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(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】2024-07-17
(54)【発明の名称】被覆切削工具
(51)【国際特許分類】
B23B 27/14 20060101AFI20240709BHJP
C23C 16/36 20060101ALI20240709BHJP
【ＦＩ】
B23B27/14 A
C23C16/36
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023580509
(86)(22)【出願日】2022-06-30
(85)【翻訳文提出日】2024-02-26
(86)【国際出願番号】 EP2022068049
(87)【国際公開番号】W WO2023275237
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】21183417.1
(32)【優先日】2021-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＭＡＴＬＡＢ
(71)【出願人】
【識別番号】506297474
【氏名又は名称】ヴァルター アーゲー
(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】マンス， トルステン
(72)【発明者】
【氏名】ヤンセン， ヴィーベケ
【テーマコード（参考）】
3C046
4K030
【Ｆターム（参考）】
3C046FF02
3C046FF03
3C046FF04
3C046FF09
3C046FF10
3C046FF13
3C046FF16
3C046FF22
3C046FF23
3C046FF24
3C046FF25
4K030AA03
4K030AA09
4K030AA14
4K030AA17
4K030AA18
4K030BA02
4K030BA18
4K030BA36
4K030BA38
4K030BA43
4K030BB12
4K030CA03
4K030CA11
4K030FA10
4K030JA01
4K030JA10
4K030LA22
(57)【要約】
本発明は、基材および多層耐摩耗性硬質コーティングからなる被覆切削工具およびそれを製造するための方法に関し、硬質コーティングの層は、化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積され、交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造、ならびに３．０～５．５の範囲の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有するＴｉＣＮ層、酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層、および組織係数ＴＣ（０ ０ １２）＞５によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有する、結合層の上のα－Ａｌ２Ｏ３層を含む。
【選択図】図５
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材および多層耐摩耗性硬質コーティングからなる切屑形成金属加工のための被覆切削工具であって、ａ）２μｍ～２０μｍの全厚を有するＴｉＣＮ層であり、
ＴｉＣＮ層は、合計ｐ個の交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造を有し、ｐが５～２５、好ましくは５～１２の範囲の偶数または奇数であり、
Ｃ型およびＮ型副層は、炭素および窒素の原子比に関して異なる化学量論を有し、Ｃ型ＴｉＣＮ副層が１．０≦Ｃ／Ｎ≦２．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層が０．５≦Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、隣接するＣ型層およびＮ型層のＣ／Ｎ比の差が≧０．２であり、
ＴｉＣＮ層は、３．０～５．５の範囲の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有し、ＴＣ（４ ２ ２）が、以下：
Ｉ（ｈ ｋ ｌ）＝（ｈ ｋ ｌ）反射のＸＲＤ強度
Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）＝ＩＣＤＤのＰＤＦカード番号０１－０７１－６０５９による標準粉末回折データの標準強度
ｎ＝７＝計算に使用される反射の数であり、これにより使用される７つの（ｈ ｋ ｌ）反射は：（１ １ １）、（２ ０ ０）、（２ ２ ０）、（３ １ １）、（３ ３ １）、（４ ２ ０）および（４ ２ ２）である）
の通り定義される、ＴｉＣＮ層、
ｂ）全厚０．５μｍ～３μｍの、ＴｉＣＮ層の上の単層または多副層酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層、
ｃ）全厚２μｍ～１５μｍの、結合層の上のα－Ａｌ２Ｏ３層であり、
α－Ａｌ２Ｏ３層は、組織係数ＴＣ（０ ０ １２）＞５によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有し、ＴＣ（０ ０ １２）が、以下：
Ｉ（ｈ ｋ ｌ）＝（ｈ ｋ ｌ）反射のＸＲＤ強度
Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）＝ＮＩＳＴ標準粉末ＳＲＭ６７６ａで測定された標準強度
ｎ＝８＝計算に使用される反射の数であり、これにより使用される８つの（ｈ ｋ ｌ）反射は：（１ ０ ４）、（１ １ ０）、（１ １ ３）、（０ ２ ４）、（１ １ ６）、（３ ０ ０）、（０ ０ １２）および（０ １ １４）である）
の通り定義される、α－Ａｌ２Ｏ３層を含み、
標準強度が、以下の値：
【請求項2】
ＴｉＮまたはＴｉＣの少なくとも１つの基層が、基材表面のすぐ上およびＴｉＣＮ層の下に堆積され、基層が、０．３～１．５μｍ、または０．３～１．０μｍ、または０．３～０．７μｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の被覆切削工具。
【請求項3】
ＴｉＣＮ層が、３．５～５．５または４．０～５．３の範囲の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有する、請求項１または２に記載の被覆切削工具。
【請求項4】
成長方向におけるＴｉＣＮ層の多副層構造において、基層の上の第１の副層および結合層の下の最終副層がＣ型層である、請求項１から３のいずれか一項に記載の被覆切削工具。
【請求項5】
ＴｉＣＮ層の多副層構造において、各Ｎ型副層が、隣接するＣ型副層のそれぞれの５０％未満、または４０％未満、または３０％未満の厚さを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の被覆切削工具。
【請求項6】
ＴｉＣＮ層の多副層構造において、各Ｎ型副層が少なくとも０．０５μｍ、または少なくとも０．１μｍ、または少なくとも０．２μｍの厚さを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の被覆切削工具。
【請求項7】
成長方向におけるＴｉＣＮ層の多副層構造において、－ 第１のＣ型副層が２～１５μｍの範囲の厚さを有し、後続のＣ型副層が０．５～４μｍの範囲の厚さを有するか、または
－ すべてのＣ型副層が０．５～４μｍの範囲の厚さを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の被覆切削工具。
【請求項8】
ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層が、多副層構造およびＴｉＣＮＯまたはＴｉＡｌＣＮＯの全組成を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の被覆切削工具。
【請求項9】
基材が、超硬合金、サーメット、セラミック、鋼または立方晶窒化ホウ素、好ましくは超硬合金からなる、請求項１から８のいずれか一項に記載の被覆切削工具。
【請求項10】
硬質コーティングの層が化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積され、ＴｉＣＮが６００℃～９００℃の範囲の反応温度のＭＴ－ＣＶＤによって堆積されたＭＴ－ＴｉＣＮ層であり、および／またはＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層が９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤにより堆積され、および／またはα－Ａｌ２Ｏ３層が９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤによって堆積される、請求項１から９のいずれか一項に記載の被覆切削工具。
【請求項11】
ＩＳＯ ＰまたはＩＳＯ Ｋ鋼材の連続および断続切屑形成加工、好ましくは旋削作業のための、請求項１から１０のいずれか一項に記載の被覆切削工具の使用。
【請求項12】
多層耐摩耗性硬質コーティングが化学気相堆積（ＣＶＤ）によって基材上に堆積される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の被覆切削工具を製造するための方法であって、－ 少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２およびＣＨ３ＣＮ、ならびに任意選択でＨＣｌを含むプロセスガス組成物から、６００℃～９００℃の範囲の反応温度のＭＴ－ＣＶＤにより、ｐが５～２０の範囲の偶数または奇数である合計ｐ個の交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造のＴｉＣＮ層を２μｍ～２０μｍの全厚まで堆積させる工程であり、
Ｃ型およびＮ型副層が、炭素および窒素の原子比に関して異なる化学量論を有し、Ｃ型ＴｉＣＮ副層が１．０≦Ｃ／Ｎ≦２．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層が０．５≦Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、隣接するＣ型層とＮ型層のＣ／Ｎ比の差が≧０．２であり、Ｃ／Ｎ比がプロセスガス組成物中のＮ２／ＣＨ３ＣＮの比によって調整される、工程、
－ 少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ、およびＡｌが存在する場合はＡｌＣｌ３、ならびに任意選択でＣＨ４および／またはＨＣｌを含むプロセスガス組成物から、熱ＨＴ－ＣＶＤまたはＭＴ－ＣＶＤにより、ＴｉＣＮ層の上に単層または多副層酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層を０．５μｍ～３μｍの全厚まで堆積させる工程、
－ ９００～１２００℃の範囲の温度、３０～１５０ｍｂａｒの範囲の圧力、２～２０分の時間、およびＨ２、Ｎ２、１～１０ｖｏｌ．％のＣＯ２および１～２０ｖｏｌ．％のＣＯを含む（からなる）ガス雰囲気中で、結合層に対して酸化工程を実施する工程、
－ ９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤにより、酸化工程で処理された結合層の上に全厚２μｍ～１５μｍのα－Ａｌ２Ｏ３層を堆積させる工程
を含む、方法。
【請求項13】
少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２およびＮ２を含むプロセスガス組成物から、熱ＨＴ－ＣＶＤまたはＭＴ－ＣＶＤにより、基材表面のすぐ上にＴｉＮまたはＴｉＣの少なくとも１つの基層を０．３～１．５μｍの範囲の基層厚さまで堆積させる工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層が、多副層構造を得るための複数の後続の堆積工程によって堆積され、各堆積工程が９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤによって実施される、請求項１２または１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基材および多層耐摩耗性硬質コーティングからなる切屑形成金属加工のための被覆切削工具であって、硬質コーティングの層が化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積される、被覆切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
金属加工に使用される一般的な切削工具は、超硬合金、サーメット、セラミック、鋼または立方晶窒化ホウ素などの基体、およびＣＶＤまたはＰＶＤによって堆積された単層または多層耐摩耗性硬質材料コーティングからなる。具体的には、一種の高性能切削工具は、超硬合金の基体（基材）、ＴｉＣまたはＴｉＮの薄い基層、ほとんどの場合ＭＴ－ＴｉＣＮ（中温ＣＶＤ）として堆積されるＴｉＣＮの層、続いてアルファ、カッパまたは混合アルファ＋カッパＡｌ２Ｏ３層を含む。ＴｉＣＮ層とＡｌ２Ｏ３層との間にＴｉ化合物またはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層を設けることも公知であり、この結合層は、下地ＴｉＣＮ層からＡｌ２Ｏ３層に結晶学的特性を伝えるのに好適であってもよく、Ａｌ２Ｏ３層の変態、組織および接着に影響を及ぼす可能性がある。例えば、ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層の表面におけるある程度の酸化は、カッパ変態よりもアルファＡｌ２Ｏ３の形成を促進する可能性がある。例は、ＵＳ７，１７２，８０７に見出すことができる。
【0003】
このような切削工具の性能および寿命は、様々なパラメータによって影響される。いくつかのパラメータは、被削材、意図する切削作業などの、所望の加工用途により多かれ少なかれ与えられる。しかし、切削工具それ自体、特にコーティング特性、ならびに異なる摩耗の種類に影響を与え、工具寿命および切削性能を高めるコーティングの異なる部分と層との間のバランスに関しては、依然として改善の可能性がある。
【0004】
発明の目的
本発明の目的は、特にＩＳＯ ＰおよびＩＳＯ Ｋ鋼用途のための、連続および断続切削における改善された耐摩耗性および耐酸化性、ならびに向上した刃線靭性を有する被覆切削工具を提供することである。
本発明の目的は、特にＩＳＯ ＰおよびＩＳＯ Ｋ鋼用途のための、連続および断続切削における改善された耐摩耗性および耐酸化性、ならびに向上した刃線靭性を有する被覆切削工具を提供することである。
【発明の概要】
【0005】
この目的は、基材および多層耐摩耗性硬質コーティングからなる切屑形成金属加工用被覆切削工具であって、
ａ）２μｍ～２０μｍの全厚を有するＴｉＣＮ層であり、
ＴｉＣＮ層が、合計ｐ個の交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造を有し、ｐが５～２５、好ましくは５～１２の範囲の偶数または奇数であり、
Ｃ型およびＮ型副層が、炭素および窒素の原子比に関して異なる化学量論を有し、Ｃ型ＴｉＣＮ副層が１．０≦Ｃ／Ｎ≦２．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層が０．５≦Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、隣接するＣ型層およびＮ型層のＣ／Ｎ比の差が≧０．２であり、
ＴｉＣＮ層が、３．０～５．５の範囲の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有し、ＴＣ（４ ２ ２）が、以下：
（式中、
Ｉ（ｈ ｋ ｌ）＝（ｈ ｋ ｌ）反射のＸＲＤ強度
Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）＝ＩＣＤＤのＰＤＦカード番号０１－０７１－６０５９による標準粉末回折データの標準強度
ｎ＝７＝計算に使用される反射の数であり、これにより使用される７つの（ｈ ｋ ｌ）反射は：（１ １ １）、（２ ０ ０）、（２ ２ ０）、（３ １ １）、（３ ３ １）、（４ ２ ０）および（４ ２ ２）である）
の通り定義される、ＴｉＣＮ層、
ｂ）全厚０．５μｍ～３μｍの、ＴｉＣＮ層の上の単層または多副層酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層、
ｃ）全厚２μｍ～１５μｍの、結合層の上のα－Ａｌ２Ｏ３層であり、
α－Ａｌ２Ｏ３層が、組織係数ＴＣ（０ ０ １２）＞５によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有し、ＴＣ（０ ０ １２）が、以下：
（式中、
Ｉ（ｈ ｋ ｌ）＝（ｈ ｋ ｌ）反射のＸＲＤ強度
Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）＝ＮＩＳＴ標準粉末ＳＲＭ６７６ａで測定された標準強度
ｎ＝８＝計算に使用される反射の数であり、これにより使用される８つの（ｈ ｋ ｌ）反射は：（１ ０ ４）、（１ １ ０）、（１ １ ３）、（０ ２ ４）、（１ １ ６）、（３ ０ ０）、（０ ０ １２）および（０ １ １４）である）
の通り定義される、α－Ａｌ２Ｏ３層を含み、
標準強度が、以下の値：
を有する、被覆切削工具によって解決された。
ａ）２μｍ～２０μｍの全厚を有するＴｉＣＮ層であり、
ＴｉＣＮ層が、合計ｐ個の交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造を有し、ｐが５～２５、好ましくは５～１２の範囲の偶数または奇数であり、
Ｃ型およびＮ型副層が、炭素および窒素の原子比に関して異なる化学量論を有し、Ｃ型ＴｉＣＮ副層が１．０≦Ｃ／Ｎ≦２．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層が０．５≦Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、隣接するＣ型層およびＮ型層のＣ／Ｎ比の差が≧０．２であり、
ＴｉＣＮ層が、３．０～５．５の範囲の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有し、ＴＣ（４ ２ ２）が、以下：
Ｉ（ｈ ｋ ｌ）＝（ｈ ｋ ｌ）反射のＸＲＤ強度
Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）＝ＩＣＤＤのＰＤＦカード番号０１－０７１－６０５９による標準粉末回折データの標準強度
ｎ＝７＝計算に使用される反射の数であり、これにより使用される７つの（ｈ ｋ ｌ）反射は：（１ １ １）、（２ ０ ０）、（２ ２ ０）、（３ １ １）、（３ ３ １）、（４ ２ ０）および（４ ２ ２）である）
の通り定義される、ＴｉＣＮ層、
ｂ）全厚０．５μｍ～３μｍの、ＴｉＣＮ層の上の単層または多副層酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層、
ｃ）全厚２μｍ～１５μｍの、結合層の上のα－Ａｌ２Ｏ３層であり、
α－Ａｌ２Ｏ３層が、組織係数ＴＣ（０ ０ １２）＞５によって特徴付けられる全体的な繊維組織を有し、ＴＣ（０ ０ １２）が、以下：
Ｉ（ｈ ｋ ｌ）＝（ｈ ｋ ｌ）反射のＸＲＤ強度
Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）＝ＮＩＳＴ標準粉末ＳＲＭ６７６ａで測定された標準強度
ｎ＝８＝計算に使用される反射の数であり、これにより使用される８つの（ｈ ｋ ｌ）反射は：（１ ０ ４）、（１ １ ０）、（１ １ ３）、（０ ２ ４）、（１ １ ６）、（３ ０ ０）、（０ ０ １２）および（０ １ １４）である）
の通り定義される、α－Ａｌ２Ｏ３層を含み、
標準強度が、以下の値：
【0006】
本明細書の以下では、用語「ＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織」および「α－Ａｌ２Ｏ３層の｛０ ０ １｝組織」は、それぞれの結晶学的平面がランダム配向よりも頻繁に基材表面に対して平行に（層の成長方向に対して垂直に）配向している、多結晶層における好ましい結晶学的配向を意味する。好ましい結晶学的配向は、本明細書ではＸＲＤによって決定され、それぞれ対応する（平行な）結晶学的｛４ ２ ２｝および｛０ ０ １２｝平面の組織係数、ＴｉＣＮ層のＴＣ（４ ２ ２）、およびα－Ａｌ２Ｏ３層のＴＣ（０ ０ １２）によって表される。
【0007】
切削工具の特性および性能を改善する試みは、いくつかの側面を同時に考慮しなければならない。組織係数ＴＣ（０ ０ １２）＞５によって表されるα－Ａｌ２Ｏ３層の高い｛０ ０ １｝組織の制御が、高い耐酸化性および耐クレーター摩耗性に重要であることが見出された。好ましくは、α－Ａｌ２Ｏ３層の組織係数ＴＣ（０ ０ １２）は＞６である。一方、耐逃げ面摩耗性は、コーティング層シーケンスのＴｉＣＮ層の微細構造および組織によって強く影響されることが見出された。切削工具の性能および工具寿命に不可欠なもう１つの特徴は刃線靭性であるが、これは層接触面におけるコーティング層の接着によって制限される場合がある。低い接着は、破断、チッピングおよび／または剥離、したがって工具の早期破損につながる。本発明者らは、特定のコーティングシーケンスおよびコーティング層のそれぞれの特性により、改善された刃線靭性および逃げ面摩耗、ならびに改善された耐酸化性および耐クレーター摩耗性をもたらす新規被覆切削工具を見出した。
【0008】
本発明の被覆切削工具の最良の態様では、硬質コーティングの層は化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積され、多副層構造を有するＴｉＣＮ層は、６００℃～９００℃の範囲の反応温度のＭＴ－ＣＶＤによって堆積されたＭＴ－ＴｉＣＮ層である。多結晶ＴｉＣＮ層は、柱状粒からなる。
【0009】
ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層は、好ましくは９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤによって堆積され、α－Ａｌ２Ｏ３層も、好ましくは９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤによって堆積される。
【0010】
Ａｌ２Ｏ３層下のＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物層におけるある程度の酸化状態は、他の変態よりもアルファ変態の核生成およびその後の成長を促進することが公知であった。しかし、α－Ａｌ２Ｏ３層の発達および組織のレベルは、Ａｌ２Ｏ３層の堆積条件それ自体だけでなく、下地ＴｉＣＮ層の微細構造および結晶学的配向によってもある程度まで決定されることが見出された。したがって、ＴｉＣＮ層の制御は、その後のα－Ａｌ２Ｏ３層の特性を制御するためにも不可欠である。
【0011】
本発明者らは、高い｛２ １ １｝組織を有する微細粒ＴｉＣＮ層が、高い｛０ ０ １｝組織のα－Ａｌ２Ｏ３層の制御された核生成および堆積、ならびにコーティングの高い耐逃げ面摩耗性を促進することを認識した。したがって、最初の試みでは、高い｛０ ０ １｝組織のα－Ａｌ２Ｏ３層および耐逃げ面摩耗性から生じる有利な特性を改善するために、ＴｉＣＮ層の可能な限り高い｛２ １ １｝組織が想定される。
【0012】
しかし、本発明者らにより、特にα－Ａｌ２Ｏ３層とコーティングの下地結合層との間の接触面における接着が、ＴｉＣＮ層の微細構造および結晶学的配向によって強く影響されることが、多数の実験および分析によってさらに見出された。高い｛０ ０ １｝組織のα－Ａｌ２Ｏ３層および高い耐逃げ面摩耗性の利点を促進するＴｉＣＮ層の高い｛２ １ １｝組織は、α－Ａｌ２Ｏ３層と結合層との間の接触面における非常に弱い接着としばしば組み合わされ、特に工具の刃線で破断およびチッピング、したがって工具性能および工具寿命の損失をもたらすことが見出された。
【0013】
この矛盾は、本発明により、本明細書で定義される多層耐摩耗性硬質コーティングによって解決することができ、ここでＴｉＣＮ層は、明確に定義されたＣ／Ｎ比の５～２５の特定数の交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造を有し、ＴｉＣＮ層は、３．０～５．５の指定範囲内の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）によって表される｛２ １ １｝組織を有する。好ましくは、組織係数ＴＣ（４ ２ ２）は、３．５～５．５、または４．０～５．３である。
【0014】
一方では、ＴｉＣＮ層の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）は、その後のα－Ａｌ２Ｏ３層の成長および有利な特性を促進するのに十分に高い。他方では、ＴｉＣＮ層の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）を制限することで、α－Ａｌ２Ｏ３層と結合層との間の接着の問題が低減または回避されることが見出された。
【0015】
これらの特性を達成するために、主にＣ型ＴｉＣＮからなる多副層ＴｉＣＮ層を堆積させることが有利であることが見出され、ここでＣ型ＴｉＣＮの成長は、Ｎ型ＴｉＣＮ副層の堆積によって規則的に中断される。Ｎ型ＴｉＣＮの副層によるＣ型ＴｉＣＮの成長条件の中断は、本明細書で組織係数ＴＣ（４ ２ ２）によって表されるＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織を制御すると仮定され、見出されている。Ｃ型ＴｉＣＮがＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織を促進するのに対し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層の種類および数は、ＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織の制限を制御および調整するのに好適である。Ｎ型層単層の堆積だけでは、ランダムな組織の結晶および／または非常に粗い粒などの欠点を伴うことが判明した。
【0016】
ＴｉＣＮ層の多副層構造において、Ｎ型副層が隣接するＣ型副層に比べて薄い場合、ＴｉＣＮ層の最良の特性および｛２ １ １｝組織の制御が達成されることが示されている。好ましくは、各Ｎ型副層は、隣接するＣ型副層のそれぞれの５０％未満、または４０％未満、または３０％未満の厚さを有する。他方では、各Ｎ型副層は、少なくとも０．０５μｍ、または少なくとも０．１μｍ、または少なくとも０．２μｍの厚さを有するべきである。そうでなければ、ＴｉＣＮ多層の組織を制御するためのＮ型副層の効果が低すぎる。
【0017】
ＴｉＣＮ層の堆積中のＣ型副層とＮ型副層との間の変化は、堆積条件、特に反応ガス組成の変化によって制御される。Ｃ型およびＮ型副層の厚さは、それぞれのＣ型およびＮ型条件下での堆積時間によって制御される。異なるＣ型およびＮ型条件下での堆積速度は必然的に同じであってはならないが、単純な実験によって特定の条件下でのそれぞれの堆積速度を見出すことは、当業者の技能の範囲内であることが言及されるべきである。
【0018】
また、ＴｉＣＮ層の所望の特性を達成するために、交互のＣ型およびＮ型副層の数は、少なすぎても多すぎてもならないことが見出された。ＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織を有益な組織係数ＴＣ（４ ２ ２）の範囲内に制御するには、５～２５の交互のＣ型およびＮ型副層の数が有利であることが判明した。
【0019】
本発明によれば、Ｃ型ＴｉＣＮ副層は、１．０≦Ｃ／Ｎ≦２．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層は、０．５≦Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有する。本発明の一実施形態では、Ｃ型ＴｉＣＮ副層は１．２≦Ｃ／Ｎ＜１．５の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層は０．７＜Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有する。交互のＮ型ＴｉＣＮ副層の堆積によるＣ型ＴｉＣＮの成長の中断の効果は、Ｃ型を中断するＮ型副層の数だけでなく、Ｃ／Ｎ比の調整およびＣ型副層とＮ型副層との間のＣ／Ｎ比の差によっても影響され得る。堆積プロセスでは、堆積層のＣ／Ｎ比は、堆積条件、主にＮドナーとＣドナーの比によって調整される。ＮおよびＣ供給源としてＮ２およびＣＨ３ＣＮを含む反応ガス系では、Ｃ／Ｎ比は、これらの前駆体ガスの比によって調整される。
【0020】
本発明によれば、隣接するＣ型層とＮ型層のＣ／Ｎ比の差は≧０．２である。本発明の好ましい実施形態では、Ｃ型層とＮ型層のＣ／Ｎ比の差は、０．３～１．５、または０．４～１．０、または０．５～０．８の範囲内である。隣接するＣ型層とＮ型層のＣ／Ｎ比の差が小さすぎると、ＴｉＣＮ層の結晶学的特性を制御する所望の効果が弱すぎる。
【0021】
本発明の被覆切削工具の基材は、超硬合金、サーメット、セラミック、鋼または立方晶窒化ホウ素などの、金属切削工具に好適であることが当技術分野で公知の任意の種類のものであってもよく、それにより超硬合金が特に好適であり好ましい。
【0022】
本発明の被覆切削工具は、連続および断続切削、特にＩＳＯ－ＰおよびＩＳＯ－Ｋ鋼被削材用途における旋削作業で優れた耐摩耗性および耐酸化性、ならびに向上した刃線靭性を示すことが判明した。したがって、本発明は、ＩＳＯ－ＰおよびＩＳＯ－Ｋ鋼材の連続および断続切削のための本発明の被覆切削工具の使用を含む。
【0023】
本発明の被覆切削工具の好ましい実施形態では、ＴｉＮまたはＴｉＣの少なくとも１つの基層は、基材表面のすぐ上およびＴｉＣＮ層の下に堆積される。好適な基層は、０．３～１．５μｍ、または０．３～１．０μｍ、または０．３～０．７μｍの範囲の厚さを有する。基層は、熱ＨＴ－ＣＶＤまたはＭＴ－ＣＶＤによって堆積させることができる。
【0024】
基層は、基材へのＴｉＣＮ層の接着を改善するのに好適である。また、基層は、ＨＴ－ＣＶＤアルミナ堆積時などのその後の高温処理において、基材からＴｉＣＮコーティング層、またその逆へのＣｏなどの成分の拡散を回避するか、または少なくとも低下させるバリア層としても機能することができる。
【0025】
本発明の被覆切削工具の好ましい実施形態では、成長方向におけるＴｉＣＮ層の多副層構造において、基層の上の第１の副層はＣ型層である。別の好ましい実施形態では、基層の上の第１の副層と結合層の下の最終副層の両方がＣ型層である。
【0026】
上述のように、多層ＴｉＣＮ層の主要な割合は、ＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織を促進し、ひいてはα－Ａｌ２Ｏ３層の｛０ ０ １｝組織を促進する型であることが判明しているＣ型ＴｉＣＮであり、一方でＮ型副層は、好ましくはＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織の発達を制御するために介在する。しかし、Ｎ型層が基層の上に第１の副層として堆積する場合、ＴｉＣＮ層の｛２ １ １｝組織の発達が少なくなり、結果としてα－Ａｌ２Ｏ３層の｛０ ０ １｝組織が少なくなったことが見出された。結合層の下の最終副層もＣ型層である場合、効果はさらに高められ、α－Ａｌ２Ｏ３層の｛０ ０ １｝組織のより良い制御が達成される。
【0027】
ＴｉＣＮ層の多副層構造に関して、本発明の被覆切削工具の２つの好ましい変形例がある。
【0028】
第１の変形例では、成長方向における第１のＣ型副層は比較的厚く、５～１５μｍの範囲の厚さを有し、後続のＣ型副層はより薄く、０．５～４μｍの範囲の厚さを有し、さらに薄いＮ型副層がＣ型層の間に堆積される。この変形例では、第１の段階で、第１のより厚いＣ型副層が顕著な｛２ １ １｝組織を発達させ、後続の層のための一種のテンプレートを設定する。
【0029】
第２の変形例では、成長方向における各Ｃ型副層は０．５～４μｍの範囲の厚さを有し、さらに薄いＮ型副層がＣ型層の間に堆積される。この変形例も非常に良好に機能し、ＴｉＣＮ層における交互のＣ型およびＮ型副層の数が上限範囲内にあり、ＴｉＣＮ層の全厚が高くなりすぎてはならない場合に特に好適である。
【0030】
本発明のコーティングの結合層は、０．５μｍ～３μｍの全厚を有する、ＴｉＣＮ層の上に堆積された単層または多副層酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物層である。好ましくは、結合層は、多副層構造およびＴｉＣＮＯまたはＴｉＡｌＣＮＯの全組成を有する。結合層のＣＶＤ堆積では、反応ガス組成に一酸化炭素ＣＯを添加することによって酸素を導入することができる。好ましい実施形態では、堆積した結合層は、後続のＡｌ２Ｏ３層の核生成および成長の前に、さらに酸化工程に供される。ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ結合層内の酸素の存在および結合層表面の酸化は、α変態におけるＡｌ２Ｏ３層の成長を促進するのに好適である。
【0031】
本発明はまた、多層耐摩耗性硬質コーティングが化学気相堆積（ＣＶＤ）によって基材上に堆積される、本明細書で定義される本発明の被覆切削工具を製造するための方法であって、
－ 少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２およびＣＨ３ＣＮ、ならびに任意選択でＨＣｌを含むプロセスガス組成物から、６００℃～９００℃の範囲の反応温度のＭＴ－ＣＶＤにより、ｐが５～２０の範囲の偶数または奇数である合計ｐ個の交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造のＴｉＣＮ層を２μｍ～２０μｍの全厚まで堆積させる工程であり、
Ｃ型およびＮ型副層が、炭素および窒素の原子比に関して異なる化学量論を有し、Ｃ型ＴｉＣＮ副層が１．０≦Ｃ／Ｎ≦２．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層が０．５≦Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、隣接するＣ型層とＮ型層のＣ／Ｎ比の差が≧０．２であり、Ｃ／Ｎ比がプロセスガス組成物中のＮ２／ＣＨ３ＣＮの比によって調整される、工程、
－ 少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ、およびＡｌが存在する場合はＡｌＣｌ３、ならびに任意選択でＣＨ４および／またはＨＣｌを含むプロセスガス組成物から、熱ＨＴ－ＣＶＤまたはＭＴ－ＣＶＤにより、ＴｉＣＮ層の上に単層または多副層酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層を０．５μｍ～３μｍの全厚まで堆積させる工程、
－ ９００～１２００℃の範囲の温度、３０～１５０ｍｂａｒの範囲の圧力、２～２０分の時間、およびＨ２、Ｎ２、１～１０ｖｏｌ．％のＣＯ２および１～２０ｖｏｌ．％のＣＯを含むまたはからなるガス雰囲気中で、結合層に対して酸化工程を実施する工程、
－ ９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤにより、酸化工程で処理された結合層の上に全厚２μｍ～１５μｍのα－Ａｌ２Ｏ３層を堆積させる工程
を含む、方法を含む。
－ 少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２およびＣＨ３ＣＮ、ならびに任意選択でＨＣｌを含むプロセスガス組成物から、６００℃～９００℃の範囲の反応温度のＭＴ－ＣＶＤにより、ｐが５～２０の範囲の偶数または奇数である合計ｐ個の交互のＣ型およびＮ型副層の多副層構造のＴｉＣＮ層を２μｍ～２０μｍの全厚まで堆積させる工程であり、
Ｃ型およびＮ型副層が、炭素および窒素の原子比に関して異なる化学量論を有し、Ｃ型ＴｉＣＮ副層が１．０≦Ｃ／Ｎ≦２．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、Ｎ型ＴｉＣＮ副層が０．５≦Ｃ／Ｎ＜１．０の範囲のＣ／Ｎ比を有し、隣接するＣ型層とＮ型層のＣ／Ｎ比の差が≧０．２であり、Ｃ／Ｎ比がプロセスガス組成物中のＮ２／ＣＨ３ＣＮの比によって調整される、工程、
－ 少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ、およびＡｌが存在する場合はＡｌＣｌ３、ならびに任意選択でＣＨ４および／またはＨＣｌを含むプロセスガス組成物から、熱ＨＴ－ＣＶＤまたはＭＴ－ＣＶＤにより、ＴｉＣＮ層の上に単層または多副層酸素含有ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層を０．５μｍ～３μｍの全厚まで堆積させる工程、
－ ９００～１２００℃の範囲の温度、３０～１５０ｍｂａｒの範囲の圧力、２～２０分の時間、およびＨ２、Ｎ２、１～１０ｖｏｌ．％のＣＯ２および１～２０ｖｏｌ．％のＣＯを含むまたはからなるガス雰囲気中で、結合層に対して酸化工程を実施する工程、
－ ９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤにより、酸化工程で処理された結合層の上に全厚２μｍ～１５μｍのα－Ａｌ２Ｏ３層を堆積させる工程
を含む、方法を含む。
【0032】
好ましくは、方法は、少なくともＴｉＣｌ４、Ｈ２およびＮ２を含むプロセスガス組成物から、熱ＨＴ－ＣＶＤまたはＭＴ－ＣＶＤにより、基材表面のすぐ上にＴｉＮまたはＴｉＣの少なくとも１つの基層を０．３～１．５μｍの範囲の基層厚さまで堆積させるさらなる工程を含む。
【0033】
ＴｉまたはＴｉ＋Ａｌ化合物結合層は、好ましくは多副層構造を得るために複数の後続の堆積工程によって堆積され、各堆積工程は、９００℃～１２００℃の範囲の反応温度のＨＴ－ＣＶＤによって実施される。本明細書の例では、結合層は５工程プロセスで堆積され、ＴｉＣＮ副層から開始し、酸素を層に取り込むために反応ガス中にＣＯを含むプロセス条件下での複数の工程、およびＡｌを層に取り込むためにＡｌＣｌ３を含む工程が続く。結合層の全（全体）組成は、Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｃ＋Ｎ＋Ｏである。結合層の堆積の後に、Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ２およびＣＯを含むガス雰囲気中９００℃～１２００℃の範囲、好ましくは約１０００℃の高温での酸化工程が続く。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図2】それぞれＴｉＣＮ層の副層の数に対してプロットされ（図２ａ）、ＴｉＣＮ層の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）に対してプロットされた（図２ｂ）、被覆切削工具試料の本発明および比較例のＡおよびＺ接着の平均値を示す図である。
【図3】１２分の切削時間（図３ａ、３ｃ、３ｅ）および１５分の切削時間（図３ｂ、３ｄ、３ｆ）のクレーター摩耗試験（Ｃ４５Ｅ鋼における旋削作業）後の、本発明試料（図３ａ、３ｂ：４ＷＡＧ５１；図３ｃ、３ｄ：４ＷＡＧ６０）ならびに基準試料（図３ｅ、３ｆ：１２４６２６０）のクレーター摩耗の光学顕微鏡写真を示す図である。
【図5】靭性試験における本発明試料４ＷＡＧ５１および４ＷＡＧ５５ならびに基準試料１２４６２６０の逃げ面摩耗を示す図であり、最大摩耗幅がサイクル数に対してプロットされ、工具寿命終了時の各試料の刃線損傷（ＥＬＤ）が示されている（逃げ面のＶＢｍａｘ≧０．３ｍｍ）。
【発明を実施するための形態】
【0035】
定義および方法
ＭＴ－ＴｉＣＮ
「ＭＴ－ＴＩＣＮ」という用語は、本明細書で使用される場合、ＴｉＣＮが中温ＣＶＤ（ＭＴ－ＣＶＤ）によって堆積されることを意味し、これにより高温ＣＶＤ（ＨＴ－ＣＶＤ）によって堆積される材料が区別される。
ＭＴ－ＴｉＣＮ
「ＭＴ－ＴＩＣＮ」という用語は、本明細書で使用される場合、ＴｉＣＮが中温ＣＶＤ（ＭＴ－ＣＶＤ）によって堆積されることを意味し、これにより高温ＣＶＤ（ＨＴ－ＣＶＤ）によって堆積される材料が区別される。
【0036】
Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定
Ｘ線回折測定は、ＣｕＫα線およびＰＩＸｃｅｌ １Ｄ ＲＴＭＳ検出器を使用したＰａｎａｌｙｔｉｃａｌ ＣｕｂｉＸ３回折計で行った。Ｘ線管は、４５ｋＶおよび４０ｍＡでラインフォーカスで操作した。測定は、Ｂｒａｇｇ－Ｂｒｅｎｔａｎｏジオメトリで行った。一次ビーム側には、０．０４ｒａｄのＳｏｌｌｅｒスリット、０．５°の固定発散スリット、および１°の散乱防止スリットを使用した。Ｘ線ビームが試料のコーティング面上にスピルオーバーするのを避けるために、幅１．６ｍｍのビームマスクを挿入した。二次側には、８ｍｍの固定散乱防止スリット、０．０４ｒａｄのＳｏｌｌｅｒスリット、および厚さ２０μｍのＮｉＫβフィルターを使用した。１９°≦２θ≦１３０°の角度範囲内で、０．０１５８°刻みおよびおよそ０．２秒の計数時間で対称θ－２θスキャンを行った。
Ｘ線回折測定は、ＣｕＫα線およびＰＩＸｃｅｌ １Ｄ ＲＴＭＳ検出器を使用したＰａｎａｌｙｔｉｃａｌ ＣｕｂｉＸ３回折計で行った。Ｘ線管は、４５ｋＶおよび４０ｍＡでラインフォーカスで操作した。測定は、Ｂｒａｇｇ－Ｂｒｅｎｔａｎｏジオメトリで行った。一次ビーム側には、０．０４ｒａｄのＳｏｌｌｅｒスリット、０．５°の固定発散スリット、および１°の散乱防止スリットを使用した。Ｘ線ビームが試料のコーティング面上にスピルオーバーするのを避けるために、幅１．６ｍｍのビームマスクを挿入した。二次側には、８ｍｍの固定散乱防止スリット、０．０４ｒａｄのＳｏｌｌｅｒスリット、および厚さ２０μｍのＮｉＫβフィルターを使用した。１９°≦２θ≦１３０°の角度範囲内で、０．０１５８°刻みおよびおよそ０．２秒の計数時間で対称θ－２θスキャンを行った。
【0037】
データ分析は、Ｃｕ－Ｋα２ストリッピング（Ｒａｃｈｉｎｇｅｒ法）およびバックグラウンド除去を行った後、測定した２θスキャンに疑似フォークトプロファイルをフィッティングすることにより、Ｍａｔｌａｂベースのピークフィッティング手順を使用して行った。本明細書におけるピーク強度は、ピーク面積強度である。バルク材料における天然の浸透深さとは対照的に、層の限られた厚さを考慮する薄膜吸収（ＴＦ）補正をすべての試料に適用した。さらに、それぞれの目的の層の上に堆積された層に対して吸収補正（Ａｂｓ）を適用した。薄膜（ＴＦ）補正および吸収（Ａｂｓ）補正に適用した式は当業者に公知であり、以下に示される：
【0038】
それぞれ、薄膜補正の式（ＩＴＦ
ｃｏｒｒ）において、Ｓは目的の層の厚さであり、吸収補正の式（ＩＡｂｓ
ｃｏｒｒ）において、Ｓは吸収最上層の厚さである。「μ」は、それぞれの層材料の線吸収係数であり、μ（α－Ａｌ２Ｏ３）＝０．０１２５８μｍ－１およびμ（ＴｉＣＮ）＝０．０８１５０μｍ－１である。（Ｂｉｒｋｈｏｌｚ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ａｎｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ Ｘ－ｒａｙ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ、２００６、Ｗｉｌｅｙ－ＶＣＨ、ＩＳＢＮ ３－５２７－３１０５２－５、第５．５．３章、２１１～２１５頁も参照されたい）。
【0039】
結合層はＴｉＣＮコーティングに比べて薄く、同じ結晶構造、および同様の化学組成を有するため、両層の重なった干渉ピークは、分離することまたは信頼性の高いデコンボリューションを行うことができない。そのため、ＴｉＣＮコーティングを覆う結合層については、それぞれ別個の吸収補正および薄膜補正は行わなかった。代わりに、これらは１つの層として扱われる。
【0040】
組織係数 ＴＣ（ｈ ｋ ｌ）
「繊維組織」という用語は、気相堆積によって生成される多結晶薄膜に関連して一般的に使用される場合、一組の幾何学的に等価な結晶学的平面｛ｈ ｋ ｌ｝が基材表面に対して優先的に平行に配向していることが見出されるという点で、成長した粒がランダム配向と比較して優先的に結晶学的に配向していることを説明する。
「繊維組織」という用語は、気相堆積によって生成される多結晶薄膜に関連して一般的に使用される場合、一組の幾何学的に等価な結晶学的平面｛ｈ ｋ ｌ｝が基材表面に対して優先的に平行に配向していることが見出されるという点で、成長した粒がランダム配向と比較して優先的に結晶学的に配向していることを説明する。
【0041】
好ましい成長、すなわち一組の幾何学的に等価な結晶学的平面｛ｈ ｋ ｌ｝が基材に対して優先的に平行に配向していることが見出されていることを表す手段は、それぞれの試料で測定された規定の組のＸＲＤ反射に基づいて、Ｈａｒｒｉｓによって提案された式を使用して計算される組織係数ＴＣ（ｈ ｋ ｌ）である（Ｈａｒｒｉｓ，Ｇ．Ｂ．、Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｉｃａｌ Ｍａｇａｚｉｎｅ Ｓｅｒｉｅｓ ７、４３／３３６、１９５２、１１３～１２３頁）。Ｈａｒｒｉｓの式によると、測定されたピーク強度Ｉ（ｈ ｋ ｌ）は、それぞれのｌＣＤＤのＰＤＦカードから取得された、または標準基準粉末で測定された相対標準強度Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）と相関する。
【0042】
結晶性材料の層の組織係数ＴＣ（ｈ ｋ ｌ）＞１は、少なくともＨａｒｒｉｓの式で使用されるＸＲＤ反射と比較して、結晶性材料の粒が、ランダムな分配よりも頻繁に、その｛ｈ ｋ ｌ｝結晶学的平面が基材表面に平行な状態で配向していることを示す。本明細書における組織係数ＴＣ（ｈ ｋ ｌ）の計算では、測定されたピーク強度Ｉ（ｈ ｋ ｌ）は、上記のように補正された正味のピーク面積強度を意味する。
【0043】
ＴｉＣＮには、ＩＣＤＤのＰＤＦカード番号０１－０７１－６０５９を適用し、計算に以下の（ｈ ｋ ｌ）反射を使用した（ｎ＝７）：
【0044】
α－Ａｌ２Ｏ３では、認定ＮＩＳＴ（アメリカ国立標準技術研究所）標準粉末ＳＲＭ６７６ａを用いて、上記のように測定することによって標準ピーク面積強度Ｉ０（ｈ ｋ ｌ）を得た。計算には以下の（ｈ ｋ ｌ）反射を使用した（ｎ＝８）：
【0045】
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）
ＳＥＭ分析のために、インサートを断面で切断し、ホルダーに取り付け、ｉ）Ｓｔｒｕｅｒｓ Ｐｉａｎｏ２２０ディスクと水で６分間研削し、ｉｉ）９μｍのＭＤ－Ｌａｒｇｏ Ｄｉａｍｏｎｄ懸濁液で３分間研磨し、ｉｉｉ）３μｍのＭＤ－Ｄａｃ Ｄｉａｍｏｎｄ懸濁液で３：４０分間研磨し、ｉｖ）１μｍのＭＤ－Ｎａｐ Ｄｉａｍｏｎｄ懸濁液で２分間研磨し、ｖ）ＯＰ－Ｓコロイダルシリカ懸濁液で少なくとも１２分間研磨／エッチング（コロイダルシリカの平均粒径＝０．０４μｍ）することによって処理した。ＳＥＭ検査前に、検体を超音波洗浄した。ＳＥＭ画像は、３０μｍのアパーチャー、２．５ｋＶの加速電圧、および５ｍｍの作動距離を使用して、Ｚｅｉｓｓ Ｓｕｐｒａ ４０ ＶＰ電界放出形走査電子顕微鏡を用いて取得した。
ＳＥＭ分析のために、インサートを断面で切断し、ホルダーに取り付け、ｉ）Ｓｔｒｕｅｒｓ Ｐｉａｎｏ２２０ディスクと水で６分間研削し、ｉｉ）９μｍのＭＤ－Ｌａｒｇｏ Ｄｉａｍｏｎｄ懸濁液で３分間研磨し、ｉｉｉ）３μｍのＭＤ－Ｄａｃ Ｄｉａｍｏｎｄ懸濁液で３：４０分間研磨し、ｉｖ）１μｍのＭＤ－Ｎａｐ Ｄｉａｍｏｎｄ懸濁液で２分間研磨し、ｖ）ＯＰ－Ｓコロイダルシリカ懸濁液で少なくとも１２分間研磨／エッチング（コロイダルシリカの平均粒径＝０．０４μｍ）することによって処理した。ＳＥＭ検査前に、検体を超音波洗浄した。ＳＥＭ画像は、３０μｍのアパーチャー、２．５ｋＶの加速電圧、および５ｍｍの作動距離を使用して、Ｚｅｉｓｓ Ｓｕｐｒａ ４０ ＶＰ電界放出形走査電子顕微鏡を用いて取得した。
【0046】
ＴＥＭ分析用試料調製
ＴＥＭ用試料の調製は、ガリウム液体金属イオン源を装備した複合機ＦＩＢ／ＳＥＭ装置Ｚｅｉｓｓ Ｃｒｏｓｓｂｅａｍ ５４０電界放出形走査電子顕微鏡を使用して表面から薄い断面片を切り出し、試料を十分な電子透過性に至るまで薄くするｉｎ－ｓｉｔｕリフトアウト技術によって作製した。
ＴＥＭ用試料の調製は、ガリウム液体金属イオン源を装備した複合機ＦＩＢ／ＳＥＭ装置Ｚｅｉｓｓ Ｃｒｏｓｓｂｅａｍ ５４０電界放出形走査電子顕微鏡を使用して表面から薄い断面片を切り出し、試料を十分な電子透過性に至るまで薄くするｉｎ－ｓｉｔｕリフトアウト技術によって作製した。
【0047】
分析透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）調査（ＳＴＥＭ－ＥＤＸＳ）
走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）イメージングとエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸＳ）による元素マッピングの組合せは、一次電子エネルギー２００ｋｅＶおよび電子電流１ｎＡでＦＥＩ Ｔｅｃｎａｉ Ｏｓｉｒｉｓ顕微鏡を用いて行い、顕微鏡には、高輝度電界放出形電子銃および４つのシリコンドリフト検出器（ＦＥＩ Ｓｕｐｅｒ－Ｘ ＥＤＸシステム）が装備されている。
走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）イメージングとエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸＳ）による元素マッピングの組合せは、一次電子エネルギー２００ｋｅＶおよび電子電流１ｎＡでＦＥＩ Ｔｅｃｎａｉ Ｏｓｉｒｉｓ顕微鏡を用いて行い、顕微鏡には、高輝度電界放出形電子銃および４つのシリコンドリフト検出器（ＦＥＩ Ｓｕｐｅｒ－Ｘ ＥＤＸシステム）が装備されている。
【0048】
ＳＴＥＭ－ＥＤＸＳマッピングを、Ｃ型層およびＮ型層それぞれの副層厚さの決定に使用した。得られた元素分布の定量的ラインプロファイルにより、交互のＣ型層およびＮ型層の積層の高い均質性および再現性が示される。Ｃ／Ｎ比は、Ｍａｔｌａｂを使用したラインプロファイルフィッティングによって決定した。
【0049】
電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）
電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）は、３００ｋＶでＦＥＩ Ｔｉｔａｎ ８０－３００顕微鏡を用い、ＧＩＦ Ｔｒｉｄｉｅｍ ８６５ ＥＲ型のＧａｔａｎイメージングエネルギーフィルターによって行った。ＥＥＬＳラインプロファイル分析はＳＴＥＭモードで行った。Ｃ／Ｎ比の正確な定量化のために、高空間分解能のＥＥＬＳ分析を適用した。これらの測定により、ＳＴＥＭ ＥＤＸＳ分析からのデータが確証される。
電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）は、３００ｋＶでＦＥＩ Ｔｉｔａｎ ８０－３００顕微鏡を用い、ＧＩＦ Ｔｒｉｄｉｅｍ ８６５ ＥＲ型のＧａｔａｎイメージングエネルギーフィルターによって行った。ＥＥＬＳラインプロファイル分析はＳＴＥＭモードで行った。Ｃ／Ｎ比の正確な定量化のために、高空間分解能のＥＥＬＳ分析を適用した。これらの測定により、ＳＴＥＭ ＥＤＸＳ分析からのデータが確証される。
【0050】
キャロット研削／ボールクレータリング
キャロット研削を使用してコーティングの厚さおよび接着を評価した。インサートをボールクレータリング装置の傾斜した磁気ホルダー上に置いた。３μｍの水性ダイヤモンド懸濁液（Ｓｔｒｕｅｒｓ、ＤＰ－Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ｇｒｅｅｎ）を滴下して濡らし、＞５００ｒｐｍで駆動シャフトによって駆動させた回転する３０ｍｍの鋼ボールにより、コーティングおよび基材材料で球状キャロットを研削した。研削プロセスは、基材材料のキャロット径がおよそ６００～１１００μｍに達した時点で停止した。キャロットの形状を考慮した厚さ測定を、光学顕微鏡（ＬＯＭ）を使用して専用ソフトウェアによって行った。
キャロット研削を使用してコーティングの厚さおよび接着を評価した。インサートをボールクレータリング装置の傾斜した磁気ホルダー上に置いた。３μｍの水性ダイヤモンド懸濁液（Ｓｔｒｕｅｒｓ、ＤＰ－Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ｇｒｅｅｎ）を滴下して濡らし、＞５００ｒｐｍで駆動シャフトによって駆動させた回転する３０ｍｍの鋼ボールにより、コーティングおよび基材材料で球状キャロットを研削した。研削プロセスは、基材材料のキャロット径がおよそ６００～１１００μｍに達した時点で停止した。キャロットの形状を考慮した厚さ測定を、光学顕微鏡（ＬＯＭ）を使用して専用ソフトウェアによって行った。
【0051】
Ａ接着およびＺ接着
「Ａ接着」は、α－Ａｌ２Ｏ３層の結合層に対する接着を定義し、「Ｚ接着」は、結合層内、すなわち結合層の個々の副層間の内部接着を定義する。ＡおよびＺ接着は、研磨されたキャロット研削面のＬＯＭ観察によって評価し、１．０（＝完全接着）～３．０（＝接着なし）の尺度で目視分類した。
「Ａ接着」は、α－Ａｌ２Ｏ３層の結合層に対する接着を定義し、「Ｚ接着」は、結合層内、すなわち結合層の個々の副層間の内部接着を定義する。ＡおよびＺ接着は、研磨されたキャロット研削面のＬＯＭ観察によって評価し、１．０（＝完全接着）～３．０（＝接着なし）の尺度で目視分類した。
【0052】
層／副層の接触面におけるＡおよびＺ接着の基準は以下の通りである：
ＡまたはＺ＝１：接触面でブレイクアウトが観察されないか、または無視できる。接触面ラインは無傷である。
ＡまたはＺ＝２：接触面で軽微なブレイクアウトを観察することができ、接触面ライン全体の約５１～８０％は劣化していない。
ＡまたはＺ＝３：接触面で大きなブレイクアウトまたは連続的な剥離を観察することができ、キャロットの接触面ラインの５０～１００％が劣化している。
ＡまたはＺ＝１：接触面でブレイクアウトが観察されないか、または無視できる。接触面ラインは無傷である。
ＡまたはＺ＝２：接触面で軽微なブレイクアウトを観察することができ、接触面ライン全体の約５１～８０％は劣化していない。
ＡまたはＺ＝３：接触面で大きなブレイクアウトまたは連続的な剥離を観察することができ、キャロットの接触面ラインの５０～１００％が劣化している。
【0053】
【0054】
ＣＶＤコーティング
本明細書におけるすべてのＣＶＤコーティングは、内部反応器高さ１５８０ｍｍ、内部反応器直径５００ｍｍ、および内容積およそ３００リットルの工業用サイズのＢｅｒｎｅｘ ＢＰＸ５３０Ｌ型ラジアルフローＣＶＤコーティングチャンバーで調製した。反応ガスを、中央ガス入口パイプから反応器にフィードし、入口パイプに沿って分配された開口部から反応ゾーンに導入し、基材体上に実質的に放射状のガス流を供給した。
本明細書におけるすべてのＣＶＤコーティングは、内部反応器高さ１５８０ｍｍ、内部反応器直径５００ｍｍ、および内容積およそ３００リットルの工業用サイズのＢｅｒｎｅｘ ＢＰＸ５３０Ｌ型ラジアルフローＣＶＤコーティングチャンバーで調製した。反応ガスを、中央ガス入口パイプから反応器にフィードし、入口パイプに沿って分配された開口部から反応ゾーンに導入し、基材体上に実質的に放射状のガス流を供給した。
【0055】
多数の切削工具インサート基材（最大約１５．０００のオーダーのインサート）が、反応器内の様々なトレイレベルに、反応ガス出口開口部から半径方向に異なる距離で配置され得ることに留意されたい。したがって、全ガス流、ガス速度、および堆積反応の種類によって、反応ガス組成、したがって同じ反応器内の異なる基材位置での反応性が変化する場合があり、同じ公称反応条件下で同じ堆積操作内で、コーティングされた基材のコーティング厚さおよび他の製品パラメータが変化する場合がある。これは、当業者に周知の現象である。しかし、本発明のコーティング特性を達成するために、全ガス流、ガス速度、堆積時間などの調整などの当技術分野で公知の調整により、このような変動を低減または克服することは、当業者の理解の範囲内である。
【0056】
特に指示されない場合、本明細書の例では、反応器はほぼその全容量までインサートが充填され、それにより調査される試料インサートは、中央入口パイプからのトレイ上の３つの異なる半径位置（位置：中央（Ｃ）、中間（Ｍ）、周辺（Ｐ））、および反応器の高さ内の６つの異なるトレイレベルに配置された。トレイ上の残りの位置は、反応器内でのフルスケールの堆積条件および容積使用量を可能な限り厳密にシミュレートするために、「スクラップ」インサートが充填された。
【0057】
特に指示されない場合、本明細書の例では、層厚、組織係数、ＡおよびＺ接着などの試料について示された測定値は、上述のように反応器内の１８の様々な位置から採取された１８個の試料の平均を表す。
【0058】
ブラスト
堆積されたコーティングのブラストを実行する場合は、インサートのすくい面で行った。乾式ブラスト（「ＴＳ」）は、直径７０～１２０μｍのＺｒＯ２丸型媒体、ブラスト圧力５ｂａｒ（インジェクタープレッサー＝１．８ｂａｒ）、およびブラスト距離９０ｍｍで実施した。湿式ブラスト（「ＴＴ」）は、水中２０ｖｏｌ％のＡｌ２Ｏ３のブラスタースラリー（Ｆ２４０マイクログリット）、ブラスト圧力２．８～３．８ｂａｒ（インジェクタープレッサー＝１．～２．０ｂａｒ）、ブラスト角度７５°、ブラスト距離９４．５ｍｍで実施した。
堆積されたコーティングのブラストを実行する場合は、インサートのすくい面で行った。乾式ブラスト（「ＴＳ」）は、直径７０～１２０μｍのＺｒＯ２丸型媒体、ブラスト圧力５ｂａｒ（インジェクタープレッサー＝１．８ｂａｒ）、およびブラスト距離９０ｍｍで実施した。湿式ブラスト（「ＴＴ」）は、水中２０ｖｏｌ％のＡｌ２Ｏ３のブラスタースラリー（Ｆ２４０マイクログリット）、ブラスト圧力２．８～３．８ｂａｒ（インジェクタープレッサー＝１．～２．０ｂａｒ）、ブラスト角度７５°、ブラスト距離９４．５ｍｍで実施した。
【0059】
クレーター摩耗試験
被覆切削工具は、以下の切削データを使用してＣ４５Ｅ鋼で試験した：
切削速度ｖｃ：２７０ｍ／分
切削送り、ｆ：０．３２ｍｍ／回転
切削深さ、ａｐ：２．５ｍｍ
インサート様式：ＷＮＭＧ０８０４１２
（切削流体なし）
被覆切削工具は、以下の切削データを使用してＣ４５Ｅ鋼で試験した：
切削速度ｖｃ：２７０ｍ／分
切削送り、ｆ：０．３２ｍｍ／回転
切削深さ、ａｐ：２．５ｍｍ
インサート様式：ＷＮＭＧ０８０４１２
（切削流体なし）
【0060】
１つの切削工具につき１つの切刃を評価した。クレーター摩耗の分析では、光学顕微鏡を使用して、露出した基材の面積を測定した。流動する切屑によって形成された摩耗クレーターが副切刃を突き破り／到達したとき、工具の寿命に達したとみなした。各切削工具の摩耗は、３分間の切削後に光学顕微鏡で評価した。その後、工具寿命の基準に達するまで、３分間操作するごとに測定しながら切削プロセスを継続した。クレーター摩耗の他に、逃げ面摩耗も観察した。
【0061】
靭性試験 － 刃線損傷（ＥＬＤ）
被覆切削工具（ブラストまたは非ブラスト）は、以下の切削データを使用してＣ４５Ｅ鋼での間欠旋削作業で試験した：
切削速度ｖｃ：２００ｍ／分
切削送り、ｆ：０．２ｍｍ／回転
切削深さ、ａｐ：２．６４ｍｍ
インサート様式：ＷＮＭＧ０８０４１２
被覆切削工具（ブラストまたは非ブラスト）は、以下の切削データを使用してＣ４５Ｅ鋼での間欠旋削作業で試験した：
切削速度ｖｃ：２００ｍ／分
切削送り、ｆ：０．２ｍｍ／回転
切削深さ、ａｐ：２．６４ｍｍ
インサート様式：ＷＮＭＧ０８０４１２
【0062】
被削材はＣ４５Ｅからなっていた。この種の試験における間欠切削プロセスは、工具寿命にとって重要であることが示されている。７０％の刃線損傷（ＥＬＤ）（基準＃１）、または０．３ｍｍの逃げ面摩耗ＶＢｍａｘ（基準＃２）に達したかもしくは超えたかのいずれか早い方が発生した場合に、工具寿命の終了に達したと仮定した。水混和性金属作動流体を使用した。
【実施例】
【0063】
基材
本実施例では、切削インサート形状ＩＳＯ型ＣＮＭＡ１２０４１２およびＷＮＭＧ０８０４１２である超硬合金の基材を使用した。超硬合金の組成は、ＷＣ８６．１１ｗｔ．％、Ｃｏ５．４８ｗｔ．％、ＴａＣ３．５２ｗｔ．％、ＴｉＣ２．１２ｗｔ．％、ＮｂＣ２．３３ｗｔ．％、および他の炭化物０．４４ｗｔ．％であった。基材は、基材表面から約２０μｍのＣｏ結合剤濃縮表面ゾーンを有する。
本実施例では、切削インサート形状ＩＳＯ型ＣＮＭＡ１２０４１２およびＷＮＭＧ０８０４１２である超硬合金の基材を使用した。超硬合金の組成は、ＷＣ８６．１１ｗｔ．％、Ｃｏ５．４８ｗｔ．％、ＴａＣ３．５２ｗｔ．％、ＴｉＣ２．１２ｗｔ．％、ＮｂＣ２．３３ｗｔ．％、および他の炭化物０．４４ｗｔ．％であった。基材は、基材表面から約２０μｍのＣｏ結合剤濃縮表面ゾーンを有する。
【0064】
ＣＶＤ堆積では、２つの異なる形状ＣＮＭＡ１２０４１２およびＷＮＭＧ０８０４１２のインサートを、ＣＶＤ反応器内の同じ半径およびトレイレベル位置で、形状ＣＮＭＡ１２０４１２の少なくとも１つのインサートと形状ＷＮＭＧ０８０４１２の１つのインサートを隣り合わせに配置することにより、同じ条件下での同じ堆積操作でコーティングした。ＣＮＭＡ１２０４０８インサートは、形状がより単純で表面が平坦であり、したがって取り扱いが容易であるため、コーティング分析および測定（ＡおよびＺ接着分析を含む）に使用され、一方で鋼加工用の一般的な旋削工具インサート形状であるＷＮＭＧ０８０４１２インサートは、切削試験に使用された。
【0065】
堆積
本明細書の例の堆積におけるコーティングシーケンスは以下であった：ＴｉＮ基層／ＴｉＣＮコーティング（ＭＴ－ＴｉＣＮ）／ＴｉＡｌＣＮＯ結合層／α－Ａｌ２Ｏ３層。α－Ａｌ２Ｏ３層を堆積する前に、結合層に酸化工程を施した。本明細書で調製したすべての本発明および比較例では、ＴｉＮ基層、ＴｉＡｌＣＮＯ結合層、酸化工程およびα－Ａｌ２Ｏ３層は、例が単層または多層ＴｉＣＮコーティングの変形に関して比較可能になるように、それぞれ同じプロセス条件下で堆積させ、実施した。
本明細書の例の堆積におけるコーティングシーケンスは以下であった：ＴｉＮ基層／ＴｉＣＮコーティング（ＭＴ－ＴｉＣＮ）／ＴｉＡｌＣＮＯ結合層／α－Ａｌ２Ｏ３層。α－Ａｌ２Ｏ３層を堆積する前に、結合層に酸化工程を施した。本明細書で調製したすべての本発明および比較例では、ＴｉＮ基層、ＴｉＡｌＣＮＯ結合層、酸化工程およびα－Ａｌ２Ｏ３層は、例が単層または多層ＴｉＣＮコーティングの変形に関して比較可能になるように、それぞれ同じプロセス条件下で堆積させ、実施した。
【0066】
本発明および比較試料の層の堆積のためのプロセスパラメータを表１に示し、ＴｉＣＮコーティングシーケンスを表３に示す。基準試料１２４６２６０の層の堆積のプロセス工程およびパラメータを表２に示す。試料（上述のように反応器内に分配された、それぞれ１８個の本発明および比較試料の平均）で測定したパラメータを表４に示す。
【0067】
ＴｉＮ基層は、厚さ約０．３～０．５μｍであった。ＴｉＡｌＣＮＯ結合層は、厚さ約１．０～１．５μｍであった。α－Ａｌ２Ｏ３層は、厚さ約５．５～６．５μｍであった。ＴｉＣＮコーティングの厚さは、厚さ約７．５～１１．０μｍの範囲であった。
【0068】
結合層は、５つのコーティング工程ＢＬ－ａからＢ－ｅで堆積された多副層構造からなっていた。α－Ａｌ２Ｏ３の堆積は、工程１および工程２の２工程で実施した。
【0069】
接着分析
本発明および比較試料（表３および表４参照）のＡおよびＺ接着の平均値を決定し、多層の数（図２ａ；＃－ＭＬ）およびＴｉＣＮ層の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）（図２ｂ）に対してそれぞれプロットした。図２ａおよび図２ｂの破線枠内には、ＴｉＣＮ－ＣおよびＴｉＣＮ－Ｄを使用した単層試料（＃－ＭＬ＝１）が印されている。結果は、＃－ＭＬおよびＴＣ（４ ２ ２）は、単層試料であっても、Ｚ接着にほとんど影響を及ぼさないことを示す。しかし、＃－ＭＬに対するＡ接着の強い負の線形依存性、およびＴＣ（４ ２ ２）に対するＡ接着の強い正の線形依存性が観察された。いずれの単層試料も、非常に弱いＡ接着を示す。本発明のＴｉＣＮ層の＃－ＭＬおよびＴＣ（４ ２ ２）範囲内の多副層試料は、改善されたＡ接着、および同時に改善された切削特性を示す。
本発明および比較試料（表３および表４参照）のＡおよびＺ接着の平均値を決定し、多層の数（図２ａ；＃－ＭＬ）およびＴｉＣＮ層の組織係数ＴＣ（４ ２ ２）（図２ｂ）に対してそれぞれプロットした。図２ａおよび図２ｂの破線枠内には、ＴｉＣＮ－ＣおよびＴｉＣＮ－Ｄを使用した単層試料（＃－ＭＬ＝１）が印されている。結果は、＃－ＭＬおよびＴＣ（４ ２ ２）は、単層試料であっても、Ｚ接着にほとんど影響を及ぼさないことを示す。しかし、＃－ＭＬに対するＡ接着の強い負の線形依存性、およびＴＣ（４ ２ ２）に対するＡ接着の強い正の線形依存性が観察された。いずれの単層試料も、非常に弱いＡ接着を示す。本発明のＴｉＣＮ層の＃－ＭＬおよびＴＣ（４ ２ ２）範囲内の多副層試料は、改善されたＡ接着、および同時に改善された切削特性を示す。
【0070】
靭性試験
基準試料（１２４６２６０）ならびに２つの本発明試料（４ＷＡＧ５１および４ＷＡＧ５５）で刃線靭性試験を実施した。各試料は、上述のように「ＴＳ＋ＴＴ」＝乾式ブラストおよびその後の湿式ブラストで後処理した。すべての試料は、７０％の刃線損傷（ＥＬＤ）（工具寿命の終了基準＃１）に達する前に、０．３ｍｍ（工具寿命の終了基準＃２）長の逃げ面摩耗ＶＢｍａｘに達するか、またはそれを超えた。したがって、逃げ面摩耗による工具寿命の終了後に、各試料についてＥＬＤを決定した。結果を以下の表５および図５に示す。
基準試料（１２４６２６０）ならびに２つの本発明試料（４ＷＡＧ５１および４ＷＡＧ５５）で刃線靭性試験を実施した。各試料は、上述のように「ＴＳ＋ＴＴ」＝乾式ブラストおよびその後の湿式ブラストで後処理した。すべての試料は、７０％の刃線損傷（ＥＬＤ）（工具寿命の終了基準＃１）に達する前に、０．３ｍｍ（工具寿命の終了基準＃２）長の逃げ面摩耗ＶＢｍａｘに達するか、またはそれを超えた。したがって、逃げ面摩耗による工具寿命の終了後に、各試料についてＥＬＤを決定した。結果を以下の表５および図５に示す。
【0071】
クレーター摩耗
本発明試料４ＷＡＧ５１および４ＷＡＧ６０ならびに基準試料１２４６２６０を、それぞれ１２分間および１５分間、上述のクレーター摩耗試験（Ｃ４５Ｅ鋼の旋削作業）に供した。図３は、本発明試料の観察された（ＬＯＭ）摩耗を示す。（図３ａ＝４ＷＡＧ５１、１２分；３ｂ＝４ＷＡＧ５１、１５分、３ｃ＝４ＷＡＧ６０、１２分；３ｄ＝４ＷＡＧ６０、１５分；３ｅ＝１２４６２６０、１２分；３ｆ＝１２４６２６０、１５分）。結果は、１２分後の本発明試料と基準試料のクレーター摩耗は同程度であったが、１５分後の本発明試料の摩耗は依然として許容可能であったのに対し、基準試料の切刃ならびにすくい面および逃げ面はほぼ完全に破壊されたことを示す。図４は、クレーター摩耗試験における３分間の各サイクル後の試料の逃げ面摩耗を示す。
本発明試料４ＷＡＧ５１および４ＷＡＧ６０ならびに基準試料１２４６２６０を、それぞれ１２分間および１５分間、上述のクレーター摩耗試験（Ｃ４５Ｅ鋼の旋削作業）に供した。図３は、本発明試料の観察された（ＬＯＭ）摩耗を示す。（図３ａ＝４ＷＡＧ５１、１２分；３ｂ＝４ＷＡＧ５１、１５分、３ｃ＝４ＷＡＧ６０、１２分；３ｄ＝４ＷＡＧ６０、１５分；３ｅ＝１２４６２６０、１２分；３ｆ＝１２４６２６０、１５分）。結果は、１２分後の本発明試料と基準試料のクレーター摩耗は同程度であったが、１５分後の本発明試料の摩耗は依然として許容可能であったのに対し、基準試料の切刃ならびにすくい面および逃げ面はほぼ完全に破壊されたことを示す。図４は、クレーター摩耗試験における３分間の各サイクル後の試料の逃げ面摩耗を示す。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】