより好ましく、０．５以上０．７以下であることが更に好ましい。
　上記ｐは、０以上０．８以下であることが好ましい。これによって、基材との密着性を改善し、被膜の耐剥離性を改善することができる。上記ｐは、０．１以上０．７７以下であることが好ましく、０．２以上０．７４以下であることがより好ましく、０．３以上０．７以下であることが更に好ましい。
　上記ａおよび上記ｐは、次のようにして求めることができる。まず、切削工具の任意の位置を切断し、被膜の断面を含む試料を作製する。この試料の作製には、集束イオンビーム装置、クロスセクションポリッシャ装置等を用いることができる。次いで、上記試料をＳＥＭに付帯のエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）で、元素分析することによって求めることができる。
　＜他の層＞
　本実施形態の効果を損なわない限り、上記被膜は、上記他の層を更に含んでいてもよい。図４～図６に示されるように、上記他の層としては、例えば、中間層１４、および表面層１５等が挙げられる。
　（中間層）
　本実施形態の被膜は、例えば、隣接する第１層１２同士の間（図４）、または隣接する第１層１２と表面層１５との間（図５）において、中間層１４を含むことができる。中間層１４は、第１層１２と、他の第１層１２または第１層１２以外の層（表面層１５など）との間に配置される層である。また、中間層の組成は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）、窒化チタンアルミケイ素（ＴｉＡｌＳｉＮ）、窒化チタンアルミホウ素（ＴｉＡｌＢＮ）、窒化チタンアルミジルコニウム（ＴｉＡｌＺｒＮ）、窒化チタンアルミハフニウム（ＴｉＡｌＨｆＮ）、窒化チタンアルミバナジウム（ＴｉＡｌＶＮ）、窒化チタンアルミニオブ（ＴｉＡｌＮｂＮ）、窒化チタンアルミタンタル（ＴｉＡｌＴａＮ）、窒化チタンアルミクロム（ＴｉＡｌＣｒＮ）、窒化チタンアルミモリブデン（ＴｉＡｌＭｏＮ）、窒化チタンアルミタングステンｎ（ＴｉＡｌＷＮ）とすることができる。また、中間層の厚みは、例えば、０．２μｍ以上１μｍ以下とすることができる。
　（表面層）
　本実施形態の被膜は、表面層を含むことができる（図６）。表面層１５は、被膜４０において最も表面側に配置される層である。ただし、刃先稜線部においては形成されない場合もある。
　表面層１５としては、例えば、ＴｉＮ層が挙げられる。ＴｉＮ層は色彩が明瞭（金色を呈する）であるため、表面層１５として用いると、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）が容易であるという利点がある。
　表面層１５の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下とすることができる。
　［実施形態２：切削工具の製造方法］
　実施形態１の切削工具の製造方法について以下に説明する。なお、以下の製造方法は一例であり、実施形態１の切削工具は、他の方法で作製されたものでもよい。
　本実施形態に係る切削工具の製造方法は、
　上記基材を準備する第１工程（以下、単に「第１工程」という場合がある）と、
　上記基材上に上記被膜を形成する第３工程（以下、単に「第３工程」という場合がある）と、を含む。また、該製造方法は、更に、上記第１工程により得られた基材の表面をイオンボンバードメント処理する第２工程（以下、単に「第２工程」という場合がある）、及び／又は、上記第３工程により得られた被膜の表面を乾式ブラスト処理する第４工程（以下、単に「第４工程」という場合がある。）を更に含むことができる。以下、各工程について説明する。
　≪第１工程：基材を準備する工程≫
　第１工程では、上記基材を準備する。上記基材としては、上述したようにこの種の基材として従来公知のものであればいずれの基材も使用することができる。例えば、形状がＩＳＯ規格のＤＮＧＡ１５０４０８であり、超硬合金材料（Ｋ１０相当）からなる基体を準備する。該基体の刃先（コーナー）部分のそれぞれに立方晶窒化硼素焼結体からなるの基材（形状：頂角が５５°であり当該頂角を挟む両辺がそれぞれ２ｍｍである二等辺三角形を底面とし、厚みが２ｍｍの三角柱状のもの）を接合することにより接合体を得る。なお接合には、Ｔｉ－Ｚｒ－Ｃｕからなるロウ材を用いる。次いで、当該接合体の外周面、上面および下面を研削し、刃先にネガランド形状（ネガランド幅が１５０μｍであり、ネガランド角が２５°）を形成する。このようにして、刃先（切れ刃）部分がそれぞれ立方晶窒化硼素焼結体からなる基体を得ることができる。
　上記のように、接合体の外周面、上面およびネガランド部を研削する際、番手が＃７００以上であるきめの細かい砥石を用いることが好ましい。＃７００未満である砥石を使用した場合、研削筋による凹凸が発生し易いため、Ｒｓｋｓｕｂの絶対値が大きくなる傾向がある。従来は、基材と被膜との密着性を高めるためには、Ｒｓｋｓｕｂが一定以上の大きさである方が好ましいと考えられていた。本発明者らは鋭意検討の結果ら、Ｒｓｋｓｕｂが－２以上２以下であると、基材の被膜と接する面において、山部と谷部の分布の偏りが小さくなることに起因して、基材と被膜との密着性を向上することができること、及び、加工時の負荷による応力集中が軽減されるため、被膜の耐剥離性を向上することができることを新たに見出した。更に、番手が＃７００以上であるきめの細かい砥石を用いることにより、Ｒｓｋｓｕｂを－２以上２以下とすることができることは、本発明者らが新たに知見したものである。
　≪第２工程：基材の表面をイオンボンバードメント処理する工程≫
　第２工程では、基材の表面をイオンボンバードメント処理する。例えば、先ず、基体を成膜装置の真空チャンバー内にセットする。次いで、チャンバー内の真空引きを行なう。次いで、回転テーブルを３ｒｐｍで回転させながら、基体を５００℃に加熱する。次いで、真空チャンバー内にＡｒガスを導入し、タングステンフィラメントを放電させてＡｒイオンを発生させ、基体にバイアス電圧を印加し、Ａｒイオンにより、以下の条件で基体のイオンボンバード処理を行なう。
　（イオンボンバードメント処理の条件）
　Ａｒガスの圧力　：１Ｐａ
　基板バイアス電圧：－６００Ｖ～－１０００Ｖ
　処理時間：１０分～４５分
　これによって、上記Ｒｓｋｓｕｂを－２以上２以下とすることができる。
　上記のような条件で、基材の表面をイオンボンバードメント処理することによって、Ｒｓｋｓｕｂを所望の値とすることができることは、本発明者らが新たに知見したものである。
　≪第３工程：基材上に被膜を形成する工程≫
　第３工程では、基材上に被膜を形成する。また、上記第３工程は、上記イオンボンバード処理された基材の表面の少なくとも一部を第１層で被覆する「第１層被覆工程」を含む。
　上記基材の少なくとも一部を第１層で被覆する方法としては、例えば、物理蒸着（ＰＶＤ）法が挙げられる。
　ＰＶＤ法としては、ＡＩＰ法（真空アーク放電を利用して固体材料を蒸発させるイオンプレーティング法）、スパッタリング法が挙げられる。たとえば、ＡＩＰ法を用いてＴｉＡｌＳｉＮ層を製造する場合、金属蒸発源であるＴｉＡｌＳｉターゲットと、反応ガスであるＮ２とを用いればよい。また、スパッタリング法を用いてＴｉＡｌＳｉＮ層を製造する場合、金属蒸発源であるＴｉＡｌＳｉターゲットと、反応ガスであるＮ２と、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等のスパッタガスとを用いればよい。また、基板（基材）温度は、３００℃～８００℃とし、ガス圧を０．１～１０Ｐａに設定することができる。
　上記第１層被覆工程は、成膜中にバイアス電圧を変動させる工程（ｉ）と、２種類のターゲット組成を準備し同時蒸着を行う工程（ｉｉ）との一方又は両方を含む。本発明者らは、鋭意検討の結果、これによって、上記第１層において、該第１層の厚み方向に沿って、上記ｘと上記ｙとを、第１層の厚み方向に沿って変化させることができることを新たに知見した。
　上記工程（ｉ）は、例えば、ターゲットとしてＴｉＡｌＳｉターゲットを用い、且つ、バイアス電圧を３５ｖと５０Ｖとの間で不連続に変動させることにより実行することができる。
　上記工程（ｉｉ）は、例えば、２種類のターゲットとしてＴｉＡｌＳｉターゲットとＴｉＡｌＮターゲットとを用い、且つ、バイアス電圧を３０Ｖに固定することにより実行することができる。
　上記第３工程は、上記第１層被覆工程に加えて、下地層および表面層などの他の層を形成する工程を含むことができる。他の層は、従来の方法によって形成することができる。なお、以下「下地層を形成する工程」を工程（ｉｉｉ）という場合がある。
　≪第４工程：被膜の表面を乾式ブラスト処理する工程≫
　第４工程では、上記第３工程により得られた被膜の表面を乾式ブラスト処理する。例えば、第４工程は、第３工程により得られた被膜のすくい面、逃げ面及びネガランド面に対し、ダイヤモンド砥粒を用いた弾性研磨メディアを、１００ｍｍの投射距離で、約１５度から７０度の投射角度に調整し、６０秒～１２０秒の間ブラストを投射するという条件で、乾式ブラストにより研磨することにより実行される。これによって、被膜の表面の粗さＲａｓｕｒｆを０μｍ以上０．１μｍ以下とし、且つ、被膜の表面のスキューネスＲｓｋｓｕｒｆを－２以上２以下とすることができる。なお、ブラスト処理を行う面に対する投射角度が７０度超の場合、被膜の表面の凹凸と面の粗さとが減少するより、被膜の除去が進行し易いため、被膜の効果を得にくい傾向がある。また、投射角度が１５度未満の場合、弾性研磨メディアの研磨効果を得にくいため、被膜の表面の粗さが減少しにくい傾向がある。
　上記のように、被膜の表面を乾式ブラスト処理することにより、Ｒａｓｕｒｆを０μｍ以上０．１μｍ以下およびＲｓｋｓｕｒｆを－２以上２以下とすることができることは、本発明者らが新たに知見したものである。
　≪その他の工程≫
　本実施形態に係る製造方法では、上述した工程の他にも、例えば、上記第４工程以外の方法により、被膜の表面を処理する工程等を適宜行ってもよい。
　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。
　≪切削工具の作製≫
　［試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１－１０１～試料Ｎｏ．１０４］
　下記の製造方法を用いて、試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具を作製した。
　＜第１工程：基材を準備する工程＞
　先ず、形状がＩＳＯ規格のＤＮＧＡ１５０４０８であり、超硬合金材料（Ｋ１０相当）からなる基体を準備した。次いで、該基体の刃先部分（コーナー部分）に、ｃＢＮ含有率が７０％であり、且つ、結合材の組成がＴｉＮ、ＴｉＢ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＡｌＮからなる組成を有する立方晶型窒化硼素焼結体基材（形状：頂角が５５°であり、当該頂角を挟む両辺がそれぞれ２ｍｍである二等辺三角形を底面とし、厚みが２ｍｍの三角柱状のもの）を接合することにより、接合体を得た。なお接合には、Ｔｉ－Ｚｒ－Ｃｕからなるロウ材を用いた。次いで、該接合体の外周面、上面および下面を研削し、刃先にネガランド形状（ネガランド幅が１５０μｍであり、ネガランド角が２５°）を形成した。研削は、表１及び表２の「第１工程」の「研磨砥石」欄に示される番手を有する砥石を用いて、行った。このようにして、刃先（切れ刃）部分がそれぞれに立方晶窒化硼素焼結体からなる基体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　≪第２工程：基材の表面をイオンボンバードメント処理する工程≫
　上記基体を成膜装置の真空チャンバー内にセットした。次いで、チャンバー内の真空引きを行なった。次いで、回転テーブルを３ｒｐｍで回転させながら、基体を５００℃に加熱した。次いで、真空チャンバー内にＡｒガス（圧力：１Ｐａ）を導入し、タングステンフィラメントを放電させてＡｒイオンを発生させ、基体にバイアス電圧を印加し、該Ａｒイオンにより、基体のイオンボンバード処理を行なった。なお、イオンボンバードメント処理のバイアス電圧と、イオンボンバードメント処理の時間とは、表１及び表２の「第２工程」の「バイアス電圧」及び「時間」欄に示す通りである。
　≪第３工程：基材上に被膜を形成する工程≫
　＜工程（ｉｉｉ）：下地層を形成する工程＞
　次に、試料Ｎｏ．４０～試料Ｎｏ．４５において、上記基材の表面に下地層を形成するため、アークイオンプレーティング法を用いて、表２の「下地層を形成する工程」の「ターゲット」欄に記載したターゲットと、表２の「下地層を形成する工程」の「バイアス電圧」欄に記載したバイアス電圧との条件で工程（ｉｉｉ）を実行した。
　＜第１層被覆工程＞
　次に、アークイオンプレーティング法を用いて、上記基材または上記下地層の表面に第１層を形成した。試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．１０では、上記工程（ｉ）を行い、試料Ｎｏ．１１～Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４では、上記工程（ｉｉ）を行った。
　工程（ｉ）では、表１および表２の「第１層被覆工程」の「工程（ｉ）」の「ターゲット」欄に記載したターゲット、反応ガスとしてＮ２ガスを用い、「バイアス電圧」欄に記載のバイアス電圧で第１層被覆工程を実行した。「バイアス電圧」欄における３０／１５０との記載は、バイアス電圧３０Ｖと１５０Ｖとを不連続に切り替えたことを意味する。より具体的には、バイアス電圧３０Ｖを１２０秒間維持し、その後、バイアス電圧を１５０Ｖに切り替えて１２０秒間維持し、これを１周期として繰り返した。すなわち１周期の時間は２４０秒であった。
　工程（ｉｉ）では、表１および表２の「第１層被覆工程」の「工程（ｉｉ）」の「ターゲット」欄に記載した２種類のターゲット、反応ガスとしてＮ２ガスを用い、「バイアス電圧」欄に記載のバイアス電圧で第１層被覆工程を実行した。例えば、試料Ｎｏ．１１では、ターゲットとしてＴｉＡｌＳｉ及びＴｉＡｌを用い、反応ガスとしてＮ２ガスを用い、バイアス電圧は３０Ｖとした。
　なお、試料Ｎｏ．３１において、２つのターゲットがいずれも「ＴｉＡｌＳｉ」ターゲットであるが、２つのターゲットのうち一方のターゲットの組成比（Ｔｉ：Ａｌ：Ｓｉ＝３０：５０：２０）と、もう一方のターゲットの組成比（Ｔｉ：Ａｌ：Ｓｉ＝３２：４９：１９）とが相違する。すなわち、試料Ｎｏ．３１において、２種類のターゲットが用いられている。
　なお、試料Ｎｏ．２３において、２つのターゲットがいずれも「ＴｉＡｌＢ」ターゲットであるが、２つのターゲットのうち一方のターゲットの組成比（Ｔｉ：Ａｌ：Ｂ＝３０：５０：２０）と、もう一方のターゲットの組成比（Ｔｉ：Ａｌ：Ｂ＝３２：４９：１９）とが相違する。すなわち、試料Ｎｏ．２３において、２種類のターゲットが用いられている。
　また、試料Ｎｏ．１０２において、２つのターゲットは、いずれも「ＴｉＡｌＢ」ターゲットである。２つのターゲットのうち一方のターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ：Ｂ＝４０：５０：１０であり、もう一方のターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ：Ｂ＝５０：４０：１０である。
　また、試料Ｎｏ．１２、試料Ｎｏ．１０１、試料Ｎｏ．１０３、および試料Ｎｏ．１０４は、２つのターゲットとして「ＴｉＡｌＢ」ターゲットと、「ＴｉＡｌ」ターゲットとを用いる点において共通するが、以下のようにターゲットの組成比において相違する。試料Ｎｏ．１２において、「ＴｉＡｌＢ」ターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ：Ｂ＝５０：４８：２であり、「ＴｉＡｌ」ターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ＝５０：５０である。また、試料Ｎｏ．１０１において、「ＴｉＡｌＢ」ターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ：Ｂ＝４８：５０：２であり、「ＴｉＡｌ」ターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ＝５０：５０である。また、試料Ｎｏ．１０３および試料Ｎｏ．１０４において、「ＴｉＡｌＢ」ターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ：Ｂ＝５０：４８：２であり、「ＴｉＡｌ」ターゲットの組成比は、Ｔｉ：Ａｌ＝５０：５０である。
≪第４工程：被膜の表面を乾式ブラスト処理する工程≫
　次に、試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．３８、試料Ｎｏ．４０～試料Ｎｏ．４８、試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４を作製するため、第３工程により得られた被膜の表面における被加工面（すくい面、逃げ面、ネガランド面）に対し、表１および表２に記載した条件で、ブラスト処理を実行した。ブラスト処理は、被膜のすくい面、逃げ面及びネガランド面に対し、ダイヤモンド砥粒を用いた弾性研磨メディアを、１００ｍｍの投射距離で、約１５度から７０度の投射角度に調整し、６０秒間ブラストを投射するという条件で実行された。
　以上の工程を実行することにより、表３および表４に示した構成を有する試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具を作製した。
　≪切削工具の特性評価≫
　上述のようにして作製した試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具を用いて、以下のように、切削工具の各特性を評価した。なお、試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８の切削工具は実施例に対応し、試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具は比較例に対応する。
　＜ｘｍａｘ、ｘｍｉｎ、ｙｍａｘ、ｙｍｉｎ、ａ、およびｐの測定、およびＭの特定＞
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、第１層におけるＴｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮの「Ｍ」の種類、「ｘｍａｘ」、「ｘｍｉｎ」、「ｙｍａｘ」、および「ｙｍｉｎ」と、下地層におけるＴｉａＡｌ１－ａＮ又はＡｌｐＣｒ１－ｐＮの「ａ」および「ｐ」とを、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果のうち、「Ｍ」、「ｘｍａｘ」、「ｘｍｉｎ」、「ｙｍａｘ」、「ｙｍｉｎ」を、それぞれ表３および表４の「Ｍ」、「ｘｍａｘ」の項、「ｘｍｉｎ」の項、「ｙｍａｘ」の項、「ｙｍｉｎ」の項に記す。また、得られた結果のうち、「ａ」、「ｐ」を、それぞれ表３および表４の「ａ」の項、「ｐ」の項のそれぞれに記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　＜第１層の厚みおよび下地層の厚みの測定＞
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、第１層の厚みを、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「第１層の厚み［μｍ］」の項に記す。また、試料Ｎｏ．４０～試料Ｎｏ．４５の切削工具について、下地層の厚みを、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「下地層の厚み［μｍ］」の項に記す。
　＜第１層の結晶子サイズの平均の測定＞
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、第１層の結晶子サイズの平均を、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「結晶子サイズ［ｎｍ］」の項に記す。
　＜第１層の残留応力の測定＞
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、第１層の残留応力を、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「残留応力［ＧＰａ］」の項に記す。
　＜Ｒｓｋｓｕｂ、Ｒａｓｕｒｆ、およびＲｓｋｓｕｒｆの測定＞
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、Ｒｓｋｓｕｂを、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「Ｒｓｋｓｕｂ」の項に記す。また、試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．３９、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、Ｒａｓｕｒｆを、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「Ｒａｓｕｒｆ［μｍ］」の項に記す。また、試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、Ｒｓｋｓｕｒｆを、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「Ｒｓｋｓｕｒｆ」の項に記す。
　＜Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））の測定＞
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、第１層のＩ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））を、実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果を、それぞれ表３および表４の「Ｒ（２００）」の項に記す。
　≪切削試験≫
　上記のようにして作製した試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具を用いて、以下の切削試験を行った。
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８、および試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具について、以下の切削条件により被削材の切削加工を実行した。切削距離が５０ｍに達した時点で、相互に接した切削工具と被削材とを一旦分離した。次いで、上記分離後３秒経過後に、以下の切削条件により上記被削材の切削を再度実行した。切削距離が４ｋｍに達するまで、これらを繰り返し実行した。次いで、切削距離が４ｋｍに達した時点における切削工具の逃げ面における最大摩耗量を測定した。被膜の破壊が発生した場合、当該破壊の発生箇所を起点に摩耗が進展し易くなるため、最大摩耗量が大きくなる傾向がある。そのため、該最大摩耗量が小さいほど、高能率加工においても、切削工具が長い工具寿命を有することを意味する。上記最大摩耗量を表３および表４の「最大摩耗量［μｍ］」の項に記す。
　（切削条件）
　被削材　：高硬度鋼ＳＣＭ４１５（ＨＲＣ６２）（直径１００ｍｍ×長さ３００ｍｍ）
　切削速度：Ｖ＝１５０ｍ／ｍｉｎ．
　送り　　：ｆ＝０．２ｍｍ／ｒｅｖ．
　切込み　：ａｐ＝０．５ｍｍ
　湿式／乾式：湿式
　当該切削条件は、高能率加工に該当する。
　＜結果＞
　試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８は、実施例に該当する。試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４は、比較例に該当する。表３および表４の結果から、実施例に該当する試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．４８の切削工具は、比較例に該当する試料Ｎｏ．１０１～試料Ｎｏ．１０４の切削工具よりも、高能率加工においても長い工具寿命を有することが分かった。
　以上のように本開示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および実施例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および実施例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　すくい面、２　逃げ面、３　刃先稜線部、１０　切削工具、１１　基材、１２　第１層、１３　下地層、１４　中間層、１５　表面層、４０　被膜、Ｗ１およびＷ２　周期幅、Ａ１～Ａ５およびＢ１～Ｂ５　第１層の深さ、Ｌ１　平均線

Claims (8)

  1. 　基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
    　前記被膜は、第１層を含み、
    　前記第１層の厚みは、０．２μｍ以上９μｍ以下であり、
    　前記第１層は、Ｔｉ（１－ｘ－ｙ）ＡｌｘＭｙＮからなり、
    　前記Ｍは、ジルコニウム、ハフニウム、周期表５族元素、６族元素、珪素、および硼素からなる群より選択される１種の元素であり、
    　前記第１層において、前記第１層の厚み方向に沿って、前記ｘ及び前記ｙは変化し、
    　前記ｘの最大値ｘｍａｘは、０．２０以上０．７０以下であり、
    　前記ｘの最小値ｘｍｉｎは、０以上０．６０以下であり、
    　前記ｘｍａｘと前記ｘｍｉｎとは、０．０１≦ｘｍａｘ－ｘｍｉｎ≦０．７０を満たし、
    　前記ｙの最大値ｙｍａｘは、０．０１以上０．２０以下であり、
    　前記ｙの最小値ｙｍｉｎは、０以上０．１９以下であり、
    　前記ｙｍａｘと前記ｙｍｉｎとは、０．０１≦ｙｍａｘ－ｙｍｉｎ≦０．２０を満たす、切削工具。
  2. 　前記第１層において、結晶子サイズの平均は５ｎｍ以上９０ｎｍ以下である、請求項１に記載の切削工具。
  3. 　前記被膜は、下地層を更に含み、
    　前記下地層は、前記基材の直上で、且つ、前記第１層の直下に配置され、
    　前記下地層の厚みは、０．０５μｍ以上１．０μｍ以下であり、
    　前記下地層は、ＴｉａＡｌ１－ａＮ又はＡｌｐＣｒ１－ｐＮからなり、
    　前記ａは、０．２以上１．０以下であり、
    　前記ｐは、０以上０．８以下である、請求項１又は請求項２に記載の切削工具。
  4. 　前記第１層の残留応力は、－３．０ＧＰａ以上－０．１ＧＰａ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切削工具。
  5. 　前記被膜の表面の粗さＲａｓｕｒｆは、０μｍ以上０．１μｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の切削工具。
  6. 　前記被膜の表面のスキューネスＲｓｋｓｕｒｆは、－２以上２以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の切削工具。
  7. 　前記基材の前記被膜と接する面のスキューネスＲｓｋｓｕｂは、－２以上２以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の切削工具。
  8. 　前記第１層の（２００）面のＸ線回折強度Ｉ（２００）と、前記第１層の（１１１）面のＸ線回折強度Ｉ（１１１）と、前記第１層の（２２０）面のＸ線回折強度Ｉ（２２０）との合計に対する、前記Ｉ（２００）の比率Ｉ（２００）／（Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０））は、０．５０以上である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の切削工具。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08119774A (ja) 1994-10-27 1996-05-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 工具用複合高硬度材料
JP2004074378A (ja) * 2002-08-22 2004-03-11 Mitsubishi Materials Corp 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2004249397A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Mitsubishi Materials Corp 高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2006334739A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Mitsubishi Materials Corp 耐熱合金の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP2007105839A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Mitsubishi Materials Corp 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP2007105841A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Mitsubishi Materials Corp 高反応性被削材の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP2011224688A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
WO2017175803A1 (ja) * 2016-04-07 2017-10-12 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
JP2019171495A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 三菱マテリアル株式会社 耐熱亀裂性および耐摩耗性にすぐれた表面被覆切削工具
JP2020151774A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 三菱マテリアル株式会社 耐熱亀裂性および耐欠損性にすぐれた表面被覆切削工具
WO2021085253A1 (ja) 2019-10-29 2021-05-06 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE526339C2 (sv) * 2002-09-04 2005-08-23 Seco Tools Ab Skär med slitstark refraktär beläggning med kompositstruktur
EP2308621B1 (en) * 2004-01-30 2015-07-08 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated cutting tool made of hard metal
DE102004010372A1 (de) * 2004-03-03 2005-09-22 Gühring, Jörg, Dr. Werkzeug zum Entgraten von Bohrungen
WO2005113175A2 (en) * 2004-05-21 2005-12-01 Colorado School Of Mines Functionally graded alumina-based thin film systems
SE0402180D0 (sv) * 2004-09-10 2004-09-10 Sandvik Ab Deposition of Ti1-xAlxN using Bipolar Pulsed Dual Magnetron Sputtering
JP2007313636A (ja) 2006-04-27 2007-12-06 Kyocera Corp 切削工具およびそれを用いた被削材の切削方法
US7476064B2 (en) 2006-04-27 2009-01-13 Kyocera Corporation Cutting tool and method of cutting workpiece
JP5188133B2 (ja) * 2006-09-27 2013-04-24 京セラ株式会社 切削工具
JP2009028861A (ja) 2007-07-27 2009-02-12 Kyocera Corp 切削インサート及びそれを用いた切削工具並びに切削方法
DE102007000512B3 (de) * 2007-10-16 2009-01-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hartstoffbeschichtete Körper und Verfahren zu deren Herstellung
CN102105249B (zh) * 2008-07-29 2014-01-01 京瓷株式会社 切削工具
AT509768B1 (de) * 2010-05-12 2012-04-15 Boehler Schmiedetechnik Gmbh & Co Kg Verfahren zur herstellung eines bauteiles und bauteile aus einer titan-aluminium-basislegierung
JP6024981B2 (ja) * 2012-03-09 2016-11-16 三菱マテリアル株式会社 高速断続切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
EP2669401A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-04 Seco Tools AB Method for depositing a coating and a coated cutting tool
CN104858458B (zh) * 2014-02-26 2018-09-14 三菱综合材料株式会社 耐异常损伤性和耐磨损性优异的表面包覆切削工具
JP6548071B2 (ja) * 2014-04-23 2019-07-24 三菱マテリアル株式会社 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具
US10195676B2 (en) 2014-08-27 2019-02-05 Kyocera Corporation Cutting insert, cutting tool, and method of manufacturing machined product
EP3000913B1 (en) * 2014-09-26 2020-07-29 Walter Ag Coated cutting tool insert with MT-CVD TiCN on TiAI(C,N)
JP6709526B2 (ja) * 2014-10-28 2020-06-17 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
WO2016169935A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Seco Tools Ab A coated cutting tool and a method for coating the cutting tool
KR101963072B1 (ko) * 2015-11-02 2019-03-27 스미토모덴키고교가부시키가이샤 경질 합금 및 절삭 공구
EP3228726A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-11 Seco Tools Ab Coated cutting tool
US9711367B1 (en) * 2016-06-01 2017-07-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor method with wafer edge modification
US11286570B2 (en) * 2017-01-26 2022-03-29 Walter Ag Coated cutting tool
WO2019065397A1 (ja) * 2017-09-27 2019-04-04 三菱日立ツール株式会社 被覆切削工具
CN111093873B (zh) 2017-09-28 2021-06-01 日立金属株式会社 切断工具及其制造方法
CN108446478B (zh) * 2018-03-14 2021-07-06 中南大学 一种多组元高强度钛合金的设计方法
CN113453828A (zh) * 2019-02-12 2021-09-28 三菱综合材料株式会社 硬质皮膜切削工具
EP3943222A4 (en) * 2019-03-22 2022-08-03 MOLDINO Tool Engineering, Ltd. COATED CUTTING TOOL
JP6876278B2 (ja) * 2019-05-14 2021-05-26 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
CN114173970B (zh) * 2019-10-10 2024-09-13 住友电工硬质合金株式会社 切削工具
JP7402666B2 (ja) 2019-11-28 2023-12-21 株式会社Lixil 排水ソケットおよび水洗式便器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08119774A (ja) 1994-10-27 1996-05-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 工具用複合高硬度材料
JP2004074378A (ja) * 2002-08-22 2004-03-11 Mitsubishi Materials Corp 高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2004249397A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Mitsubishi Materials Corp 高速重切削条件で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具
JP2006334739A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Mitsubishi Materials Corp 耐熱合金の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP2007105839A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Mitsubishi Materials Corp 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP2007105841A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Mitsubishi Materials Corp 高反応性被削材の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具
JP2011224688A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
WO2017175803A1 (ja) * 2016-04-07 2017-10-12 株式会社タンガロイ 被覆切削工具
JP2019171495A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 三菱マテリアル株式会社 耐熱亀裂性および耐摩耗性にすぐれた表面被覆切削工具
JP2020151774A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 三菱マテリアル株式会社 耐熱亀裂性および耐欠損性にすぐれた表面被覆切削工具
WO2021085253A1 (ja) 2019-10-29 2021-05-06 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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