WO2024062611A1 - 切削工具 - Google Patents

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WO2024062611A1
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unit
unit layer
less
thickness
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治世 福井
望 月原
アノンサック パサート
敏広 田畑
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住友電気工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2224/00—Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23B2224/36—Titanium nitride

Definitions

  • the present disclosure relates to cutting tools.
  • Patent Document 1 Traditionally, cutting tools that have a substrate and a coating disposed on the substrate have been used for cutting (Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • a cutting tool includes a base material and a coating disposed on the base material,
  • the coating includes a first layer;
  • the first layer consists of alternating layers in which first unit layers and second unit layers are alternately laminated,
  • the first unit layer is made of Ti 1-ab Al a Ce b N,
  • the a is 0.350 or more and 0.650 or less
  • the b is 0.001 or more and 0.100 or less
  • the second unit layer is made of Al c Cr 1-c N,
  • the c is 0.40 or more and 0.75 or less,
  • the a and the c satisfy the relationship c>a.
  • a cutting tool includes a base material and a coating disposed on the base material,
  • the coating includes a first A layer,
  • the first A layer consists of alternating layers in which first unit layers and third unit layers are alternately laminated,
  • the first unit layer is made of Ti 1-ab Al a Ce b N,
  • the a is 0.350 or more and 0.650 or less
  • the b is 0.001 or more and 0.100 or less
  • the third unit layer is made of Al d Cr 1-de M e N,
  • the M is silicon or boron
  • the d is 0.40 or more and 0.75 or less
  • the e is greater than 0 and less than or equal to 0.05,
  • the a and the d satisfy the relationship d>a.
  • FIG. 1 is a schematic enlarged sectional view of a cutting tool according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of a cutting tool according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of a cutting tool according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view of a cutting tool according to yet another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the ratio of the thicknesses of the first unit layer and the second unit layer.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the cathode arc ion plating apparatus used in the example.
  • FIG. 7 is a schematic top view of the cathode arc ion plating apparatus shown in FIG. 6.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 Conventionally, as a coating tool material, a nitride or carbonitride film containing Ti and Al as main components has been coated on the surface of a base material (Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • a nitride or carbonitride film containing Ti and Al as main components has been coated on the surface of a base material (Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • cutting speeds are becoming faster due to dry machining that does not use cutting fluids and improving machining efficiency, and work materials are becoming more diverse.
  • the cutting of heat-resistant alloys, titanium alloys, etc., which are difficult-to-cut materials is increasing, and for this reason, the temperature of the cutting tool tip during the cutting process tends to be high. That is, when the cutting edge temperature becomes high, the life of the cutting tool becomes extremely short. Therefore, there is a need for cutting tools that can exhibit excellent tool life even under such severe cutting conditions.
  • a cutting tool includes a base material and a coating disposed on the base material,
  • the coating includes a first layer;
  • the first layer is composed of alternating layers in which first unit layers and second unit layers are alternately laminated,
  • the first unit layer is made of Ti 1-ab Al a Ce b N,
  • the a is 0.350 or more and 0.650 or less
  • the b is 0.001 or more and 0.100 or less
  • the second unit layer is made of Al c Cr 1-c N,
  • the c is 0.40 or more and 0.75 or less, The above a and the above c satisfy the relationship c>a.
  • the thickness ⁇ 2 of the second unit layer is relative to the thickness ⁇ 1 of the first unit layer.
  • the ratio ⁇ 2/ ⁇ 1 is preferably 1 or more and 5 or less. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the average thickness of the first unit layer is 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less
  • the average thickness of the second unit layer is preferably 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the coating further includes a second layer disposed between the base material and the first layer,
  • the composition of the second layer is preferably the same as the composition of the first unit layer or the composition of the second unit layer. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the composition of the second layer is the same as the composition of the first unit layer,
  • the thickness of the second layer is preferably thicker than the thickness of the first unit layer. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the composition of the second layer is the same as the composition of the second unit layer,
  • the thickness of the second layer is preferably thicker than the thickness of the second unit layer. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the coating further includes a third layer provided on the opposite side of the first layer to the base material,
  • the third layer is made of TiAlCeCN. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • a cutting tool includes a substrate and a coating disposed on the substrate,
  • the coating comprises a first A layer,
  • the first A layer is composed of alternating layers in which first unit layers and third unit layers are alternately laminated,
  • the first unit layer is made of Ti 1-a-b Al a Ce b N,
  • the a is 0.350 or more and 0.650 or less,
  • the b is 0.001 or more and 0.100 or less
  • the third unit layer is made of Al d Cr 1-de Me N, M is silicon or boron;
  • the d is 0.40 or more and 0.75 or less,
  • the e is greater than 0 and not greater than 0.05,
  • the a and d satisfy the relationship d>a.
  • This disclosure makes it possible to provide cutting tools that have a long tool life, especially in cutting processes that are performed under conditions of high cutting edge temperatures.
  • the thickness ⁇ 3 of the third unit layer is relative to the thickness ⁇ 1 of the first unit layer.
  • the ratio ⁇ 3/ ⁇ 1 is preferably 1 or more and 5 or less. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the M is preferably silicon. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the M is preferably boron. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the average thickness of the first unit layer is 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less
  • the average thickness of the third unit layer is preferably 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the coating further includes a second layer disposed between the base material and the first A layer,
  • the composition of the second layer is preferably the same as the composition of the first unit layer or the composition of the third unit layer. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the composition of the second layer is the same as the composition of the first unit layer,
  • the thickness of the second layer is preferably thicker than the thickness of the first unit layer. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the composition of the second layer is the same as the composition of the third unit layer,
  • the thickness of the second layer is preferably greater than the thickness of the third unit layer. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the coating further includes a third layer provided on the side opposite to the base material of the first A layer, Preferably, the third layer is made of TiAlCeCN. This makes it possible to provide a cutting tool that has a longer tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is high.
  • the notation in the format "A to B” means the upper and lower limits of the range (i.e., from A to B), and when there is no unit described in A and only in B, The units of and the units of B are the same.
  • the atomic ratio when a compound or the like is expressed by a chemical formula, unless the atomic ratio is specifically limited, it includes all conventionally known atomic ratios, and should not necessarily be limited to only those in the stoichiometric range.
  • TiAlCeN when "TiAlCeN" is written, the ratio of the number of atoms constituting TiAlCeN includes all conventionally known atomic ratios.
  • FIGS. 1 to 5 A cutting tool according to an embodiment of the present disclosure will be described using FIGS. 1 to 5.
  • An embodiment of the present disclosure (hereinafter also referred to as "Embodiment 1") includes: A cutting tool 1 comprising a base material 2 and a coating 3 disposed on the base material 2, The coating 3 includes a first layer 13, 13', The first layers 13, 13' are composed of alternating layers in which first unit layers 12 and second unit layers 15 are alternately laminated, The first unit layer 12 is made of Ti 1-ab Al a Ce b N, The a is 0.350 or more and 0.650 or less, The b is 0.001 or more and 0.100 or less, The second unit layer 15 is made of Al c Cr 1-c N, The c is 0.40 or more and 0.75 or less, The a and the c satisfy the relationship c>a.
  • the coating 3 includes first layers 13, 13', and the first layers 13, 13' are formed by alternately laminating the first unit layer 12 and the second unit layer 15. It consists of alternating layers. This reduces the number of grain boundaries in the first layer, thereby improving the "crack resistance” and “oxidation resistance” of the first layers 13, 13'. "Propagation of cracks" at the interface between the unit layer 12 and the second unit layer 15 can be suppressed.
  • the coating 3 includes the first layers 13, 13', and the first layers 13, 13' are composed of alternating layers in which the first unit layers 12 and the second unit layers 15 are alternately laminated. Consists of layers.
  • the first unit layer 12 is made of Ti 1-ab Al a Ce b N
  • the second unit layer 15 is made of Al c Cr 1-c N.
  • Ti 1-ab Al a Ce b N is less susceptible to spinodal decomposition at high temperatures than Al c Cr 1-c N. Therefore, in the first unit layer 12, reduction in hardness is suppressed, compressive residual stress increases, and chipping resistance tends to be excellent.
  • Al c Cr 1-c N has smaller compressive residual stress than Ti 1-ab Al a Ce b N and has excellent "thermal insulation” (in other words, "heat resistance”).
  • the first layer 13, 13' is formed by laminating the first unit layer 12 and the second unit layer 15 alternately, so that the first unit layer 12 has high "hardness” and the second unit layer.
  • the small compressive residual stress of the second unit layer 15 is complemented by the large compressive residual stress of the first unit layer 12. Therefore, the hardness, heat resistance, and compressive residual stress of the first layer 13, 13' as a whole can be improved in a well-balanced manner.
  • the first unit layer 12 is made of Ti 1-ab Al a Ce b N, a is 0.350 or more and 0.650 or less, and b is It is 0.001 or more and 0.100 or less.
  • Al is easily oxidized, a dense oxide layer made of Al 2 O 3 is easily formed on the surface side of the first unit layer 12 .
  • Ce has a smaller standard energy of oxide formation than Al, it is more easily oxidized than Al, and a dense oxide layer made of CeO 2 is formed on the outermost surface of the first unit layer 12. easy. These oxide layers improve the "oxidation resistance" of the coating 3, suppress reactivity with the work material, and reduce the coefficient of friction with the work material.
  • the lattice constant of CeN is 5.01 ⁇ , which is larger than the lattice constant of TiN, 4.23 ⁇ , and the lattice constant of AlN, 4.12 ⁇ , strain is introduced into the first unit layer 12. 12 tissues become finer. As a result, the first unit layer 12 has a high hardness, so that the "abrasion resistance" of the first unit layer 12 can be improved.
  • the first unit layer 12 is made of Ti 1-ab Al a Ce b N
  • the second unit layer 15 is made of Al c Cr 1-c N. ...
  • the a and the c satisfy the relationship c>a. This is because the difference between the lattice constants of AlN and CrN in the second unit layer 15 is smaller than the difference between the lattice constants of TiN and AlN in the first unit layer 12. , the second unit layer 15 tends to have a higher Al content than the first unit layer 12. Therefore, by increasing the Al content in the second unit layer 15, the Al content contained in the entire first layer 13, 13' can be increased. As a result, the "heat resistance" and "oxidation resistance” of the first layers 13, 13' can be improved.
  • the cutting tool 1 has excellent "crack resistance”, excellent “oxidation resistance”, excellent “crack growth suppressing effect”, high “hardness”, and excellent “wear resistance”. , and excellent “heat resistance”, it is possible to provide a cutting tool 1 that has a long tool life, especially in cutting operations performed under conditions where the temperature of the cutting edge is high.
  • a cutting tool 1 includes a base material 2 and a coating 3 disposed on the base material 2. It is preferable that the coating 3 covers the entire surface of the base material 2, but even if a part of the substrate 2 is not covered with the coating 3 or the structure of the coating 3 is partially different, the present invention will not apply. It does not depart from the scope of the embodiments.
  • the coating 3 is preferably disposed so as to cover at least the surface of the portion of the base material 2 that is involved in cutting.
  • the part involved in cutting of the base material 2 refers to the ridgeline of the cutting edge of the base material 2, and the part from the ridgeline of the cutting edge to the base material 2 side, although it depends on the size and shape of the substrate 2. It means a region surrounded by an imaginary plane in which the distance along the perpendicular line to the tangent to the cutting edge ridgeline is, for example, 5 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm, or 0.5 mm.
  • the cutting tool 1 of this embodiment can be suitably used as a cutting tool 1 such as a drill, an end mill, an indexable cutting tip for a drill, an indexable cutting tip for an end mill, an indexable cutting tip for milling, an indexable cutting tip for turning, a metal saw, a gear cutting tool, a reamer, and a tap.
  • a cutting tool 1 such as a drill, an end mill, an indexable cutting tip for a drill, an indexable cutting tip for an end mill, an indexable cutting tip for milling, an indexable cutting tip for turning, a metal saw, a gear cutting tool, a reamer, and a tap.
  • any conventionally known base material 2 of this type can be used.
  • cemented carbide WC-based cemented carbide, cemented carbide containing WC and Co, cemented carbide containing carbonitrides such as Ti, Ta, Nb, etc.
  • cermet TiC, TiN, TiCN, etc.
  • the main component shall be high-speed steel, ceramics (titanium carbide, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, etc.), cubic boron nitride sintered body, or diamond sintered body. is preferred.
  • WC-based cemented carbide and cermet particularly TiCN-based cermet.
  • These base materials 2 have an excellent balance between hardness and strength, especially at high temperatures, so when used as the base material 2 of the cutting tool 1, they can contribute to extending the life of the cutting tool 1.
  • the coating 3 of Embodiment 1 includes first layers 13, 13'. By covering the base material 2, the coating 3 has the effect of improving various properties of the cutting tool 1, such as wear resistance and chipping resistance, and extending the life of the cutting tool 1. Note that, in addition to the first layers 13 and 13', the coating 3 can include "other layers" described later.
  • the coating 3 preferably has a total thickness of 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. If the total thickness is less than 0.5 ⁇ m, the coating 3 is too thin, and the life of the cutting tool 1 tends to be shortened. On the other hand, if the total thickness is more than 15 ⁇ m, the coating 3 is prone to chipping in the early stages of cutting, and the life of the cutting tool 1 tends to be shortened.
  • the total thickness of the coating 3 can be measured by observing the cross section of the coating 3 using a SEM (scanning electron microscope).
  • the observation magnification of the cross-sectional sample is set to 5000 to 10000 times, the observation area is set to 100 to 500 ⁇ m 2 , the thickness width is measured at three points in one field of view, and the average value is taken as the "thickness". The same applies to the thickness of each layer described below unless otherwise specified.
  • the compressive residual stress of the coating 3 preferably has an absolute value of 6 GPa or less.
  • the compressive residual stress of the coating 3 is a type of internal stress (intrinsic strain) that exists throughout the coating 3, and is a stress expressed as a "-" (negative) numerical value (unit: "GPa” is used in this embodiment).
  • GPa negative numerical value
  • the concept of a large compressive residual stress refers to a large absolute numerical value
  • the concept of a small compressive residual stress refers to a small absolute numerical value.
  • an absolute value of the compressive residual stress of 6 GPa or less means that the preferred compressive residual stress for the coating 3 is -6 GPa or more and 0 GPa or less.
  • the compressive residual stress of the coating 3 exceeds 0 GPa, it becomes tensile stress, so it tends to be difficult to suppress the propagation of cracks generated from the outermost surface of the coating 3.
  • the absolute value of the compressive residual stress exceeds 6 GPa, the stress is too large, and the coating 3 may peel off, especially from the edge portion of the cutting tool 1, before cutting starts, which may shorten the life of the cutting tool 1. .
  • the compressive residual stress of the coating 3 is measured by the sin2 ⁇ method (see pages 54 to 66 of "X-ray stress measurement method" (Japan Society of Materials Science, published by Yokendo Co., Ltd., 1981)) using an X-ray residual stress device. be able to.
  • the crystal structure of the coating 3 is preferably cubic.
  • the crystal structure of the coating 3 is cubic, the hardness of the coating 3 is improved. Therefore, it is preferable that each layer in the coating 3 has a cubic crystal structure. Note that the crystal structure of the coating 3 and each layer in the coating 3 can be analyzed using an X-ray diffraction apparatus known in the art.
  • the hardness of the coating 3 is preferably 30 GPa or more and 55 GPa or less, and more preferably 35 GPa or more and 50 GPa or less. This means that the coating 3 has sufficient hardness.
  • the hardness of the entire coating 3 can be measured by a nanoindenter method (Nano Indenter XP manufactured by MTS). Specifically, this is performed using a method conforming to ISO14577, with a measurement load of 10 mN (1 gf), and the hardness is measured at three points on the surface of the coating 3, and the average value is taken as the "hardness".
  • the first layers 13, 13' of this embodiment are composed of alternating layers in which first unit layers 12 and second unit layers 15 are alternately laminated. As a result, it is possible to improve the "crack resistance” and “oxidation resistance” of the first layers 13, 13', and the “propagation of cracks” at the interface between the first unit layer 12 and the second unit layer 15 is improved. ”, the “crack resistance” and “oxidation resistance” of the coating 3 can be improved, and the “propagation of cracks” in the coating 3 can be suppressed.
  • the first layers 13, 13' are composed of alternating layers in which the first unit layer 12 and the second unit layer 15 are alternately laminated
  • the cross section of the coating 3 is examined using a TEM (transmission electron microscope). This can be confirmed by observing the difference in contrast.
  • the thickness of the first layer 13, 13' is preferably 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. If the thickness of the first layer 13, 13' is less than 0.5 ⁇ m, it tends not to exhibit sufficient wear resistance during continuous processing, and if it exceeds 15 ⁇ m, it tends not to have stable chipping resistance during intermittent cutting.
  • the thickness of the first layer 13, 13' can be determined by observing and measuring the cross section of the coating 3 using a TEM (transmission electron microscope). Specifically, the thin sample is irradiated with an electron beam, the electrons that have passed through the sample and the scattered electrons are imaged, observed at high magnification, and the thickness of the first layers 13, 13' can be measured. can.
  • TEM transmission electron microscope
  • the first unit layer 12 is made of Ti 1-ab Al a Ce b N, where a is 0.350 or more and 0.650 or less, and b is 0.001 or more and 0.100 or less. . Thereby, the "oxidation resistance" and "wear resistance” of the coating 3 can be improved.
  • the a is preferably 0.400 or more, more preferably 0.450 or more, and even more preferably 0.500 or more.
  • the a is preferably 0.650 or less, more preferably 0.600 or less, and even more preferably 0.550 or less.
  • the a is preferably 0.400 or more and 0.650 or less, more preferably 0.450 or more and 0.600 or less, and even more preferably 0.500 or more and 0.055 or less.
  • the b is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and even more preferably 0.015 or more.
  • the b is preferably 0.070 or less, more preferably 0.050 or less, and even more preferably 0.020 or less.
  • the b is preferably 0.005 or more and 0.050 or less, more preferably 0.007 or more and 0.030 or less, and even more preferably 0.010 or more and 0.020 or less.
  • Consisting of Ti 1-ab Al a Ce b N means that it can contain inevitable impurities in addition to Ti 1-ab Al a Ce b N as long as the effects of the present disclosure are exhibited. means.
  • the unavoidable impurities include oxygen and carbon.
  • the total content of unavoidable impurities in the first unit layer 12 is preferably greater than 0 atomic % and less than 1 atomic %.
  • atomic % means the ratio (%) of the number of atoms to the total number of atoms constituting the layer. The ratio (%) of the number of atoms to the total number of atoms constituting the layer is determined by the same method as "method for measuring a and b" described later. It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • the above a and b are determined by elemental analysis by transmission electron microscopy (TEM) observation of a cross section of the sample. Specifically, using the EDS (Energy Dispersive It can be determined by performing elemental analysis. It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • EDS Electronicgy Dispersive It can be determined by performing elemental analysis. It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • the second unit layer 15 is made of Al c Cr 1-c N.
  • the coating 3 has excellent "heat resistance” and excellent balance due to the fact that AlCrN has an excellent balance of heat barrier properties (in other words, "heat resistance”), "oxidation resistance”, and “toughness”. It can have both "oxidation resistance” and excellent “toughness”.
  • heat barrier properties in other words, "heat resistance”
  • oxidation resistance oxidation resistance
  • toughness heat barrier properties
  • It can have both "oxidation resistance” and excellent “toughness”.
  • Consisting of Al c Cr 1-c N means that inevitable impurities can be included in addition to Al c Cr 1-c N as long as the effects of the present disclosure are exhibited. Examples of the unavoidable impurities include oxygen and carbon.
  • the total content of unavoidable impurities in the second unit layer 15 is preferably greater than 0 atomic % and less than 1 atomic %.
  • atomic % means the ratio (%) of the number of atoms to the total number of atoms constituting the layer.
  • the ratio (%) of the number of atoms to the total number of atoms constituting the layer is determined by the same method as the above-mentioned "method for measuring a and b". It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • the c is 0.40 or more and 0.75 or less.
  • the second unit layer 15 has a cubic crystal structure, which increases the hardness of the second unit layer 15, and as a result, the "wear resistance" of the second unit layer 15 improves.
  • the c is preferably 0.50 or more, more preferably 0.55 or more, and even more preferably 0.60 or more.
  • the c is preferably 0.75 or less, more preferably 0.70 or less, and even more preferably 0.65 or less.
  • the c is preferably 0.50 or more and 0.75 or less, more preferably 0.55 or more and 0.70 or less, and even more preferably 0.60 or more and 0.65 or less.
  • the above c is obtained by the same method as the measurement methods for the above a and b. It has been confirmed that there is no variation in the measurement results even if the measurement points are arbitrarily selected, so long as the measurement is performed using the same cutting tool 1.
  • the average thickness of the first unit layer 12 is preferably 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less, and the average thickness of the second unit layer 15 is preferably 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less. According to this, the growth of cracks generated on the surface of the coating 3 can be further suppressed.
  • the lower limit of the average thickness of the first unit layer 12 is preferably 0.002 ⁇ m or more, more preferably 0.005 ⁇ m or more, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average thickness of the first unit layer 12 is preferably 0.2 ⁇ m or less, more preferably 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the first unit layer 12 is more preferably 0.005 ⁇ m or more and 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the average thickness of the second unit layer 15 is preferably 0.002 ⁇ m or more, more preferably 0.005 ⁇ m or more, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average thickness of the second unit layer 15 is preferably 0.2 ⁇ m or less, more preferably 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the second unit layer 15 is more preferably 0.005 ⁇ m or more and 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the first unit layer 12 and the average thickness of the second unit layer 15 can be determined by the same method as the method for measuring the thickness of the first layers 13, 13'.
  • the ratio ⁇ 2/ ⁇ 1 of the thickness ⁇ 2 of the second unit layer 15 to the thickness ⁇ 1 of the first unit layer 12 is ⁇ 2/ ⁇ 1.
  • , is preferably 1 or more and 5 or less (FIG. 5). Since the "thermal conductivity" of the second unit layer 15 is low, the second unit layer 15 has a property that it is difficult to transfer heat generated during cutting to the base material 2.
  • ⁇ 2/ ⁇ 1 is preferably 1 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 2 or more.
  • ⁇ 2/ ⁇ 1 is preferably 5 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • ⁇ 2/ ⁇ 1 is preferably 1 or more and 5 or less, more preferably 1.5 or more and 4 or less, and even more preferably 2 or more and 3 or less.
  • the number of stacked layers of each of the first unit layer 12 and the second unit layer 15 is preferably 10 or more and 500 or less. According to this, there is a tendency to easily obtain "the effect of improving hardness and compressive residual stress in a well-balanced manner by laminating the first unit layer 12 and the second unit layer 15."
  • the number of stacked layers of each of the first unit layer 12 and the second unit layer 15 is more preferably 100 or more and 400 or less, and even more preferably 200 or more and 350 or less.
  • the number of stacked layers of the first unit layer 12 and the second unit layer 15 is determined by observing and measuring the cross section of the coating 3 using a TEM (transmission electron microscope). You can ask for it. Specifically, a thin sample is irradiated with an electron beam, the electrons that have passed through the sample and the scattered electrons are imaged, and observed at high magnification. The number of laminated layers can be measured.
  • TEM transmission electron microscope
  • the coating 3 further includes a second layer 16 disposed between the base material 2 and the first layers 13, 13', and the composition of the second layer 16 is different from that of the first unit layer 12 or the second layer 16.
  • the composition is preferably the same as that of the unit layer 15 (FIGS. 3 and 4). Thereby, the adhesion between the base material 2 and the coating 3 can be improved.
  • composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, even if the base material 2 is exposed at the initial stage of cutting, oxidation from the interface between the base material 2 and the coating 3 is prevented. Can be suppressed.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably thicker than that of the first unit layer 12. This can further increase the adhesion between the substrate 2 and the coating 3. Even if the substrate 2 is exposed at the beginning of cutting, oxidation from the interface between the substrate 2 and the coating 3 can be further suppressed.
  • the thickness of the second layer 16 is thicker than that of the first unit layer 12
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more the thickness of the first unit layer 12, more preferably 4.0 times or more, and even more preferably 10.0 times or more.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 500 times or less the thickness of the first unit layer 12, more preferably 120 times or less, and even more preferably 50 times or less.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more and 500 times or less than the thickness of the first unit layer 12, more preferably 4.0 times or more and 120 times or less, and even more preferably 10.0 times or more and 50 times or less.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second layer 16 is less than 0.1 ⁇ m, it tends to be difficult to obtain the effect of suppressing oxidation from the interface between the substrate 2 and the coating 3, which is achieved by making the second layer 16 the same composition as the first unit layer 12.
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, it is more preferable that the thickness of the second layer 16 is 0.3 ⁇ m or more, and even more preferable that it is 0.4 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2 ⁇ m or less.
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, the first layer of the first layer 13, 13' is placed immediately above the second layer 16 having the same composition as the first unit layer 12.
  • the unit layers 12 may be stacked (FIG. 4), or the second unit layers 15 may be stacked (FIG. 3).
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, and the first unit layer 12 of the first layers 13, 13' is laminated directly above the second layer 16.
  • the second layer 16 and the first unit layer 12 of the first layers 13, 13' have a continuous crystal structure.
  • the stress in the second unit layer 15 tends to be small.
  • the peeling resistance of the coating 3 can be improved in intermittent machining such as end milling or end milling.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably thicker than the thickness of the second unit layer 15. This makes it possible to further improve the peeling resistance of the coating 3, particularly in interrupted machining such as milling or end milling where a load is repeatedly applied to the cutting edge.
  • the thickness of the second layer 16 is thicker than the thickness of the second unit layer 15
  • the thickness of the second layer 16 is more than 1.0 times the thickness of the second unit layer 15. It can be rephrased as ⁇ .
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more, more preferably 4.0 times or more, and 10.0 times or more the thickness of the second unit layer 15. More preferred.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 500 times or less, more preferably 120 times or less, and even more preferably 50 times or less than the thickness of the second unit layer 15.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more and 500 times or less, more preferably 4.0 times or more and 120 times or less, and 10.0 times or less, the thickness of the second unit layer 15. It is more preferable that it is 50 times or more.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second layer 16 is less than 0.1 ⁇ m, it tends to be difficult to obtain the effect of improving peel resistance by making the second layer 16 have the same composition as the second unit layer 15.
  • the thickness of the second layer 16 is 0.3 ⁇ m or more, and even more preferable that it is 0.4 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2 ⁇ m or less.
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the second unit layer 15, the first layer of the first layer 13, 13'
  • the unit layers 12 may be stacked (FIG. 4), or the second unit layers 15 may be stacked (FIG. 3).
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the second unit layer 15, and the second unit layer 15 of the first layers 13, 13' is laminated directly above the second layer 16.
  • the second layer 16 and the second unit layer 15 of the first layers 13, 13' have a continuous crystal structure.
  • the coating 3 further includes a third layer 14 provided on the side opposite the base material 2 of the first layers 13, 13', and the third layer 14 is preferably made of TiAlCeCN (FIGS. 1 to 4). Thereby, the coefficient of friction of the coating 3 can be lowered, and the life of the cutting tool 1 can be extended.
  • carbonitrides tend to have a lower coefficient of friction with the work material than nitrides. This reduction in the coefficient of friction is believed to be due to the contribution of carbon atoms.
  • the coating 3 includes the third layer 14, the coefficient of friction of the coating 3 with the work material decreases, and the cutting tool 1 has a longer life.
  • the third layer 14 it is possible to impart a predetermined color by adjusting the composition ratio of N and C. Thereby, design and distinctiveness can be imparted to the appearance of the cutting tool 1, making it commercially useful.
  • the thickness of the third layer 14 is preferably 0.1 ⁇ m or more. If the thickness of the third layer 14 is less than 0.1 ⁇ m, the effect of imparting lubricity by the third layer 14 may be difficult to obtain. On the other hand, the upper limit of the thickness of the third layer 14 is not particularly limited, but if it exceeds 2 ⁇ m, the above-mentioned lubricity imparting effect tends to be unable to be further improved. Therefore, in consideration of cost, the thickness of the third layer 14 is preferably 2 ⁇ m or less.
  • the intermediate layer is a layer disposed between the second layer 16 and the first layer 13, 13' or between the first layer 13, 13' and the third layer 14.
  • Examples of the intermediate layer include TiAlCeN, AlCrN, AlCrBN, AlCrSiN, and the like.
  • the thickness of the intermediate layer can be 0.1 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less, 0.3 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less, and 0.4 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less.
  • FIGS. 1 to 5 A cutting tool according to another embodiment of the present disclosure will be described using FIGS. 1 to 5.
  • Another embodiment of the present disclosure (hereinafter also referred to as “Embodiment 2”) includes: A cutting tool comprising a base material and a coating disposed on the base material, The coating includes a first A layer, The first A layer consists of alternating layers in which first unit layers and third unit layers are alternately laminated, The first unit layer is made of Ti 1-ab Al a Ce b N, The a is 0.350 or more and 0.650 or less, The b is 0.001 or more and 0.100 or less, The third unit layer is made of Al d Cr 1-de M e N, The M is silicon or boron, The d is 0.40 or more and 0.75 or less, The e is greater than 0 and less than or equal to 0.05, The a and the d satisfy the relationship d>a.
  • the cutting tool 1 of Embodiment 2 is characterized in that ⁇ the coating 3 includes the ⁇ first A layers 13 and 13'''' and that ⁇ the composition of the second layer 16 is the same as the composition of the first unit layer 12 or the ⁇ third unit layer''.
  • the coating 3 further includes a third layer 14 provided on the side opposite to the base material 2 of the first A layer 13, 13', and
  • the third layer 14 has the same configuration as the first embodiment except that the third layer 14 is preferably made of TiAlCeCN. Below, the "first A layer 13, 13'" and the "second layer” will be explained.
  • the first A layers 13, 13' in this embodiment are made of alternating layers in which the first unit layers 12 and the third unit layers 17 are alternately laminated. This improves the "crack resistance” and “oxidation resistance” of the first A layers 13, 13' and suppresses the "progression of cracks" at the interface between the first unit layers 12 and the third unit layers 17, thereby improving the "crack resistance” and “oxidation resistance” of the coating 3 and suppressing the "progression of cracks" of the coating 3.
  • the fact that "the first A layers 13, 13' are made of alternating layers in which the first unit layers 12 and the third unit layers 17 are alternately laminated" can be confirmed by observing the cross section of the coating 3 with a TEM (transmission electron microscope) and observing the difference in contrast.
  • the thickness of the first A layer 13, 13' is preferably 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. If the thickness of the first A layer 13, 13' is less than 0.5 ⁇ m, it tends not to exhibit sufficient wear resistance in continuous processing, and if it exceeds 15 ⁇ m, it tends not to have stable chipping resistance in intermittent cutting.
  • the thickness of the first A layer 13, 13' can be determined by observing and measuring the cross section of the coating 3 using a TEM (transmission electron microscope). Specifically, the thin sample is irradiated with an electron beam, the electrons that have passed through the sample and the scattered electrons are imaged, observed at high magnification, and the thickness of the first A layer 13, 13' can be measured. can.
  • TEM transmission electron microscope
  • the first unit layer 12 is made of Ti 1-ab Al a Ce b N, where a is 0.350 or more and 0.650 or less, and b is 0.001 or more and 0.100 or less. . Thereby, the "oxidation resistance" and "wear resistance” of the coating 3 can be improved.
  • the a is preferably 0.400 or more, more preferably 0.450 or more, and even more preferably 0.500 or more.
  • the a is preferably 0.640 or less, more preferably 0.600 or less, and even more preferably 0.550 or less.
  • the a is preferably 0.400 or more and 0.650 or less, more preferably 0.450 or more and 0.600 or less, and even more preferably 0.500 or more and 0.550 or less.
  • the b is preferably 0.005 or more, more preferably 0.007 or more, and even more preferably 0.010 or more.
  • the b is preferably 0.070 or less, more preferably 0.050 or less, and even more preferably 0.020 or less.
  • the b is preferably 0.005 or more and 0.050 or less, more preferably 0.007 or more and 0.030 or less, and even more preferably 0.010 or more and 0.020 or less.
  • Consisting of Ti 1-ab Al a Ce b N means that it can contain inevitable impurities in addition to Ti 1-ab Al a Ce b N as long as the effects of the present disclosure are exhibited. means.
  • the unavoidable impurities include oxygen and carbon.
  • the total content of unavoidable impurities in the first unit layer 12 is preferably greater than 0 atomic % and less than 1 atomic %.
  • atomic % means the ratio (%) of the number of atoms to the total number of atoms constituting the layer. The ratio (%) of the number of atoms to the total number of atoms constituting the layer is determined by the same method as "method for measuring a and b" described later. It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • the above a and b are determined by elemental analysis by transmission electron microscopy (TEM) observation of a cross section of the sample. Specifically, we used EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) attached to the TEM to calculate the energy and number of occurrences of characteristic It is determined by measurement and elemental analysis. It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • EDS Electronic Dispersive X-ray Spectroscopy
  • the third unit layer 17 is made of Al d Cr 1-de M e N, where M is silicon or boron. Thereby, the third unit layer 17 can have both excellent hardness and excellent oxidation resistance. Although the mechanism is not clear in detail, the following mechanism is inferred.
  • boron increases the hardness of the third unit layer 17 and increases the hardness of the entire coating 3. Further, the boron oxide formed by oxidation of the surface of the cutting tool 1 during cutting densifies the Al oxide in the third unit layer 17, and as a result, the oxidation resistance of the third unit layer 17 decreases. improves. Furthermore, since boron oxide has a low melting point, it acts as a lubricant during cutting, and can suppress adhesion of the work material.
  • the hardness and oxidation resistance of the third unit layer 17 are improved by making the structure of the third unit layer 17 finer, and as a result, the hardness and oxidation resistance of the entire coating 3 are improved. oxidation properties are improved.
  • the ratio (%) of the number of atoms to the total number of atoms constituting the layer is determined by the same method as the above-mentioned "method for measuring a and b". It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • the d is 0.40 or more and 0.75 or less.
  • the crystal structure of the third unit layer 15 becomes cubic, and the third unit layer 15 becomes highly hard, and as a result, the "wear resistance" of the third unit layer 15 improves. .
  • the d is preferably 0.50 or more, more preferably 0.55 or more, and even more preferably 0.60 or more.
  • the c is preferably 0.75 or less, more preferably 0.70 or less, and even more preferably 0.65 or less.
  • the c is preferably 0.50 or more and 0.75 or less, more preferably 0.55 or more and 0.70 or less, and even more preferably 0.60 or more and 0.65.
  • the e is greater than 0 and less than or equal to 0.05. Thereby, the hardness of the first A layers 13, 13' and the oxidation resistance of the first A layers 13, 13' can be improved.
  • the e is preferably 0.002 or more, more preferably 0.005 or more, and even more preferably 0.01 or more.
  • the e is preferably 0.04 or less, more preferably 0.03 or less, and even more preferably 0.02 or less.
  • the e is preferably 0.002 or more and 0.05 or less, more preferably 0.005 or more and 0.03 or less, and even more preferably 0.01 or more and 0.02 or less.
  • the above d and the above e are determined by the same method as the above "method for measuring a and b". It has been confirmed that as long as the same cutting tool 1 is used for measurement, there is no variation in the measurement results even if the measurement location is arbitrarily selected.
  • the average thickness of the first unit layer 12 is preferably 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less, and the average thickness of the third unit layer 17 is preferably 0.002 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less. According to this, the growth of cracks generated on the surface of the coating 3 can be further suppressed.
  • the lower limit of the average thickness of the first unit layer 12 is preferably 0.002 ⁇ m or more, more preferably 0.005 ⁇ m or more, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average thickness of the first unit layer 12 is preferably 0.2 ⁇ m or less, more preferably 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the first unit layer 12 is more preferably 0.005 ⁇ m or more and 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the average thickness of the third unit layer 17 is preferably 0.002 ⁇ m or more, more preferably 0.005 ⁇ m or more, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average thickness of the third unit layer 17 is preferably 0.2 ⁇ m or less, more preferably 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the third unit layer 17 is more preferably 0.005 ⁇ m or more and 0.15 ⁇ m or less, and even more preferably 0.01 ⁇ m or more and 0.1 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the first unit layer 12 and the average thickness of the third unit layer 17 can be determined by the same method as the method for measuring the thickness of the first A layer 13, 13'.
  • the ratio ⁇ 3/ ⁇ 1 of the thickness ⁇ 3 of the third unit layer 17 to the thickness ⁇ 1 of the first unit layer 12 is ⁇ 3/ ⁇ 1. , is preferably 1 or more and 5 or less (FIG. 5). Since the "thermal conductivity" of the third unit layer 17 is low, the third unit layer 17 has a property that it is difficult to transfer heat generated during cutting to the base material 2.
  • ⁇ 3/ ⁇ 1 is preferably 1 or more, more preferably 1.5 or more, and even more preferably 2 or more.
  • ⁇ 3/ ⁇ 1 is preferably 5 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • ⁇ 3/ ⁇ 1 is preferably 1 or more and 5 or less, more preferably 1.5 or more and 4 or less, and even more preferably 2 or more and 3 or less.
  • the number of stacked layers of each of the first unit layer 12 and the third unit layer 17 is preferably 10 or more and 500 or less. According to this, there is a tendency to easily obtain "the effect of improving hardness and compressive residual stress in a well-balanced manner by laminating the first unit layer 12 and the third unit layer 17."
  • the number of stacked layers of each of the first unit layer 12 and the third unit layer 17 is more preferably 100 or more and 400 or less, and even more preferably 200 or more and 350 or less.
  • the number of stacked layers of the first unit layer 12 and the third unit layer 17 is determined by the method for measuring "the number of stacked layers of each of the first unit layer 12 and second unit layer 15" described above. It can be determined by a similar method.
  • the coating 3 further includes a second layer 16 disposed between the base material 2 and the first A layer 13, 13', and the composition of the second layer 16 is different from that of the first unit layer 12 or the third unit layer 12.
  • the composition is preferably the same as that of the unit layer 17 (FIGS. 3 and 4).
  • composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, even if the base material 2 is exposed at the initial stage of cutting, oxidation from the interface between the base material 2 and the coating 3 is prevented. Can be suppressed.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably thicker than the thickness of the first unit layer 12.
  • the adhesion between the base material 2 and the coating 3 can be further improved.
  • the base material 2 is exposed at the initial stage of cutting, oxidation from the interface between the base material 2 and the coating 3 can be further suppressed.
  • the thickness of the second layer 16 is thicker than the thickness of the first unit layer 12
  • the thickness of the second layer 16 is more than 1.0 times the thickness of the first unit layer 12". It can be rephrased as ⁇ .
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more, more preferably 4.0 times or more, and 10.0 times or more the thickness of the first unit layer 12. More preferred.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 500 times or less, more preferably 120 times or less, and even more preferably 50 times or less than the first unit layer 12.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more and 500 times or less, more preferably 4.0 times or more and 120 times or less, and 10.0 times or less, the thickness of the first unit layer 12. It is more preferable that it is 50 times or more.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second layer 16 is less than 0.1 ⁇ m, it tends to be difficult to obtain the effect of suppressing oxidation from the interface between the substrate 2 and the coating 3, which is achieved by making the second layer 16 the same composition as the first unit layer 12.
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, it is more preferable that the thickness of the second layer 16 is 0.3 ⁇ m or more, and even more preferable that the thickness is 0.4 ⁇ m or more.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2 ⁇ m or less.
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, the first layer of the first A layer 13, 13' The unit layers 12 may be stacked (FIG. 4), or the second unit layers 15 may be stacked (FIG. 3).
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the first unit layer 12, and the first unit layer 12 of the first A layer 13, 13' is laminated directly above the second layer 16. In this case, the second layer 16 and the first unit layer 12 of the first A layer 13, 13' have a continuous crystal structure.
  • the stress in the third unit layer 17 tends to be small.
  • the peeling resistance of the coating 3 can be improved in intermittent machining such as end milling or end milling.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably thicker than the thickness of the third unit layer 17. This makes it possible to further improve the peeling resistance of the coating 3, particularly in interrupted machining such as milling or end milling where a load is repeatedly applied to the cutting edge.
  • the thickness of the second layer 16 is thicker than the thickness of the third unit layer 17
  • the thickness of the second layer 16 is more than 1.0 times the thickness of the third unit layer 17. It can be rephrased as ⁇ .
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more, more preferably 4.0 times or more, and 10.0 times or more the thickness of the third unit layer 17. More preferred.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 500 times or less, more preferably 120 times or less, and even more preferably 50 times or less than the third unit layer 17.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 2.0 times or more and 500 times or less, more preferably 4.0 times or more and 120 times or less, and 10.0 times the thickness of the third unit layer 17. It is more preferable that it is 50 times or more.
  • the thickness of the second layer 16 is preferably 0.1 ⁇ m or more. If the thickness of the second layer 16 is less than 0.1 ⁇ m, it tends to be difficult to obtain the effect of improving peeling resistance by making the second layer 16 have the same composition as the third unit layer 17.
  • the thickness of the second layer 16 is more preferably 0.3 ⁇ m or more, and even more preferably 0.4 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the second layer 16 is not particularly limited, but if it exceeds 2 ⁇ m, the above-mentioned peel resistance tends not to be further improved. Therefore, in consideration of cost, the thickness of the second layer 16 is preferably 2 ⁇ m or less.
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the third unit layer 17, the first layer of the first A layer 13, 13'
  • the unit layers 12 may be stacked (FIG. 4), or the third unit layer 17 may be stacked (FIG. 3).
  • the composition of the second layer 16 is the same as that of the third unit layer 17, and the third unit layer 17 of the first A layers 13, 13' is laminated directly above the second layer 16.
  • the second layer 16 and the third unit layer 17 of the first A layer 13, 13' have a continuous crystal structure.
  • Embodiment 3 Cutting tool manufacturing method
  • the manufacturing method includes a first step of preparing a base material and a second step of forming a film on the base material.
  • the second step includes a step of forming a first layer or a first A layer. Details of each step will be explained below.
  • a base material is prepared.
  • the base material the base material described in Embodiment 1 can be used.
  • a commercially available base material may be used, or it may be manufactured using a general powder metallurgy method.
  • a general powder metallurgy method for example, a mixed powder is obtained by mixing WC powder, Co powder, etc. using a ball mill or the like. After drying the mixed powder, it is molded into a predetermined shape to obtain a molded body. Further, the compact is sintered to obtain a WC-Co cemented carbide (sintered compact). Next, by subjecting the sintered body to a predetermined cutting edge processing such as honing, a base material made of WC-Co cemented carbide can be manufactured. Any base material other than those mentioned above can be prepared as long as it is conventionally known as this type of base material.
  • the second step includes a step of forming a first layer or a first A layer.
  • the first layer is formed by alternately stacking the first unit layer and the second unit layer using a physical vapor deposition (PVD) method. Further, in the “step of forming the first A layer”, the first A layer is formed by alternately stacking the first unit layer and the third unit layer using the PVD method.
  • PVD physical vapor deposition
  • the present inventors investigated various methods for forming the first layer and the first A layer, and found that it is preferable to use a physical vapor deposition method.
  • the PVD method at least one selected from the group consisting of cathode arc ion plating method, balanced magnetron sputtering method, unbalanced magnetron sputtering method, and HiPIMS method can be used.
  • the cathode arc ion plating method which has a high ionization rate of raw material elements.
  • the cathode arc ion plating method it is possible to perform metal ion bombardment treatment on the surface of the base material before forming the first layer. Adhesion with the film is significantly improved.
  • a base material is installed in the device and a target is installed as a cathode, and then a high voltage is applied to the target to cause an arc discharge to ionize the atoms that make up the target. This can be done by depositing the substance on the substrate by evaporation.
  • a base material is placed in an apparatus, a target is placed on a magnetron electrode equipped with a magnet that forms a balanced magnetic field, and high-frequency power is applied between the magnetron electrode and the base material.
  • This can be carried out by generating a gas plasma, colliding the ions of the gas generated by the generation of the gas plasma with the target, and depositing the atoms emitted from the target onto the base material.
  • the unbalanced magnetron sputtering method can be performed, for example, by making the magnetic field generated by the magnetron electrode in the balanced magnetron sputtering method described above unbalanced.
  • the HiPIMS method which can apply a high voltage and obtain a dense film, can also be used.
  • the second step can include a surface treatment step such as surface grinding and shot blasting.
  • the second step includes forming other layers (base layer (second layer), intermediate layer, surface layer (third layer), etc.). ).
  • the coating includes other layers (base layer (second layer), intermediate layer, surface layer (third layer), etc.)
  • these layers can be formed by conventionally known methods.
  • These other layers can be formed by conventionally known chemical vapor deposition methods or physical vapor deposition methods. From the viewpoint that other layers can be formed continuously with the first unit layer, the second unit layer, or the third unit layer within one physical vapor deposition apparatus, other layers may be formed by a physical vapor deposition method. is preferred.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the cathodic arc ion plating apparatus used in this example
  • FIG. 7 is a schematic top view of the apparatus of FIG.
  • a cathode 106 for the first unit layer, a cathode 107 for the second unit layer, and a cathode 120 for the third layer are provided in the chamber 101, which are alloy targets serving as metal raw materials for the coating. and a rotary base material holder 104 for installing the base material 2 are attached.
  • An arc power source 108 is attached to the cathode 106, and an arc power source 109 is attached to the cathode 107.
  • a bias power supply 110 is attached to the base material holder 104.
  • a gas introduction port through which a gas 105 is introduced, and a gas exhaust port 103 is provided to adjust the pressure inside the chamber 101. It has a structure that allows the gas inside 101 to be sucked.
  • the pressure inside the chamber 101 is reduced by a vacuum pump, and the temperature is heated to 500°C by a heater installed in the apparatus while rotating the base material 2, so that the pressure inside the chamber 101 is reduced to 1.0 ⁇ 10 -4 Vacuuming was performed until Pa.
  • argon gas is introduced from the gas inlet to maintain the pressure inside the chamber 101 at 2.0 Pa, and the voltage of the bias power supply 110 is gradually increased to -1000 V to clean the surface of the base material 2 for 15 minutes. I did it.
  • the base material was cleaned by exhausting argon gas from the chamber 101 (argon bombardment treatment).
  • base materials for cutting tools according to samples 1-1 to 1-24, 1-27, 1-28, and 1-101 to 1-110 were prepared.
  • Step of forming a film on the base material Step of forming a film on the base material
  • the temperature of the base material 2 is set to 500°C
  • the reaction gas pressure is set to 2.0 Pa
  • the voltage of the bias power supply 110 is set to -50V to -50V.
  • composition of the cathode 106 is adjusted so that the ratios of Ti, Al, and Ce are the same as the composition ratios of the first unit layer in Tables 1 and 2. Further, the composition of the cathode 107 is adjusted so that the ratio of Cr and Al is the same as the ratio of the composition of the second unit layer in Tables 1 and 2.
  • the first layer was formed by alternately stacking the first unit layer and the second unit layer one by one on the second layer, with the number of layers shown in Tables 1 and 2, respectively.
  • the first layer was formed by alternately stacking the first unit layer and the second unit layer one by one on the substrate, with the number of layers shown in Tables 1 and 2, respectively.
  • the thickness of the second layer, and the thickness and number of layers of the first unit layer and the second unit layer in the first layer were adjusted by the rotation speed of the substrate. Then, the current supplied to the evaporation source was stopped when the thicknesses of the second layer and the first layer reached the thicknesses shown in Tables 1 and 2, respectively.
  • the cathode is By supplying an arc current of 100 A to the cathode 120, metal ions were generated from the cathode 120 to form a third layer on the first layer.
  • the current supplied to the evaporation source was stopped.
  • the composition of the cathode 120 is adjusted so that the ratios of Ti, Al, and Ce are the same as the ratios of the composition of the third layer in Tables 1 and 2.
  • the ratio of nitrogen to carbon in the composition of the third layer was adjusted by the ratio of the amount of nitrogen introduced to the amount of methane gas introduced.
  • the composition of the first unit layer i.e., a and b
  • the composition of the second unit layer i.e., c
  • the composition of the second layer the composition of the third layer, the number of laminated layers
  • the The average thickness of one unit layer, the average thickness of the second unit layer, the thickness of the first layer, the thickness of the second layer, the thickness of the third layer, and ⁇ 2/ ⁇ 1 were measured.
  • composition of the second layer of each sample cutting tool was determined by the method described in embodiment 1. The results obtained are shown in the "composition” column of the “second layer” column in Tables 1 and 2, respectively.
  • composition of the third layer of each sample cutting tool was determined by the method described in embodiment 1. The results obtained are shown in the "composition” column of the "third layer” column in Tables 1 and 2, respectively. Note that when “-" is written in the "composition” column of the "second layer” column in Tables 1 and 2, it means that the second layer does not exist, and when “-” is written in the "composition” column of the "third layer” column in Tables 1 and 2, it means that the third layer does not exist.
  • the obtained results are shown in the "thickness [ ⁇ m]” column in the “first layer” column of Tables 1 and 2, respectively. Furthermore, the thickness of the second layer was determined for each sample cutting tool by the method described in Embodiment 1. The obtained results are shown in the “Thickness [ ⁇ m]” column in the “Second layer” column of Tables 1 and 2, respectively. Furthermore, the thickness of the third layer was determined for each sample cutting tool by the method described in Embodiment 1. The obtained results are shown in the "Thickness [ ⁇ m]” column in the "Third layer” column of Tables 1 and 2, respectively.
  • Cutting tool life evaluation> (Cutting test 1: Continuous turning test) A dry continuous turning test was performed on the CNMG120408-shaped cutting tools of samples 1-1 to 1-24, 1-27, 1-28, and 1-101 to 1-110 under the following cutting conditions, and the flank surface of the cutting edge was The time until the amount of wear reached 0.2 mm was measured. The results are listed in the "Cutting time [minutes]" column of Tables 1 and 2. Note that in Tables 1 and 2, a longer cutting time indicates a longer tool life.
  • the cutting tools according to Samples 1-1 to 1-24, 1-27, and 1-28 had a lower amount of flank wear on the cutting edge in the continuous turning test than the cutting tools according to Samples 1-101 to 1-110. It was confirmed that there was a significant reduction in In other words, the cutting tools according to Samples 1-1 to 1-24, 1-27, and 1-28 were cut under conditions where the cutting edge temperature was particularly high compared to the cutting tools according to Samples 1-101 to 1-110. It was confirmed that the tool has a long tool life even in cutting operations.
  • the cutting tools according to samples 1-1 to 1-24, 1-27, and 1-28 have a significantly increased cutting length of the cutting edge compared to the cutting tools according to samples 1-101 to 1-110. This was confirmed. In other words, the cutting tools according to Samples 1-1 to 1-24, 1-27, and 1-28 were cut under conditions where the cutting edge temperature was particularly high compared to the cutting tools according to Samples 1-101 to 1-110. It was confirmed that the tool has a long tool life even in cutting operations.
  • Example 2 ⁇ Preparation of cutting tools ⁇ ⁇ Production of cutting tools related to samples 2-1 to 2-19 and 2-101 to 2-110>
  • a second layer and a first A layer having the compositions shown in Tables 3 and 4 were formed on the base material.
  • composition of the cathode 106 is adjusted so that the ratios of Ti, Al, and Ce are the same as the composition ratios of the first unit layer in “Tables 3 and 4.” Further, the composition of the cathode 107 is adjusted so that the ratio of Cr, Al, and “Si, B" is the same as the ratio of the composition of the "third unit layer” in “Tables 3 and 4.” ” point and “If the second layer is formed, the “first A layer” is formed by alternating the first unit layer and the “third unit layer” one layer at a time on the second layer, and the “Table 3 It was formed by laminating the number of laminated layers shown in Table 4.
  • the "first A layer” is formed by alternating the first unit layer and the "third unit layer” one by one on the base material as shown in “Table 3 and Table 4". It was formed by laminating the respective number of layers. The current supplied to the evaporation source was stopped when the thicknesses of the second layer and the first A layer reached the thicknesses shown in Tables 3 and 4, respectively. '' and when the thickness of the third layer reached the thickness shown in Tables 3 and 4, the current supplied to the evaporation source was stopped.
  • composition of the cathode 120 is adjusted so that the ratio of Ti, Al, and Ce is the same as the ratio of the composition of the third layer in "Tables 3 and 4."
  • Samples 2-1 to 2 were prepared in the same manner as the cutting tools for Samples 1-1 to 1-24, 1-27, 1-28, and 1-101 to 1-110, except for -19, cutting tools related to 2-101 to 2-110 were manufactured.
  • the composition of the first unit layer i.e., a and b
  • the composition of the third unit layer i.e., d and e
  • the composition of the second layer the composition of the third layer
  • the number of laminated layers the average thickness of the first unit layer, the average thickness of the third unit layer, the thickness of the first A layer, the thickness of the second layer, the thickness of the third layer, and ⁇ 3/ ⁇ 1.
  • composition (a and b) of first unit layer Regarding the cutting tool of each sample, the above a was determined by the method described in Embodiment 1. The obtained results are shown in the "a” column of Tables 3 and 4, respectively. Further, the above b was determined for each sample cutting tool by the method described in Embodiment 1. The obtained results are shown in the "b” column of Tables 3 and 4, respectively.
  • composition of the second layer was determined by the method described in Embodiment 1.
  • composition of the third layer of each sample cutting tool was determined by the method described in Embodiment 1.
  • the obtained results are shown in the "Composition” column in the "Third layer” column of Tables 3 and 4, respectively.
  • the average thickness of the first unit layer was determined by the method described in embodiment 2. The results obtained are shown in the "Average thickness [ ⁇ m]” column in the "First unit layer” column of Tables 3 and 4, respectively.
  • the average thickness of the third unit layer was determined by the method described in embodiment 2. The results obtained are shown in the "Average thickness [ ⁇ m]” column in the “Third unit layer” column of Tables 3 and 4, respectively.
  • the thickness of the 1A layer was determined by the method described in embodiment 2.
  • the results obtained are shown in the "Thickness [ ⁇ m]” column in the "1A layer” column of Tables 3 and 4, respectively.
  • the thickness of the second layer was determined by the method described in embodiment 1.
  • the results obtained are shown in the "Thickness [ ⁇ m]” column in the “Second layer” column of Tables 3 and 4, respectively.
  • the thickness of the third layer was determined by the method described in embodiment 1.
  • the results obtained are shown in the "Thickness [ ⁇ m]” column of the "Third Layer” column in Tables 3 and 4, respectively.
  • Cutting test 4 milling test
  • the cutting length of the cutting edge of the cutting tools according to Samples 2-1 to 2-19 was significantly increased compared to the cutting tools according to Samples 2-101 to 2-110.
  • the cutting tools according to Samples 2-1 to 2-19 are longer tools than the cutting tools according to Samples 2-101 to 2-110, even in cutting operations performed under conditions where the cutting edge temperature is particularly high. It was confirmed that it has a long life.
  • 1 Cutting tool 2 Base material, 3 Coating, 12 First unit layer, 13, 13' First layer, 1A layer, 14 Third layer, 15 Second unit layer, 16 Second layer, 17 Third unit layer , 101 Chamber, 103 Gas outlet, 104 Substrate holder, 105 Gas, 106, 107, 120 Cathode, 108, 109 Arc power supply, 110 Bias power supply.

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Abstract

切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、前記被膜は、第１層を含み、前記第１層は、第１単位層と第２単位層とが交互に積層された交互層からなり、前記第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、前記ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、前記ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、前記第２単位層は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなり、前記ｃは、０．４０以上０．７５以下であり、前記ａおよび前記ｃは、ｃ＞ａの関係を満たす、切削工具。

Description

切削工具
　本開示は、切削工具に関する。
　従来から、基材と、該基材上に配置された被膜と、を備える切削工具が、切削加工に用いられている（特許文献１および特許文献２）。
特開２０１７－６４８４５号公報 特開平９－３００１０５号公報
　本開示の一態様に係る切削工具は、基材と、該基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
　該被膜は、第１層を含み、
　該第１層は、第１単位層と第２単位層とが交互に積層された交互層からなり、
　該第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
　該ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
　該ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
　該第２単位層は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなり、
　該ｃは、０．４０以上０．７５以下であり、
　該ａおよび該ｃは、ｃ＞ａの関係を満たす。
　本開示の他の一態様に係る切削工具は、基材と、該基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
　該被膜は、第１Ａ層を含み、
　該第１Ａ層は、第１単位層と第３単位層とが交互に積層された交互層からなり、
　該第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
　該ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
　該ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
　該第３単位層は、ＡｌｄＣｒ１－ｄ－ｅＭｅＮからなり、
　該Ｍは、珪素または硼素であり、
　該ｄは、０．４０以上０．７５以下であり、
　該ｅは、０超０．０５以下であり、
　該ａおよび前記ｄは、ｄ＞ａの関係を満たす。
図１は、本開示の一実施形態に係る切削工具の模式的な拡大断面図である。 図２は、本開示の他の一実施形態に係る切削工具の模式的な拡大断面図である。 図３は、本開示の別の他の一実施形態に係る切削工具の模式的な拡大断面図である。 図４は、本開示の更に別の他の一実施形態に係る切削工具の模式的な拡大断面図である。 図５は、第１単位層及び第２単位層の厚みの比の一例を説明するための図である。 図６は、実施例で用いられたカソードアークイオンプレーティング装置の模式的な断面図である。 図７は、図６に示されるカソードアークイオンプレーティング装置の模式的な上面図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　切削加工は、ものづくり技術の中でも中心的な役割を担っており、常に技術の進化と、さらなる高度化が求められ続けている。切削加工技術においては、基本的に高速・高能率化および高精度化が求められてきているが、最近の動向として被削材の難削化があり、その対応も求められている。加えて、切削加工の現場において、２０３０年までに持続可能でより良い世界を実現するため、ＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｇｏａｌｓ：持続可能な開発目標）への注目度が近年ますます高まっている。ここで、持続可能な開発とは、将来の世代が必要とする資源を損なわず、自然の脅威にも耐えられるような社会基盤の構築を意味する。そのため、切削加工技術の高度化により、工程の削減による製品製造時の省電力化及び切削加工に伴う廃棄物の削減等、環境負荷低減が期待される。これを切削工具に当てはめると、工具の長寿命化のために高温硬度が高く、硬度と靭性とを兼ね備えた各種コーティング工具材種の開発が指向されてきた。
　従来、コーティング工具材種として、Ｔｉ及びＡｌを主成分とした窒化物や炭窒化物被膜が基材表面上に被覆されてきた（特許文献１および特許文献２）。しかしながら、前述のＳＤＧｓおよび地球環境保全の観点から、切削油剤を用いないドライ加工や加工能率の向上のために、切削速度がより高速になってきていること、及び被削材が多様化しており特に航空機や医療の分野では難削材と呼ばれる耐熱合金やチタン合金等の切削が増えていること、等の理由から、切削工程における切削工具の刃先温度が高温になる傾向にある。すなわち、刃先温度が高温になると、切削工具の寿命が極端に短くなってしまう。従って、このような過酷な切削条件下においても、優れた工具寿命を示すことのできる切削工具が求められている。
　［本開示の効果］
　本開示によれば、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
　（１）本開示の一態様に係る切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
　前記被膜は、第１層を含み、
　前記第１層は、第１単位層と第２単位層とが交互に積層された交互層からなり、
　前記第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
　前記ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
　前記ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
　前記第２単位層は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなり、
　前記ｃは、０．４０以上０．７５以下であり、
　前記ａおよび前記ｃは、ｃ＞ａの関係を満たす。
　本開示によれば、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（２）上記（１）において、前記第１単位層と、前記第１単位層に隣接する前記第２単位層とにおいて、前記第１単位層の厚みλ１に対する、前記第２単位層の厚みλ２の比λ２／λ１は、１以上５以下であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（３）上記（１）または上記（２）において、前記第１単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であり、
　前記第２単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記被膜は、前記基材と、前記第１層との間に配置される第２層を更に含み、
　前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成または前記第２単位層の組成と同一であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（５）上記（４）において、前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成と同一であり、
　前記第２層の厚みは、前記第１単位層の厚みより厚いことが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（６）上記（４）において、前記第２層の組成は、前記第２単位層の組成と同一であり、
　前記第２層の厚みは、前記第２単位層の厚みより厚いことが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記被膜は、前記第１層の前記基材と反対側に設けられる第３層を更に含み、
　前記第３層は、ＴｉＡｌＣｅＣＮからなることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（８）本開示の他の一態様に係る切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
　前記被膜は、第１Ａ層を含み、
　前記第１Ａ層は、第１単位層と第３単位層とが交互に積層された交互層からなり、
　前記第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
　前記ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
　前記ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
　前記第３単位層は、ＡｌｄＣｒ１－ｄ－ｅＭｅＮからなり、
　前記Ｍは、珪素または硼素であり、
　前記ｄは、０．４０以上０．７５以下であり、
　前記ｅは、０超０．０５以下であり、
　前記ａおよび前記ｄは、ｄ＞ａの関係を満たす。
　本開示によれば、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（９）上記（８）において、前記第１単位層と、前記第１単位層に隣接する前記第３単位層とにおいて、前記第１単位層の厚みλ１に対する、前記第３単位層の厚みλ３の比λ３／λ１は、１以上５以下であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（１０）上記（８）または（９）において、前記Ｍは、珪素であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（１１）上記（８）または（９）において、前記Ｍは、硼素であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（１２）上記（８）から（１１）のいずれかにおいて、前記第１単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であり、
　前記第３単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（１３）上記（８）から（１２）のいずれかにおいて、前記被膜は、前記基材と、前記第１Ａ層との間に配置される第２層を更に含み、
　前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成または前記第３単位層の組成と同一であることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（１４）上記（１３）において、前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成と同一であり、
　前記第２層の厚みは、前記第１単位層の厚みより厚いことが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（１５）上記（１３）において、前記第２層の組成は、前記第３単位層の組成と同一であり、
　前記第２層の厚みは、前記第３単位層の厚みより厚いことが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　（１６）上記（８）から（１５）のいずれかにおいて、前記被膜は、前記第１Ａ層の前記基材と反対側に設けられる第３層を更に含み、
　前記第３層は、ＴｉＡｌＣｅＣＮからなることが好ましい。これによって、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、より長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
　［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）の切削工具の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
　本明細書において「Ａ～Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
　本明細書において化合物などを化学式で表す場合、原子比を特に限定しないときは従来公知のあらゆる原子比を含むものとし、必ずしも化学量論的範囲のもののみに限定されるべきではない。たとえば「ＴｉＡｌＣｅＮ」と記載されている場合、ＴｉＡｌＣｅＮを構成する原子数の比には、従来公知のあらゆる原子比が含まれる。
　［実施形態１：切削工具（１）］
　本開示の一実施形態に係る切削工具について、図１～図５を用いて説明する。
　本開示の一実施形態（以下、「実施形態１」とも記す。）は、
　基材２と、該基材２上に配置された被膜３と、を備える切削工具１であって、
　該被膜３は、第１層１３，１３’を含み、
　該第１層１３，１３’は、第１単位層１２と第２単位層１５とが交互に積層された交互層からなり、
　該第１単位層１２は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
　該ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
　該ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
　該第２単位層１５は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなり、
　該ｃは、０．４０以上０．７５以下であり、
　該ａおよび該ｃは、ｃ＞ａの関係を満たす。
　本開示によれば、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、長い工具寿命を有する切削工具１を提供することが可能となる。その理由は、以下の通りと推察される。
　（ａ）上記切削工具１において、被膜３は、第１層１３，１３’を含み、該第１層１３，１３’は、第１単位層１２と第２単位層１５とが交互に積層された交互層からなる。これによって、該第１層において、粒界が少なくなることに起因して、該第１層１３，１３’の「耐亀裂性」と「耐酸化性」とを向上することができ、第１単位層１２と第２単位層１５との界面において「クラックの進展」を抑制できる。
　（ｂ）上述の通り、被膜３は、第１層１３，１３’を含み、該第１層１３，１３’は、第１単位層１２と第２単位層１５とが交互に積層された交互層からなる。また、該第１単位層１２は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、該第２単位層１５は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなる。Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮは、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮに比して、高温でスピノーダル分解が生じ難い。その為、該第１単位層１２において、硬度低下が抑制され、圧縮残留応力が大きくなり、耐チッピング性に優れる傾向がある。一方で、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮは、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮに比して、圧縮残留応力が小さく、優れた「熱遮断性」（言い換えれば、「耐熱性」）を有する傾向がある。上記第１層１３，１３’は、該第１単位層１２と該第２単位層１５とを交互に積層している為、該第１単位層１２の高い「硬度」と、第２単位層１５の優れた「耐熱性」とを兼備し、且つ第２単位層１５の小さい圧縮残留応力が第１単位層１２の大きい圧縮残留応力によって補完される。従って、第１層１３，１３’全体としては、硬度、耐熱性、及び圧縮残留応力とをバランス良く向上することができる。
　（ｃ）上記切削工具１において、上記第１単位層１２は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、該ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、該ｂは、０．００１以上０．１００以下である。これによって、Ａｌは酸化され易い為、該第１単位層１２の表面側にＡｌ２Ｏ３からなる緻密な酸化物層が形成され易い。更に、Ｃｅは、Ａｌに比して酸化物の標準生成エネルギーが小さい為、Ａｌよりも酸化され易く、該第１単位層１２の最表面にはＣｅＯ２からなる緻密な酸化物層が形成され易い。これらの酸化物層により、被膜３の「耐酸化性」が向上するとともに、被削材との反応性を抑制でき、被削材との摩擦係数を低減できる。また、ＣｅＮの格子定数は５．０１ÅとＴｉＮの格子定数４．２３ÅやＡｌＮの格子定数４．１２Åに比べて大きい為、該第１単位層１２にはひずみが導入され、該第１単位層１２の組織が微細化する。その結果として、該第１単位層１２が高硬度化する為、該第１単位層１２の「耐摩耗性」を向上することができる。
　（ｄ）上記切削工具１において、上記該第１単位層１２は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、・・・上記第２単位層１５は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなり、・・・該ａおよび該ｃは、ｃ＞ａの関係を満たす。該第２単位層１５におけるＡｌＮの格子定数とＣｒＮの格子定数との差は、該第１単位層１２におけるＴｉＮの格子定数とＡｌＮの格子定数との差に比して小さいことに起因して、該第２単位層１５は、該第１単位層１２に比してＡｌの含有量を高くし易い傾向がある。その為、該第２単位層１５におけるＡｌの含有量を高くすることで、第１層１３，１３’全体に含まれるＡｌの含有量を多くすることができる。その結果として、該第１層１３，１３’の「耐熱性」および「耐酸化性」を向上することができる。
　すなわち、本開示によれば、切削工具１が優れた「耐亀裂性」、優れた「耐酸化性」、優れた「クラックの進展抑制効果」、高い「硬度」、優れた「耐摩耗性」、および優れた「耐熱性」を兼備することができる為、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、長い工具寿命を有する切削工具１を提供することが可能となる。
　≪切削工具≫
　図１に示されるように、本開示の一実施の形態に係る切削工具１は、基材２と、該基材２上に配置された被膜３と、を備える。該被膜３は、基材２の全面を被覆することが好ましいが、基材２の一部が該被膜３で被覆されていなかったり、該被膜３の構成が部分的に異なっていたとしても本実施形態の範囲を逸脱するものではない。該基材２の一部が該被膜３で被覆されていない場合においては、該被膜３は、基材２の少なくとも切削に関与する部分の表面を覆う様に配置されていることが好ましい。本明細書において、基材２の切削に関与する部分とは、基材２の大きさや形状にもよるが、基材２において、その刃先稜線と、該刃先稜線から基材２側へ、該刃先稜線の接線の垂線に沿う距離が、例えば、５ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍのいずれかである仮想の面と、に囲まれる領域を意味する。
　本実施形態の切削工具１は、ドリル、エンドミル、ドリル用刃先交換型切削チップ、エンドミル用刃先交換型切削チップ、フライス加工用刃先交換型切削チップ、旋削加工用刃先交換型切削チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップ等の切削工具１として好適に使用することができる。
　＜基材＞
　基材２としては、この種の基材２として従来公知のものであればいずれのものも使用することができる。例えば、超硬合金（ＷＣ基超硬合金、ＷＣ及びＣｏを含む超硬合金、更にＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の炭窒化物を添加した超硬合金など）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ等を主成分とするもの）、高速度鋼、セラミックス（炭化チタン、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等）、立方晶型窒化硼素焼結体、またはダイヤモンド焼結体のいずれかであることが好ましい。
　これらの各種基材２の中でも、特にＷＣ基超硬合金、サーメット（特にＴｉＣＮ基サーメット）を選択することが好ましい。これらの基材２は、特に高温における硬度と強度とのバランスに優れるため、切削工具１の基材２として用いた場合に、該切削工具１の長寿命化に寄与することができる。
　＜被膜＞
　実施形態１の被膜３は、第１層１３，１３’を含む。被膜３は、基材２を被覆することにより、切削工具１の耐摩耗性や耐チッピング性等の諸特性を向上させ、切削工具１の長寿命化をもたらす作用を有する。なお、被膜３は、第１層１３，１３’に加えて、後述する「他の層」を含むことができる。
　被膜３は、全体の厚みが０．５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。該全体の厚みが０．５μｍ未満であると、被膜３の厚みが薄すぎて、切削工具１の寿命が短くなる傾向にある。一方、該全体の厚みが１５μｍ超であると、切削初期において被膜３がチッピングしやすくなり、切削工具１の寿命が短くなる傾向にある。被膜３の全体の厚みは、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて被膜３の断面を観察することにより測定することができる。具体的には、断面サンプルの観察倍率を５０００～１００００倍とし、観察面積を１００～５００μｍ２として、１視野において３箇所の厚み幅を測定し、その平均値を「厚み」とする。後述の各層の厚みについても、特に記載のない限り同様である。
　被膜３の圧縮残留応力は、絶対値が６ＧＰａ以下であることが好ましい。被膜３の圧縮残留応力とは、被膜３全体に存する内部応力（固有ひずみ）の一種であって、「－」（マイナス）の数値（単位：本実施形態では「ＧＰａ」を使う）で表される応力をいう。このため、圧縮残留応力が大きいという概念は、数値の絶対値が大きくなることを示し、また、圧縮残留応力が小さいという概念は、数値の絶対値が小さくなることを示す。すなわち、圧縮残留応力の絶対値が６ＧＰａ以下であるとは、被膜３に関する好ましい圧縮残留応力が－６ＧＰａ以上０ＧＰａ以下であることを意味する。
　被膜３の圧縮残留応力が０ＧＰａを超えると引っ張り応力となるため、被膜３の最表面から発生したクラックの進展を抑制し難い傾向がある。一方、圧縮残留応力の絶対値が６ＧＰａを超えると、応力が大きすぎて、切削開始前に、特に切削工具１のエッジ部から被膜３が剥離して切削工具１の寿命が短くなるおそれがある。
　被膜３の圧縮残留応力は、Ｘ線残留応力装置を用いてｓｉｎ２ψ法（「Ｘ線応力測定法」（日本材料学会、１９８１年株式会社養賢堂発行）の５４～６６頁参照）によって測定することができる。
　被膜３の結晶構造は、立方晶型であることが好ましい。被膜３の結晶構造が立方晶型であると、被膜３の硬度が向上する。よって、被膜３中の各層のそれぞれの結晶構造が立方晶型であることが好ましい。なお、被膜３および被膜３中の各層の結晶構造は、当該分野で公知のＸ線回折装置により解析することができる。
　被膜３の硬度は、３０ＧＰａ以上５５ＧＰａ以下が好ましく、３５ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下がより好ましい。これによると、被膜３は十分な硬度を有する。なお、被膜３全体の硬度の測定は、ナノインデンター法（ＭＴＳ社製Ｎａｎｏ　Ｉｎｄｅｎｔｅｒ　ＸＰ）により測定することができる。具体的には、ＩＳＯ１４５７７に準拠した方法で行い、測定荷重は１０ｍＮ（１ｇｆ）とし、被膜３の表面において３箇所の硬度を測定し、その平均値を「硬度」とする。
　＜第１層＞
　本実施形態の第１層１３，１３’は、第１単位層１２と第２単位層１５とが交互に積層された交互層からなる。これによって、該第１層１３，１３’の「耐亀裂性」と「耐酸化性」とを向上することができ、第１単位層１２と第２単位層１５との界面において「クラックの進展」を抑制できる為、被膜３の「耐亀裂性」と「耐酸化性」とを向上し、且つ被膜３の「クラックの進展」を抑制できる。なお、「第１層１３，１３’は、第１単位層１２と第２単位層１５とが交互に積層された交互層からなる」ことは、被膜３の断面をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、コントラストの差によって確認することができる。
　第１層１３，１３’の厚みは、０．５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。第１層１３，１３’の厚みが０．５μｍ未満であると、連続加工において十分に耐摩耗性を発揮できない傾向があり、１５μｍ超であると、断続切削において耐チッピング性が安定し難い傾向がある。
　第１層１３，１３’の厚みは、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて、被膜３の断面を観察し、測定することにより求めることができる。具体的には、薄片化した試料に電子線を照射し、試料を透過した電子や散乱した電子を結像し、高倍率で観察し、第１層１３，１３’の厚みを測定することができる。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　（第１単位層の組成および第２単位層の組成）
　第１単位層１２は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、該ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、該ｂは、０．００１以上０．１００以下である。これによって、被膜３の「耐酸化性」および「耐摩耗性」を向上することができる。該ａは、０．４００以上であることが好ましく、０．４５０以上であることがより好ましく、０．５００以上であることが更に好ましい。該ａは、０．６５０以下であることが好ましく、０．６００以下であることがより好ましく、０．５５０以下であることが更に好ましい。該ａは、０．４００以上０．６５０以下であることが好ましく、０．４５０以上０．６００以下であることがより好ましく、０．５００以上０．０５５以下であることが更に好ましい。該ｂは、０．００５以上であることが好ましく、０．０１以上であることがより好ましく、０．０１５以上であることが更に好ましい。該ｂは、０．０７０以下であることが好ましく、０．０５０以下であることがより好ましく、０．０２０以下であることが更に好ましい。該ｂは、０．００５以上０．０５０以下であることが好ましく、０．００７以上０．０３０以下であることがより好ましく、０．０１０以上０．０２０以下であることが更に好ましい。なお、「Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなる」とは、本開示の効果を示す限り、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮに加えて、不可避不純物を含むことができることを意味する。該不可避不純物としては、例えば、酸素及び炭素等が挙げられる。第１単位層１２における不可避不純物全体の含有量は、０原子％より大きく、１原子％未満であることが好ましい。ここで、「原子％」とは、層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）のことを意味する。層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）は、後述する「ａおよびｂの測定方法」と同様の方法で求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
　上記ａおよび上記ｂは、試料断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察による元素分析で求められる。具体的には、ＴＥＭに付属のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて、薄膜断面を薄片化した試料に電子線を照射した際に発生する特性Ｘ線の、エネルギーと発生回数を計測し、元素分析を行うことにより求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　第２単位層１５は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなる。これによって、ＡｌＣｒＮが耐熱遮断性（言い換えれば、「耐熱性」）と「耐酸化性」と「靭性」とのバランスに優れることに起因して、被膜３は優れた「耐熱性」と優れた「耐酸化性」と優れた「靭性」とを兼備することができる。なお、「ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなる」とは、本開示の効果を示す限り、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮに加えて、不可避不純物を含むことができることを意味する。該不可避不純物としては、例えば、酸素及び炭素等が挙げられる。第２単位層１５における不可避不純物全体の含有量は、０原子％より大きく、１原子％未満であることが好ましい。ここで、「原子％」とは、層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）のことを意味する。層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）は、上記「ａおよびｂの測定方法」と同様の方法で求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
　該ｃは、０．４０以上０．７５以下である。これによって、第２単位層１５の結晶構造が立方晶型となることに起因して、第２単位層１５が高硬度化し、その結果として第２単位層１５の「耐摩耗性」が向上する。該ｃは、０．５０以上であることが好ましく、０．５５以上であることがより好ましく、０．６０以上であることが更に好ましい。該ｃは、０．７５以下であることが好ましく、０．７０以下であることがより好ましく、０．６５以下であることが更に好ましい。該ｃは、０．５０以上０．７５以下であることが好ましく、０．５５以上０．７０以下であることがより好ましく、０．６０以上０．６５以下であることが更に好ましい。
　上記ｃは、上記ａおよび上記ｂの測定方法と同様の方法で求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
　上記ａおよび上記ｃは、ｃ＞ａの関係を満たす。これによって、被膜３の「耐熱性」および「耐酸化性」を向上することができる。
　（第１単位層の平均厚みおよび第２単位層の平均厚み）
　第１単位層１２の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であり、且つ第２単位層１５の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。これによると、被膜３の表面で発生したクラックの進展を更に抑制することができる。第１単位層１２の平均厚みの下限は、０．００２μｍ以上であることが好ましく、０．００５μｍ以上であることがより好ましく、０．０１μｍ以上であることが更に好ましい。第１単位層１２の平均厚みの上限は、０．２μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以下であることが更に好ましい。第１単位層１２の平均厚みは、０．００５μｍ以上０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であることが更に好ましい。第２単位層１５の平均厚みの下限は、０．００２μｍ以上であることが好ましく、０．００５μｍ以上であることがより好ましく、０．０１μｍ以上であることが更に好ましい。第２単位層１５の平均厚みの上限は、０．２μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以下であることが更に好ましい。第２単位層１５の平均厚みは、０．００５μｍ以上０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であることが更に好ましい。
　第１単位層１２の平均厚みおよび第２単位層１５の平均厚みは、上記第１層１３，１３’の厚みの測定方法と同様の方法により求めることができる。
　第１単位層１２と、該第１単位層１２に隣接する第２単位層１５とにおいて、該第１単位層１２の厚みλ１に対する、該第２単位層１５の厚みλ２の比λ２／λ１は、１以上５以下であることが好ましい（図５）。該第２単位層１５の「熱伝導率」が低い為、該第２単位層１５は、切削時に発生した熱を基材２に伝え難い性質を有する。その為、第１層１３，１３’中の第２単位層１５の割合が相対的に増えると、被膜３中のＡｌ量が増えることで切削工具１全体としての熱遮断性（言い換えれば、「耐熱性」）が向上する為、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、「耐摩耗性」を向上することができる。λ２／λ１は、１以上であることが好ましく、１．５以上であることがより好ましく、２以上であることが更に好ましい。λ２／λ１は、５以下であることが好ましく、４以下であることがより好ましく、３以下であることが更に好ましい。λ２／λ１は、１以上５以下であることが好ましく、１．５以上４以下であることがより好ましく、２以上３以下であることが更に好ましい。
　第１層１３，１３’において、第１単位層１２及び第２単位層１５のそれぞれの積層数は、１０以上５００以下であることが好ましい。これによると、「第１単位層１２と第２単位層１５とを積層することにより、硬度と圧縮残留応力とをバランス良く向上させるという効果」を得易い傾向がある。第１層１３，１３’において、第１単位層１２及び第２単位層１５のそれぞれの積層数は、１００以上４００以下であることがより好ましく、２００以上３５０以下であることが更に好ましい。
　第１層１３，１３’において、第１単位層１２及び第２単位層１５のそれぞれの積層数は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて、被膜３の断面を観察し、測定することにより求めることができる。具体的には、薄片化した試料に電子線を照射し、試料を透過した電子や散乱した電子を結像し、高倍率で観察し、第１単位層１２及び第２単位層１５のそれぞれの積層数を測定することができる。
　＜他の層＞
　他の層としては、例えば、後述する第２層１６（図３、４）、後述する第３層１４（図１～４）等を挙げることができる。また、被膜３は、更に、第２層１６と第１層１３，１３’との間、又は第１層１３，１３’と第３層１４との間に、中間層を含んでもよい（図示なし）。
　（第２層）
　被膜３は、基材２と、第１層１３，１３’との間に配置される第２層１６を更に含み、該第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成または第２単位層１５の組成と同一であることが好ましい（図３および図４）。これによって、該基材２と該被膜３との密着性を高めることができる。
　また、第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合においては、切削初期に基材２が露出したとしても、基材２と被膜３との界面からの酸化を抑制することができる。
　第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合において、該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みより厚いことが好ましい。これによって、該基材２と該被膜３との密着性をより高めることができる。また、切削初期に基材２が露出したとしても、基材２と被膜３との界面からの酸化を更に抑制することができる。なお、「該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みより厚い」とは、「該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの１．０倍超である」と言い換えることができる。該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの２．０倍以上であることが好ましく、４．０倍以上であることがより好ましく、１０．０倍以上であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの５００倍以下であることが好ましく、１２０倍以下であることがより好ましく、５０倍以下であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの２．０倍以上５００倍以下であることが好ましく、４．０倍以上１２０倍以下であることがより好ましく、１０．０倍以上５０倍以下であることが更に好ましい。
　第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．１μｍ以上であることが好ましい。第２層１６の厚みが０．１μｍ未満であると、第２層１６を第１単位層１２と同一の組成とすることによる基材２と被膜３との界面からの酸化の抑制効果を得難い傾向にある。第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．３μｍ以上であることがより好ましく、０．４μｍ以上であることが更に好ましい。また、第２層１６の厚みの上限値は特に限定されないが、２μｍを超えると、結晶粒が肥大化して粒界が発生することにより、上述の酸化の抑制効果を更に向上し難い傾向にある。よって、コスト面を考慮すると、第２層１６の厚みは２μｍ以下が好ましい。
　第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合、第１単位層１２と同一の組成を有する第２層１６の直上に、第１層１３，１３’の第１単位層１２が積層されてもよく（図４）、又、第２単位層１５が積層されてもよい（図３）。なお、第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合で、且つ該第２層１６の直上に第１層１３，１３’の第１単位層１２が積層された場合、第２層１６と第１層１３，１３’の第１単位層１２とは連続した結晶構造を有する。
　第２層１６の組成は、第２単位層１５の組成と同一である場合においては、第２単位層１５は応力が小さい傾向にあることから、特に、負荷が刃先に繰り返しかかるようなフライス加工やエンドミル加工等の断続加工において、被膜３の耐剥離性を向上することができる。
　第２層１６の組成は、第２単位層１５の組成と同一である場合において、該第２層１６の厚みは、該第２単位層１５の厚みより厚いことが好ましい。これによって、特に、負荷が刃先に繰り返しかかるようなフライス加工やエンドミル加工等の断続加工において、被膜３の耐剥離性を更に向上することができる。なお、「該第２層１６の厚みは、該第２単位層１５の厚みより厚い」とは、「該第２層１６の厚みは、該第２単位層１５の厚みの１．０倍超である」と言い換えることができる。該第２層１６の厚みは、該第２単位層１５の厚みの２．０倍以上であることが好ましく、４．０倍以上であることがより好ましく、１０．０倍以上であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第２単位層１５の厚みの５００倍以下であることが好ましく、１２０倍以下であることがより好ましく、５０倍以下であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第２単位層１５の厚みの２．０倍以上５００倍以下であることが好ましく、４．０倍以上１２０倍以下であることがより好ましく、１０．０倍以上５０倍以下であることが更に好ましい。
　第２層１６の組成は、第２単位層１５の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．１μｍ以上が好ましい。第２層１６の厚みが０．１μｍ未満であると、第２層１６を第２単位層１５と同一の組成とすることによる耐剥離性の向上効果を得難い傾向にある。第２層１６の組成は、第２単位層１５の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．３μｍ以上であることがより好ましく、０．４μｍ以上であることが更に好ましい。また、第２層１６の厚みの上限値は特に限定されないが、２μｍを超えると、上述の耐剥離性の更なる向上が認められない傾向にある。よって、コスト面を考慮すると、第２層１６の厚みは２μｍ以下が好ましい。
　第２層１６の組成は、第２単位層１５の組成と同一である場合、第２単位層１５と同一の組成を有する第２層１６の直上に、第１層１３，１３’の第１単位層１２が積層されてもよく（図４）、又、第２単位層１５が積層されてもよい（図３）。なお、第２層１６の組成は、第２単位層１５の組成と同一である場合で、且つ該第２層１６の直上に第１層１３，１３’の第２単位層１５が積層された場合、第２層１６と第１層１３，１３’の第２単位層１５とは連続した結晶構造を有する。
　（第３層）
　被膜３は、第１層１３，１３’の基材２と反対側に設けられる第３層１４を更に含み、該第３層１４は、ＴｉＡｌＣｅＣＮからなることが好ましい（図１～４）。これによって、該被膜３の摩擦係数を低下させ、切削工具１の長寿命化を図ることができる。
　一般的に、炭窒化物は窒化物よりも被削材に対する摩擦係数が低い傾向にある。このような摩擦係数の低下は、炭素原子の寄与によるものと考えられる。被膜３が第３層１４を含むと、被削材に対する被膜３の摩擦係数が低下して、切削工具１が長寿命化する。
　第３層１４において、ＮとＣの組成比を調整することにより、所定の色を付与することが可能である。これにより、切削工具１の外観に意匠性及び識別性を付与でき、商業上有用となる。
　第３層１４の厚みは、０．１μｍ以上であることが好ましい。第３層１４の厚みが０．１μｍ未満であると、第３層１４による潤滑性の付与効果が得られにくい場合がある。一方、第３層１４の厚みの上限値は特に限定されないが、２μｍを超えると、上述の潤滑性の付与効果を更に向上することができない傾向にある。よって、コスト面を考慮すると、第３層１４の厚みは２μｍ以下が好ましい。
　（中間層）
　中間層は、第２層１６と第１層１３，１３’との間、又は第１層１３，１３’と第３層１４との間に配置される層である。中間層としては、例えばＴｉＡｌＣｅＮ、ＡｌＣｒＮ、ＡｌＣｒＢＮ、ＡｌＣｒＳｉＮ等が挙げられる。中間層の厚みは、０．１μｍ以上２μｍ以下、０．３μｍ以上１．５μｍ以下、０．４μｍ以上１．０μｍ以下とすることができる。
　［実施形態２：切削工具（２）］
　本開示の他の一実施形態に係る切削工具について、図１～図５を用いて説明する。
　本開示の他の一実施形態（以下、「実施形態２」とも記す。）は、
　基材と、該基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
　該被膜は、第１Ａ層を含み、
　該第１Ａ層は、第１単位層と第３単位層とが交互に積層された交互層からなり、
　該第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
　該ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
　該ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
　該第３単位層は、ＡｌｄＣｒ１－ｄ－ｅＭｅＮからなり、
　該Ｍは、珪素または硼素であり、
　該ｄは、０．４０以上０．７５以下であり、
　該ｅは、０超０．０５以下であり、
　該ａおよび前記ｄは、ｄ＞ａの関係を満たす。
　実施形態２の切削工具１は、「被膜３は、「第１Ａ層１３，１３’」を含む」ことと、「第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成または「第３単位層１７」の組成と同一であることが好ましい」ことと、「被膜３は、「第１Ａ層１３，１３’」の基材２と反対側に設けられる第３層１４を更に含み、該第３層１４は、ＴｉＡｌＣｅＣＮからなることが好ましい」こととを除いては、実施形態１と同一の構成である。以下では、「第１Ａ層１３，１３’」と、「第２層」とについて説明する。
　＜第１Ａ層＞
　本実施形態の第１Ａ層１３，１３’は、第１単位層１２と第３単位層１７とが交互に積層された交互層からなる。これによって、該第１Ａ層１３，１３’の「耐亀裂性」と「耐酸化性」とを向上することができ、第１単位層１２と第３単位層１７との界面において「クラックの進展」を抑制できる為、被膜３の「耐亀裂性」と「耐酸化性」とを向上し、且つ被膜３の「クラックの進展」を抑制できる。なお、「第１Ａ層１３，１３’は、第１単位層１２と第３単位層１７とが交互に積層された交互層からなる」ことは、被膜３の断面をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、コントラストの差によって確認することができる。
　第１Ａ層１３，１３’の厚みは、０．５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。第１Ａ層１３，１３’の厚みが０．５μｍ未満であると、連続加工において十分に耐摩耗性を発揮できない傾向があり、１５μｍ超であると、断続切削において耐チッピング性が安定し難い傾向がある。
　第１Ａ層１３，１３’の厚みは、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて、被膜３の断面を観察し、測定することにより求めることができる。具体的には、薄片化した試料に電子線を照射し、試料を透過した電子や散乱した電子を結像し、高倍率で観察し、第１Ａ層１３，１３’の厚みを測定することができる。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　（第１単位層の組成および第３単位層の組成）
　第１単位層１２は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、該ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、該ｂは、０．００１以上０．１００以下である。これによって、被膜３の「耐酸化性」および「耐摩耗性」を向上することができる。該ａは、０．４００以上であることが好ましく、０．４５０以上であることがより好ましく、０．５００以上であることが更に好ましい。該ａは、０．６４０以下であることが好ましく、０．６００以下であることがより好ましく、０．５５０以下であることが更に好ましい。該ａは、０．４００以上０．６５０以下であることが好ましく、０．４５０以上０．６００以下であることがより好ましく、０．５００以上０．５５０以下であることが更に好ましい。該ｂは、０．００５以上であることが好ましく、０．００７以上であることがより好ましく、０．０１０以上であることが更に好ましい。該ｂは、０．０７０以下であることが好ましく、０．０５０以下であることがより好ましく、０．０２０以下であることが更に好ましい。該ｂは、０．００５以上０．０５０以下であることが好ましく、０．００７以上０．０３０以下であることがより好ましく、０．０１０以上０．０２０以下であることが更に好ましい。なお、「Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなる」とは、本開示の効果を示す限り、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮに加えて、不可避不純物を含むことができることを意味する。該不可避不純物としては、例えば、酸素及び炭素等が挙げられる。第１単位層１２における不可避不純物全体の含有量は、０原子％より大きく、１原子％未満であることが好ましい。ここで、「原子％」とは、層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）のことを意味する。層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）は、後述する「ａおよびｂの測定方法」と同様の方法で求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
　上記ａおよび上記ｂは、試料断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察による元素分析で求められる。具体的には、ＴＥＭに付属のＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ－ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて、薄膜断面を薄片化した試料に電子線を照射した際に発生する特性Ｘ線の、エネルギーと発生回数とを計測し、元素分析を行うことにより求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
　第３単位層１７は、ＡｌｄＣｒ１－ｄ－ｅＭｅＮからなり、該Ｍは、珪素または硼素である。これによって、第３単位層１７は優れた硬度と、優れた耐酸化性とを兼備することができる。そのメカニズムは詳細には明らかではないが、以下の様なメカニズムが推察される。
　Ｍは、硼素である場合、硼素によって第３単位層１７の硬度が高くなり、被膜３全体の硬度が高くなる。また、切削に伴う切削工具１表面の酸化によって形成される硼素の酸化物が、該第３単位層１７中のＡｌの酸化物を緻密化し、その結果として第３単位層１７の耐酸化性が向上する。さらに、硼素の酸化物は低融点であるため切削時の潤滑剤として作用し、被削材の凝着を抑制できる。
　Ｍは、珪素である場合、第３単位層１７の組織が微細化することによって、第３単位層１７の硬度と、耐酸化性とが向上し、その結果として被膜３全体の硬度と、耐酸化性とが向上する。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　なお、「ＡｌｄＣｒ１－ｄ－ｅＭｅＮからなる」とは、本開示の効果を示す限り、ＡｌｄＣｒ１－ｄ－ｅＭｅＮに加えて、不可避不純物を含むことができることを意味する。該不可避不純物としては、例えば、酸素及び炭素等が挙げられる。第１単位層１２及び第３単位層１７のそれぞれにおける不可避不純物全体の含有量は、０原子％より大きく、１原子％未満であることが好ましい。ここで、「原子％」とは、層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）のことを意味する。層を構成する原子の総原子数に対する原子数の割合（％）は、上記「ａおよびｂの測定方法」と同様の方法で求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
　該ｄは、０．４０以上０．７５以下である。これによって、第３単位層１５の結晶構造が立方晶型となることに起因して、第３単位層１５が高硬度化し、その結果として第３単位層１５の「耐摩耗性」が向上する。
　該ｄは、０．５０以上であることが好ましく、０．５５以上であることがより好ましく、０．６０以上であることが更に好ましい。該ｃは、０．７５以下であることが好ましく、０．７０以下であることがより好ましく、０．６５以下であることが更に好ましい。該ｃは、０．５０以上０．７５以下であることが好ましく、０．５５以上０．７０以下であることがより好ましく、０．６０以上０．６５であることが更に好ましい。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　該ｅは、０超０．０５以下である。これによって、第１Ａ層１３，１３’の硬度と、第１Ａ層１３，１３’の耐酸化性とを向上することができる。該ｅは、０．００２以上であることが好ましく、０．００５以上であることがより好ましく、０．０１以上であることが更に好ましい。該ｅは、０．０４以下であることが好ましく、０．０３以下であることがより好ましく、０．０２以下であることが更に好ましい。該ｅは、０．００２以上０．０５以下であることが好ましく、０．００５以上０．０３以下であることがより好ましく、０．０１以上０．０２以下であることが更に好ましい。
　上記ｄおよび上記ｅは、上記「ａおよびｂの測定方法」と同様の方法で求められる。なお、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
　上記ａおよび上記ｄは、ｄ＞ａの関係を満たす。これによって、被膜３の「耐熱性」および「耐酸化性」を向上することができる。
　（第１単位層の平均厚みおよび第３単位層の平均厚み）
　第１単位層１２の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であり、且つ第３単位層１７の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。これによると、被膜３の表面で発生したクラックの進展を更に抑制することができる。第１単位層１２の平均厚みの下限は、０．００２μｍ以上であることが好ましく、０．００５μｍ以上であることがより好ましく、０．０１μｍ以上であることが更に好ましい。第１単位層１２の平均厚みの上限は、０．２μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以下であることが更に好ましい。第１単位層１２の平均厚みは、０．００５μｍ以上０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であることが更に好ましい。第３単位層１７の平均厚みの下限は、０．００２μｍ以上であることが好ましく、０．００５μｍ以上であることがより好ましく、０．０１μｍ以上であることが更に好ましい。第３単位層１７の平均厚みの上限は、０．２μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以下であることが更に好ましい。第３単位層１７の平均厚みは、０．００５μｍ以上０．１５μｍ以下であることがより好ましく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であることが更に好ましい。
　第１単位層１２の平均厚みおよび第３単位層１７の平均厚みは、上記第１Ａ層１３，１３’の厚みの測定方法と同様の方法により求めることができる。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　第１単位層１２と、該第１単位層１２に隣接する第３単位層１７とにおいて、該第１単位層１２の厚みλ１に対する、該第３単位層１７の厚みλ３の比λ３／λ１は、１以上５以下であることが好ましい（図５）。該第３単位層１７の「熱伝導率」が低い為、該第３単位層１７は、切削時に発生した熱を基材２に伝え難い性質を有する。その為、第１Ａ層１３，１３’中の第３単位層１７の割合が相対的に増えると、被膜３中のＡｌ量が増えることで切削工具１全体としての熱遮断性（言い換えれば、「耐熱性」）が向上する為、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても、「耐摩耗性」を向上することができる。λ３／λ１は、１以上であることが好ましく、１．５以上であることがより好ましく、２以上であることが更に好ましい。λ３／λ１は、５以下であることが好ましく、４以下であることがより好ましく、３以下であることが更に好ましい。λ３／λ１は、１以上５以下であることが好ましく、１．５以上４以下であることがより好ましく、２以上３以下であることが更に好ましい。
　第１Ａ層１３，１３’において、第１単位層１２及び第３単位層１７のそれぞれの積層数は、１０以上５００以下であることが好ましい。これによると、「第１単位層１２と第３単位層１７とを積層することにより、硬度と圧縮残留応力とをバランス良く向上させるという効果」を得易い傾向がある。第１Ａ層１３，１３’において、第１単位層１２及び第３単位層１７のそれぞれの積層数は、１００以上４００以下であることがより好ましく、２００以上３５０以下であることが更に好ましい。
　第１Ａ層１３，１３’において、第１単位層１２及び第３単位層１７のそれぞれの積層数は、上記「第１単位層１２及び第２単位層１５のそれぞれの積層数」の測定方法と同様の方法により求めることができる。
　＜第２層＞
　被膜３は、基材２と、第１Ａ層１３，１３’との間に配置される第２層１６を更に含み、該第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成または第３単位層１７の組成と同一であることが好ましい（図３および図４）。これによって、該基材２と該被膜３との密着性を高めることができる。
　また、第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合においては、切削初期に基材２が露出したとしても、基材２と被膜３との界面からの酸化を抑制することができる。
　第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合において、該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みより厚いことが好ましい。これによって、該基材２と該被膜３との密着性をより高めることができる。また、切削初期に基材２が露出したとしても、基材２と被膜３との界面からの酸化を更に抑制することができる。なお、「該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みより厚い」とは、「該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの１．０倍超である」と言い換えることができる。該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの２．０倍以上であることが好ましく、４．０倍以上であることがより好ましく、１０．０倍以上であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの５００倍以下であることが好ましく、１２０倍以下であることがより好ましく、５０倍以下であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第１単位層１２の厚みの２．０倍以上５００倍以下であることが好ましく、４．０倍以上１２０倍以下であることがより好ましく、１０．０倍以上５０倍以下であることが更に好ましい。
　第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．１μｍ以上であることが好ましい。第２層１６の厚みが０．１μｍ未満であると、第２層１６を第１単位層１２と同一の組成とすることによる基材２と被膜３との界面からの酸化の抑制効果を得難い傾向にある。第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．３μｍ以上であることがより好ましく、０．４μｍ以上であることが更に好ましい。また、第２層１６の厚みの上限値は特に限定されないが、２μｍを超えると、上述の酸化の抑制効果を更に向上することができない傾向にある。よって、コスト面を考慮すると、第２層１６の厚みは２μｍ以下が好ましい。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合、第１単位層１２と同一の組成を有する第２層１６の直上に、第１Ａ層１３，１３’の第１単位層１２が積層されてもよく（図４）、又、第２単位層１５が積層されてもよい（図３）。なお、第２層１６の組成は、第１単位層１２の組成と同一である場合で、且つ該第２層１６の直上に第１Ａ層１３，１３’の第１単位層１２が積層された場合、第２層１６と第１Ａ層１３，１３’の第１単位層１２とは連続した結晶構造を有する。
　第２層１６の組成は、第３単位層１７の組成と同一である場合においては、第３単位層１７は応力が小さい傾向にあることから、特に、負荷が刃先に繰り返しかかるようなフライス加工やエンドミル加工等の断続加工において、被膜３の耐剥離性を向上することができる。
　第２層１６の組成は、第３単位層１７の組成と同一である場合において、該第２層１６の厚みは、該第３単位層１７の厚みより厚いことが好ましい。これによって、特に、負荷が刃先に繰り返しかかるようなフライス加工やエンドミル加工等の断続加工において、被膜３の耐剥離性を更に向上することができる。なお、「該第２層１６の厚みは、該第３単位層１７の厚みより厚い」とは、「該第２層１６の厚みは、該第３単位層１７の厚みの１．０倍超である」と言い換えることができる。該第２層１６の厚みは、該第３単位層１７の厚みの２．０倍以上であることが好ましく、４．０倍以上であることがより好ましく、１０．０倍以上であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第３単位層１７の厚みの５００倍以下であることが好ましく、１２０倍以下であることがより好ましく、５０倍以下であることが更に好ましい。該第２層１６の厚みは、該第３単位層１７の厚みの２．０倍以上５００倍以下であることが好ましく、４．０倍以上１２０倍以下であることがより好ましく、１０．０倍以上５０倍以下であることが更に好ましい。
　第２層１６の組成は、第３単位層１７の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．１μｍ以上が好ましい。第２層１６の厚みが０．１μｍ未満であると、第２層１６を第３単位層１７と同一の組成とすることによる耐剥離性の向上効果を得難い傾向にある。第２層１６の組成は、第３単位層１７の組成と同一である場合、第２層１６の厚みは０．３μｍ以上であることがより好ましく、０．４μｍ以上であることが更に好ましい。また、第２層１６の厚みの上限値は特に限定されないが、２μｍを超えると、上述の耐剥離性の更なる向上が認められない傾向にある。よって、コスト面を考慮すると、第２層１６の厚みは２μｍ以下が好ましい。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　第２層１６の組成は、第３単位層１７の組成と同一である場合、第３単位層１７と同一の組成を有する第２層１６の直上に、第１Ａ層１３，１３’の第１単位層１２が積層されてもよく（図４）、又、第３単位層１７が積層されてもよい（図３）。なお、第２層１６の組成は、第３単位層１７の組成と同一である場合で、且つ該第２層１６の直上に第１Ａ層１３，１３’の第３単位層１７が積層された場合、第２層１６と第１Ａ層１３，１３’の第３単位層１７とは連続した結晶構造を有する。
　［実施形態３：切削工具の製造方法］
　実施形態３では、実施形態１または実施形態２の切削工具の製造方法について説明する。該製造方法は、基材を準備する第１工程と、該基材上に被膜を形成する第２工程とを備える。該第２工程は、第１層又は第１Ａ層を形成する工程を含む。各工程の詳細について、以下に説明する。
　≪第１工程≫
　第１工程では、基材を準備する。基材は、実施形態１に記載の基材を用いることができる。
　例えば、基材として超硬合金を用いる場合は、市販の基材を用いてもよく、一般的な粉末冶金法で製造してもよい。一般的な粉末冶金法で製造する場合、例えば、ボールミル等によってＷＣ粉末とＣｏ粉末等とを混合して混合粉末を得る。該混合粉末を乾燥した後、所定の形状に成形して成形体を得る。さらに該成形体を焼結することにより、ＷＣ－Ｃｏ系超硬合金（焼結体）を得る。次いで該焼結体に対して、ホーニング処理等の所定の刃先加工を施すことにより、ＷＣ－Ｃｏ系超硬合金からなる基材を製造することができる。上記以外の基材であっても、この種の基材として従来公知のものであればいずれも準備可能である。
　≪第２工程≫
　第２工程では、基材上に被膜を形成する。該第２工程は、第１層又は第１Ａ層を形成する工程を含む。
　「第１層を形成する工程」では、物理蒸着（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＶＤ）法を用いて、第１単位層と、第２単位層とを交互に積層することにより第１層を形成する。また、「第１Ａ層を形成する工程」では、ＰＶＤ法を用いて、第１単位層と、第３単位層とを交互に積層することにより第１Ａ層を形成する。第１層又は第１Ａ層を含む被膜の耐摩耗性を向上させるためには、結晶性の高い化合物からなる層を形成することが好ましい。本発明者らは、第１層および第１Ａ層の形成方法として種々の方法を検討した結果、物理的蒸着法を用いることが好ましいことを見出した。
　ＰＶＤ法としては、カソードアークイオンプレーティング法、バランスドマグネトロンスパッタリング法およびアンバランスドマグネトロンスパッタリング法、ＨｉＰＩＭＳ法からなる群より選択される少なくとも１種を用いることができる。特に、原料元素のイオン化率の高いカソードアークイオンプレーティング法を用いることが好ましい。カソードアークイオンプレーティング法を用いた場合には、第１層を形成する前に、基材の表面に対して金属のイオンボンバードメント処理が可能となるため、基材と、第１層を含む被膜との密着性が格段に向上する。
　カソードアークイオンプレーティング法は、例えば、装置内に基材を設置するとともにカソードとしてターゲットを設置した後に、ターゲットに高電圧を印加してアーク放電を生じさせることによってターゲットを構成する原子をイオン化して蒸発させて、基材上に物質を堆積させることにより行なうことができる。
　バランスドマグネトロンスパッタリング法は、例えば、装置内に基材を設置するとともに平衡な磁場を形成する磁石を備えたマグネトロン電極上にターゲットを設置し、マグネトロン電極と基材との間に高周波電力を印加してガスプラズマを発生させ、このガスプラズマの発生により生じたガスのイオンをターゲットに衝突させてターゲットから放出された原子を基材上に堆積させることにより行うことができる。
　アンバランストマグネトロンスパッタリング法は、例えば、上記のバランスドマグネトロンスパッタリング法におけるマグネトロン電極により発生する磁場を非平衡にして行なうことができる。さらに高電圧を印可でき緻密な膜が得られるＨｉＰＩＭＳ法を用いることもできる。
[規則91に基づく訂正 15.05.2023]
　＜その他の工程＞
　上記第２工程は、上記の「第１層又は第１Ａ層を形成する工程」に加えて、表面研削、ショットブラストなどの表面処理工程を含むことができる。また、上記第２工程は、上記の「第１層又は第１Ａ層を形成する工程」に加えて、他の層（下地層（第２層）、中間層、表面層（第３層）など）を形成する工程を含むことができる。被膜が他の層（下地層（第２層）、中間層、表面層（第３層）など）を含む場合は、これらの層は従来公知の方法で形成することができる。これらの他の層は従来公知の化学気相蒸着法や物理的蒸着法により形成することができる。一つの物理的蒸着装置内において、他の層を第１単位層と、第２単位層又は第３単位層と連続的に形成できるという観点から、他の層は物理的蒸着法により形成することが好ましい。
　本実施の形態を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。
　［実施例１］
　≪切削工具の作製≫
　＜試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８、１－１０１～１－１１０に係る切削工具の作製＞
　（第１工程：基材を準備する工程）
　図６は、本実施例で用いたカソードアークイオンプレーティング装置の模式的な断面図であり、図７は、図６の装置の概略上面図である。
　図６及び図７の装置において、チャンバ１０１内に、被膜の金属原料となる合金製ターゲットである第１単位層用のカソード１０６、第２単位層用のカソード１０７及び第３層用のカソード１２０と、基材２を設置するための回転式の基材ホルダ１０４とが取り付けられている。カソード１０６にはアーク電源１０８が取り付けられ、カソード１０７にはアーク電源１０９が取り付けられている。また、基材ホルダ１０４には、バイアス電源１１０が取り付けられている。また、チャンバ１０１内には、ガス１０５が導入されるガス導入口が設けられるとともにチャンバ１０１内の圧力を調節するためにガス排出口１０３が設けられており、ガス排出口１０３から真空ポンプによりチャンバ１０１内のガスを吸引できる構造となっている。
　基材ホルダ１０４に、基材２としてグレードがＪＩＳ規格Ｐ３０の超硬合金であって、形状がＪＩＳ規格のＣＮＭＧ１２０４０８のチップと住友電工ハードメタル株式会社製ＳＥＭＴ１３Ｔ３ＡＧＳＮのチップとを装着した。
　次に、真空ポンプによりチャンバ１０１内を減圧するとともに、基材２を回転させながら装置内に設置されたヒータにより温度を５００℃に加熱し、チャンバ１０１内の圧力が１．０×１０－４Ｐａとなるまで真空引きを行なった。次に、ガス導入口からアルゴンガスを導入してチャンバ１０１内の圧力を２．０Ｐａに保持し、バイアス電源１１０の電圧を徐々に上げながら－１０００Ｖとし、基材２の表面のクリーニングを１５分間行なった。その後、チャンバ１０１内からアルゴンガスを排気することによって基材を洗浄した（アルゴンボンバード処理）。以上によって、試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８、１－１０１～１－１１０に係る切削工具の基材を準備した。
　（第２工程：基材上に被膜を形成する工程）
　次に、基材２を中央で回転させた状態で、反応ガスとして窒素を導入しながら、基材２の温度を５００℃、反応ガス圧を２．０Ｐａ、バイアス電源１１０の電圧を－５０Ｖ～－２００Ｖの範囲のある一定値に維持したまま、カソード１０６、１０７にそれぞれ１２０Ａのアーク電流を供給することによって、カソード１０６、１０７から金属イオンを発生させて、基材上に表１および表２に示される組成を有する第２層および第１層を形成した。なお、カソード１０６の組成はＴｉ、Ａｌ、Ｃｅの比率が、表１および表２の第１単位層の組成の比率と同一になるように調整してある。また、カソード１０７の組成は、Ｃｒ、Ａｌの比率が、表１および表２の第２単位層の組成の比率と同一になるように調整してある。
　第２層が形成されている場合、第１層は、該第２層上に第１単位層と第２単位層とを１層ずつ交互に、表１および表２に示される積層数をそれぞれ積層することにより形成した。第２層が形成されていない場合、第１層は、基材上に第１単位層と第２単位層とを１層ずつ交互に、表１および表２に示される積層数をそれぞれ積層することにより形成した。また、第２層の厚み、第１層中における第１単位層及び第２単位層のそれぞれの厚み及び積層数は、基材の回転速度で調整した。そして、第２層および第１層の厚みがそれぞれ表１および表２に示される厚みとなったところで蒸発源に供給する電流をストップした。
　次に、チャンバ１０１内に反応ガスとして窒素とメタンガスとを導入しながら、基材２の温度を４００℃、反応ガス圧を２．０Ｐａ、バイアス電源１１０の電圧を－３００Ｖに維持したまま、カソード１２０に１００Ａのアーク電流を供給することによって、カソード１２０から金属イオンを発生させて、第１層上に第３層を形成した。第３層の厚みが表１および表２に示される厚みとなったところで蒸発源に供給する電流をストップした。なお、カソード１２０の組成は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｅの比率が、表１および表２の第３層の組成の比率と同一になるように調整してある。又、第３層の組成の窒素と炭素との比率は、窒素の導入量とメタンガスの導入量との比によって調整した。以上により、試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８、１－１０１～１－１１０に係る切削工具が作製された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　≪評価≫
　各試料に係る切削工具について、第１単位層の組成（すなわち、ａ及びｂ）、第２単位層の組成（すなわち、ｃ）、第２層の組成、第３層の組成、積層数、第１単位層の平均厚み、第２単位層の平均厚み、第１層の厚み、第２層の厚み、第３層の厚み、及びλ２／λ１を測定した。
　＜第１単位層の組成（ａ及びｂ）の測定＞
　各試料の切削工具について、上記ａを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「ａ」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、上記ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「ｂ」の欄に記す。なお、表１および表２において、「ａ」の欄および「ｂ」の欄に「－」と記載されている場合は、第１単位層が存在しないことを意味する。
　＜第２単位層の組成（ｃ）の測定＞
　各試料の切削工具について、上記ｃを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「ｃ」の欄に記す。なお、表１および表２において、「ｃ」の欄に「－」と記載されている場合は、第２単位層が存在しないことを意味する。
　＜第２層の組成および第３層の組成の測定＞
　各試料の切削工具について、第２層の組成を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「第２層」の欄における「組成」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第３層の組成を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「第３層」の欄における「組成」の欄に記す。なお、表１および表２の「第２層」の欄における「組成」の欄に「－」と記載されている場合は、第２層が存在しないことを意味し、表１および表２の「第３層」の欄における「組成」の欄に「－」と記載されている場合は、第３層が存在しないことを意味する。
　＜積層数の測定＞
　各試料の切削工具について、上記積層数を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「積層数」の欄に記す。
　＜第１単位層の平均厚み、第２単位層の平均厚み、第１層の厚み、第２層の厚み、及び第３層の厚みの測定＞
　各試料の切削工具について、第１単位層の平均厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「第１単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第２単位層の平均厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「第２単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第１層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「第１層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第２層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「第２層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第３層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「第３層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に記す。なお、表１および表２の「第１単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第１単位層が存在しないことを意味する。表１および表２の「第２単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第２単位層が存在しないことを意味する。表１および表２の「第２層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第２層が存在しないことを意味する。表１および表２の「第３層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第３層が存在しないことを意味する。
　＜λ２／λ１の測定＞
　各試料の切削工具について、上記λ２／λ１を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１および表２の「λ２／λ１」の欄に記す。なお、表１および表２の「λ２／λ１」の欄に「－」と記載されている場合は、第１単位層および第２単位層のうち少なくとも何れかが存在しないことを意味する。
　＜切削工具の寿命評価＞
　（切削試験１：連続旋削試験）
　試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８、１－１０１～１－１１０のＣＮＭＧ１２０４０８形状の切削工具について、以下の切削条件で乾式の連続旋削試験を実行し、刃先の逃げ面摩耗量が０．２ｍｍになるまでの時間を測定した。結果を表１および表２の「切削時間［分］」の欄に記す。なお、表１および表２において、切削時間が長いことは、工具寿命が長いことを示す。
　（切削条件）
　・被削材：ＳＣＭ４４０（ＨＢ＝３００）
　・切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ
　・送り速度：０．３ｍｍ／ｒｅｖ
　・切り込み：２．０ｍｍ
　・クーラント：ドライ
　上記切削条件で実行される切削加工は、難削材の高速高能率加工であり、刃先温度が高い条件下で実行される切削加工に該当する。
　試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８に係る切削工具は、試料１－１０１～１－１１０に係る切削工具に比して、連続旋削試験において、刃先の逃げ面摩耗量が大きく低減していることが確認された。すなわち、試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８に係る切削工具は、試料１－１０１～１－１１０に係る切削工具に比して、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
　（切削試験２：フライス試験）
　試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８、１－１０１～１－１１０のＳＥＭＴ１３Ｔ３ＡＧＳＮ形状の切削工具について、難削材からなる幅１５０ｍｍの板の中心線と、それより幅の広いφ１６０ｍｍのカッターの中心を合わせて、以下の切削条件で表面フライス削りを実行し（すなわち、乾式のフライス試験を実行し）、刃先の逃げ面摩耗量が０．２ｍｍになるまでの切削長を測定した。結果を表１および表２の「切削長［ｋｍ］」の欄に記す。なお、表１および表２において、切削長が長いことは、工具寿命が長いことを示す。
　（切削条件）
　・被削材：ＳＫＤ１１（ＨＢ＝２３５）
　・切削速度：１８０ｍ／ｍｉｎ
　・送り速度：０．１５ｍｍ／ｔ
　・軸方向切り込みａｐ：１．５ｍｍ
　・径方向切り込みａｅ：１５０ｍｍ
　・クーラント：ドライ
　上記切削条件で実行される切削加工は、難削材の高速高能率及びドライ条件下のフライス加工であり、刃先温度が高い条件下で実行される切削加工に該当する。
　試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８に係る切削工具は、試料１－１０１～１－１１０に係る切削工具に比して、刃先の切削長さが大きく増加していることが確認された。すなわち、試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８に係る切削工具は、試料１－１０１～１－１１０に係る切削工具に比して、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
　［実施例２］
　≪切削工具の作製≫
　＜試料２－１～２－１９、２－１０１～２－１１０に係る切削工具の作製＞
　第２工程において、「基材上に「表３および表４」に示される組成を有する第２層および「第１Ａ層」を形成した。なお、カソード１０６の組成はＴｉ、Ａｌ、Ｃｅの比率が、「表３および表４」の第１単位層の組成の比率と同一になるように調整してある。また、カソード１０７の組成は、Ｃｒ、Ａｌ、「Ｓｉ、Ｂ」の比率が、「表３および表４」の「第３単位層」の組成の比率と同一になるように調整してある。」点と、「第２層が形成されている場合、「第１Ａ層」は、該第２層上に第１単位層と「第３単位層」とを１層ずつ交互に、「表３および表４」に示される積層数をそれぞれ積層することにより形成した。第２層が形成されていない場合、「第１Ａ層」は、基材上に第１単位層と「第３単位層」とを１層ずつ交互に、「表３および表４」に示される積層数をそれぞれ積層することにより形成した。」点と、「第２層および「第１Ａ層」の厚みがそれぞれ「表３および表４」に示される厚みとなったところで蒸発源に供給する電流をストップした。」点と、「第３層の厚みが「表３および表４」に示される厚みとなったところで蒸発源に供給する電流をストップした。なお、カソード１２０の組成は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｅの比率が、「表３および表４」の第３層の組成の比率と同一になるように調整してある。」点と、を除いては、上記試料１－１～１－２４、１－２７、１－２８、１－１０１～１－１１０に係る切削工具と同様の方法により、試料２－１～２－１９、２－１０１～２－１１０に係る切削工具が作製された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　≪評価≫
　各試料に係る切削工具について、第１単位層の組成（すなわち、ａ及びｂ）、第３単位層の組成（すなわち、ｄ及びｅ）、第２層の組成、第３層の組成、積層数、第１単位層の平均厚み、第３単位層の平均厚み、第１Ａ層の厚み、第２層の厚み、第３層の厚み、及びλ３／λ１を測定した。
　＜第１単位層の組成（ａ及びｂ）の測定＞
　各試料の切削工具について、上記ａを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「ａ」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、上記ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「ｂ」の欄に記す。
　＜第２単位層の組成（ｄ及びｅ）の測定＞
　各試料の切削工具について、上記ｄを実施形態２に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「ｄ」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、上記ｅを実施形態２に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「ｅ」の欄に記す。なお、表３および表４において、「ｄ」の欄および「ｅ」の欄に「－」と記載されている場合は、第３単位層が存在しないことを意味する。
　＜第２層の組成および第３層の組成の測定＞
　各試料の切削工具について、第２層の組成を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「第２層」の欄における「組成」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第３層の組成を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「第３層」の欄における「組成」の欄に記す。なお、表３および表４の「第２層」の欄における「組成」の欄に「－」と記載されている場合は、第２層が存在しないことを意味し、表３および表４の「第３層」の欄における「組成」の欄に「－」と記載されている場合は、第３層が存在しないことを意味する。
　＜積層数の測定＞
　各試料の切削工具について、上記積層数を実施形態２に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「積層数」の欄に記す。
　＜第１単位層の平均厚み、第３単位層の平均厚み、第１Ａ層の厚み、第２層の厚み、及び第３層の厚みの測定＞
　各試料の切削工具について、第１単位層の平均厚みを実施形態２に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「第１単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第３単位層の平均厚みを実施形態２に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「第３単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第１Ａ層の厚みを実施形態２に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「第１Ａ層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第２層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「第２層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に記す。また、各試料の切削工具について、第３層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「第３層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に記す。なお、表３および表４の「第１単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第１単位層が存在しないことを意味する。表３および表４の「第３単位層」の欄における「平均厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第３単位層が存在しないことを意味する。表３および表４の「第２層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第２層が存在しないことを意味する。表３および表４の「第３層」の欄における「厚み［μｍ］」の欄に「－」と記載されている場合は、第３層が存在しないことを意味する。
　＜λ３／λ１の測定＞
　各試料の切削工具について、上記λ３／λ１を実施形態２に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表３および表４の「λ３／λ１」の欄に記す。なお、表３および表４の「λ３／λ１」の欄に「－」と記載されている場合は、第１単位層および第３単位層のうち少なくとも何れかが存在しないことを意味する。
　＜切削工具の寿命評価＞
　（切削試験３：連続旋削試験）
　試料２－１～２－１９、２－１０１～２－１１０のＣＮＭＧ１２０４０８形状の切削工具について、以下の切削条件で乾式の連続旋削試験を実行し、刃先の逃げ面摩耗量が０．２ｍｍになるまでの時間を測定した。結果を表３および表４の「切削時間［分］」の欄に記す。なお、表２において、切削時間が長いことは、工具寿命が長いことを示す。
　（切削条件）
　・被削材：インコネル７１８（時効材：ＨＢ＝４００）
　・切削速度：６５ｍ／ｍｉｎ
　・送り速度：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ
　・切り込み：１．０ｍｍ
　・クーラント：ドライ
　上記切削条件で実行される切削加工は、難削材の高速高能率加工であり、刃先温度が高い条件下で実行される切削加工に該当する。
　試料２－１～２－１９に係る切削工具は、試料２－１０１～２－１１０に係る切削工具に比して、連続旋削試験において、刃先の逃げ面摩耗量が大きく低減していることが確認された。すなわち、試料２－１～２－１９に係る切削工具は、試料２－１０１～２－１１０に係る切削工具に比して、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
　（切削試験４：フライス試験）
　試料２－１～２－１９、２－１０１～２－１１０のＳＥＭＴ１３Ｔ３ＡＧＳＮ形状の切削工具について、難削材からなる幅１５０ｍｍの板の中心線と、それより幅の広いφ１６０ｍｍのカッターの中心を合わせて、以下の切削条件で表面フライス削りを実行し（すなわち、乾式のフライス試験を実行し）、刃先の逃げ面摩耗量が０．２ｍｍになるまでの切削長を測定した。結果を表３および表４の「切削長［ｋｍ］」の欄に記す。なお、表２において、切削長が長いことは、工具寿命が長いことを示す。
　（切削条件）
　・被削材：ＦＣＤ７００（ＨＢ＝２５０）
　・切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ
　・送り速度：０．２ｍｍ／ｔ
　・軸方向切り込みａｐ：２．０ｍｍ
　・径方向切り込みａｅ：１５０ｍｍ
　・クーラント：ドライ
　上記切削条件で実行される切削加工は、難削材の高速高能率及びドライ条件下のフライス加工であり、刃先温度が高い条件下で実行される切削加工に該当する。
　試料２－１～２－１９に係る切削工具は、試料２－１０１～２－１１０に係る切削工具に比して、刃先の切削長さが大きく増加していることが確認された。すなわち、試料２－１～２－１９に係る切削工具は、試料２－１０１～２－１１０に係る切削工具に比して、特に刃先温度が高い条件下で実行される切削加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
　以上のように本開示の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形することも当初から予定している。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　切削工具、２　基材、３　被膜、１２　第１単位層、１３，１３’　第１層，第１Ａ層、１４　第３層、１５　第２単位層、１６　第２層、１７　第３単位層、１０１　チャンバ、１０３　ガス排出口、１０４　基材ホルダ、１０５　ガス、１０６，１０７，１２０　カソード、１０８，１０９　アーク電源、１１０　バイアス電源。

Claims (16)

  1. 　基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
    　前記被膜は、第１層を含み、
    　前記第１層は、第１単位層と第２単位層とが交互に積層された交互層からなり、
    　前記第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
    　前記ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
    　前記ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
    　前記第２単位層は、ＡｌｃＣｒ１－ｃＮからなり、
    　前記ｃは、０．４０以上０．７５以下であり、
    　前記ａおよび前記ｃは、ｃ＞ａの関係を満たす、切削工具。
  2. 　前記第１単位層と、前記第１単位層に隣接する前記第２単位層とにおいて、前記第１単位層の厚みλ１に対する、前記第２単位層の厚みλ２の比λ２／λ１は、１以上５以下である、請求項１に記載の切削工具。
  3. 　前記第１単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であり、
    　前記第２単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の切削工具。
  4. 　前記被膜は、前記基材と、前記第１層との間に配置される第２層を更に含み、
    　前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成または前記第２単位層の組成と同一である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の切削工具。
  5. 　前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成と同一であり、
    　前記第２層の厚みは、前記第１単位層の厚みより厚い、請求項４に記載の切削工具。
  6. 　前記第２層の組成は、前記第２単位層の組成と同一であり、
    　前記第２層の厚みは、前記第２単位層の厚みより厚い、請求項４に記載の切削工具。
  7. 　前記被膜は、前記第１層の前記基材と反対側に設けられる第３層を更に含み、
    　前記第３層は、ＴｉＡｌＣｅＣＮからなる、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の切削工具。
  8. 　基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
    　前記被膜は、第１Ａ層を含み、
    　前記第１Ａ層は、第１単位層と第３単位層とが交互に積層された交互層からなり、
    　前記第１単位層は、Ｔｉ１－ａ－ｂＡｌａＣｅｂＮからなり、
    　前記ａは、０．３５０以上０．６５０以下であり、
    　前記ｂは、０．００１以上０．１００以下であり、
    　前記第３単位層は、ＡｌｄＣｒ１－ｄ－ｅＭｅＮからなり、
    　前記Ｍは、珪素または硼素であり、
    　前記ｄは、０．４０以上０．７５以下であり、
    　前記ｅは、０超０．０５以下であり、
    　前記ａおよび前記ｄは、ｄ＞ａの関係を満たす、切削工具。
  9. 　前記第１単位層と、前記第１単位層に隣接する前記第３単位層とにおいて、前記第１単位層の厚みλ１に対する、前記第３単位層の厚みλ３の比λ３／λ１は、１以上５以下である、請求項８に記載の切削工具。
  10. 　前記Ｍは、珪素である、請求項８または請求項９に記載の切削工具。
  11. 　前記Ｍは、硼素である、請求項８または請求項９に記載の切削工具。
  12. 　前記第１単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下であり、
    　前記第３単位層の平均厚みは、０．００２μｍ以上０．２μｍ以下である、請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の切削工具。
  13. 　前記被膜は、前記基材と、前記第１Ａ層との間に配置される第２層を更に含み、
    　前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成または前記第３単位層の組成と同一である、請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の切削工具。
  14. 　前記第２層の組成は、前記第１単位層の組成と同一であり、
    　前記第２層の厚みは、前記第１単位層の厚みより厚い、請求項１３に記載の切削工具。
  15. 　前記第２層の組成は、前記第３単位層の組成と同一であり、
    　前記第２層の厚みは、前記第３単位層の厚みより厚い、請求項１３に記載の切削工具。
  16. 　前記被膜は、前記第１Ａ層の前記基材と反対側に設けられる第３層を更に含み、
    　前記第３層は、ＴｉＡｌＣｅＣＮからなる、請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載の切削工具。
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