【事件の表示】
　特許第２７４２０４９号「コーティングされた切削工具」の請求項１ないし２、４ないし５、１１ないし１３、１７ないし１８、２２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２７４２０４９号の請求項１ないし２、４ないし５、１１ないし１３、１７ないし１８、２２に係る特許を維持する。
【理由】
［１］手続の経緯
　本件特許第２７４２０４９号発明は、平成８年１２月１１日に出願され、平成１０年１月３０日にその特許の設定登録がなされ、その後東芝タンガロイ株式会社より請求項１、２，４，５，１１，１２，１３，１７，１８，及び請求項２２に係る特許の異議の申立がなされ、その後、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年７月１６日に訂正請求がなされたものである。
［２］訂正の適否についての判断
（２．Ａ）訂正の要旨
　訂正事項ａ
　本件特許明細書に記載された特許請求の範囲を次のように訂正する。
「【請求項１】コーティングされた切削工具であって、
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは、物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウム合金の第１の層と、物理蒸着法によって前記チタン−アルミニウム合金の第１の層に直接付着されるアルミナの層とを含むコーティング構成を有し、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の前記組成が前記層の厚さに沿って変わる、
　コーディングされた切削工具。
　【請求項２】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の組成が以下の関係によって表され、ここで０＜ａ＜１である、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　（ＴｉａＡｌ１−ａＮ）
　【請求項３】前記アルミニウムの含量が前記アルミナ層に向かって増加する、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】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層がチタニウムアルミニウムニトライドを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項５】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層がチタンアルミニウムを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項６】物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウムの第２の層を更に含み、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が前記チタン−アルミニウムの第２の層に直接付着される、請求項５に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項７】前記チタン−アルミニウム合金の第２の層の組成が以下の関係によって表され、ここで０＜ａ＜１である、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
（ＴｉａＡｌ１−ａＮ）
　【請求項８】前記チタン−アルミニウム合金の第２の層がチタニウムアルミニウムニトライドである、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項９】前記チタン−アルミニウム合金の第２の層が、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。　【請求項１０】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１１】前記基体が、超硬合金、サーメツト、セラミック、工具スチール、等軸晶系ボロンニトライドベースのサーメット及びセラミック及びダイヤモンドベースの組成物からなる群から選択される、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１２】前記基体が、タングステンカーバイド−コバルトベースの超硬合金である、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１３】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が前記基体に直接付着される、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１４】前記基体と前記チタン−アルミニウム合金の第１の層との間にチタンベース合金の少なくとも１つの中間層を更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１５】前記チタンベース合金が、チタニウムニトライド、チタニウムカーバイド、チタニウムカーボニトライド及びこれらの固溶体のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１４に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１６】前記アルミナ層に付着されるチタンベース合金の少なくとも１つの外層を更に含む、請求項１４に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１７】前記アルミナ層に付着されるチタンベース合金の少なくとも１つの外層を更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１８】前記チタンベース合金が、チタニウムニトライド、チタニウムカーバイド、チタニウムカーボニトライド及びこれらの固溶体のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１７に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１９】物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウム合金の第２の層を更に含み、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層は前記チタン−アルミニウム合金の第２の層に直接付着され、前記チタン−アルミニウム合金の第２の層の前記組成は前記層の厚さに沿って変わる、請求項１に記載のコーテイングされた切削工具。
　【請求項２０】前記チタン−アルミニウムの前記第１の層と前記第２の層との接合部において、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の前記組成は前記チタン−アルミニウム合金の第２の層の前記組成と実質的に同一である、請求項１９に記載のコーテイングされた切削工具。
　【請求項２１】前記アルミナは実質的に結晶質のアルミナを含み、．前記結晶質アルミナは、アルファ（α）アルミナ、ガンマ（γ）アルミナ、デルタ（δ）アルミナ、シータ（θ）アルミナ、カッパ（κ）又はイータ（η）アルミナ及びカイ（χ）アルミナであるアルミナの結晶相のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２２】コーティングされた切削工具であって、
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは第１の層を含むコーティング構成を有し、ここで前記第１の層はＰＶＤによって付着され、ここで０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１，０≦ｄ＜１；０≦ｅ＜１；０≦ｆ＜１；０≦ｘ≦１；及び０＜（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）＜１である以下の関係による組成と、前記第１の層に接合されるアルミナ層とを含む、コーティングされた切削工具。
（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＶｄＴａｅＮｂｆＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ））（ＮｘＯ１−ｘ）
　【請求項２３】前記範囲が、ｄ＝０、ｅ＝０、ｆ＝０及びｘ＝１である組成を有しＰＶＤによって付着される第１の層を含む、請求項２２に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２４】前記第１の層がｂ＝０及びｃ＝０である組成を有する、請求項２３に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２５】前記アルミニウム及び酸素の含量が前記アルミナ層に向かって増加する、請求項２２に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２６】コーティングされた切削工具であって、
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは、物理蒸着法によって付着されるＩＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層と、物理蒸着法によって前記ＩＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層に直接付着されるアルミナの層とを含むコーティング構成を有する、
　コーティングされた切削工具。
　【請求項２７】前記ＩＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層の組成は以下の関係によって表され、ここで０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；及びａ＋ｂ＋ｃ＜１である、請求項２６に記載のコーティングされた切削工具。
（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ））（Ｎ）
　【請求項２８】物理蒸着法によって付着されるＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層を更に含み、前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第１の層は前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層に直接付着される、請求項２７に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２９】前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層の組成は以下の関係によって表され、ここで０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；及びａ＋ｂ＋ｃ＜１である、請求項２８に記載のコーティングされた切削工具。
（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ））（Ｎ）
　【請求項３０】前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層が、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項２８に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項３１】前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第１の層が、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項２６に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項３２】前記基体が、超硬合金、サーメツト、セラミック、工具スチール、等軸晶系ボロンニトライドベースのサーメット及びセラミック及びダイヤモンドベースの組成物からなる群から選択される、請求項２６に記載のコーティングされた切削工具。」
（２．Ｂ）訂正の目的の適否、新規事項の存否および拡張変更の有無
　訂正事項ａについて
訂正事項ａは、特許請求の範囲の請求項１に請求項１９の構成を付加して新たな請求項１とすると共に、旧請求項１９を削除し、旧請求項２０乃至３３を新たな請求項１９乃至３２としたもので、上記訂正は、特許請求の範囲の減縮に該当し、新規事項を追加するものでもなく、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
（２．Ｃ）独立特許要件の判断
（１）訂正後の発明
　訂正明細書の請求項１、２，４，５，１１，１２，１３，１７，１８，及び２１に係る発明（以下これらの訂正発明を「本件訂正発明１」、「本件訂正発明２」・・という。）は、訂正された明細書および願書に添付された図面の記載からみて、上記「［２］（２．Ａ）」の訂正事項ａの請求項１、２，４，５，１１，１２，１３，１７，１８，及び２１に記載のとおりのものであると認める。
（２）取消理由通知の概要
　当審において通知した取消理由の概要は次の通りである。
　理由１
　本件請求項１、２，４，５，１１，１３，１７，１８，２２に係る発明（これらはそれぞれ訂正発明１，２，４，５，１１，１３，１７，１８，２１となった。）は、本件特許出願前に日本国内において頒布された刊行物（特許異議申立人・東芝タンガロイ株式会社の提出した甲第１号証刊行物（特開平７−４１９６３号））に記載された発明であるから、これら請求項の発明については、特許法第２９条第１項第３号の規定に違反して特許されたものである。
　理由２
　本件請求項１２に係る発明（この発明は訂正されて本件訂正発明１２となった。）は本件特許出願前に日本国内において頒布された刊行物（同特許異議申立人の提出した甲第１号証及び甲第２号証刊行物（特開平５−１７９３１０号公報）、以下これらを「刊行物１」及び「刊行物２」という。）に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、請求項１２の発明については、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものである。
　引用刊行物
　そこで、上記取消理由において引用された刊行物の記載事項を検討すると、刊行物１及び２にはそれぞれ次のことが記載されている。
▲１▼刊行物１：
　（ａ）金属、合金またはセラミックス焼結体でなる基材の表面に、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族の金属およびＡｌの炭化物，窒化物，炭酸化物、窒酸化物およびこれらの相互固溶体の中から選ばれた１種以上の単層または多層でなる第１被膜と、酸化アルミニウムの単層もしくは多層でなる第２被膜とが被覆された被覆物体であって、該第２被膜は物理蒸着法で形成された酸化アルミニウムでなり、かつ該酸化アルミニウムがα−酸化アルミニウムおよび／またはγ−酸化アルミニウムを主成分とすることを特徴とする高強度被覆物体。（特許請求の範囲の請求項１）
　（ｂ）本発明の高強度被覆物体における基材は、具体的には、例えば−−−高速度鋼、ダイス鋼、ステンレス鋼等の合金鋼、超硬合金、サーメット等の焼結合金、酸化アルミニウム基セラミックス、酸化ジルコニウム基セラミックス、窒化ケイ素基セラミックス、炭化ケイ素基セラミックス等のセラミックス焼結体を挙げることかできること（段落【００１３】）
　（ｃ）基材の表面に被覆される被膜の内、第１被膜は、具体的には、例えば−−−（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ−−−を挙げることができること（段落【００１４】）
　（ｄ）もう１つの被膜である第２被膜は、α−Ａｌ２Ｏ３、γ−Ａｌ２Ｏ３、またはこれらの混晶、もしくはκ−Ａｌ２Ｏ３、β−Ａｌ２Ｏ３、非晶質酸化アルミニウム等の他の結晶系の酸化アルミニウムが微量混在している場合もあること（段落【００１４】）
　（ｅ）本発明の高強度被覆物体を作製するには、従来から用いられているイオンプレーテング装置またはスパッタ装置に代表されるＰＶＤ装置でもって行うことができること（段落【００１８】）
　（ｆ）さらに第２被膜の表面にＴｉの窒化物、炭窒化物、窒酸化物または炭窒酸化物の第１被膜を形成して、外観的には黄金色系の色彩にすることも品質管理上および使用管理上から、好ましいことであること（段落【００１６】）
▲２▼刊行物２：
　（ａ）ＷＣ系超硬合金エンドミルにおける切削刃表面に（ＡｌｘＴｉ１−ｘ）（ＮｙＣ１−ｙ）、［但し、０．５≦ｘ≦０．７５、０．６≦ｙ≦１］の被膜を形成した超硬合金エンドミルにおいて、エンドミル基材がＷＣ主成分、バインダーとしてＣｏを８〜１６重量％含有すると共に、０．０１＜ＶＣ／Ｃｏ＜０．０９となる様にＶＣを含有する超硬合金エンドミル（特許請求の範囲）
　（ｂ）Ｃｏが１２重量％、ＶＣが０．４重量％、残部がＷＣであるＷＣ−Ｃｏ主成分の超硬合金のエンドミル基材の切削刃表面に（Ａ１０．６２Ｔｉ０．３８）Ｎの被膜を形成すること（段落【００２１】）
（３）対比・判断
（３．１）本件訂正発明１について
　本件訂正発明１と上記刊行物１，２に記載のものとを対比する。
　刊行物１及び２には、本件訂正発明１の必須の構成である「チタン−アルミニウム合金の第１の層の前記組成が前記層の厚さに沿って変わるコーディング」の構成（以下この構成を「構成Ａ」という。）につき記載がない。
　したがって、本件訂正発明１が上記刊行物１に記載された発明であるともいえないし、刊行物１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるともいえない。
（３．２）本件訂正発明２，４，５，１１，１３，１７，１８，２１について
　本件訂正発明２，４，５，１１，１３，１７，２１は、本件訂正発明１の構成を引用しており、訂正発明１８は、訂正発明１７の構成を引用しているので、これらの発明は、やはり本件訂正発明１の構成Ａを有している。
　そして、構成Ａは、既述のとおり、上記刊行物のいずれにも記載がない。
　したがって、本件訂正発明２，４，５，１１，１３，１７，１８，２１が上記刊行物に記載された発明であるとも、またそれらの発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるともいえない。
　また、他に本件訂正発明１、２，４，５，１１，１３，１７，１８，２１を拒絶すべき理由を発見しない。
（３．３）まとめ
　したがって、本件訂正発明１，２，４，５，１１，１３，１７，１８，２１は特許出願の際独立して特許を受けることができない発明とすることはできない。
（２．Ｄ）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項ただし書き各号及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２ー４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
［３］特許異議の申立てについての判断
（３．Ａ）特許異議申立の理由
　特許異議申立人・東芝タンガロイ株式会社は、甲第１号証乃至第２号証を提出し、請求項１、２，４，５，１１，１３，１７，１８，２２に係る発明（それぞれ訂正発明１，２，４，５，１１，１３，１７，１８，２１となった。）に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定に違反して特許されたものであり、請求項１２（本件訂正発明１２）に係る発明は甲第１号証及び第２号証刊行物に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができるものであるから特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものであるから、これらの請求項に係る特許を取り消すべきであると主張している。
（３Ｂ）当審の判断
　そこでこの特許異議申立の理由につき検討する。
（１）本件発明
　本件発明は適法に訂正された結果、上記「［２］（２．Ｃ）（１）訂正後の発明」において認定した通りのものである。
（２）甲各号証記載事項
　甲第１号証及び甲第２号証は、それぞれ、取消理由通知において引用された上記刊行物１及び２であり、その記載事項は、上記「（２．Ｃ）（２）引用刊行物▲１▼、▲２▼」に記載のとおりである。
（３）特許異議申立理由について
　請求項１、２，４，５，１１，１２，１３，１７，１８，２２に係る発明は、適法になされた訂正の結果、本件訂正発明１、２，４，５，１１，１２，１３，１７，１８，２１に訂正された。
　そして、本件訂正発明１、２，４，５，１１，１２，１３，１７，１８，２１は、上記「［２］（２．Ｃ）（３）対比・判断」の項において述べたように、甲第１号証及び甲第２号証の刊行物に記載された発明であるとも該刊行物に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたとも言えない。
　したがって、本件訂正発明１、２，４，５，１１，１２，１３，１７，１８，２１が甲第１号証及び甲第２号証の刊行物に記載された発明であるかこれらに記載された発明に基づき当業者が容易に発明できたとする特許異議申立の理由は理由があるとは言えない。
（４）結び
　以上の通りであるから、本件特許異議の申立は理由があるとは言えない。
　また、他に本件訂正発明に対してなされた特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年１０月１５日（１９９９．１０．１５）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
訂正事項ａ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、本件特許明細書に記載された特許請求の範囲を次のように訂正する。
「【請求項１】コーティングされた切削工具であって、
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは、物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウム合金の第１の層と、物理蒸着法によって前記チタン−アルミニウム合金の第１の層に直接付着されるアルミナの層とを含むコーティング構成を有し、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の前記組成が前記層の厚さに沿って変わる、
　コーディングされた切削工具。
　【請求項２】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の組成が以下の関係によって表され、ここで０＜ａ＜１である、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　　　　　（ＴｉａＡｌ１−ａＮ）
　【請求項３】前記アルミニウムの含量が前記アルミナ層に向かって増加する、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】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層がチタニウムアルミニウムニトライドを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項５】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層がチタンアルミニウムを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項６】物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウムの第２の層を更に含み、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が前記チタン−アルミニウムの第２の層に直接付着される、請求項５に記載のコーティングされた切削工員。
　【請求項７】前記チタン−アルミニウム合金の第２の層の組成が以下の関係によって表され、ここで０＜ａ＜１である、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
　　　　　　（ＴｉａＡｌ１−ａＮ）
　【請求項８】前記チタン−アルミニウム合金の第２の層がチタニウムアルミニウムニトライドである、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項９】前記チタン−アルミニウム合金の第２の層が、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１０】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１１】前記基体が、超硬合金、サーメット、セラミック、工具スチール、等軸晶系ボロンニトライドベースのサーメット及びセラミック及びダイヤモンドベースの組成物からなる群から選択される、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１２】前記基体が、タングステンカーバイド−コバルトベースの超硬合金である、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１３】前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が前記基体に直接付着される、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１４】前記基体と前記チタン−アルミニウム合金の第１の層との間にチタンベース合金の少なくとも１つの中間層を更に含む、請求項１に記載のコーテイングされた切削工具。
　【請求項１５】前記チタンベース合金が、チタニウムニトライド、チタニウムカーバイド、チタニウムカーボニトライド及びこれらの固溶体のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１４に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１６】前記アルミナ層に付着されるチタンベース合金の少なくとも１つの外層を更に含む、請求項１４に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１７】前記アルミナ層に付着されるチタンベース合金の少なくとも１つの外層を更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１８】前記チタンベース合金が、チタニウムニトライド、チタニウムカーバイド、チタニウムカーボニトライド及びこれらの固溶体のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１７に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項１９】物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウム合金の第２の層を更に含み、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層は前記チタン−アルミニウム合金の第２の層に直接付着され、前記チタン−アルミニウム合金の第２の層の前記組成は前記層の厚さに沿って変わる、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２０】前記チタン−アルミニウムの前記第１の層と前記第２の層との接合部において、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の前記組成は前記チタン−アルミニウム合金の第２の層の前記組成と実質的に同一である、請求項１９に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２１】前記アルミナは実質的に結晶質のアルミナを含み、．前記結晶質アルミナは、アルファ（α）アルミナ、ガンマ（γ）アルミナ、デルタ（δ）アルミナ、シータ（θ）アルミナ、カッパ（κ）又はイータ（η）アルミナ及びカイ（χ）アルミナであるアルミナの結晶相のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２２】コーティングされた切削工具であって、
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは第１の層を含むコーティング構成を有し、ここで前記第１の層はＰＶＤによって付着され、ここで０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；０≦ｄ＜１；０≦ｅ＜１；０≦ｆ＜１；０≦ｘ≦１；及び０＜（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）＜１である以下の関係による組成と、前記第１の層に接合されるアルミナ層とを含む、コーティングされた切削工具。
（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＶｄＴａｅＮｂｆＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ））（ＮｘＯ１−ｘ）
　【請求項２３】前記範囲が、ｄ＝０、ｅ＝０、ｆ＝０及びｘ＝１である組成を有しＰＶＤによって付着される第１の層を含む、請求項２２に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２４】前記第１の層がｂ＝０及びｃ＝０である組成を有する、請求項２３に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２５】前記アルミニウム及び酸素の含量が前記アルミナ層に向かって増加する、請求項２２に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２６】コーティングされた切削工具であって、
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは、物理蒸着法によって付着されるＩＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層と、物理蒸着法によって前記１ＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層に直接付着されるアルミナの層とを含むコーティング構成を有する、コーティングされた切削工具。
　【請求項２７】前記１ＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層の組成は以下の関係によって表され、ここで０≦ａ＜１，０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；及びａ＋ｂ＋ｃ＜１である、請求項２６に記載のコーティングされた切削工具。
　　（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ））（Ｎ）
　【請求項２８】物理蒸着法によって付着されるＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層を更に含み、前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第１の層は前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層に直接付着される、請求項２７に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項２９】前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層の組成は以下の関係によって表され、ここで０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；及びａ＋ｂ＋ｃ＜１である、請求項２８に記載のコーティングされた切削工具。
　　（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＡ１１−（ａ＋ｂ＋ｃ））（Ｎ）
　【請求項３０】前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層が、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項２８に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項３１】前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第１の層が、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項２６に記載のコーティングされた切削工具。
　【請求項３２】前記基体が、超硬合金、サーメツト、セラミック、工具スチール、等軸晶系ボロンニトライドベースのサーメット及びセラミック及びダイヤモンドベースの組成物からなる群から選択される、請求項２６に記載のコーティングされた切削工具。」
（５４）【発明の名称】
コーティングされた切削工具
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　コーティングされた切削工具であって、
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは、物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウム合金の第１の層と、物理蒸着法によって前記チタン−アルミニウム合金の第１の層に直接付着されるアルミナの層とを含むコーティング構成を有し、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の前記組成が前記層の厚さに沿って変わる、
　コーティングされた切削工具。
　　【請求項２】　前記チタン−アルミニウム合金の第１の層の組成が以下の関係によって表され、ここで０＜ａ＜１である、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　　　　　　　　　　（ＴｉａＡｌ１−ａＮ）
　　【請求項３】　前記アルミニウムの含量が前記アルミナ層に向かって増加する、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】　前記チタン−アルミニウム合金の第１の層がチタニウムアルミニウムニトライドを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項５】　前記チタン−アルミニウム合金の第１の層がチタンアルミニウムを含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項６】　物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウムの第２の層を更に含み、前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が前記チタン−アルミニウムの第２の層に直接付着される、請求項５に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項７】　前記チタン−アルミニウム合金の第２の層の組成が以下の関係によって表され、ここで０＜ａ＜１である、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
　　　　　　　　　　　（ＴｉａＡｌ１−ａＮ）
　　【請求項８】　前記チタン−アルミニウム合金の第２の層がチタニウムアルミニウムニトライトである、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項９】　前記チタン−アルミニウム合金の第２の層が、ジルコニウム、ハフニウム、バナシウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項６に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１０】　前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１１】　前記基体が、超硬合金、サーメット、セラミック、工具スチール、等軸晶系ボロンニトライドベースのサーメット及びセラミック及びダイヤモンドベースの組成物からなる群から選択される、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１２】　前記基体が、タングステンカーバイド−コバルトベースの超硬合金である、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１３】　前記チタン−アルミニウム合金の第１の層が前記基体に直接付着される、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１４】　前記基体と前記チタン−アルミニウム合金の第１の層との間にチタンベース合金の少なくとも１つの中間層を更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１５】　前記チタンベース合金が、チタニウムニトライド、チタニウムカーバイド、チタニウムカーボニトライド及びこれらの固溶体のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１４に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１６】　前記アルミナ層に付着されるチタンベース合金の少なくとも１つの外層を更に含む、請求項１４に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１７】　前記アルミナ層に付着されるチタンベース合金の少なくとも１つの外層を更に含む、請求項１に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項１８】　前記チタンベース合金が、チタニウムニトライド、チタニウムカーバイド、チタニウムカーボニトライド及びこれらの固溶体のうち１つ又はそれより多くを含む、請求項１７に記載のコーティングされた切削工具。
　　【請求項
１９
　　【請求項
２０
１９
　　【請求項
２１
　　【請求項
２２
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは第１の層を含むコーティング構成を有し、ここで前記第１の層はＰＶＤによって付着され、ここで０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；０≦ｄ＜１；０≦ｅ＜１；０≦ｆ＜１；０≦ｘ≦１；及び０＜（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）＜１である以下の関係による組成と、前記第１の層に接合されるアルミナ層とを含む、
　コーティングされた切削工具。
（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＶｄＴａｅＮｂｆＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ））（ＮＯ１−ｘ）
　　【請求項
２３
２２
　　【請求項
２４
２３
　　【請求項
２５
２２
　　【請求項
２６
　すくい面と、逃げ面と、前記すくい面及び逃げ面の接合部にある切削エッジと、基体と、前記基体に接合されるコーティングとを含み、
　前記コーティングは、物理蒸着法によって付着されるＩＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層と、物理蒸着法によって前記ＩＶＢ族−アルミニウム合金の第１の層に直接付着されるアルミナの層とを含むコーティング構成を有する、
　コーティングされた切削工具。
　　【請求項
２７
２６
　　　　　　　　（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ））（Ｎ）
　　【請求項
２８
２７
　　【請求項２９】　前記ＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第２の層の組成は以下の関係によって表され、ここで０≦ａ＜１，０≦ｂ＜１，０≦ｃ＜１，及びａ＋ｂ＋ｃ＜１である、請求項
２８
　　　　　　　　（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ））（Ｎ）
　　【請求項
３０
２８
　　【請求項
３１
２６
　　【請求項３２】　前記基体が、超硬合金、サーメット、セラミック、工具スチール、等軸晶系ボロンニトライドベースのサーメット及びセラミック及びダイヤモンドベースの組成物からなる群から選択される、請求項
２６
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　　【発明の属する技術分野】
　本発明は、コーティングされた切削工具に関する。より詳細には、本発明はコーティングされた切削工具に関し、この切削工具のためのコーティング構成は、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって付着されるＩＶＢ族の金属−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの層とを含む。
　【０００２】
　　【従来の技術】
　バルク材料としてのアルミナは、高い耐酸化性、高い化学安定性、高い硬度及び優れた耐摩耗性を示す。従って、アルミナは材料除去、例えば金属除去などの用途における使用に望ましい特性を有する。これらの望ましい特性にもかかわらず、アルミナ切削工具の使用は、アルミナの低い靱性及び貧弱な成形性のためにいくつかの欠点を有する。切削性能を向上させるために、ある製造者はクロミウムオキサイド（ｃｈｒｏｍｉｕｍ　ｏｘｉｄｅ）、マグネシウムオキサイド（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　ｏｘｉｄｅ）、チタニウムオキサイド（ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｏｘｉｄｅ）、ニッケルオキサイド（ｎｉｃｋｅｌ　ｏｘｉｄｅ）及び耐熱金属カーバイド（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ　ｍｅｔａｌ　ｃａｒｂｉｄｅｓ）などの添加剤をアルミナベースの切削工具に含んでいる。これらの添加剤の存在により、性能特性が向上したアルミナ切削工具が得られている。
　【０００３】
　アルミナの不利な点を克服し、なおその有益な特性を得る別の方法は、物理蒸着法（ＰＶＤ）技術によって、より強靱で成形がより容易である切削工具の基体をアルミナコーティングすることである。このプロセスの結果として、アルミナコーティングの切削工具が得られる。
　　【０００４】
　アルミナコーティングの切削工具は一定の性能レベルを達成するが、これらの工具には欠点がある。これに関して、以下の文献は非晶質アルミナコーティングの基体への付着に関する。
　　【０００５】
　クノテックら（Ｋｎｏｔｅｋ　ｅｔ　ａｌ）による”Ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ　ｈａｒｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｎｄ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｆｏｒ　ｗｅａｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ”（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｐｕｌｖｅｒｍｅｔ．Ｔａｇｕｎｇ．、ＤＤＲ、Ｄｒｅｓｄｅｎ（１９８５）、ｐｐ．１８１−１９６）というタイトルの論説は、アルミナ、ＴｉＮ及びＴｉＡｌＮの個別のコーティングのＰＶＤ（マグネトロンスパッター）付着を言及している。この論説は、これらのコーティングがＣＶＤコーティングと同等の性能を、またＴｉＡｌＮの場合ではそれより優れた性能を有することを述べている。
　　【０００６】
スモモギら（Ｓｕｍｏｍｏｇｉ　ｅｔ　ａｌ）の”Ａｄｈｅｓｉｏｎ　Ｅｖａ１ｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＦ−Ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｏｘｉｄｅ　ａｎｄ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　ＣａｒｂｉｄｅＴｈｉｃｋＦｉｌｍｓ　Ｇｒｏｗｎ　ｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ　Ｔｏｏｌｓ”（Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ、７９（１９８１）、ｐｐ．９１−１００）というタイトルの論説は、超硬工具（ＩＳＯ　Ｐ２０）へのアルミナコーティングのＰＶＤ付着を述べている。
　　【０００７】
　シンザトら（Ｓｈｉｎｚａｔｏ　ｅｔ　ａｌ．）の”Ｉｎｔｅｒｎａｓｌ　Ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｓｐｕｔｔｅｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　Ａｌ２Ｏ３Ｆｉｌｍｓ”（Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ、９７（１９８２）、ｐｐ．３３３−３３７）というタイトルの論説は、従来の高周波装置又は平面マグネトロン高周波装置のいずれかによる超硬合金（ＩＳＯＰ２０）、高速スチール及びコーニングパイレックス（Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｐｙｒｅｘ）ガラスヘのアルミナコーティングの付着を述べている。
　　【０００８】
　カザマら（Ｋａｚａｍａｅｔａｌ．）の”ＡｌｕｍｉｎａＦｉｌｍｓＰｒｅｐａｒｅｄｂｙＩｏｎＰｌａｔｉｎｇ”［ａｌｕｍｉｎａｏｎａＷＣｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌ］というタイトルの論説は、イオンめっきによってＷＣ基体にアルミナコーティングを付着し、アルファ−アルミナコーティングを形成することを言及している。
　　【０００９】
　ムラヤマら（Ｍｕｒａｙａｍａ　ｅｔ　ａｌ．）の日本特許出願番号Ｓ５４−２９８２は、イオンめっき法を使用してアルミナ（又はアルミナ及びＴｉＣ）を基体に付着することに関する。実施例ＩＩは、切削工具（ＩＳＯ　Ｐ３０　合金）上のアルミナコーティングに関する。
　　【００１０】
　アルミナコーティングの切削工具の１つの欠点は、基体とアルミナコーティング又は層との間に適切な付着が不足していることに関する。アルミナコーティングの付着を向上させる１つの方法は、中間層を提供することである。以下の文献は、中間層の使用を述べている。
　　【００１１】
　ラモスら（Ｒａｍｏｓ　ｅｔ　ａ１．）の”Ａｄｈｅｓｉｏｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ＲＦ−ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ　ａｌｕｍｉｎａ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｓｃｒａｔｃｈ　ｔｅｓｔ”（Ｊｏｕｒ．ＡｄｈｅｓｉｏｎＳｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．、Ｖｏｌ．７、Ｎｏ．８、ｐｐ．８０１−８１１（１９９３））において、著者は高速スチール基体（ＡＩＳＩ　Ｍ２）とＲＦ−スパッターによって付着されるアルミナコーティングとの間にチタン又はチタニウムニトライド（ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｎｉｔｒｉｄｅ）中間層を使用した。全体的な結論は、チタン又はチタニウムニトライドの中間層はアルミナコーティングの高速スチール基体への付着を向上させるということであった。
　　【００１２】
　ドイら（Ｄｏｉ　ｅｔ　ａｌ．）の日本特許公告番号Ｓ５７−１２０６６７は、切削工具に関連して、ＴｉＣのベース層の上にアルミナの中間層をＰＶＤ付着することを言及している。外層はＴｉＮである。この特許は６層コーティング構成の言及もしており、これはプラズマＣＶＤデバイスを使用し、外層としてアルミナを、中間層としてＴｉＣ、アルミナ及びＴｉＣＯを含む。該特許の実施例３は８層構成を含み、ここで外層はアルミナであり、中間層はＴｉＣ、アルミナ、ＴｉＣＯ及びＴｉＣＮを含む。
　【００１３】
　マツダら（Ｍａｔｓｕｄａ　ｅｔ　ａｌ．）の日本特許出願番号Ｈ４−３０８０７５は、イオンめっきによるアルミナコーティングの基体への付着を述べている．アルミナは、基体の表面に直接付着が可能である。アルミナは、基体上に先に形成された中間層に付着されることも可能である。中間層はチタン、チタニウムカーバイド（ｔｉｔａｎｉｕｍｃａｒｂｉｄｅ）又はチタニウムニトライドとすることができる。
　【００１４】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＰＶＤによって付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの層とを含む。
　【００１５】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、化学蒸着法（ＣＶＤ）又はＰＶＤのいずれかによって基体に付着されるチタンベース組成物の少なくとも１つの中間層と、ＰＶＤによってチタンベース組成物の最上中間層に付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの層とを含む。
　【００１６】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによって基体に付着されるチタンベース組成物の少なくとも１つの層と、ＰＶＤによってチタンベース組成物の最上中間層に付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの層と、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによってアルミナ層に付着されるチタンベース組成物の少なくとも１つの層とを含む。
　【００１７】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＰＶＤによって基体に付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金のベース層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの外層とを含む。
　【００１８】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＰＶＤによって基体に付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金のベース層と、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによってアルミナ層に付着されるチタンベース組成物の少なくとも１つの層とを含む。
　【００１９】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによって基体に付着されるチタンベース組成物の少なくとも１つの中間層と、ＰＶＤによってチタンベース組成物の最上中間層に付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの外層とを含む。
　【００２０】
　発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＰＶＤによって付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの層とを含み、ここでＩＶＢ族−アルミニウム合金はチタン、ジルコニウム及びハフニウムのうちの１つ又はそれより多くを含む。
　【００２１】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＰＶＤによって付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの層とを含み、ここでＩＶＢ族−アルミニウム合金は必要に応じてＶＢ族元素、即ちバナジウム、タンタル及びニオブのうちの１つ又はそれより多くを含む。
　【００２２】
　本発明の目的は改良されたコーティング切削工具を提供することであり、ここでコーティング構成は、ＰＶＤによって付着されるＩＶＢ族−アルミニウムの合金層と、ＰＶＤによってＩＶＢ族−アルミニウムの合金層に付着されるアルミナの層とを含み、ここでＩＶＢ族−アルミニウムの合金層は組成濃度勾配を有する。
　【００２３】
　【課題を解決するための手段】
　１つの形態において、本発明はすくい面及び逃げ面を含み、切削エッジがすくい面及び逃げ面の接合部にあるコーティングされた切削工具である。切削工具は、基体と、基体に接合されるコーティングとを更に含む。コーティングは、物理蒸着法によって付着されるチタン−アルミニウムの第１の層と、物理蒸着法によってチタン−アルミニウムの第１の層に直接付着されるアルミナの層とを有するコーティング構成を有する。
　【００２４】
　別の形態において、本発明はすくい面及び逃げ面を含み、切削エッジがすくい面及び逃げ面の接合部にあるコーティングされた切削工具である。切削工具は、基体と、基体に接合されるコーティングとを更に含む。コーティングは第１の層を含むコーティング構成を有し、ここで第１の層はＰＶＤによって付着され、次の関係に従った組成を有する：（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＶｄＴａｅＮｂｆＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ））（ＮｘＯ１−ｘ）
　ここで、０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；０≦ｄ＜１；０≦ｅ＜１；０≦ｆ＜１，０≦ｘ≦１；及び０＜（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）＜１である。このコーティング構成は、第１の層に接合されるアルミナ層を更に含む。
　【００２５】
　更に別の形態において、本発明はすくい面及び逃げ面を含み、切削エッジがすくい面及び逃げ面の接合部にあるコーティングされた切削工具である。切削工具は、基体と、基体に接合されるコーティングとを更に含む。コーティングは、物理蒸着法によって付着されるＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第１の層と、物理蒸着法によってＩＶＢ族金属−アルミニウム合金の第１の層に直接付着されるアルミナの層とを含むコーティング構成を有する。
　【００２６】
　　【発明の実施の形態】
　図面を参照すると、図１は１０で共通に示される本発明の切削工具の第１の特定の実施の形態を示している。切削工具１０は、すくい面１２及び逃げ面１４を有する。切削エッジ１６は、すくい面１２及び逃げ面１４の接合部にある。
　【００２７】
　切削工具はマルチ層コーティング構成を有する基体を表しており、選択された実施の形態においていくつかの又は全てのコーティング層は物理蒸着法によって付着される。多種のＰＶＤ技術が存在し、これらの技術によって基体にコーティングを付着してコーティングされた切削工具を得ることかできる。これらの技術は、例えばイオンめっき、マグネトロンスパッター及びアーク蒸着などのあらゆる高イオン濃度プロセスを含む。
　【００２８】
　選択された他の実施の形態において、いくつかのコーティング層は化学蒸着法（ＣＶＤ）によって付着されることが可能である。満足のゆくＣＶＤ層を得る多種のＣＶＤプロセスが存在する。
　【００２９】
　図２を参照すると、切削工具１０は基体１８と、２層コーティング構成とを有する。
　【００３０】
　ベース層２０は、物理蒸着法技術によって付着されるチタニウムアルミニウムニトライド（ｔｉｔａｎｉｕｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｎｉｔｒｉｄｅ）である。ＴｉＡｌＮベース層２０の厚さは１〜６μｍの間である。ＴｉＡｌＮ層を使用することにより、タングステンカーバイド−コバルト基体とＴｉＡｌＮベースコーティングとの間に優れた金属接合が存在する。
　【００３１】
　なお図２を参照すると、切削工具１０はまた、物理蒸着法技術によって付着されるアルミナの外層２２を有する。外層２２の厚さは１〜６μｍの間である。ＴｉＡｌＮにおけるアルミニウムの存在は、チタニウムアルミニウムニトライド層の表面上のアルミナ外部コーティングにおけるアルミナ粒子の核生成の促進もする。
　【００３２】
　特定の実施の形態として示されていないが、本発明は第１の特定の実施の形態のチタニウムアルミニウムニトライドの代わりに０．５μｍ未満の厚さを有するチタン、アルミニウム又はチタン−アルミニウムを含むことを出願人は考慮している。このような変更によって、基体と、ＰＶＤによって付着されるチタンアルミニウムのベースコーティングと、ＰＶＤによって付着されるアルミナの外部コーティングとを有する切削工具が作られる。
　【００３３】
　図３を参照すると、切削工具３０はすくい面３２及び逃げ面３４を有する。切削エッジ３６は、すくい面３２及び逃げ面３４の接合部にある。
　【００３４】
　切削工具３０は更に、基体４０を含む。切削工具３０は、物理蒸着広技術によって基体４０の表面に付着されるチタニウムアルミニウムニトライドのベ一ス層４２を更に含む。ベース層４２の厚さは１〜６μｍの間てある。前述のように、このベース層は基体と金属接合を形成する。
　【００３５】
　切削工具３０は、ＰＶＤによってチタニウムアルミニウムニトライド層４２に付着されるチタン、アルミニウム又はチタン−アルミニウムの仲介層４４を更に含む。仲介層４４は、０．５μｍ未満の厚さを有する。
　【００３６】
　切削工具は、物理蒸着法によってチタンアルミニウム仲介層４４の表面に付着されるアルミナの外層４６を最後に含む。外層４６の厚さは１〜６μｍの間である。仲介層におけるアルミニウムの存在は、チタンアルミニウム層４４の表面上のアルミナ外層におけるアルミナ粒子の核生成の促進を助長する。
　【００３７】
　５０で共通に示され、図４に示される切削工具の別の実施の形態を参照すると、切削工具５０はすくい面５２と、逃げ面５４と、すくい面及び逃げ面（５２、５４）の接合部にある切削エッジ５６とを含む。
　【００３８】
　このコーティング構成を参照すると、チタンベース組成物の２つの中間層６０、６２があり、中間層６０（例えば、チタニウムニトライド）は基体の表面に付着される。中間層６０、６２は、化学蒸着法（ＣＶＤ）又はＰＶＤのいずれかによって付着可能である。中間層６０は、１〜４μｍの間の厚さを有する。中間層６２（例えば、チタニウムカーボニトライド（ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｄｅ））は、１〜４μｍの間の厚さを有する。
　【００３９】
　チタン−アルミニウム合金（例えば、チタニウムアルミニウムニトライト）の層６４は、ＰＶＤによって中間層６２の表面に付着される。層６４は、１〜６μｍの間の厚さを有する。
　【００４０】
　アルミナの層６６は、ＰＶＤによってチタン−アルミニウム合金層６４の表面に付着される。層６６は、１〜６μｍの間の厚さを有する。
　【００４１】
　７０で共通に示され、図５に示される切削工具の更に別の実施の形態を参照すると、切削工具７０はすくい面７２と、逃げ面７４と、すくい面及び逃げ面（７２、７４）の接合部にある切削エッジ７６とを含む。切削工具７０は基体７８を更に含む。
　【００４２】
　このコーティング構成を参照すると、チタンベース組成物の２つの中間層８０、８２があり、中間層８０（例えば、チタニウムニトライド）は基体の表面に付着される。中間層８０、８２は、化学蒸着法（ＣＶＤ）又はＰＶＤのいずれかによって付着可能である。中間層８０は、１〜４μｍの間の厚さを有する。中間層８２（例えば、チタニウムカーボニトライド）は、１〜４μｍの間の厚さを有する。
　【００４３】
　チタン−アルミニウム合金（例えば、チタニウムアルミニウムニトライド）の層８４は、ＰＶＤによって中間層８２の表面に付着される。層８４は、１〜６μｍの間の厚さを有する。
　【００４４】
　アルミナの層８６は、ＰＶＤによってチタン−アルミニウム合金層８４に付着される。層８６は、１〜６μｍの間の厚さを有する。
　【００４５】
　チタンベース組成物の一対の外層８８、９０は、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによってアルミナ層８６に付着される。外層８８（例えば、チタン）は０．５μｍ未満の厚さを有する。外層９０（例えば、チタニウムニトライド）は１〜４μｍの間の厚さを有する。外層８８は、アルミナ層８６の表面に直接付着される。
　【００４６】
　１００で共通に示され、図６に示される切削工具の更なる実施の形態を参照すると、切削工具１００はすくい面１０２と、逃げ面１０４と、すくい面及び逃げ面（１０２、１０４）の接合部にある切削エッジ１０６とを含む。切削工具１００は基体１０８を更に含む。
　【００４７】
　このコーティング構成を参照すると、チタンベース組成物の２つの中間層１１０、１１２があり、中間層１１０（例えば、チタニウムニトライド）は基体の表面に付着される。中間層１１０、１１２は、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによって付着可能である。中間層１１０は、１〜４μｍの間の厚さを有する。中間層１１２（例えば、チタニウムカーボニトライド）は、１〜４μｍの間の厚さを有する。
　【００４８】
　第１のチタン−アルミニウム合金（例えば、チタニウムアルミニウムニトライド）の層１１４は、ＰＶＤによって中間層１１２に付着される。層１１４は、１〜４μｍの間の厚さを有する。第２のチタン−アルミニウム合金（例えば、チタニウムアルミニウムニトライド）の層１１６は、ＰＶＤによってチタン−アルミニウム合金層１１４に付着される。層１１６は、１〜４μｍの間の厚さを有する。好ましくは、第２のチタン−アルミニウム合金層は第１のチタン−アルミニウム合金層よりも高いアルミニウム含量を有する。
　【００４９】
　アルミナの層１１８は、ＰＶＤによってチタン−アルミニウム合金層１１６に付着される。層１１８は、１〜６μｍの間の厚さを有する。
　【００５０】
　１２０で共通に示され、図７に示される切削工具の更なる実施の形態を参照すると、切削工具１２０はすくい面１２２と、逃げ面１２４と、すくい面及び逃げ面（１２２、１２４）の接合部にある切削エッジ１２６とを含む。切削工具１２０は基体１２８を更に含む。
　【００５１】
　このコーティング構成を参照すると、チタンベース組成物の２つの中間層１３０、１３２があり、中間層１３０は基体の表面に付着される。中間層１３０、１３２は、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによって付着可能である。中間層１３０（例えばチタニウムニトライド）は、１〜４μｍの間の厚さを有する。中間層１３２（例えばチタニウムカーボニトライド）は、１〜４μｍの間の厚さを有する。
　【００５２】
　第１のチタン−アルミニウム合金（例えば、チタニウムアルミニウムニトライド）の第１の層は、ＰＶＤによって中間層１３２（例えばチタニウムカーボニトライド）に付着される。層１３４は、１〜４μｍの間の厚さを有する。第２のチタン−アルミニウム合金（例えば、チタニウムアルミニウムニトライド）の第２の層１３６は、ＰＶＤによって第１のチタン−アルミニウム合金層１３４に付着される。層１３６は、１〜４μｍの間の厚さを有する。好ましくは、第２のチタン−アルミニウム合金層は第１のチタン−アルミニウム合金層よりも高いアルミニウム含量を有する。
　【００５３】
　アルミナの層１３８は、ＰＶＤによって第２のチタン−アルミニウム合金層１３６の表面に付着される。層１３８は、１〜６μｍの間の厚さを有する。チタンベース組成物の一対の外層１４０、１４２は、ＣＶＤ又はＰＶＤのいずれかによってアルミナ層１３８に付着される。ＰＶＤによって付着される場合、外層１４０（例えば、チタン）はアルミナ層１３８の表面に直接付着される。外層１４０は０．５μｍ未満の厚さを有する。外層１４２（例えば、チタニウムニトライド）は１〜４μｍの間の厚さを有する。ＣＶＤによって付着される場合、外層１４０はチタニウムカーボニトライドとすることができ、１〜４μｍの間の厚さを有しうる。
　【００５４】
　前述の実施の形態を参照すると、これらの実施の形態のための基体はタングステンカーバイド−コバルトベースの超硬合金である。しかし、基体は種々の超硬合金、サーメット、セラミック、工具スチール、等軸晶系ボロンニトライド（ｃｕｂｉｃｂｏｒｏｎｎｉｔｒｉｄｅ）ベースのサーメット及びセラミック、ダイヤモンドベースの組成物、これらの組み合わせ及び複合材料からなる群から選択可能である。
　【００５５】
　前述の実施の形態をなお参照すると、最も好ましいアルミナ層は、任意の既知の結晶相のアルミナから成る実質的に結晶質のアルミナを含む。これらの結晶相は、アルファ（α）アルミナ、ガンマ（γ）アルミナ、デルタ（δ）アルミナ、シータ（θ）アルミナ、カッパ（κ）アルミナ又はイータ（η）アルミナ及びカイ（χ）アルミナを含む。マッサルスキ（Ｍａｓｓａｌｓｋｉ）（編集者）のＢｉｎａｒｙ　ａｌｌｏｙ　ｐｈａｓｅ　ｄｉａｇｒａｍｓ、Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｅｔａｌｓ、Ｍｅｔａｌｓ　Ｐａｒｋ、Ｏｈｉｏ（１９９０）、ｐ．１８５を参照のこと。しかし、非晶質アルミナのみの層又は結晶質アルミナと組み合わせた層は本発明の範囲内であることを、出願人は考慮する。
　【００５６】
　上の実施の形態を参照すると、チタン−アルミニウム合金は、最も好ましくはチタン−アルミニウム又はチタニウムアルミニウムニトライドのいずれかを含む。
　【００５７】
　前述の実施の形態を更に参照すると、中間層又は外層のチタンベース組成物のために最も好適な組成は、チタニウムカーバイド、チタニウムニトライト、チタニウムカーボニトライド及びこれらの固溶体のうちの１つ又はそれより多くを含む。
　【００５８】
　前述の実施の形態のチタン−アルミニウム合金に関しては、あらゆる１つ又はそれより多くのこれらの層が濃度勾配を有することができ、出願人はこれを代わりの実施の形態として考察している。例えば、ベース層２０がチタン−アルミニウム合金（例えば、チタニウムアルミニウムニトライド）である図２の実施の形態において、このチタン−アルミニウム合金の組成は以下の関係によって表されることができる：
　　　　　　　　　　　　　（ＴｉａＡｌ１−ａＮ）
ここで、０＜ａ＜１であり、組成は層の厚さに沿って変化する。この関係は、上の実施の形態と関連して前述したチタン−アルミニウム合金の他の層にも適用できる。好ましくは、チタン−アルミニウム合金のアルミニウム含量はアルミナ層に向かって増加する。
　【００５９】
　濃度勾配を生成するプロセスに関しては、ホフマンら（Ｈｏｆｍａｎｎ　ｅｔ　ａｌ．）の米国特許第５，３３０，８５３号（”Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ　Ｔｉ−Ａｌ−Ｎ　Ｃｏａｔｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｔｏｏｌｓ”）、オモリら（Ｏｍｏｒｉ　ｅｔ　ａｌ．）のヨーロッパ特許出願番号０４４８７２０Ａｌ（”Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏａｔｅｄ　Ｈａｒｄ　Ｍｅｍｂｅｒ　ｆｏｒ　Ｃｕｔｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｂｒａｓｉｏｎ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　Ｔｏｏｌｓ”）及びイケダら（Ｉｋｅｄａ　ｅｔ　ａｌ．）の日本特許出願番号１−１５１９５３（”Ａｂｒａｓｉｏｎ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　Ｆｉｌｍ”）は種々のコーティング構成を述べており、ここでコーティング層は濃度勾配を有している。これらの文献に開示される技術は、濃度勾配を有するチタン−アルミニウム合金の層の用途に適切であると出願人は考察している。
　【００６０】
　出願人はまた、チタン−アルミニウム合金層の組み合わせは１つの連続層とすることが可能てあると考察している。基体の表面からの距離に従って組成か変わる適切な連続層を提供できるように、種々の元素の含量が変えられる。この１つの連続層の組成は、以下の関係によって表される：
（ＴｉｘＡｌ１−ｘ）（ＮｙＯ１−ｙ）
ここで、０＜ｘ＜１及び０≦ｙ≦１であり、チタン−アルミニウム合金層のアルミニウム及び酸素の含量はアルミナ層に向かって増加する。
　【００６１】
チタン−アルミニウム合金が必要に応じてジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル及びニオブの元素のうち１つ又はそれより多くを含むコーティング構成を有する切削工具を本発明が含むことを、出願人は更に考察する。これに関して、チタン−アルミニウム合金層の組成は以下の関係によって表される
（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＶｄＴａｅＮｂｆＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ））（Ｎ）
ここで、０＜ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；０≦ｄ＜１；０≦ｅ＜；，０≦ｆ＜１；０≦ｘ≦１；及び０＜（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）＜１である。組成は、層の厚さに沿って変わりうる。
　【００６２】
　（金属を添加した）チタン−アルミニウム合金のコーティング構成が１つの連続層を含む実施の形態において、この組成は以下の関係によって表される：
（ＴｉａＺｒｂＨｆｃＶｄＴａｅＮｂｆＡｌ１−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｆ））（ＮｘＯ１−ｘ）
ここで、０≦ａ＜１；０≦ｂ〈１；０≦ｃ＜１；０≦ｄ〈１；０≦ｅ＜１；０≦ｆ＜１；０≦ｘ≦１；及び０＜（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）＜１である。組成は、層の厚さに沿って変わりうる。
　【００６３】
　更に出願人は、チタン合金の層において、チタンの全て又は一部分をジルコニウム及び／又はハフニウムに代えられることが可能である切削工具を含むことを考察しており、例えばこれらの層の組成を以下の関係によって表すことができる：
　　　　　　　　　　（ＴｉａＺｒｂＨｆｃ）（Ｎ）
ここで、０≦ａ＜１；０≦ｂ＜１；０≦ｃ＜１；及びａ＋ｂ＋ｃ＜１である。組成は、層の厚さに沿って変わりうる。
　【００６４】
　チタン合金層のコーティング構成が１つの連続層を含む状況において、組成は以下の関係によって表される
　　　　　　　（Ｔｉａ，Ｚｒｂ，Ｈｆｃ）（Ｎｘ，Ｏ１−ｘ）
ここで、０＜ａ≦１；０＜ｂ≦１，０＜ｃ≦１，ａ＋ｂ＋ｃ＝１及ひ０≦ｘ≦１である。
　【００６５】
　本文中に確認される特許及び他の文献は、ここに援用される。
　【００６６】
　本発明の他の実施の形態は、本明細書に開示される本発明の仕様又は実施を考慮して当業者に明らかであろう。仕様及び実施例は例示のみであると考慮され、本発明の範囲及び趣旨は請求の範囲によって示される。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　ベース層及び外層を有する本発明の切削工具の特定の実施の形態の等角図である。
　　【図２】
　断面線２−２に沿って切断された図１の切削工具の断面図であり、基体、ベース層及び外層を示している。
　　【図３】
　本発明の切削工具の別の実施の形態の断面図であり、基体、ベース層、中間層及び外層を示している。
　　【図４】
　本発明の切削工具の更に別の実施の形態の断面図であり、基体、２つの中間層、ＩＶＢ族−アルミニウムの合金層及びアルミナの外層を示している。
　　【図５】
　本発明の切削工具の別の実施の形態の断面図であり、基体、２つの中間層、ＩＶＢ族−アルミニウムの合金層、アルミナ層及び２つの外層を示している。
　　【図６】
　本発明の切削工具の別の実施の形態の断面図であり、基体、２つの中間層、ＩＶＢ族−アルミニウムの合金層、ＩＶＢ族−アルミニウムの合金のもう１つの層及びアルミナの外層を示している。
　　【図７】
　本発明の切削工具の別の実施の形態の断面図であり、基体、２つの中間層、ＩＶＢ族−アルミニウムの合金層、ＩＶＢ族−アルミニウムの合金のもう１つの層、アルミナ層及び２つの外層を示している。
　　【符号の説明】
　　　　１０、３０、５０、７０、１００、１２０　　切削工具
　　　　１２、３２、５２、７２、１０２、１２２　　すくい面
　　　　１４、３４、５４、７４、１０４、１２４　　逃げ面
　　　　１６、３６、５６、７６、１０６、１２６　　切削エッジ
　　　　１８、４０、５８、７８、１０８、１２８　　基体
　　　　２０、４２　　ベース層
　　　　２２、４６、６６、８６、１１８、１３８　　アルミナ層
　　　　６０、６２、８０、８２、１１０、１１２、１３０、１３２　　中間層
　　　　４４、６４、８４　　チタン−アルミニウム合金層
　　　　８８、９０、１４０、１４２　　外層
　　　　１１４、１３４　　第１のチタン−アルミニウム合金層
　　　　１１６、１３６　　第２のチタン−アルミニウム合金層