(57)【要約】  本発明は、基材本体とそれに適用された多層被覆とを有する切削工具であって、一方が他方の上に配置された多層被覆のうちの少なくとも２層が、同じ金属又は異なる金属の金属酸化物を含有し、又はその金属酸化物からなるものである切削工具に関する。従来技術以上に改良された切削工具を提供するために、本発明によれば、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの層を、ｉ）反応性マグネトロンスパッタリングＲＭＳ、ｉｉ）アーク気相成長（ａｒｃ-ＰＶＤ）、ｉｉｉ）イオンプレーティング、ｉｖ）電子線気相成長、及びｖ）レーザーアブレーション、から選ばれる異なるＰＶＤ法により、一方を他方の上にして製造し、ｉ）〜ｖ）のそれぞれの方法の変形法が異なるＰＶＤ法を構成するものでないものとすることが提案される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材本体とそれに適用された多層被覆とを有する切削工具であり、当該多層被覆の、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの層が、同じ金属又は異なる金属の金属酸化物を含有し、又はその金属酸化物からなるものである切削工具であって、一方が他方の上に配置された当該少なくとも２つの金属酸化物層が、ｉ）ＲＭＳ、ｉｉ）アーク気相成長（ａｒｃ-ＰＶＤ)、ｉｉｉ）イオンプレーティング、ｉｖ）電子線気相成長、及びｖ）レーザー堆積、から選ばれる異なるＰＶＤ法により逐次的に作られていて、ｉ）〜ｖ）のそれぞれの方法の変形法が異なるＰＶＤ法を構成するものでないことを特徴とする切削工具。
【請求項２】
一方が他方の上に配置された前記２つの金属酸化物層が中間層なしに互いに直接配置されていることを特徴とする、請求項１記載の切削工具。
【請求項３】
一方が他方の上に配置された前記２つの金属酸化物層の間に、少なくとも１つの非酸化物中間層、好ましくは少なくとも１つの金属窒化物層、が配置されていることを特徴とする、請求項１記載の切削工具。
【請求項４】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層のうちの１つがＲＭＳで作られ、その上かあるいはその下に配置される、一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層のうちの他方がアーク気相成長（ａｒｃ−ＰＶＤ）により作られていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の切削工具。
【請求項５】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層が、同じＰＶＤ装置における異なったＰＶＤプロセスによって、一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で切削工具本体をそのＰＶＤ装置から取り出すことなく、及び／又はＰＶＤプロセスを行う際におけるＰＶＤ装置内の真空を一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で軽減することなく、逐次的に作られていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の切削工具。
【請求項６】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層が、周期系のＩＶａ族からＶＩＩａ族までの元素及び／又はアルミニウム及び／又はケイ素の酸化物を含むことを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の切削工具。
【請求項７】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層のうちの少なくとも一方が１種の金属だけの金属酸化物を有することを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の切削工具。
【請求項８】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層のうちの少なくとも一方が、周期系のＩＶａ族からＶＩＩａ族までの元素及び／又はアルミニウム及び／又はケイ素の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、酸窒化物、酸炭化物、酸炭窒化物、ホウ化物、ボロ窒化物、ボロ炭化物、ボロ炭窒化物、ボロ酸窒化物、ボロ酸炭化物、ボロ酸炭窒化物、酸ボロ窒化物、前述の化合物の混合金属相及び相混合物からの少なくとも１つの二次的成分を更に有することを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の切削工具。
【請求項９】
前記被覆が、周期系のＩＶａ族からＶＩＩａ族までの元素及び／又はアルミニウム及び／又はケイ素の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、酸窒化物、酸炭化物、酸炭窒化物、ホウ化物、ボロ窒化物、ボロ炭化物、ボロ炭窒化物、ボロ酸窒化物、ボロ酸炭化物、ボロ酸炭窒化物、酸ボロ窒化物、前述の化合物の混合金属相及び相混合物からなる更なる硬質材料層を含むことを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の切削工具。
【請求項１０】
前記被覆の各層が１０ｎｍ〜５０μｍの層厚さ、好ましくは２０ｎｍ〜２０μｍ、特に好ましくは０．２μｍ〜４μｍの層厚さを有することを特徴とする、請求項１〜９の１つに記載の切削工具。
【請求項１１】
前記被覆が５００と４０００の間のビッカース硬さ（Ｈｖ）、好ましくは７００と３５００の間、特に好ましくは１５００と３０００の間のビッカース硬さを有することを特徴とする、請求項１〜１０の１つに記載の切削工具。
【請求項１２】
前記基材本体が超硬合金、サーメット、鋼又は高速度鋼（ＨＳＳ）から作られていることを特徴とする、請求項１〜１１の１つに記載の切削工具。
【請求項１３】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層の金属酸化物が同じ結晶構造を有することを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の切削工具。
【請求項１４】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層の金属酸化物が異なる結晶構造を有することを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の切削工具。
【請求項１５】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層の、ＸＲＤ、ＸＰＳ及び／又はＴＥＭスペクトル中で最大の強度を有する相（主相）が同じ結晶構造を有することを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の切削工具。
【請求項１６】
一方が他方の上に直接配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層の、ＸＲＤ、ＸＰＳ及び／又はＴＥＭスペクトル中で最大の強度を有する相（主相）が異なる結晶構造を有することを特徴とする、請求項１〜１２の１つに記載の切削工具。
【請求項１７】
基材本体とそれに適用された多層被覆とを有する切削工具であり、同じ金属又は異なる金属の金属酸化物が、一方が他方の上に配置された多層被覆の少なくとも２つの層で異なるＰＶＤ法により逐次的に適用されている切削工具の製造方法であって、前記ＰＶＤ法が、ｉ）ＲＭＳ、ｉｉ）アーク気相成長（ａｒｃ-ＰＶＤ)、ｉｉｉ）イオンプレーティング、ｉｖ）電子線気相成長、及びｖ）レーザー堆積、から選ばれ、ｉ）〜ｖ）のそれぞれの方法の変形法が異なるＰＶＤ法を構成するものでない、切削工具製造方法。
【請求項１８】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層のうちの１つをＲＭＳにより適用し、その上かあるいはその下に配置される、一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層のうちの別の１つを、アーク気相成長（ａｒｃ−ＰＶＤ）により適用することを特徴とする、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層を、同じＰＶＤ装置における異なるＰＶＤプロセスによって、一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で前記切削工具本体をそのＰＶＤ装置から取り出すことなく、及び／又はＰＶＤプロセスを行う際におけるＰＶＤ装置内の真空を一方が他方の上に配置された前記少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で軽減することなく、逐次的に適用することを特徴とする、請求項１７又は１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材本体とそれに適用された多層被覆とを有する切削工具であって、一方が他方の上に配置された多層被覆のうちの少なくとも２層が、同じ金属又は異なる金属の金属酸化物を含有し、又はその金属酸化物からなるものである切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削工具は、例えば超硬合金（ｈａｒｄ  ｍｅｔａｌ）、サーメット、鋼又は高速度鋼で作られた、基材本体からなる。耐久性を増すため、あるいはまた切削特性を向上させるために、基材本体に単層又は多層の被覆を適用することが多い。この単層又は多層の被覆は、例えば、超硬合金材料層、酸化物層などを含むことができる。被覆の適用は、ＣＶＤ法（化学気相成長）により、及び／又はＰＶＤ法（物理気相成長）により、行われる。被覆内の複数の層は、ＣＶＤ法単独で、ＰＶＤ法単独で、あるいは両方の方法の組み合わせで、適用することができる。
【０００３】
ＰＶＤ法にはいろいろなものがあり、例えば、ｉ）マグネトロンスパッタリング、ｉｉ）アーク気相成長（Ａｒｃ-ＰＶＤ)、ｉｉｉ）イオンプレーティング、ｉｖ）電子線気相成長、及びｖ）レーザー堆積、がある。マグネトロンスパッタリングとアーク気相成長が、工具を被覆するのに最もよく使われているＰＶＤ法である。各個別のＰＶＤ法の中にもやはり、いろいろなものがあり、例えば、パルス又は非パルスマグネトロンスパッタリング、パルス又は非パルスアーク気相成長などがある。
【０００４】
ＰＶＤ法におけるターゲットは、純粋な金属、あるいは２種以上の金属の組み合わせでよい。ターゲットが幾種かの金属を含む場合、それらの全ての金属は、ＰＶＤ法を行う間に作製される被覆層に同時に取り込まれる。作製した層における金属どうしの割合の比は、ターゲット中の金属の割合の比に依存するが、特定の条件下では個別の金属がより大量にターゲットから放出され、及び／又は他の金属よりも大量に基材上に堆積するので、ＰＶＤ法の条件にも依存する。
【０００５】
特定の金属化合物を製造するために、ＰＶＤ法を行う間反応室へ反応ガスを供給し、例えば、窒化物を製造するためには窒素を供給し、酸化物を製造するためには酸素を、炭化物を製造するためには炭素含有化合物を、混成化合物を製造するためには炭窒化物、酸炭化物など、あるいは対応するこれらのガスの混合物を供給する。
【０００６】
ヨーロッパ特許出願公開第０６６８３６９号明細書には、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ金属の窒化物又は炭窒化物、あるいは合金のＴｉＡｌ、ＺｒＡｌ、ＨｆＡｌ、ＴｉＺｒ、ＴｉＺｒＡｌからなる硬質材料層を、インバランスドマグネトロンで製造するＰＶＤ被覆法であり、被覆処理の特定時間の間追加の被覆材料を陰極アーク放電気相成長プロセスから被覆すべき基材上に堆積させるＰＶＤ被覆法が開示されている。
【０００７】
ドイツ国特許出願公開第１０２００４０４４２４０号明細書には、ＰＶＤ法でもって、詳しく言えばマグネトロンスパッタリングを使用して、切削工具へ１以上の金属酸化物層を適用することが開示されている。
【０００８】
ドイツ国特許出願公開第１９９３７２８４号明細書には、金属基材上に堆積した導電性の多層であって、自然にできた酸化物により表面をパッシベーションされた、金属材料、特にクロムからなる、第１層を有し、そしてＰＶＤ法によって適用された金又は金合金材料の更なる層を有する多層が記載されている。その第２層は、第１層の自然にできた酸化物膜の電気絶縁効果を少なくとも部分的になくすことができる。この種の被覆の構成は、例えば、電子部品の遮蔽ハウジングのための支持構造体として用いられる。
【０００９】
ドイツ国特許出願公開第１９６５１５９２号明細書には、少なくとも１つの酸化アルミニウム層と超硬合金材料層とを含む多層被覆を有する被覆切削工具が記載されている。超硬合金材料層は、例えば、ＰＶＤ法で適用されるＴｉＡｌＮ層である。その上に直接適用される酸化アルミニウム層も、やはりＰＶＤ法で堆積される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の基礎をなす課題は、従来技術よりも良好である切削工具を提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、この課題は、先に述べた種類の切削工具であって、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層が、ｉ）反応性マグネトロンスパッタリング、ｉｉ）アーク気相成長（Ａｒｃ-ＰＶＤ)、ｉｉｉ）イオンプレーティング、ｉｖ）電子線気相成長、及びｖ）レーザー堆積、から選ばれる異なるＰＶＤ法により逐次的に作られ、ｉ）〜ｖ）のそれぞれの方法の変形法が異なるＰＶＤ法を構成するものでないことを特徴とする切削工具により解決される。
【００１２】
本発明の意図において、ｉ）マグネトロンスパッタリング、ｉｉ）アーク気相成長（Ａｒｃ-ＰＶＤ)、ｉｉｉ）イオンプレーティング、ｉｖ）電子線気相成長、及びｖ）レーザー堆積法は、「異なるＰＶＤ法」である。これらのｉ）〜ｖ）のＰＶＤ法のそれぞれのうちには、変形法があって、そして本発明の意図において、１つのＰＶＤ法のうちの複数の変形法は「異なるＰＶＤ法」とは見なされない。
【００１３】
「マグネトロンスパッタリング」ＰＶＤ法のうちの変形法は、例えば、「複式マグネトロンスパッタリング」、「ＲＦマグネトロンスパッタリング」、「双極マグネトロンスパッタリング」、「単極マグネトロンスパッタリング」、「ＤＣダイオードマグネトロンスパッタリング」、「ＤＣトリオードマグネトロンスパッタリング」、「パルスマグネトロンスパッタリング」、「非パルスマグネトロンスパッタリング」、及び前述の方法を混ぜ合わせたものである。
【００１４】
同様に、様々な変形法とそれらを混ぜ合わせた形のものが、「アーク気相成長」、「イオンプレーティング」、「電子線気相成長」、及び「レーザー堆積」ＰＶＤ法について存在する。ｉ）〜ｖ）のＰＶＤ法の変形法は、この分野の当業者には非常によく知られており、従ってここで更に詳しく論じるには及ばない。
【００１５】
多層被覆、そしてまた複数の金属酸化物層を含む被覆を、摩耗保護被覆の形でもって切削工具に適用することは、以前から知られている。しかし、複数の金属酸化物層を異なるＰＶＤ法を使って同じ基材本体に適用することは新しく、新しい特性を備えた全く新しい被覆をもたらすことになる。本発明によるこの新しい種類の被覆は、切削工具の耐摩耗性、耐久性及び／又は切削特性を向上させ及び／又は改善する広い範囲の可能性を切り開くものである。
【００１６】
工具上の被覆の耐摩耗性、耐久性及び／又は切削特性は、様々な因子に依存し、例えば、切削工具の基材本体の材料に、被覆に存在する層の順序、種類及び組成に、各層の厚さに、及び最後に挙げるからと言って重要でないというわけでなく、切削工具によりなされる切削作業の種類に、依存する。加工する工作物の種類、それぞれの加工法、及び加工中のそのほかの条件、例えば高温の発生、又は腐食性冷却剤の使用、に依存して、一つの同じ切削工具について異なる耐摩耗性を得ることができる。更に、行われる加工作業に依存して、工具の有効寿命、すなわち耐久性に様々な度合いの影響を及ぼしかねないいろいろな種類の摩耗が区別される。従って、切削工具の開発と改善は、常に、いずれの工具特性を改善しようとするかという観点から検討されなくてはならず、そしてそれは従来技術に匹敵する条件下で判定されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
意外にも、基材本体に一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層を適用する目的で各種のＰＶＤ法を組み合わせることにより、被覆全体の特性に意図的に影響を及ぼすことができ、耐摩耗性の向上した切削工具、向上した切削能力、及びより良好な耐久性を得ることができるということが分かった。
【００１８】
異なるＰＶＤ法を使用して金属酸化物層を適用することによって、例えば内部応力の作用（内部圧縮応力と内部引張応力）が異なる金属酸化物層が、比較的大きな層の厚み（例えば５又は１０μｍ以上）で製造される。種々の格子パラメーター（例えば、Ａｌ2Ｏ3及び（ＡｌＣｒ)2Ｏ3の）をわずかに調整することにより、格子構造は同じでありながら、例えば、有意の格子の伸張を、従って硬さの増大を、生じさせることができる。本発明による被覆においては、更に別の特性、例えば赤硬度（ｒｅｄ  ｈａｒｄｎｅｓｓ）、熱力学的安定性、少ない亀裂伝播及び熱膨張係数などに、意図的に影響を及ぼすことができる。
【００１９】
本発明の一つの実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された２つの金属酸化物層を、中間層なしに互いに直接配置することができる。被着した層に基づいて、この場合、層間の特に良好な密着性を都合よく得ることができる。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された２つの金属酸化物層の間に、少なくとも１つの非酸化物中間層、好ましくは少なくとも１つの金属窒化物層を、配置する。一例として、２つのＺｒＯ2層の間にＺｒＮ層を設けることができる。金属窒化物層を中間層として被着することにより、金属酸化物層の被着プロセスが安定化され、ターゲットの「汚染除去」を実現することができる。材料に依存して、酸化物層の結合に関する改善が認められた。更に、材料に依存して、硬さの上昇も見いだされた。
【００２１】
本発明の更なる実施形態によれば、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層のうちの１つをマグネトロンスパッタリングで製造し、その上かあるいはその下に配置される、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層のうちのもう１つをアーク気相成長（ａｒｃ−ＰＶＤ）により製造する。
【００２２】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層を、同じＰＶＤ装置における異なったＰＶＤプロセスによって、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で切削工具本体をそのＰＶＤ装置から取り出すことなく、及び／又はＰＶＤプロセスを行う際におけるＰＶＤ装置内の真空を一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で軽減することなく、逐次的に製造する。
【００２３】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層は、周期系のＩＶａ族からＶＩＩａ族までの元素及び／又はアルミニウム及び／又はケイ素の酸化物を含む。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層のうちの少なくとも一方は、１種の金属だけの金属酸化物を有する。
【００２５】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層のうちの少なくとも一方は、周期系のＩＶａ族からＶＩＩａ族までの元素及び／又はアルミニウム及び／又はケイ素の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、酸窒化物、酸炭化物、酸炭窒化物、ホウ化物、ボロ窒化物、ボロ炭化物、ボロ炭窒化物、ボロ酸窒化物、ボロ酸炭化物、ボロ酸炭窒化物、酸ボロ窒化物、前述の化合物の混合金属相及び相混合物からの少なくとも１つの二次的成分を更に有する。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、被覆は、周期系のＩＶａ族からＶＩＩａ族までの元素及び／又はアルミニウム及び／又はケイ素の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、酸窒化物、酸炭化物、酸炭窒化物、ホウ化物、ボロ窒化物、ボロ炭化物、ボロ炭窒化物、ボロ酸窒化物、ボロ酸炭化物、ボロ酸炭窒化物、酸ボロ窒化物、前述の化合物の混合金属相及び相混合物からなる更なる硬質材料層を含む。
【００２７】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、被覆の各層は１０ｎｍ〜５０μｍの層厚さ、好ましくは２０ｎｍ〜２０μｍ、特に好ましくは０．２μｍ〜４μｍの層厚さを有する。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、被覆は５００と４０００の間のビッカース硬さ（Ｈｖ）、好ましくは７００と３５００の間、特に好ましくは１５００と３０００の間のビッカース硬さを有する。
【００２９】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、基材本体は超硬合金、サーメット、鋼又は高速度鋼（ＨＳＳ）から製造される。
【００３０】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層の金属酸化物は、同じ結晶構造を有する。これは、被着した材料に依存して、互いに対する層の密着性を向上させることができるということを意味する。同じ結晶構造を持つ金属酸化物の例は、α−Ａｌ2Ｏ3／Ｃｒ2Ｏ3である。
【００３１】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層の金属酸化物は、異なる結晶構造を有する。被着した材料に依存して、これは、脆性の増加に通じる、結晶の柱状成長を抑制するため及び微結晶の柱を回避するために特に有利であることができる。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層の、ＸＲＤ、ＸＰＳ及び／又はＴＥＭスペクトル中の最大の強度を有する相（主相）は、同じ結晶構造を有する。
【００３３】
本発明の関連において、主相は、被覆の一つの層中の、同じ層のうちのほかの相よりも明らかに多い相である。
【００３４】
本発明の別の実施形態では、切削工具の被覆において、一方が他方の上に直接配置された少なくとも２つの金属酸化物層の、ＸＲＤ、ＸＰＳ及び／又はＴＥＭスペクトル中の最大の強度を有する相（主相）は、異なる結晶構造を有する。
【００３５】
本発明はまた、基材本体とそれに適用された多層被覆とを有する切削工具であり、同じ金属又は異なる金属の金属酸化物が、一方が他方の上に配置された多層被覆の少なくとも２つの層で異なるＰＶＤ法により逐次的に適用されている切削工具の製造方法であって、前記ＰＶＤ法が、ｉ）反応性マグネトロンスパッタリング、ｉｉ）アーク気相成長（Ａｒｃ-ＰＶＤ)、ｉｉｉ）イオンプレーティング、ｉｖ）電子線気相成長、及びｖ）レーザー堆積、から選ばれ、ｉ）〜ｖ）のそれぞれの方法の変形法が異なるＰＶＤ法を構成するものでない、切削工具製造方法も含む。
【００３６】
本発明による方法の別の実施形態では、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層のうちの１つを反応性マグネトロンスパッタリングにより適用し、その上かあるいはその下に配置される、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層のうちの別の１つを、アーク気相成長（ａｒｃ−ＰＶＤ）により適用する。
【００３７】
本発明による方法の別の実施形態では、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層を、同じＰＶＤ装置における異なったＰＶＤプロセスによって逐次的に、一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で切削工具本体をそのＰＶＤ装置から取り出すことなく、及び／又はＰＶＤプロセスを行う際におけるＰＶＤ装置内の真空を一方が他方の上に配置された少なくとも２つの金属酸化物層を適用する間で軽減することなく、適用する。
【００３８】
技術的に妥当であり且つ可能である限りにおいて、本発明の具体的実施形態についてここに記載したような、全ての個別の構成要件は、記載された本発明の実施形態の全てのそのほかの構成要件と組み合わせることができること、そしてそのような組み合わせはこの明細書の範囲内で開示されているものと見なされることは、明らかである。単純により読みやすくするために、おのおのの及びあらゆる組み合わせをここに挙げることはしない。
【００３９】
本発明の更なる利点、構成要件、及び実施形態は、以下の例の助けを借りて説明される。
【実施例】
【００４０】
ＰＶＤ被覆装置（Ｈａｕｚｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏ  Ｃｏａｔｉｎｇ社のＦｌｅｘｉｃｏａｔ）でもって、ＨＭ粗粒＋１０．５ｗｔ％Ｃｏ（ＨＭ粗粒＝平均粒子寸法３〜５μｍのＷＣ超硬合金）からなる超硬合金基材に多層ＰＶＤ被覆を施した。基材のジオメトリーはＳＥＨＷ１２０４０８又はＡＤＭＴ１６０６０８−Ｆ５６（ＤＩＮ−ＩＳＯ  １８３２による）であった。層を被着する前に、装置を１×１０-5ｍｂａｒまで排気し、超硬合金表面をバイアス電圧１７０Ｖのイオンエッチングにより清浄にした。
【００４１】
〔層の被着〕
【００４２】
ＴｉＡｌＮ（アーク気相成長：  ＡＶＤ）：
・ターゲット：  丸いＴｉ／Ａｌ（３３／６７原子％）源（直径６３ｍｍ）
・８０アンペア、４９５℃、３ＰａのＮ2圧力、４０ボルト基材バイアス電圧
【００４３】
γ−Ａｌ2Ｏ3（アーク気相成長：  ＡＶＤ）：
・ターゲット：  丸いＡｌ源（直径６３ｍｍ）
・８０アンペア、４９５℃、０．７ＰａのＯ2圧力、７０ボルト基材バイアス電圧
【００４４】
γ−Ａｌ2Ｏ3（反応性マグネトロンスパッタリング：  ＲＭＳ）：
・ターゲット：  Ａｌ
・１０ｋＷスパッタリング出力、４９５℃、０．５ＰａのＡｒ圧力、１５０ボルト基材バイアス電圧（単極、パルス化）
【００４５】
ＺｒＯ2（アーク気相成長：  ＡＶＤ）：
・ターゲット：  丸いＺｒ源（直径６３ｍｍ）
・８０アンペア、４９５℃、０．７ＰａのＯ2圧力、７０ボルト基材バイアス電圧
【００４６】
ＺｒＯ2（反応性マグネトロンスパッタリング：  ＲＭＳ）：
・ターゲット：  Ｚｒ
・１０ｋＷスパッタリング出力、４９５℃、０．５ＰａのＡｒ圧力、１５０ボルト基材バイアス電圧（単極、パルス化）
【００４７】
次の被覆を異なるＰＶＤ法を使って基材本体に適用した。
【００４８】
〔例１（本発明）〕
【００４９】
【表１】
2010531741.tif 000002
【００５０】
〔比較例１ａ〕
【００５１】
【表２】
2010531741.tif 000003
【００５２】
〔比較例１ｂ〕
【００５３】
【表３】
2010531741.tif 000004
【００５４】
例１と比較例１ａ及び１ｂの工具を、４２ＣｒＭｏＶ４鋼で構成された工作物（強度８５０ＭＰａ）についてのフライス削りの実験で比較した。フライス削りは、冷却液なしに、切削速度ｖc＝２３６ｍ／ｍｉｎ及び１歯当たりの前進送り速度ｆz＝０．２ｍｍで、一定速度にて行った。
【００５５】
工具逃げ面の摩耗量を、４８００ｍｍ長さのフライス作業後のｍｍで表した切削エッジの平均摩耗量ＷＣＥとして測定した。切削エッジの摩耗量ＷＣＥについて次の値が得られた。
【００５６】
【表４】
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【００５７】
比較例１ａ及び１ｂから、摩耗量がほぼ直線状に増加することが示された。これらの結果は、比較例１ａ及び１ｂによる工具についてよりも例１の本発明による工具についての方が摩耗特性が有意に良好であることを示している。
【００５８】
〔例２（本発明）〕
【００５９】
【表５】
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【００６０】
〔比較例２〕
【００６１】
【表６】
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【００６２】
例２と比較例２の工具を、例１と比較例１ａ及び１ｂの工具について説明したのと同じフライス削りの実験で比較した。切削エッジの摩耗量ＷＣＥについて次の値が得られた。
【００６３】
【表７】
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【００６４】
これらの結果は、比較例２による工具についてよりも本発明による例２の工具についての方が摩耗特性が有意に良好であることを示している。
【国際調査報告】
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