JP6285858B2 - 微細構造鋸歯状刃を有するコーティング層 - Google Patents

Description

本願は、２０１１年５月２７日に出願された、「立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）粒子からなる多層コーティング及び／又は膜構成（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｌａｙｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｄ／ｏｒ Ｆｉｌｍ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ （ｃＢＮ） Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）」という名称の米国仮特許出願第６１／４９０，７３０号の、また同じく２０１１年５月２７日に出願された、「厚膜立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）並びに他のセラミック系コーティング及び膜の作製プロセス（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｔｈｉｃｋ Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ （ｃＢＮ） ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｂａｓｅｄ Ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｉｌｍ）」という名称の米国仮特許出願第６１／４９０，７１９号の優先権を主張する。このような出願は、本明細書中に全体が記載されているかのように参照により援用される。

連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
該当なし。

より優れた耐摩耗性及び耐腐食性を実現させるためなど、様々な材料の性能を向上させるためには、コーティングが効果的である。基板材料の耐摩耗性を向上させるために基板にコーティングが適用される一般的な用途として、硬化鋼など硬質材料の切削のための切削工具挿入部が挙げられる。切削工具用の一般的な基板材料としては、たとえば、バインダ材料としてのコバルト又はニッケルの割合が様々で、異なる粒径で形成される硬質金属を挙げることができる。

カットエッジが比較的平滑である切断材料又は形成材料を製造することが、多くの場合望ましい。ワークピース上で最も平滑なカットエッジを作り出すためには、切削工具挿入部が平滑な切れ刃表面を、好ましくは研磨され平滑な切れ刃表面を有すべきと一般的には考えられている。切削工具挿入部が、基板に適用される硬質又は超硬質材料のコーティングを有する場合、このコーティング上に平滑な、又は研磨された刃表面を作り出すことが望ましいと考えられている。切削工具又は切削工具挿入部上の鋸歯状刃が、結果的にワークピース上により粗い表面仕上げをもたらすと一般的には考えられている。これらの理由から、コーティングを施した基板の切削工具挿入部は、このような切削挿入部の使用により生じる切り口が望ましくは平滑となるように、可能な限り平滑に、さらには可能な限りプロセス中に適用すべきであると一般的に考えられている。さらには、切削用のさらに平滑な刃を提供し、その結果としてさらに平滑な切削によるワークピースがもたらされるように、コーティング堆積プロセスが完了した後にコーティングの切れ刃における研磨ステップを設けることが望ましいと見なされている。

平滑に研磨を施した切れ刃が一般的には望ましいと見なされるが、この技術には、鋸歯状切れ刃を有する切削工具を作り出そうとする試みが含まれている。これらは主に、非金属切削用途における使用を対象としている。一方、場合によっては、金属切削用途向け工具挿入部に鋸歯状切れ刃が採用されているが、これは上述の通り、より高い切削率に有利になるようより悪い（より粗い）表面仕上げの妥協案と一般的には見なされる。Ｃｒａｉｇの米国特許第７，５９１，６１４号には、鋸歯状刃を有するそのような切削工具挿入部の一例が示されている。しかしながら、そのような場合には、切削工具又は切削工具挿入部は、精密に設計され且つ製造された鋸歯状刃を有する切れ刃を有し、それら鋸歯状刃の精密な構成の結果として、周期的パターンとなる。切削工具又は切削工具挿入部の製造における、これらの周期的パターンの鋸歯状刃の適用は時間がかかることから、このようにして作り出される切削工具又は切削工具挿入部のコストは増加する。特に硬化鋼など非常に硬質な材料で平滑な切り口を提供するけれども、比較的迅速に、したがって安価に製造することができる切削工具及び切削工具挿入部が非常に望まれる。

本発明は、切削工具挿入部として使用するためなどであるがこれに限定されない、基板上のコーティングを対象とし、コーティングの表面の切れ刃が非周期的に配置されている鋸歯状刃又はテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）を備える。このような非周期的鋸歯状刃は、たとえば、突起と溝、又は谷との統計的にランダムなパターンが結果的に得られるハイブリッドプロセスによって製造することができる。従来技術の教示に反して、本発明者らは、この種の切れ刃により結果的には特に平滑な切り口が得られることを見出した。このことは、硬化鋼など非常に硬質な材料の切削において採用しようとする切削工具又は切削工具挿入部に使用する場合には、特に有益である。様々な諸実施形態において、この非周期性は、複数の順序又は規模で存在していてもよく、ある寸法、順序又は規模の非周期性を、別の寸法、順序又は規模の周期性と組み合わせることができる。

第１の態様において、本発明は、基板と、基板上のコーティングとを備える切削工具を対象とし、コーティングは少なくとも１つの切れ刃を備え、さらに少なくとも１つの切れ刃は、複数の非周期性鋸歯状刃を備える。

第２の態様において、本発明は、切削工具を製造するための方法を対象とし、この方法は、静電噴霧コーティング（ＥＳＣ）技法を用いることで、基板に第１の材料を堆積させて基板上にコーティングを生成する方法ステップと、化学気相浸透（ＣＶＩ）技法を用いて第２の材料又は第２の材料群を基板上のコーティングに浸透させる方法ステップとを含み、切れ刃を備えるコーティングが施された基板が製造され、切れ刃は複数の非周期的鋸歯状刃を備える。

本発明のこれらの、また他の特徴、目的及び利点は、以下に説明する図面に関連する好ましい諸実施形態及び添付の特許請求の範囲についての、以下の詳細な説明の考察からよりよく理解されるようになるであろう。

本発明の好ましい一実施形態による、基板と、切れ刃に非周期的鋸歯状刃を有するコーティングとの斜視図である。

本発明の好ましい一実施形態による、非周期的鋸歯状刃を有する基板コーティングの切れ刃の近接ＳＥＭ写真である。

物理気相成長（ＰＶＤ）コーティングを有する、従来の精密研磨を施した刃の多結晶質立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）挿入部で切削を行ったワークピース上、及び本発明の好ましい一実施形態による非周期的鋸歯状刃を採用するが、他は同様の挿入部で切削を行ったワークピース上の表面仕上げ結果を比較するグラフである。

本発明の好ましい一実施形態における非周期性を示す２枚のＳＥＭ写真の組合せであって、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の特定部分の拡大である。

本発明は、好ましい一実施形態によれば、コーティングを有する基板に関し、コーティング表面は、その切れ刃及び他の表面に沿って現れる鋸歯状刃を有する。鋸歯状刃は、コーティングした基板の切れ刃及び他の表面に沿って統計的にランダムな分布で現れ、サブミクロンフィーチャから任意の方向に数ミクロンの寸法を有するフィーチャまでの範囲で線寸法を有する突起及び溝（谷）からなる不規則なフィーチャを含む。好ましい諸実施形態において、任意の方向における線寸法は、約１〜３ミクロンである。従来技術の教示に反して、このサイズ範囲でコーティングした基板の切れ刃及び他の表面上に鋸歯状刃を含むと、切削工具又は切削工具挿入部の目的で採用した場合、特に平滑なワークピース上でカットエッジが結果的に得られることが、本発明者らにより見出された。実際には、ワークピース上のこのカットエッジは、平滑で高度に研磨を施した刃を有する従来の切削工具又は切削工具挿入部の使用により生じるカットエッジよりもさらに平滑となり得ることがわかっている。このことは、様々な硬化鋼など、切削が特に困難な材料で形成されているワークピースに特に当てはまる。鋸歯状刃は、チップブレーカとして機能することもでき、これは、チップが長いかけらを形成することを防止するよう意図されている切削工具の特徴である。平滑で研磨を施した切れ刃が必要とされず、望まれてもいないため、本発明の好ましい実施形態による切削工具又は切削工具挿入部は、高度に研磨を施した切れ刃を有する劣った従来の切削工具よりも迅速に、且つ安価に製造することができる。

コーティング上でこのような非周期的鋸歯状刃を可能とすることによって、追加の研磨後処理の必要なくコーティングを製造することができ、したがってコーティングをより迅速に適用することができる（この場合平滑であることは重要ではない）ため、切削工具挿入部の製造のためにより低コストでコーティングを製造することができる。この手法は、平滑な切れ刃を有する工具及び意図的に作製した周期的鋸歯状刃を有する工具の両製造と比較した場合、より迅速で、したがってより低コストの手法である。加えて、本発明の好ましい実施形態により製造した切削工具は、堆積後に研磨ステップを何ら必要としない。実際には、コーティングを堆積させた後に切れ刃を平滑化するための研磨又は他の努力は、実際にはワークピース上の平滑なカットエッジという所望の結果にとって逆効果であると考えられる。したがって、平滑化ステップは完全に取り除くことができ、さらに切削工具又は切削工具挿入部の製造に関連する製造時間を、したがってコストを削減することができる。

ここで図１及び図２を見ると、本発明の好ましい一実施形態についてここで詳細に説明することができる。基板１０がコーティング１２と共に示されているが、このコーティング１２は、好ましい一実施形態により以下で説明するようなプロセスで適用される。基板１０は、炭化物、窒化物、炭窒化物、金属相など、様々な材料で形成することができる。基板１０はまた、様々な実施形態において、炭化物、窒化物、炭窒化物及び金属相でコーティングが施されている窒化ホウ素から形成することもできる。コーティング１２は、最大５ミクロンのわずか数ナノメートルほどの小さいサイズ範囲の突起及び溝（谷）を有する刃１４を備える。図２のＳＥＭ写真に見られるように、コーティング１２により結果として、鋸歯状刃１４にクレータのような表面が得られ、この表面は、典型的には非常に硬質の難削材料の切削に使用する切削工具及び切削工具挿入部の切れ刃で採用される従来の研磨を施した表面と比較すると、非常に粗い。このコーティングにおける非周期性を図４に示す。

粒子は、好ましくはハイブリッド堆積プロセスを用いて基板１０に適用する。第１のステップにおいて、このプロセスは静電噴霧コーティング（ＥＳＣ）法で始まる。ＥＳＣでは、粒子を基板上に堆積させるために、粒子を帯電させ、静電場を横切って基板に向かって吹き付ける。ＥＳＣコーティングプロセスについては一般に、参照により本明細書中に援用される、Ｍａｌｓｈｅらの米国特許第６，６０７，７８２号に記載されている。好ましい本実施形態においてはＥＳＣを使用するが、代替の諸実施形態では、超音波噴霧堆積（ＵＳＤ）や静電噴霧堆積（ＥＳＤ）など、他の粉体コーティング方法を採用することもできる。その後、このプロセスの後に、化学気相浸透（ＣＶＩ）を用いる第２のステップが続く。ＣＶＩは、既存の多孔質材料マトリックス体内に１種又は複数種の材料を堆積させるためのプロセスである。ＣＶＩは、表面上に材料を堆積させるために類似のプロセスを使用する化学気相成長（ＣＶＤ）の変形である。第１のＥＳＣコーティングステップにおいて使用すべき好ましい材料は、窒化物及び炭窒化物、特に立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）である。この材料は、効果的な研磨剤として周知である。第２の浸透ステップにおいては、好ましい材料は窒化物、炭化物及び炭窒化物、特に窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニア、炭化チタン、炭化ハフニウム、炭窒化チタン及び炭窒化ハフニウムである。この後、好ましい本実施形態では、後処理又は焼結ステップが続くが、このステップは、たとえば、放射線（レーザや赤外線放射など）又はマイクロ波焼結によって行うことができる。

上述の通り、突起及び溝の任意の方向における寸法は、好ましくは各寸法が約１〜３ミクロンである。刃１４における表面フィーチャの寸法は、電圧や噴霧距離などのプロセスパラメータを変更することによって、またコーティング１２を堆積させる際に使用する粉末材料の粒径を変更することによって変えることができる。電圧を上昇させると一般に、表面フィーチャの線寸法が比較的微量ではあるが増大することになると、本発明者らが見出した。同様に、噴霧距離を増大させると通常、表面フィーチャの線寸法が増大することになる。コーティング１２を形成するために基板１０上に堆積させる粉末粒子の平均径及び形状は、刃１４における表面フィーチャに著しい影響を及ぼすことがわかっている。他の類似のプロセス及び類似の平均粒径を前提とすると、形状が不規則な粒子により、概して形状が平滑又は球状である粉末粒子よりも寸法が大きい表面フィーチャがもたらされることがわかっている。さらには、ＣＶＩプロセスについての化学的性質、温度、堆積時間など他の因子が、刃１４における表面フィーチャの形状及び寸法に寄与する。好ましい温度は８５０℃〜１０５０℃の範囲、好ましい継続時間は６００〜２４００分の範囲である。他のパラメータがすべて変化しないのであれば、より高い温度及びより長い継続時間により、より粗い突起が表面にもたらされることがわかっている。

本明細書中に記載されているようなこのプロセスにより、結果として切れ刃１４に沿って非周期的で、統計的にランダムなトポグラフィが生じ、このトポグラフィは、ランダムに分布する突起及び溝（谷）で構成される。切れ刃１４における突起及び溝フィーチャの大きさは、少なくとも一部は事前に合成した結晶又は粉末粒子の性質によると考えられる。事前に合成した結晶又は粉末粒子は、産業用の供給業者から入手することができる。事前に合成した結晶は、表面フィーチャ形成プロセスを増幅する核形成部位として働くと本発明者らは考えている。非周期性は、代替の実施形態においては、複数の様々な規模又は順序で存在することができる、すなわち、より大きくもより小さくも異なる視野の規模にわたって非周期性を見ることができることに留意することができよう。加えて、非周期性は、代替の実施形態においては、ある線寸法において存在し、周期性が別の線寸法において現れてもよい。周期性と非周期性とを、鋸歯状刃がある規模で非周期的で、且つ別の規模で周期的となるように異なる規模又は順序で組み合わせることもできる。

好ましい一実施形態による堆積プロセスの実例適用において、好ましい一実施形態による上述のように表面フィーチャを有するコーティングが施された工具を、ワークピースとしてのＡＩＳＩ４３４０硬化鋼の連続旋回で試験した。標準的な切削液を利用すると、このワークピース材料の硬度は、表面速度５００ＳＦＭで約５２〜５４ＨＲＣ、送り速度は約０．００６ＩＰＲ、切削深さは約０．０１０’’であった。基準として、コーティングを施した多結晶質立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）ろう付先端部で構成される他の類似の十分に研磨を施した工具挿入部を、同一条件下で試験した。図３に示すように、本発明の好ましい実施形態により製造される、刃１４に鋸歯状刃を有するコーティングを施した挿入部は、十分に研磨が施された切削工具挿入部を用いてもたらされる切削面よりも予想外に平滑な表面仕上げの切削面を結果的にもたらすことが、この試験の結果により実証される。

鋸歯状切れ刃を有する切削工具によって実現される驚くべき優れた結果は、コーティング刃の表面にある切削液からの潤滑剤の滞留時間拡張が鋸歯状刃によりもたらされることから生じ得ると、本発明者らは考えている。したがって、切削液は、鋸歯状切れ刃における溝により長く滞留し、潤滑剤のためのマイクロ流体通路が溝により効果的に形成される。コーティングにおける非周期性により、潤滑剤をより長く加工面上に残存させることができ、それによって性能が向上する。加えて、鋸歯状刃は、全面接触に代えての多点接触によるコーティング刃により、ワークピースとの接点においてかかる微小応力に影響を及ぼすことがあると本発明者らは考えている。したがって、同じ接触圧では、滑り（すなわち、相対運動）による界面における摩擦はわずかに低減されると考えられる。この効果により、コーティング刃とワークピースとの間の接点で生じる熱を配分することができるようになると共に、結果として切削工具刃とワークピースとの間のけん引力を低減することができる。

本発明で使用する「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」又は「特徴とする（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ）」と同義で、包括的又はオープンエンドであるが、追加の列挙されていない要素又は方法ステップを排除しない。本明細書中で使用する「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」は、請求項要素に特定されていない要素、ステップ又は成分を排除する。本明細書中で使用する「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、請求項の基本的及び新規の特徴に実質的には影響を及ぼさない材料又はステップを排除しない。特に、ある組成物の成分についての記述における、又はデバイスの要素についての記述における用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」の本明細書中の任意の列挙は、列挙されている成分又は要素からなる、また列挙されている成分又は要素から本質的になるそれら組成物及び方法を包含すると理解される。具体的には、用語「切削工具」は、切削工具挿入部を、また切削工具の部品として使用することができる他の部品を含む。本明細書中に適切に実例として記載されている本発明は、本明細書中に具体的に開示されていない１つ又は複数の要素、１つ又は複数の限定がない場合でも実施することができる。

マーカッシュ群又は他のグループ分けを本明細書中で使用する場合、その群の個々の要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）すべて、またその群から可能なコンビネーション（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）及びサブコンビネーション（ｓｕｂｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）すべてが個々に本開示に含まれるものとする。

採用されている用語及び表現は、限定ではなく説明の用語として使用され、このような用語及び表現の使用において、図示し説明する特徴又はそれらの一部の均等物を排除する意図はなく、請求項に記載されている本発明の範囲内で様々な変更が可能であることが認識される。したがって、好ましい諸実施形態及び任意選択の特徴により本発明を具体的に開示してきたが、本明細書中に開示されている概念の変更及び変形が当業者により用いることができること、またこのような変形及び変更は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内にあると見なされることを理解されたい。したがって、追加の諸実施形態は本発明の範囲内、且つ下記特許請求の範囲内である。

一般に、本明細書中で使用する用語及び語句は、それらの当該技術分野において承認されている（ａｒｔ−ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ）意味を有し、それらの意味は、当業者に公知である標準的なテキスト、ジャーナルの参考文献及び文脈を参照することにより探し出すことができる。前述の定義は、本発明に照らしてそれらの特定使用を明確にするために規定されている。

本明細書中に言及されている特許及び出版物はすべて、本発明に関連する当業者の技術水準を示すものである。本明細書中で引用される参考文献はすべて、本明細書の開示と矛盾しない範囲で参照により本明細書中に援用される。

単なる例示であって、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の全範囲を限定するものではない一部の好ましい諸実施形態及び代替の諸実施形態に関して、本発明を説明している。
なお、下記［１］から［１９］は、いずれも本発明の一形態又は一態様である。
［１］
ａ．炭化物、窒化物、炭窒化物、多結晶質立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）、ＰＣＢＮ先端ろう付材料、サーメット及び鋼からなる組から選択される材料を含む基板と、
ｂ．前記基板上の、炭化物、窒化物、酸化物及び炭素からなる組から選択される材料を含むコーティングであって、前記材料が連続又は不連続のいずれか一方であり、さらに前記コーティングには、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニア、炭化チタン、炭化ハフニウム、炭窒化チタン及び炭窒化ハフニウムからなる組から選択される材料が浸透し、さらに前記コーティングが、少なくとも１つの切れ刃を備え、前記少なくとも１つの切れ刃が、非周期的な複数の鋸歯状刃を備え、前記非周期的な複数の鋸歯状刃が、複数の突起及び複数の谷を備え、前記非周期的な複数の鋸歯状刃の少なくとも１つのサブセットが、少なくとも第１の線寸法において非周期的で、さらに前記複数の鋸歯状刃の前記サブセットが少なくとも１つの非周期的規模で非周期的である、コーティングと
を備える切削工具。
［２］
前記第１の線寸法が５ミクロンを超えない、［１］に記載の工具。
［３］
前記第１の線寸法が１〜３ミクロンの範囲にある、［２］に記載の工具。
［４］
前記少なくとも１つの切れ刃が、前記非周期的規模よりも大きい又は小さいいずれか一方である周期的規模で周期的である複数の周期的鋸歯状刃を備える、［３］に記載の工具。
［５］
前記少なくとも１つの切れ刃が、前記第１の線寸法とは異なる第２の線寸法において周期的である複数の周期的鋸歯状刃を備える、［３］に記載の工具。
［６］
前記少なくとも１つの切れ刃が、第１の複数の非周期的鋸歯状刃と、第２の複数の非周期的鋸歯状刃とを備え、前記第１の複数の非周期的鋸歯状刃及び前記第２の複数の非周期的鋸歯状刃が異なる規模である、［３］に記載の工具。
［７］
前記少なくとも１つの切れ刃が、第１の複数の非周期的鋸歯状刃と、第２の複数の非周期的鋸歯状刃とを備え、前記第１の複数の非周期的鋸歯状刃が第１の線寸法において非周期的であり、前記第２の複数の非周期的鋸歯状刃が第２の線寸法において線形である、［３］に記載の工具。
［８］
前記第１及び第２の少なくとも一方の複数の非周期的鋸歯状刃がチップブレーカである、［７］に記載の工具。
［９］
前記コーティングが窒化ホウ素を含む、［３］に記載の工具。
［１０］
前記コーティングが立方晶窒化ホウ素を含む、［９］に記載の工具。
［１１］
前記切れ刃が複数のマイクロ流体チャネルを備える、［３］に記載の工具。
［１２］
ａ．静電噴霧コーティング（ＥＳＣ）、静電噴霧堆積（ＥＳＤ）、超音波噴霧堆積（ＵＳＤ）並びにＥＳＣ、ＥＳＤ及びＵＳＤ技法のうち少なくとも２つのハイブリッドからなる組から選択される技法を用いることで、基板に第１の材料を堆積させて前記基板上にコーティングを生成する方法ステップであって、前記基板が、炭化物、窒化物、炭窒化物、多結晶質立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）、ＰＣＢＮ先端ろう付材料、サーメット及び鋼からなる組から選択される材料を含み、前記コーティングが連続又は不連続のいずれか一方で、前記第１の材料が、炭化物、酸化物、窒化物及び炭素からなる組から選択される材料を含む方法ステップと、
ｂ．化学気相浸透（ＣＶＩ）技法を用いて、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニア、炭化チタン、炭化ハフニウム、炭窒化チタン及び炭窒化ハフニウムからなる群から選択される第２の材料を前記基板上の前記コーティングに浸透させる方法ステップと、
ｃ．レーザ放射、赤外線（ＩＲ）放射又はマイクロ波焼結からなる組から選択される堆積後プロセスを適用する方法ステップとを含む、切削工具を製造するための方法において、
切れ刃を備えるコーティングが施された基板が製造され、前記切れ刃が複数の非周期的鋸歯状刃を備え、前記複数の非周期的鋸歯状刃が複数の突起と複数の谷とを備える上記方法。
［１３］
前記複数の非周期的鋸歯状刃の少なくとも１つのサブセットが、５ミクロンを超えない少なくとも１つの線寸法を備える、［１２］に記載の方法。
［１４］
前記複数の非周期的鋸歯状刃の前記サブセットが、１〜３ミクロンの範囲の少なくとも１つの線寸法を備える、［１３］に記載の方法。
［１５］
前記コーティングが窒化ホウ素を含む、［１４］に記載の方法。
［１６］
前記コーティングが立方晶窒化ホウ素を含む、［１４に記載の方法。
［１７］
前記浸透ステップが、８５０℃〜１０５０℃の範囲の温度で行われる、［１６］に記載の方法。
［１８］
前記浸透ステップが、６００〜２４００分の継続時間で行われる、［１７］に記載の方法。
［１９］
前記切れ刃が複数のマイクロ流体チャネルを備える、［１６］に記載の方法。

Claims (18)

1. ａ．炭化物、窒化物、炭窒化物、多結晶質立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）、ＰＣＢＮ先端ろう付材料、サーメット及び鋼からなる組から選択される材料を含む基板と、
   ｂ．前記基板上の、炭化物、窒化物、酸化物及び炭素からなる組から選択される材料を含むコーティングであって、前記材料が連続又は不連続のいずれか一方であり、さらに前記コーティングには、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニア、炭化チタン、炭化ハフニウム、炭窒化チタン及び炭窒化ハフニウムからなる組から選択される材料が浸透し、さらに前記コーティングが、少なくとも１つの切れ刃を備え、前記少なくとも１つの切れ刃が、複数のランダムに分布する鋸歯状刃を備え、前記複数のランダムに分布する鋸歯状刃が、複数の突起及び複数の谷を備え、前記複数のランダムに分布する鋸歯状刃の少なくとも１つのサブセットが、少なくとも第１の線寸法について周期的パターンを有さない、コーティングと
   を備える切削工具。
2. 前記第１の線寸法が５ミクロンを超えない、請求項１に記載の工具。
3. 前記第１の線寸法が１〜３ミクロンの範囲にある、請求項２に記載の工具。
4. 前記少なくとも１つのサブセットが、前記第１の線寸法とは異なる第２の線寸法において周期的パターンを有する、請求項１に記載の工具。
5. 前記少なくとも１つの切れ刃が、第１の複数のランダムに分布する鋸歯状刃と、第２の複数のランダムに分布する鋸歯状刃とを備え、前記第１の複数のランダムに分布する鋸歯状刃及び前記第２の複数のランダムに分布する鋸歯状刃がそれぞれ異なる線寸法について周期的パターンを有さない、請求項１に記載の工具。
6. 前記少なくとも１つの切れ刃が、第１の複数のランダムに分布する鋸歯状刃と、第２の複数のランダムに分布する鋸歯状刃とを備え、前記第１の複数のランダムに分布する鋸歯状刃が第１の線寸法について周期的パターンを有し、前記第２の複数のランダムに分布する鋸歯状刃が第２の線寸法について周期的パターンを有する、請求項１に記載の工具。
7. 前記第１及び第２の少なくとも一方の複数のランダムに分布する鋸歯状刃がチップブレーカである、請求項６に記載の工具。
8. 前記コーティングが窒化ホウ素を含む、請求項１に記載の工具。
9. 前記コーティングが立方晶窒化ホウ素を含む、請求項８に記載の工具。
10. 前記切れ刃が複数のマイクロ流体チャネルを備える、請求項１に記載の工具。
11. ａ．静電噴霧コーティング（ＥＳＣ）、静電噴霧堆積（ＥＳＤ）、超音波噴霧堆積（ＵＳＤ）並びにＥＳＣ、ＥＳＤ及びＵＳＤ技法のうち少なくとも２つのハイブリッドからなる組から選択される技法を用いることで、基板に第１の材料を堆積させて前記基板上にコーティングを生成する方法ステップであって、前記基板が、炭化物、窒化物、炭窒化物、多結晶質立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）、ＰＣＢＮ先端ろう付材料、サーメット及び鋼からなる組から選択される材料を含み、前記コーティングが連続又は不連続のいずれか一方で、前記第１の材料が、炭化物、酸化物、窒化物及び炭素からなる組から選択される材料を含む方法ステップと、
    ｂ．化学気相浸透（ＣＶＩ）技法を用いて、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニア、炭化チタン、炭化ハフニウム、炭窒化チタン及び炭窒化ハフニウムからなる群から選択される第２の材料を前記基板上の前記コーティングに浸透させる方法ステップと、
    ｃ．レーザ放射、赤外線（ＩＲ）放射又はマイクロ波焼結からなる組から選択される堆積後プロセスを適用する方法ステップとを含む、切削工具を製造するための方法において、
    切れ刃を備えるコーティングが施された基板が製造され、前記切れ刃が複数のランダムに分布する鋸歯状刃を備え、前記複数のランダムに分布する鋸歯状刃が複数の突起と複数の谷とを備える上記方法。
12. 前記複数のランダムに分布する鋸歯状刃の少なくとも１つのサブセットが、５ミクロンを超えない少なくとも１つの線寸法について周期的パターンを有さない、請求項１１に記載の方法。
13. 前記複数のランダムに分布する鋸歯状刃の前記サブセットが、１〜３ミクロンの範囲の少なくとも１つの線寸法について周期的パターンを有さない、請求項１２に記載の方法。
14. 前記コーティングが窒化ホウ素を含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記コーティングが立方晶窒化ホウ素を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記浸透ステップが、８５０℃〜１０５０℃の範囲の温度で行われる、請求項１１に記載の方法。
17. 前記浸透ステップが、６００〜２４００分の継続時間で行われる、請求項１６に記載の方法。
18. 前記切れ刃が複数のマイクロ流体チャネルを備える、請求項１１に記載の方法。