切削工具
【課題】 切刃においても耐欠損性を損なうことなく耐摩耗性が向上できる切削工具を提供する。
【解決手段】 基体１５の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層１６で被覆され、すくい面２２、２８と逃げ面２３、２９との交差稜線部を切刃５、６として、被覆層１６の層厚が３〜１０μｍであり、かつ被覆層１６のすくい面２２、２８および逃げ面２３、２９におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０としたスローアウェイチップ３を具備するドリル１等の切削工具である。
【解決手段】 基体１５の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層１６で被覆され、すくい面２２、２８と逃げ面２３、２９との交差稜線部を切刃５、６として、被覆層１６の層厚が３〜１０μｍであり、かつ被覆層１６のすくい面２２、２８および逃げ面２３、２９におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０としたスローアウェイチップ３を具備するドリル１等の切削工具である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基体の表面に被覆層を成膜してなる切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、切削工具では耐摩耗性や摺動性、耐欠損性が必要とされるため、ＷＣ基超硬合金やＴｉＣＮ基サーメット等の硬質基体の表面に様々な被覆層を成膜して切削工具の耐摩耗性、耐欠損性を向上させる手法が使われている。
【０００３】
かかる被覆層として、ＴｉＣＮ層やＴｉＡｌＮ層が一般的に広く採用されているが、より高い耐摩耗性と耐欠損性の向上を目的として種々な被覆層が開発されつつある。
【０００４】
例えば、特許文献１では、基体の表面を被覆するＴｉＡｌ複合化合物層のＸ線回折について、（１１１）面の回折強度Ｉ（１１１）と（２００）面の回折強度Ｉ（２００）との比率Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）の値を１以上に制御したスローアウェイインサートが開示されている。また、特許文献２では、被覆層の耐酸化性、耐剥離性を高めるために、ＴｉＡｌ複合化合物層のＸ線回折における回折強度をＩｂ（２２０）／Ｉａ（１１１）の値が１．０＜Ｉｂ／Ｉａ≦５．０の範囲としたスローアウェイインサートが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３では、ＴｉＡｌＣｒ系複合窒化物または炭窒化物被覆層において、Ｘ線回折にて測定される（１１１）、（２００）、（２２０）結晶面のピーク強度比率を制御することが記載されている。なお、この文献に図６として記載されたＸ線回折チャートでは（４００）面の回折ピークがほとんど存在していない。また、特許文献４では、ＴｉＡｌ窒化物層において（２００）結晶面が最大高さの第１層と、（１１１）結晶面が最大高さの第２層との積層構造としたことが記載されている。
【０００６】
上記特許文献１〜４のように、ＴｉＡｌ複合窒化物層においてＸ線回折における回折強度を制御して被覆層の特性を制御すること、特に、回折強度の強い（１１１）、（２００）および（２２０）結晶面の回折強度を制御すれば、被覆層の硬度や耐酸化性を高めるとともに基体との密着性を高めることが知られている。
【特許文献１】特開平９−２９５２０４号公報
【特許文献２】特開平９−３００１０６号公報
【特許文献３】特開２００２−３２８４号公報
【特許文献４】特開平１０−３３０９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フライス切削やドリル加工、エンドミル加工等の断続的な衝撃がかかる回転工具の加工に用いる切削工具では、特許文献１〜４のように、被覆層のＸ線回折における（１１１）、（２００）、（２２０）結晶面の回折ピークのような回折強度の強いピークのピーク強度比を制御した被覆層では、被覆層の硬度や耐酸化性を高めることはできるものの、切刃において被覆層のチッピングや剥離が生じやすいという問題があった。そのため、このような被覆層の剥離を予防するために、被覆層の厚みを薄くして被覆層のチッピングや剥離を抑制していた。その結果、被覆層の耐摩耗性が充分とは言えなかった。
【０００８】
本発明は、回転工具の切削加工のように切刃に断続的に衝撃がかかる切削条件においても工具寿命が長い切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の切削工具は、基体の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層で被覆され、すくい面と逃げ面との交差稜線部を切刃とする切削工具であって、前記被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつ前記被覆層の前記すくい面および前記逃げ面におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、上記構成において、ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることが望ましい。
【００１１】
また、上記構成において、前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の切削工具は、基体の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層で被覆され、すくい面と逃げ面との交差稜線部を切刃とする切削工具であって、前記被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつ前記被覆層の前記すくい面および前記逃げ面におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒ＝０．７５〜３．０であることが大きな特徴である。これによって、回転工具の切削加工においても、被覆層が剥離することなくかつ耐摩耗性が高い工具寿命の長い切削工具とするができる。なお、（３３１）面の回折ピークと（４００）面の回折ピークとのピーク強度比ｐのすくい面と逃げ面における比が切削性能に連動する理由は不明であるが、すくい面と逃げ面との交差稜線部に位置する切刃における被覆層の内部応力が関連しているものと推定される。すなわち、すくい面と逃げ面との交差稜線部に位置する切刃の結晶の配列を最適化することによって、切刃における被覆層のチッピングや剥離が低減されるものと思われる。
【００１３】
すくい面及び逃げ面共に高い耐摩耗性が必要となるが、切削開始時や断続加工時においては衝撃付加となるため、特にすくい面においては耐チッピング性、耐欠損性が失われないことが重要となる。そこで、上記構成において、ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることによって、刃先の耐欠損性を低下させることなく、すくい面及び逃げ面の耐摩耗性と耐欠損性のバランスが保たれた切削性能とすることが可能となる。
【００１４】
また、前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åであることによって、より高い耐摩耗性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の切削工具について、その好適例であるスローアウェイドリルの一例を基に説明する。図１は、本実施形態にかかるドリルを示す概略側面図である。図２は、図１のドリルを先端から見た概略正面図である。図３は、図１のドリルを用いて切削した際の外刃と内刃の配置を説明するための模式図である。なお、図３中、破線で示すインサートは、実線で示すインサートが１８０度回転したときの位置を示している。
【００１６】
図１〜３に示すように、本実施形態にかかるドリル１は、中心が回転軸Ｏとなる工具本体２の先端部に、後述する２つのスローアウェイインサート（以下、単にインサートと略す）３をそれぞれ装着したものである。一方のインサート３ａは工具本体２の先端に内刃５が突出するようにネジ４によって装着され、他方のインサート３ｂは、工具本体２の先端のインサート３ａよりも径方向外側であって工具本体２の外周方向から工具本体２の先端にわたって外刃６が突出するようにネジ４によって装着されている。すなわち、内刃５が工具本体２から突出するインサート３ａは、外刃６が工具本体２から突出するインサート３ｂよりも径方向内側に設けられている。
【００１７】
ここで、工具本体２は略円柱状をなして、ドリル１の回転軸（図１〜３の線Ｏ）を有し、後端側に自身を工作機械に固定するためのシャンク部８を有するとともに、シャンク部８よりも先端側には切屑を工具本体２の先端から後端へと排出するための切屑排出溝９が螺旋状に形成されている。また、工具本体２の先端部には、インサート３を取り付けるためのインサートポケット１０（１０ａ、１０ｂ）が２つの位置に設けられ、内側のインサートポケット１０ａは工具本体２の軸線方向先端側に開放されてインサート３ａが装着され、外側のインサートポケット１０ｂには工具本体２の軸線方向先端側から外刃にかけて開放されてインサート３ｂが装着される。
【００１８】
そして、ドリル１は、内刃５が被削材（図示せず。）の穴底面内周側を切削し、外刃６が被削材（図示せず。）の穴底面外側および外周面を切削するが、図２、図３に示すように、内刃５と外刃６との回転軌跡が互いに交叉して両方の切刃でドリル１の先端から外周までをカバーするように配置されている。
【００１９】
ドリル１に装着されるインサート３の詳細について説明する。図４は、本実施形態のインサートを示す平面図である。図５は、図４のインサートを（ａ）矢印Ａ側から見た側面図であり、（ｂ）矢印Ｂ側から見た側面図である。図６は、図４のインサートについて（ａ）Ｉ−Ｉ線の断面を示す拡大図であり、（ｂ）ＩＩ−ＩＩ線の断面を示す拡大図である。
【００２０】
図４〜６に示す実施形態にかかるインサート３は、上面視が略多角形の板状をなし、上面１１の中央部には貫通穴１４が形成されている。また、インサート３は、図６に示すように、基体１５の表面に被覆層１６が被着形成されており、インサート３の上面１１と側面１２との交差稜辺部１８には互いに隣接して内刃５および外刃６が形成されている。
【００２１】
ここで、本発明によれば、図６に示すように、ＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなり層厚３〜１０μｍの被覆層１６が被覆されている。そして、被覆層１６のすくい面（内刃すくい面２２、外刃すくい面２８）および逃げ面（内刃逃げ面２３、外刃逃げ面２９）におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０であることが大きな特徴である。
【００２２】
これによって、切削加工において耐摩耗性が高く、また被覆層１６が剥離することなく耐欠損性に優れた工具寿命の長いインサート３とすることができる。特に、被覆層１６の厚みを３〜１０μｍと厚くした場合でも、切刃（内刃５、外刃６）の被覆層１６において内部応力が増大して成膜した時点で欠けが発生したり、被覆層１６内に残存した欠陥によって切削加工の初期に切刃にチッピングが発生することを防止する。
【００２３】
すなわち、被覆層１６の層厚が３μｍ未満では耐摩耗性が急激に低下して境界損傷等により摩耗が進行して工具寿命に達してしまう。逆に、被覆層１６の層厚が１０μｍを越えると被覆層１６の剥離が部分的に生じやすく、剥離から摩耗が進行して早期に工具寿命に至る場合がある。被覆層１６の層厚の望ましい範囲は４〜８μｍである。また、ｐｆ／ｐｒが０．７５より小さいとインサート３の耐摩耗性が低下し、逆に、ｐｆ／ｐｒが３．０を越えるとインサート３が欠損しやすくなる。ｐｆ／ｐｒの望ましい範囲は０．９〜２．０である。
【００２４】
ここで、上記構成において、ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることが、耐摩耗性と耐欠損性の両立の点で望ましい。ｐｒのさらに望ましい範囲は０．２０〜０．３８であり、ｐｆのさらに望ましい範囲は０．２５〜０．４５である。
【００２５】
また、上記構成において、前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åである場合には、インサート３の耐摩耗性がさらに向上する。面間隔ｄ（４００）と面間隔ｄ（３３１）との差のより望ましい範囲は、０．０９０〜０．０９３Åである。
【００２６】
また、被覆層１６は物理蒸着（ＰＶＤ）法にて形成されたものであることが望ましく、中でもアークイオンプレーティング法により形成されたものであることが、硬度及び付着力を得る上でより望ましい。さらに、後述する組成の被覆層であれば、被覆層１６を厚く形成しても自己破壊することなく被覆層１６のチッピングや自己破壊の発生を抑制することが可能となる。
【００２７】
被覆層１６の組成は、単純なＴｉ１−ａＡｌａＮにて構成されていても良いが、例えば、Ｔｉ１−ａ−ｂＡｌａＭｂ（ＣｘＮ１−ｘ）（ただし、ＭはＴｉを除く周期表第４、５、６族元素、希土類元素およびＳｉから選ばれる１種以上であり、０≦ａ＜１、０＜ｂ≦１、０≦ｘ≦１である。）にて構成されていてもよい。特に、Ｔｉ１−ａ−ｂ−ｃＡｌａＭｂＷｃ（ＣｙＮ１−ｙ）（ただし、ＭはＴｉおよびＷを除く周期表４、５、６族元素、希土類元素およびＳｉから選ばれる１種以上であり、０．４≦ａ≦０．６５、０≦ｂ≦０．５、０．０１≦ｃ≦０．３、０≦ｙ≦０．８である。）からなる場合には、被覆層１６を厚く形成することができる。なお、被覆層１６の組成はエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）分析法またはＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）にて測定できる。
【００２８】
また、図６（ａ）に示すように、内刃５は、インサート３の上面１１（内刃すくい面２２）と側面１２（内刃逃げ面２３）との交差稜線部１８に形成されているが、図６（ａ）に示すように、この内刃５から順に０．０５〜０．１５ｍｍの内刃ランド２１と、内刃すくい角α１（内刃すくい面２２の仮想延長線Ｌ２と、下面１７に平行な線Ｌ３とがなす角度）が５°〜２５°で下向きに傾斜している内刃すくい面２２とが続いて形成されている。さらに、内刃５の側面１２には内刃逃げ面２３が形成されている。
【００２９】
一方、外刃６は、図６（ｂ）に示すように、上面１１（外刃すくい面２８）と側面１２（外刃逃げ面２９）との交差稜線部１８に形成されており、図４に示すように、その一端側に上面視でインサート３から外方に突出した突出部２５を有している。そして、図６（ｂ）に示すように、この外刃６から順に、０．０５〜０．１５ｍｍの外刃ランド２６と、幅１．２〜２ｍｍで深さ０．０３〜０．１５ｍｍの外刃ブレーカ溝２７と、外刃陸部２４とが続いて形成されている。また、外刃６の側面１２には外刃逃げ面２９が形成されている。
【００３０】
外刃ブレーカ溝２７は、すくい角α２（外刃すくい面２８の仮想延長線Ｌ４と、下面１７に平行な線Ｌ３とがなす角度）が５°〜２５°の下向きに傾斜した外刃すくい面２８と、この外刃すくい面２８からインサート３の中央側（貫通穴１４側）に向かって立ち上がり角γ（外刃立ち上がり面３０の仮想延長線Ｌ５と、下面１７に平行な線Ｌ３とのなす角度）２０°〜４５°で立ち上がる外刃立ち上がり面３０とからなる。
【００３１】
なお、インサート３を構成する基体１５は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス、ダイヤモンド、ｃＢＮ等の硬質焼結体からなる。
【００３２】
そして、焼成後の基体１５に被覆層１６の成膜方法としてはイオンプレーティング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法が好適に適応可能である。詳細な成膜方法の一例について、アークイオンプレーティング成膜装置（以下、ＡＩＰ装置と略す。）５０の模式図である図７を参照して説明する。
【００３３】
図７のＡＩＰ装置５０は、真空チャンバ５１の中にＮ２やＡｒ等のガスをガス導入口５２から導入し、カソード電極５３とアノード電極５４とを配置して、両者間に高電圧を印加してプラズマを発生させ、このプラズマによってターゲット５５から所望の金属あるいはセラミックスを蒸発させるとともにイオン化させて高エネルギー状態とし、このイオン化した金属を試料（基体１５）の表面に付着させて、基体１５の表面に被覆層１６を被覆する構造となっている。
【００３４】
また、図７によれば、基体１５は試料支持治具５６に設けられた複数の試料支持部５８それぞれにすくい面がターゲット５５に対向するように載置されてタワー５７が複数（図７では試料支持治具５６が８セット、タワー５７が２セット図示されている。）配置された構成となっている。なお、タワー５７および試料支持治具５６はそれぞれ回転しており、各試料が順にターゲット５５に対向して被覆層の厚みは均一となるように配慮されている。
【００３５】
そして、本発明によれば、成膜の途中で試料の向きをすくい面と逃げ面とを９０度回転させて後半の成膜を行う。この条件で成膜することによって、被覆層１６の結晶成長方向を制御することができる。また、各試料の切刃全周の厚みばらつきを小さくできるので、全体の厚みが厚くなっても部分的に欠損しやすい部分ができにくい。
【００３６】
さらに、図７によれば、基体１５を加熱するためのヒータ５９と、ガスを系外に排出するためのガス排出口６０と、基体１５にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源６１が配置されている。そして、ターゲット５５を用いて、アーク放電やグロー放電などにより金属源を蒸発させイオン化すると同時に、窒素源の窒素（Ｎ２）ガスや炭素源のメタン（ＣＨ４）／アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガスと反応させることにより、基体１５の表面に被覆層１６が堆積する。
【００３７】
なお、ターゲット５５としては、例えば、金属チタン（Ｔｉ）、金属アルミニウム（Ａｌ）、金属Ｍ（ただし、ＭはＴｉを除く周期表第４、５、６族元素、希土類元素およびＳｉから選ばれる１種以上）をそれぞれ独立に含有する金属ターゲット、これらを複合化した合金ターゲット、これらの化合物粉末または焼結体からなる混合物ターゲットを用いることができる。
【００３８】
また、プラズマを発生するためにはアーク放電やグロー放電などを用い、導入ガスとしては窒素源の窒素（Ｎ２）ガスや炭素源のメタン（ＣＨ４）／アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガスを用いることができる。そして、窒素（Ｎ２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスを流した状態で成膜する。また、成膜時のバイアス電圧は被覆層１６の内部応力を小さくするために３０〜１２５Ｖに設定することが望ましい。
【実施例】
【００３９】
平均粒径１．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末を主成分として、平均粒径１．２μｍの金属コバルト（Ｃｏ）粉末を１０質量％、１．５μｍの炭化チタン（ＴｉＣ）粉末３質量％、平均粒径１．０μｍの炭化タンタル（ＴａＣ）を７質量％）の割合で添加し混合して、プレス成形により刃先交換式穴あけドリル用切削工具形状（ＺＣＭＴ０６Ｔ２０４）に成形した後、脱バインダ処理を施し、０．０１Ｐａの真空中、１４５０℃で１時間焼成して超硬合金を作製した。また、各試料のすくい面表面をブラスト加工、ブラシ加工等によって研磨加工した。さらに、作製した超硬合金にブラシ加工を施し、ホーニング量Ｒを、０．０２≦Ｒ≦０．０４ｍｍとなるように刃先処理（ホーニング）を行なった。このようにして作製した基体に対して図７の状態で試料を成膜装置内に載置して、アークイオンプレーティング法により窒素（Ｎ２）ガスをチャンバ内に導入してバイアス電圧５０Ｖの条件でＰＶＤ法によって表１に示す厚みのＴｉＡｌＮ被覆層を成膜してインサートを作製した。なお、試料Ｎｏ．１〜７については、試料固定冶具を用いて、成膜の中間段階で試料の向きをすくい面と逃げ面が９０°回転させるように動かした。
【００４０】
得られたサンプルのすくい面および逃げ面に対して、切刃と垂直になるように精密切断して断面観察を行い、走査型電子顕微鏡ＳＥＭ写真から被覆層の膜厚を測定した。また、微小部Ｘ線回折分析を行い、ピーク強度比Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）の測定を行った。コリメータ径は０．３ｍｍφとし、それぞれの面の平坦部中央において測定した。なお、線源はＣｕ−Ｋα線であり、出力は４５ｋＶ、１１０ｍＡ、入射角度２．０°、Ｃｕ−Ｋα線、Ｓｔｅｐ・０．０２°、Ｔｉｍｅ・２ｓｅｃとした。Ｘ線回折分析で得られえた回折ピークからｐｒ、ｐｆを算出した。
【００４１】
さらに、得られた試料を用いて下記条件で切削試験を行った。
【００４２】
【表１】
【００４３】
そして、このインサートを図１の工具本体（京セラ製スローアウェイドリルホルダＳ２５−ＤＲＺ１７３４−０６）に装着して以下の切削試験を行い、切削性能を評価した。
切削方法：穴あけ（ドリル加工）
被削材 ：ＳＣＭ４４０Ｈ
切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ
送り ：０．２５ｍｍ／ｔｏｏｔｈ
切り込み：穴径２０ｍｍ、穴深さ２０ｍｍ
切削状態：湿式
評価方法：７００穴加工を上限として切削を行い、内刃（あるいは外刃）に欠損が生じるまでの加工数を記録した。また、外刃については４００穴加工後における逃げ面摩耗量を計測し、耐摩耗性の比較も行った。結果は表２に示した。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表１、２の結果から明らかなように、被覆層の厚みが３μｍより薄く、かつｐｒ、ｐｆが０．１５より小さい試料Ｎｏ．８ではインサートの摩耗量が大きいものであった。また、被覆層の厚みが１０μｍを越え、かつｐｆが０．５０を越える試料Ｎｏ．１０では耐欠損性が悪いものであった。さらに、ｐｆ／ｐｒが０．７５より小さい試料Ｎｏ．１１では耐摩耗性が悪く、ｐｆ／ｐｒが３．０を越える試料Ｎｏ．９では内刃で早期に欠損した。
【００４６】
これに対して、本発明に従い、被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０の試料Ｎｏ．１〜７では、いずれも耐欠損性および耐摩耗性に優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の回転工具の一実施形態にかかるドリルを示す概略側面図である。
【図２】図１のドリルを先端から見た概略正面図である。
【図３】図１のドリルによって切削した際の外刃と内刃の配置を説明するための模式図である。
【図４】図１のドリルに装着されるスローアウェイインサート（インサート）を示す平面図である。
【図５】図４のインサートを（ａ）矢印Ａ側から見た側面図であり、（ｂ）矢印Ｂ側から見た側面図である。
【図６】図４のインサートについて（ａ）Ｉ−Ｉ線の断面を示す拡大図であり、（ｂ）ＩＩ−ＩＩ線の断面を示す拡大図である。
【図７】図６のインサートの被覆層の成膜方法の一例であるアークイオンプレーティング成膜装置の模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ ドリル
２ 工具本体
３ スローアウェイインサート（インサート）
３ａ 一方のインサート
３ｂ 他方のインサート
４ ネジ
５ 内刃
６ 外刃
８ シャンク部
９ 切屑排出溝
１０ インサートポケット
１０ａ 内側のインサートポケット
１０ｂ 外側のインサートポケット
１１ 上面
１２ 側面
１４ 貫通穴
１５ 基体
１６ 被覆層
１７ 下面（着座面）
１８ 交差稜線部
１９、２０ ストレート
２１ 内刃ランド
２２ 内刃すくい面
２３ 内刃逃げ面
２４ 外刃陸部
２５ 突出部
２６ 外刃ランド
２７ 外刃ブレーカ溝
２８ 外刃すくい面
２９ 外刃逃げ面
３０ 外刃立ち上がり面
５０ アークイオンプレーティング成膜装置（ＡＩＰ装置）
５１ 真空チャンバ
５２ ガス導入口
５３ カソード電極
５４ アノード電極
５５ ターゲット
５６ 試料支持治具
５７ タワー
５８ 試料支持部
５９ ヒータ
６０ ガス排出口
６１ バイアス電源
Ｏ ドリルの回転軸
Ｌ１ 下面（着座面）に垂直な線
Ｌ２ 内刃すくい面の仮想延長線
Ｌ３ 下面（着座面）に平行な線
Ｌ４ 外刃すくい面の仮想延長線
Ｌ５ 外刃立ち上がり面の仮想延長線
α１ 内刃すくい角
α２ 外刃すくい角
β１ 内刃逃げ角
β２ 外刃逃げ角
γ 立ち上がり角
【技術分野】
【０００１】
本発明は基体の表面に被覆層を成膜してなる切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、切削工具では耐摩耗性や摺動性、耐欠損性が必要とされるため、ＷＣ基超硬合金やＴｉＣＮ基サーメット等の硬質基体の表面に様々な被覆層を成膜して切削工具の耐摩耗性、耐欠損性を向上させる手法が使われている。
【０００３】
かかる被覆層として、ＴｉＣＮ層やＴｉＡｌＮ層が一般的に広く採用されているが、より高い耐摩耗性と耐欠損性の向上を目的として種々な被覆層が開発されつつある。
【０００４】
例えば、特許文献１では、基体の表面を被覆するＴｉＡｌ複合化合物層のＸ線回折について、（１１１）面の回折強度Ｉ（１１１）と（２００）面の回折強度Ｉ（２００）との比率Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）の値を１以上に制御したスローアウェイインサートが開示されている。また、特許文献２では、被覆層の耐酸化性、耐剥離性を高めるために、ＴｉＡｌ複合化合物層のＸ線回折における回折強度をＩｂ（２２０）／Ｉａ（１１１）の値が１．０＜Ｉｂ／Ｉａ≦５．０の範囲としたスローアウェイインサートが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３では、ＴｉＡｌＣｒ系複合窒化物または炭窒化物被覆層において、Ｘ線回折にて測定される（１１１）、（２００）、（２２０）結晶面のピーク強度比率を制御することが記載されている。なお、この文献に図６として記載されたＸ線回折チャートでは（４００）面の回折ピークがほとんど存在していない。また、特許文献４では、ＴｉＡｌ窒化物層において（２００）結晶面が最大高さの第１層と、（１１１）結晶面が最大高さの第２層との積層構造としたことが記載されている。
【０００６】
上記特許文献１〜４のように、ＴｉＡｌ複合窒化物層においてＸ線回折における回折強度を制御して被覆層の特性を制御すること、特に、回折強度の強い（１１１）、（２００）および（２２０）結晶面の回折強度を制御すれば、被覆層の硬度や耐酸化性を高めるとともに基体との密着性を高めることが知られている。
【特許文献１】特開平９−２９５２０４号公報
【特許文献２】特開平９−３００１０６号公報
【特許文献３】特開２００２−３２８４号公報
【特許文献４】特開平１０−３３０９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フライス切削やドリル加工、エンドミル加工等の断続的な衝撃がかかる回転工具の加工に用いる切削工具では、特許文献１〜４のように、被覆層のＸ線回折における（１１１）、（２００）、（２２０）結晶面の回折ピークのような回折強度の強いピークのピーク強度比を制御した被覆層では、被覆層の硬度や耐酸化性を高めることはできるものの、切刃において被覆層のチッピングや剥離が生じやすいという問題があった。そのため、このような被覆層の剥離を予防するために、被覆層の厚みを薄くして被覆層のチッピングや剥離を抑制していた。その結果、被覆層の耐摩耗性が充分とは言えなかった。
【０００８】
本発明は、回転工具の切削加工のように切刃に断続的に衝撃がかかる切削条件においても工具寿命が長い切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の切削工具は、基体の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層で被覆され、すくい面と逃げ面との交差稜線部を切刃とする切削工具であって、前記被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつ前記被覆層の前記すくい面および前記逃げ面におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、上記構成において、ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることが望ましい。
【００１１】
また、上記構成において、前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の切削工具は、基体の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層で被覆され、すくい面と逃げ面との交差稜線部を切刃とする切削工具であって、前記被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつ前記被覆層の前記すくい面および前記逃げ面におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒ＝０．７５〜３．０であることが大きな特徴である。これによって、回転工具の切削加工においても、被覆層が剥離することなくかつ耐摩耗性が高い工具寿命の長い切削工具とするができる。なお、（３３１）面の回折ピークと（４００）面の回折ピークとのピーク強度比ｐのすくい面と逃げ面における比が切削性能に連動する理由は不明であるが、すくい面と逃げ面との交差稜線部に位置する切刃における被覆層の内部応力が関連しているものと推定される。すなわち、すくい面と逃げ面との交差稜線部に位置する切刃の結晶の配列を最適化することによって、切刃における被覆層のチッピングや剥離が低減されるものと思われる。
【００１３】
すくい面及び逃げ面共に高い耐摩耗性が必要となるが、切削開始時や断続加工時においては衝撃付加となるため、特にすくい面においては耐チッピング性、耐欠損性が失われないことが重要となる。そこで、上記構成において、ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることによって、刃先の耐欠損性を低下させることなく、すくい面及び逃げ面の耐摩耗性と耐欠損性のバランスが保たれた切削性能とすることが可能となる。
【００１４】
また、前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åであることによって、より高い耐摩耗性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の切削工具について、その好適例であるスローアウェイドリルの一例を基に説明する。図１は、本実施形態にかかるドリルを示す概略側面図である。図２は、図１のドリルを先端から見た概略正面図である。図３は、図１のドリルを用いて切削した際の外刃と内刃の配置を説明するための模式図である。なお、図３中、破線で示すインサートは、実線で示すインサートが１８０度回転したときの位置を示している。
【００１６】
図１〜３に示すように、本実施形態にかかるドリル１は、中心が回転軸Ｏとなる工具本体２の先端部に、後述する２つのスローアウェイインサート（以下、単にインサートと略す）３をそれぞれ装着したものである。一方のインサート３ａは工具本体２の先端に内刃５が突出するようにネジ４によって装着され、他方のインサート３ｂは、工具本体２の先端のインサート３ａよりも径方向外側であって工具本体２の外周方向から工具本体２の先端にわたって外刃６が突出するようにネジ４によって装着されている。すなわち、内刃５が工具本体２から突出するインサート３ａは、外刃６が工具本体２から突出するインサート３ｂよりも径方向内側に設けられている。
【００１７】
ここで、工具本体２は略円柱状をなして、ドリル１の回転軸（図１〜３の線Ｏ）を有し、後端側に自身を工作機械に固定するためのシャンク部８を有するとともに、シャンク部８よりも先端側には切屑を工具本体２の先端から後端へと排出するための切屑排出溝９が螺旋状に形成されている。また、工具本体２の先端部には、インサート３を取り付けるためのインサートポケット１０（１０ａ、１０ｂ）が２つの位置に設けられ、内側のインサートポケット１０ａは工具本体２の軸線方向先端側に開放されてインサート３ａが装着され、外側のインサートポケット１０ｂには工具本体２の軸線方向先端側から外刃にかけて開放されてインサート３ｂが装着される。
【００１８】
そして、ドリル１は、内刃５が被削材（図示せず。）の穴底面内周側を切削し、外刃６が被削材（図示せず。）の穴底面外側および外周面を切削するが、図２、図３に示すように、内刃５と外刃６との回転軌跡が互いに交叉して両方の切刃でドリル１の先端から外周までをカバーするように配置されている。
【００１９】
ドリル１に装着されるインサート３の詳細について説明する。図４は、本実施形態のインサートを示す平面図である。図５は、図４のインサートを（ａ）矢印Ａ側から見た側面図であり、（ｂ）矢印Ｂ側から見た側面図である。図６は、図４のインサートについて（ａ）Ｉ−Ｉ線の断面を示す拡大図であり、（ｂ）ＩＩ−ＩＩ線の断面を示す拡大図である。
【００２０】
図４〜６に示す実施形態にかかるインサート３は、上面視が略多角形の板状をなし、上面１１の中央部には貫通穴１４が形成されている。また、インサート３は、図６に示すように、基体１５の表面に被覆層１６が被着形成されており、インサート３の上面１１と側面１２との交差稜辺部１８には互いに隣接して内刃５および外刃６が形成されている。
【００２１】
ここで、本発明によれば、図６に示すように、ＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなり層厚３〜１０μｍの被覆層１６が被覆されている。そして、被覆層１６のすくい面（内刃すくい面２２、外刃すくい面２８）および逃げ面（内刃逃げ面２３、外刃逃げ面２９）におけるＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）をそれぞれｐｒ、ｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０であることが大きな特徴である。
【００２２】
これによって、切削加工において耐摩耗性が高く、また被覆層１６が剥離することなく耐欠損性に優れた工具寿命の長いインサート３とすることができる。特に、被覆層１６の厚みを３〜１０μｍと厚くした場合でも、切刃（内刃５、外刃６）の被覆層１６において内部応力が増大して成膜した時点で欠けが発生したり、被覆層１６内に残存した欠陥によって切削加工の初期に切刃にチッピングが発生することを防止する。
【００２３】
すなわち、被覆層１６の層厚が３μｍ未満では耐摩耗性が急激に低下して境界損傷等により摩耗が進行して工具寿命に達してしまう。逆に、被覆層１６の層厚が１０μｍを越えると被覆層１６の剥離が部分的に生じやすく、剥離から摩耗が進行して早期に工具寿命に至る場合がある。被覆層１６の層厚の望ましい範囲は４〜８μｍである。また、ｐｆ／ｐｒが０．７５より小さいとインサート３の耐摩耗性が低下し、逆に、ｐｆ／ｐｒが３．０を越えるとインサート３が欠損しやすくなる。ｐｆ／ｐｒの望ましい範囲は０．９〜２．０である。
【００２４】
ここで、上記構成において、ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることが、耐摩耗性と耐欠損性の両立の点で望ましい。ｐｒのさらに望ましい範囲は０．２０〜０．３８であり、ｐｆのさらに望ましい範囲は０．２５〜０．４５である。
【００２５】
また、上記構成において、前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åである場合には、インサート３の耐摩耗性がさらに向上する。面間隔ｄ（４００）と面間隔ｄ（３３１）との差のより望ましい範囲は、０．０９０〜０．０９３Åである。
【００２６】
また、被覆層１６は物理蒸着（ＰＶＤ）法にて形成されたものであることが望ましく、中でもアークイオンプレーティング法により形成されたものであることが、硬度及び付着力を得る上でより望ましい。さらに、後述する組成の被覆層であれば、被覆層１６を厚く形成しても自己破壊することなく被覆層１６のチッピングや自己破壊の発生を抑制することが可能となる。
【００２７】
被覆層１６の組成は、単純なＴｉ１−ａＡｌａＮにて構成されていても良いが、例えば、Ｔｉ１−ａ−ｂＡｌａＭｂ（ＣｘＮ１−ｘ）（ただし、ＭはＴｉを除く周期表第４、５、６族元素、希土類元素およびＳｉから選ばれる１種以上であり、０≦ａ＜１、０＜ｂ≦１、０≦ｘ≦１である。）にて構成されていてもよい。特に、Ｔｉ１−ａ−ｂ−ｃＡｌａＭｂＷｃ（ＣｙＮ１−ｙ）（ただし、ＭはＴｉおよびＷを除く周期表４、５、６族元素、希土類元素およびＳｉから選ばれる１種以上であり、０．４≦ａ≦０．６５、０≦ｂ≦０．５、０．０１≦ｃ≦０．３、０≦ｙ≦０．８である。）からなる場合には、被覆層１６を厚く形成することができる。なお、被覆層１６の組成はエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）分析法またはＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）にて測定できる。
【００２８】
また、図６（ａ）に示すように、内刃５は、インサート３の上面１１（内刃すくい面２２）と側面１２（内刃逃げ面２３）との交差稜線部１８に形成されているが、図６（ａ）に示すように、この内刃５から順に０．０５〜０．１５ｍｍの内刃ランド２１と、内刃すくい角α１（内刃すくい面２２の仮想延長線Ｌ２と、下面１７に平行な線Ｌ３とがなす角度）が５°〜２５°で下向きに傾斜している内刃すくい面２２とが続いて形成されている。さらに、内刃５の側面１２には内刃逃げ面２３が形成されている。
【００２９】
一方、外刃６は、図６（ｂ）に示すように、上面１１（外刃すくい面２８）と側面１２（外刃逃げ面２９）との交差稜線部１８に形成されており、図４に示すように、その一端側に上面視でインサート３から外方に突出した突出部２５を有している。そして、図６（ｂ）に示すように、この外刃６から順に、０．０５〜０．１５ｍｍの外刃ランド２６と、幅１．２〜２ｍｍで深さ０．０３〜０．１５ｍｍの外刃ブレーカ溝２７と、外刃陸部２４とが続いて形成されている。また、外刃６の側面１２には外刃逃げ面２９が形成されている。
【００３０】
外刃ブレーカ溝２７は、すくい角α２（外刃すくい面２８の仮想延長線Ｌ４と、下面１７に平行な線Ｌ３とがなす角度）が５°〜２５°の下向きに傾斜した外刃すくい面２８と、この外刃すくい面２８からインサート３の中央側（貫通穴１４側）に向かって立ち上がり角γ（外刃立ち上がり面３０の仮想延長線Ｌ５と、下面１７に平行な線Ｌ３とのなす角度）２０°〜４５°で立ち上がる外刃立ち上がり面３０とからなる。
【００３１】
なお、インサート３を構成する基体１５は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス、ダイヤモンド、ｃＢＮ等の硬質焼結体からなる。
【００３２】
そして、焼成後の基体１５に被覆層１６の成膜方法としてはイオンプレーティング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法が好適に適応可能である。詳細な成膜方法の一例について、アークイオンプレーティング成膜装置（以下、ＡＩＰ装置と略す。）５０の模式図である図７を参照して説明する。
【００３３】
図７のＡＩＰ装置５０は、真空チャンバ５１の中にＮ２やＡｒ等のガスをガス導入口５２から導入し、カソード電極５３とアノード電極５４とを配置して、両者間に高電圧を印加してプラズマを発生させ、このプラズマによってターゲット５５から所望の金属あるいはセラミックスを蒸発させるとともにイオン化させて高エネルギー状態とし、このイオン化した金属を試料（基体１５）の表面に付着させて、基体１５の表面に被覆層１６を被覆する構造となっている。
【００３４】
また、図７によれば、基体１５は試料支持治具５６に設けられた複数の試料支持部５８それぞれにすくい面がターゲット５５に対向するように載置されてタワー５７が複数（図７では試料支持治具５６が８セット、タワー５７が２セット図示されている。）配置された構成となっている。なお、タワー５７および試料支持治具５６はそれぞれ回転しており、各試料が順にターゲット５５に対向して被覆層の厚みは均一となるように配慮されている。
【００３５】
そして、本発明によれば、成膜の途中で試料の向きをすくい面と逃げ面とを９０度回転させて後半の成膜を行う。この条件で成膜することによって、被覆層１６の結晶成長方向を制御することができる。また、各試料の切刃全周の厚みばらつきを小さくできるので、全体の厚みが厚くなっても部分的に欠損しやすい部分ができにくい。
【００３６】
さらに、図７によれば、基体１５を加熱するためのヒータ５９と、ガスを系外に排出するためのガス排出口６０と、基体１５にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源６１が配置されている。そして、ターゲット５５を用いて、アーク放電やグロー放電などにより金属源を蒸発させイオン化すると同時に、窒素源の窒素（Ｎ２）ガスや炭素源のメタン（ＣＨ４）／アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガスと反応させることにより、基体１５の表面に被覆層１６が堆積する。
【００３７】
なお、ターゲット５５としては、例えば、金属チタン（Ｔｉ）、金属アルミニウム（Ａｌ）、金属Ｍ（ただし、ＭはＴｉを除く周期表第４、５、６族元素、希土類元素およびＳｉから選ばれる１種以上）をそれぞれ独立に含有する金属ターゲット、これらを複合化した合金ターゲット、これらの化合物粉末または焼結体からなる混合物ターゲットを用いることができる。
【００３８】
また、プラズマを発生するためにはアーク放電やグロー放電などを用い、導入ガスとしては窒素源の窒素（Ｎ２）ガスや炭素源のメタン（ＣＨ４）／アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガスを用いることができる。そして、窒素（Ｎ２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスを流した状態で成膜する。また、成膜時のバイアス電圧は被覆層１６の内部応力を小さくするために３０〜１２５Ｖに設定することが望ましい。
【実施例】
【００３９】
平均粒径１．５μｍの炭化タングステン（ＷＣ）粉末を主成分として、平均粒径１．２μｍの金属コバルト（Ｃｏ）粉末を１０質量％、１．５μｍの炭化チタン（ＴｉＣ）粉末３質量％、平均粒径１．０μｍの炭化タンタル（ＴａＣ）を７質量％）の割合で添加し混合して、プレス成形により刃先交換式穴あけドリル用切削工具形状（ＺＣＭＴ０６Ｔ２０４）に成形した後、脱バインダ処理を施し、０．０１Ｐａの真空中、１４５０℃で１時間焼成して超硬合金を作製した。また、各試料のすくい面表面をブラスト加工、ブラシ加工等によって研磨加工した。さらに、作製した超硬合金にブラシ加工を施し、ホーニング量Ｒを、０．０２≦Ｒ≦０．０４ｍｍとなるように刃先処理（ホーニング）を行なった。このようにして作製した基体に対して図７の状態で試料を成膜装置内に載置して、アークイオンプレーティング法により窒素（Ｎ２）ガスをチャンバ内に導入してバイアス電圧５０Ｖの条件でＰＶＤ法によって表１に示す厚みのＴｉＡｌＮ被覆層を成膜してインサートを作製した。なお、試料Ｎｏ．１〜７については、試料固定冶具を用いて、成膜の中間段階で試料の向きをすくい面と逃げ面が９０°回転させるように動かした。
【００４０】
得られたサンプルのすくい面および逃げ面に対して、切刃と垂直になるように精密切断して断面観察を行い、走査型電子顕微鏡ＳＥＭ写真から被覆層の膜厚を測定した。また、微小部Ｘ線回折分析を行い、ピーク強度比Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）の測定を行った。コリメータ径は０．３ｍｍφとし、それぞれの面の平坦部中央において測定した。なお、線源はＣｕ−Ｋα線であり、出力は４５ｋＶ、１１０ｍＡ、入射角度２．０°、Ｃｕ−Ｋα線、Ｓｔｅｐ・０．０２°、Ｔｉｍｅ・２ｓｅｃとした。Ｘ線回折分析で得られえた回折ピークからｐｒ、ｐｆを算出した。
【００４１】
さらに、得られた試料を用いて下記条件で切削試験を行った。
【００４２】
【表１】
【００４３】
そして、このインサートを図１の工具本体（京セラ製スローアウェイドリルホルダＳ２５−ＤＲＺ１７３４−０６）に装着して以下の切削試験を行い、切削性能を評価した。
切削方法：穴あけ（ドリル加工）
被削材 ：ＳＣＭ４４０Ｈ
切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ
送り ：０．２５ｍｍ／ｔｏｏｔｈ
切り込み：穴径２０ｍｍ、穴深さ２０ｍｍ
切削状態：湿式
評価方法：７００穴加工を上限として切削を行い、内刃（あるいは外刃）に欠損が生じるまでの加工数を記録した。また、外刃については４００穴加工後における逃げ面摩耗量を計測し、耐摩耗性の比較も行った。結果は表２に示した。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表１、２の結果から明らかなように、被覆層の厚みが３μｍより薄く、かつｐｒ、ｐｆが０．１５より小さい試料Ｎｏ．８ではインサートの摩耗量が大きいものであった。また、被覆層の厚みが１０μｍを越え、かつｐｆが０．５０を越える試料Ｎｏ．１０では耐欠損性が悪いものであった。さらに、ｐｆ／ｐｒが０．７５より小さい試料Ｎｏ．１１では耐摩耗性が悪く、ｐｆ／ｐｒが３．０を越える試料Ｎｏ．９では内刃で早期に欠損した。
【００４６】
これに対して、本発明に従い、被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０の試料Ｎｏ．１〜７では、いずれも耐欠損性および耐摩耗性に優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の回転工具の一実施形態にかかるドリルを示す概略側面図である。
【図２】図１のドリルを先端から見た概略正面図である。
【図３】図１のドリルによって切削した際の外刃と内刃の配置を説明するための模式図である。
【図４】図１のドリルに装着されるスローアウェイインサート（インサート）を示す平面図である。
【図５】図４のインサートを（ａ）矢印Ａ側から見た側面図であり、（ｂ）矢印Ｂ側から見た側面図である。
【図６】図４のインサートについて（ａ）Ｉ−Ｉ線の断面を示す拡大図であり、（ｂ）ＩＩ−ＩＩ線の断面を示す拡大図である。
【図７】図６のインサートの被覆層の成膜方法の一例であるアークイオンプレーティング成膜装置の模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ ドリル
２ 工具本体
３ スローアウェイインサート（インサート）
３ａ 一方のインサート
３ｂ 他方のインサート
４ ネジ
５ 内刃
６ 外刃
８ シャンク部
９ 切屑排出溝
１０ インサートポケット
１０ａ 内側のインサートポケット
１０ｂ 外側のインサートポケット
１１ 上面
１２ 側面
１４ 貫通穴
１５ 基体
１６ 被覆層
１７ 下面（着座面）
１８ 交差稜線部
１９、２０ ストレート
２１ 内刃ランド
２２ 内刃すくい面
２３ 内刃逃げ面
２４ 外刃陸部
２５ 突出部
２６ 外刃ランド
２７ 外刃ブレーカ溝
２８ 外刃すくい面
２９ 外刃逃げ面
３０ 外刃立ち上がり面
５０ アークイオンプレーティング成膜装置（ＡＩＰ装置）
５１ 真空チャンバ
５２ ガス導入口
５３ カソード電極
５４ アノード電極
５５ ターゲット
５６ 試料支持治具
５７ タワー
５８ 試料支持部
５９ ヒータ
６０ ガス排出口
６１ バイアス電源
Ｏ ドリルの回転軸
Ｌ１ 下面（着座面）に垂直な線
Ｌ２ 内刃すくい面の仮想延長線
Ｌ３ 下面（着座面）に平行な線
Ｌ４ 外刃すくい面の仮想延長線
Ｌ５ 外刃立ち上がり面の仮想延長線
α１ 内刃すくい角
α２ 外刃すくい角
β１ 内刃逃げ角
β２ 外刃逃げ角
γ 立ち上がり角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層で被覆され、すくい面と逃げ面との交差稜線部を切刃とする切削工具であって、前記被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつ前記被覆層のＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）のすくい面側における比率をｐｒ、逃げ面側における比率をｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０であることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることを特徴とする請求項１記載の切削工具。
【請求項３】
前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åであることを特徴とする請求項１または２記載の切削工具。
【請求項１】
基体の表面がＴｉとＡｌとを含む窒化物または炭窒化物からなる被覆層で被覆され、すくい面と逃げ面との交差稜線部を切刃とする切削工具であって、前記被覆層の層厚が３〜１０μｍであり、かつ前記被覆層のＣｕ−Ｋα線のＸ線回折ピークについての（４００）面の回折強度Ｉ（４００）と（３３１）面の回折強度Ｉ（３３１）との比率Ｉ（４００）／Ｉ（３３１）のすくい面側における比率をｐｒ、逃げ面側における比率をｐｆとするとき、ｐｒおよびｐｆがともに０．１５〜０．５０であり、かつｐｆ／ｐｒが０．７５〜３．０であることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
ｐｒが０．１５〜０．４５であり、ｐｆが０．２０〜０．５０であることを特徴とする請求項１記載の切削工具。
【請求項３】
前記（４００）面の面間隔ｄ（４００）と前記（３３１）面の面間隔ｄ（３３１）との差が０．０９０〜０．０９５Åであることを特徴とする請求項１または２記載の切削工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２８５７６０（Ｐ２００９−２８５７６０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３９３２４（Ｐ２００８−１３９３２４）
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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