耐崩刀性、耐缺損性優異的表面包覆切削工具的製作方法與工藝

2023-06-02 02:41:17 1

本發明涉及一種表面包覆切削工具(以下稱為包覆工具)，在伴有高熱產生且斷續的衝擊性負荷作用於切削刃的各種鋼或鑄鐵的高速斷續切削加工中，由於硬質包覆層具備優異的耐崩刀性，從而經長期使用而發揮優異的切削性能。

背景技術：
以往，已知有通常在由碳化鎢(以下，以WC表示)基硬質合金或碳氮化鈦(以下，以TiCN表示)基金屬陶瓷構成的基體(以下，將這些總稱為工具基體)的表面上，形成由以下(a)下部層及(b)上部層構成的硬質包覆層而成的包覆工具，已知該包覆工具用於各種鋼或鑄鐵等的切削加工。(a)下部層為由均由化學蒸鍍而形成的Ti的碳化物(以下，以TiC表示)層、氮化物(以下，以TiN表示)層、碳氮化物(以下，以TiCN表示)層、碳氧化物(以下，以TiCO表示)層及碳氮氧化物(以下，以TiCNO表示)層中的1層或2層以上構成的Ti化合物層；(b)上部層為由化學蒸鍍而形成的氧化鋁(以下，以Al2O3表示)層。然而，所述包覆工具在較大負荷施加於切削刃的切削條件下，存在易產生崩刀、缺損等，且工具壽命較短的問題，因此為了消除這些問題，一直以來，提出有幾種方案。例如，專利文獻1中提出有如下內容：發現具有由TiC層、TiN層、TiCN層、Ti的硼化物層、Ti的硼氮化物層等中的1層以上構成的下部層、及以由0.01～0.5μm粒度的α-氧化鋁與晶化氧化鋁構成的氧化鋁組成的包覆層作為硬質包覆層，由此上部層的氧化鋁為微粒，且生產率較高，從而改善包覆工具的耐崩刀性。並且，專利文獻2中公開有具有由TiC層、TiN層、TiCN層等組成的下部層與由Al2O3組成的上部層構成的硬質包覆層的切削工具，其中，上部層的Al2O3為由晶化Al2O3構成的層與由非晶Al2O3或非晶Al2O3與晶化Al2O3的混合而成的層的層疊，由此得到刀尖強度優異，耐剝離性、耐崩刀性、耐缺損性優異的切削工具。並且，專利文獻3中公開有通過包覆有包含Al等的氧化物、氮化物及氮氧化物的1種或2種以上的皮膜的切削工具，其中，所述皮膜由厚度為1.0μm以下的非晶層與厚度為2.0μm以下的結晶層的至少合計4層以上的交替層構成，由此與以往顯著的柱狀結晶相比不易產生龜裂，即使產生龜裂，龜裂的進展也由非晶層所抑制，因此能夠減小包覆引起的工具強度下降，從而兼備優異的耐磨性與強度，除連續切削以外還能夠適用於衝擊荷載反覆施加的連續切削或小部件的多個切削用途中。並且，專利文獻4中公開有在WC基硬質合金基體的表面，將包含Al2O3層的硬質包覆層例如由TiC層、TiN層、TiCN層、TiO2層、TiCO層、TiNO層及TiCNO層組成的Ti化合物層中的1種或2種以上與Al2O3層構成的硬質包覆層以2～20μm的平均層厚進行化學蒸鍍和/或物理蒸鍍而成的表面包覆硬質合金制切削工具，其中，將構成所述硬質包覆層的Al2O3層以Al2O3的主體具有α型結晶結構且柱狀晶粒具有縱向並列配置的結晶組織的Al2O3層構成，從而提供一種具有優異的耐崩刀性的表面包覆硬質合金制切削工具。專利文獻1：日本專利公開昭59-28565號公報專利文獻2：日本專利公開昭59-25970號公報專利文獻3：日本專利公開平1-295702號公報專利文獻4：日本專利公開平10-76405號公報現狀如下：近年來，對切削加工的省力化及節能化的要求強烈，隨此，包覆工具也逐步在更加苛刻的條件下使用，例如，所述專利文獻1至4中所示的包覆工具使用於伴隨高熱產生，並且斷續的衝擊性負荷作用於切削刃的高速斷續切削加工時，上部層的耐機械衝擊性、耐熱衝擊性不充分，因此易由切削加工時的高負荷而產生切削刃的崩刀、缺損，其結果，在比較短時間內達到使用壽命。

技術實現要素：
因此，本發明人等從如上觀點出發，對於即使在使用於伴隨高熱產生，且斷續的衝擊性負荷作用於切削刃的高速斷續切削加工時，硬質包覆層仍具備優異的衝擊吸收性，其結果在長期使用中發揮優異的耐崩刀性、耐缺損性的包覆工具進行深入研究的結果，得到以下見解。即，已知由所述以往的柱狀縱向生長氧化鋁晶相構成的層作為硬質包覆層的包覆工具，其中，與粒狀氧化鋁層相比具有高強度及高韌性，因此優選以2～25μm的平均層厚包含該層的硬質包覆層具有優異的耐崩刀性、耐缺損性。然而，隨著柱狀縱向生長氧化鋁晶相的增加，導熱率增高，與其相反，熱屏蔽效果下降，因此在伴隨高熱產生，並且斷續的衝擊性的負荷作用於切削刃的各種鋼或鑄鐵的高速斷續切削加工中，耐崩刀性、耐缺損性下降，因此在長期使用中無法發揮充分的耐磨性，並且，也不無法稱之為能夠滿足工具壽命的硬質包覆層。因此，本發明人等發現，通過由具有預定平均層厚的Ti化合物層組成的下部層與具有預定平均層厚的氧化鋁層組成的上部層構成硬質包覆層，並使預定佔有比例的板狀生長氧化鋁晶相與填充其間隙的非晶氧化鋁相存在於上部層的氧化鋁層，從而不會招致氧化鋁層的熱屏蔽效果的下降而能夠提高機械、熱耐衝擊性，其結果，即使在伴隨高熱產生，並且斷續的衝擊性負荷作用於切削刃的各種鋼或鑄鐵的高速斷續切削加工中，也發揮優異的耐崩刀性、耐缺損性。並且發現，尤其在氧化鋁層的表面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子長度與最大粒子寬度的縱橫尺寸比的平均值為5～30時，所述效果顯著。其中，本發明中的板狀生長氧化鋁晶相是指由具有形狀各向異性的較薄且較平地生長的氧化鋁結晶構成的相。進一步發現，對於構成上部層的氧化鋁層的截面研磨麵，通過將板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子寬度的平均值設為20～1000nm，並且將最大粒子寬度與層厚方向的最大粒子長度的縱橫尺寸比的平均值設為5～100，所述效果顯著提高。還發現，對於構成上部層的氧化鋁層的表面研磨麵的法線，測定板狀生長氧化鋁晶相的晶面即(0001)面的法線所呈的傾斜角，在該測定傾斜角中，將在0～90度範圍內的測定傾斜角按照0.25度的間距進行分區，並且使在合計各分區內存在的度數而成的傾斜角度數分布曲線圖中，將其設為75～90度範圍內存在的度數的合計表示佔傾斜角度數分布曲線圖中的所有度數的45％以上的比例的傾斜角度數分布曲線圖，從而能夠控制成板狀生長氧化鋁結晶在層厚方向上較薄地生長。其結果，硬質包覆層的韌性得到提高，耐崩刀性、耐缺損性得到提高。並且，具有前述結構的硬質包覆層例如能夠通過以下的化學蒸鍍法進行成膜。(a)使用一般的化學蒸鍍法在工具基體表面形成由預定目標厚度的Ti化合物層構成的下部層，(b)在所述(a)的成膜過程之後，通過使用由TMA(三甲基鋁)：0.1～0.5容量％、O2：10～20容量％、Ar：剩餘部分構成的反應氣體，並將反應氣氛壓力設為1～2.5kPa，將反應氣氛溫度設為760～900℃來將化學蒸鍍進行預定時間，從而形成板狀生長氧化鋁相與非晶氧化鋁相以預定比例存在的預定目標厚度的上部層。本發明是根據上述見解而完成的，其具有如下特徵：(1)在由碳化鎢基硬質合金或碳氮化鈦基金屬陶瓷構成的工具基體表面設置有硬質包覆層的表面包覆切削工具，其特徵在於，所述硬質包覆層由下部層與上部層構成，(a)所述下部層為由Ti的碳化物層、氮化物層、碳氮化物層、碳氧化物層及碳氮氧化物層中的1層或2層以上構成，且具有3～20μm的合計平均層厚的Ti化合物層，(b)所述上部層為具有1～25μm平均層厚的氧化鋁層，構成所述上部層的氧化鋁層含有板狀生長氧化鋁晶相與非晶氧化鋁相，在所述上部層的表面，板狀生長氧化鋁晶相的佔有比例為5～35面積％，非晶氧化鋁相以填充板狀生長氧化鋁晶相的間隙的方式存在，氧化鋁層的表面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子長度與最大粒子寬度的縱橫尺寸比為5～30。(2)如(1)中所述的表面包覆切削工具，其特徵在於，構成所述上部層的氧化鋁層的截面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子寬度的平均值為20～1000nm，所述最大粒子寬度與層厚方向的最大粒子長度的縱橫尺寸比的平均值為5～100。(3)如(1)或(2)所述的表面包覆切削工具，其特徵在於，以傾斜角度數分布曲線圖表示時，75～90度範圍內的傾斜角分區存在最高峰值，並且所述75～90度範圍內存在的度數的合計，佔所述傾斜角度數分布曲線圖中的所有度數的45％以上的比例，其中，該傾斜角度數分布曲線圖如下製作而成：對構成所述上部層的氧化鋁層的表面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相，使用電子背散射衍射裝置從構成所述上部層的氧化鋁層的表面研磨麵方向分析每個晶粒的結晶方位時，測定所述氧化鋁層所含的板狀生長氧化鋁晶相的晶面即(0001)面的法線相對表面研磨麵的法線所呈的傾斜角，將在所述測定傾斜角中處於0～90度範圍內的測定傾斜角按照0.25度的間距進行分區，並且合計各分區內存在的度數。下部層的Ti化合物層：由Ti的碳化物層、氮化物層、碳氮化物層、碳氧化物層及碳氮氧化物層中的1層或2層以上的Ti化合物層構成的下部層能夠以一般的化學蒸鍍條件形成，其本身具有高溫強度，硬質包覆層通過該下部層的存在而具備高溫強度，除此以外，與工具基體和由氧化鋁構成的上部層均堅固地粘附，由此，具有有助於提高硬質包覆層的相對於工具基體的粘附性的作用。尤其在合計平均層厚為3～20μm時，顯著發揮其效果。其原因在於，合計平均層厚不足3μm時，由於層厚較薄，因此不足以發揮所述作用，另一方面，若其合計平均層厚超過20μm，則Ti化合物的晶粒易粗大化，易產生崩刀。因此，將其合計平均定為3～20μm。對於作為本發明的切削工具的主要特徵部分的硬質包覆層的上部層，在圖1中示意地表示，並且對於其特徵在以下進行詳細說明。上部層的氧化鋁層：眾所周知，構成上部層的氧化鋁層具備高溫硬度與耐熱性，其平均層厚不足1μm時，無法確保長期使用中的耐磨性，另一方面，若其平均層厚超過25μm，則氧化鋁晶粒易粗大化，其結果，不僅高溫硬度、高溫強度下降，而且高速斷續切削加工時耐崩刀性、耐缺損性下降，因此將其平均層厚定為1～25μm。板狀生長氧化鋁晶相與非晶氧化鋁相在上部層的氧化鋁層中的佔有比例：構成上部層的氧化鋁層通過由板狀生長氧化鋁晶相構成，從而發揮優異的耐崩刀性、耐缺損性，但板狀生長氧化鋁晶相具有因導熱性較高而熱屏蔽效果下降的特性。本發明中，通過以填充板狀生長氧化鋁晶相的間隙的方式形成非晶氧化鋁相，從而抑制熱屏蔽效果的下降，並且非晶氧化鋁相所具有的優異的韌性與板狀生長氧化鋁晶相所具有的所述特性協同作用，從而即使在切削刃曝露於高溫中且受到機械或熱衝擊的高速斷續切削加工中，也具備優異的高溫強度、高溫硬度，同時發揮優異的耐崩刀性、耐缺損性。在此，若板狀生長氧化鋁晶相在上部層的表面中的佔有比例不足5面積％，則無法確保對上部層所要求的耐崩刀性、耐缺損性，另一方面，若超過35面積％，則由於非晶氧化鋁相的佔有比例減少，因此無法充分發揮非晶氧化鋁相所起的韌性提高效果與所述板狀生長氧化鋁晶相所起的耐崩刀性、耐缺損性提高效果的協同效果。因此，板狀生長氧化鋁晶相在上部層的表面中的佔有比例定為5～35面積％。板狀生長氧化鋁晶相在氧化鋁層的表面研磨麵中的縱橫尺寸比：若板狀生長氧化鋁晶相在構成上部層的氧化鋁層的表面研磨麵中的面內方向的最大粒子長度與最大粒子寬度的縱橫尺寸比的平均值不足5，則作為板狀生長氧化鋁的特徵的較高的耐磨性下降，因此不優選。另一方面，若超過30則韌性反而下降，耐崩刀性、耐缺損性下降，因此不優選。因此，板狀生長氧化鋁晶相在表面研磨麵中的縱橫尺寸比的平均值定為5～30。板狀生長氧化鋁晶相在氧化鋁層的截面研磨麵中的最大粒子寬度與縱橫尺寸比：並且，若在構成上部層的氧化鋁層的截面研磨麵中，板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子寬度與膜厚方向的最大粒子長度的縱橫尺寸比小於5，則有板狀生長氧化鋁的特徵即較高的耐磨性下降的傾向，另一方面，若超過100，則韌性反而下降，有耐崩刀性、耐缺損性下降的傾向。因此，更加優選將板狀生長氧化鋁晶相的最大粒子寬度與膜厚方向的最大粒子長度的縱橫尺寸比的平均值設為5～100。並且，若在截面研磨麵中板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子寬度不足20nm，則無法維持較高的耐磨性，因此不優選，另一方面，若超過1000nm，則由於韌性下降，因此不優選。因此，通過將板狀生長氧化鋁晶相在截面研磨麵的面內方向上的最大粒子寬度的平均值設為20～1000nm，從而本發明的切削工具能夠發揮更加優異的效果。其中，最大粒子寬度與最大粒子長度是指，在計量板狀生長氧化鋁晶相的1個相(粒子)時，將粒子寬度(短邊)中最大的值叫作最大粒子寬度，另一方面，將粒子高度(長邊)中最大的值叫作最大粒子長度。本發明中，由使用掃描電子顯微鏡的截面研磨麵的觀察圖像，通過圖像處理計算出。板狀生長氧化鋁結晶的結晶取向性：另外，當構成上部層的板狀生長氧化鋁結晶的結晶取向性滿足下述條件時，起到更進一步優異的效果。即，以傾斜角度數分布曲線圖表示時，75～90度範圍內的傾斜角分區存在最高峰值，並且75～90度範圍內存在的度數的合計，佔傾斜角度數分布曲線圖中的所有度數的45％以上的比例時，硬質包覆層的耐崩刀性、耐缺損性進一步提高。其中，該傾斜角度數分布曲線圖如下製作而成：對構成上部層的氧化鋁層的表面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相，使用電子背散射衍射裝置從構成上部層的氧化鋁層的表面研磨麵方向分析每個晶粒的結晶方位時，測定氧化鋁層所含的板狀生長氧化鋁晶相的晶面即(0001)面的法線相對表面研磨麵的法線所呈的傾斜角，將在測定傾斜角中處於0～90度範圍內的測定傾斜角按照0.25度的間距進行分區，並且合計各分區內存在的度數。其原因在於，構成上部層的氧化鋁結晶一般在下部層之上沿層厚方向柱狀生長，但通過基於本發明的製造方法進行成膜時，板狀生長氧化鋁結晶在層厚方向較薄地生長。因此，硬質包覆層的韌性得到提高，耐崩刀性、耐缺損性得到提高。本發明的包覆工具為在由碳化鎢基硬質合金或碳氮化鈦基金屬陶瓷構成的工具基體表面設置有硬質包覆層的表面包覆切削工具，其中，硬質包覆層由下部層與上部層構成，下部層為由Ti的碳化物層、氮化物層、碳氮化物層、碳氧化物層及碳氮氧化物層中的1層或2層以上構成，且具有3～20μm的合計平均層厚的Ti化合物層，上部層為具有1～25μm平均層厚的氧化鋁層，構成上部層的氧化鋁層含有板狀生長氧化鋁晶相與非晶氧化鋁相，在上部層的表面，板狀生長氧化鋁晶相的佔有比例為5～35面積％，非晶氧化鋁相以填充板狀生長氧化鋁晶相的間隙的方式存在，氧化鋁層的表面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子長度與最大粒子寬度的縱橫尺寸比為5～30，從而即使在使用於鋼或鑄鐵等的伴隨高熱產生且斷續的衝擊性高負荷作用於切削刃的高速斷續切削加工時，耐崩刀性、耐缺損性仍優異，其結果，在長期使用中發揮優異的耐磨性，可實現包覆工具的長壽命化。並且，構成上部層的氧化鋁層的截面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相的面內方向的最大粒子寬度的平均值為20～1000nm，最大粒子寬度與層厚方向的最大粒子長度的縱橫尺寸比的平均值為5～100，從而能夠發揮更加優異的效果。並且，以傾斜角度數分布曲線圖表示時，75～90度範圍內的傾斜角分區存在最高峰值，並且75～90度範圍內存在的度數的合計，佔傾斜角度數分布曲線圖中的所有度數的45％以上的比例，從而，能夠發揮更加優異的效果。其中，該傾斜角度數分布曲線圖如下製作而成：對構成上部層的氧化鋁層的表面研磨麵中的板狀生長氧化鋁晶相，使用電子背散射衍射裝置從構成所述上部層的氧化鋁層的表面研磨麵方向分析每個晶粒的結晶方位時，測定氧化鋁層所含的板狀生長氧化鋁晶相的晶面即(0001)面的法線相對表面研磨麵的法線所呈的傾斜角，將在測定傾斜角中處於0～90度範圍內的測定傾斜角按照0.25度的間距進行分區，並且合計各分區內存在的度數。附圖說明圖1是表示本發明包覆工具的上部層的示意圖。圖2是構成本發明包覆工具的上部層的板狀生長氧化鋁相的(0001)面的傾斜角度數分布曲線圖的一例。圖3是本發明包覆工具6的表面觀察照片的示意圖。圖4是比較例包覆工具6的表面觀察照片的示意圖。具體實施方式以下，通過實施例更具體地說明本發明的包覆工具。[實施例]作為原料粉末，準備均具有1～3μm平均粒徑的WC粉末、TiC粉末、ZrC粉末、VC粉末、TaC粉末、NbC粉末、Cr3C2粉末、TiN粉末及Co粉末，將這些原料粉末配合成表1所示的配合組成，進一步加入石蠟在丙酮中球磨混合24小時，減壓乾燥後，以98MPa的壓力衝壓成型為預定形狀的壓坯，將該壓坯在5Pa的真空中且1370～1470℃的範圍內的預定溫度中保持1小時的條件下真空燒結，燒結後，對切削刃部實施R：0.07mm的刃口修磨加工，從而分別製造出具有ISO·CNMG120412中規定的刀片形狀的WC基硬質合金制工具基體A～E。並且，作為原料粉末，準備均具有0.5～2μm平均粒徑的TiCN(質量比為TiC/TiN＝50/50)粉末、Mo2C粉末、ZrC粉末、NbC粉末、TaC粉末、WC粉末、Co粉末、及Ni粉末，將這些原料粉末配合成如表2所示的配合組成，並以球磨機溼式混合24小時，乾燥後，以98MPa的壓力衝壓成形為壓坯，將該壓坯在1.3kPa的氮氣氣氛中，以在溫度1540℃中保持1小時的條件進行燒結，燒結後，對切削刃部分實施R：0.09mm的刃口修磨加工，從而形成具有ISO標準·CNMG120412的刀片形狀的TiCN基金屬陶瓷製工具基體a～e。以下，使用一般的化學蒸鍍裝置，在這些工具基體A～E及工具基體a～e的表面以表3所示的條件且以表7所示的目標合計平均層厚蒸鍍形成Ti化合物層來作為硬質包覆層的下部層。以下，停止Ti化合物層的成膜，以表4所示的條件且以表7所示的目標平均層厚蒸鍍形成氧化鋁層來作為硬質包覆層的上部層，從而製造出表7所示的本發明包覆工具1～15。並且，以比較的目的，在工具基體A～E及工具基體a～e的表面上以表3所示的條件且以表8所示的目標合計平均層厚與本發明包覆工具1～15相同地蒸鍍形成作為硬質包覆層的下部層的Ti化合物層。以下，停止Ti化合物層的成膜，以表5所示的條件且以表8所示的目標平均層厚蒸鍍形成氧化鋁層來作為硬質包覆層的上部層，從而製作出表8所示的比較例包覆工具1～10。另一方面，成膜Ti化合物層後，以與本發明相同的反應氣體，但形成條件與本發明不同的表6所示的條件且以表8所示的目標平均層厚蒸鍍形成氧化鋁層來作為硬質包覆層的上部層，從而製作出表8所示的參考例包覆工具11～15。並且，使用掃描電子顯微鏡測定本發明包覆工具1～15、比較例包覆工具1～10及參考例包覆工具11～15的各結構層的截面，並測量觀察視場內的5點的層厚取其平均來求出平均層厚，結果均示出與表7及表8所示的目標平均層厚實際上相同的平均層厚。使用掃描電子顯微鏡(倍率20000倍)對所述本發明包覆工具1～15、比較例包覆工具1～10及參考例包覆工具11～15的上部層的表面研磨麵進行遍及縱10μm×橫10μm的視場觀察。其結果，對於本發明包覆工具1～15，觀察到均存在板狀生長氧化鋁晶相及填充其間隙的非晶氧化鋁相。並且，由視場觀察結果求出板狀生長氧化鋁晶相的佔有比例(面積％)。另外，若用掃描電子顯微鏡觀察板狀生長氧化鋁晶相與非晶氧化鋁相，則能夠以對比度差異加以區別，對於對比度不同的兩個相則使用電子背散射衍射圖像裝置，將可得到電子背散射衍射圖像的作為晶相，得不到電子背散射衍射圖像的作為非晶氧化鋁相。並且，對於所述不同的兩個相，使用透射電子顯微鏡進行電子衍射的結果，在板狀生長氧化鋁晶相中觀察到具有六方晶格的氧化鋁結晶的衍射圖像，而在非晶氧化鋁相中未觀察到衍射圖像，確認其為非晶組織。另一方面，對於比較例包覆工具1～10，確認到均不存在板狀生長氧化鋁晶相及非晶氧化鋁相。並且，對於參考例包覆工具11～15，雖然能夠確認到板狀生長氧化鋁晶相及非晶氧化鋁相，但也確認到未滿預定的板狀生長氧化鋁晶相的佔有比例(面積％)，或者板狀生長氧化鋁晶相的形狀各向異性過小或過大，因此滿足不了預定的縱橫尺寸比。將其結果示於表7及表8。另外，將本發明包覆工具6的表面觀察照片的示意圖示於圖3，比較例包覆工具6的表面觀察照片的示意圖示於圖4。以下，使用電子背散射衍射圖像裝置，對所述本發明包覆工具1～15及參考例包覆工具11～15的構成硬質包覆層的上部層的氧化鋁層的表面研磨麵分別製作傾斜角度數分布曲線圖。即，所述傾斜角度數分布曲線圖通過以下製作：對於本發明包覆工具1～15及參考例包覆工具11～15的上部層，以將表面設為研磨麵的狀態固定於場發射型掃描電子顯微鏡的鏡筒內，在所述研磨麵，以70度的入射角度將15kV加速電壓的電子射線以1nA的照射電流，對30×50μm的區域以0.1μm/step的間隔照射電子射線，並使用電子背散射衍射圖像裝置，測定所述表面研磨麵的測定範圍內存在的板狀生長氧化鋁晶相的具有六方晶格的氧化鋁晶粒的晶面即(0001)面的法線相對於所述研磨麵的法線所呈的傾斜角，基於該測定結果，將在所述測定傾斜角中處於0～90度範圍內的測定傾斜角按照0.25度的間距進行分區，並且合計各分區內存在的度數，從而製作傾斜角度數分布曲線圖。另外，由於所述表面研磨麵的測定範圍內存在的非晶氧化鋁相即使照射電子射線也得不到電子背散射衍射圖像，因此所述傾斜角度數分布曲線圖是針對板狀生長氧化鋁晶相進行合計的曲線圖。表7中示出本發明包覆工具1～15的在氧化鋁層的傾斜角度數分布曲線中75～90度範圍內的傾斜角分區中存在的度數佔整個傾斜角度數分布曲線圖的比例，表8中示出參考例包覆工具11～15的在氧化鋁層的傾斜角度數分布曲線中75～90度範圍內的傾斜角分區中存在的度數佔整個傾斜角度數分布曲線圖的比例。[表1][表2][表3][表4][表5][表6][表7](注1)縱橫尺寸比，最大粒子寬度表示平均值。(注2)·表示在權利要求2的範圍外，··表示在權利要求3的範圍外。[表8](注1)縱橫尺寸比、最大粒子寬度表示平均值。以下，對於所述本發明包覆工具1～15、比較例包覆工具1～10及參考例包覆工具11～15，以表9所示的條件實施切削加工試驗，在切削試驗中均測定切削刃的後刀面磨損寬度。將其測定結果示於表10。[表9](注)工件均為長度方向等間隔帶四根縱槽圓棒[表10](比較例包覆工具及參考例包覆工具欄的切削試驗結果表示以崩刀、缺損等為原因達到壽命為止的切削時間(分鐘))從表7及10所示結果明確可知，本發明包覆工具1～15中，硬質包覆層的上部層的氧化鋁層含有具有預定的縱橫尺寸比及傾斜角的板狀生長氧化鋁晶相與非晶氧化鋁相，在上部層的表面中板狀生長氧化鋁晶相的佔有比例為5～35面積％，從而即使在使用於鋼或鑄鐵等的伴隨高熱產生且斷續的衝擊性高負荷作用於切削刃的高速斷續切削加工，耐崩刀性、耐缺損性仍優異，其結果，在長期使用中發揮優異的耐磨性，並實現包覆工具的長壽命化。與此相對，明確可知對於硬質包覆層的上部層的氧化鋁層未含有板狀生長氧化鋁晶相與非晶氧化鋁相的比較例包覆工具1～10及具有板狀生長氧化鋁晶相但佔有比例(面積％)及縱橫尺寸比不進入預定範圍的參考例包覆工具11～15，在使用於伴隨高熱產生且斷續的衝擊性高負荷作用於切削刃的高速斷續切削加工中時，由於崩刀、缺損等的產生而在短時間內達到壽命。產業上的可使用性如前述，本發明的包覆工具是例如在鋼或鑄鐵等的伴隨高熱產生且斷續的衝擊性高負荷作用於切削刃的高速斷續切削加工中，發揮優異的耐崩刀性、耐缺損性，並能夠延長使用壽命的包覆工具。