JP2017530019A - ＴｉＡｌ（Ｃ，Ｎ）上のＭＴ−ＣＶＤ ＴｉＣＮによるコーティング切削工具インサート - Google Patents

Abstract

超硬合金、サーメット、セラミック、鋼又は立方晶窒化ホウ素の基材、及び総コーティング膜厚が５から２５μｍであり、化学蒸着法（ＣＶＤ）又は中温化学蒸着法（ＭＴ−ＣＶＤ）により蒸着された少なくとも２つの耐火コーティング層を含む多層耐摩耗性コーティングからなり、少なくとも２つの耐火コーティング層が、互いの上に蒸着された第１のコーティング層及び第２のコーティング層を含み、第１のコーティング層が、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムＴｉ１−ｕＡｌｕＣｖＮｗ（０．２≦ｕ＜１．０、０≦ｖ≦０．２５及び０．７≦ｗ≦１．１５）からなり、８００℃から９００℃の範囲の反応温度でＣＶＤによって蒸着され、第２のコーティング層が、炭窒化チタンＴｉｘＣｙＮ１−ｙ（０．８５≦ｘ≦１．１及び０．４≦ｙ≦０．８５）からなり、６００℃から９００℃の範囲の反応温度でＭＴ−ＣＶＤによって第１のコーティング層の上に蒸着され、第２のＴｉｘＣｙＮ１−ｙコーティング層が、柱状の粒形態を有し、ＴｉｘＣｙＮ１−ｙコーティング層の全体の繊維集合組織が、集合組織係数ＴＣ（１１１）＞２によって特徴づけられ、ＴＣ（１１１）が、以下の通りに定義された（式中、（ｈｋｌ）＝（ｈｋｌ）反射の測定強度、Ｉ０（ｈｋｌ）＝ＪＣＰＤＦカード番号４２−１４８９による標準粉体回折データの標準強度、Ｎ＝計算に用いられる反射の数で、（ｈｋｌ）反射には（１１１）、（２００）、（２２０）及び（３１１）が用いられる）、コーティング切削工具。【選択図】なし

Description

本発明は、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムの少なくとも１つのコーティング層及び炭窒化チタンの少なくとも１つのコーティング層を含む多層耐摩耗性コーティングを含むコーティング切削工具であって、断続切削時の摩耗性に対する耐性を高めた、特に熱亀裂性に対する耐性を高めた、コーティング切削工具に関する。

チップ形成金属機械のための切削工具は、通常、単層又は多層硬質コーティングでコーティングされ、切削性及び耐摩耗性を高めた超硬合金、サーメット、セラミック、鋼又は立方晶窒化ホウ素の基材本体からなる。硬質コーティングは、多結晶の一金属原子性又は多金属原子性の硬質相からなる。一金属原子性の硬質相の例として、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ及びＡｌ_２Ｏ_３がある。多金属原子性の硬質相の例として、ＴｉＡｌＮ及びＴｉＡｌＣＮがある。硬質相のコーティング層は、ＣＶＤ又はＰＶＤ法により基材に蒸着させる。

ＣＶＤ又はＰＶＤ法により蒸着させた多結晶の硬質相コーティングは、強い優先結晶方位（繊維集合組織とも称す）で成長させることができる。コーティング切削工具の切削性能及び耐摩耗性を向上させる最近の開発において、ＣＶＤ及びＰＶＤコーティングは、様々な優先結晶方位、即ち、繊維集合組織で成長させてきており、そのそれぞれは、コーティング材の異方性によって、様々な切削作業において好適な性能を得ることができる。例として、基材表面と平行な方向に優先して配向した結晶面｛００１｝での旋削作業における、高い｛００１｝テクスチャード加工のα−Ａｌ_２Ｏ_３コーティングの使用がある。

米国特許７７６７３２０号は、ＣＶＤにより蒸着され、面心立方（ｆｃｃ）Ｔｉ_１−ｘＡｌ_ｘＮ（０．７５＜ｘ＜０．９３）の層を含む硬質コーティング、及びその生成方法を開示する。

米国特許８２５７８４１号は、ＣＶＤにより蒸着され、基材表面に直接蒸着されたＴｉＮ、ＴｉＣＮ又はＴｉＣの層と、続く位相勾配を有する接着層及び後続のＴｉＡｌＮの層を含む硬質コーティングを開示する。ＴｉＡｌＮ層は、基材表面と平行な方向に優先して配向した｛２００｝結晶面で繊維集合組織を有する。

国際公開第２００９／１１２１１６号は、Ａｌ及び面心立方（ｆｃｃ）結晶格子の含量が高く、ＴｉＣＮ又はＡｌ_２Ｏ_３層の上にＣＶＤにより蒸着されたＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣ又はＴｉＡｌＣＮの硬質コーティングを開示する。コーティングが優先結晶方位を有するかどうかは開示されていない。国際公開第２００９／１１２１１７号は、層の硬質性を高める（Ｔｉ，Ｍｅ）Ａｌ（Ｃ，Ｎ）（Ｍｅ＝Ｚｒ又はＨｆ）の層を含む硬質コーティングを開示する。国際公開第２００９１１２１１５Ａ１号は、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣ又はＴｉＡｌＣＮ層の上に外側のＡｌ_２Ｏ_３層を含む硬質コーティングの本体を教示する。

切削工具の耐摩耗性を高めるＣＶＤコーティングで最も一般的に使用されるのは、中温ＣＶＤ（ＭＴ−ＣＶＤ）によって蒸着されたα−Ａｌ_２Ｏ_３コーティング及びＴｉＣＮコーティングである。

Ｂａｒｔｓｃｈ等は、蒸着温度≧１０００℃で、前駆体として芳香族炭化水素を用いて、基材表面と平行な方向に優先して配向した結晶面｛１１１｝を有するＴｉＣコーティングを得ている。これらのコーティングは、鋳鉄の旋削時に、基材表面と平行な方向に優先して配向した結晶面｛１００｝を有するＴｉＣコーティングに比べて、優れた耐摩耗性を実現する（K. Bartsch等, Advances in Inorganic Films and coatings (1995), 11-18）。

ＴｉＣＮコーティングに対して、良好な耐摩耗性、特に逃げ面摩耗性に対する耐性が、高温ＣＶＤ（ＨＴ−ＣＶＤ）法と対照的に、中温ＣＶＤ（ＭＴ−ＣＶＤ）法によって生成されるコーティングにおいて達成できることが知られている。ＭＴ−ＣＶＤ法は、６７５−９５０℃の温度域で実行され、ニトリル化合物、最も一般的にはアセトニトリルを使用し、金属切削に好適であるとみなされる、柱状マイクロ構造を有するいわゆるＭＴ−ＴｉＣＮコーティングを得る。ＭＴ−ＴｉＣＮコーティングは、様々な結晶学的な繊維集合組織を有すると報告されている。

Ｌａｒｓｓｏｎ及びＲｕｐｐｉ（Thin Solid Films 402 (2002) 203-210）は、等軸粒でマイクロ構造を呈する高温ＣＶＤ（ＨＴ−ＣＶＤ）で蒸着されたテクスチャード加工されていないＴｉＣＮコーティング、及び柱状構造を有する｛２１１｝テクスチャード加工されたＭＴ−ＴｉＣＮコーティングの金属切削性を比較する。ＭＴ−ＴｉＣＮコーティングは、より良好な耐チッピング性を有するが、ＨＴ−ＴｉＣＮコーティングより、クレータ摩耗への耐性が低い。

米国特許６７５６１１１号は、｛１１０｝、｛３１１｝、｛３３１｝又は｛２１１｝繊維集合組織の何れか１つを有する外側のＭＴ−ＴｉＣＮ層を有する多層コーティングを開示する。

米国特許８０１２５３５号は、単環炭化水素、例えば、ベンゼンを、｛２２１｝、｛３３１｝又は｛１１０｝繊維集合組織を有するコーティングを与える気相に加えて、８８０−９７０℃の温度域で得られるＭＴ−ＴｉＣＮコーティングを開示する。

米国特許７３４８０５１号は、基材表面と平行な方向に優先して配向した結晶面｛１１２｝を有する、又はずれがＥＢＳＤで測定したものから１０度未満である優先結晶配向を有するＭＴ−ＴｉＣＮコーティングを開示する。

ＥＰ２６０４７２０Ａ１号は、平均粒幅が０．０５μｍから０．４μｍで、炭素含有量（Ｃ／（Ｃ＋Ｎ））が０．５０から０．６５である柱状の微粒状ＭＴ−ＴｉＣＮコーティング層を有する工具を開示する。柱状のＭＴ−ＴｉＣＮ層は、相当の｛３１１｝繊維集合組織成分を用いる強い｛２１１｝繊維集合組織を有し、対になった柱状粒を含む。

ＴｉＣＮ ＣＶＤコーティングの対の形成は周知の事象である。対応格子（ＣＳＬ）形式論を用いて、対はΣ３粒界として記載することができ、ＴｉＣＮ ＣＶＤコーティングの高い対の形成は、ΣＮ型の粒界の和のΣ３粒界の高い相対長さに相関する。

ＥＰ１６２６１０５Ａ１号は、従来のコーティングで見出される≦３０％のΣ３粒界と対照的に、Σ３からΣＮ（Ｎ＝２ｎ＋１、１≦ｎ≦１４）の格子点の比が６０％から８０％の範囲で規定されるΣ３粒界の高い相対長さを有する、厚さが３μｍから２０μｍの間のＴｉＣＮ層を開示する。

ＥＰ１８９７９７０号は、炭素含有量（Ｃ／（Ｃ＋Ｎ））が０．７から０．９で、表面と平行な平均粒径（粒幅）が０．０５μｍから０．５μｍである、柱状のＴｉＣＮ層を含むコーティング切削工具を開示する。｛４２２｝結晶面に起因するＸＲＤピークは、半値幅０．４０°から０．６０°であり、好ましくは最も高い強度を有するピークである。

国際公開第２０１２／１２６０３０号は、ＴｉＣＮ層上に長尺状結晶を蒸着されたＡｌ_ｘＴｉ_１−ｘＮ層を含む多層コーティングを有する本体を開示する。Ａｌ_ｘＴｉ_１−ｘＮ層の大部分は、立方晶構造を有するが、最大３０モル％の六方相のＡｌＮを含む。コーティングシステムは、ＰＶＤ Ａｌ_ｘＴｉ_１−ｘＮコーティングと比較して高い耐摩耗性を示すことが記載されている。

一般に、鋳鉄及び鋼を転削するため、ＣＶＤコーティング超硬合金グレードの使用には、ＰＶＤコーティンググレード、特に速い切削速度を用いる適用が好ましい。

典型的なＣＶＤコーティング転削工具は、基材表面の直上の薄いＴｉＮ接着層、内側のＭＴ−ＴｉＣＮ層及び、主な耐摩耗層としての最も外側のα−Ａｌ_２Ｏ_３層を含む多層コーティングを有する。ＣＶＤコーティング切削工具は、速い切削速度で良好な耐摩耗性を提供するが、断続切削時に発生する熱機械的な衝撃に対する耐性は、まだ限定的である。このため、転削工具の典型的な摩耗メカニズムは、最初の切削端上にそれぞれ発生する熱亀裂又は櫛状亀裂である。

本発明の目的
本発明の目的は、断続切削時の摩耗に対する耐性を高めた、特に先行技術における熱亀裂に対する耐性を高めたコーティング切削工具を提供することである。

本発明の説明
本発明は、超硬合金、サーメット、セラミック、鋼又は立方晶窒化ホウ素の基材、及び総コーティング膜厚が５から２５μｍであり、化学蒸着法（ＣＶＤ）又は中温化学蒸着法（ＭＴ−ＣＶＤ）により蒸着された少なくとも２つの耐火コーティング層を含む多層耐摩耗性コーティングからなり、少なくとも２つの耐火コーティング層が、互いの上に蒸着された第１のコーティング層及び第２のコーティング層を含むコーティング切削工具であって、
第１のコーティング層が、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗ（０．２≦ｕ≦１．０、０≦ｖ≦０．２５及び０．７≦ｗ≦１．１５）からなり、６００℃から９００℃の範囲の反応温度でＣＶＤによって蒸着され、
第２のコーティング層が、炭窒化チタンＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ（０．８５≦ｘ≦１．１及び０．４≦ｙ≦０．８５）からなり、６００℃から９００℃の範囲の反応温度でＭＴ−ＣＶＤによって第１のコーティング層の上に蒸着され、
第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層が、柱状の粒形態を有し、Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の全体の繊維集合組織が、集合組織係数ＴＣ（１１１）＞２によって特徴づけられ、ＴＣ（１１１）が、以下の通りに定義される：

（式中、
（ｈｋｌ）＝ （ｈｋｌ）反射の測定強度
Ｉ_０（ｈｋｌ）＝ＪＣＰＤＦカード番号４２−１４８９による標準粉体回折データの標準強度
ｎ＝ 計算に用いられる反射の数で、（ｈｋｌ）反射には（１１１）、（２００）、（２２０）及び（３１１）が用いられる）
コーティング切削工具を提供する。

驚いたことに、本発明のコーティング切削工具が、先行技術に比べて、断続切削時の摩耗に対する高い耐性、特に熱亀裂に対する高い耐性を呈することが見出された。本明細書で使用する用語「切削工具」は、交換可能な切削工具インサート、割出し可能な切削工具インサートを含むが、固体切削工具も含む。

本発明は、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗの第１のＣＶＤコーティング層と、続く炭窒化チタンＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙの第２のＭＴ−ＣＶＤコーティング層を含む新規の多層耐摩耗性コーティング構造を、幾何学的に同等の結晶面｛１１１｝が、基材と平行な方向に優先して配向し、本明細書で集合組織係数ＴＣ（１１１）と表されることが見出される、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ層の特に好ましい繊維集合組織と組み合わせる。

本発明の最も好ましい実施態様によると、第１のコーティング層及び第２のコーティング層は、互いの直上に、即ち、いかなる中間層もなく蒸着される。しかし、本発明の範囲は、層の順のエピタキシー及び残存性が実質的にこうした中間層で改変されない限り、第１のコーティング層及び第２のコーティング層の間に存在する薄い同形の中間層を含む、これらの実施態様をも含む。例として、中間層は、５から３０ｎｍの薄いＴｉＮ又はＴｉＣ層であり得る。

先行技術では、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムのコーティング層及び炭窒化チタンのコーティング層の両方を含むＣＶＤコーティングが、こうしたコーティング層が互いに直接接しているこのような組合せが、高い頻度で見出されないにも関わらず、知られている。しかし、先行技術は、炭窒化チタンのコーティング層と、続く窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムのコーティング層を有するコーティングの順のみを開示する。窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムのコーティングは、炭窒化チタンコーティングより優れた耐酸化性を有することが知られているので、アルミニウム含有層を外側の層として有するコーティングの順は、有利であるとみなされている。窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムのＣＶＤコーティング層と、続く炭窒化チタンのＭＴ−ＣＶＤコーティング層を有する、本発明による逆のコーティングの順は、先行技術では開示されていない。更に、多くの先行技術で、炭窒化チタンコーティング層は、本発明の第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ層以外、好ましい成長配向又は繊維集合組織をそれぞれ有する。したがって、ＴＣ（１１１）と表される第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ層の好ましい成長配向との組合せのこうしたコーティングの順が、断続切削時の摩耗に対する耐性及び熱亀裂性に対する高い耐性の点で優れた特性を有し得ることは、先行技術では開示されておらず、とても驚くべきことであった。

本発明のコーティング切削工具の好ましい実施態様において、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層は、厚さＬ及び平均粒径Ｗを有し、その比Ｌ／Ｗ＜８、好ましくはＬ／Ｗ＜５である。

驚いたことに、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の層厚対平均粒径の比Ｌ／Ｗが８未満の場合、切削作業時の、特に転削作業時の耐摩耗性は、層厚対平均粒径の比の高い先行技術のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層を有するコーティングよりも著しく向上されることが見出せる。本発明による低いＬ／Ｗ比は、以下の実施例に示す、第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の直上のＭＴ−ＴｉＣＮに対する典型的な成長条件を適用することで得られる。驚いたことに、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の粒界の成長方位は、従来のコーティングについて変化し、粒の広がりと、結果としてより小さいＬ／Ｗ比の粒の形成をもたらす。先行技術によるコーティングスキームと同様の成長条件の適用により、面法線に向かってより厳密に指向する粒界成長方位をもたらし、したがってＬ／Ｗ比＞８のより細い柱状粒が得られる。

本発明のコーティング切削工具の別の好ましい実施態様において、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の粒の平均粒径Ｗは、≧０．４μｍ、好ましくは≧０．７μｍ、より好ましくは≧１．１μｍである。

驚いたことに、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の粒の平均粒径Ｗが０．４μｍ以上の場合、切削作業時の、特に転削作業時の耐摩耗性は、粒径のより小さい粒を有する先行技術のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層を有するコーティングよりも著しく向上されることが見出せる。この驚くべき効果は、本発明によるＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層で見出せた、先行技術のコーティングに比べてより少数の表面積に当たりの粒界に関し得る。明らかなことに、Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層では、摩耗と破壊は、機械的脆性及び／又は被削材からコーティングへの要素の拡散により、切削作業中に粒界で始まる。第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の厚さが３．５μｍ超の場合、本発明によるコーティング法では、粒径は≧０．７μｍとなる。遅い蒸着速度は、平均径≧１．１μｍである、より一層広がった粒の好適な成長で観察され、このことにより金属切削時に、より一層良好な特性を見出せた。

本発明のコーティング切削工具の別の好ましい実施態様において、第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層は、柱状の粒形態を有し、第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の全体の繊維集合組織は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）極点図測定又はＥＢＳＤ測定により決定される｛１１１｝結晶面からの回折の最大強度が、法線面から試料基材の表面までの傾き角α＝±２０°、好ましくはα＝±１０°、より好ましくはα＝±５°、更により好ましくはα＝±１°内で起こることによって特徴づけられる。

第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の｛１１１｝結晶面からの回折の最大強度の、法線面から試料基材の表面までの傾き角が２０°超の場合、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層は、より明白ではない柱状マイクロ構造、及び比較的大きな量のΣ３境界を有する好ましくない粒界方位を有することを見出せる。更に、ＣＶＤにより蒸着された｛１１１｝結晶学的集合組織を有するＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティングは、他の集合組織を有するＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティングと比べて、優れた耐摩耗性を呈する。したがって、切削工具全体の性能に対する第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の摩耗特性の寄与を考慮に入れると、｛１１１｝結晶面からの回折の最大強度が、法線面から表面までの傾き角２０°超内で、良好な傾き角α＝±２０°内で、優れた傾き角α＝±１０°内で、より優れた傾き角α＝±５°内で、及び最適な傾き角α＝±１°内で起こる場合、耐摩耗性は不十分であろう。

本発明のコーティング切削工具の別の好ましい実施態様において、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層のΣ３型粒界の長さは、ΣＮ型（Ｎ＝２ｎ＋１、１≦ｎ≦２８）の粒界（＝Σ３−４９型粒界）の和の合計長さに対して、６０％未満、好ましくは４０％未満、より好ましくは３０％未満であり、粒界特性分布はＥＢＳＤにより測定される。

比較的大きな量のΣ３粒界を有するＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティングが優れた耐摩耗性を示すことは文献に記載されているが、これらの報告では、下層のコーティング層としてのＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ、及び通常は上層の機能層であるアルミナでのコーティング層スキームに限定されている。ここで驚いたことに、本発明の発明者らは、第２のコーティング層としてのＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙを有する本発明によるコーティング構造内で、比較的低い分率のΣ３粒界の長さを有するＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙが優れた結果を示したことを見出した。メカニズムはまだ解明されていないが、発明者は、本発明によって生成されたコーティングが、Σ３−４９粒界の合計長さに対して、６０％未満のΣ３粒界の長さを有することを見出した。Σ３の長さ分率が６０％超であるコーティングでは、熱亀裂性に対する低い耐性を示すであろう。更に、発明者らは、Σ３の長さ分率が４０％未満であるコーティングでは優れた摩耗挙動を呈し、Σ３の長さ分率が３０％未満であるコーティングでは、熱亀裂さえほとんど示さないことを見出した。

本発明のコーティング切削工具の別の好ましい実施態様において、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の全体の繊維集合組織が、集合組織係数ＴＣ（１１１）＞３．０、好ましくはＴＣ（１１１）＞３．７５によって特徴づけられる。

ＴＣ（１１１）＞３であるＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層では、工具は転削時の熱亀裂さえほとんど示さなかったことに加え、切削端からのコーティングの剥離もほとんど示さなかった。Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層が、ＴＣ（１１１）＞３．７５というより一層高い集合組織係数の場合、剥離及び熱亀裂さえほとんど観察されなかった。

本発明のコーティング切削工具の別の好ましい実施態様において、第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の結晶及び第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の結晶は、同形の結晶構造、好ましくは面心立方（ｆｃｃ）結晶構造を有する。

六方晶ＡｌＮを含むＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗ複合コーティング層等の、非同形の構造を有する第１の層上で成長した第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層を有するコーティングと比較して、両コーティング層で同形のｆｃｃ結晶構造を有するコーティングは、第１のコーティング層上に第２のコーティング層のより良好な接着性を呈する。

本発明のコーティング切削工具の別の好ましい実施態様において、多層耐摩耗性コーティングは、基材表面と第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の間に少なくとも１つの更なる耐火層を含み、こうした少なくとも１つの更なる耐火層が、１つ若しくは複数のＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｖ及びＨｆの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭窒酸化物及び炭窒ホウ化物又はこれらの組合せから選択され、化学蒸着法（ＣＶＤ）又は中温化学蒸着法（ＭＴ−ＣＶＤ）によって蒸着され、好ましくは少なくとも１つの更なる耐火層が、ＴｉＮ層を含むか又はそれからなる。

基材表面の直上の、厚さ約０．３から１．５μｍのＣＶＤ ＴｉＮ接着層と、続く第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層及び第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層を適用することが特に好ましい。

本発明のコーティング切削工具の別の好ましい実施態様において、第１のコーティング層は、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗ（０．６≦ｕ≦１．０、０≦ｖ≦０．１及び０．７≦ｗ≦１．１５、好ましくは０．８≦ｕ≦１．０、０≦ｖ≦０．０５及び０．７≦ｗ≦１．１５）からなる。

ｕ≧０．６となるアルミニウム含有量の場合、第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層のより明白な（１１１）優先配向が得られることを見出せる。ｖ＞０を有する炭窒化チタンアルミニウムコーティング層は、単に複合構造内の非晶質状態で炭素を含有することが好ましく、又はｆｃｃ−Ｔｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗの構成要素として炭素を含有することがより好ましい。ｖ＞０．１となる炭素含有量の場合、黒鉛として形成された炭素である恐れがあり、これはコーティングの機械的脆性をもたらす。ｖ＞０．０５となる炭素含有量の場合、炭素はｆｃｃ−Ｔｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗに完全には組み入れられ得ないが、コーティングは非晶質炭素を含む複合構造であり得、これはコーティングの靭性挙動の低下をもたらし得る。

定義と方法
繊維集合組織及び集合組織係数ＴＣ
本明細書で使用し、蒸着によって生成される薄膜に関して一般に使用する用語「繊維集合組織」では、成長した粒の配向をランダムな配向と区別する。集合組織は、通常、薄膜及びコーティングで３種類に区別する：（ｉ）ランダムな集合組織。粒が好ましい配向を有さない場合；（ｉｉ）繊維集合組織。コーティング中の粒は、１組の幾何学的に同等の結晶面｛ｈｋｌ｝が基材と平行な方向に優先して配向したことを見出せるように配向させるが、この面と垂直な繊維軸、したがって、基材と垂直な方向に優先して配向した繊維軸を中心とする粒の回転の自由度がある場合；及び（ｉｉｉ）単結晶基材上のエピタキシャル配列（又は、面内集合組織）。面内配列は基材に関する粒の３つの軸全てを固定する場合。

結晶の結晶面は、ミラー指数、ｈ、ｋ、ｌで定義される。好ましい成長を表す手段、即ち、１組の幾何学的に同等の結晶面｛ｈｋｌ｝が基材と平行な方向に優先して配向したことを見出せる方法は、各試料で測定されたＸＲＤ反射の定義された組に基づいて、ハリスの式を用いて計算された集合組織係数ＴＣ（ｈｋｌ）である。ＸＲＤ反射の強度は、同じ物質、例えばＴｉＣＮのＸＲＤ反射の強度を示すが、物質の粉末中のようなランダムな配向であるＪＣＰＤＦカードを用いて標準化される。結晶性物質の層の集合組織係数ＴＣ（ｈｋｌ）が＞１であるのは、少なくとも集合組織係数ＴＣを決定するハリスの式を用いたＸＲＤ反射に比べて、結晶性物質の粒が、ランダムな分布より高い頻度で、基材表面と平行な方向にそれらの｛ｈｋｌ｝結晶面で配向することの指標である。

Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定
Ｘ線回折測定は、ＣｕＫα線を用いて、ＧＥ Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓのＸＲＤ３００３ ＰＴＳ回折計で行った。Ｘ線管は、４０ｋＶ及び４０ｍＡの点焦点で通した。サイズを固定した測定開口を有するポリキャピラリコリメートレンズを使用した平行ビーム光学系を１次側で用い、これにより試料のコーティング面にわたるＸ線ビームのスピルオーバーを回避するように、試料の照射領域が画定された。２次側では、０．４°の発散及び２５μｍの厚さのＮｉＫβフィルターのソーラースリットを用いた。２０°＜２θ＜１００°の角度範囲内、０．０４°の増加及び１秒の計数時間で、対称θ−２θスキャンを実行した。ＸＲＤにおいて、薄膜吸収に対する生データの強度補正を、バルク物質の固有の侵入深さと対照的に、層の限られた厚さを考慮した全試料に適用した。更に、吸収補正は、ＴＣを計算するために追加の層がＭＴ−ＴｉＣＮ層上に蒸着された試料に適用させた。下記の式を参照されたい：

式中、Ｓは、それぞれ、ＴＣを解析する予定の層の厚さ又は吸収上層の厚さである。最終的に、５測定点で、Ｋα_２除去（Ｒａｃｈｉｎｇｅｒ法）、バックグラウンド除去及び放物線上のピークフィットを適用させた。ＭＴ−ＴｉＣＮ層の集合組織係数ＴＣの計算のため、Ｈａｒｒｉｓにより提唱された形式論を適用させた［Harris, G. B., Philosophical Magazine Series 7, 43/336, 1952, pp. 113-123］。ここで、補正した正味のピーク強度Ｉ_ｃｏｒｒは、ＰＤＦカード４２−１４８９から得た相対強度Ｉ_ｐｄｆに相関させた。

走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）のための試料の調製
インサートを横断面で切り取り、ホルダーで固定し、その後、下記の通り処理した：
１．６分間、水でのＳｔｒｕｅｒｓ Ｐｉａｎｏ２２０ディスクによる研削
２．３分間、９μｍのＭＤ−ラルゴダイヤモンド懸濁液による研磨
３．３：４０分間、３μｍのＭＤ−Ｄａｃダイヤモンド懸濁液による研磨
４．２分間、１μｍのＭＤ−Ｎａｐダイヤモンド懸濁液による研磨
５．少なくとも１２分間、ＯＰ−Ｓコロイドシリカ懸濁液による研磨／エッチング（コロイドシリカの平均粒径＝０．０４μｍ）
検体は、ＳＥＭ試験の前に超音波洗浄した。

ＣＶＤコーティング
ＣＶＤコーティングは、高さ１２５０ｍｍ及び直径３２５ｍｍのラジアルフロー型反応器、Ｂｅｒｎｅｘ ＢＰＸ ３２５Ｓ型で調製した。

ＥＢＳＤ及びΣ型粒界
粒界は、粒成長等の物質特性、クリープ特性、拡散特性、電気特性、光学特性、そして最後に大切な機械特性に大きな影響を及ぼす。考慮すべき重要な特性は、例えば、物質の粒界密度、異相界面の化学組成、並びに結晶学的集合組織、即ち、粒界面配向及び粒方位差である。したがって、対応格子（ＣＳＬ）粒界は重要な役割を担う。ＣＳＬ粒界は、多重度インデックス（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ ｉｎｄｅｘ）Σによって特徴づけられ、これは、粒界で接する２つの粒の結晶格子部位密度と、両結晶格子を重ねた場合に一致する部位の密度との間の比として定義される。単純構造のため、一般に、低いΣ値の粒界は低い界面エネルギー及び特殊な特性を有する傾向が認められる。したがって、特殊な粒界の割合及びＣＳＬモデルから推測される粒方位差の分布の制御には、セラミックの特性及びこれらの特性を高める方法が重要であると考えられる。

近年、電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）として知られる走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による技術が登場し、セラミック物質における粒界の研究で用いられている。ＥＢＳＤ技術は、反射電子により生成されるＫｉｋｕｃｈｉ型回折パターンの自動解析に基づく。この方法は、以下により報告されている：Ｄ．Ｊ．Ｐｒｉｏｒ，Ａ．Ｐ．Ｂｏｙｌｅ，Ｆ．Ｂｒｅｎｋｅｒ，Ｍ．Ｃ．Ｃｈｅａｄｌｅ，Ａ．Ｄａｙ，Ｇ．Ｌｏｐｅｚ，Ｌ．Ｐｅｒｕｚｚｏ，Ｇ．Ｊ．Ｐｏｔｔｓ，Ｓ．Ｍ．Ｒｅｄｄｙ，Ｒ．Ｓｐｉｅｓｓ，Ｎ．Ｅ．Ｔｉｍｍｓ，Ｐ．Ｗ．Ｔｒｉｍｂｙ，Ｊ．Ｗｈｅｅｌｅｒ，Ｌ．Ｚｅｔｔｅｒｓｔｒｏｍ， Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｉｍａｇｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ＳＥＭ ｔｏ ｔｅｘｔｕｒａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｒｏｃｋｓ， Ａｍ． Ｍｉｎｅｒａｌ． ８４（１９９９）１７４１−１７５９。研究される物質の各粒に対して、結晶配向は、対応する回折パターンでインデックスさせた後、決定させる。市販されているソフトウェアで、集合組織解析、及びＥＢＳＤで比較的単純化した粒界特性分布（ＧＢＣＤ）の決定を行う。ＥＢＳＤを異相界面に対して適用することで、境界の大きな試料の母集団を特徴とする粒界の方位差を提供する。典型的には、方位差分布は物質の加工条件と関連する。粒界方位差は、オイラー角、角／軸 対、又はロドリゲスベクトル等の、通常の配向パラメータを介して達成させる。ＣＳＬモデルは、特徴づけの手法として広く用いられている。この１０年の間、粒界工学（ＧＢＥ）として知られる研究領域が登場してきた。ＧＢＥは、向上させた加工条件の開発により粒界の結晶学を高め、こうした方法で、より良好な材料を達成することを目的とする。ＥＢＳＤは、最近、硬質コーティングを特徴として用いられている。以下を参照されたい：Ｈ．Ｃｈｉｅｎ，Ｚ．Ｂａｎ，Ｐ．Ｐｒｉｃｈａｒｄ，Ｙ．Ｌｉｕ，Ｇ．Ｓ．Ｒｏｈｒｅｒ，“Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｉｎ ＴｉＣ_ｘＮ_１−ｘ ａｎｄ ａｌｐｈａ−Ａｌ_２Ｏ_３ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｏｎ ＷＣ−Ｃｏ Ｔｏｏｌ Ｉｎｓｅｒｔｓ，” Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １７ｔｈ Ｐｌａｎｓｅｅ Ｓｅｍｉｎａｒ ２００９（Ｅｄｉｔｏｒｓ：Ｌ．Ｓ．Ｓｉｇｌ，Ｐ．Ｒｏｄｈａｍｍｅｒ，Ｈ．Ｗｉｌｄｎｅｒ，Ｐｌａｎｓｅｅ Ｇｒｏｕｐ，Ａｕｓｔｒｉａ） Ｖｏｌ．２，ＨＭ ４２／１−１１。

ＥＢＳＤ測定のための試料の調製で、その後、試料のコーティング表面を、平均粒径がそれぞれ３μｍ及び１μｍのダイヤモンドのスラリーを用いて研磨した。次に、試料を、平均粒径が０．０４μｍのコロイドシリカを用いて研磨した。最後の研磨の工程は、手作業で行われ、研磨時間は、試料品質がＥＢＳＤマッピングを行うのに十分となった、即ち、ＥＢＳＤパターンのインデックス化が平均信頼性指数（ＣＩ）＞０．２、１秒当たり５０−１００フレームの典型的なスキャン速度で達成できるまで、段階的に増加させた。正確な調製条件は、個別の試料及び装置に依存し、当業者によって容易に決定できる。研磨により、調製前後にキャロット部分の測定から決定づけられた、典型的には０．５μｍから２μｍの外側のＭＴ−Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ層を除去し、そのため第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の残りの厚さは、最初の層厚の５０％から９０％の間となった。電子回折パターンの情報深さは、残りの層厚と比べて（数十ナノメートル程度と）小さい。研磨した面が滑らかで、本来のコーティング面と平行な方向となるよう注意を払った。最終的に、試料は、ＥＢＳＤ試験の前に超音波洗浄した。

洗浄後、研磨した面は、ＥＢＳＤ（ＥＤＡＸ Ｄｉｇｉｖｉｅｗ）を備えたＳＥＭ（Ｚｅｉｓｓ Ｓｕｐｒａ ４０ ＶＰ）で解析した。ＥＢＳＤデータは、六角格子をなす測定点に収束電子ビームを配置することにより、十分に小さいステップサイズを用いて、順次、収集した。試料面の法線は入射ビームに対して７０°傾いており、解析は１５ｋＶで行われた。高電流モードを６０μｍ又は１２０μｍの開口と併せて適用した。収集は、測定前に獲得したＳＥＭ像から概算した平均粒幅より少なくとも５分の１小さく選ばれたステップサイズの測定格子を有する研磨した面で行われ、平均で、粒当たりのデータ点≧２５が得られるであろうことを確かめた。この粒径の予備的な推定から、ＥＢＳＤマップに含まれる表面積は、少なくとも１００００粒を含むには十分に大きく定義され、そのため、集合組織及び方位差の評価のために十分な粒の統計値を確かめる。

ノイズ除去のため、粒公差の角５°、粒径と続く粒拡張による５又は１０の測定点での最小粒径で、粒ＣＩ標準化をクリーンアップ手順として適用した。クリーンアップ後のマップ内の粒の個数は、全ての場合で１００００を優に超えた。

対応格子（ＣＳＬ）境界（Σ粒界）の分類のため、用いた角の公差Δは、Ｂｒａｎｄｏｎの条件式Δ＝Ｋ／Σ^ｎ（Ｋ＝１５、ｎ＝０．５）に対応させた。このように、ΣＮ型（Ｎ＝２ｎ＋１、１≦ｎ≦２８）のＣＳＬ境界（＝Σ３−４９型粒界）の分率は、決定された。

Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層厚Ｌ及び平均粒径Ｗの測定
本発明の目的のため、Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の層厚Ｌは、コーティング層のキャロット部分又は研磨した横断面での光学顕微鏡又は電子顕微鏡の像で測定した。平均粒径Ｗは、上記の手順及び定義によるＥＢＳＤ測定による、研磨した平面の試料から得た。研磨後の残りの層厚は、最初の層厚の５０％と９０％の間であった、即ち、平均粒径Ｗは、最初の層厚の５０から９０％の高さで測定された。

ＳＥＭで、本発明によるＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の研磨した横断面の精査により、柱状マイクロ構造が示された。層の外側面に突出している柱状粒は全て、基本的に第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層及び第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の間の異相界面で核生成されたことが推測できる。したがって、層厚は概ね、Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の粒の長さに対応する。

同形の結晶構造
本発明の目的のため、本明細書で使用する用語「同形の結晶構造」は、単位セルが様々な化学組成の結晶に存在する関連する原子の様々なサイズにより様々な寸法となり得るが、同じ空間群に属する結晶を意味する。本発明による実施例として、Ｔｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗ結晶及びＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ結晶は、面心立方（ｆｃｃ）結晶構造等の、同形の結晶構造を有し得る。

実施例１： 試料の調製と解析
超硬合金切削工具の基材本体（組成：９０．５ｗｔ％のＷＣ、１．５ｗｔ％のＴａＣ／ＮｂＣ及び８．０ｗｔ％のＣｏ；形状：ＳＥＨＷ１２０４ＡＦＮ）は、装填盤に設置し、高さ１２５０ｍｍ及び直径３２５ｍｍのラジアルフロー型ＣＶＤ反応器、Ｂｅｒｎｅｘ ＢＰＸ ３２５Ｓ型でコーティングした。

本発明によるコーティングの蒸着（コーティング１及び２）並びに比較例（コーティング３）の実験条件は、表１に示す。本発明と比較例による全てのコーティングは、薄いＴｉＮ接着層で開始した。本発明による第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＮ_ｗコーティング層及び第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層は、いかなる中間層又は核生成の工程なしに、互いの直上に蒸着された。

Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定及び集合組織係数
コーティングの最も外側のＭＴ−Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ層はＸＲＤで解析し、ＴｉＣＮの（ｈｋｌ）反射である（１１１）、（２００）、（２２０）及び（３１１）の集合組織係数は、本明細書に記載の通りに決定した。薄膜補正は、ＸＲＤ生データを適用した。結果は表２に示す。

元素組成のＥＤＳ解析
コーティング中のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗ及びＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ層の元素組成は、ＥＤＳ、及び、ＴｉＣに対してＪＣＰＤＦカード番号３２−１３８３及びＴｉＮに対してカード番号３８−１４２０をそれぞれ用いるベガードの法則を適用することによるＸＲＤピーク位置から、決定した。結果は表３に示す。実験誤差は±３ａｔ％と推定される。

ＥＢＳＤ解析
表４は、ＥＢＳＤ測定及びデータ処理並びに結果の詳細を示す。

対応格子（ＣＳＬ）境界（Σ粒界）の分類のため、用いた角の公差ΔはＢｒａｎｄｏｎの条件式Δ＝Ｋ／Σ^ｎ（Ｋ＝１５、ｎ＝０．５）に対応させた。このように、ΣＮ型（Ｎ＝２ｎ＋１、１≦ｎ≦２８）のＣＳＬ境界（＝Σ３−４９型粒界）の分率は、決定された。

方位差角は、クリーンアップに用いる粒公差の角、及び立方対称性の最大可能方位差角によって制限した、５°から６２．８°の間の範囲で評価してきた。粒界方位差の分布は、５°から６２．８°までを５０ピッチで、即ち、１．１６°の増加で方位差角での粒界の長さの分率をプロットし、その後、分布の中で確認された境界のみを考慮することで評価した。計算した（相関させた）方位差分布の得られた柱状図は、ＯＩＭ解析ソフトウェアで計算した、相関していない（集合組織由来の）分布と比較した。方位差角の各ピッチにおいて、相関していない個数分率に対する相関させた方位差角の個数分率の偏差を計算してきた。本発明によるＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ層において、偏差は全ピッチで１０より小さい因子によることが見出せる。これに対して、先行技術による層の計算された方位差角分布は、６０°で更により明白な急激な上昇を示し、個数分率は、相関していない個数分率より１０倍以上となるが、これは大きな量のΣ３境界に相当する。

転削試験
コーティング番号１、２及び３の切削工具インサートは、以下の転削の適用によって試験した：
被削材： 灰色鋳鉄ＤＩＮ ＧＧ２５
作業： 乾式転削
送り量： ｆ_Ｚ＝０．２ｍｍ
切込み深さ： ａ_ｐ＝３ｍｍ
取付け角： κ＝４５°
切削速度： ｖ_ｃ＝２８３ｍ／分

主な切削端での最大逃げ面摩耗Ｖ_Ｂｍａｘの発生、及び櫛状亀裂の個数は、８００ｍｍのステップで転削距離４８００ｍｍにおいて観測された。表５には、転削距離におけるＶ_Ｂｍａｘの発生及び４８００ｍｍでの櫛状亀裂の個数を示す。

転削試験では、本発明によるコーティングは、櫛状亀裂が不発生であることを示すように、逃げ面摩耗に対する著しく高い耐性、及び熱機械的衝撃性に対する非常に高い耐性を示した。

Claims (9)

1. 超硬合金、サーメット、セラミック、鋼又は立方晶窒化ホウ素の基材、及び総コーティング膜厚が５から２５μｍであり、化学蒸着法（ＣＶＤ）又は中温化学蒸着法（ＭＴ−ＣＶＤ）により蒸着された少なくとも２つの耐火コーティング層を含む多層耐摩耗性コーティングからなり、少なくとも２つの耐火コーティング層が、互いの上に蒸着された第１のコーティング層及び第２のコーティング層を含むコーティング切削工具であって、
   第１のコーティング層が、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗ（０．２≦ｕ≦１．０、０≦ｖ≦０．２５及び０．７≦ｗ≦１．１５）からなり、６００℃から９００℃の範囲の反応温度でＣＶＤによって蒸着され、
   第２のコーティング層が、炭窒化チタンＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙ（０．８５≦ｘ≦１．１及び０．４≦ｙ≦０．８５）からなり、６００℃から９００℃の範囲の反応温度でＭＴ−ＣＶＤによって第１のコーティング層の上に蒸着され、
   第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層が、柱状の粒形態を有し、Ｔｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の全体の繊維集合組織が、集合組織係数ＴＣ（１１１）＞２によって特徴づけられ、ＴＣ（１１１）が、以下の通りに定義される：
   

   

   （式中、
   （ｈｋｌ）＝ （ｈｋｌ）反射の測定強度
   Ｉ_０（ｈｋｌ）＝ＪＣＰＤＦカード番号４２−１４８９による標準粉体回折データの標準強度
   ｎ＝ 計算に用いられる反射の数で、（ｈｋｌ）反射には（１１１）、（２００）、（２２０）及び（３１１）が用いられる）
   コーティング切削工具。
2. 第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層が、厚さＬ及び平均粒径Ｗを有し、その比Ｌ／Ｗ＜８、好ましくはＬ／Ｗ＜５である、請求項１に記載のコーティング切削工具。
3. 第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の粒が、０．４μｍ以上、好ましくは０．７μｍ以上、より好ましくは１．１μｍ以上の平均粒径Ｗを有する、請求項１又は２に記載のコーティング切削工具。
4. 第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層が、柱状の粒形態を有し、第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の全体の繊維集合組織が、Ｘ線回折（ＸＲＤ）極点図測定又はＥＢＳＤ測定により決定される｛１１１｝結晶面からの回折の最大強度が、法線面から試料基材の表面までの傾き角α＝±２０°、好ましくはα＝±１０°、より好ましくはα＝±５°、更により好ましくはα＝±１°内で起こることによって特徴づけられる、請求項１から３の何れか一項に記載のコーティング切削工具。
5. 第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層でのΣ３型粒界の長さが、ΣＮ型（Ｎ＝２ｎ＋１、１≦ｎ≦２８）の粒界（＝Σ３−４９型粒界）の和の合計長さに対して、６０％未満、好ましくは４０％未満、より好ましくは３０％未満であり、粒界特性分布がＥＢＳＤによって測定される、請求項１から４の何れか一項に記載のコーティング切削工具。
6. 第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の全体の繊維集合組織が、集合組織係数ＴＣ（１１１）＞３．０、好ましくはＴＣ（１１１）＞３．７５によって特徴づけられる、請求項１から５の何れか一項に記載のコーティング切削工具。
7. 第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の結晶及び第２のＴｉ_ｘＣ_ｙＮ_１−ｙコーティング層の結晶が、同形の結晶構造、好ましくは面心立方（ｆｃｃ）結晶構造を有する、請求項１から６の何れか一項に記載のコーティング切削工具。
8. 多層耐摩耗性コーティングが、基材表面と第１のＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗコーティング層の間に少なくとも１つの更なる耐火層を含み、少なくとも１つの更なる耐火層が、１つ又は複数のＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｖ及びＨｆの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭窒酸化物及び炭窒ホウ化物又はこれらの組合せから選択され、化学蒸着法（ＣＶＤ）又は中温化学蒸着法（ＭＴ−ＣＶＤ）によって蒸着され、好ましくは少なくとも１つの更なる耐火層が、ＴｉＮ層を含むか又はそれからなる、請求項１から７の何れか一項に記載のコーティング切削工具。
9. 第１のコーティング層が、窒化チタンアルミニウム又は炭窒化チタンアルミニウムＴｉ_１−ｕＡｌ_ｕＣ_ｖＮ_ｗ（０．６≦ｕ≦１．０、０≦ｖ≦０．１及び０．７≦ｗ≦１．１５、好ましくは０．８≦ｕ≦１．０、０≦ｖ≦０．０５及び０．７≦ｗ≦１．１５）からなる、請求項１から８の何れか一項に記載のコーティング切削工具。