(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】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‐Ａｌ２Ｏ３の少なくとも１つの層を含み、当該κ‐Ａｌ２Ｏ３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°である。【選択図】図１
2018039102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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‐Ａｌ２Ｏ３の少なくとも１つの層を含み、前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項２】
１５°から１４０°までのＸ線回析図における前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項３】
１５°から１４０°までのＸ線回析図における前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項４】
１５°から１４０°までのＸ線回析図における前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項５】
前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項６】
前記コーティングが、α−Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項７】
前記α−Ａｌ２Ｏ３層が、前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項８】
前記α−Ａｌ２Ｏ３層の厚さが０．５から２μｍ又は０．７から１μｍである、請求項１から７のいずれか一項に記載のコーティングされた切削工具。
【請求項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。
【請求項１０】
前記α−Ａｌ２Ｏ３層と前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項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。
【請求項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−Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＮ、及びκ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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‐Ａｌ２Ｏ３層を含む。
【背景技術】
【０００２】
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Ａｌ２Ｏ３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。
【０００３】
近年、Ａｌ２Ｏ３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Ａｌ２Ｏ３コーティングの特性が詳しく研究されてきた。  
【０００４】
κ‐Ａｌ２Ｏ３コーティングは、結晶構造が異なるという点においてα−Ａｌ２Ｏ３コーティングと異なる。α−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３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。
【０００５】
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−Ａｌ２Ｏ３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。
【０００６】
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−Ａｌ２Ｏ３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。
【発明の概要】
【０００７】
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。  
【０００８】
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‐Ａｌ２Ｏ３の少なくとも１つの層を含み、当該κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【０００９】
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。
【００１０】
κ−Ａｌ２Ｏ３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。
【００１１】
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。
【００１２】
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−Ａｌ２Ｏ３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。
【００１３】
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−Ａｌ２Ｏ３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‐Ａｌ２Ｏ３層の高い（０  ０  １）テクスチャは、κ−Ａｌ２Ｏ３層の耐摩耗性が改善されることが示された。
【００１４】
本発明の一実施形態では、κ−Ａｌ２Ｏ３層の平均厚さは、２から１０μｍ、好ましくは、３から７μｍである。
【００１５】
本発明の一実施形態では、コーティングは、α−Ａｌ２Ｏ３層をさらに含む。前記α−Ａｌ２Ｏ３層は、前記κ‐Ａｌ２Ｏ３層と基材との間に配置され得る。α−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３層内の（０  ０  １）テクスチャは、それに続くκ‐Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３層は、０°を中心に最強ピークを示す前記α−Ａｌ２Ｏ３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。
【００１６】
本発明の一実施形態では、前記α−Ａｌ２Ｏ３層の厚さは、０．５から２μｍ、好ましくは、０．７から１μｍである。
【００１７】
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。  
【００１８】
一実施形態では、ＴｉＣＮ層は、前記α−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３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。
【００１９】
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−Ａｌ２Ｏ３層と前記κ‐Ａｌ２Ｏ３層との間に配置される。一実施形態では、前記α−Ａｌ２Ｏ３層及び前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３層と前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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‐Ａｌ２Ｏ３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。
【００２０】
本発明の一実施形態では、前記α−Ａｌ２Ｏ３層と前記κ‐Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３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。
【００２１】
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−Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＮ、及びκ‐Ａｌ２Ｏ３の順で並ぶ複数の層を含む。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
方法
ＸＲＤ検査
κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【００２５】
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−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３層のテクスチャを評価するために使用された（κ−Ａｌ２Ｏ３ピーク：（０  ０  ２）、（０  １  ３）、（１  ２  ２）、（０  ０  ４）、及び（０  ０  ６））。
【００２６】
κ−Ａｌ２Ｏ３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−Ａｌ２Ｏ３層が、κ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【００２７】
極点図及びχ走査
テクスチャ化されたκ−Ａｌ２Ｏ３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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。  
【００３１】
α−Ａｌ２Ｏ３層の極点図及びχ走査解析は、α−Ａｌ２Ｏ３（０  ０  １２）面上で対応する方法で行なわれた。
【００３２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】試料Ｂのκ−Ａｌ２Ｏ３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。
【図５】試料Ｃのκ−Ａｌ２Ｏ３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。
【図６】試料Ｂの（０  ０  ６）極点図。−８０°≦χ≦８０°であり、且つ０°≦φ≦３６０°である。
【図７】試料Ｂのα−Ａｌ２Ｏ３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。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
ＴｉＣｌ４、ＣＨ３ＣＮ、Ｎ２、ＨＣｌ、及びＨ２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。
【００３８】
2018039102.tif 000003
【００３９】
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、ＴｉＣｌ４、ＣＨ４、Ｎ２、ＨＣｌ、及びＨ２を４００ミリバールで使用するＨＴＣＶＤ  ＴｉＣＮのステップ、次いでＴｉＣｌ４、ＣＨ３ＣＮ、ＣＯ、Ｎ２、及びＨ２を７０ミリバールで使用する第２のステップ（ＴｉＣＮＯ−１）、次いで、ＴｉＣｌ４、ＣＨ３ＣＮ、ＣＯ、Ｎ２、及びＨ２を７０ミリバールで使用する第３のステップ（ＴｉＣＮＯ−２）、最後にＴｉＣｌ４、Ｎ２、及びＨ２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。
【００４０】
2018039102.tif 000004
【００４１】
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、ＣＯ２、ＣＯ、Ｎ２、及びＨ２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。
【００４２】
2018039102.tif 000005
【００４３】
酸化された接合層の上に、次いで、α−Ａｌ２Ｏ３層が堆積された（表４参照）。α−Ａｌ２Ｏ３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ＡｌＣｌ３、４．７体積％のＣＯ２、１．８体積％のＨＣｌ、及び残部のＨ２を使用して、約０．１μｍのα−Ａｌ２Ｏ３を与え、第２のステップは、１．２％のＡｌＣｌ３、４．７％のＣＯ２、２．９％のＨＣｌ、０．５８％のＨ２Ｓ、及び残部のＨ２を使用して、全体で約１μｍの層厚のα−Ａｌ２Ｏ３を与えた。
【００４４】
2018039102.tif 000006
【００４５】
α−Ａｌ２Ｏ３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ＴｉＣｌ４、４１．１％のＮ２、及び残部Ｈ２を使用して、５５ミリバール及び１０００℃で行なわれた。
【００４６】
2018039102.tif 000007
【００４７】
薄いＴｉＮ層の上に、κ‐Ａｌ２Ｏ３層が堆積された（表６参照）。κ‐Ａｌ２Ｏ３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ＡｌＣｌ３、４．７体積％のＣＯ２、１．８体積％のＨＣｌ、及び残部のＨ２を使用して、約０．１μｍのκ‐Ａｌ２Ｏ３を与え、第２のステップは、１．２％のＡｌＣｌ３、４．７％のＣＯ２、２．９％のＨＣｌ、０．５８％のＨ２Ｓ、及び残部のＨ２を使用して、全体で約４μｍの層厚のκ‐Ａｌ２Ｏ３を与えた。
【００４８】
2018039102.tif 000008
【００４９】
試料Ｂ
試料Ａ及び試料Ｂは、κ‐Ａｌ２Ｏ３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‐Ａｌ２Ｏ３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ＡｌＣｌ３、４．６体積％のＣＯ２、１．７体積％のＨＣｌ、及び残部のＨ２を使用して、約０．１μｍのκ‐Ａｌ２Ｏ３を与え、第２のステップは、２．２％のＡｌＣｌ３、４．４％のＣＯ２、５．５％のＨＣｌ、０．３３％のＨ２Ｓ、及び残部のＨ２を使用して、全体で約４μｍの層厚のκ‐Ａｌ２Ｏ３を与えた。プロセスパラメータは表７で示される。
【００５０】
2018039102.tif 000009
【００５１】
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‐Ａｌ２Ｏ３層が、接合層（内部層）上に直接堆積された。
【００５２】
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。
【００５３】
2018039102.tif 000010
【００５４】
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。
【００５５】
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‐Ａｌ２Ｏ３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。
【００５６】
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‐Ａｌ２Ｏ３に由来するピークは、（１  ２  ２）ピークである。
【００５７】
表９は、試料Ａ、Ｂ、及びＣのκ‐Ａｌ２Ｏ３層のテクスチャを判断するのに使用されたκ‐Ａｌ２Ｏ３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。
【００５８】
2018039102.tif 000011
【００５９】
2018039102.tif 000012
【００６０】
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。
【００６１】
試料Ｂのκ‐Ａｌ２Ｏ３（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。
【００６２】
基準試料Ｃにおけるκ‐Ａｌ２Ｏ３（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。  
【００６３】
試料Ｂのα−Ａｌ２Ｏ３（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。
【００６４】
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
【００６５】
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。
【００６６】
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０．２ｍｍ２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０．２ｍｍ２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。
【００６７】
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【００６８】
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。
【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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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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