耐熔敷崩刀性及耐剥离性优异的表面包覆切削工具的制作方法

本发明涉及一种在难切削材料的断续切削加工中，硬质包覆层具备优异的耐熔敷崩刀性及优异的耐剥离性的表面包覆切削工具(以下，称为包覆工具)。

背景技术：

以往，已知有通常在由碳化钨(以下，用wc表示)基硬质合金或碳氮化钛(以下，用ticn表示)基金属陶瓷构成的基体(以下，将它们统称为工具基体)的表面形成由以下(a)及(b)构成的硬质包覆层而成的包覆工具，该包覆工具使用于各种钢或铸铁等的切削加工，

(a)下部层为ti化合物层，该ti化合物层由均以化学蒸镀形成的ti的碳化物(以下，用tic表示)层、氮化物(以下，同样地用tin表示)层、碳氮化物(以下，用ticn表示)层、碳氧化物(以下，用tico表示)层及碳氮氧化物(以下，用ticno表示)层中的一层或两层以上构成，

(b)上部层为以化学蒸镀形成的氧化铝(以下，用al2o3表示)层。

但是，这种包覆工具在难切削材料(例如不锈钢、尤其是双相不锈钢)的切削加工、例如断续的冲击性高负荷作用于切削刃的断续切削加工中，容易产生因熔敷而引起的崩刀、剥离，存在工具寿命短的问题。

为了通过改善工具基体与硬质包覆层的粘附性来防止熔敷崩刀、剥离等，提出有各种提案。

例如，在专利文献1中，提出有如下包覆工具：作为工具基体，使用包含c的基体(例如，wc基硬质合金、金属陶瓷(以tic、ticn等为主要成分的陶瓷)、高速钢、陶瓷(碳化钛、碳化硅等)、金刚石烧结体)，且将与工具基体相接的层作为tin层，并使作为工具基体的成分的c扩散于tin层中，由此提高工具基体与包覆膜的粘附性，另一方面，为了平衡因tin层中存在c而包覆膜脆化的反作用，使c以在tin层的厚度方向上具有浓度分布的状态存在，使工具基体侧的c浓度高，且向着包覆膜的表面侧使其浓度降低。

于是，根据该包覆工具，能够改善工具基体与形成于其表面的包覆膜的粘附性，并且可防止包覆膜的脆化。

并且，在专利文献2中，以提高工具基体与硬质包覆层的粘附性、耐剥离性为目的，提出有在工具基体与硬质包覆层的界面形成有微细凹凸的包覆工具，所述微细凹凸为以俄歇能谱分析法测定的氧含量为10原子％以下且以算术平均粗糙度ra值换算的该界面的表面粗糙度为50～150nm，根据该包覆工具，在工具基体与硬质包覆层的界面不存在氧化物，且界面的凹凸具有规定的算术平均粗糙度ra，因此工具基体与硬质包覆层之间的粘附性良好而不产生崩刀、缺损或膜剥离。

专利文献1：国际公开第2013/157472号

专利文献2：日本特开2012-30309号公报

近年来，对切削加工中的省力化及节能化的要求强烈，随此，需要在更严酷的条件下使用包覆工具，例如在切削加工时反复进行工件的熔敷与脱离，由此在工具基体的切削刃附近与硬质包覆层的界面往往产生剥离。

例如，在作为严酷的切削加工条件的带槽材料(1スリット材)的高进给断续切削中，热循环施加于切削刃，但工具基体与硬质包覆层的热膨胀系数不同，因此由于热应力，比通常更容易产生涂层剥离。

而且，通过工具基体的塑性变形，在后刀面的远离切削刃0.5mm左右的部位有时产生遍及大面积的剥离。而且，该遍及大面积的剥离往往波及到切削刃附近而除去切削刃的硬质包覆层，因此导致工具寿命大幅改变。

如此，在单狭缝材料的高进给断续切削加工中，存在相较于通常的切削条件，工具寿命容易降低，而且寿命大幅改变的问题。

在上述专利文献1、专利文献2中提出的包覆工具均提高工具基体与硬质包覆层的粘附性，且防止自界面的剥离等的产生，但工件为尤其容易产生熔敷崩刀的难切削材料即双相不锈钢的带槽材料时，由于在切削刃附近的剥离的产生或在远离切削刃的位置的剥离的产生而使高进给断续切削加工中的工具寿命缩短。

因此，在难切削材料的切削加工中也要求耐熔敷崩刀性、耐剥离性优异的包覆工具。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种包覆工具，其防止切削加工时的基于热应力的剥离，并且提高工具基体与硬质包覆层的界面的附着强度，由此不管是在切削刃附近，还是在远离切削刃的位置都难以产生剥离。

本发明人等从如上所述的观点出发，对提高工具基体与硬质包覆层的粘附强度，且即使使用于如断续的冲击性高负荷作用于切削刃的双相不锈钢等难切削材料的高进给断续切削加工时，不管是在切削刃附近，还是在远离切削刃的位置，硬质包覆层具备优异的耐熔敷崩刀性、耐剥离性，且长期使用中发挥优异的切削性能的包覆工具进行了深入研究。

尤其，对包覆工具的切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的硬质包覆层的结构与粘附性的关联进行研究的结果，发现在切削刃附近及后刀面形成至少包含氮及碳的ti化合物层，并且在切削刃附近形成从工具基体与硬质包覆层的界面朝向硬质包覆层的表面而氮浓度逐渐增加的区域，进一步将切削刃附近的所述ti化合物层中的平均氮浓度设为比后刀面的远离切削刃的位置的所述ti化合物层中的平均氮浓度低时，可提高切削刃附近的工具基体与硬质包覆层的粘附性，由此可防止切削加工时的基于热应力的切削刃附近的剥离的产生，并且，在后刀面的远离切削刃附近的位置形成提高跟随工具基体的变形的能力的ti化合物层，从而能够抑制因工具基体的变形而引起的剥离的产生。

而且，发现在后刀面的远离切削刃附近的位置的ti化合物层中，沿与工具基体表面平行的方向形成氮浓度不同的区域(低氮区域及高氮区域)时，后刀面的远离切削刃附近的位置中的工具基体(后刀面)和ti化合物层的粘附性更加提高。

从而，发现形成上述结构的硬质包覆层的包覆工具即使在如双相不锈钢等难切削材料的高进给断续切削加工中，切削刃附近及远离切削刃的位置中的熔敷崩刀、剥离的产生也得到抑制，因此长期使用中发挥优异的切削性能，从而延长工具的寿命。

本发明是根据上述见解而完成的，其具有如下特征。

(1)一种表面包覆切削工具，在由wc基硬质合金或ticn基金属陶瓷构成的工具基体的表面形成有硬质包覆层，该表面包覆切削工具的特征在于，

(a)在工具基体表面形成有至少包含氮及碳的ti化合物层，

(b)在所述工具基体的切削刃附近，从工具基体表面沿垂直方向测定所述ti化合物层中的氮浓度时，在从工具基体表面向ti化合物层侧0.20μm以内的范围内，随着距工具基体的距离变远，所述ti化合物层中的氮浓度逐渐增加，且氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下，

(c)在所述切削刃附近形成于工具基体表面正上方的ti化合物层中的平均氮浓度比在后刀面的远离切削刃的位置形成于工具基体表面正上方的ti化合物层中的平均氮浓度低3原子％以上。

(2)根据(1)所记载的表面包覆切削工具，其特征在于，对于在所述后刀面的远离切削刃的位置形成于工具基体表面正上方的ti化合物层，沿与工具基体表面平行的方向测定氮浓度及碳浓度时，存在碳浓度高且氮浓度低(包括氮浓度零)的低氮区域与氮浓度高且碳浓度低(包括碳浓度零)的高氮区域。

(3)根据所述(1)或(2)所记载的表面包覆切削工具，其特征在于，在形成于工具基体表面正上方的至少包含氮及碳的所述ti化合物层的表面还形成有一层或多层ti化合物层。

(4)根据所述(3)所记载的表面包覆切削工具，其特征在于，在所述一层或多层ti化合物层的表面还形成有具有α型或κ型晶体结构的al2o3层。

另外，关于本发明中所说的“切削刃附近”，在为具有刃口修磨的工具时，是指刃口修磨部，另一方面，在为不具有刃口修磨的工具时，是指距切削刃0.02mm距离以内的区域。

并且，“后刀面的远离切削刃的位置”是指，从所述“切削刃附近”向后刀面侧远离0.4mm～0.6mm的位置。

结合附图对本发明进行以下详细的说明。

图1表示形成于本发明包覆工具的切削刃附近的工具基体表面的硬质包覆层的纵截面示意图的一例。

并且，在图2的(a)及(b)中示出形成于本发明包覆工具的后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体表面的硬质包覆层的纵截面示意图的一例，图2的(a)表示一方式，并且，图2的(b)表示另一方式。

根据图1所示的本发明包覆工具，在切削刃附近的由wc基硬质合金或ticn基金属陶瓷构成的工具基体1的表面正上方，作为第一ti化合物层2，形成有氮浓度从工具基体侧朝向硬质包覆层表面侧而逐渐增加且至少包含氮及碳的ti化合物层(例如，ticn层)，在其上方，作为第二ti化合物层3，形成有一层或多层ti化合物层(例如，氮浓度、碳浓度均匀的ticn层)，在其上方还形成有al2o3层4。

所述第一ti化合物层2例如为沿层厚方向，层中所含有的氮浓度从工具基体表面侧朝向硬质包覆层表面侧逐渐增加的层，换言之，可以说是在切削刃附近的工具基体表面正上方形成有tic或高碳浓度的ticn区域5，且在其上方形成有tin或高氮浓度的ticn区域6的ti化合物层。

另一方面，第二ti化合物层3例如为由在层内成分浓度大致均匀的ticn层构成的ti化合物层，且不需要沿层厚方向的氮浓度的变化。

因此，关于所述第一ti化合物层2与第二ti化合物层3，即使假设为如ticn系那样成分体系相同的层，但在是否存在沿层厚方向的成分浓度的变化的方面，可以说是不同层结构的ti化合物层。

图2的(a)表示在后刀面的远离切削刃的位置形成于工具基体表面的硬质包覆层的一方式的纵截面示意图。

根据图2的(a)所示的本发明包覆工具，在后刀面的远离切削刃的位置，在由wc基硬质合金或ticn基金属陶瓷构成的工具基体1的表面正上方作为第一ti化合物层2’形成有至少包含氮的ti化合物层，在其上方，作为第二ti化合物层3，例如形成有氮浓度、浓度分布等与第一ti化合物层2’不同的ticn层，在其上方还形成有al2o3层4、最外层。所述第一ti化合物层2’为至少包含氮的ti化合物层，且能够与第一ti化合物层2同样地，作为氮浓度从工具基体侧朝向硬质包覆层表面侧逐渐增加的例如ticn层而形成，但在第一ti化合物层2’中，无需一定要沿层厚方向改变层内的氮浓度，也可以作为遍及层内而大致均匀的成分浓度的ti化合物层而形成。

对于形成于第一ti化合物层2’的表面的第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层，与图1的情况相同。

形成于切削刃附近的工具基体表面正上方的至少包含氮及碳的第一ti化合物层2：

如图1所示，形成于工具基体1的切削刃附近的表面正上方的第一ti化合物层2为至少包含氮及碳的ti化合物层，例如为ticn层或ticno层，优选为ticn层。

对于所述第一ti化合物层2，从工具基体1的表面沿垂直方向，在向第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内测定氮浓度时，随着距工具基体1的表面的距离变远，氮浓度逐渐增加，其结果，在第一ti化合物层2内形成碳浓度高且氮浓度低(包括氮浓度零)的低氮区域5及氮浓度高且碳浓度低(包括碳浓度零)的高氮区域6。

而且，在所述第一ti化合物层2内存在低氮区域5及高氮区域6，由此切削刃附近的工具基体1与所述第一ti化合物层2的粘附性提高，并且可防止切削时的基于热应力的切削刃附近的所述第一ti化合物层2的剥离的产生，其结果，耐熔敷崩刀性、耐剥离性提高。

通过上述结构的第一ti化合物层2，粘附性、耐剥离性提高的理由如下。

首先，作为为了提高粘附性而第一ti化合物层2所要求的条件，能够举出以下(a)～(c)。

(a)第一ti化合物层2整体的韧性：

已知有在进行切削时，由于切削热及因切削而施加于刀尖的负荷，使得例如由wc基硬质合金组成的工具基体1变形，但第一ti化合物层2整体的韧性越高，即使工具基体1变形，也越难产生第一ti化合物层2的破损，从而硬质包覆层能够跟随工具基体1的变形。

相反地，第一ti化合物层2整体的韧性低的情况下，工具基体1变形时，第一ti化合物层2内部产生龟裂等，若在这种状态下，工具基体1进一步变形，则第一ti化合物层2从内部破损而脱离工具基体1。(另外，该现象严格来说，并非“剥离”而是“第一ti化合物层2的破损”，但第一ti化合物层2比其它的层薄，因此观察起来犹如产生了剥离。)

比较tic与tin，tin的韧性更优异，因此可以说为了跟随切削加工时的工具基体1的变形而变形，第一ti化合物层2整体上优选氮量多。

(b)形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2的韧性：

如上所述，第一ti化合物层2整体的韧性越高，工具基体1变形时越难产生第一ti化合物层2自身的破损，从而硬质包覆层能够跟随变形。

而且，形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2的韧性高的情况下，即使工具基体1大幅变形时，硬质包覆层(第一ti化合物层2)也能够跟随工具基体1的变形。

即，在第一ti化合物层2整体的韧性高，但形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2的韧性低的情况下，工具基体1变形时，第一ti化合物层2内部不会产生龟裂，但有时在工具基体1与第一ti化合物层2的界面产生龟裂，从该界面产生剥离。

另外，如上所述，比较tic与tin，tin的韧性更优异，为了克服工具基体1的变形，作为工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2，优选氮量多。

但是，本发明人通过实验确认到如下内容：“相较于‘在基体表面正上方形成氮浓度均匀的ti化合物层’，‘在基体表面正上方使氮浓度高的ti化合物与氮浓度低的ti化合物共存’会很难产生自工具基体的剥离”。

即，确认到如下内容：相较于在工具基体1表面形成具有tic0.5n0.5均匀组成的ti化合物层，遍及层厚方向，例如在相当于50％的层厚的表面侧的层中形成tic0.3n0.7，并在相当于剩余的50％的层厚的工具基体侧的层中形成tic0.7n0.3，会很难产生自工具基体表面及ti化合物层的界面的剥离。

这可推测为包覆有氮浓度低且缺乏韧性的ti化合物的区域无法跟随工具基体1的变形，且即使界面产生龟裂，也能够在包覆有氮浓度高且韧性丰富的ti化合物的区域停止龟裂的发展，因此表观上韧性(相对于龟裂的发展的阻力)得到提高。

(c)工具基体1与其表面正上方的第一ti化合物层2的热膨胀率之差：

工具基体1与形成于其表面正上方的第一ti化合物层2的热膨胀系数之差越小，因断续切削时的刀尖温度的变化而施加于界面的热应力变得越小，因此很难产生剥离。

关于在室温25℃至1000℃之间测定的热膨胀系数，wc基硬质合金大约为6.0×10^-6/℃(严格来说，根据组成而不同)、tic为7.7×10^-6/℃、tin为9.2×10^-6/℃，因此为了减小基于刀尖温度的变化而施加于界面的热应力，形成于wc基硬质合金基体正上方的ti化合物层优选氮浓度小。

另外，ticn基金属陶瓷的热膨胀系数大约为8.0×10^-6/℃(严格来说，根据组成而不同)，因此为了克服刀尖温度的变化，作为形成于ticn基金属陶瓷基体表面的ti化合物层，最优选为具有与ticn基金属陶瓷成为相同的热膨胀率的氮量的ticn层(根据ticn基金属陶瓷的组成而不同，大约为氮量10原子％、碳量40原子％左右的ti50c40n10)。

关于在切削刃附近的工具基体1的表面正上方形成随着从工具基体表面沿垂直方向距离变远而氮浓度逐渐增加的第一ti化合物层2而成的本发明包覆工具(参考图1)，通过上述的理由，切削刃附近的工具基体1与第一ti化合物层2的粘附性提高，并且耐剥离性提高。上述理由归纳为：

(1)第一ti化合物层2整体上氮浓度高则能够确保韧性，从而能够跟随wc基硬质合金基体1的变形。

(2)与工具基体1的表面相接的第一ti化合物层2的氮浓度低(存在低氮区域5)，因此与工具基体1的热膨胀差变小，且第一ti化合物层2的内部的热膨胀率的变化缓慢，因此因刀尖温度变化而产生于界面的热应力变小。

另外，第一ti化合物层2的平均层厚优选为0.2～2.0μm，其理由为，若平均层厚小于0.2μm，则沿层厚方向逐渐增加氮浓度而得到的与工具基体1的粘附性提高效果较小，另一方面，若平均层厚超过2.0μm，则很难确保耐磨性优异的其它层的厚度。

能够通过第一ti化合物层2的形成来确保粘附性、耐剥离性，但高温硬度、高温强度比第二ti化合物层3差，因此在为了提高耐磨性等而欲加厚包含第二ti化合物层3等的硬质包覆层的总层厚时，反而导致容易产生剥离，因此第一ti化合物层2的平均层厚优选设为“能够确保粘附性的必要最小限度的层厚”。

并且，在所述氮浓度的逐渐增加中，需要形成从工具基体1的表面沿垂直方向向第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下的区域。

其理由为，在向所述第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内的氮浓度的平均浓度梯度小于20原子％/μm时，逐渐增加氮浓度而得到的效果小，因此无法充分地兼顾“第一ti化合物层2整体的韧性”与“减小形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2的热膨胀差”。

并且，若氮浓度的平均浓度梯度超过300原子％/μm，则第一ti化合物层2中的热膨胀率变得过于急剧变化，因此针对刀尖温度变化的耐久性降低(热膨胀率的变化过大，因此温度发生变化时的热应力变大，容易产生自界面的剥离)。

所述第一ti化合物层2(即，至少包含氮及碳的ti化合物层，且从工具基体1的表面沿垂直方向，向第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下的第一ti化合物层2)的成膜，与后述的第一ti化合物层2’的成膜也有密切的关联，但例如能够通过以下方法进行。

首先，在基于化学蒸镀法的通常条件，例如在以下条件下，在工具基体1的切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置蒸镀tin之后，用刷子等仅去除蒸镀于切削刃附近的tin，

反应气体组成(体积％)：ticl43.5～5.0％、n215～35％、h2剩余，

反应气氛温度：880～920℃，

反应气氛压力：9～35kpa，

接着，在以下条件下，最先蒸镀低氮浓度ticn，

反应气体组成(体积％)：ticl41.0％、ch3cn0.5～1.5％，n28～25％，h2剩余，

反应气氛温度：880～920℃，

反应气氛压力：5～9kpa，

然后，逐渐减少ch3cn量，并且逐渐改变其它气体的浓度及反应气氛压力，最终在高氮浓度的ticn的蒸镀条件，例如在以下条件下，对高氮浓度的ticn进行蒸镀，由此能够形成从工具基体1的表面沿垂直方向具有规定的氮浓度的平均浓度梯度的第一ti化合物层2，

反应气体组成(体积％)：ticl41.5～5.0％、ch3cn0.1％、n28～25％、h2剩余，

反应气氛温度：880～920℃，

反应气氛压力：5～9kpa。

另外，代替所述高氮浓度的ticn的蒸镀，在通常的tin的蒸镀条件，例如，在以下条件下，对tin进行蒸镀，由此也能够形成从工具基体1的表面沿垂直方向具有规定的氮浓度的平均浓度梯度的第一ti化合物层2。

反应气体组成(体积％)：ticl43.5～5.0％、n215～35％、h2剩余，

反应气氛温度：880～920℃，

反应气氛压力：9～35kpa，

通过如上所述的蒸镀，在成膜初期，切削刃附近的工具基体1的表面正上方形成有至少包含碳的ti化合物层(在上述例中为低氮浓度的ticn层)，接着，进行高氮浓度的ticn层或tin层的成膜，且逐渐改变层中的氮浓度，由此作为第一ti化合物层2，能够形成从工具基体表面沿垂直方向，向第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内存在氮浓度逐渐增加(氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下)的区域的第一ti化合物层2(换言之，存在tic或低氮浓度的ticn区域5及tin或高氮浓度的ticn区域6的ti化合物层)。

另外，以第一ti化合物中的氮浓度在从基体表面0.2μm为止的范围内逐渐发生变化的方式分多次进行成膜，由此也能够得到粘附性优异，并且具备针对刀尖温度变化的耐久性，具有优异的耐熔敷崩刀性、耐剥离性的第一ti化合物层2。

通过在上述条件下形成第一ti化合物层2，切削刃附近的工具基体1与第一ti化合物层2的粘附性提高，并且具备针对刀尖温度变化的耐久性，因此在双相不锈钢等难切削材料的断续切削中，能够抑制熔敷崩刀、剥离等的产生。

但是，为了在长期使用中保持优异的耐磨性，优选在第一ti化合物层2的表面，根据需要形成由一层或多层ti化合物层构成的第二ti化合物层3，或进一步形成由耐磨性优异的α-al2o3层或κ-al2o3层构成的al2o3层4。

第二ti化合物层3：

第二ti化合物层3能够由一层或多层ti化合物层形成，具体而言，能够由选自tic层、tin层、ticn层、tico层及ticno层中的任一一层以上或至少含有氮及碳，且具有随着距工具基体的距离变远而氮量逐渐发生变化的倾斜组成的ti化合物层形成。

从高温硬度、高温强度优异的观点考虑，优选的第二ti化合物层3为ticn层，但即使为任意的ti化合物层，也提高硬质包覆层整体的高温硬度、高温强度。并且同时，与第一ti化合物层2的粘附性优异，并且，在第二ti化合物层3的表面形成了由α-al2o3层或κ-al2o3层构成的al2o3层4时，与该al2o3层4的粘附性也优异。

第一ti化合物层2与第二ti化合物层3的平均总层厚优选为2～25μm。其理由为，若小于2μm，则无法充分确保高温硬度、高温强度，从而基于耐磨性提高的寿命延长效果小，另一方面，若平均总层厚超过25μm，则断续切削加工时产生崩刀、剥离等。

al2o3层4及最外层：

在第二ti化合物层3上形成具有α型或κ型晶体结构的al2o3层4时，众所周知，可提高高温硬度及耐热性。

但是，在具有α型或κ型晶体结构的al2o3层4的平均层厚小于0.5μm时，基于耐磨性提高的寿命延长效果小，另一方面，若其平均层厚超过20μm，则al2o3晶粒容易粗大化，其结果，降低高温硬度、高温强度，而且断续切削加工时产生崩刀、剥离等，因此将具有α型或κ型晶体结构的al2o3层4形成于第二ti化合物层3上时，优选将其平均层厚设为0.5～20μm。

并且，为了提高刀尖识别性，也可以在al2o3层4上形成tin等，还可以在形成硬质包覆层之后，对al2o3层4实施喷丸硬化等处理。

图2的(a)表示在后刀面的远离切削刃的位置形成于工具基体表面的硬质包覆层的一方式的纵截面示意图。

根据图2的(a)，本发明包覆工具在后刀面的远离切削刃的位置，在由wc基硬质合金或ticn基金属陶瓷构成的工具基体1的表面正上方形成有至少包含氮的第一ti化合物层2’，在其上方形成有由一层或多层构成的第二ti化合物层3(例如，ticn层)，在其上方还形成有al2o3层4、最外层。

形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2’由韧性优异且能够跟随工具基体1的变形而变形的tin或高氮浓度的ticn层形成，以防止产生切削加工时的基于工具基体1的变形的大规模的剥离。

为此，需要规定在切削刃附近形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2(参考图1)中的平均氮浓度与形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1表面正上方的第一ti化合物层2’中的平均氮浓度之间的关系，具体而言，需要以在切削刃附近形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2(参考图1)中的平均氮浓度比形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2’中的平均氮浓度低3原子％以上的值的方式使它们保持平衡。

由此，能够防止基于工具基体1的变形、热应力引起的切削刃附近的第一ti化合物层2的剥离的产生的同时，防止因工具基体1的变形而引起的后刀面的远离切削刃的位置中的第一ti化合物层2’的剥离的产生。

对于在形成于后刀面的远离切削刃的位置的所述第一ti化合物层2’的上方进一步形成的第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层，与形成于切削刃附近的上述第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层的情况相同。

如上所述，在切削刃附近的工具基体表面形成第一ti化合物层2，还形成第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层(参考图1)，由此可防止基于工具基体的变形、热应力的剥离的产生，并且，在后刀面的远离切削刃的位置的工具基体表面形成第一ti化合物层2’，还形成第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层(参考图2的(a))，由此防止在后刀面的远离切削刃的位置因工具基体的变形而引起的大规模的剥离的产生，因此本发明包覆工具不产生熔敷崩刀、也不产生剥离，且长期使用中发挥优异的耐磨性。

接着，利用图2的(b)对形成于本发明包覆工具的后刀面的远离切削刃的位置的硬质包覆层的另一方式进行说明。

根据图2的(b)的本发明包覆工具，在后刀面的远离切削刃的位置，在由wc基硬质合金或ticn基金属陶瓷构成的工具基体1的表面正上方形成有至少包含氮及碳的第一ti化合物层2”，在其上方形成有由一层或多层ti化合物层构成的第二ti化合物层3，在其上方还形成有al2o3层4。

形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2”为如下层：具备优异的韧性且能够跟随工具基体1的变形而变形，以防止产生切削加工时的基于工具基体的变形的大规模的剥离，并且与工具基体1的热膨胀差降低，针对刀尖温度变化的耐久性得到提高，由此更进一步提高了耐熔敷崩刀性、耐剥离性。

如图2的(b)所示，在距工具基体表面的距离0.04μm的位置，沿与工具基体表面平行的方向l测定在后刀面的远离切削刃的位置形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2”中的氮浓度及碳浓度时，形成有碳浓度高且氮浓度低(包括氮浓度零)的低氮区域7及氮浓度高且碳浓度低(包括碳浓度零)的高氮区域8。

而且，在所述低氮区域7，向与所述工具基体1的表面垂直的方向，测定所述第一ti化合物层2”中的氮浓度时，与上述第一ti化合物层2同样地，形成在从工具基体1的表面向第一ti化合物层2”侧0.2μm以内的范围内，随着距工具基体1的距离变远而所述第一ti化合物层2”中的氮浓度逐渐增加，且氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下的第一ti化合物层2”。

在所述第一ti化合物层2”中，基于沿与工具基体1的表面垂直的方向形成的氮浓度梯度的作用效果与上述第一ti化合物层2中的基于沿与工具基体1的表面垂直的方向形成的氮浓度梯度的作用效果相同。

并且，关于沿与工具基体1的表面平行的方向l形成的碳浓度高且氮浓度低(包括氮浓度零)的低氮区域7，防止伴随工具基体1的温度变化的热应力而引起的后刀面中的剥离的产生，同时形成有氮浓度高且碳浓度低(包括碳浓度零)的高氮区域8，由此不仅确保第一ti化合物层2”的韧性，而且还防止因工具基体1的变形而引起的剥离的产生。

因此，沿与工具基体1的表面平行的方向l，在第一ti化合物层2”中低氮区域7与高氮区域8共存，由此耐熔敷崩刀性、耐剥离性更加提高。另外，“低氮区域7”与“高氮区域8”的氮浓度差优选为3原子％以上，更优选为8原子％以上。

并且，需要以在切削刃附近形成于工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2(参考图1)中的平均氮浓度比为形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2”中的平均氮浓度低3原子％以上的值的方式使它们保持平衡。

由此，不仅能够在切削刃附近的第一ti化合物层2中防止因工具基体1的变形、热应力而引起的剥离的产生，而且还能够在后刀面的远离切削刃的位置的第一ti化合物层2”中防止因工具基体1的变形、热应力而引起的剥离的产生。

另外，在形成于后刀面的远离切削刃的位置的所述第一ti化合物层2”的上方，根据需要还能够形成第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层，但对于它们的作用，与已经叙述的第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层的情况相同。

成膜法：

本发明的包覆工具中，形成于切削刃附近的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2与形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2’(参考图1、图2的(a))为层结构不同的ti化合物层，例如能够通过如下方法成膜。

(a)首先，通过通常的cvd装置，在至少包含切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面蒸镀形成tin层。

(b)接着，用刷子等任意的手段去除包覆形成于工具基体1的切削刃附近的tin层。

(c)接着，在cvd装置内，在包含不存在tin层的切削刃附近及形成有tin层的后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面蒸镀形成ticn，且调整蒸镀条件(气体组成)，以使n浓度逐渐增加，并持续进行蒸镀，直至成为规定的层厚。

(d)接着，根据需要，在cvd装置内蒸镀形成作为第二ti化合物层3、al2o3层4或最外层的tin层。

通过上述成膜法，能够制作具备图1所示的切削刃附近的第一ti化合物层2及图2的(a)所示的后刀面的远离切削刃的位置的第一ti化合物层2’(或者，还具备第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层)的本发明包覆工具。

并且，还能够通过如下方法成膜。

(a)首先，通过通常的cvd装置，在至少包含切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面蒸镀形成ticn，且调整蒸镀条件(气体组成)，以使n浓度逐渐增加。

(b)接着，用刷子等任意的手段去除包覆形成于工具基体1的后刀面的远离切削刃的位置的、n浓度逐渐增加的ticn层。

(c)接着，在cvd装置内，在包含存在n浓度逐渐增加的ticn层的切削刃附近及不存在n浓度逐渐增加的ticn层的后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面蒸镀形成tin，并持续进行蒸镀，直至成为规定的层厚。

(d)接着，根据需要，在cvd装置内蒸镀形成作为第二ti化合物层3、al2o3层4或最外层的tin层。

通过上述成膜法，能够制作具备图1所示的切削刃附近的第一ti化合物层2及图2的(a)所示的后刀面的远离切削刃的位置的第一ti化合物层2’(或者，还具备第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层)的本发明包覆工具。

并且，在切削刃附近的工具基体1的表面正上方具备第一ti化合物层2、在后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面正上方具备第一ti化合物层2”的包覆工具(参考图1、图2的(b))例如能够通过如下方法成膜。

(a)首先，通过通常的cvd装置，在至少包含切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面微量蒸镀高氮浓度的ticn(另外，在此，微量蒸镀的高氮浓度的ticn最终成为形成于第一ti化合物层2”中的高氮区域8)。

(b)接着，用刷子等任意的手段去除微量蒸镀于工具基体1的切削刃附近的ticn。

(c)接着，在cvd装置内，在包含ticn被去除的切削刃附近及微量蒸镀有高氮浓度的ticn的后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面蒸镀形成低氮浓度的ticn层，且调整蒸镀条件(气体组成)，以使n浓度逐渐增加，最终蒸镀形成高氮浓度的ticn层(还可以是tin层)，直至成为规定的层厚。

(d)接着，根据需要，在cvd装置内蒸镀形成作为第二ti化合物层3、al2o3层4或最外层的tin层。

通过上述成膜法，能够制作具备图1所示的切削刃附近的第一ti化合物层2及图2的(b)所示的后刀面的远离切削刃的位置的第一ti化合物层2”(或者，还具备第二ti化合物层3、al2o3层4、最外层)的本发明包覆工具。

本发明的包覆工具中，在切削刃附近的工具基体1的表面正上方，作为第一ti化合物层2形成至少包含氮及碳且在该层中从工具基体1的表面沿垂直方向，向第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内氮浓度逐渐增加的第一ti化合物层2，由此能够防止基于热应力的剥离的产生及伴随工具基体1的变形的剥离的产生。

并且，在后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方形成有第一ti化合物层2’，从而能够防止伴随工具基体的变形的剥离的产生，并且，在形成有第一ti化合物层2”时，能够防止基于热应力的剥离的产生及伴随工具基体的变形的剥离的产生。

因此，本发明的包覆工具中，作为硬质包覆层，至少将所述第一ti化合物层2形成于切削刃附近的工具基体1的表面正上方，并且，将所述第一ti化合物层2’或第一ti化合物层2”形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方，由此在作用有断续的冲击性高负荷的双相不锈钢等的难切削材料的断续切削加工中，抑制熔敷崩刀的产生、剥离的产生，并能够在长期使用中发挥优异的耐磨性，从而延长包覆工具的寿命。

附图说明

图1表示本发明包覆工具的形成于切削刃附近的工具基体1的表面的硬质包覆层的纵截面示意图的一例。

图2为本发明包覆工具的形成于后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面的硬质包覆层的纵截面示意图的一例，(a)表示一方式，并且，(b)表示另一方式。

具体实施方式

接下来，根据实施例对本发明的包覆工具更具体地进行说明。

实施例1

作为原料粉末，准备均具有1～3μm的平均粒径的wc粉末、tic粉末、zrc粉末、tac粉末、nbc粉末、cr3c2粉末、tin粉末及co粉末，将这些原料粉末配合成表1所示的配合组成，进一步添加石蜡，并在丙酮中用球磨机混合24小时，进行减压干燥之后，以98mpa的压力冲压成型为规定形状的压坯，对该压坯在5pa的真空中，在以1370～1470℃的范围内的规定温度保持1小时的条件下进行真空烧结，在烧结之后，对切削刃部实施r：0.04mm的刃口修磨加工，由此制造了具有iso·cnmg120408中所规定的刀片形状的wc基硬质合金制工具基体a、b。

并且，作为原料粉末，准备均具有0.5～2μm的平均粒径的ticn(以质量比计为tic/tin＝50/50)粉末、nbc粉末、tac粉末、wc粉末、zrc粉末、mo2c粉末、co粉末及ni粉末，将这些原料粉末配合成表2所示的配合组成，用球磨机湿式混合24小时，进行干燥之后，以98mpa的压力冲压成型为压坯，对该压坯在1.3kpa的氮气氛中，在以温度：1540℃保持1小时的条件下进行烧结，进行烧结之后，对切削刃部分实施r：0.04mm的刃口修磨加工，由此形成了具有iso标准·cnmg120408的刀片形状的ticn基金属陶瓷制工具基体c。

接下来，使用通常的化学蒸镀装置，在表3中作为形成符号a～d而示出的条件下，在这些工具基体a～c的表面蒸镀形成了图1所示的第一ti化合物层2及图2的(a)所示的第一ti化合物层2’。

例如，对于基于形成符号a的形成条件，更具体而言为如下。(a)首先，在包含切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面，在表3所示的条件a下蒸镀tin层。

(b)接着，用刷子仅去除包覆形成于工具基体1的切削刃附近的tin层。

(c)接着，在包含用刷子去除了tin层的切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面，在表3所示的条件a下蒸镀形成低氮浓度的ticn层，接着，同样地在表3所示的条件a下，将气体条件及反应气氛压力逐渐改变为高氮浓度ticn的形成条件并持续进行蒸镀，由此在切削刃附近形成表6所示的第一ti化合物层2，并且，在后刀面的远离切削刃的位置同样地形成表6所示的第一ti化合物层2’。

(d)接着，对于若干个工具基体，在第一ti化合物层2及第一ti化合物层2’的表面，在表4所示的条件下蒸镀形成了表5所示的第二ti化合物层3、al2o3层4或作为切削刃识别用最外层的tin层。

通过上述成膜，在切削刃附近的工具基体1的表面正上方形成有表6所示的第一ti化合物层2，并且，在后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面正上方制作了形成有表6所示的第一ti化合物层2’的本发明包覆工具1～14。

另外，如表6所示，通过上述成膜，形成有从切削刃附近的工具基体1的表面沿垂直方向，向第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内氮浓度逐渐增加，且氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下的第一ti化合物层2，而且第一ti化合物层2中的平均氮浓度比第一ti化合物层2’的平均氮浓度低3原子％以上。

以进行比较为目的，在工具基体a～c的表面，在表3中作为形成符号g～h而示出的条件下蒸镀第一ti化合物层2、第一ti化合物层2’，进一步，同样地在表4所示的条件下形成表5所示的第二ti化合物层3、具有α型或κ型晶体结构的al2o3层4，进一步，对于若干个工具基体，形成作为切削刃识别用最外层的tin层，由此制作了表7所示的比较例包覆工具1～14。

对上述本发明包覆工具1～14、比较例包覆工具1～14的工具基体1的表面与第一ti化合物层2、第一ti化合物层2’的界面附近，通过俄歇电子能谱法，测定了切削刃附近的第一ti化合物层2及后刀面的远离切削刃的位置中的第一ti化合物层2’中的各位置中的氮浓度(原子％)。

更具体而言，首先在切削刃附近，在从厚度方向倾斜15°的面上进行斜面研磨，实施了cp研磨。

接着，在夹持工具基体1的表面与第一ti化合物层2的界面的界面附近区域进行线分析，分别测定了相当于从工具基体1的表面与第一ti化合物层2的界面向第一ti化合物层2的内部0.04μm的位置(将该位置称为“位置a”。位置a为“在与厚度方向平行的面上进行研磨时，从工具基体1的表面与第一ti化合物层2的界面向第一ti化合物层2的内部0.04μm的位置”。因此，在从厚度方向倾斜15°的面上进行研磨并分析时，根据0.04/sin(15°)＝0.15，从工具基体1的表面与第一ti化合物层2的界面向第一ti化合物层2的内部0.15μm的位置为位置a。)中的氮浓度、相当于从界面向第一ti化合物层2的内部0.12μm的位置(称为“位置b”)中的氮浓度、相当于从界面向第一ti化合物层2的内部0.20μm的位置(称为“位置c”)中的氮浓度。

而且，在5个不同的界面附近区域进行所述线分析，且对在各位置测定的氮浓度进行平均，并求出该值作为第一ti化合物层2的各位置中的“氮浓度(原子％)”。

接着，通过与上述同样的方法测定后刀面的远离切削刃的位置中的第一ti化合物层2’中的各位置中的氮浓度(原子％)，且对在后刀面的与切削刃隔开的各位置测定的氮浓度进行平均，并求出该值作为第一ti化合物层2’的各位置中的“氮浓度(原子％)”。

另外，如本发明例包覆工具1的“后刀面的远离切削刃的位置”，尽管形成了tin膜，但位置a中的氮量有时并非为50原子％，其理由可推测为从基体有微量的碳扩散。

而且，根据上述中求出的第一ti化合物层2、第一ti化合物层2’的“氮浓度(原子％)”，将第一ti化合物层2、第一ti化合物层2’的位置a和位置b之间的氮浓度的平均浓度梯度计算为平均浓度梯度ba(原子％/μm)＝(位置b中的氮浓度-位置a中的氮浓度)/(0.12-0.04)，并且，将位置b和位置c之间的氮浓度的平均浓度梯度计算为平均浓度梯度cb(原子％/μm)＝(位置c中的氮浓度-位置b中的氮浓度)/(0.20-0.12)。

表6中示出上述中求出的“氮浓度(原子％)”、平均浓度梯度ba(原子％/μm)及平均浓度梯度cb(原子％/μm)。

在此，将“平均浓度梯度ba(原子％/μm)与平均浓度梯度cb(原子％/μm)均为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下”设为“在切削刃附近，从工具基体1的表面沿垂直方向测定氮浓度时，从工具基体1的表面向第一ti化合物层2侧0.20μm以内的范围内，随着距工具基体1的距离变远，所述第一ti化合物层2中的氮浓度逐渐增加，且氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下”。

另外，对于第一ti化合物层2、第一ti化合物层2’的形成方法，除了逐渐改变气体浓度及成膜气氛压力的方法以外，还可以阶段性地改变气体条件。

此时，若满足“平均浓度梯度ba(原子％/μm)及平均浓度梯度cb(原子％/μm)均为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下”的条件，则能够得到粘附性、耐剥离性优异的第一ti化合物层2、第一ti化合物层2’。

并且，对于切削刃附近的第一ti化合物层2，以及后刀面的远离切削刃的位置中的第一ti化合物层2’，通过以下方法求出该层整体的平均氮浓度，计算了第一ti化合物层2的平均氮浓度与后刀面的远离切削刃的位置中的第一ti化合物层2’的平均氮浓度之差。

即，本发明中所说的层的平均氮浓度的测定方法及定义如下。

通过俄歇电子能谱法的线性扫描，将线的宽度设为10μm，且与工具基体/ticn界面垂直地进行线性扫描，并分别测定相当于从工具基体1的表面与第一ti化合物层2的界面向第一ti化合物层2的内部0.04μm的位置(位置a)中的氮浓度(ca)、相当于向第一ti化合物层2的内部0.12μm的位置(称为“位置b”)中的氮浓度(cb)、相当于从界面向第一ti化合物层2的内部0.20μm的位置(称为“位置c”)中的氮浓度(cc)，求出位置a、b、c这3点的氮浓度的平均值(ca+cb+cc)/3。

在5个不同的工具基体/ticn界面进行该线性扫描，将5处的(ca+cb+cc)/3的平均值定义为“层的平均氮浓度”。

将这些值示于表6、表7。

并且，对于上述中制作的本发明包覆工具1～14、比较例包覆工具1～14，使用扫描式电子显微镜测定各构成层的层厚，并求出了平均层厚。

将这些值示于表5～表7。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

接下来，对于上述本发明包覆工具1～14及比较例包覆工具1～14，均在工具钢制车刀的前端部用固定夹具紧固的状态下，进行以下条件下的双相不锈钢的湿式断续切削加工试验，且测定后刀面磨损宽度(mm)，并且进行肉眼观察，由此确认了切削刃附近的损伤状态、后刀面的远离切削刃的位置中的损伤状态，

工件：jis·sus329的长度方向带1条纵槽的圆棒、

切削速度：130m/min.，

切深量：2.0mm，

进给速度：0.40mm/rev.，

切削时间：1.0分钟，

切削油：水溶性冷却液。

将其结果示于表8。

[表8]

根据表8所示的结果，本发明包覆工具1～14中，在切削刃附近的工具基体表面正上方包覆形成有至少包含氮及碳的第一ti化合物层2，且形成有从工具基体的表面沿垂直方向，向该层的内部0.2μm为止的范围内氮浓度逐渐增加的氮浓度的分布，且形成于切削刃附近的工具基体表面正上方的第一ti化合物层2中的平均氮浓度比形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体表面正上方的第一ti化合物层2’的平均氮浓度低3原子％以上，由此能够抑制切削刃附近的基于热应力的剥离的产生及伴随工具基体的变形的剥离的产生，还能够抑制后刀面的远离切削刃的位置中的伴随工具基体的变形的剥离的产生。

相对于此，明确可知，在比较例包覆工具中，未形成有本发明中所规定的层结构的第一ti化合物层2及第一ti化合物层2’，因此产生因热应力或工具基体的变形而引起的剥离，由此工具寿命缩短，相较于本发明包覆工具，切削性能差。

实施例2

接下来，使用通常的化学蒸镀装置，并在表9中作为形成符号j～m而示出的条件下，在所述工具基体a～c的表面蒸镀形成了图1所示的第一ti化合物层2及图2的(b)所示的第一ti化合物层2”。

例如，基于形成符号j的形成条件为如下。

(a)首先，在包含切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面，在表9所示的条件j下微量蒸镀了高氮浓度的ticn。

(b)接着，用刷子仅去除微量蒸镀于工具基体1的切削刃附近的高氮浓度的ticn。

(c)接着，在包含用刷子去除了高氮浓度的ticn的切削刃附近及后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面，在表9所示的条件j下蒸镀形成低氮浓度的ticn层，且一边调整气体条件及反应气氛压力，一边继续进行蒸镀，以使n浓度逐渐增加，最终蒸镀形成高氮浓度的ticn层(或tin层)，在切削刃附近形成表10所示的第一ti化合物层2，并且，在后刀面的远离切削刃的位置形成表10所示的第一ti化合物层2”。

(d)接着，对于若干个工具基体，在第一ti化合物层2及第一ti化合物层2”的表面，在表4所示的条件下形成了表5中分别所示的第二ti化合物层3、al2o3层4或作为切削刃识别用最外层的tin层。

通过上述成膜，制作了在切削刃附近的工具基体1的表面正上方形成有表10所示的第一ti化合物层2，并且，在后刀面的远离切削刃的位置的工具基体1的表面正上方形成有表10所示的第一ti化合物层2”的本发明包覆工具15～28。

另外，如表10所示，通过上述成膜，形成有从切削刃附近的工具基体1的表面沿垂直方向，在向第一ti化合物层2的内部0.2μm为止的范围内氮浓度逐渐增加，且氮浓度的平均浓度梯度为20原子％/μm以上且300原子％/μm以下的第一ti化合物层2，而且第一ti化合物层2中的平均氮浓度比第一ti化合物层2”的平均氮浓度低3原子％以上。

并且，通过上述成膜，对于形成于后刀面的远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2”，如表10所示，沿与工具基体1的表面平行的方向形成有低氮区域及高氮区域。

对于本发明包覆工具15～28中的形成于切削刃附近的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2及形成于远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2”，与实施例1同样地，通过俄歇电子能谱法，对工具基体1的表面垂直的方向的氮浓度(原子％)通过俄歇电子能谱法进行测定，并作为第一ti化合物层2或第一ti化合物层2”的各位置中的“氮浓度(原子％)”而求出。

并且，对于第一ti化合物层2，计算了平均浓度梯度ba(原子％/μm)及平均浓度梯度cb(原子％/μm)。

而且，对于切削刃附近的第一ti化合物层2以及后刀面的远离切削刃的位置中的第一ti化合物层2”，求出该层整体的平均氮浓度，且计算了第一ti化合物层2的平均氮浓度及后刀面的远离切削刃的位置中的第一ti化合物层2”的平均氮浓度之差。

将其结果示于表10。

并且，对于本发明包覆工具15～28中的形成于远离切削刃的位置中的工具基体1的表面正上方的第一ti化合物层2”，在距工具基体1的表面0.04μm距离处，且沿与工具基体1的表面平行的方向，通过俄歇电子能谱法进行线分析，由此测定了氮浓度(原子％)及碳浓度(原子％)。

接着，在所测定的氮浓度的最小值及碳浓度的最大值中特定5处低氮区域，并且，在氮浓度的最大值及碳浓度的最小值中特定5处高氮区域。

接着，对在低氮区域及高氮区域测定的值进行平均，并求出该值作为低氮区域及高氮区域的各区域中的氮浓度(原子％)、碳浓度(原子％)。

将其结果示于表10。

并且，使用扫描式电子显微镜测定本发明包覆工具15～28的各构成层的层厚，并求出了平均层厚。

将这些值示于表5、表10。

[表9]

[表10]

接下来，对于上述本发明包覆工具15～28，均在工具钢制车刀的前端部用固定夹具紧固的状态下，且在与实施例1同样的切削条件下进行双相不锈钢的湿式断续切削加工试验，测定后刀面磨损宽度(mm)，并且进行肉眼观察，由此确认了切削刃附近的损伤状态、后刀面的远离切削刃的位置中的损伤状态。

将其结果示于表11。

[表11]

根据表11所示的结果，本发明包覆工具15～28中，不仅基于所述第一ti化合物层2的效果，而且通过在后刀面的远离切削刃的位置形成有第一ti化合物层2”，可更进一步防止熔敷崩刀、剥离的产生。

如由表8、表11所示的切削试验结果明确可知，本发明包覆工具1～14、15～28在如双相不锈钢那样的难切削材料的断续切削加工中，未产生熔敷崩刀、剥离，且能够在长期使用中发挥优异的耐磨性，从而延长包覆工具寿命。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的包覆工具不仅在双相不锈钢的断续切削加工中发挥优异的切削性能，而且在高负荷作用于各种难切削材料的刀尖的断续切削加工中，也不会产生熔敷崩刀、剥离等，长期使用中发挥优异的切削性能，从而能够延长使用寿命。

符号说明

1-工具基体，2-第一ti化合物层(第一层)，2’-第一ti化合物层(第一层)，2”-第一ti化合物层(第一层)，3-第二ti化合物层(第二层)，4-al2o3层，5-tic区域或低氮浓度的ticn区域，6-tin区域或高氮浓度的ticn区域，7-低氮区域(沿与工具基体表面平行的方向形成的tic或低氮浓度的ticn区域)，8-高氮区域(沿与工具基体表面平行的方向形成的tin或高氮浓度的ticn区域)，l-与用于测定高氮区域及低氮区域的工具基体表面平行的方向。