JP2013527807A - 金属の機械加工用のｐｖｄコーティング - Google Patents

Abstract

本発明は、金属への切屑形成機械加工のための切削工具インサート上に被着させるのに適した耐摩耗性コーティングに関する。このコーティングは、異なる粒径を有するが、本質的に同一の組成を有する少なくとも２層を備えている。このコーティングは、物理的気相成長法（ＰＶＤ）によって被着される。

Description

本発明は、金属を切屑形成（チップフォーミング）機械加工するための切削工具インサートに被着させるのに適した耐摩耗性コーティングに関するものである。このコーティングは、異なる粒径を有するが本質的に同一の組成を有する、少なくとも２層を備えている。このコーティングは、物理的気相成長法（ＰＶＤ）によって被着される。

現代の金属への切屑形成機械加工における生産性の向上により、高い信頼性及び卓越した摩耗特性を有する工具が必要とされている。１９６０年代の終わり以来、工具の表面に適切なコーティングを施すことによって工具の寿命を著しく改良できることが知られている。化学的気相成長法（ＣＶＤ）が、切削工具向けに使用された最初の被着技術であった。この方法は、ＴｉＮ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）及びＡｌ_２Ｏ_３層を被着させるため依然として一般に使用されている。

物理的気相成長法（ＰＶＤ）は１９８０年代に導入され、それ以来、ＴｉＮ又はＴｉ（Ｃ，Ｎ）などの安定な金属化合物の被着から、スパッタリング又は陰極アーク蒸着（ｃａｔｈｏｄｉｃ ａｒｃ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）などの方法による（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｓｉ）Ｎ又は（Ａｌ，Ｃｒ）Ｎなどの多成分の準安定な化合物の被着を含むように発展してきた。これらのコーティングの特性は特定の用途向けに最適化されているため、コーティングの性能は、それらの各々の用途領域以外では著しく低下する。１つの例として、典型的な粒径約５〜３０ｎｍを有する微細粒コーティングは、非常に薄い切屑厚さを生じるエンドミル加工（ｅｎｄ ｍｉｌｌｉｎｇ）に通常用いられるが、他方典型的な粒径約５０〜５００ｎｍを有する粗大粒コーティングは、スローアウェイチップ（ｉｎｄｅｘａｂｌｅ ｉｎｓｅｒｔｓ）を使用したフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）及び外丸削り（ｔｕｒｎｉｎｇ）において切屑厚さ及び温度が増加する場合に優れている。

本発明の目的は、非常に薄い切屑厚さから厚い切屑厚さまでの範囲にわたる広い適用領域において、高い機械加工性能を有するコーティングを提供することである。

本発明は、金属への切屑形成機械加工用の切削工具インサートに被着させるのに適した耐摩耗性コーティングに関するものである。本発明によるコーティングは、組成が本質的に同一であるが粒径の異なる少なくとも２層を備えている。このコーティングは、エンドミルを使用した微細機械加工からスローアウェイチップによる中間の又は粗い機械加工までの範囲にある広い適用領域を有する。このコーティングは物理的気相成長法（ＰＶＤ）によって被着される。

本発明のコーティングの破面の横断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す図である。このコーティングは、２層の微細粒層（Ａとマークされる）と、２層の粗大粒層（Ｂとマークされる）とを有する。 形態／構造が設計されたコーティング＝Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ） １つの普遍的な形態／構造 ＡｌＴｉＮ組成／構成の主な変化量 本研究の主題 蒸着条件の検討 実験の詳細 アーク蒸着装置タイプ１及びタイプ２ 蒸着装置タイプ、電流の影響 電流／蒸着装置タイプ１の影響 種々の電流における蒸着装置タイプ１によるＡｌＴｉＮ 種々の電流における蒸着装置タイプ１によるＡｌＴｉＮ シフトの原因 電流／蒸着装置タイプ２の影響 種々の電流における蒸着装置タイプ２によるＡｌＴｉＮ 種々の電流における蒸着装置タイプ２によるＡｌＴｉＮ 蒸着装置タイプ１及び２の比較 同一電流、異なる蒸着装置タイプ ＡｌＴｉＮ−タイプ１及びタイプ２／異なる電流の比較 Ａｌ量の影響：蒸着装置タイプ２ 蒸着装置タイプ２：Ａｌ量の影響 蒸着装置タイプ２：Ａｌ量の影響 形態及び微量ｗ−ＡｌＮ 微量ＡｌＮ相１：組成 微量ＡｌＮ相２−温度 微量ＡｌＮ相３−格子集団Ｉ 微量ＡｌＮ相４：臨界Ａｌ含量 蒸発源タイプ／電流の変化が、何故ｗ−ＡｌＮ形成をもたらし得るか 形態及び微量ｗ−ＡｌＮ まとめと結論 陰極表面における典型的な弱磁場の実例 陰極表面における典型的な強磁場の実例 弱磁場について蒸着装置電流の設定により形態を変化させる実例 弱磁場を組み込んだ蒸着装置＋強磁場を組み込んだ蒸着装置の組合せの実例 弱磁場を組み込んだ蒸着装置＋強磁場を組み込んだ蒸着装置の組合せの実例 ２層の例 請求項７及び８と同一蒸着装置による弱及び強磁場発生の実例 多重積層 請求項？？？？

本発明は、金属への切屑形成機械加のための工切削工具用の耐摩耗性ＰＶＤコーティングに関する。このコーティングは、本質的に同一の化学組成を有するが、それらの平均粒子幅ｗ_Ａ及びｗ_Ｂは互いに異なる。したがってｗ_Ａ＜ｗ_Ｂである、少なくとも１つのＡ層および少なくとも１つのＢ層を備えている。１つの層の粒子幅ｗは、破面の断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像において、その層の中心にある成長方向に垂直な線に沿った粒子の少なくとも２０個について数値を求める。本質的に同一の化学組成とは、本明細書においては、Ａ層及びＢ層が同じ陰極から被着されることを意味する。Ａ層及びＢ層の被着についての工程条件の違いのため、得られたＡ層及びＢ層は同一の化学元素を含有するが、各元素の原子含量が、約±３原子％単位内で変化する可能性がある。

各Ａ層は、２＜ｗ_Ａ＜５０ｎｍを有する微細粒であり、各Ｂ層は、３０＜ｗ_Ｂ＜５００ｎｍを有する粗い、本質的に柱状の粒子を有し、ｗ_Ａ／ｗ_Ｂ＞２であることが好ましい。各Ａ層の厚さは、０．０３〜５μｍ、好ましくは０．０５〜２μｍであり、また各Ｂ層の厚さは、０．１〜５μｍ、好ましくは０．２〜２μｍである。Ａ層及びＢ層の数は、２〜２００、好ましくは２〜４０、最も好ましくは２〜２０である。全てのＡ層及びＢ層の合計厚さは０．３〜２０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍである。Ａ層及びＢ層間の転移は、急激であるか若しくは漸次であるかのいずれかであることが好ましいが、コーティングは、０．５〜２０μｍの間の厚さまで、Ａ層とＢ層との間に１層又は複数の中間層をも含むことができる。

本発明は、微細粒径と粗大粒径との間で連続的に変化している１層又は複数の層を備えるコーティングにも関する。その場合、Ａ層及びＢ層は、それぞれ微細粒径及び粗大粒径の間で選択された層部分と定義され、各層部分は、成長方向に垂直であって、少なくとも０．１μｍの厚さを有する。その場合平均粒子幅の数値が求められる。

本発明によるコーティングは、当技術分野で知られているように、基板と最初のＡ層又はＢ層との間に設けられた内側の単層及び／又は多層、並びに／或いは最終のＡ層又はＢ層上に設けられた外側の単層及び／若しくは多層を、合計コーティング厚さが０．５〜３０μｍ、好ましくは０．５〜１５μｍ、又は最も好ましくは０．５〜１０μｍとなるまで、さらに備えることができる。

好ましい一実施例において、Ａ層及びＢ層は、化学式（Ｔｉ_{１−ｘ１−ｙ１}Ａｌ_ｘ１Ｍｅ_ｙ１）（Ｎ_１−ａ１Ｑ_ａ１）_ｚ１（ここで、０．３＜ｘ１＜０．７、０≦ｙ１＜０．３、好ましくは０≦ｙ１＜０．１５、最も好ましくはｙ１＝０、０．９０＜ｚ１＜１．１０、好ましくは０．９６＜ｚ１＜１．０４、０≦ａ１＜０．５、好ましくは０≦ａ１＜０．３、最も好ましくはａ１＝０である）による組成を有する。Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉの１種又は複数、好ましくはＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｅ及びＳｉの１種又は複数であり、Ｑは、Ｃ、Ｂ、Ｓ及びＯの１種又は複数である。

他の好ましい実施例において、Ａ層及びＢ層は、化学式（Ｔｉ_{１−ｘ２−ｙ２}Ｓｉ_ｘ２Ｍｅ_ｙ２）（Ｎ_１−ａ２Ｑ_ａ２）_ｚ２（ここで、０．０２＜ｘ２＜０．２５、０≦ｙ２＜０．３、好ましくは０≦ｙ２＜０．１５、最も好ましくはｙ２＝０、０．９０＜ｚ２＜１．１０、好ましくは０．９６＜ｚ２＜１．０４、０≦ａ２＜０．５、好ましくは０≦ａ２＜０．３、最も好ましくはａ２＝０である）による組成を有する。Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌの１種又は複数、好ましくはＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｅ及びＡｌの１種又は複数であり、Ｑは、Ｃ、Ｂ、Ｓ及びＯの１種又は複数である。

さらに他の好ましい実施例において、Ａ層及びＢ層は、化学式（Ｃｒ_{１−ｘ３−ｙ３}Ａｌ_ｘ３Ｍｅ_ｙ３）（Ｎ_１−ａ３Ｑ_ａ３）_ｚ３（ここで、０．３＜ｘ３＜０．７５、０≦ｙ３＜０．３、好ましくは０≦ｙ３＜０．１５、最も好ましくはｙ３＝０、０．９０＜ｚ３＜１．１０、好ましくは０．９６＜ｚ３＜１．０４、０≦ａ３＜０．５、好ましくは０≦ａ３＜０．３、最も好ましくはａ３＝０である）による組成を有する。Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ及びＴｉの１種又は複数、好ましくはＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｅ及びＴｉの１種又は複数であり、Ｑは、Ｃ、Ｂ、Ｓ及びＯの１種又は複数である。

本発明によるコーティングは、ＰＶＤによって、好ましくは陰極アーク蒸着によって被着される。粒径の変動は、いくつかの手段、例えば１）陰極において磁場を変化させること、２）被着温度を変化させること、３）蒸発電流を変化させること、及び／又は４）バイアス電圧を変化させることによって達成できる。当業者であれば、実験によって適正な工程条件を決定することが可能である。

実施例１
本発明による（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎコーティングを、陰極アーク被着により、ＷＣ９０重量％＋Ｃｏ１０重量％の主組成を有する超硬合金（ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｃａｒｂｉｄｅ）インサートに被着させた。

被着前に、インサートを、アルカリ溶液及びアルコールの超音波浴中で洗浄した。被着槽は、基本圧力２．０×１０^−３Ｐａ未満まで減圧し、その後インサートをＡｒイオンでスパッタリング洗浄した。コーティングは、組成Ｔｉ：Ａｌ＝３４：６６を有するＴｉＡｌ複合陰極から、全圧４Ｐａの９９．９９５％純粋Ｎ_２雰囲気中において、バイアス電圧約８０Ｖ及び蒸発電流９０Ａを使用し４５０℃で被着させた。陰極表面の前面の磁場を、２つのレベルＭ（強）及びＭ（弱）の間で調節して、それぞれＡ層及びＢ層を形成した。Ｍ（強）は、主として陰極表面に垂直であり、３〜２０ｍＴの範囲で陰極表面で変化する磁場強さを有し、またＭ（弱）も、主として陰極表面に垂直であり、０．５〜２．５ｍＴの範囲にある磁場強さを有する。最初に、Ｍ（弱）において全被着時間の２０％でＢ層を被着させ、次いでＭ（強）において全被着時間の３０％でＡ層を被着させ、次に同一の手順を１回繰り返した。

コーティングは、走査電子顕微鏡観察（ＳＥＭ）により調べられた。図１は、破面の断面のＳＥＭ像を示し、Ａ層及びＢ層が明らかに見られる。図１ｂ中の線に沿って、平均粒子幅ｗの数値を求めた。Ａ層は、ｗが約１９ｎｍの微細な等軸粒を有し、またＢ層は、ｗが約６１ｎｍのより粗い柱状粒を有する。合計層厚は約２μｍである。

実施例２
実施例１のコーティングを、下記のデータによりフライス削り作業において試験した。
ジオメトリー： ＸＯＥＸＩ ２０４０８Ｒ−Ｍ０７
用途： スクエアショルダーフライス削り
ワーク片材料： ＡＩＳＩ ３１６Ｌ
切削速度： １６０ｍ／分
フィード： ０．１５ｍｍ／歯
切削深さ： ２ｍｍ
切削幅： １３ｍｍ（２６％）
工具寿命基準： 逃げ面摩耗（ｖｂ）＞０．３ｍｍ

参照として、本発明のコーティングと同様の組成及び厚さの２つの市販（Ｔｉ，Ａｌ）ＮコーティングであるＲｅｆ１及びＲｅｆ２を使用した。Ｒｅｆ１は、この特定のフライス削り用途向けの現代の最先端技術であり、ｗが約１００ｎｍの柱状及び粗粒を有している。Ｒｅｆ２は、ｗが約１５ｎｍの微細粒のものである。

この表では、本発明のコーティングについて達成された工具寿命が、Ｒｅｆ１の工具寿命と同様であり、Ｒｅｆ２の工具寿命よりも著しく長いことが見出されたことを示している。

実施例３
実施１のコーティングを、下記のデータを使用して、コーティングしたエンドミルによる微細機械加工において試験した。
ジオメトリー： １０ｍｍスクエアショルダー超硬合金エンドミル
用途： スクエアショルダーフライス削り
ワーク片材料： Ｃｋ４５Ｗ
切削速度： １２０ｍ／分（３８００ｒｐｍ）
フィード： ０．０５ｍｍ／歯（３８０ｍｍ／分）
切削深さ： １３ｍｍ
切削幅： ５ｍｍ
工具寿命基準： 切刃条件（削りくず変質）

参照として、実施例２におけるものと同じ市販（Ｔｉ，Ａｌ）ＮコーティングであるＲｅｆ１及びＲｅｆ２を使用した。Ｒｅｆ２は、この特定の用途向けの現代の最先端技術である。

この表では、本発明のコーティングについて達成された工具寿命が、Ｒｅｆ２の工具寿命と同様であり、Ｒｅｆ１の工具寿命よりも著しく長いことが見出されたことを示している。

本発明は、下記において、より著しく詳細に記述される微細形態を含む被着方法並びにコーティングにも関する。

好ましくは真空アーク被着を使用してＡｌＴｉＮコーティングを被着する被着方法であって、
最小限の組成物：（Ａｌ_ＸＴｉ_１−Ｘ）Ｎ（５５＜／＝Ｘ＜／＝７４原子％？？？？？）を、（Ａｌ_ＸＭｅ_１−Ｘ）Ｎ（Ｍｅ＝Ｔｉ、又はＣｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、４〜５族元素を有する合金）にアップグレードするステップ１、（Ａｌ_ａＭｅ_{１−ａ−ｂ}Ｘ_ｂ）Ｎ（Ｘ＝Ｂ、Ｓ、Ｙ、Ｃｅ、Ｓｃ、０＜／＝ｂ＜／＝１０原子％）にアップグレードするステップ２を有し、
微細形態を示し、ある含量のｗ−ＡｌＮ格子型と組み合わせたｆｃｃ格子型が大部分である相からなる、少なくとも１層を有するＡｌＴｉＮコーティングの被着方法であり、被着装置の磁場と組み合わせて被着装置電流を選択することを特徴とする被着方法。

特別な実施例において、この方法は、主として陰極表面に垂直な磁場を有し、３００〜７００℃の被着温度で、窒素圧０．５〜１０Ｐａ及びバイアス電圧約２０〜３００Ｖにおいて少なくとも１００Ａ以上の電流による約０．５〜２．５ｍＴの弱磁場を使用している。

この方法は、主として陰極表面に垂直な磁場を有し、３００〜７００℃の被着温度で、窒素圧０．５〜１０Ｐａ及びバイアス電圧約２０〜３００Ｖにおいて少なくとも５０Ａ以上の電流による約３〜２０ｍＴの強磁場を使用することもできる。

本発明による被着方法を使用して、少なくとも２層からなる、すなわち純粋なｆｃｃ格子の層Ａ、及び、ある量のｗ−ＡｌＮ格子を有する層Ｂからなる多層構造を形成できる。

それぞれ、低い被着装置電流（３０．．．１００）Ａを使用して層Ａを形成し、高い被着装置電流（１００．．．３００）Ａを使用して層Ｂを形成することが好ましい。

型Ａの層を形成させる上述の弱磁場を有する被着装置と、型Ｂの層を形成させる前述の強磁場を有する被着装置との両方を備えたＰＶＤ装置を使用することが有利である。

他の実施例に関して、弱磁場と強磁場との間で調節可能な磁場を有する被着装置が使用される。

また、本発明は、機械的動きによって磁石の位置を変化させるステップ、又は電磁系のコイル電流を変化させるステップによって、磁場の強さを変化させる方法にも関する。

さらに、本発明は、１１２０ピークを使用した、超硬合金上に被着される時期を示すＸ線回折検査によって、微量ｗ−ＡｌＮ相を測定することを特徴とする上述の層Ｂに関し、並びに、柱状純粋ｆｃｃ格子によるコーティングよりも低い固有応力を示す本発明によるコーティングに関する。

下記において、本発明は、より著しく詳細に記述され、特徴付けられる。

好ましくは真空アーク被着を使用してＡｌＴｉＮコーティングを被着する被着方法であって、
（Ａｌ _Ｘ Ｔｉ _１−Ｘ ）Ｎの組成（５５≦Ｘ≦７４原子％である）、または
（Ａｌ _Ｘ Ｍｅ _１−Ｘ ）Ｎの組成（Ｍｅ＝Ｔｉ、又はＣｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、４〜５族元素を有する合金である）、または
（Ａｌ _ａ Ｍｅ _{１−ａ−ｂ} Ｚ _ｂ ）Ｎの組成（Ｚ＝Ｂ、Ｓ、Ｙ、Ｃｅ、Ｓｃ、０≦ｂ≦１０原子％）を有し、
微細形態を示し、ある含量のｗ−ＡｌＮ格子型と組み合わせたｆｃｃ格子型が大部分である相からなる、少なくとも１層を有するＡｌＴｉＮコーティングの被着方法であり、被着装置の磁場と組み合わせて被着装置電流を選択することを特徴とする被着方法。

Claims (18)

1. 金属への切屑形成機械加工用の切削工具の耐摩耗性ＰＶＤコーティングであって、前記コーティングが、少なくとも１層のＡ層と、少なくとも１層のＢ層とを備え、前記Ａ層及びＢ層が、本質的に同一の化学組成を有するが、それぞれの平均粒子幅ｗ_Ａ及びｗ_Ｂがｗ_Ａ＜ｗ_Ｂとなるように互いに異なることを特徴とする耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
2. 各Ａ層が、２＜ｗ_Ａ＜５０ｎｍを有する微細粒であり、各Ｂ層が、３０＜ｗ_Ｂ＜５００ｎｍを有する粗大粒であり、ｗ_Ｂ／ｗ_Ａ＞２であることを特徴とする、請求項１に記載された耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
3. 各Ａ層の厚さが０．０３〜５μｍであり、各Ｂ層の厚さが０．１〜５μｍであり、全てのＡ層及びＢ層の合計厚さが、０．３〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載された耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
4. ０．５〜２０μｍの厚さまで、Ａ層及びＢ層の間に１層又は複数の中間層を備えることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
5. 合計コーティング厚さが０．５〜３０μｍとなるまで、基板と最も内側のＡ層又はＢ層との間に設けられた内側の単層及び／若しくは多層、並びに／又は、最も外側のＡ層又はＢ層上に設けられた外側の単層及び／若しくは多層を備えることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
6. 前記Ａ層及びＢ層が、化学式（Ｔｉ_{１−ｘ１−ｙ１}Ａｌ_ｘ１Ｍｅ_ｙ１）（Ｎ_１−ａ１Ｑ_ａ１）_ｚ１により表された組成を有し、ここで、０．３＜ｘ１＜０．７、０≦ｙ１＜０．３、０．９０＜ｚ１＜１．１０、０≦ａ１＜０．５であり、Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ及びＳｉの１種又は複数であり、Ｑは、Ｃ、Ｂ、Ｓ及びＯの１種又は複数であることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
7. 前記Ａ層及びＢ層が、化学式（Ｔｉ_{１−ｘ２−ｙ２}Ｓｉ_ｘ２Ｍｅ_ｙ２）（Ｎ_１−ａ２Ｑ_ａ２）_ｚ２により表された組成を有し、ここで、０．０２＜ｘ２＜０．２５、０≦ｙ２＜０．３、０．９０＜ｚ２＜１．１０、０≦ａ２＜０．５であり、Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ及びＡｌの１種又は複数であり、Ｑは、Ｃ、Ｂ、Ｓ及びＯの１種又は複数であることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
8. 前記Ａ層及びＢ層が、化学式（Ｃｒ_{１−ｘ３−ｙ３}Ａｌ_ｘ３Ｍｅ_ｙ３）（Ｎ_１−ａ３Ｑ_ａ３）_ｚ３により表された組成を有し、ここで、０．３＜ｘ３＜０．７５、０≦ｙ３＜０．３、０．９０＜ｚ３＜１．１０、０≦ａ３＜０．５であり、Ｍｅは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｍｏ、Ｗ及びＴｉの１種又は複数であり、Ｑは、Ｃ、Ｂ、Ｓ及びＯの１種又は複数であることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された耐摩耗性ＰＶＤコーティング。
9. 陰極アーク蒸着によって被着されることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のコーティング。
10. 真空アーク蒸着を使用してＡｌＴｉＮコーティングを被着する被着方法であって、前記コーティングは、最小限の組成物：（Ａｌ_ＸＴｉ_１−Ｘ）Ｎ（５５＜／＝Ｘ＜／＝７４原子％？？？？？である）を、１（Ａｌ_ＸＭｅ_１−Ｘ）Ｎ（Ｍｅ＝Ｔｉ、又はＣｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、４〜５族元素を有する合金である）にアップグレードし、２（Ａｌ_ａＭｅ_{１−ａ−ｂ}Ｘ_ｂ）Ｎ（Ｘ＝Ｂ、Ｓ、Ｙ、Ｃｅ、Ｓｃ、０＜／＝ｂ＜／＝１０原子％）にアップグレードし、少なくとも１層が微細形態を示し、ある含量のｗ−ＡｌＮ格子型と組み合わせたｆｃｃ格子型の主要相からなるＡｌＴｉＮコーティングの被着方法であり、被着装置の磁場と組み合わせて被着装置電流を選択することを特徴とする被着方法。
11. 陰極表面に主として垂直な磁場である約０．５〜２．５ｍＴの弱磁場、並びに３００〜７００℃の被着温度で、窒素圧０．５〜１０Ｐａ及びバイアス電圧約２０〜３００Ｖにおいて少なくとも１００Ａ以上の電流を使用する、請求項１０に記載された被着方法。
12. 前記陰極表面に主として垂直な磁場である約３〜２０ｍＴの強磁場、並びに３００〜７００℃の被着温度で、窒素圧０．５〜１０Ｐａ及びバイアス電圧約２０〜３００Ｖにおいて少なくとも５０Ａ以上の電流を使用する、請求項１０に記載された被着方法。
13. 純粋なｆｃｃ格子の層Ａ、及び、ある含量のｗ−ＡｌＮ格子型を有する層Ｂの少なくとも２層からなる多層構造の形成に使用される、請求項１０又は請求項１１に記載された被着方法。
14. それぞれ、低い被着装置電流（３０．．．１００）Ａを使用して層Ａを形成し、高い被着装置電流（１００．．．３００）Ａを使用して層Ｂを形成する、請求項１１及び請求項１３に記載された被着方法。
    ［請求項１４］
    Ａ型の層を形成する請求項１１に記載された弱磁場を有する被着装置と、請求項１２に記載の、Ｂ型の層を形成する強磁場を有する被着装置との両方を備えたＰＶＤ装置を使用する、請求項１１、請求項１２、請求項１３に記載された被着方法。
15. 請求項１１に記載された弱磁場と、請求項１２に記載された強磁場との間で変動する調節可能な磁場を有する被着装置を使用する、請求項１０に記載された被着方法。
16. 機械的動きによって磁石の位置を変化させること、又は電磁装置のコイル電流を変化させることによる、請求項１５に記載された磁場の強さを変化させる方法。
17. １１２０ピークを使用して、超硬合金上に被着される時期を示すＸ線回折検査によって、微量ｗ−ＡｌＮ相を測定することを特徴とする層Ｂ。
18. 柱状純粋ｆｃｃ格子型によるコーティングよりも低い固有応力を示す、請求項１０に記載されたコーティング。