特表 2024-514959 切削工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-03

(54)【発明の名称】切削工具

(51)【国際特許分類】

   B23B 27/14 20060101AFI20240327BHJP

   B23C 5/16 20060101ALI20240327BHJP

   B23B 51/00 20060101ALI20240327BHJP

   C23C 16/36 20060101ALI20240327BHJP

【ＦＩ】

B23B27/14 A

B23C5/16

B23B51/00 J

C23C16/36

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023565297

(86)(22)【出願日】2022-04-22

(85)【翻訳文提出日】2023-12-19

(86)【国際出願番号】 EP2022060698

(87)【国際公開番号】W WO2022223786

(87)【国際公開日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】21170080.2

(32)【優先日】2021-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520333435

【氏名又は名称】エービー サンドビック コロマント

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】モーヤン ブレニング， ラルカ

(72)【発明者】

【氏名】フォン フィーアント， リーナ

(72)【発明者】

【氏名】エンクヴィスト， ヤン

【テーマコード（参考）】

3C037

3C046

4K030

【Ｆターム（参考）】

3C037CC01

3C037CC09

3C037CC10

3C037CC11

3C046FF03

3C046FF04

3C046FF05

3C046FF09

3C046FF10

3C046FF22

3C046FF23

3C046FF25

4K030AA03

4K030AA09

4K030AA17

4K030BA18

4K030BA38

4K030BA41

4K030BB03

4K030BB12

4K030CA02

4K030CA03

4K030CA05

4K030CA11

4K030FA10

4K030JA01

4K030LA22

(57)【要約】

本発明は、少なくとも部分的に３～３０μｍ被覆により被覆された基材を含む金属切削用の切削工具であって、前記基材が、超硬合金、サーメットまたはセラミックであり、前記被覆が１つまたは複数の層を含み、少なくとも１つの層が３～２５μｍの厚さを有するＴｉ（Ｃ，Ｎ）層であり、前記Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層が≧２５ｎｍかつ≦３５ｎｍの平均粒径を有する柱状粒子で構成されている切削工具に関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも部分的に３～３０μｍ被覆により被覆されている基材を含む金属切削用の切削工具であって、前記基材が、超硬合金、サーメットまたはセラミックであり、前記被覆が１つまたは複数の層を含み、少なくとも１つの層が３～２５μｍの厚さを有するＴｉ（Ｃ，Ｎ）層であり、前記Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層が柱状粒子で構成されており、
ＣｕＫα線によるＸ線回折により測定されたＴｉ（Ｃ，Ｎ）層の平均粒径Ｄ_４２２、粒径Ｄ_４２２が、シェラーの式に従って、（４２２）ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）から計算され、

［式中、Ｄ_４２２は、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層中のＴｉ（Ｃ，Ｎ）粒子の平均粒径であり、Ｋは、ここでは０．９と設定された形状係数であり、λは、ここでは１．５４０５Åと設定されたＣｕＫα_１線の波長であり、Ｂ_４２２は、（４２２）反射のＦＷＨＭ値であり、θはブラッグ角であり、Ｄ_４２２は、≧２５ｎｍかつ≦３５ｎｍである］、金属切削用の切削工具。

【請求項2】

４．５～２５μｍの厚さを有する前記少なくとも１つのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層が、ＣｕＫα線およびθ－２θスキャンを使用して測定されたＸ線回折パターンを示し、ＴＣ（ｈｋｌ）がハリスの式に従って定義され：

［式中、Ｉ（ｈｋｌ）は、（ｈｋｌ）反射の測定強度（積分面積）であり、Ｉ_０（ｈｋｌ）は、ＩＣＤＤのＰＤＦ－カード番号４２－１４８９による標準強度であり、ｎは反射の数であり、計算に使用される反射は（１１１）、（２００）、（２２０）、（３１１）、（３３１）、（４２０）および（４２２）であり、ＴＣ（４２２）は≧３である］、請求項１に記載の切削工具。

【請求項3】

前記少なくとも１つのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層が、６～２５μｍの厚さおよび≧４のＴＣ（４２２）を有する、請求項２に記載の切削工具。

【請求項4】

前記少なくとも１つのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層がＸ線回折パターンを示し、ＴＣ（４２２）が最高であり、ＴＣ（３１１）が２番目に高い、請求項２または３に記載の切削工具。

【請求項5】

Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層中のＣ／（Ｃ＋Ｎ）比が、５０％～７０％、好ましくは５５％～６５％である、請求項１から４のいずれか一項に記載の切削工具。

【請求項6】

被覆がＴｉＮの最内層を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の切削工具。

【請求項7】

Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層が被覆の最外層である、請求項１～６のいずれか一項に記載の切削工具。

【請求項8】

ドリル、ミリングインサートまたは旋削インサート、好ましくは旋削インサートである、請求項１～７のいずれか一項に記載の切削工具。

【請求項9】

金属切削における、請求項１～８のいずれか一項に記載の切削工具の使用。

【請求項10】

高合金鋼、硬化鋼、鋳鉄またはステンレス鋼における金属切削における、好ましくは高合金鋼における金属切削に使用される、請求項９に記載の切削工具の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基材および被覆を含む被覆切削工具であって、被覆が２５ｎｍと３５ｎｍの間の平均粒径を有するＴｉ（Ｃ，Ｎ）層を含む被覆切削工具に関する。

【背景技術】

【0002】

金属加工用の切削工具の技術分野において、ＣＶＤ被覆の使用は、工具の耐摩耗性を増大させる周知の方法である。ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）およびＡｌ_２Ｏ_３などのセラミック材料のＣＶＤ被覆が通常使用される。

【0003】

ＥＰ２７９１３８７は、微粒の炭窒化チタン層を備えた被覆切削工具を開示している。被覆は、ノデュラー鋳鉄の旋削時および高速切削時の剥離に対する高い耐性を示すことにおいて好都合である。０．０５～０．４μｍの平均粒幅を有する柱状のＭＴＣＶＤ Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層が記載されている。

【0004】

切削工具の寿命を延ばすことができ、および／または公知の切削工具被覆よりも高い切削速度に耐えることができる切削工具被覆を見出すことが絶えず必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

本発明の一目的は、金属切削用途において摩耗に対する改善された耐性を有する被覆切削工具を提供することである。さらなる目的は、旋削操作時の、特に鋼および硬化鋼の旋削時のその耐性を改善することである。さらなる目的は、鋼および硬化鋼の旋削時の高い耐クレーター性および耐逃げ面摩耗性を提供する耐摩耗性被覆を提供することである。

【0006】

これらの目的の少なくとも１つは、請求項１に記載の被覆切削工具により達成される。

【0007】

好ましい実施形態は従属項に列記される。

【0008】

本開示は、少なくとも部分的に３～３０μｍ被覆により被覆されている基材を含む金属切削用の切削工具であって、前記基材が、超硬合金、サーメットまたはセラミックであり、前記被覆が１つまたは複数の層を含み、少なくとも１つの層が３～２５μｍの厚さを有するＴｉ（Ｃ，Ｎ）層であり、前記Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層が柱状粒子で構成され、ＣｕＫα線によるＸ線回折により測定されたＴｉ（Ｃ，Ｎ）層の平均粒径Ｄ４２２、粒径Ｄ_４２２が、シェラーの式に従って、（４２２）ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）から計算され：

［式中、Ｄ_４２２はＴｉ（Ｃ，Ｎ）層中のＴｉ（Ｃ，Ｎ）粒子の平均粒径であり、Ｋは、ここでは０．９に設定された形状係数であり、λは、ここでは１．５４０５Åに設定されたＣｕＫα_１線の波長であり、Ｂ_４２２は（４２２）反射のＦＷＨＭ値であり、θはブラッグ角であり、Ｄ_４２２は≧２５ｎｍかつ≦３５ｎｍである切削工具に関する。

【0009】

驚くべきことに、非常に微細な粒状のＴｉ（Ｃ，Ｎ）層を備えた切削工具が、高合金鋼における旋削などの金属切削用途に使用される場合、摩耗に対する非常に高い耐性を示すことが見出された。結晶性と、多量の結晶粒界を有する柱状粒子との組合せが高い耐摩耗性に寄与すると考えられる。

【0010】

本発明の一実施形態において、前記少なくとも１つのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層は、ＣｕＫα線およびθ－２θスキャンを使用して測定されたＸ線回折パターンを示し、ＴＣ（ｈｋｌ）は、ハリスの式に従って定義される：

［式中、Ｉ（ｈｋｌ）は、（ｈｋｌ）反射の測定強度（積分面積）であり、Ｉ０（ｈｋｌ）は、ＩＣＤＤのＰＤＦ－カード番号４２－１４８９による標準強度であり、ｎは反射の数であり、計算に使用される反射は（１１１）、（２００）、（２２０）、（３１１）、（３３１）、（４２０）および（４２２）であり、ＴＣ（４２２）は≧３である］。

【0011】

本発明の一実施形態において、前記少なくとも１つのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層は厚さが６～２５μｍであり、Ｘ線回折パターンを示し、ＴＣ（４２２）が４以上である。

【0012】

本発明の一実施形態において、前記少なくとも１つのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層は厚さが４．５～２５μｍであり、Ｘ線回折パターンを示し、ＴＣ（４２２）が最高であり、ＴＣ（３１１）が２番目に高い。本発明の一実施形態において、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層中のＣ／（Ｃ＋Ｎ）比は、５０％～７０％、好ましくは５５％～６５％である。この組成は、このＴｉ（Ｃ，Ｎ）層が高い化学安定性を示すという点で好都合である。

【0013】

本発明の一実施形態において、被覆は、ＴｉＮの最内層を含む。

【0014】

本発明の一実施形態において、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層は、被覆の最外層である。

【0015】

本発明は、金属切削における上述の切削工具の使用にも関する。

【0016】

本発明の一実施形態において、切削工具は、高合金鋼、硬化鋼、鋳鉄またはステンレス鋼における金属切削に使用され、好ましくは高合金鋼における金属切削に使用される。

【0017】

本発明の一実施形態において、切削工具は、ドリル、ミリングインサートまたは旋削インサート、好ましくは旋削インサートである。

【0018】

本明細書に記載される被覆切削工具は、任意の組合せで、ブラスティング、ブラッシングまたはショットピーニングなどの後処理に付され得る。ブラスティング後処理は、例えばアルミナ粒子を使用するウェットブラスティングでもドライブラスティングでもよい。

【0019】

本発明のさらに他の目的および特徴は、添付図面と共に考察される以下の定義および例から明らかとなる。

【0020】

本発明の実施形態は添付図面を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の被覆の例、試料Ａの断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。

【図2】基準被覆の例、試料Ｂの断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。

【図3】基準被覆の例、試料Ｃの断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。

【図4】本発明の被覆の例、試料Ａの外表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。

【図5】基準被覆の例、試料Ｂの外表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。

【図6】基準被覆の例、試料Ｃの外表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。

【図7】試料ＡのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層中の平面図のＴＫＤ（透過菊池回折）マップを示す。平面図は、基材－被覆接触面から約６μｍの距離である。

【図8】試料ＢのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層中の平面図のＴＫＤ（透過菊池回折）マップを示す。平面図は、基材－被覆接触面から約６μｍの距離である。

【図9】試料ＣのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層中の平面図のＴＫＤ（透過菊池回折）マップを示す。平面図は、基材－被覆接触面から約６μｍの距離である。

【図10】試料ＡのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層中の平面図の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析の明視野画像を示す。平面図は、基材－被覆接触面から約６μｍの距離である。

【図11】試料ＢのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層中の平面図の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析の明視野画像を示す。平面図は、基材－被覆接触面から約６μｍの距離である。

【図12】試料ＣのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層中の平面図の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析の明視野画像を示す。平面図は、基材－被覆接触面から約６μｍの距離である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

定義
用語「切削工具」は、本明細書において、インサート、エンドミルまたはドリルなど、金属切削用途に好適な切削工具を示すものとする。応用分野は、例えば、鋼などの金属における旋削、粉砕または穿孔であり得る。

【0023】

方法
ＸＲＤ
層の組織（ｔｅｘｔｕｒｅ）または配向および平均粒径も調査するために、ＰＩＸｃｅｌ検出器を備えたＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ ＣｕｂｉＸ３回折計を使用して、Ｘ線回折（ＸＲＤ）が逃げ面に対して実施された。被覆切削工具は、試料の逃げ面がサンプルホルダーの基準面に対して平行であること、および、また逃げ面が適切な高さにあることを確実にするようにサンプルホルダーに載せられた。４５ｋＶの電圧および４０ｍＡの電流で、Ｃｕ－Ｋα線が測定に使用された。１／２度の散乱防止スリットおよび１／４度の発散スリットが使用された。被覆切削工具からの回折強度は、２０°～１４０°の２θ範囲、すなわち１０～７０°の入射角θ範囲にわたり測定された。データのバックグラウンドフィッティング、Ｃｕ－Ｋα_２ストリッピングおよびプロファイルフィッティングを含むデータ分析は、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌのＸ’Ｐｅｒｔ ＨｉｇｈＳｃｏｒｅ Ｐｌｕｓソフトウェアを使用して実施された。

【0024】

ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌのＸ’Ｐｅｒｔ ＨｉｇｈＳｃｏｒｅ Ｐｌｕｓソフトウェアから得られたプロファイルフィットされたカーブの積分されたピーク半値全幅が使用されて、シェラーの式（式１）（Ｂｉｒｋｈｏｌｚ、２００６）に従って、層の粒径が計算された。

【0025】

平均粒径Ｄ_４２２は、シェラーの式に従って、（４２２）ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）から計算される：

［式中、Ｄ_４２２はＴｉ（Ｃ，Ｎ）の平均粒径であり、Ｋは、ここでは０．９と設定された形状係数であり、λは、ここでは１．５４０５Åと設定されたＣｕＫα_１線の波長であり、Ｂは（４２２）反射のＦＷＨＭ値であり、θは、ブラッグ角、すなわち入射角である］。

【0026】

βは、機器によるブロードニング（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌ ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ）（０，００１７４５３３ラジアン）を減算した後のＦＷＨＭでのラインブロードニング（ラジアンで示す）であり、θは入射角である。機器によるブロードニングの減算を伴うブロードニングの計算には、ガウス近似が使用された（式２）（Ｂｉｒｋｈｏｌｚ、２００６）：
β＝√（（ＦＷＨＭ_ｏｂｓ）^２－（ＦＷＨＭ_ｉｎｓ）^２）
［式中、βは粒径計算に使用された実際のブロードニング（ラジアンで示す）であり、ＦＷＨＭ_ｏｂｓは測定されたブロードニング（ラジアンで示す）であり、ＦＷＨＭ_ｉｎｓは機器によるブロードニング（ラジアンで示す）である］。

【0027】

層の組織または配向は、ＣｕＫα線およびθ－２θスキャンを使用して測定されたＸ線回折パターンに基づいて定義され、ＴＣ（ｈｋｌ）はハリスの式に基づいて定義された：

［式中、Ｉ（ｈｋｌ）は（ｈｋｌ）反射の測定強度（積分面積）であり、Ｉ_０（ｈｋｌ）はＩＣＤＤのＰＤＦ－カード番号４２－１４８９による標準強度であり、ｎは反射の数であり、計算に使用される反射は、（１１１）、（２００）、（２２０）、（３１１）、（３３１）、（４２０）および（４２２）である］。

【0028】

Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－層の上の、存在し得るさらなる層は、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－層に入り被覆全体から出るＸ線強度に影響を与えるので、層中のそれぞれの化合物の線形吸収係数を考慮してこれらを補正する必要がある。あるいは、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－単層の上のさらなる層は、ＸＲＤ測定結果に実質的に影響しない方法、例えば、化学エッチングにより除去することができる。

【0029】

ピークオーバーラップが、例えばいくつかの結晶性層を含む、および／または結晶相を含む基材上に堆積した被覆のＸ線回折分析に起こり得る現象であることが留意されるべきであり、これは当業者により考慮され、補正されなければならない。また、例えば基材中のＷＣが、本発明の関連ピークの近くに回折ピークを有し得ることが留意されるべきである。

【0030】

元素分析は、図１、２および３に表されるＴｉ（Ｃ，Ｎ）層のＣ／（Ｃ＋Ｎ）比を測定するために、波長分散型分光計（ＷＤＳ）を備えたＪＥＯＬ電子マイクロプローブＪＸＡ－８５３０Ｆを使用して電子マイクロプローブ分析により実施される。Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層の分析は、すくい面の研磨された断面に対して実施された。各種類のＴｉ（Ｃ，Ｎ）層で、３つの試料が、基材表面に平行な直線に沿って５０μｍの間隔で、基材とＴｉＮ層との接触面から４～６μｍの距離で、１０点で分析された。データは、１０ｋＶ、２９ｎＡ、ならびに１０．２２重量％ Ｃ、１０．６８重量％ Ｎ、７８．８６重量％ Ｔｉおよび０．２４重量％ Ｏの組成を有するＴｉ（Ｃ，Ｎ）基準を使用して取得された。

【実施例】

【0031】

本発明の例示的な実施形態が、いまやより詳細に、および参照実施形態と比較されて開示される。被覆切削工具（インサート）を、製造し、分析し、切削試験で評価した。

【0032】

超硬合金基材を、粉砕、混合、噴霧乾燥、圧縮および焼結を含む従来のプロセスを利用して製造した。焼結した基材を、１００００のハーフインチサイズ切削インサートを収容することが可能なＩｏｎｂｏｎｄ Ｔｙｐｅサイズ５３０のラジアルＣＶＤリアクター中でＣＶＤ被覆した。基材をプレート上に配置し、さらに試験および分析すべき試料を、チャンバーの中央から、およびプレートの半径の半分に沿った位置で選択した。超硬合金基材（インサート）のＩＳＯ－タイプの形状はＣＮＭＧ－１２０４０８－ＰＭであった。超硬合金の組成は、７．２重量％ Ｃｏ、２．９重量％ ＴａＣ、０．５重量％ ＮｂＣ、１．９重量％ＴｉＣ、０．４重量％ＴｉＮおよび残部ＷＣであった。

【0033】

ＣＶＤ堆積
約０．２μｍＴｉＮの第１の最内被覆を、４００ミリバールおよび８８５℃のプロセスで全基材に堆積させた。４８．８体積％ Ｈ_２、４８．８体積％ Ｎ_２および２．４体積％ ＴｉＣｌ_４の気体混合物を使用した。その後に、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層を以下に開示される通り堆積させた。

【0034】

試料Ａ上に、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層を、８０ミリバールで８７０℃の１工程で、２．９５体積％ ＴｉＣｌ_４、０．４５体積％ ＣＨ_３ＣＮおよび残部Ｈ_２の気体混合物中で堆積させた。

【0035】

試料Ｂ上に、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層を、８０ミリバールで８３０℃の１工程で、２．９５体積％ ＴｉＣｌ_４、０．４５体積％ ＣＨ_３ＣＮおよび残部Ｈ_２の気体混合物中で堆積させた。

【0036】

試料Ｃ上に、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層を、２工程、内部Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）および外部Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）で堆積させた。内部Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）を、１０分間５５ミリバールで、８８５℃で、３．０体積％ ＴｉＣｌ_４、０．４５体積％ ＣＨ_３ＣＮ、３７．６体積％ Ｎ_２および残部Ｈ_２の気体混合物中で堆積させた。外部Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）を、５５ミリバールで、８８５℃で、７．８体積％ Ｎ_２、７．８体積％ ＨＣｌ、２．４体積％ ＴｉＣｌ_４、０．６５体積％ ＣＨ_３ＣＮおよび残部Ｈ_２の気体混合物中で堆積させた。

【0037】

被覆分析
光学顕微鏡を使用して、層の厚さを切削工具試料のすくい面で測定した。試料Ａ～Ｃの被覆の層の厚さを表１に示す。

【0038】

Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層の粒径を、上記に開示された通り４２２ピークを分析して、Ｘ線回折により分析した。Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層のＣ／（Ｃ＋Ｎ）比を、上記に開示された通り電子マイクロプローブ分析を使用して分析した。試料Ａ、ＢおよびＣの得られた粒径および炭素含有量を表２に表す。

【0039】

Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層の配向を、上記に開示された通りＸ線回折を使用して分析した。結果を表３に表す。

【0040】

また、試料中のＴｉ（Ｃ，Ｎ）の粒径を、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層の平面図のＴＥＭ画像により試験した。最初に、各試料の断面を、インサートを中央で切断し、その後断面を研磨することにより調製した。次いで、ＦＩＢ（集束イオンビーム）ラメラを、リフトアウト技法を使用して、基材表面に平行に、被覆－基材接触面から約６μｍでＴｉ（Ｃ，Ｎ）被覆から取り出した。電子透過性が達成されるまで、イオンビームを使用して、ラメラを薄くした。明視野走査ＴＥＭ画像を、３００ｋＶで運転するＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｔｉｔａｎ透過電子顕微鏡で取得した。ＴＫＤ（透過菊池回折）マップを、ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｈｅｌｉｏｓ ＦＩＢ－ＳＥＭにインストールされたＯｘｆｏｒｄ Ａｚｔｅｃシステムにより収集した。結晶粒界オーバーレイを有するＩＰＦ（逆極点図）マップを、ＡｚｔｅｃＣｒｙｓｔａｌソフトウェアにより作製した。明視野画像を図１０～１２に示す。ＴＫＤ画像を図７～９に示す。全試料中で粒径に分布があることが分かる。試料Ａ中のＴｉ（Ｃ，Ｎ）が、試料Ｂ中のＴｉ（Ｃ，Ｎ）より小さい粒子を示すことも分かる。

【0041】

切削試験１
切削工具を、ＳＳ２３１０、高合金鋼の被削材において、縦旋削操作で試験した。切削速度、Ｖ_ｃは１２５ｍ／分であり、送り、ｆ_ｎは０．０７２ｍｍ／回転であり、切込み深さ、ａ_ｐは２ｍｍであり、水混和性切削油剤を使用した。寿命到達時基準（ｅｎｄ ｏｆ ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）に到達するまで機械加工を続けた。切削工具あたり１つの刃先を評価した。

【0042】

工具寿命基準は、第一もしくは第二逃げ面摩耗では＞０．３ｍｍまたはクレーター部分では＞０．２ｍｍ^２に設定した。これらの基準のいずれかが満たされると同時に、試料の寿命に到達したと考えた。切削試験の結果を表４に表す。

【0043】

表４において分かる通り、試料Ａは、意外にも高い耐摩耗性を示し、試料ＢおよびＣと比べて２倍に近い寿命である。

【0044】

切削試験２
切削工具を、ＳＳ１６７２鋼の角材１００×１００ｍｍ被削材において断続的な正面旋削（ｆａｃｅ ｔｕｒｎｉｎｇ）操作でも試験した。切削速度、Ｖ_ｃは２５０ｍ／分であり、送り、ｆ_ｎは０．１ｍｍ／回転であり、切込み深さ、ａ_ｐは２．５ｍｍであり、水混和性切削油剤を使用した。寿命到達時基準に到達するまで機械加工を続けた。切削工具あたり１つの刃先を評価した。

【0045】

工具摩耗の評価の際に、第一稜線の損傷の％を、第一稜線が被削材と接触していた接触長さに沿って測定した。工具寿命基準を、被削材との接触域において第一稜線に沿って基材が曝露されたように４０％以上の損傷と設定した。工具摩耗を、３サイクルごとに、すなわち３つの正面削りパスの後に測定した。基準が満たされると同時に、工具の寿命に到達したと考えた。４０％損傷の最終的な工具寿命を計算するために、４０％の損傷に達する前とその後の間に単純な内挿を行った。試料の種類あたり４つの並行切削試験の平均結果を表５に表す。時折、刃先破壊が観察され、これらを結果から除いた。連続的な摩耗を示し、それにより、被覆からの工具寿命への寄与を反映している試料のみをここに含める。

【0046】

本発明は種々の例示的実施形態と関連して説明されてきたが、本発明が開示された例示的実施形態に限定されるものではなく、それどころか、添付される特許請求の範囲内に種々の改変体および等価な配置を含むことが意図されることが理解されるべきである。さらに、本発明のあらゆる開示された形態または実施形態が、あらゆる他の開示もしくは記載もしくは示唆された形態または実施形態中に、一般的な設計変更として組み込まれ得ることが認識されるべきである。したがって、本明細書に添付される添付の特許請求の範囲の範囲により示される通りのみに限定されることが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】