(57)【要約】表面（３８、４０）有する下地（３０）をその表面上のコーティング（３２）とともに含んでいる、ナノ層コーティングされた切削工具（２０）。このコーティングは、金属アルミニウム窒化物および金属窒化物及び／又は金属アルミニウム炭窒化物の複数の交互ナノ層コーティングセットであって、各コーティングセットが約１００ナノメートルまでの厚さを有するものを含む。このコーティングは、接着部（３４）及び外側部（３６）を含む。接着部（３４）は、複数のコーティングセットであって、各コーティングセットの厚さが、下地の表面から移動するにつれて増加するものを含む。外側部（３６）は、複数のコーティングセットであって、各コーティングセットの厚さが略等しいものを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ層コーティングされた部材であって、
表面を有する下地及びこの下地の表面上のコーティング；
複数のナノ層コーティングセットを含んでいるコーティングであって、各コーティングセットが、金属窒化物と金属アルミニウム窒化物との交互ナノ層を含んでいるコーティング；
接着部と外側部とを含んでいるコーティング；
複数のコーティングセットを含んでいる接着部であって、これらのコーティングセットの厚さは、下地の表面から移動するにつれて増加する接着部、
を含むコーティングされた部材。
【請求項２】
この金属が、単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、クロム、及びタングステンを含む群から選択される、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項３】
この下地が、超硬合金、サーメット、セラミック、高速度鋼、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、及び多結晶立方窒化ホウ素を含む群から選択される、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項４】
このコーティングが、約１マイクロメートル〜約２１マイクロメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項５】
接着部が、約０．０２５マイクロメートル〜約０．６マイクロメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項６】
接着部が、約０．０５マイクロメートル〜約０．４マイクロメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項７】
接着部における金属窒化物ナノ層の各々及び金属アルミニウム窒化物ナノ層の各々は、約０．５ナノメートル〜約５ナノメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項８】
接着部における金属窒化物ナノ層の各々及び金属アルミニウム窒化物ナノ層の各々は、約０．５ナノメートル〜約２ナノメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項９】
外側部が、約１マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項１０】
外側部における金属窒化物ナノ層の各々及び金属アルミニウム窒化物ナノ層の各々は、約０．５ナノメートル〜約２０ナノメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項１１】
外側部における金属窒化物ナノ層の各々及び金属アルミニウム窒化物ナノ層の各々は、約０．５ナノメートル〜約１０ナノメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項１２】
接着部における金属窒化物ナノ層の各々及び金属アルミニウム窒化物ナノ層の各々は、約０．５ナノメートル〜約２ナノメートルの厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項１３】
この金属がチタンであり、これらのコーティングセットの各々の場合、チタンアルミニウム窒化物ナノ層がある厚さを有し、チタン窒化物ナノ層がある厚さを有し、チタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、チタン窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項１４】
この金属がチタンであり、コーティングセットの各々の場合、チタンアルミニウム窒化物ナノ層がある厚さを有し、チタン窒化物ナノ層がある厚さを有し、チタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、チタン窒化物ナノ層の厚さよりも大きい、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項１５】
チタン窒化物ナノ層が、下地の表面から移動する時、実質的に同じままである、請求項１４に記載のコーティングされた部材。
【請求項１６】
接着部におけるチタン窒化物の各ナノ層は、約０．５ナノメートル〜約２ナノメートルの厚さを有する、請求項１３に記載のコーティングされた部材。
【請求項１７】
接着部におけるチタンアルミニウム窒化物の各ナノ層は、約０．５ナノメートル〜約１１ナノメートルの厚さを有する、請求項１３に記載のコーティングされた部材。
【請求項１８】
外側部におけるチタン窒化物の各ナノ層は、約０．５ナノメートル〜約２ナノメートルの厚さを有する、請求項１３に記載のコーティングされた部材。
【請求項１９】
外側部におけるチタンアルミニウム窒化物の各ナノ層は、約０．５ナノメートル〜約１１ナノメートルの厚さを有する、請求項１３に記載のコーティングされた部材。
【請求項２０】
接着部におけるコーティングセットの各々の場合、金属窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項２１】
接着部におけるコーティングセットの各々の場合、金属アルミニウム窒化物ナノ層が、金属窒化物ナノ層の厚さよりも大きい厚さを有する、請求項２０に記載のコーティングされた部材。
【請求項２２】
外側部におけるコーティングセットの各々の場合、金属窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項２３】
外側部におけるコーティングセットの各々の場合、金属アルミニウム窒化物ナノ層が、金属窒化物ナノ層の厚さよりも大きい厚さを有する、請求項２２に記載のコーティングされた部材。
【請求項２４】
外側部におけるコーティングセットの各々の場合、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、金属窒化物ナノ層の厚さの少なくとも約５倍も大きい、請求項２２に記載のコーティングされた部材。
【請求項２５】
次のもの：即ち切断インサート、インデクサブル切削インサート、ドリル、フライスカッタ、エンドミル、リーマ、及びタップのうちの１つを含む、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項２６】
外側部が複数のコーティングセットを含み、これらのコーティングセットの各々の厚さがほぼ等しい、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項２７】
更に、このコーティングの外側表面に加えられた仕上げ層も含んでいる、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項２８】
この仕上げ層が、次のもの、即ちアルミナ、及び単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、クロムのうちの１つ若しくはそれ以上の窒化物、アルミニウム窒化物、及びアルミニウム炭窒化物のうちの１つ若しくはそれ以上の１つ若しくはそれ以上の層を含んでいる、請求項２７に記載のコーティングされた部材。
【請求項２９】
更に、仕上げコーティング上に滑らかなコーティングも含んでいる、請求項２７に記載のコーティングされた部材。
【請求項３０】
金属アルミニウム窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、約０．２〜約２．５である、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項３１】
アルミニウム／チタン原子比が、０よりも大きく、１．０よりも小さい、請求項３０に記載のコーティングされた部材。
【請求項３２】
アルミニウム／チタン原子比が、０．２よりも大きく、０．９よりも小さい、請求項３１に記載のコーティングされた部材。
【請求項３３】
アルミニウム／チタン原子比が、１．０又はそれ以上であり、２．５よりも小さい、請求項３０に記載のコーティングされた部材。
【請求項３４】
この金属窒化物ナノ層が、その中にアルミニウムを含み、このアルミニウム含有金属窒化物ナノ層の組成が、金属アルミニウム窒化物ナノ層の組成とは異なる、請求項１に記載のコーティングされた部材。
【請求項３５】
このアルミニウム含有金属窒化物ナノ層のアルミニウム含量は、金属アルミニウム窒化物ナノ層のアルミニウム含量よりも小さい、請求項３４に記載のコーティングされた部材。
【請求項３６】
この金属がチタンである、請求項３５に記載のコーティングされた部材。
【請求項３７】
ナノ層コーティングされた部材であって、
表面を有する下地及びこの下地の表面上のコーティング；
複数のナノ層コーティングセットを含んでいるコーティングであって、各コーティングセットが、金属アルミニウム窒化物と金属アルミニウム炭窒化物との交互ナノ層を含んでいるコーティング；
接着部と外側部とを含んでいるコーティング；
複数のコーティングセットを含んでいる接着部であって、各コーティングセットの厚さは、下地の表面から移動するにつれて増加する接着部、
を含むコーティングされた部材。
【請求項３８】
この金属が、単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、クロム、及びタングステンを含む群から選択される、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項３９】
この下地が、超硬合金、サーメット、セラミック、高速度鋼、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、及び多結晶立方ホウ素を含む群から選択される、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４０】
接着部におけるこれらのコーティングセットの各々の場合、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４１】
外側部におけるこれらのコーティングセットの各々の場合、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４２】
外側部が複数のコーティングセットを含み、各コーティングセットの厚さがほぼ等しい、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４３】
切断インサートを含み、この切断インサートが、すくい面と逃げ面とを有し、このすくい面と逃げ面とが交差して切断へりを形成する、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４４】
この金属がチタンであり、これらのコーティングセットの各々の場合、チタンアルミニウム窒化物ナノ層がある厚さを有し、チタンアルミニウム炭窒化物ナノ層がある厚さを有し、チタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、チタンアルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４５】
更に、コーティングの外側表面に加えられた仕上げ層も含んでいる、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４６】
この仕上げ層が、次のもの、即ちアルミナ、及び単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、クロムのうちの１つ若しくはそれ以上の窒化物、アルミニウム窒化物、お及びアルミニウム炭窒化物の１つ若しくはそれ以上を含んでいる、請求項４５に記載のコーティングされた部材。
【請求項４７】
更に、仕上げコーティング上に滑らかなコーティングも含んでいる、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４８】
金属アルミニウム窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、約０．２〜約２．５であり、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、約０．２〜約２．５である、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項４９】
金属アルミニウム窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０よりも大きく、１．０よりも小さく、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０よりも大きく、１．０よりも小さい、請求項４８に記載のコーティングされた部材。
【請求項５０】
金属アルミニウム窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０．２〜０．９であり、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０．２〜０．９である、請求項４９に記載のコーティングされた部材。
【請求項５１】
金属アルミニウム窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、１．０超〜２．５未満であり、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、１．０超〜２．５未満である、請求項３７に記載のコーティングされた部材。
【請求項５２】
ナノ層コーティングされた部材であって、
表面を有する下地及びこの下地の表面上のコーティング；
複数のナノ層コーティングセットを含んでいるコーティングであって、各セットが、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物及び金属アルミニウム炭窒化物の交互ナノ層を含んでいるコーティング；
接着部と外側部とを含んでいるコーティング；
複数のコーティングセットを含んでいる接着部であって、各コーティングセットの厚さは、下地の表面から移動するにつれて増加する接着部、
を含んでいる部材。
【請求項５３】
この金属が、単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、クロム、及びタングステンを含む群から選択される、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項５４】
この下地が、超硬合金、サーメット、セラミック、高速度鋼、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、及び多結晶立方窒化ホウ素を含む群から選択される、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項５５】
接着部におけるコーティングセットの各々の場合、金属窒化物ナノ層の厚さは、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さと異なり、金属窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なり、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項５６】
外側部におけるコーティングセットの各々の場合、金属窒化物ナノ層の厚さは、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さと異なり、金属窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なり、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さが、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項５７】
外側部が、複数のコーティングセットを含み、各コーティングセットの厚さがほぼ等しい、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項５８】
次のもの、即ち、切断インサート、インデクサブル切断インサート、ドリル、フライス、エンドミル、リーマ、及びタップのうちの１つを含む、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項５９】
更に、コーティングの外側表面に加えられた仕上げ層も含んでいる、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項６０】
この仕上げ層が、次のもの、即ちアルミナ、及び単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、クロムのうちの１つ若しくはそれ以上の窒化物、アルミニウム窒化物、及びアルミニウム炭窒化物のうちの１つ若しくはそれ以上の１つ若しくはそれ以上の層を含んでいる、請求項５９に記載のコーティングされた部材。
【請求項６１】
更に、仕上げコーティング上に滑らかなコーティングも含んでいる、請求項５９に記載のコーティングされた部材。
【請求項６２】
金属アルミニウム窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、約０．２〜約２．５であり、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、約０．２〜約２．５である、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項６３】
金属アルミニウム窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０よりも大きく、１．０よりも小さく、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０よりも大きく、１．０よりも小さい、請求項６２に記載のコーティングされた部材。
【請求項６４】
金属アルミニウム窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０．２〜０．９であり、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層におけるアルミニウム／チタン原子比が、０．２〜０．９である、請求項６３に記載のコーティングされた部材。
【請求項６５】
金属アルミニウム窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、１．０超〜２．５未満であり、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層において、アルミニウム／チタン原子比が、１．０超〜２．５未満である、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項６６】
この金属窒化物ナノ層が、その中にアルミニウムを含み、このアルミニウム含有金属窒化物ナノ層の組成が、金属アルミニウム窒化物ナノ層の組成と異なる、請求項５２に記載のコーティングされた部材。
【請求項６７】
このアルミニウム含有金属窒化物ナノ層のアルミニウム含量は、金属アルミニウム窒化物ナノ層のアルミニウム含量よりも小さい、請求項６６に記載のコーティングされた部材。
【請求項６８】
この金属がチタンである、請求項６７に記載のコーティングされた部材。
【請求項６９】
ナノ層コーティングされた部材の製造方法であって、
１つの表面を有する下地を供給するステップ；
金属標的を供給するステップ；
金属アルミニウム標的を供給するステップ；
金属標的と金属アルミニウム標的との間で下地を回転させるステップ；
金属標的へ第一レベルにおける電力を供給するステップ；
金属アルミニウム標的へ第一レベルにおける電力を供給するステップ；
下地の表面上に、交互ナノ層のコーティングセットを含んでいるコーティングを付着させるステップ；
金属標的及び金属−アルミニウム標的へ供給される電力が第一レベルから第二レベルに変わる時間の選択された期間にわたって、これらの交互ナノ層の付着速度を変えるステップ；
電力が第二レベルに達した後のある期間、これらの交互ナノ層の付着速度を制御するステップ、
を含む方法。
【請求項７０】
これらの交互ナノ層が、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物を含んでいる、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
これらの交互ナノ層が、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物を含み、付着ステップは、コーティングの接着部を付着させるために、金属標的及び金属アルミニウム標的への電力が第一レベルから第二レベルに変わる時間の間に、複数の交互ナノ層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項６９に記載の方法。
【請求項７２】
接着部中に含まれている各コーティングセットがある厚さを有し、接着部におけるこれらのコーティングセットの厚さは、下地の表面から移動するにつれて増加する、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
この付着ステップは、コーティングの外側部を付着させるために電力が第二レベルに達した後の時間の間、複数の交互ナノ層コーティングセットを付着させることを含む、請求項６９に記載の方法。
【請求項７４】
外側部中に含まれている各コーティングセットがある厚さを有し、これらのコーティングセットの各々の厚さは、ほぼ等しいままである、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
外側部の場合、金属窒化物ナノ層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物ナノ層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、金属窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項７３に記載の方法。
【請求項７６】
接着部の場合、金属窒化物ナノ層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物ナノ層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、金属窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項７０に記載の方法。
【請求項７７】
更に、コーティングの外側表面上に仕上げ層を付着させるステップも含む、請求項６９に記載の方法。
【請求項７８】
この仕上げ層が、次のもの、即ちアルミナ、及び単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、クロムのうちの１つ若しくはそれ以上の窒化物、アルミニウム窒化物、及びアルミニウム炭窒化物のうちの１つ若しくはそれ以上の１つ若しくはそれ以上の層を含んでいる、請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
更に、仕上げ層上に滑らかな層を付着させるステップも含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項８０】
このコーティングされた部材が、次のもの：即ち切断インサート、インデクサブル切断インサート、ドリル、フライス、エンドミル、リーマ、及びタップのうちの１つを含んでいる、請求項６９に記載の方法。
【請求項８１】
更に予め選択された窒素部分流量で窒素を供給するステップも含む、請求項６９に記載の方法。
【請求項８２】
この窒素部分流量が０．５以下である、請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
この窒素部分流量が０．４以下である、請求項８１に記載の方法。
【請求項８４】
この窒素部分流量が約０．３５〜約０．２である、請求項８１に記載の方法。
【請求項８５】
電力の第一レベルが電力の第二レベルよりも低い、請求項６９に記載の方法。
【請求項８６】
ナノ層コーティングされた部材の製造方法であって、
１つの表面を有する下地を供給するステップ；
金属−アルミニウム標的を供給するステップ；
金属−アルミニウム−炭素標的を供給するステップ；
金属−アルミニウム標的と金属−アルミニウム−炭素標的との間で下地を回転させるステップ；
金属−アルミニウム標的へ第一レベルにおける電力を供給するステップ；
金属−アルミニウム−炭素標的へ第一レベルにおける電力を供給するステップ；
下地の表面上に、交互ナノ層のコーティングセットを含んでいるコーティングを付着させるステップ；
金属−アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的へ供給される電力が第一レベルから第二レベルに変わる時間の選択された期間にわたって、これらの交互ナノ層の付着速度を変えるステップ；
電力が第二レベルに達した後のある期間、これらの交互ナノ層の付着速度を制御するステップ、
を含む方法。
【請求項８７】
この付着ステップが、金属アルミニウム窒化物及び金属アルミニウム炭窒化物の複数の交互ナノ層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
この付着ステップが、コーティングの接着部を付着させるために、金属−アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的への電力が増加される時間の間、金属アルミニウム窒化物と金属アルミニウム炭窒化物との複数の交互ナノ層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項８６に記載の方法。
【請求項８９】
接着部に含まれているこれらのコーティングセットの各々がある厚さを有し、これらのコーティングセットの厚さは、下地の表面から移動するにつれて増加する、請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
この付着ステップは更に、コーティングの外側部を付着させるために、電力が第二レベルに達した後の時間、金属アルミニウム窒化物と金属アルミニウム炭窒化物との複数の交互ナノ層を付着させるステップも含む、請求項８８に記載の方法。
【請求項９１】
外側部中に含まれているコーティングセットの各々がある厚さを有し、これらのコーティングセットの厚さがほぼ等しいままである、請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
この付着ステップが、接着部を形成するために、金属アルミニウム窒化物と金属アルミニウム炭窒化物との複数の交互層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項８６に記載の方法。
【請求項９３】
接着部の場合、金属アルミニウム窒化物層がある厚さを有し、金属アルミニウム炭窒化物層がある厚さを有し、金属アルミニウム炭窒化物層の厚さは、金属アルミニウム窒化物層の厚さと異なる、請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
この付着ステップが、外側部を形成するために、金属アルミニウム窒化物と金属アルミニウム炭窒化物との複数の交互層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項８６に記載の方法。
【請求項９５】
外側部の場合、金属アルミニウム窒化物層がある厚さを有し、金属アルミニウム炭窒化物層がある厚さを有し、金属アルミニウム炭窒化物層の厚さは、金属アルミニウム窒化物層の厚さと異なる、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
更に、コーティングの外側表面上に仕上げ層を付着させるステップも含む、請求項８６に記載の方法。
【請求項９７】
この仕上げ層が、次のもの、即ちアルミナ、及び単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、クロムのうちの１つ若しくはそれ以上の窒化物、アルミニウム窒化物、及びアルミニウム炭窒化物のうちの１つ若しくはそれ以上の１つ若しくはそれ以上の層を含んでいる、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
更に、仕上げコーティングの表面上に滑らかなコーティングを付着させるステップも含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項９９】
このコーティングされた部材が、切断インサート、ドリル、エンドミル、フライス、リーマ、及びタップを含んでいる、請求項８６に記載の方法。
【請求項１００】
更に、予め選択された窒素部分流量で窒素を供給するステップも含む、請求項８６に記載の方法。
【請求項１０１】
この窒素部分流量が０．５以下である、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
この窒素部分流量が０．４以下である、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０３】
この窒素部分流量が約０．３５〜約０．２である、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０４】
電力の第一レベルが電力の第二レベルよりも低い、請求項８６に記載の方法。
【請求項１０５】
ナノ層コーティングされた部材の製造方法であって、
１つの表面を有する下地を供給するステップ；
金属標的を供給するステップ；
金属アルミニウム標的を供給するステップ；
金属−アルミニウム−炭素標的を供給するステップ；
金属標的及び金属アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的の間で下地を回転させるステップ；
金属標的へ第一レベルにおける電力を供給するステップ；
金属アルミニウム標的へ第一レベルにおける電力を供給するステップ；
金属−アルミニウム−炭素標的へ第一レベルにおける電力を供給するステップ；
下地の表面上に、交互ナノ層のコーティングセットを含んでいるコーティングを付着させるステップ；
金属標的及び金属−アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的へ供給される電力が第一レベルから第二レベルに変わる時間の選択された期間にわたって、これらの交互ナノ層の付着速度を変えるステップ；及び
電力が第二レベルに達した後のある期間、これらの交互ナノ層の付着速度を制御するステップ、
を含む方法。
【請求項１０６】
この付着ステップが、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物及び金属アルミニウム炭窒化物の複数の交互ナノ層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
この付着ステップが、接着部を付着させるために、金属標的及び金属アルミニウム標的及び金属アルミニウム炭素標的への電力が増加される時間の間、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物及び金属アルミニウム炭窒化物の複数の交互ナノ層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０８】
接着部の場合、接着部中に含まれている各コーティングセットがある厚さを有し、各コーティングの厚さは、下地の表面から移動するにつれて増加する、請求項１０７に記載の方法。
【請求項１０９】
この付着ステップは更に、外側部を付着させるために、電力が第二レベルに達した後の時間、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物及び金属アルミニウム炭窒化物の複数の交互ナノ層を付着させるステップも含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１１０】
外側部の場合、外側部中に含まれている各コーティングセットがある厚さを有し、これらのコーティングセットの各々の厚さがほぼ等しいままである、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
この付着ステップが、接着部を形成するために、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物及び金属アルミニウム炭窒化物の複数の交互ナノ層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１１２】
接着区域におけるコーティングセットの各々の場合、金属窒化物ナノ層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物ナノ層がある厚さを有し、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物層の厚さは、金属窒化物ナノ層の厚さと異なり、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なり、金属アルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、金属アルミニウム炭窒化物ナノ層の厚さと異なる、請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１３】
この付着ステップが、外側部を形成するために、金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物及び金属アルミニウム炭窒化物の複数の交互層コーティングセットを付着させるステップを含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１１４】
外側部におけるコーティングセットの各々の場合、金属窒化物層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物層がある厚さを有し、金属アルミニウム炭窒化物層がある厚さを有し、金属アルミニウム窒化物層の厚さは、金属窒化物層の厚さと異なり、金属アルミニウム炭窒化物層の厚さ及び金属アルミニウム窒化物層の厚さは、金属アルミニウム炭窒化物層の厚さと異なる、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１１５】
更にコーティングの外側表面上に仕上げ層を付着させるステップも含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１１６】
この仕上げ層が、次のもの、即ちアルミナ、及び単独、又は互いに組合わせた、若しくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、クロムのうちの１つ若しくはそれ以上の窒化物、アルミニウム窒化物、及びアルミニウム炭窒化物のうちの１つ若しくはそれ以上の１つ若しくはそれ以上の層を含んでいる、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
更に、仕上げコーティングの表面上に滑らかなコーティングを付着させるステップも含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１８】
このコーティングされた部材が、切断インサート、ドリル、フライス、エンドミル、リーマ、及びタップを含んでいる、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１１９】
更に、予め選択された窒素部分流量で窒素を供給するステップも含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１２０】
この窒素部分流量が０．５以下である、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２１】
この窒素部分流量が０．４以下である、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２２】
この窒素部分流量が約０．３５〜約０．２である、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２３】
電力の第一レベルが電力の第二レベルよりも低い、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１２４】
ナノ層コーティングされた部材であって、
表面を有する下地及びこの下地の表面上のコーティング；及び
複数のナノ層コーティングセットを含んでいるコーティングであって、各コーティングセットが、チタンアルミニウム窒化物とチタンアルミニウム炭窒化物との交互ナノ層を含んでいるコーティング、
を含んでいる部材。
【請求項１２５】
このコーティングが接着部を含み、この接着部が下地表面に隣接している、請求項１２４に記載のナノ層コーティングされた部材。
【請求項１２６】
この接着部が複数のコーティングセットを含み、各コーティングセットの厚さが、下地の表面から移動するにつれて増加する、請求項１２５に記載のナノ層コーティングされた部材。
【請求項１２７】
このコーティングが外側部を含み、外側部が接着部に隣接している、請求項１２５に記載のナノ層コーティングされた部材。
【請求項１２８】
この外側部が複数のコーティングセットを含み、コーティングセットの各々の厚さがほぼ等しい、請求項１２５に記載のナノ層コーティングされた部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層コーティングされた切削工具及びこれの製造方法に関する。より詳しくは本発明は、ナノ層コーティングされた切削工具及びこれの製造方法に関する。この点に関して、ナノ層コーティングされた切削工具は、約１００ナノメートル又はそれ以下の厚さを有する隣接コーティングナノ層を含んでいるコーティング組織（ｓｃｈｅｍｅ）を有する。
【背景技術】
【０００２】
多層コーティングされた切削工具は、或る幾つかの環境において優れた金属切断特性を示す。一般的には多層コーティングされた切削工具は、複数のコーティング層がその上に付着されている下地（substrate）を含んでいる。幾つかの場合、これらのコーティング層は、複数の交互コーティング層セットを含んでいる。この点に関して、「多層コーティングされた切削工具（ＭＵＬＴＩＬＡＹＥＲＥＤ  ＣＯＡＴＥＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＴＯＯＬ）」についてのＳｅｌｉｎｄｅｒらの米国特許第６，１０３，３５７号は、多層非反復コーティング組織であって、これらの層が０．１〜３０ナノメートルである厚さを有するものを示している。「多層コーティングされた切削工具」についてのＳｊｏｓｔｒａｎｄらのＰＣＴ特許出願第ＷＯ９８／４４１６３号は、多層反復コーティング組織であって、各反復期間が、３〜１００ナノメートルの厚さを有するものを示している。
【０００３】
ほかのコーティング組織の例は、物理的蒸着（ＰＶＤ）技術によって付着された多層チタン窒化物／チタンアルミニウム窒化物コーティングを含んでいる。このようなコーティング組織は、Ｈｓｉｅｈらの「不均衡マグネトロンスパッタリングを用いたＴｉＡｌＮ及び多層ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮコーティングの付着及び特徴決定（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＴｉＡｌＮ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒｅｄ  ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  Ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）」、表面及びコーティング技術（Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｎｄ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）１０８〜１０９（１９９８）、１３２〜１３７ページ、及びＡｎｄｅｒｓｅｎら、「マグネトロンスパッタリングされたＴｉＮ／ＴｉＡｌＮ多層の付着、微小構造、及び機械的及び摩擦学的特性（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ  ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ）」、表面及びコーティング技術１２３（２０００）、２１９〜２２６ページに記載されている。
【０００４】
たとえ多層チタン窒化物／チタンアルミニウム窒化物コーティング組織が存在するにしても、コーティングが効果的になるためには、これは、下地への或る一定の最小接着を有していなければならず、かつ或る一定の最小硬度を示さなければならない。コーティングされた切削工具の下地へのコーティングの接着を改良することが、これまで常に目標であったし、今も依然として目標である。更には、コーティングされた切削工具の硬度を最適化することが、これまで常に目標であったし、今も依然として目標である。コーティングされた切削工具に対して、接着及び硬度の特性の組合わせを改良し、最適化することが、これまで常に目標であったし、今も依然として目標である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、コーティングされた切削工具（例えばナノ層コーティングされた切削工具）、並びにこのコーティングされた切削工具の製造方法であって、この切削工具が、改良された接着及び最適化された硬度、並びに接着及び硬度の組合わせにおける改良を有するものを提供することが望ましいであろう。
【０００６】
同様に、金属窒化物／金属アルミニウム窒化物コーティングされた切削工具（例えばナノ層チタン窒化物／チタンアルミニウム窒化物コーティングされた切削工具）、並びにこのコーティングされた切削工具の製造方法であって、この切削工具が、改良された接着及び最適化された硬度、並びに接着及び硬度の組合わせにおける改良を有するものを提供することも望ましいであろう。
【０００７】
同様に、金属アルミニウム窒化物／金属アルミニウム炭窒化物コーティングされた切削工具（例えばナノ層チタンアルミニウム窒化物／チタンアルミニウム炭窒化物コーティングされた切削工具）、並びにコーティングされた切削工具の製造方法であって、この切削工具が、改良された接着及び最適化された硬度、並びに接着及び硬度の組合わせにおける改良を有するものを提供することも望ましいであろう。
【０００８】
同様に、金属窒化物／金属アルミニウム窒化物／金属アルミニウム炭窒化物コーティングされた切削工具（例えばナノ層チタン窒化物／チタンアルミニウム窒化物／金属アルミニウム炭窒化物コーティングされた切削工具）、並びにコーティングされた切削工具の製造方法であって、この切削工具が、改良された接着及び最適化された硬度、並びに接着及び硬度の組合わせにおける改良を有するものを提供することも望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、１つの形態において、表面を有する下地及びこの下地の表面上のコーティングを含むナノ層コーティングされた部材である。このコーティングは、複数のナノ層コーティングセットであって、１つのセットが、金属窒化物（この金属窒化物は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）のナノ層と金属アルミニウム窒化物（この金属アルミニウム窒化物は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）のナノ層との交互ナノ層を含むものを含んでいる。このコーティングは、接着部と外側部とを含んでいる。接着部は、複数のコーティングセットであって、１つのコーティングセットの厚さが、下地の表面から移動するにつれて一般に増加するものを含んでいる。外側部は、複数のコーティングセットを含んでいる。金属は、単独、又は互いに組合わせた、もしくは金属窒化物層の組成が金属アルミニウム窒化物の組成と異なるかぎり、金属窒化物層中にアルミニウムを含んでいるほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムを含んでいてもよい。
【００１０】
本発明は、もう１つの形態において、表面を有する下地及びこの下地の表面上のコーティングを含む、ナノ層コーティングされた部材である。このコーティングは、複数のナノ層コーティングセットであって、１つのセットが、金属アルミニウム窒化物（この金属アルミニウム窒化物は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）のナノ層と金属アルミニウム炭窒化物（この金属アルミニウム炭窒化物は、任意に珪素を含んでいてもよい）のナノ層との交互ナノ層を含むものを含んでいる。このコーティングは、接着部と外側部とを含んでいる。接着部は、複数のコーティングセットであって、１つのコーティングセットの厚さが、下地の表面から移動するにつれて一般に増加するものを含んでいる。外側部は、複数のコーティングセットを含んでいる。金属は、単独、又は互いに組合わせた、もしくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムを含んでいてもよい。
【００１１】
本発明は、更にもう１つの形態において、表面を有する下地及びこの下地の表面上のコーティングを含むナノ層コーティングされた部材である。このコーティングは、複数のナノ層コーティングセットであって、１つのセットが、金属窒化物（この金属窒化物は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）のナノ層、金属アルミニウム窒化物（この金属アルミニウム窒化物は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）のナノ層、及び金属アルミニウム炭窒化物（この金属アルミニウム炭窒化物は、任意に珪素を含んでいてもよい）のナノ層の交互ナノ層を含むものを含んでいる。このコーティングは、接着部と外側部とを含んでいる。この接着部は、複数のコーティングセットであって、１つのコーティングセットの厚さが、下地の表面から移動するにつれて一般に増加するものを含んでいる。外側部は、複数のコーティングセットを含んでいる。金属は、単独、又は互いに組合わせた、もしくはこの金属窒化物層の組成が金属アルミニウム窒化物層及び金属アルミニウム炭窒化物層の組成と異なるかぎり、金属窒化物層中にアルミニウムを含んでいるほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムを含んでいてもよい。
【００１２】
本発明は、本発明の更にもう１つの形態において、次の工程を含む、ナノ層コーティングされた部材の製造方法である。即ち、１つの表面を有する下地を供給する工程；金属標的を供給する工程（この場合、この金属標的は任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）；金属−アルミニウム標的を供給する工程（この場合、この金属−アルミニウム標的は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）；金属標的と金属アルミニウム標的との間で下地を回転させる工程；金属標的へ電力の第一レベルにおける電力を供給する工程；金属アルミニウム標的へ第一レベルにおける電力を供給する工程；下地の表面上に、交互ナノ層のコーティングセットを含んでいるコーティングを付着させる工程；金属標的へ供給される電力が第一レベルから第二レベルに変わる時間の選択された期間にわたって、これらの交互ナノ層の付着速度を変える工程；及び電力が第二レベルに達した後のある期間、これらの交互ナノ層の付着速度を制御する工程である。金属は、単独、又は互いに組合わせた、もしくはこの金属標的の組成が金属アルミニウム標的の組成と異なるかぎり、この金属標的中にアルミニウムを含んでいるほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムを含んでいてもよい。
【００１３】
本発明は、本発明の更にもう１つの形態において、次の工程を含む、ナノ層コーティングされた部材の製造方法である。即ち、１つの表面を有する下地を供給する工程；金属−アルミニウム標的を供給する工程（この場合、この金属−アルミニウム標的は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）；金属−アルミニウム−炭素標的を供給する工程（この場合、この金属−アルミニウム−炭素標的は任意に珪素を含んでいてもよい）；金属−アルミニウム標的と金属−アルミニウム−炭素標的との間で下地を回転させる工程；金属−アルミニウム標的へ第一レベルにおける電力を供給する工程；金属−アルミニウム−炭素標的へ第一レベルにおける電力を供給する工程；下地の表面上に、交互ナノ層のコーティングセットを含んでいるコーティングを付着させる工程；金属−アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的へ供給される電力が第一レベルから第二レベルに変わる時間の選択された期間にわたって、これらの交互ナノ層の付着速度を変える工程；及び電力が第二レベルに達した後のある期間、これらの交互ナノ層の付着速度を制御する工程である。金属は、単独、又は互いに組合わせた、もしくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムを含んでいてもよい。
【００１４】
本発明は、更にもう１つの本発明の形態において、次の工程を含む、ナノ層コーティングされた部材の製造方法である。即ち、１つの表面を有する下地を供給する工程；金属標的を供給する工程（この場合、この金属標的は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）；金属−アルミニウム標的を供給する工程（この場合、この金属−アルミニウム標的は、任意に炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい）；金属−アルミニウム−炭素標的を供給する工程（この場合、この金属−アルミニウム−炭素標的は、任意に珪素を含んでいてもよい）；金属標的及び金属−アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的の間で下地を回転させる工程；金属標的へ第一レベルにおける電力を供給する工程；金属−アルミニウム標的へ第一レベルにおける電力を供給する工程；金属−アルミニウム−炭素標的へ第一レベルにおける電力を供給する工程；下地の表面上に、交互ナノ層のコーティングセットを含んでいるコーティングを付着させる工程；金属標的及び金属−アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的へ供給される電力が第一レベルから第二レベルに変わる時間の選択された期間にわたって、これらの交互ナノ層の付着速度を変える工程；及び電力が第二レベルに達した後のある期間、これらの交互ナノ層の付着速度を制御する工程である。金属は、単独、又は互いに組合わせた、もしくはこの金属標的の組成が金属−アルミニウム標的及び金属−アルミニウム−炭素標的の組成と異なるかぎり、金属標的中にアルミニウムを含んでいるほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムを含んでいてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照すると、図１は、全体が２０で示されている切削工具の特定の実施態様を例示している。切削工具２０は、上部すくい面２２及び逃げ面２４を有する。上部すくい面２２は、逃げ面２４と交差して、交差部分において切断へり２６を形成する。
【００１６】
図２に示されているように、切削工具２０は、カッコ３２によって示されているナノ層コーティングを有する下地３０を含んでいる。このナノ層コーティング３２は、図２においてカッコ３４によって示されている接着部を含んでいる。この接着部３４は、下に記載されている１つもしくはそれ以上のナノ層コーティングセット（及び一般的には複数のナノ層コーティングセット）を含んでいる。ナノ層コーティング３２はまた、図２においてカッコ３６によって示されている外側部を含んでいる。この外側部は、下に記載されている複数のナノ層コーティングセットを含んでいる。
【００１７】
図２は、ナノ層コーティング３２が、下地３０のすくい面３８及び逃げ面４０に加えられていることを示している。しかしながら、ナノ層コーティング３２がこれらの表面の選択された表面、又は下地の表面の選択された部分にのみ加えられてもよい事例があることを理解すべきである。
【００１８】
このナノ層コーティングの１つの配列を参照すると、このナノ層コーティングは、材料の交互層の２つもしくはそれ以上のコーティングセットであって、これらの材料のうちの１つが金属窒化物であり、他方の材料が、金属アルミニウム窒化物であるもの（例えばチタン窒化物／チタンアルミニウム窒化物、又はチタンアルミニウム窒化物／チタン窒化物）を含んでいてもよい。これが意味することは、１つの特定のコーティング組織において、金属窒化物（例えばチタン窒化物）層は、下地の表面に最も近い（又は実際にはその上の）層であってもよいということである。更にはもう１つの特定のコーティング組織において、金属アルミニウム窒化物（チタンアルミニウム窒化物）層は、下地の表面に最も近い（又は実際にはその上の）層であってもよい。出願人は、次の金属及びこれらの合金の金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物が、このナノ層コーティングにおける使用に対して許容しうるであろうと考える。即ち、単独、又は互いに組合わせた、もしくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムである。この金属窒化物層は、金属窒化物層の組成が金属アルミニウム窒化物層の組成と異なるかぎり、アルミニウムを含んでいてもよい。金属窒化物及び金属アルミニウム窒化物は各々、（任意成分として）炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい。
【００１９】
ナノ層コーティングのもう１つの配列を更に一般的に参照すると、このナノ層コーティングは、材料の交互層の２つもしくはそれ以上のコーティングセットであって、これらの材料の１つが金属アルミニウム窒化物であり、他方の材料が金属アルミニウム炭窒化物であるもの（例えばチタンアルミニウム窒化物／チタンアルミニウム炭窒化物又はチタンアルミニウム炭窒化物／チタンアルミニウム窒化物）を含んでいてもよい。これが意味することは、１つの特定のコーティング組織において、金属アルミニウム窒化物（例えばチタンアルミニウム窒化物）層は、下地の表面に最も近い（又は実際にはその上の）層であってもよいということである。更には、もう１つの特定のコーティング組織において、金属アルミニウム炭窒化物（例えばチタンアルミニウム炭窒化物）層は、下地の表面に最も近い（又は実際にはその上の）層であってもよい。金属窒化物／金属アルミニウム窒化物コーティングセットに沿って、出願人は、次の金属及びこれらの合金が、このナノ層コーティングにおける使用に対して許容しうるであろうと考える。即ち、単独、又は互いに組合わせた、もしくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムである。この金属アルミニウム窒化物は、（任意成分として）炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい。この金属アルミニウム炭窒化物は、（任意成分として）珪素を含んでいてもよい。
【００２０】
ナノ層コーティングの更にもう１つの配列を参照すると、このナノ層コーティングは、金属窒化物、金属アルミニウム窒化物、及び金属アルミニウム炭窒化物の交互層を含んでいてもよい。金属がチタンである時、これらのナノ層の様々な配列は次のように示される：即ち、チタン窒化物／チタンアルミニウム窒化物／チタンアルミニウム炭窒化物又はチタンアルミニウム炭窒化物／チタンアルミニウム窒化物／チタン窒化物又はチタンアルミニウム炭窒化物／チタン窒化物／チタンアルミニウム窒化物又はチタンアルミニウム窒化物／チタンアルミニウム炭窒化物／チタン窒化物又はチタン窒化物／チタンアルミニウム炭窒化物／チタンアルミニウム窒化物又はチタンアルミニウム窒化物／チタン窒化物／チタンアルミニウム炭窒化物である。
【００２１】
チタンを金属として用いるこれらの配列の１つの群において、チタン窒化物層は、下地の表面に最も近い（又は実際にはその上の）層であってもよい。この群において、チタンアルミニウム窒化物層及びチタンアルミニウム炭窒化物層が、他方の層である。
【００２２】
これらの配列のもう１つの群において、チタンアルミニウム窒化物層は、下地の表面に最も近い（又は実際にはその上の）層であってもよい。この群において、チタン窒化物層及びチタンアルミニウム炭窒化物層が、他方の層である。
【００２３】
これらの配列の更にもう１つの群において、チタンアルミニウム炭窒化物層は、下地の表面に最も近い（又は実際にはその上の）層であってもよい。この群において、チタン窒化物層及びチタンアルミニウム窒化物層が、他方の層である。
【００２４】
上に示されているコーティング配列に特異的な化合物は、チタン窒化物、チタンアルミニウム窒化物、及びチタンアルミニウム炭窒化物であるが、出願人は、ほかの金属窒化物、金属アルミニウム窒化物、及び金属アルミニウム炭窒化物も許容しうるであろうと考える。この点に関して、金属窒化物、金属アルミニウム窒化物、及び金属アルミニウム炭窒化物のためのほかの金属及びこれらの合金には、単独、又は互いに組合わせた、もしくはほかの金属と組合わせた、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムが含まれる。金属窒化物層は、この金属窒化物層の組成が金属アルミニウム窒化物層及び金属アルミニウム炭窒化物層の組成と異なるかぎり、アルミニウムを含んでいてもよい。上記配列において、金属窒化物（例えばチタン窒化物）及び金属アルミニウム窒化物（例えばチタンアルミニウム窒化物）は各々、（任意に）炭素及び／又は珪素を含んでいてもよい。金属アルミニウム炭窒化物（例えばチタンアルミニウム炭窒化物）は、任意成分として珪素を含んでいてもよい。
【００２５】
図２に示されている特定のコーティング組織に戻ると、接着部３４は、チタン窒化物とチタンアルミニウム窒化物との複数の交互ナノ層コーティングセットを含んでいる。この接着部の目的は、使用（例えば金属切断の用途）中に、コーティングと下地との間の良好な接着を与えることである。接着部は、約０．０２５マイクロメートル〜約０．６マイクロメートルの厚さを有する。より好ましくは接着部は、約０．０５マイクロメートル〜約０．４マイクロメートルの厚さを有する。接着部における各ナノ層（これがチタン窒化物のナノ層であっても、チタンアルミニウム窒化物のナノ層であっても）は、約０．５ナノメートル〜約５ナノメートルであってもよく、より好ましくは約０．５〜ナノメートル〜約２ナノメートルであってもよい厚さを有する。
【００２６】
チタンアルミニウム窒化物層の厚さは一般的に、チタン窒化物層の厚さと異なる。一般的に言えば、コーティング層の厚さは、下に非限定的に示されているこれらの要因の１つもしくはそれ以上によって様々に変わる。
【００２７】
接着部を含んでいるこれらのコーティングセットは、コーティングプロセスのいわゆる「詰め込み（ｒａｍ  ｕｐ）」部分の時間の間に付着される。このプロセスの「詰め込み」部分は、このプロセスの最初の部分の間に行なわれ、ここで、付着速度は第一レベルから第二レベルに上げられる。このプロセスのいわゆる「詰め込み」部分を完了させるための時間にもよるが、層のコーティングセット数は、数百に及んでもよく、その理由は、各コーティングセットが、ナノメートル範囲の厚さ（即ち、約１００ナノメートル未満の厚さ）を有するからである。
【００２８】
詰め込み期間中の付着速度のこの連続的な増加の結果として、接着部のコーティングセットの厚さは変わる。より具体的には、下地の表面から移動するにつれて、各コーティングセットの厚さは、各コーティングセットの厚さがコーティングセットが一般的に一貫した厚さを示す地点に達するまで（一般的に徐々に）増加するのが一般的である。このプロセスにおいて、付着速度は、詰め込み期間の間増加する。これの結果として、厚さの増加を生じる。付着の増加は、（非限定的に）次の要因のいずれか１つもしくはそれ以上によるであろう。即ち、チャンバ内のガス組成、チャンバ内の気体流量、標的のスパッタリング速度及び／又は標的へ供給される電力レベルである。
【００２９】
各コーティングセットの厚さの増加は、厚さが増加するナノ層の各々によることがあることは理解すべきである。これに代わるものとして、各コーティングセットの厚さの増加は、１つのナノ層の厚さが実質的に一定のままであり、もう一方のナノ層の厚さが増加する時に発生しうる。
【００３０】
このプロセスにおいて、例えば標的への電力がひとたび電力の第二レベルに達したら、電力は好ましくは、これらの標的の少なくとも１つについて、外側部を加えるためのコーティングプロセスの残りについての電力の第一レベルよりも大きいレベルまで低下されるであろう。電力のこの低下されたレベルは、各標的について異なっていてもよい。同様に、各標的へ加えられる電力レベルは、外側部を加えるためのプロセスの部分の間、様々であってもよい。
【００３１】
接着部を参照すると、例えばチタン窒化物層及びチタン炭窒化物層は、アルミニウムの量がチタンアルミニウム窒化物層及びチタンアルミニウム炭窒化物層中に含まれるものよりも少ないものであるかぎり、０〜より高いレベルの範囲のアルミニウム含量を含んでいてもよい。
【００３２】
更に図２を参照すると、外側部を含んでいる複数のコーティングセットは、チタン窒化物及びチタンアルミニウム窒化物の交互ナノ層である。この外側部は、金属加工用途において、コーティングと下地との間に良好な接着があるかぎり、約１マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する。より好ましくは外側部は、約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの範囲の厚さを有する。各ナノ層（チタン窒化物であっても、チタンアルミニム窒化物であっても）は、約０．５ナノメートル〜約２０ナノメートルの範囲であってもよい厚さを有する。より好ましくはこのような各ナノ層の厚さは、約０．５ナノメートル〜約１０ナノメートルである。最も好ましくはこのような各ナノ層の厚さは、約０．５ナノメートル〜約２ナノメートルである。
【００３３】
外側部の各コーティングセットの厚さは実質的に等しくてもよく、又はこの厚さは様々であってもよい。コーティングセットが、実質的に等しい厚さを有する状況では、コーティングセットを構成するナノ層、即ちチタン窒化物ナノ層及びチタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、必ずしも等しくなくてもよい。実際、図３のコーティング組織の以後の記載から分かるように、チタン窒化物ナノ層の厚さは、約１ナノメートル〜約２ナノメートルであり、チタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、約１０ナノメートル〜約１１ナノメートルである。この点に関して、接着部のチタン窒化物ナノ層の厚さはまた、約１ナノメートル〜約２ナノメートルであり、一方、チタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、コーティングセットが下地から移動するにつれて増加する。出願人は、チタン窒化物ナノ層が、好ましくは厚さが約０．５〜約２ナノメートルであってもよいと考える。出願人はまた、チタンアルミニウム窒化物ナノ層が、好ましくは厚さが約０．５〜約１１ナノメートルであってもよいと考える。
【００３４】
上記のように、チタン−アルミニウム標的についてのスパッタリング速度は、チタン標的についてのスパッタリング速度よりも大きいので、一般的に言えば、チタンアルミニウム窒化物の各ナノ層の厚さは、チタン窒化物の各ナノ層の厚さより大きくてもよい。
【００３５】
図２を参照すると、層５０は、チタン窒化物又はチタンアルミニウム窒化物を含んでいてもよい仕上げ層である。仕上げ層５０の厚さは、約０．１マイクロメートル〜約３マイクロメートルである。出願人は、金属窒化物、金属アルミニウム窒化物、及び金属アルミニウム炭窒化物は、仕上げ層として許容しうるであろうと考える。この点に関して、金属窒化物、金属アルミニウム窒化物、及び金属アルミニウム炭窒化物のためのほかの金属及びこれらの合金には、単独、又は互いに組合わせた、もしくはほかの金属と組合わせた、チタン、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はクロムが含まれる。上記仕上げ層に代わって、又はこれに加えて、この仕上げ層はアルミナ層であってもよい。仕上げ層は一般的には物理的蒸着（ＰＶＤ）技術によって加えられる。層５２は、例えばモリブデンジスルフィドなどの材料を含んでいてもよい滑らかな層である。仕上げ層５０及び滑らかな層５２の全体の厚さは、約０．１マイクロメートル〜約３マイクロメートルである。仕上げ層及び滑らかな層は各々、このコーティング組織のための任意層である。
【００３６】
更に図２を参照すると、下地３０は一般的に、硬質材料、例えば超硬合金である。下地Ａである下地３０のための組成物の一例は、０．１重量パーセントまでのタンタル、０．１重量パーセントまでのニオブ、０．１重量パーセントまでのチタン、約０．３〜約０．５重量パーセントのクロム、約５．７重量パーセント〜６．３重量パーセントのコバルトを有し、残量がタングステン及び炭素であり、タングステン及びカーバイドの大部分がタングステンカーバイドの形態にある、（コバルト）タングステン超硬合金材料である。この下地は、約９２．６〜約９３．４ロックウエルＡの硬度、約２５０〜約３２０エルステッドの保磁力（Ｈｃ）、１立方センチメートルあたり約１４．８０〜約１５．００グラムの比重、１〜５マイクロメートルのタングステンカーバイドの粒サイズ、及び１キログラムのコバルトあたり１６７．７〜１９１．９マイクロテスラ（ｍｉｃｒｏＴｅｓｌａ）立方メートルの磁気飽和を有する。下で考察されるように、旋回試験に用いられるコーティングされた切断インサートは、下地Ａと同じ組成の下地を含んでいた。
【００３７】
下地Ｂであるこの下地のための組成物のもう１つの例は、約１．２〜約２．５重量パーセントのタンタル、約０．３〜約０．６重量パーセントのニオブ、０．４重量パーセントまでのチタン、約１１〜１２重量パーセントのコバルトを有し、残量がタングステン及び炭素であり、タングステン及びカーバイドの大部分がタングステンカーバイドの形態にある、（コバルト）タングステン超硬合金材料である。この下地は、約８９．８ロックウエルＡの公称硬度、約１４５〜約１８５エルステッドの保磁力（Ｈｃ）、１立方センチメートルあたり約１４．１〜約１４．５グラムの比重、１〜６マイクロメートルのタングステンカーバイドの粒サイズ、及び１キログラムのコバルトあたり１６７．７〜１８７．９マイクロテスラ（ｍｉｃｒｏＴｅｓｌａ）立方メートルの磁気飽和を有する。下で考察されるように、フライス削りテストに用いられるコーティングされた切断インサートは、下地Ｂと同じ組成の下地を含んでいた。
【００３８】
この下地はまた、サーメット、セラミック、又は高速度鋼、多結晶立方ホウ素窒化物、多結晶ダイヤモンド、又はダイヤモンドシート、又はダイヤモンドフィルムであってもよい。この下地は、前記の下地材料のいずれかからできている、インデクサブル切断インサート、切断インサート、ドリル、フライス、エンドミル、リーマ、又はタップの形態を取ってもよい。
【００３９】
下地の表面へのこのコーティングの好ましい接着強さは、少なくとも４５キログラム（ｋｇ）である。より好ましくは接着強さは、少なくとも６０ｋｇであり、最も好ましくは接着強さは、少なくとも１００ｋｇである。接着強さを測定するためのテストは、ロックウエルＡ圧痕試験である。
【００４０】
仕上げ層及び滑らかな層を除いたナノ層コーティング全体の好ましい厚さは、約１マイクロメートル〜約２１マイクロメートルであり、より好ましくはこの厚さは、約１マイクロメートル〜約１１マイクロメートルであり、最も好ましくはナノ層コーティング全体の厚さは、約２マイクロメートル〜約６マイクロメートルである。
【００４１】
一般的に言えば、これらのコーティングの生産方法は、物理的蒸着技術、例えばマグネトロンスパッタリングを用いることを含む。次の実施例において、このコーティングを加えるために用いられる装置は、セメコン（Ｃｅｍｅｃｏｎ）ＣＣ８００／８マグネトロンスパッタリングコーティング反応器であった。このコーティング反応器は、切断インサート下地が、標的の２セット間で回転させられるように構成された。標的の各セットは、他方のセットから１８０°のところに配置された。標的のこれらのセットの１つは、チタンの２つの標的であり、標的の他方のセットは、２つのチタン−アルミニウム標的であった。下地テーブルは、１分あたり０．８回転の率で回転させられた。これらの下地は、下地テーブル上の回転プラネタリーロッド取付け具に取付けられた。
【００４２】
これらの実施例において、このプロセスは、２つの基本的な部分を含んでいる。第一の部分は、標的への電力が、約４５分間にわたって、約５００ワットから標的電力、例えば約８，０００ワットまで増加される、いわゆる「詰め込み」部分である。電力がひとたびその標的に到達したら、その場合には１つの代替案として、これはコーティングプロセスの残りの間中ずっと、一定のままになるよう調節される（これは例えば８，０００ワット又はそれ以下の電力レベルであってもよい）。もう１つの選択肢として、電力は、コーティングプロセスの残りの間に変えられてもよい。この変動の性質は、例えば正弦波として、又は方形歯波として（ｓｑｕａｒｅ  ｔｏｏｔｈ  ｗａｖｅ）、又はのこぎり刃波としてのものであってもよい。
【００４３】
次の実施例は、コーティングプロセスの上記記載と一般に一貫性のある方法で行なわれた。表１におけるこれらの実施例の各々は、例えば下地Ａの組成のような組成を有する下地、及び下地Ｂの組成のような組成を有する下地を包含する。チタン標的は、固体チタン金属であった。チタン−アルミニウム標的は、その中にアルミニウムの４８プラグを有するチタン金属標的を含んでいた。これらの実施例の各々についてのプロセスパラメータが、下の表Ｉに示されている。
【００４４】
【表１】
2005519779.tif 000003
【００４５】
これらの実施例の各々において、クリプトンについての流量は、１分あたり８０標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）であった。表Ｉにおいて、アルゴン及び窒素流量についての表示「ｓｃｃｍ」は、１分あたりの標準立方センチメートルである。表Ｉにおいて、窒素部分流量は、窒素流量（ｓｃｃｍ）を窒素、アルゴン、及びクリプトンの流量の合計（ｓｃｃｍ）で割ったものに等しい。表Ｉの実施例２８１の場合、詰め込み期間の開始時に、１７５ｓｃｃｍのアルゴン流量が存在し、詰め込み期間の間、１００ｓｃｃｍに等しい流量まで減少させられ、これは、コーティングプロセスの残りの間維持された。
【００４６】
この加工処理において、特定の金属切断用途に応じたチタンアルミニウム窒化物のアルミニウム含量に対する制御がある。幾つかの用途の場合、アルミニウム／チタン原子比（Ａｌ／Ｔｉ原子比）が１．０未満であることが一般に好ましい。これらの用途において、Ａｌ／Ｔｉ原子比に好ましい範囲は、約０．２〜約０．９である。ほかの用途の場合、Ａｌ／Ｔｉ原子比が１．０又はそれ以上であることが一般に好ましく、この場合、Ａｌ／Ｔｉ原子比に好ましい範囲は１．０〜約２．５である。高い方の限度範囲の制限は、コーティングされた切断インサートが金属切断用途に適した硬度を有する能力に基づく。
【００４７】
Ａｌ／Ｔｉ原子比を増加するために、電力レベルをアルミニウム含有標的まで増加し、及び／又は窒素部分流量を制御してもよい。アルミニウム含有標的への一定の電力で、最大のアルミニウム含量を得るために、窒素部分流量を減少させることができる。好ましい窒素部分流量は、０．５以下の率である。より好ましい窒素部分流量は、０．４以下の率である。更により好ましい窒素部分流量は、０．３５未満の率である。窒素部分流量が０．２以下であるならば、その場合にはこれらの層の接着及び硬度が減少する。全体として、窒素部分流量に好ましい範囲は、０．２〜０．３５である。
【００４８】
下記の表ＩＩは、実施例４４９についてのプロセスパラメータを示している。実施例４４９についての詰め込みは、チタン標的が、チタン−アルミニウム−炭素標的と替えられること以外、それ以前の実施例についてと同じであった。各々のチタン−アルミニウム−炭素標的は、チタン金属標的におけるアルミニウムの１２プラグ及び黒鉛の１２プラグを含んでいた。
【００４９】
【表２】
2005519779.tif 000004
【００５０】
実施例４４９の加工処理の場合、クリプトンガスの流量は、１分あたり８０標準立方センチメートルの率で一定のままであった。表ＩＩにおいて、アルゴン及び窒素流量についての表示「ｓｃｃｍ」は、１分あたりの標準立方センチメートルである。
【００５１】
下記の表ＩＩＩは、実施例３９４についてのプロセスパラメータを示している。実施例３９４についての詰め込みは、チタン−アルミニウム標的がチタン標的と替えられること以外、実施例４４９についてのものと同じであった。各々のチタン−アルミニウム−炭素標的は、チタン金属標的におけるアルミニウムの１２プラグ及び黒鉛の１２プラグを含んでいた。
【００５２】
【表３】
2005519779.tif 000005
【００５３】
実施例３９４の加工処理の場合、クリプトンガスの流量は、１分あたり８０ミリメートルの率で一定のままであった。表ＩＩＩにおいて、アルゴン及び窒素流量についての「ｓｃｃｍ」という表示は、１分あたりの標準立方センチメートルである。
【００５４】
その結果生じたコーティングされた切削工具の選択された特性は、下記の表ＩＶに示されている。これらの特性は、アルミニウム／チタン原子比、コーティングの全体の厚さ（マイクロメートル）、２５グラム荷重における標準ビッカーステストによって測定された、１平方ミリメートルあたりのキログラム（ｋｇ／ｍｍ2）における切削工具の微小硬度、及びキログラムでの測定されたコーティングされた切削工具のインデント接着強さである。
【００５５】
コーティング層の分析を参照すると、これらのコーティング（即ちチタンアルミニウム窒化物コーティング）についての組成情報を収集するために、オックスフォード・インダストリーズＩＮＣＡエネルギー４００分散Ｘ線分光法（ＥＤＳ）とともにＪＥＯＬ６４００走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）が用いられる。オックスフォード・インダストリーズ社（Ｏｘｆｏｒｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）は、マサチューセッツ州０１７４２コンコード・ベイカー・アベニューＥｘ１３０Ａ（１３０Ａ  Ｂａｋｅｒ  Ａｖｅｎｕｅ  Ｅｘ，Ｃｏｎｃｏｒｄ，ＭＡ  ０１７４２）にあり、ＪＥＯＬ米国社（ＪＥＯＬ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．）は、マサチューセッツ州０１９６０ピーボディー・デアボーン１１（１１  Ｄｅａｒｂｏｒｎ，Ｐｅａｂｏｄｙ，ＭＡ  ０１９６０）にある。
【００５６】
このコーティングは、追加のサンプル調製も行なわず、導電性コーティングも加えずに、付着された状態のままで分析される。Ｘ線は、１５ＫＶ加速電圧を用いて収集される。
【００５７】
このコーティングは、電子ビームによる下地の励起を防ぐために、厚さが最低約３マイクロメートルでなければならない（より高い加速電圧が用いられるならば、より厚いコーティングが必要であろう）。最低５スペクトルが収集され、これらの結果が定量化される。各元素の見掛け濃度は、サンプル中のその元素の強度×標準中のその元素の重量パーセントを、標準中のその元素の強度で割ったものに等しい。ついでこれは、その元素の重量パーセントが、見掛け濃度を強度補正によって割ったものに等しくなるように、元素間効果（ｉｎｔｅｒ−ｅｌｅｍｅｎｔ  ｅｆｆｅｃｔｓ）について補正されなければならない。ついで原子パーセント割合が、重量パーセントをその元素の原子量によって割ることによって計算される。強度補正の幾つかの計算方法がある。この特定の分析図式は、ファイ−ロー−ジータ方法を用いる。補正率はサンプルの組成によるので、真の濃度は、反復計算を用いて導かれる。
【００５８】
【表４】
2005519779.tif 000006
【００５９】
表ＩＶに示されている実施例では、下地Ａの組成のような組成を有する下地を用いた。表ＩＶに記載されている特性の場合、出願人は、下地Ｂのような組成を有する下地を用いてコーティングされた切断インサートが、同一又は実質的に同様な特性を示すであろうと予想する。
【００６０】
これらの実施例の幾つかは、旋削用途（ｔｕｒｎｉｎｇ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）においてテストされた。回転パラメータは、次のとおりであった。即ち、加工物材料は３０４ステンレス鋼であり、速度は５００表面フィート毎分（ｓｆｍ）［１５２メートル毎分］であり、供給原料は、１回転あたり０．０１２インチ（ｉｐｒ）［１回転あたり０．３ミリメートル］であり、切り込みの深さが０．０８０インチ（ｄ．ｏ．ｃ．）［２ミリメートルｄ．ｏ．ｃ．］であり、フラッド冷却剤であった。この切削工具は、逆勾配（ｎｅｇａｉｖｅ）５度リード角度及び鋭い切断へりを有する切削工具のＣＮＧＰ４３２スタイルであった。旋回試験の結果は、下記の表ＩＩＩに示されている。
【００６１】
この工具寿命についての基準は次のとおりである。即ち、均一な側面摩耗：０．０１２インチ（０．３ミリメートル）；最大側面摩耗：０．０１６インチ（０．４ミリメートル）；刃先摩耗：０．０１６インチ（０．４ミリメートル）；クレータ摩耗：０．００４インチ（０．１００ミリメートル）；レーキ上のチップ幅：０．０２０インチ（０．５ミリメートル）；及び切断切り込み（ｃｕｔ  ｎｏｔｃｈ）の深さ：０．０１６インチ（０．４ミリメートル）である。
【００６２】
【表５】
2005519779.tif 000007
【００６３】
比較例ＫＣ５０１０の場合、下地は、下地Ａと同じ組成を有していた。コーティングは、公称厚さ約４．０マイクロメートルを有するチタンアルミニウム窒化物の単一層であった。更に比較例ＫＣ５０１０を参照すると、Ａｌ／Ｔｉ比は約１．０に等しく、微小硬度は約２，５００ｋｇ／ｍｍ2に等しかった。ＫＣ５０１０切削工具は、ペンシルベニア州ラトローブのケンナメタル社から入手しうる先行技術の切削工具である。
【００６４】
顕微鏡写真図３を参照すると、実施例２７６のコーティング組織の接着部及び外側部が示されている。接着部及び外側部の各々について、チタン窒化物とチタンアルミニウム窒化物との交互ナノ層がある。暗いナノ層はチタン窒化物であり、明るいナノ層はチタンアルミニウム窒化物である。
【００６５】
図３及び同様に図４及び５の場合、出願人は、ナノ層間の黒さの視覚的コントラストは、チタン窒化物ナノ層がその中にアルミニウムを含んでいないか、又はチタンアルミニウム窒化物ナノ層よりも有意に少ないアルミニウムをその中に含んでいることを示すと考えていると理解すべきである。チタン窒化物ナノ層は、アルミニウムを含んでいることがあるので、必ずしも純粋なチタン窒化物ではないと理解すべきである。チタン窒化物ナノ層中にアルミニウムが含まれているという点で、このアルミニウム含量は、チタン窒化物ナノ層間で様々であってもよい。出願人は、これらの図面、特に図３のまだらな区域は、ＴＥＭ見本調製物の産物（ａｒｔｉｆａｃｔ）であると考える。
【００６６】
接着部を参照すると、チタン窒化物のナノ層は、約１〜２ナノメートルの厚さを有する。チタン窒化物ナノ層の厚さは、この接着部全体において実質的に一定のままである。チタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、このコーティングと下地との間の界面において又はその近くで、約１〜約２ナノメートルの範囲から始まる。下地は、この顕微鏡写真の上部右手コーナーにある黒い区域である。チタンアルミニウム窒化物層の厚さは、下地の表面から移動するにつれて増加する。チタンアルミニウム窒化物ナノ層の厚さは、約１０〜約１１ナノメートルの範囲まで増加する。
【００６７】
顕微鏡写真図４を参照すると、コーティング組織のバルク部が示されている。このバルク部は、チタン窒化物とチタンアルミニウム窒化物との交互ナノ層であって、チタン窒化物の１つのナノ層とチタンアルミニウム窒化物の１つのナノ層とが１つのコーティングセットを構成する交互ナノ層を含んでいる。チタン窒化物の各ナノ層の厚さはほぼ等しく、約１〜約２ナノメートルである。チタンアルミニウム窒化物の各ナノ層の厚さはほぼ等しく、約１０〜約１１ナノメートルである。
【００６８】
顕微鏡写真図５を参照すると、コーティング組織の外側表面を含んでいるこれの部位が示されている。コーティング組織のこの部位は、チタン窒化物とチタンアルミニウム窒化物との交互ナノ層であって、チタン窒化物の１つのナノ層とチタンアルミニウム窒化物の１つのナノ層とが１つのコーティングセットを構成する交互ナノ層を含んでいる。チタン窒化物の各ナノ層の厚さはほぼ等しく、約１〜約２ナノメートルである。チタンアルミニウム窒化物の各ナノ層の厚さはほぼ等しく、約１０〜約１１ナノメートルである。
【００６９】
これらの実施例は、フライス削り用途においてテストされた。これらのフライス削りパラメータは次のとおりであった。即ち、加工物材料は４１４０ステンレス鋼であり、速度は６００表面フィート毎分（ｓｆｍ）［１８３メートル毎分］であり、供給原料は、１回転あたり０．０１２インチ（ｉｐｒ）［１回転あたり０．３ミリメートル］であり、切り込みの軸深さ（ａ．ｄ．ｏ．ｃ．）が０．１００インチ［２．５ミリメートルaｄｏｃ］であり、切り込みの半径方向の深さ（r．ｄ．ｏ．ｃ．）が３．０インチ［７５ミリメートルｒｄｏｃ］であり、フラッド冷却剤であった。この切削工具は、４５度リード角度及び０．２ミリメートル及び２０度のＴランドを有する切削工具のＳＥＨＷ４３Ａ６Ｔスタイルであった。これらのフライス削りテストの結果は、下記の表ＶＩに示されている。
【００７０】
この工具寿命についての基準は次のとおりである。均一な側面摩耗：０．０１２インチ（０．３ミリメートル）；最大側面摩耗：０．０１６インチ（０．４ミリメートル）；刃先摩耗：０．０１６インチ（０．４ミリメートル）；クレータ摩耗：０．００４インチ（０．１００ミリメートル）；レーキ上のチップ幅：０．０３０インチ（０．７５ミリメートル）である。表ＶＩに示されている実施例では、下地Ｂのような組成を有する下地を用いた。比較例ＫＣ５２５Ｍは、下地Ｂの組成のような組成を有する下地及びチタンアルミニウム窒化物のコーティングであって、約４マイクロメートルの公称厚さを有するコーティングを有する切削工具である。
【００７１】
【表６】
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【００７２】
本明細書において特定されている特許及びその他の文献は、参照として本明細書に組み込まれる。
【００７３】
本発明のほかの実施態様は、明細書の考察、又は本明細書に開示されている発明の実施から、当業者には明らかであろう。この明細書及び実施例は単に例証的なものにすぎず、発明の範囲に対して限定するように意図されていない。本発明の真の範囲及び精神は、特許請求の範囲によって示されている。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ナノ層コーティングされた切削工具の特定の実施態様の等測図である。
【図２】図１のナノ層コーティングされた切削工具の切断へりの概略横断面図であり、接着部及び外側部を含み、かつまた仕上げ層及び滑らかな層も含んでいるナノ層コーティングを有する下地を示している。
【図３】実施例２７６のナノ層コーティングされた切削工具についてのコーティングと下地との間の界面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）技術によって写された顕微鏡写真である。
【図４】実施例２７６のナノ層コーティングされた切削工具についてのコーティングの中間部の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）技術によって写された顕微鏡写真である。
【図５】実施例２７６のナノ層コーティングされた切削工具についてのコーティングの表面部の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）技術によって写された顕微鏡写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2005519779.tif 000015
2005519779.tif 000016