JP6457023B2 - ［０ ０ １］テクスチャのκ‐Ａｌ２Ｏ３層を有するＣＶＤコーティングされた切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、基材とコーティングとを含むＣＶＤコーティングされた切削工具に関し、当該コーティングは、少なくとも１つのκ‐Ａｌ_２Ｏ_３層を含む。

金属機械加工用の切削工具の技術分野では、工具の耐摩耗性を強化するためにＣＶＤコーティングを使用することが周知の方法である。ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、及びＡｌ_２Ｏ_３のようなセラミック材料のＣＶＤコーティングが使用されることが多い。

近年、Ａｌ_２Ｏ_３コーティングの耐摩耗性に関する知識が増しており、幾つかの開示文献において種々のＡｌ_２Ｏ_３コーティングの特性が詳しく研究されてきた。

κ‐Ａｌ_２Ｏ_３コーティングは、結晶構造が異なるという点においてα−Ａｌ_２Ｏ_３コーティングと異なる。α−Ａｌ_２Ｏ_３コーティングは、金属切削（例えば、軸受鋼）において高い耐クレータ摩耗性をもたらすことで知られているが、κ−Ａｌ_２Ｏ_３コーティングは、このような用途では性能が落ちることで知られている。しかし、κ−Ａｌ_２Ｏ_３コーティングは、例えば、ステンレス鋼において性能を発揮することで知られている。

欧州特許出願公開第０７５３６０２号では、＜２ １ ０＞方向で好ましい結晶成長配向を有するκ−Ａｌ_２Ｏ_３コーティングを含む切削工具が開示されており、この工具は、軸受鋼の加工において摩耗特性の向上を示す。

発明の目的
本発明の目的は、旋削加工、フライス加工、及び／又は掘削加工において改善された切削特性を示すκ−Ａｌ_２Ｏ_３層を有する、コーティングされた切削工具を提供することである。さらなる目的は、鋼、軸受鋼、及びステンレス鋼などの合金鋼において改善された耐クレータ摩耗性を有する切削工具を提供することである。

上述の目的のうちの少なくとも１つは、請求項１に記載のコーティングされた切削工具によって達成される。好適な実施態様は、従属請求項で開示される。

本発明は、基材とコーティングとを含むコーティングされた切削工具に関し、当該コーティングは、化学蒸着（ＣＶＤ）によって堆積された、１から２０μｍの厚さを有するκ‐Ａｌ_２Ｏ_３の少なくとも１つの層を含み、当該κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層の（０ ０ ６）反射上での−８０°から８０°までのχ走査は、０°を中心に最強ピークを示し、当該ピークの全幅半値（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）は、＜２５°であり、好ましくは＜２０°であり、より好ましくは＜１８°である。

基材は、超硬合金、サーメット、セラミック、又はｃＢＮなどの超硬材料から作られている。

κ−Ａｌ_２Ｏ_３層は、通常、熱ＣＶＤによって堆積される。代替的に、その他のＣＶＤ堆積工程を使用してもよい。このことは、以下で開示されているように、コーティングのすべてのさらなる層にも当てはまる。

前記ピークのＦＷＨＭは、＜２５°であり、好ましくは＜２０°であり、より好ましくは＜１８°である。ＦＷＨＭとは、ピークの最大高さの半ばでのピーク幅である。通常、ピークが狭いほど、層がより優れたテクスチャを有し、又はより優れた配向を有する。

本発明のコーティングされた切削工具は、新しくて改善されたκ−Ａｌ_２Ｏ_３層を提供する。この層は、基材の表面と平行な［０ ０ １］面を高い割合で含む。この層は、驚くほどに耐クレータ摩耗性の改善をもたらす。この耐摩耗性は、例えば、鋼の旋削加工のような旋削工程で使用される切削工具にとって非常に有用である。

本発明のコーティングされた切削工具の一実施形態では、１５°から１４０°までのＸ線回析図におけるκ−Ａｌ_２Ｏ_３層からの最強ピークは、（０ ０ ２）反射である。第２の最強ピークは、（０ ０ ４）反射からであり得る。第３の最強ピークは、（０ ０ ６）反射からであり得る。κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層の高い（０ ０ １）テクスチャは、κ−Ａｌ_２Ｏ_３層の耐摩耗性が改善されることが示された。

本発明の一実施形態では、κ−Ａｌ_２Ｏ_３層の平均厚さは、２から１０μｍ、好ましくは、３から７μｍである。

本発明の一実施形態では、コーティングは、α−Ａｌ_２Ｏ_３層をさらに含む。前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層は、前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層と基材との間に配置され得る。α−Ａｌ_２Ｏ_３層は、好ましくは、基材の表面と平行な［０ ０ １］面を高い割合で有する層であり、より好ましくは、基材の表面と平行な［０ ０ １］面の割合が優勢である層である。前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層内の（０ ０ １）テクスチャは、それに続くκ‐Ａｌ_２Ｏ_３層で強い（０ ０ １）テクスチャを形成するために利用され得る。一実施形態では、前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層は、０°を中心に最強ピークを示す前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層の（０ ０ １２）反射上での−８０°から８０°までのχ走査を示し、前記ピークのＦＷＨＭは、≦２５°であり、好ましくは≦２０°であり、より好ましくは≦１８°である。

本発明の一実施形態では、前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層の厚さは、０．５から２μｍ、好ましくは、０．７から１μｍである。

本発明の一実施形態では、コーティングは、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＯ、ＴｉＡｌＣＯ、及びＴｉＣＮＯによる１つ又は複数の層をさらに含む。

一実施形態では、ＴｉＣＮ層は、前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層と基材との間に配置され得る。ＴｉＣＮ層は、好ましくは柱状である。ＴｉＣＮ層は、好ましくは、基材の表面と平行な［２ １ １］、［３ １ １］、及び［１ １ １］面を高い割合で有する層であり、より好ましくは、基材の表面と平行な［２ １ １］、［３ １ １］、及び［１ １ １］面の割合が優勢である層、すなわち、これらの面からの反射の強度が、ＸＲＤ回析図において最も高い強度を有する層である。前記ＴｉＣＮ層内のこのテクスチャは、それに続くα−Ａｌ_２Ｏ_３層で強い（０ ０ １）テクスチャを形成するために利用され得る。

本発明の一実施形態では、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＯ、ＴｉＡｌＣＯ、ＴｉＣＮＯのうちの１つ又は複数による層が、前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層と前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層との間に配置される。一実施形態では、前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層及び前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＯ、ＴｉＡｌＣＯ、ＴｉＣＮＯのうちの１つ又は複数、好ましくは、ＴｉＮ、ＴｉＣ、及び／又はＴｉＣＮのうちの１つ又は複数、最も好ましくは、ＴｉＮによる層によって分けられる。前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層と前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層とを分ける層は、好ましくは、（１ １ １）テクスチャである。一実施形態では、本発明のκ‐Ａｌ_２Ｏ_３層は、（１ １ １）テクスチャのＴｉＮ層と直接接触し、その上で直接成長する。

本発明の一実施形態では、前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層と前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層との間に配置されたＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＡｌＣＯのうちの１つ又は複数による層の厚さは、≦０．５μｍであり、好ましくは、０．０２μｍと０．５μｍとの間であり、より好ましくは、≦０．４μｍ又は≦０．３μｍ又は≦０．２μｍである。この層は、α−Ａｌ_２Ｏ_３を覆うように堆積するべきであるが、非常に薄い場合がある。

本発明の一実施形態では、コーティングは、基材の表面から見て、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、α−Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＮ、及びκ‐Ａｌ_２Ｏ_３の順で並ぶ複数の層を含む。

本発明の一実施形態では、コーティングは、ＴｉＮなどの最外摩耗表示色層を含む。

さらに、本発明の他の目的及び特徴は、添付図面と併せて検討される以下の詳細の説明から明らかとなるであろう。

方法
ＸＲＤ検査
κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層のテクスチャを調査するために、Ｘ線回析（ＸＲＤ）は、ＰＩＸｃｅｌ検出器を備えたＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ ＣｕｂｉＸ３回折計を用いて、フランク面上で実施された。コーティングされた切削工具は、試料ホルダーに載せられた。それにより、試料のフランク面が確実に試料ホルダーの基準表面と平行になり、さらにフランク面が適度な高さとなった。４５ｋＶの電圧及び４０ｍＡの電流で、Ｃｕ−Ｋα放射線が測定のために用いられた。１／２度の散乱防止スリット及び１／４度の発散スリットが用いられた。コーティングされた切削工具からの回折強度は、１５°から１４０°の範囲（２θ）、すなわち７．５°から７０°までの入射角θ範囲にわたって測定された。

多結晶膜のテクスチャを解析する一般的な方法は、ハリスの式及び標準強度ＰＤＦカード（ｓｔａｎｄａｒｄ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ＰＤＦ ｃａｒｄ）に基づいて、テクスチャ係数（ＴＣ）を計算することである。しかしながら、κ−Ａｌ_２Ｏ_３の結晶構造は対称性が低く、したがって、回析図において低強度のピークが多いので、テクスチャ係数の計算からκ−Ａｌ_２Ｏ_３の面外テクスチャを判断することは難しい。さらに重複するピークも多い。したがって、κ−Ａｌ_２Ｏ_３層の最も高い強度のピークは、層のテクスチャの測定値として選択される。選択されたκ−Ａｌ_２Ｏ_３のＸＲＤピークは、ＸＲＤ回析図においてピークの重複が全くなく（又は非常に限られ）、本発明のκ−層において強度を有するか、或いは、ＰＤＦカード００−５２−０９０３に基づいてランダムに配向された粉末において強度を有するが、κ−Ａｌ_２Ｏ_３層のテクスチャを評価するために使用された（κ−Ａｌ_２Ｏ_３ピーク：（０ ０ ２）、（０ １ ３）、（１ ２ ２）、（０ ０ ４）、及び（０ ０ ６））。

κ−Ａｌ_２Ｏ_３層は、有限に厚みのある膜であるので、種々の２θ角度におけるピークの相対的な強度は、層を通る経路長の違いにより、バルク試料のものと異なる。したがって、層の線形吸収係数を考慮して、薄膜修正がピーク強度に適用された。上述の可能な追加の層、例えば、κ−Ａｌ_２Ｏ_３層が、κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層に入り、コーティング全体から出るＸ線の強度に影響を与えるため、層内のそれぞれの化合物に対する線形吸収係数を考慮して、これらに対して修正を行う必要がある。アルミナ層の上のＴｉＮなどの任意の追加の層は、ＸＲＤ測定結果に実質的に影響を与えない方法、例えば、化学エッチングによって除去することができる。

極点図及びχ走査
テクスチャ化されたκ−Ａｌ_２Ｏ_３層は、オイラークレードルを有するＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ ＭＲＤ回折計上でＸＲＤによって解析された。回折計は、点焦点で操作され、主要ポリキャピラリレンズ及び十字スリットが備えられている。十字スリットは、２×２ｍｍに設定された。回析光学系は、０．１８°平行コリメータ及び平坦なグラファイトモノクロメータであった。点検出器（ｐｏｉｎｔ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が使用された。

極点図は、（０ ０ ６）面から抽出され、ＣＮＭＧ１２０８−ＰＭインサート上のクリアランス側で測定された。角度の刻み幅（φ）は５°であり、χ刻み幅は５°であった。測定時間／幅は、１．５秒であった。走査範囲は、刻み幅で０から３６０°、χで−０から８０°であった。

χの関数としての強度分布を評価するためにχ軸において走査が行われた。測定は、７０°の走査範囲、２，５°の刻み幅、及び１０秒の時間／幅で、χ＝０°の周りで対称的に行われた。

χ走査におけるピークのＦＷＨＭは、表面と平行な面（ｈ ｋ ｌ）の整列の測定値であり、すなわち、単結晶は、測定機の分解能に等しい幅の広がりをもち、ランダムに配向された材料は、χ走査においてピークを少しも示さない。χ走査は、（０ ０ ６）極点図におけるχ方向の刻みとみなしてもよい。

α−Ａｌ_２Ｏ_３層の極点図及びχ走査解析は、α−Ａｌ_２Ｏ_３（０ ０ １２）面上で対応する方法で行なわれた。

極点図及びχ走査の場合においても、層の線形吸収係数を考慮して、薄膜修正を強度に適用する必要がある。層は有限な厚さであるため、試料におけるＸ線の経路長は、χ角度の関数として変動する。

試料Ｂのθから２θまでのＸＲＤ回析図。強度に対して修正は適用されなかった。 試料Ａのθから２θまでのＸＲＤ回析図。強度に対して修正は適用されなかった。 試料Ｃのθから２θまでのＸＲＤ回析図。強度に対して修正は適用されなかった。 試料Ｂのκ−Ａｌ_２Ｏ_３層の（０ ０ ６）面のχ走査。強度に対して薄膜修正が適用された。 試料Ｃのκ−Ａｌ_２Ｏ_３層の（０ ０ ６）面のχ走査。強度に対して薄膜修正が適用された。 試料Ｂの（０ ０ ６）極点図。−８０°≦χ≦８０°であり、且つ０°≦φ≦３６０°である。 試料Ｂのα−Ａｌ_２Ｏ_３層の（０ ０ １２）面のχ走査。強度に対して修正が適用されなかったことに留意。

実施例
本発明の実施形態は、以下の実施例と関連してより詳細に開示される。これらの実施例は、例示に過ぎず、実施形態を限定するものとしてみなすべきではない。以下の実施例では、コーティングされた切削工具（インサート）は、切削試験において製造、分析、且つ評価された。

実施例１ − 試料の調製
３種類のコーティングが、１００００ハーフインチサイズの切削インサートを収容することができるラジアルイオン結合型（ｒａｄｉａｌ ｉｏｎ ｂｏｎｄ ｔｙｐｅ）ＣＶＤ反応器（５３０サイズ）の中で堆積された。３種類の試料は、試料Ａ（本発明）、試料Ｂ（本発明）、及び試料Ｃ（基準）と呼ばれる。これらの試料は、ＩＳＯ型形状ＣＮＭＧ １２０４０８−ＰＭを有するインサートであった。

内部層に関するプロセスパラメータは、３つのコーティングすべてにおいて同一である。内部層は、ＴｉＮ（約０．４μｍ）、ＭＴ−ＴｉＣＮ（約８μｍ）、及び接合層（約０．７μｍ）を含む。

ＴｉＣｌ_４、ＣＨ_３ＣＮ、Ｎ_２、ＨＣｌ、及びＨ_２を８８５℃で使用する周知のＭＴＣＶＤ法を利用することによって、インサートは、まず薄い約０．４μｍのＴｉＮ層でコーティングされ、次いで、約８μｍのＴｉＣＮ層（内側ＴｉＣＮ＋外側ＴｉＣＮ）でコーティングされた。ＴｉＮ及びＴｉＣＮ堆積の詳細は、表１で示された。

内側ＴｉＣＮ及び外側ＴｉＣＮの堆積時間は、それぞれ１０分及び２４０分であった。このＭＴＣＶＤ ＴｉＣＮ層の上に、厚さ０．７μｍの接合層が、４つの別個の反応ステップからなるプロセスによって１０００℃で堆積された。その４つのステップとは、まず、ＴｉＣｌ_４、ＣＨ_４、Ｎ_２、ＨＣｌ、及びＨ_２を４００ミリバールで使用するＨＴＣＶＤ ＴｉＣＮのステップ、次いでＴｉＣｌ_４、ＣＨ_３ＣＮ、ＣＯ、Ｎ_２、及びＨ_２を７０ミリバールで使用する第２のステップ（ＴｉＣＮＯ−１）、次いで、ＴｉＣｌ_４、ＣＨ_３ＣＮ、ＣＯ、Ｎ_２、及びＨ_２を７０ミリバールで使用する第３のステップ（ＴｉＣＮＯ−２）、最後にＴｉＣｌ_４、Ｎ_２、及びＨ_２を７０ミリバールで使用する第４のステップ（ＴｉＮ）である。第３の堆積ステップと第４の堆積ステップとの間では、表２で示す第１の開始レベル及び第２の停止レベルで示されているように、気体が幾らか継続的に変化した。

試料Ａ
内部層の上に、｛０ ０ ｌ｝−テクスチャα−アルミナ、ＴｉＮ、及び｛０ ０ ｌ｝−テクスチャκ−アルミナの層構造体が、以下のように引き続き堆積された。最初は、接合層（内部層）が、ＣＯ_２、ＣＯ、Ｎ_２、及びＨ_２の混合物の中で４分間、酸化された。接合層酸化堆積の詳細は、表３で示された。

酸化された接合層の上に、次いで、α−Ａｌ_２Ｏ_３層が堆積された（表４参照）。α−Ａｌ_２Ｏ_３層は、２つのステップで、１０００℃及び５５ミリバールで堆積された。第１のステップは、１．２体積％のＡｌＣｌ_３、４．７体積％のＣＯ_２、１．８体積％のＨＣｌ、及び残部のＨ_２を使用して、約０．１μｍのα−Ａｌ_２Ｏ_３を与え、第２のステップは、１．２％のＡｌＣｌ_３、４．７％のＣＯ_２、２．９％のＨＣｌ、０．５８％のＨ_２Ｓ、及び残部のＨ_２を使用して、全体で約１μｍの層厚のα−Ａｌ_２Ｏ_３を与えた。

α−Ａｌ_２Ｏ_３層の上に、約０．１μｍの薄いＴｉＮ層が堆積された（表５参照）。これは、１．４％のＴｉＣｌ_４、４１．１％のＮ_２、及び残部Ｈ_２を使用して、５５ミリバール及び１０００℃で行なわれた。

薄いＴｉＮ層の上に、κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層が堆積された（表６参照）。κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層は、２つのステップで、１０００℃及び５５ミリバールで堆積された。第１のステップは、１．２体積％のＡｌＣｌ_３、４．７体積％のＣＯ_２、１．８体積％のＨＣｌ、及び残部のＨ_２を使用して、約０．１μｍのκ‐Ａｌ_２Ｏ_３を与え、第２のステップは、１．２％のＡｌＣｌ_３、４．７％のＣＯ_２、２．９％のＨＣｌ、０．５８％のＨ_２Ｓ、及び残部のＨ_２を使用して、全体で約４μｍの層厚のκ‐Ａｌ_２Ｏ_３を与えた。

試料Ｂ
試料Ａ及び試料Ｂは、κ‐Ａｌ_２Ｏ_３堆積に関してプロセスパラメータが異なる。すべての他のプロセスパラメータは同一であった。試料Ｂに関しては、κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層が、２つのステップで、１０００℃及び５５ミリバールで堆積された。第１のステップは、２．３体積％のＡｌＣｌ_３、４．６体積％のＣＯ_２、１．７体積％のＨＣｌ、及び残部のＨ_２を使用して、約０．１μｍのκ‐Ａｌ_２Ｏ_３を与え、第２のステップは、２．２％のＡｌＣｌ_３、４．４％のＣＯ_２、５．５％のＨＣｌ、０．３３％のＨ_２Ｓ、及び残部のＨ_２を使用して、全体で約４μｍの層厚のκ‐Ａｌ_２Ｏ_３を与えた。プロセスパラメータは表７で示される。

試料Ｃ
表７で示されたプロセスパラメータを使用して、約５μｍのκ‐Ａｌ_２Ｏ_３層が、接合層（内部層）上に直接堆積された。

層厚は、光学顕微鏡で各コーティングの断面を１０００倍の倍率で検証することにより、解析された。層厚は、表８で示される。

実施例２ ‐ ＸＲＤ検証
ＸＲＤ回析図におけるピーク強度が上述の方法に従って提供された。薄膜修正が強度に適用された。

試料Ａ及び試料Ｂからの回折図（修正の適用なし）は、それぞれ、図２及び図１で示されている。［０ ０ １］面に由来するピークは、２θで強い強度を示し、すなわち、（０ ０ ２）、（０ ０ ４）、及び（０ ０ ６）面では、それぞれ、１９．８５°、４０．３３°、及び６２．２４°である。ＩＣＤＤのＰＤＦカード番号００−０５２−０８０３に比べて、これらのピークは、（０ ０ ２）、（０ ０ ４）、及び（０ ０ ６）面に対して、それぞれ、１１％、８％、及び７％の強度を有するはずである。ＰＤＦカード番号００−０５２−０８０３による最強ピークは、図１ではほとんど観察できない（１ １ ２）面である。ＰＤＦカード番号００−０５２−０８０３における第２の最強ピークは、（０ １ ３）であり、これは、図１及び図２において弱いピークであることがわかる。したがって、試料Ａ及び試料Ｂのκ‐Ａｌ_２Ｏ_３層が、表面と平行な（０ ０ １）面で強いテクスチャを示していることは明らかである。

試料Ｃからの回析図が図３で示される。試料Ｃに対して最も強い強度を有するκ‐Ａｌ_２Ｏ_３に由来するピークは、（１ ２ ２）ピークである。

表９は、試料Ａ、Ｂ、及びＣのκ‐Ａｌ_２Ｏ_３層のテクスチャを判断するのに使用されたκ‐Ａｌ_２Ｏ_３ピークに対する２θ値を列挙し、表１０は、これらのピークの修正された強度を列挙する。

実施例３ − 極点図及びχ走査検証
試料Ｂ及び試料Ｃが、上述の方法で、（０ ０ ６）極点図及びχ走査を用いて評価された。試料Ｂの極点図は、χ＝０°を中心に１つのピークを示した（図６参照）。基準試料Ｃの極点図では、このようにχ＝０°に近いピークは見付からなかった。

試料Ｂのκ‐Ａｌ_２Ｏ_３（０ ０ ６）面のχ走査では、強い［０ ０ １］テクスチャと、基材の表面と平行な［０ ０ １］面の高整列性とを示す単一の尖ったピークが注目される。試料Ｂのχ走査が図４で示されている。この１つのピークは、約１６．５°のＦＷＨＭでχ＝０°を中心とする。

基準試料Ｃにおけるκ‐Ａｌ_２Ｏ_３（０ ０ ６）面からのχ走査は、図５で示されている。見てわかるように、χ＝０°を中心とした尖ったピークは観察されず、むしろ、およそχ＝±２０°で２つの局所的な最大値が示されている。

試料Ｂのα−Ａｌ_２Ｏ_３（０ ０ １２）面のχ走査では、強い［０ ０ １］テクスチャと、基材の表面と平行な［０ ０ １］面の高整列性とを示す単一の尖ったピークが注目される。試料Ｂのχ走査が図７で示されている。この１つのピークは、約１７°のＦＷＨＭでχ＝０°を中心とする。

実施例４ − クレータ摩耗試験
コーティングされた切削工具、すなわち、試料Ａ、Ｂ、及びＣは、以下の切削データを用いて、軸受鋼（Ｏｖａｋｏ ８２５Ｂ）における長手方向旋削で試験された。
切削速度ｖｃ：２２０ｍ／分
切削送りｆ：０．３ｍｍ／回転
切削深さａｐ：２ｍｍ
インサート形式：ＣＮＭＧ１２０４０８−ＰＭ

水混和性金属加工液が使用された。
切削工具につき１つの切り刃が評価された。

クレータ摩耗の分析では、光学顕微鏡を使用して露出した基材のエリアが測定された。露出した基材の表面エリアが０．２ｍｍ^２を超えた場合、工具は寿命に達したとみなされた。各切削工具の摩耗は、２分間の切削の後に、光学顕微鏡で評価された。次いで、工具寿命の基準に達するまで、２分間の加工が行われる毎にその後測定が行われ、切削工程が続けられた。クレータエリアの大きさが０．２ｍｍ^２を超えた場合、最後の２つの測定値の間の推定された一定の摩耗速度に基づいて、工具寿命基準を満たすまでの時間が評価された。クレータ摩耗以外にフランク摩耗も観察されたが、この試験では、工具寿命に影響を与えなかった。２つの平行な試験の平均結果は、表１１に示される。

以上の例示的な実施態様に関連して本発明が説明されたが、本発明は、開示された例示的な実施態様に限定されるものではなく、むしろ、様々な修正及び均等な構成も添付の特許請求の範囲内に含まれることを意図していることが理解するべきである。

Claims (13)

1. 基材とコーティングとを含むコーティングされた切削工具であって、前記コーティングが、化学蒸着（ＣＶＤ）によって堆積された、１から２０μｍの厚さを有するκ‐Ａｌ_２Ｏ_３の少なくとも１つの層を含み、前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層の（０ ０ ６）反射上での−８０°から８０°までのχ走査が、０°を中心に最強ピークを示し、前記ピークのＦＷＨＭが、＜２５°であり、好ましくは＜２０°であり、より好ましくは＜１８°である、コーティングされた切削工具。
2. １５°から１４０°までのＸ線回析図における前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層からの最強ピークが、（０ ０ ２）反射である、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
3. １５°から１４０°までのＸ線回析図における前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層からの第２の最強ピークが、（０ ０ ４）反射である、請求項２に記載のコーティングされた切削工具。
4. １５°から１４０°までのＸ線回析図における前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層からの第３の最強ピークが、（０ ０ ６）反射である、請求項３に記載のコーティングされた切削工具。
5. 前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層の平均厚さが２から１０μｍである、請求項１から４のいずれか一項に記載のコーティングされた切削工具。
6. 前記コーティングが、α−Ａｌ_２Ｏ_３層をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のコーティングされた切削工具。
7. 前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層が、前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層と前記基材との間に配置されている、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
8. 前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層の厚さが０．５から２μｍ又は０．７から１μｍである、請求項６または７に記載のコーティングされた切削工具。
9. 前記コーティングが、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＯ、ＴｉＡｌＣＯ、及びＴｉＣＮＯによる１つ又は複数の層をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のコーティングされた切削工具。
10. 前記α−Ａｌ_２Ｏ_３層と前記κ‐Ａｌ_２Ｏ_３層との間にＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＡｌＣＯのうちの１つ又は複数による層が配置されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のコーティングされた切削工具。
11. ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＯ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＡｌＣＯのうちの１つ又は複数による前記層の厚さが、≦０．５μｍである、請求項１０に記載のコーティングされた切削工具。
12. 前記コーティングが、前記基材の表面から見て、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、α−Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＮ、及びκ‐Ａｌ_２Ｏ_３の順で並ぶ複数の層を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のコーティングされた切削工具。
13. 前記コーティングが、最外摩耗表示色層を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のコーティングされた切削工具。

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