JP2000317706A - 被覆工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命が長い被覆工具を提供する。 【解決手段】 ドリル４７１は、基材４７４と、その基
材４７４の上に形成された（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む耐摩
耗性被膜４７５とを備える。耐摩耗性被膜４７５の表面
において横寸法が２４μｍで縦寸法が１８μｍの矩形の
表面領域を任意に３ヶ所選び、その３ヶ所で耐摩耗性被
膜形成時に不可避的に発生した高さ０．５μｍ以上の突
起の個数の合計値が１５以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基材の上に被膜
を形成した被覆工具に関し、特に、その表面に耐摩耗性
被膜を形成したドリル、エンドミル、フライス加工用ま
たは旋削用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、
リーマ、タップなどの切削工具、その表面に耐摩耗性被
膜を形成した金属プレス加工用、金属鍛造用、ダイキャ
スト用、プラスチック成形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、ドリルにおいて穴開け加工をする場合には、切削中
に被削材とドリルとの界面に切削油剤を供給することが
一般に行なわれている。この切削油剤は切削加工中にお
ける工具と被削材の界面の潤滑性向上、工具の冷却、切
屑の排出促進に大きな効果を持っており、近年における
切削能力の向上に大きく寄与してきた。

【０００３】しかし、潤滑性を向上させる目的で切削油
剤中に添加されている硫黄やリンや塩素などの極圧添加
剤が、切削加工現場における作業環境の悪化、工場周辺
の環境汚染、使用済み切削油剤の廃棄処理に伴う有害物
質の飛散、廃棄処理費用問題などをもたらしてきた。

【０００４】ある調査では、切削加工においては、切削
油剤関連費用が工具費を大幅に上回り、生産加工費全体
のうちの１５〜３０％を上回るとも言われている。

【０００５】このような背景の下、切削油剤を減らして
も寿命や切削能率が低下しない切削工具の開発が強く求
められている。

【０００６】なお、種々の切削加工の中でも、旋削加
工、フライス加工の分野では切削油剤の削減に伴う技術
的問題が比較的少なく乾式化が進んでいるといえる。し
かしながら、穴開け加工においては、乾式化はずいぶん
と遅れているのが現状である。

【０００７】ドリルを用いた加工においては、切削油剤
は、ドリルの逃げ面およびすくい面と被削材との間に薄
い膜を形成するため潤滑効果を発揮する。また、切削の
摩擦熱を吸収して、ドリルの刃先を冷却するという効果
を有する。これら２つの効果により、ドリルの刃先、特
に、逃げ面の摩耗を防ぐことができる。

【０００８】また、切削油剤はドリルの刃先と被削材と
の間の潤滑効果を有するので、加工穴の表面が加工硬化
を起こすことが少ない。さらに、ドリルを用いた加工に
おいては、ドリルの刃先が被削材内に深く入り込むた
め、ドリルの溝を通して切屑を排出する必要がある。こ
こで、潤滑油剤は、この溝の表面に膜を作り切屑がスム
ーズに排出される効果も果たす。

【０００９】そのため、切削油剤を使用しないと、上述
の効果が達成できなくなり、逃げ面の摩耗の増大による
工具寿命の低下、加工穴の加工硬化による穴質の低下、
切屑の流出抵抗の増大によるドリルの折損等の問題が発
生することが考えられる。

【００１０】エンドミル、フライス加工用および旋削用
刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タ
ップなどの切削工具では、工具の損傷を防止する技術に
ついての開発が進められている。

【００１１】この損傷は、主として摩耗と欠損に大別で
きる。摩耗は大きく分けると（１）機械的な摩擦摩耗に
よるものと、（２）高温での酸化や被削材との拡散など
によって生じる熱的摩耗に分類される。いずれの摩耗
も、切削速度や送り速度が大きくなって工具の刃先温度
が高くなると著しくなる。

【００１２】欠損は刃先にかかる大きな切削抵抗や機械
的、熱的な衝撃によって起こり、高送り切削や断続切削
で顕著に現われる。

【００１３】従来から、これらの損傷を低減させるため
に、ＷＣ基超硬合金、サーメット、セラミックス、高速
度鋼などの切削工具の硬質基材の表面には、硬質被覆層
として、ＰＶＤ法（物理的気相蒸着法）やＣＶＤ法（化
学的気相蒸着法）によりチタンの炭化物、窒化物、炭窒
化物またはアルミニウムの酸化物を単層または複層形成
することがよく知られている。

【００１４】しかし、上記の切削工具においても、
（１）加工能率を一層向上させるために切削速度がより
高速になりつつあること、（２）切削油剤削減のための
ドライ加工化が進みつつあることから、工具刃先温度は
ますます高温になる傾向がある。そのため、工具材料に
要求される特性は一層厳しくなっている。

【００１５】そこで、たとえば特公平５−６７７０５号
公報に開示されているように、組成が（Ｔｉ_xＡｌ_1-x）
（Ｎ_yＣ_1-y）（ただし、０．５６≦ｘ≦０．７５、０．
６≦ｙ≦１）で表わされるＴｉＡｌ系の被膜が提案され
ている。通常のＴｉＮ膜では酸化開始温度が６００℃程
度であるが、このＴｉＡｌ系被膜を用いると、酸化開始
温度が８５０℃まで向上する。これにより、高温での酸
化を抑制できることになる。

【００１６】しかしながら、この技術では、被膜の表面
粗さや基材と被膜との密着性に関しては何ら改善されて
いない。被膜の表面粗さが大きく、被膜の表面に突起が
多く存在すれば、被膜の表面粗さが大きくなり滑り性や
焼付き性が悪化する。また、被膜の表面に硬度が高い突
起が存在すれば、加工後の被削材の表面仕上げ状態も損
なわれる。

【００１７】また、被膜と基材との密着性が悪ければ、
たとえば耐酸化性に優れる被膜であったとしても切削工
具寿命が短くなるという問題がある。

【００１８】金属プレス加工用、金属鍛造用、ダイキャ
スト用、プラスチック成形用などの金型技術も年々急速
に進歩している。その発展は金型製作技術によるところ
が大きく、今後も金型の高精度、高強度、高寿命および
低価格化の傾向が一段と増していくものと考えられる。
そこで、適切な金型基材の選定や金型表面被覆処理技術
などは上記要求を満たす上で非常に重要となってきてい
る。

【００１９】従来、金型の寿命を向上させるためには、
耐摩耗性や耐焼付き性などに優れる拡散浸透法やＣＶＤ
法（化学的気相蒸着法）が広く用いられてきた。しか
し、これらの処理方法では非常に高温で処理するため、
寸法精度や歪みなどに問題があり、近年、高精度の金型
を製造する場合には、これらの方法は必ずしも好ましい
ものではなかった。

【００２０】しかし、温度２００℃以下の比較的低温で
処理することが可能なＰＶＤ法（物理的気相蒸着法）の
技術が急速に発展した。その中でも、特にＴｉＮ被膜は
切削工具関連の技術から発展してきた。この被膜は密着
性が高いため、金型用途への応用が極めて活発になって
きている。このＰＶＤ法を金型の製作に用いると有利な
点は、基材の変態による体積変化が起こらず、高精度の
金型が得られることおよび各種焼戻し温度の鋼基材やア
ルミニウム基材などにコーティングすることが可能であ
る点である。

【００２１】しかし、最近切削工具関連の技術において
指摘されているように、ＴｉＮ膜は酸化開始温度が６０
０℃と低く、過酷な使用条件下では耐熱性に問題があっ
た。

【００２２】そこで、上記公報に記載されたＴｉＡｌ系
被膜を金型に用いることにより酸化開始温度を８５０℃
まで向上させることができる。

【００２３】しかしながら、このような被膜でも、被膜
表面の表面粗さや基材との密着性は向上していない。被
膜の表面に突起が多く存在する場合には表面粗さが大き
くなって滑り性や焼付き性が低下するとともに突起およ
び突起が脱落して凹部となった部分が腐食の起点となる
ため耐食性も損なわれる。また、被膜の密着性が低けれ
ば金型寿命も短くなる。

【００２４】そこで、この発明は、上述のような問題点
を解決するためになされたものであり、この発明の１つ
の局面に従った目的は、寿命が長い被覆工具を提供する
ことである。

【００２５】また、この発明の別の局面に従った目的
は、切削油剤を削減しても寿命が長く、加工孔の品質が
低下せず、折損を防ぐことができるドリルを提供するこ
とである。

【００２６】また、この発明のさらに別の局面に従った
目的は、耐摩耗性、滑り性、焼付き性、被削材の加工精
度（表面仕上げ状態）などが高いエンドミル、フライス
加工用および旋削用刃先交換型チップ、メタルソー、歯
切工具、リーマ、タップなどの切削工具を提供すること
である。

【００２７】この発明のさらに別の局面に従った目的
は、耐摩耗性、耐食性、滑り性、焼付き性などが高い金
属プレス加工用、金属鍛造用、ダイキャスト用、プラス
チック成形用などの金型を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のド
リル、エンドミル、チップなどの切削工具、金属プレス
用、金属鍛造用の金型などにおいて、種々の問題を解決
するためにさまざまな研究を行なった。その結果、低温
でも被覆可能なＰＶＤ法によって、耐酸化性を持たせな
がら耐摩耗性被膜を非常に平滑な状態で密着性よく基材
表面に被覆することが必要であるとの知見を得た。

【００２９】また、ドリルの刃先、エンドミル、フライ
ス加工用および旋削用刃先交換型チップ、メタルソー、
歯切工具、リーマ、タップなどの切削工具の刃先の摩耗
や金属プレス加工用、金属鍛造用、ダイキャスト用、プ
ラスチック成形用などの金型表面の摩耗を防止するため
には、特に硬い材料からなる膜を形成する必要がある。
さらに、これらの表面での潤滑性を発揮させるために
は、この被膜と被削材との間に何らかの潤滑剤を介在さ
せる必要がある。

【００３０】また、ドリルにおいては、切屑を効率よく
排出させるためには、ドリルの溝に切削油剤が存在しな
くても、切屑が溝の表面に引っ掛からない程度の高い平
坦性が溝の表面に要求される。

【００３１】上述の知見に基づいてなされた、この発明
に従った被覆工具は、基材と、その基材の上に形成され
た（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む耐摩耗性被膜とを備える。耐
摩耗性被膜の表面において横寸法が２４μｍで縦寸法が
１８μｍの矩形の表面領域を任意に３ヶ所選び、その３
ヶ所で高さ０．５μｍ以上の突起の個数の合計値が１５
以下である。

【００３２】このような被覆工具においては、耐摩耗性
被膜は（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む。この（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ
は極めて硬いため、被覆工具の耐摩耗性が向上する。そ
のため、たとえばドリルやフライスなどの切削工具で
は、逃げ面も摩耗を防ぎ、工具寿命を長くすることがで
きる。また、金型では、被削材と接触する面の摩耗を防
ぎ、工具寿命を長くすることができる。また、（Ｔｉ、
Ａｌ）Ｎの表面は切削加工中または金型加工中に酸化さ
れて、この表面にアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）が生成する。こ
のアルミナが被加工材と耐摩耗性被膜との間の潤滑性を
向上させる。

【００３３】これにより、たとえば被覆工具をドリルと
して用いた場合には、加工孔の表面での表面硬化が起こ
ることが少ない。そのため、加工孔の品質が向上する。
また、被覆工具を切削工具として用いた場合には、この
アルミナが被加工材と耐摩耗性被膜との間の潤滑性を向
上させるため、滑り性が良くなる。さらに、被覆工具を
金型として用いた場合には、アルミナが被加工材と耐摩
耗性被膜との間の潤滑性を向上させるため、滑り性が向
上する。

【００３４】また、この発明の別の局面に従った被覆工
具は、基材と、その基材の上に形成された（Ｔｉ、Ａ
ｌ）Ｎを含む耐摩耗性被膜とを備える。耐摩耗性被膜の
表面において横寸法が６０μｍで縦寸法が４５μｍの矩
形の表面領域で高さ０．５μｍ以上の突起の個数値が２
８以下である。

【００３５】このような被覆工具においては、耐摩耗性
被膜は（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む。この（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ
は極めて硬いため、被覆工具の耐摩耗性が向上する。そ
のため、たとえばドリルやフライスなどの切削工具で
は、逃げ面も摩耗を防ぎ、工具寿命を長くすることがで
きる。また、金型では、被削材と接触する面の摩耗を防
ぎ、工具寿命を長くすることができる。また、（Ｔｉ、
Ａｌ）Ｎの表面は切削加工中または金型加工中に酸化さ
れて、この表面にアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）が生成する。こ
のアルミナが被加工材と耐摩耗性被膜との間の潤滑性を
向上させる。

【００３６】これにより、たとえば被覆工具をドリルと
して用いた場合には、加工孔の表面での表面硬化が起こ
ることが少ない。そのため、加工孔の品質が向上する。
また、被覆工具を切削工具として用いた場合には、この
アルミナが被加工材と耐摩耗性被膜との間の潤滑性を向
上させるため、滑り性が良くなる。さらに、被覆工具を
金型として用いた場合には、アルミナが被加工材と耐摩
耗性被膜との間の潤滑性を向上させるため、滑り性が向
上する。

【００３７】この発明のさらに別の局面に従った被覆工
具は、基材と、その基材の上に形成された（Ｔｉ、Ａ
ｌ）Ｎを含む耐摩耗性被膜とを備える。耐摩耗性被膜の
表面において横寸法が６０μｍで縦寸法が４５μｍの矩
形の表面領域で高さ１．０μｍ以上の突起の個数が７以
下である。

【００３８】このような被覆工具においては、耐摩耗性
被膜は（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む。この（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ
は極めて硬いため、被覆工具の耐摩耗性が向上する。そ
のため、たとえばドリルやフライスなどの切削工具で
は、逃げ面も摩耗を防ぎ、工具寿命を長くすることがで
きる。また、金型では、被削材と接触する面の摩耗を防
ぎ、工具寿命を長くすることができる。また、（Ｔｉ、
Ａｌ）Ｎの表面は切削加工中または金型加工中に酸化さ
れて、この表面にアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）が生成する。こ
のアルミナが被加工材と耐摩耗性被膜との間の潤滑性を
向上させる。

【００３９】これにより、たとえば被覆工具をドリルと
して用いた場合には、加工孔の表面での表面硬化が起こ
ることが少ない。そのため、加工孔の品質が向上する。
また、被覆工具を切削工具として用いた場合には、この
アルミナが被加工材と耐摩耗性被膜との間の潤滑性を向
上させるため、滑り性が良くなる。さらに、被覆工具を
金型として用いた場合には、アルミナが被加工材と耐摩
耗性被膜との間の潤滑性を向上させるため、滑り性が向
上する。

【００４０】また、耐摩耗性被膜は、複数層形成されて
いることが好ましい。さらに、耐摩耗性被膜の厚みは
０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

【００４１】また、被覆工具は、基材と耐摩耗性被膜と
の間に形成された、チタンナイトライドを含む中間層を
さらに備えることが好ましい。

【００４２】この場合、チタンナイトライドは、基材表
面と耐摩耗性被膜との両方に密着性が良いので、基材と
耐摩耗性被膜の密着性を一層向上させることができる。
そのため、耐摩耗性被膜が基材から剥がれることなく工
具の寿命をさらに向上させることができる。

【００４３】さらに、中間層の厚みは０．０５μｍ以上
１．０μｍ以下であることが好ましい。

【００４４】また、突起の高さは走査型電子顕微鏡を用
いて得られた３次元的データをもとに算出されることが
好ましい。

【００４５】さらに、基材は、ＷＣ基超硬合金、サーメ
ット、立方晶窒化ホウ素含有焼結体、セラミックス、ア
ルミニウム系合金および鉄系合金からなる群より選ばれ
た少なくとも１種を含むことが好ましい。ここで、セラ
ミックスの例として、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウム、アルミナ、窒化ホウ素、炭化ホウ素および
ダイヤモンドを挙げることができる。さらに、鉄系合金
として、高速度鋼、ダイス鋼、ステンレス鋼を挙げるこ
とができる。

【００４６】また、当該被覆工具は切削工具であること
が好ましい。さらに、切削工具は、切屑を排出するため
の溝がその表面に形成されたドリルであり、その溝に耐
摩耗性被膜が形成されていることが好ましい。この場
合、溝の表面において、高さが０．５μｍ以上の突起ま
たは高さが１．０μｍ以上の突起の個数が従来のドリル
に比べて少ないため、溝の表面は平滑である。そのた
め、耐摩耗性被膜の表面の摩擦抵抗が低減されるため、
この溝を通じて切屑がスムーズに排出されるので、ドリ
ルの折損を防止することができる。

【００４７】また、ドリルは、切削油が存在しない乾式
条件下で使用されることが好ましい。

【００４８】さらに、ドリルは、切削油を霧状に吹きつ
けるミスト潤滑条件下で使用されることが好ましい。

【００４９】また、ドリルは、植物油を切削油として使
用したセミドライ条件下で使用されることが好ましい。

【００５０】また、ドリルにおいて、被削材に近い先端
部分の溝の幅は、被削材から遠い根元部分の溝の幅より
も小さいことが好ましい。

【００５１】この場合、ドリルの先端部での溝の幅を狭
めることによって、小さくカールした切屑が次々と生成
され、この小さな切屑が根元部の広い溝を通ってスムー
ズに排出される。そのため、ドリルの折損をさらに防止
することができる。

【００５２】また、ドリルにおいて、被削材に近い先端
部分の溝の幅と、被削材から遠い根元部分の溝の幅とが
等しいことが好ましい。この場合、溝の幅が一定である
ため、ドリルを製造しやすくなり、低コストでドリルを
提供することができる。

【００５３】また、切削工具は、エンドミル、フライス
加工用または旋削用刃先交換型チップ、メタルソー、歯
切工具、タップおよびリーマから群より選ばれた１種で
あることが好ましい。この場合、被覆工具の表面におい
て、耐摩耗性被膜形成時に不可避的に発生した高さ０．
５μｍ以上の突起または高さ１．０μｍ以上の突起の個
数が従来の切削工具に比べて少ないため、切削工具の表
面は平滑である。そのため、耐摩耗性被膜の表面の摩擦
抵抗が低減し、被加工材の焼付きを防止することができ
る。さらに、従来、突起部が原因で損なわれていた被削
材の表面粗さを小さくすることができる。

【００５４】また、当該被覆工具は金型であることが好
ましい。さらに、金型は金属プレス加工用金型、金属鍛
造用金型、金属ダイカスト用金型およびプラスチック成
形用金型からなる群より選ばれた１種であることが好ま
しい。この場合、金型表面において、耐摩耗性被膜形成
時に不可避的に発生した、高さが０．５μｍ以上の突起
または高さが１．０μｍ以上の突起の個数が従来の金型
に比べて少ないため、金型の表面が平滑である。そのた
め、耐摩耗性被膜の表面の摩擦抵抗が低減し、被加工材
の焼付きを防止することができる。さらに、従来、突起
部および突起が脱落した凹部が腐食の進行起点となって
いたが、突起が少なくなることで耐食性も向上する。

【００５５】高さ０．５μｍ以上の突起および高さ１．
０μｍ以上の突起は耐摩耗性被膜形成時に不可避的に発
生したものであることが好ましい。

【００５６】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。

【００５７】実施例１：切削工具（ドリル） （１） サンプルの作製 （ｉ） 本発明品の作製 図１は、この発明の実施例で用いたドリルの基材を示す
図である。図１を参照して、ドリルの基材１は超硬合金
からなる。基材１の表面には２条のねじれ溝２が設けら
れている。

【００５８】図２は図１中のＸ−Ｘ線に沿って見た断面
を示す図であり、図３は、図１中のＹ−Ｙ線に沿って見
た断面を示す図である。図２を参照して、ドリルの先端
部１ａでは、ねじれ溝２の角度Ｙ₁ とねじれ溝２のない
部分の角度Ｘ₁ との比Ｙ₁ ：Ｘ₁ は０．６：１となって
おり、ねじれ溝２が狭くなっている。図３で示すドリル
の根元部分１ｂにおいては、ねじれ溝２の角度Ｙ₂ とね
じれ溝２が存在しない部分の角度Ｘ₂ との比Ｙ₂ ：Ｘ₂
は１：１であり、ねじれ溝２が存在する部分と存在しな
い部分との角度が等しくなっている。つまり、ドリル１
の基材においては、ねじれ溝２は、先端部分１ａで狭
く、根元部分１ｂで広いといえる。また、図１中の、点
Ａから先端部分１ａまででは、図２で示すような断面形
状であり、点Ｂから根元部分１ｂまでは図３で示すよう
な断面形状であり、点Ａと点Ｂの間では、溝の幅が徐々
にあるいは段階的に変化している。

【００５９】図４は、この発明で用いた成膜装置の模式
図である。本装置は特開平１０−６８０７１号公報に記
載された装置であり、平滑な表面状態の（Ｔｉ、Ａｌ）
Ｎを得るためのものである。図４を参照して、成膜装置
１０は、チャンバ１２と、主テーブル１１と、支持棒１
３と、アーク式蒸発源１４ａおよび１４ｂと、陰極１６
ａおよび１６ｂと、可変電源としての直流電源２０ａ、
２０ｂおよび２２と、陰極１６ａおよび１６ｂ付近にガ
スを供給するためのガス導入口２４ａおよび２４ｂとを
備える。

【００６０】チャンバ１２は真空ポンプと連結されてお
り、チャンバ１２内の圧力を変化させることが可能であ
る。チャンバ１２内に主テーブル１１と支持棒１３とガ
ス導入口２４ａおよび２４ｂと陰極１６ａおよび１６ｂ
が設けられている。

【００６１】チャンバ１２内に設けられた支持棒１３は
主テーブル１１を支持する。支持棒１３内には回転軸が
設けられており、この回転軸が主テーブル１１を回転さ
せる。主テーブル１１上にドリルの基材１を保持するた
めの治具１００が設けられている。支持棒１３、主テー
ブル１１および治具１００は直流電源２２の負極と電気
的に接続されている。直流電源２２の正極はアースされ
ている。

【００６２】チャンバ１２の側壁には、アーク式蒸発源
１４ａと、そのアーク式蒸発源１４ａに接続された陰極
１６ａが取付けられている。アーク式蒸発源１４ａおよ
び陰極１６ａと向かい合うように、チャンバ１２の側壁
にアーク式蒸発源１４ｂと陰極１６ｂが取付けられてい
る。

【００６３】アーク式蒸発源１４ａおよび陰極１６ａ
は、直流電源２０ａの負極と電気的に接続されている。
直流電源２０ａの正極はアースされ、かつチャンバ１２
と電気的に接続されている。アーク式蒸発源１４ｂおよ
び陰極１６ｂは直流電源２０ｂの負極と電気的に接続さ
れている。直流電源２０ｂの正極はアースされ、かつチ
ャンバ１２に電気的に接続されている。

【００６４】アーク式蒸発源１４ａおよび１４ｂは陰極
１６ａおよび１６ｂとチャンバ１２との間のアーク放電
によって陰極１６ａおよび１６ｂを部分的に溶解させて
陰極物質を矢印１８ａおよび１８ｂに示す方向に蒸発さ
せるものである。陰極１６ａおよび１６ｂとチャンバ１
２との間には数十Ｖから数百Ｖ程度の電圧が印加され
る。陰極１６ａは、（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）により構成
される。陰極１６ｂはＴｉにより構成される。なお、
（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）とは、ＴｉとＡｌの原子数比が
０．５：０．５の化合物をいう。

【００６５】陰極１６ａおよび１６ｂ付近にガスを供給
するガス導入口２４ａおよび２４ｂには、矢印２６ａお
よび２６ｂで示す方向からさまざまなガスが導入され
る。このガスの例として、アルゴン、窒素ガスまたは、
たとえばメタン、アセチレン、ベンゼンなどの炭化水素
系ガスなどがある。

【００６６】図５は、図４中の治具１００を詳細に示す
図である。図６は、治具１００の上面図である。図５お
よび図６を参照して、治具１００は、主テーブル１１０
と、副テーブル１２１〜１２６、１３１、１３４、１４
１および１４４と、回転軸１５１および１５２とを備え
る。

【００６７】主テーブル１１０は、主テーブル１１と接
続されており矢印１１０ａで示す方向に回転する。主テ
ーブル１１０上には垂直方向に延びる回転軸１５１およ
び１５２が設けられている。また、図５および図６では
示さないが、主テーブル１１０上には他の４本の回転軸
も設けられている。

【００６８】回転軸１５１には副テーブル１２１〜１２
３が固定されている。それぞれの副テーブル１２１〜１
２３には、図１〜３で示すドリルの基材１が取付けられ
ている。同様に、副テーブル１２４〜１２６も回転軸１
５２に固定されており、それぞれの副テーブル１２４〜
１２６上には基材１が取付けられている。また、副テー
ブル１３１、１３４、１４１および１４４上にもドリル
の基材１が取付けられている。

【００６９】すべての副テーブルは回転軸と固定されて
おり、回転軸１５１および１５２は支持棒１３中の回転
軸とギアで接続されているため、矢印１２０ａで示す方
向に回転する。そのため、副テーブル１２１〜１２６、
１３１、１３４、１４１および１４４も矢印１２０ａで
示す方向に回転する。

【００７０】これらの副テーブル１２１〜１２６、１３
１、１３４、１４１および１４４上の基材１は、矢印１
１０ａで示す方向に大きく公転すると同時に、矢印１２
０ａで示す方向に小さく公転（自転）する。また、副テ
ーブル１２１〜１２６、１３１、１３４、１４１および
１４４の回転数は、主テーブル１１０の回転数よりも多
いことが好ましい。さらに、基材１を個々に回転させる
機構を付与してもよい。

【００７１】まず、図４〜図６で示すような装置を用い
て、主テーブル１１０を矢印１１０ａで示す方向に回転
させ、副テーブル１２１〜１２６、１３１、１３４、１
４１、および１４６を矢印１２０ａで示す方向に回転さ
せながら、真空ポンプによりチャンバ１内の圧力を１．
３×１０^-3Ｐａとした。次に、ガス導入口２４からアル
ゴンガスを導入してチャンバ１２内の圧力を２．７Ｐａ
に保持し、ヒータ（図示せず）により基材１を温度２０
０℃に加熱した後、直流電源２２の電圧を−１０００Ｖ
とし、基材１の表面のクリーニングを行なった。その
後、アルゴンガスを排気した。

【００７２】次に、直流電源２２の電圧を−１０００Ｖ
に維持したままチャンバ１２内の圧力が６．６×１０^-1
Ｐａとなるようにアルゴンガスの流量を調整した。直流
電源２０ｂから１００Ａのアーク電流を供給し、陰極１
６ｂからチタンイオンを発生させた。これにより、チタ
ンイオンが基材１の表面をスパッタクリーニングし、基
材２の表面の強固な汚れや酸化膜が除去された。

【００７３】その後、チャンバ１２内の圧力が４Ｐａと
なるようにガス導入口２４ａおよび２４ｂから窒素ガス
を導入し、直流電源２２の電圧を−２００Ｖとした。す
ると、基材１の表面においてＴｉＮ膜の形成が始まっ
た。ＴｉＮ膜が所定の厚み（０．３μｍ）に達するまで
この状態を維持した。これにより、中間層としてのＴｉ
Ｎ膜を形成した。中間層の厚みとしては０．１μｍ以上
１μｍ以下であることが好ましい。

【００７４】ＴｉＮ膜の形成が終了すると、この状態の
ままアーク式蒸発源１４ａに１００Ａのアーク電流を供
給した。これにより、陰極１６ａを構成する（Ｔｉ
_0.5 、Ａｌ_0.5 ）が矢印１８ａに示す方向に蒸発し、基
材１の表面に厚さが約６μｍの耐摩耗性被膜としての
（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ膜を形成して本発明に従ったドリル
（本発明品）を作製した。なお、耐摩耗性被膜としての
（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ膜の厚みとしては、０．５μｍ以上１
５μｍ以下であることが好ましい。耐摩耗性被膜の厚さ
が０．５μｍ未満であれば被膜自体の強度が低下し、被
膜の耐摩耗性が低下する。また、被膜の厚さが１５μｍ
を超えると膜の剥離や欠けが発生しやすくなる。また、
（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ膜の組成式を（Ｔｉ_X 、Ａｌ_1-X ）Ｎ
とした場合、０．３≦Ｘ≦０．８であることが好まし
い。そのため、上述の陰極１６ａの組成式を（Ｔｉ_X 、
Ａｌ_1-X ）とすると、０．３≦Ｘ≦０．８であることが
好ましい。

【００７５】（ii） 従来品１の作製 従来品１の作製に当たっては、まず、図１〜３で示すよ
うな基材１を準備した。この基材１を図４で示す治具１
００にセットした。また、装置１０においてガス導入口
２４ａおよび２４ｂをチャンバ１２の上部１２ａに一つ
にまとめて配置した。陰極１６ａをチタンとアルミニウ
ムの化合物（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）で構成した。その他
の成膜装置１０の構成については、本発明品の製造と同
様にした。

【００７６】このような装置１０を用いて、まず、主テ
ーブル１１０を矢印１１０ａで示す方向に回転させ、か
つ、副テーブル１２１〜１２６、１３１、１３４、１４
１および１４６をそれぞれ、矢印１２０ａで示す方向に
回転させた。次に、基材１の表面を本発明品を製造した
のと同様の手法でアルゴンでスパッタクリーニングし、
その後、チタンでスパッタクリーニングした。さらに、
本発明品を製造した工程と同様に基材１の表面に厚さが
０．３μｍのＴｉＮ膜を形成した。

【００７７】ＴｉＮ膜の形成が終了すると、直流電源２
０ａから陰極１６ａへ−２００Ｖ、１００Ａの電力を供
給して、陰極１６ａを構成する（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）
を蒸発させた。また、チャンバ１２の上部１２ａに設け
られたガス導入口から窒素ガスを導入した。これらが基
材１の表面で反応して基材１上のＴｉＮ膜上に膜厚が６
μｍの（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）Ｎ膜が得られた。これに
より、本発明品とほぼ同一の組成で窒素ガスの導入方法
が異なる耐摩耗性被膜を有する従来品１を得た。

【００７８】（iii） 従来品２の作製 従来品２の作製に当たっては、陰極１６ａおよび陰極１
６ｂをチタンで構成した。その他の成膜装置１０の構成
については従来品１の場合と同様とした。このような成
膜装置１０において、まず、治具１００に基材１を取付
け、本発明品を製造したのと同様にこれらを回転させ
た。次に、本発明品を製造したのと同様の工程で基材１
の表面をアルゴンでスパッタクリーニングし、その後、
チタンでスパッタクリーニングし、さらに、厚さが０．
３μｍのＴｉＮ膜を形成した。

【００７９】次に、ＴｉＮ膜の形成が終了すると、直流
電源２０ａから陰極１６ａへ−２００Ｖ、１００Ａの電
力を供給して、陰極１６ａからチタンイオンを発生させ
た。また、ガス導入口からメタンガス（ＣＨ₄ ）と窒素
ガスとを導入した。これらが反応して、基材１の表面の
ＴｉＮ膜上に膜厚が６μｍのＴｉ（Ｃ_0.5 、Ｎ_0.5 ）膜
を形成した。Ｔｉ（Ｃ_0.5 、Ｎ_0.5 ）とは、ＴｉとＣと
Ｎの原子数比が１：０．５：０．５の化合物をいう。

【００８０】これにより、陰極として（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ
_0.5 ）を用いた製造した（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5 ）Ｎ膜を
有する本発明品、陰極として（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）を
用いて製造された（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）Ｎ膜を有する
従来品１および陰極としてＴｉを用いて製造されたＴｉ
（Ｃ_0.5 、Ｎ_0.5 ）膜を有する従来品２を得た。

【００８１】（２） サンプルの表面粗さの評価 図７は、サンプルの表面粗さを評価するのに用いた３Ｄ
−ＳＥＭ（three dimension scanning electron micros
cope）の模式図である。図７を参照して、ＳＥＭ２００
（エリオニクス社製ＥＲＡ−８００）は、電子銃２１０
と、電子レンズ２２１〜２２４と、検出器２３１〜２３
４とを有する。

【００８２】電子銃２１０は、電子線２１１を発射す
る。電子銃２１０から発射された電子線２１１は電子レ
ンズ２２１〜２２４によりさまざまにその進路を変えら
れて支持台２５０上に置かれた試料２６０に照射され
る。試料２６０に照射された電子線は、試料２６０から
２次電子を発生させる。この２次電子を検出器２３１〜
２３４が検出することにより、試料２６０の表面状態を
観察することができる。

【００８３】図８は、図７で示す装置において、試料の
表面形状を測定する原理を示す模式図である。図８を参
照して、試料２６０の表面２６１ａのうち、角度θ₁ を
有する点２６１ｂおよび角度θ₂ を有する点２６１ｄに
電子線２１１が照射されると、この点２６１ｂおよび２
６１ｄから２次電子が発生する。

【００８４】発生した２次電子のうち、検出器２３２に
検出される２次電子の出力信号をＡとし、検出器２３３
に検出される２次電子の出力信号をＢとする。すなわ
ち、検出器２３２に面した点２６１ｂでの信号強度は、
検出器２３２で大きく、その値に比べて検出器２３３で
小さくなる。一方、検出器２３３に面した点２６１ｄで
の信号強度は検出器２３３で大きく、頂点２６１ｅの影
響を受ける検出器２３２で極端に小さくなる。

【００８５】点２６１ｂから発生する２次電子の信号強
度のうち、検出器２３２で検出される信号の強度を矢印
２１２の長さで示し、検出器２３３で検出される信号の
強度を矢印２１３の長さで示す。また、点２６１ｄで発
生する２次電子の信号強度のうち、検出器２３２で検出
される信号の強度を矢印２４１の長さで示し、検出器２
３３で検出される信号の強度を矢印２１５の長さで示す
と、矢印２１５の長さが最も長く、次いで、矢印２１２
が長く、その次に、矢印２１３が長く、矢印２１４は一
番短い。

【００８６】また、初期条件設定走査によりなるべく平
面（水平面）に等しい部分から発生して検出器２３２に
検出される２次電子の出力信号２１１ａをＡｎとし、検
出器２３３に検出される２次電子の出力信号２１１ｂを
Ｂｎとする。そして、図８中の左から右へ向かう方向を
Ｘとして、上述のＡ、Ｂ、Ａｎ、Ｂｎを求めれば、以下
の式に従い、Ｘ−Ｙ平面内における角度θを求めること
ができる。

【００８７】

【数１】

【００８８】また、このようにして求めた試料の傾斜を
積分していくことにより、Ｘ軸方向の表面形状を測定す
ることができる。

【００８９】このようなＳＥＭ２００を用いて各サンプ
ルのねじれ溝２の表面に形成された耐摩耗性被膜の評価
を行なった。具体的には、本発明品、従来品１および従
来品２のねじれ溝２の表面から横寸法が８０μｍで縦寸
法が５０μｍの試料２６０を取出した。

【００９０】本発明品、従来品１および２について、こ
れらの試料２６０を支持台２５０上に置き、ＳＥＭ２０
０でその測定倍率を２０００倍として試料２６０上の横
寸法が６０μｍで縦寸法が４５μｍの矩形の領域での表
面形状を観察した。なお、このとき、電子線の走査は基
材２の研磨キズの影響を避けるため、研磨キズに平行に
行なった。

【００９１】次に、得られた表面形状についてのデータ
をもとに、このデータを１８０個のデータに分割した。
すなわち、図９で示すように、ＳＥＭで観察した横寸法
が６０μｍで縦寸法４５μｍの領域上にライン１からラ
イン１８０で示す１８０本の線分を設定し、それぞれの
ライン１〜ライン１８０においてのＸ軸方向での表面の
高さを求めた。

【００９２】図１０は、ライン１におけるサンプルの表
面高さのプロファイル曲線３００を示している。このプ
ロファイル曲線３００では、極大点３０１〜３０８と、
極小点３１１〜３１７が存在する。極大点３０１〜３０
８のうち、このプロファイル曲線３００上をＸ軸方向に
沿って進んだ場合に極小点からスレッシュホールド高さ
（しきい値高さ）を通過して極大点に達し、さらにスレ
ッシュホールド高さを通過して極小点に達した場合に
は、その極大点をピークとした。

【００９３】具体的には、極小点３１７から極小点３１
６に達する場合には、プロファイル曲線３００はスレッ
シュホールド高さＴＨ₅ およびＴＨ₄ を通過して極大点
３０７に達し、さらに、スレッシュホールド高さＴＨ₄
およびＴＨ₅ を通過して極小点３１６に達するので、極
大点３０７はピークとして数えた。

【００９４】一方、極小点３１４から極小点３１３へ至
る場合には、極小点３１４から極大点３０７へ至る途中
ではプロファイル曲線３００はスレッシュホールド高さ
ＴＨ ₅ 〜ＴＨ₃ を通過するが、極大点３０４から極小点
３１３へ至るまではプロファイル曲線３００はスレッシ
ュホールド高さを通過しないので極大点３０４はピーク
としては数えなかった。

【００９５】このようにして、ライン１〜１８０につい
て所定のスレッシュホールド高さのピークがいくつある
かを算出した。

【００９６】図１１は、図１０で示すプロファイル曲線
３００において所定のスレッシュホールド高さのピーク
がいくつあるかを示すグラフである。図１１を参照し
て、図１０で示すプロファイル曲線３００では、スレッ
シュホールド高さがＴＨ₅ のピークが３個、スレッシュ
ホールド高さＴＨ₄ 〜ＴＨ₁ のピークがそれぞれ１個ず
つあったことを示す。

【００９７】これらの手法により、本発明品、従来品１
および従来品２について、横寸法が６０μｍで縦寸法が
４５μｍの領域でのピーク高さ（スレッシュホールド高
さ）の個数を調べた。

【００９８】なお、このとき、高さが０の基準点として
は、各ラインの測定で得られたプロファイル曲線（ライ
ン１についてのプロファイル曲線）において、測定曲線
の中心線を基準高さ（高さ０μｍ）とし、その部分から
のスレッシュホールド高さを求めた。それらの結果を表
１に示す。

【００９９】

【表１】

【０１００】表１より、本発明品では、低いスレッシュ
ホールド高さ（０．１７５５μｍ）の個数が多くなって
いることがわかる。一方、従来品１および２では、比較
的高いスレッシュホールド高さ（０．５２６４μｍ）の
個数が比較的多くなっていることがわかる。また、本発
明品では、高さが１μｍ以上の突起の個数が７個であっ
たのに対し、従来品１では１８個、従来品２では１７個
存在した。

【０１０１】これにより、本発明品のねじれ溝２の表面
は従来品１および従来品２のねじれ溝の表面より平滑で
あることがわかる。

【０１０２】また、本発明品、従来品１および２につい
て、ＳＥＭの観察の倍率を５０００倍とし、横寸法が２
４μｍで縦寸法が１８μｍの矩形の表面領域を任意に３
ヶ所（視野１〜視野３）選び、それぞれの視野において
図８で示す原理に従って表面の高さについてのデータを
得た。

【０１０３】その後、図１２で示すように、それぞれの
視野を横方向に１８０分割し、それぞれのライン１〜ラ
イン１８０について図１０で示すようなプロファイル曲
線を求め、この曲線からスレッシュホールド高さの個数
を求めた。それらの結果を表２〜表４に示す。

【０１０４】

【表２】

【０１０５】

【表３】

【０１０６】

【表４】

【０１０７】表２〜表４より、本発明品では、高さの高
い（１μｍ）のピークが合計で３個しか存在しないのに
対し、従来品１および従来品２では、高さが高い（１μ
ｍ）のピークが多く存在することがわかる。これより、
本発明品のねじれ溝２の表面は従来品１および２のねじ
れ溝２の表面より平滑であることがわかる。

【０１０８】（３） サンプルの切削試験評価 乾式切削における切削動力の変化 上述の工程で製造したサンプルである本発明品、従来品
１および従来品２について、以下の条件で切削試験を行
ない、穴開け回数と、切削動力の関係について調べた。

【０１０９】被削材：ＳＣＭ（ＪＩＳ呼称）４４０ 切削速度：Ｖ＝７０ｍ／ｍｉｎ 送り：ｆ＝０．７ｍｍ／回転 穴の深さ：ｄ＝３２ｍｍ（止まり穴） 切削油剤：なし（完全乾式） ドリル：φ８ｍｍ超硬 この試験の結果を図１３に示す。

【０１１０】図１３より、本発明品では、穴開けを６０
０回行なっても縦軸で示す切削動力はほぼ変化せず、一
定の切削動力で試験を続けることができた。また、本発
明品では、目標切削長である２０ｍをクリアし、優れた
特性が得られた。

【０１１１】一方、従来品１および従来品２では、いず
れも２穴目で切削動力が急上昇したため、これ以上試験
を続けることができなくなった。

【０１１２】このデータから明らかなように、本発明品
では、切削油剤が存在しない完全乾式状態でも安定に切
削を続けることができるということがわかる。

【０１１３】 乾式深穴加工における被削材の加工硬
化について 乾式加工で懸念される加工穴の加工硬化についても評価
を行なった。試験の対象は、本発明品を乾式で使用した
もの、本発明品を湿式（切削油剤あり）で使用したもの
および比較品とした。なお、比較品として、本発明品と
同様の基材に本発明と同様のＴｉＮの中間層を形成し、
さらに、その上に、本発明品と同様の厚さでＶＮからな
る耐摩耗性被膜を形成したものを用いた。なお、比較品
は、特開平１０−２３７６２８号公報に記載された耐摩
耗性被膜を有するドリルである。

【０１１４】試験の条件は以下のとおりとした。 被削材：ＳＣＭ（ＪＩＳ呼称）４４０ 切削速度：Ｖ＝７０ｍ／ｍｉｎ 送り：ｆ＝０．３ｍｍ／回転 深さ：ｄ＝４０ｍｍ（止まり穴） ドリル：φ８ｍｍ超硬 この条件で穴を６００個製造し、６００穴目についての
穴表面からの距離と被削材の硬度との関係を調べた。そ
の結果を図１４に示す。

【０１１５】図１４より、本発明品を乾式で使用した場
合、本発明品を湿式で使用した場合とも穴表面に近い部
分で硬度は大幅に上昇していないことがわかる。一方、
比較品を乾式で使用した場合に穴表面からの距離が近い
部分ではその硬度が４００Ｈｖを超えており加工硬化が
生じていることがわかる。また、本発明品では、乾式で
使用した場合と湿式で使用した場合は、ほぼ同様の硬度
分布曲線が得られることがわかる。

【０１１６】これにより、本発明品は、比較品に比べて
被削材が加工硬化を起こしにくい優れたものであること
がわかる。

【０１１７】また、上述の条件で試験を行ない、１つ目
の穴と６００個目の穴について、被削材の穴表面からの
距離と硬度との関係を調べた。その結果を図１５に示
す。

【０１１８】図１５より、本発明品を用いれば、１穴目
と６００穴目についてほとんど硬度分布が変化していな
いことがわかる。

【０１１９】なお、加工穴の内面が加工硬化を生じる原
因としては、工具の切れ味が低下することによって発熱
したり被削材が強い応力を受けることがあると考えられ
る。比較品の場合に加工硬化層の発生が顕著であった原
因として、比較品に形成されたＶＮ膜の耐摩耗性が本発
明品に比べてやや劣るため、切れ刃の摩耗が進行し、被
削材に強い応力が加わったためであると思われる。

【０１２０】これに対して、本発明品の場合は、６００
回の穴開けの加工テスト中にほとんど工具表面が摩耗し
なかったため、最後まで切れ味が落ちることなく結果的
に加工硬化層の発生が１穴目と６００穴目で変化しなか
ったものと思われる。

【０１２１】 再研磨・再コーティング時の切削性能
について 超硬合金製ドリルにおいては、使い捨てにされるケース
はほとんどなく、摩耗したドリル先端を再研磨して切れ
刃を再生し、さらにコーティングを再度施した上で再使
用されるケースが多い。本発明品においても、一度切削
試験に供した後にドリル先端部を再研磨・再コーティン
グしたものを切削長２０ｍまで再度切削試験を行なっ
た。その結果、新品時と同様に切削長２０ｍまで耐摩耗
性に問題はなく、新品同様に使用できることが確認され
た。

【０１２２】 ミスト潤滑セミドライ潤滑での評価 潤滑油が全く存在しない乾式状態だけではなく、潤滑油
剤を霧状に吹き付けるミスト潤滑状態や植物油を潤滑油
剤として使用したセミドライ条件での切削試験を行なっ
た。その場合でも、乾式条件と同様の結果が得られるこ
とがわかった。

【０１２３】実施例２：切削工具（チップ） （１） サンプルの作製 （ｉ） 本発明品の作製 基材として、グレードがＪＩＳ呼称Ｐ３０の超硬合金か
らなるチップであり、形状がＪＩＳ規格のＳＤＫＮ４２
のものを用意した。

【０１２４】この基材を図４で示す装置内に入れて所定
の治具により保持した。次に、図４〜６で示す装置にお
いて、主テーブル１１０を矢印１１０ａで示す方向に回
転させ、副テーブル１２１〜１２６、１３１、１３４、
１４１および１４６を矢印１２０ａで示す方向に回転さ
せながら、真空ポンプによりチャンバ１２内を減圧させ
た。ヒータ（図示せず）により基材１を温度５００℃に
加熱し、チャンバ１２内の圧力が１．３×１０^-3Ｐａと
なるまで真空引きを行なった。次に、ガス導入口２４ａ
および２４ｂからアルゴンガスを導入してチャンバ１２
内の圧力を２．７Ｐａに保持し、直流電源２２の電圧を
徐々に上げながら−１０００Ｖ（支持棒１３の電位が−
１０００Ｖ）とし、基材１の表面のクリーニングを１０
分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

【０１２５】次に、直流電源２２の電圧を−１０００Ｖ
に維持したまま、チャンバ１２内にガス導入口２４ａお
よび２４ｂを通して流量が１００ｓｃｃｍ（ｃｍ³／
分）の窒素ガスを導入した。直流電源２０ｂから８０Ａ
のアーク電流を供給し、陰極１６ｂからチタンイオンを
発生させた。これにより、チタンイオンが基材１の表面
をスパッタクリーニングし、基材１の表面の強固な汚れ
や酸化膜が除去された。

【０１２６】その後、チャンバ１２内の圧力が４Ｐａと
なるようにガス導入口２４ａおよび２４ｂから窒素ガス
を導入し、直流電源２２の電圧を−２００Ｖ（支持棒１
３の電位が−２００Ｖ）とした。すると、基材１の表面
においてＴｉＮ膜の形成が始まった。ＴｉＮ膜の厚みが
所定の厚み（０．３μｍ）に達するまでこの状態を維持
した。これにより、中間層としてのＴｉＮ膜を形成し
た。なお、この中間層の厚みとしては、０．１μｍ以上
１μｍ以下であることが好ましい。

【０１２７】ＴｉＮ膜の形成が終了すると、この状態の
まま、アーク式蒸発源１４ａに９５Ａの電流を供給し
た。これにより、陰極１６ａを構成する（Ｔｉ_0.5、Ａ
ｌ_0.5）が矢印１８ａで示す方向に蒸発し、基材１の表
面に厚さが約６μｍの耐摩耗性被膜としての（Ｔｉ、Ａ
ｌ）Ｎ膜を形成して本発明に従った切削工具（チップ）
（本発明品）を作製した。なお、耐摩耗性被膜としての
（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎ膜の厚みは０．５μｍ以上１５μｍ以
下であることが好ましい。耐摩耗性被膜の厚さが０．５
μｍ未満であれば、耐摩耗性被膜の強度が低下し、被膜
の耐摩耗性が低下する。また、耐摩耗性被膜の厚さが１
５μｍを超えると残留内部応力が増大し、被膜が剥離す
る。

【０１２８】さらに、（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎの組成式を（Ｔ
ｉ_x、Ａｌ_1-x）Ｎとした場合、ｘは、０．３≦ｘ≦０．
８で示す関係を満たすことが好ましい。そのため、陰極
１６ａの組成式を（Ｔｉ_x、Ａｌ_1-x）とすると、ｘは
０．３≦ｘ≦０．８で示す関係を満たすことが好まし
い。

【０１２９】（ii） 従来品１の作製 従来品１の作製にあたっては、まず、本発明品と同じ基
材を準備した。この基材を図４で示す治具１００にセッ
トした。また、装置１０において、ガス導入口２４ａお
よび２４ｂをチャンバ１２の上部１２ａに一つにまとめ
て配置した。陰極１６ａにチタンとアルミニウムの化合
物（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）で構成した。

【０１３０】このような装置１０を用いて、まず、主テ
ーブル１１０を矢印１１０ａで示す方向に回転させ、か
つ副テーブル１２１〜１２６、１３４、１４１および１
４６をそれぞれ矢印１２０ａで示す方向に回転させた。
次に、基材１の表面を、本発明品を製造したのと同様の
手法でアルゴンガスでスパッタクリーニングし、その
後、チタンでスパッタクリーニングした。さらに、本発
明品を製造した工程と同様に基材１の表面に厚さが０．
３μｍのＴｉＮ膜を形成した。

【０１３１】ＴｉＮ膜の形成が終了すると、直流電源２
０ａから陰極１６ａへ−２００Ｖ、９５Ａの電力を供給
して陰極１６ａを構成する（Ｔｉ_0.5 、Ａｌ_0.5 ）を蒸
発させた。また、チャンバ１２の上部１２ａに設けられ
たガス導入口から窒素ガスを導入した。これらが基材１
の表面で反応して基材１の上のＴｉＮ膜上に厚さが６μ
ｍの（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎ膜が得られた。これによ
り、本発明品とほぼ同一の組成で窒素ガスの導入方法が
異なる耐摩耗性被膜を有する従来品１を得た。

【０１３２】（iii） 従来品２の作製 従来品２の作製にあたっては、陰極１６ａおよび１６ｂ
をチタンで構成した。その他の装置１０の構成について
は、従来品１の製造と同様とした。このような装置１０
において、まず、治具１００に基材１を取付け、本発明
品を製造したのと同様にこれらを回転させた。次に、本
発明品を製造したのと同様の工程で基材１の表面をアル
ゴンでスパッタクリーニングし、その後チタンでスパッ
タクリーニングし、さらに厚さが０．３μｍのＴｉＮ膜
を形成した。

【０１３３】ＴｉＮ膜の形成が終了すると、直流電源２
０ａから陰極１６ａへ−２００Ｖ、９５Ａの電力を供給
して陰極１６ａからチタンイオンを発生させた。また、
チャンバ１２の容器１２ａに設けられたガス導入口から
メタンガス（ＣＨ₄）と窒素ガスを導入した。これらが
反応して基材１の表面のＴｉＮ膜上に厚さが６μｍのＴ
ｉ（Ｃ_0.5、Ｎ_0.5）膜を形成した。

【０１３４】以上により、陰極として（Ｔｉ_0.5、Ａｌ
_0.5）を用いて製造した（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎ膜を有
する本発明品、陰極として（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）を用い
て製造された（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎ膜を有する従来品
１および陰極としてＴｉを用いて製造されたＴｉ（Ｃ
_0.5、Ｎ_0.5）膜を有する従来品２を得た。

【０１３５】（２） サンプル表面粗さの評価 実施例１の「（２）サンプルの表面粗さの評価」の欄で
記載したのと同様の手法で、上述の工程で製造した本発
明品、従来品１および従来品２の表面粗さを測定した。
その結果、表１〜表４で示すデータと同様のデータが得
られた。

【０１３６】（３） 切削工具寿命評価 上述の工程で製造したサンプルである本発明品、従来品
１および従来品２のそれぞれについて、実際に被削材を
熱間ダイス鋼（ＪＩＳ呼称ＳＫＤ６１）として、正面フ
ライス加工を実施し、切削工具寿命評価を行なった。切
削条件は、切削速度が５０ｍ／ｍｉｎ、送りが０．３ｍ
ｍ／刃、切込みが２ｍｍでドライ条件とした。なお、寿
命の判定は、切削長１５ｍでの逃げ面摩耗幅により行な
った。その寿命評価結果を表５に示す。

【０１３７】

【表５】

【０１３８】表５から明らかなように、本発明品では、
切削工具寿命が大幅に向上したことが確認された。

【０１３９】図１６は、本発明品であるチップを有する
フライスの平面図、図１７は、図１６で示すフライスで
用いられるチップの平面図、図１８は、図１７中のＡ−
Ａ線に沿って見た断面を示す図である。

【０１４０】図１６を参照して、フライス４０１は、フ
ライス本体４０２と、チップ４０３とを有する。フライ
ス本体４０２の外周部に複数のチップ４０３が取付けら
れている。

【０１４１】図１７および図１８を参照して、チップ４
０３は、基材４０４と、耐摩耗性被膜４０５とを有す
る。耐摩耗性被膜４０５は、（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎか
らなる。チップ４０３の基材４０４が耐摩耗性被膜４０
５に覆われていた。

【０１４２】実施例３：切削工具（リーマ） 実施例２と全く同じ方法により、リーマ（ＪＩＳ呼称Ｋ
１０超硬合金）にそれぞれコーティングを行ない、本発
明品、従来品１および従来品２を得た。なお、本発明品
は、実施例２の本発明品と同じ耐摩耗性被膜を有し、従
来品１は、実施例２の従来品１と同じ耐摩耗性被膜を有
し、従来品２は実施例２の従来品２と同じ耐摩耗性被膜
を有する。

【０１４３】次に、これらのサンプルを用いて、実際に
鋳鉄の穴あけ加工を行ない、その寿命評価を行なった。
切削条件は、リーマ径が１５ｍｍ、切削速度が１０ｍ／
ｍｉｎ、送りが０．４ｍｍ／刃、切込みが０．１５ｍｍ
とし、ウェット条件とした。なお、寿命の判定は、被加
工材の寸法精度が規定の範囲を外れるまでの加工個数と
した。その結果を表６に示す。

【０１４４】

【表６】

【０１４５】表６より、本発明のリーマの寿命が大きく
向上していることが確認された。図１９は、この発明に
従って得られたリーマの平面図であり、図２０は、図１
９中のＢ−Ｂ線に沿って見た断面を示す図である。図１
９および図２０を参照して、リーマ４１１は、基材４１
２と、耐摩耗性被膜４１３とを有する。耐摩耗性被膜４
１３の組成は（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎである。基材４１
２を覆うように耐摩耗性被膜４１３が形成されている。

【０１４６】実施例４：切削工具（エンドミル） 実施例２と全く同じ方法により、エンドミルの基材（Ｊ
ＩＳ呼称Ｋ１０超硬合金）にコーティングを行ない、サ
ンプルである本発明品、従来品１および従来品２を得
た。本発明品は、実施例２の本発明品と同じ耐摩耗性被
膜を有し、従来品１は、実施例２の従来品１と同じ耐摩
耗性被膜を有し、従来品２は実施例２の従来品２と同じ
耐摩耗性被膜を有する。

【０１４７】次に、これらのサンプルを用いて実際に鋳
鉄のエンドミル側面削り（切削幅１５ｍｍ）加工を行な
い、その寿命評価を行なった。切削条件は、切削速度が
７５ｍ／ｍｉｎ、送りが０．０２ｍｍ／刃、切込みが２
ｍｍでウェット条件とした。なお、寿命の判定は、被加
工材の寸法精度が規定の範囲を外れた時点とした。その
評価結果を表７に示す。

【０１４８】

【表７】

【０１４９】表７より、本発明のエンドミルの寿命が大
きく向上していることが確認された。

【０１５０】図２１は、上述の工程で得られた本発明品
のエンドミルの平面図であり、図２２は、図２１中のＣ
−Ｃ線に沿って見た断面を示す図である。

【０１５１】図２１および図２２を参照して、エンドミ
ル４２１は、基材４２２と、耐摩耗性被膜４２３により
構成されている。耐摩耗性被膜４２３の組成は（Ｔｉ
_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎである。基材４２２を覆うように耐摩
耗性被膜４２３が形成されている。

【０１５２】実施例５：切削工具（旋削用刃先交換型チ
ップ） 実施例２と全く同じ方法により、旋削用刃先交換型チッ
プ（ＪＩＳ呼称Ｐ１０超硬合金、刃先形状は、すくい角
８°、逃げ角６°）に耐摩耗性被膜のコーティングを行
ない、本発明品、従来品１および従来品２を得た。本発
明品は、実施例２で示す本発明品と同じ耐摩耗性被膜を
有し、従来品１は、実施例２の従来品１と同じ耐摩耗性
被膜を有し、従来品３は実施例２の従来品２と同じ耐摩
耗性被膜を有する。

【０１５３】次に、これらのサンプルを用いて、実際に
鋼の中仕上げ旋削加工を行ない、その寿命評価を行なっ
た。切削条件は、切削速度が１８０ｍ／ｍｉｎ、送りが
０．８ｍｍ／刃とした。なお、寿命の判定は、被加工材
の寸法精度が規定の範囲を外れた時点とした。その寿命
評価結果を表８に示す。

【０１５４】

【表８】

【０１５５】表８より、本発明のチップの寿命が大きく
向上していることが確認された。図２３は、上述の工程
で得られた刃先交換型チップの斜視図、図２４は、図２
３で示すチップの平面図、図２５は、図２４中のＤ−Ｄ
線に沿って見た断面を示す図である。

【０１５６】図２３を参照して、刃先交換型のチップ
（スローアウェイチップ）４３１は、シャンク４３２に
取付けられる。チップ４３１の中央部には孔が形成され
ており、この孔にボルト４３５を嵌め込み、ボルト４３
５の先端をシャンク４３２に差し込んでねじで固定す
る。また、チップ４３１は、ねじ４３３とクランプ４３
４とによりシャンク４３２に固定される。

【０１５７】図２４および図２５を参照して、チップ４
３１は基材４３７と耐摩耗性被膜４３８とを有する。耐
摩耗性被膜の組成は（Ｔｉ_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎである。耐
摩耗性被膜を形成する際に基材４３７の底面を治具と接
触させるため、基材４３７の底面には耐摩耗性被膜４３
８の形成されない部分が存在する。

【０１５８】実施例６：金型（温間鍛造用の金型パン
チ） 基材として、温間鍛造用の金型パンチと表面粗さ測定用
平板（ＪＩＳ呼称ＳＫＨ５１からなる鋼、ロックウェル
Ｃスケール硬度５３）を用意した。実施例２と同じ方法
により、この金型パンチにコーティングを行ない、サン
プルである本発明品、従来品１および従来品２を得た。
本発明品は、実施例２の本発明品と同じ耐摩耗性被膜を
有し、従来品１は実施例２の従来品１と同じ耐摩耗性被
膜を有し、従来品２は実施例１の耐摩耗性被膜と同じ耐
摩耗性被膜を有する。

【０１５９】これらのサンプルについて、実際に、温間
鍛造時の金型寿命評価を行なった。鍛造時には、金型の
表面は温度７００℃まで加熱されていた。なお、寿命の
判定は、被加工材の寸法精度が規定の範囲から外れた時
点を金型の寿命とした。寿命評価結果を表９に示す。

【０１６０】

【表９】

【０１６１】表９より、本発明品では、従来品と比較し
て金型寿命が大きく向上していることがわかる。

【０１６２】図２６は、上述の工程で得られたパンチの
平面図であり、図２７は、図２６中のＥ−Ｅ線に沿って
見た断面を示す図である。

【０１６３】図２６および図２７を参照して、金型パン
チ４４１は、基材４４２と耐摩耗性被膜４４３とを有す
る。耐摩耗性被膜４４３は、基材４４２を覆うように形
成されており、耐摩耗性被膜４４３の組成は（Ｔ
ｉ_0.5、Ａｌ_0.5）Ｎである。

【０１６４】実施例７：金型（アルミニウム合金鋳造用
鋳抜きピン） まず、アルミニウム合金鋳造用鋳抜きピンの基材（ＪＩ
Ｓ呼称ＳＫＤ６１の鋼、ロックウェルＣスケール硬度５
１）を用意した。この基材にコーティングを行ない、サ
ンプルである本発明品、従来品１および従来品２を得
た。本発明品は、実施例２の本発明品と同じ耐摩耗性被
膜を有し、従来品１は実施例２の従来品１と同じ耐摩耗
性被膜を有し、従来品２は実施例２従来品２と同じ耐摩
耗性被膜を有する。

【０１６５】次に、これらのサンプルを用いて、実際に
アルミニウム合金の鍛造時に鋳抜きピンの寿命評価を行
なった。鋳造方法は重力鋳造とし、鋳抜きピンの表面の
温度は６７０℃まで加熱されていた。なお、被加工材の
寸法精度が規定の範囲を外れた時点を寿命とした。寿命
評価結果を、表１０に示す。

【０１６６】

【表１０】

【０１６７】表１０より、従来品と比較して、本発明の
鋳抜きピンの寿命が大きく向上していることが確認され
た。

【０１６８】図２８は、上述の工程で得られた鋳抜きピ
ンの平面図であり、図２９は、図２８中のＦ−Ｆ線に沿
って見た断面を示す図である。

【０１６９】図２８および図２９を参照して、鋳抜きピ
ン４５１は、基材４５２と耐摩耗性被膜４５３とにより
構成される。耐摩耗性被膜４５３の材質は（Ｔｉ_0.5、
Ａｌ_{0 .5}）Ｎである。基材４５２の表面を覆うように耐
摩耗性被膜４５３が形成されている。

【０１７０】実施例８ 実施例２と全く同じ方法により、ＪＩＳ呼称ＳＫＤ１１
の鋼（ロックウェルＣスケール硬度５８）の平板のそれ
ぞれにコーティングを行ない、サンプルである本発明
品、従来品１および従来品２を得た。本発明品は、実施
例２の本発明品と同じ耐摩耗性被膜を有し、従来品１は
実施例２の従来品１と同じ耐摩耗性被膜を有し、従来品
２は実施例２の従来品２と同じ耐摩耗性被膜を有する。

【０１７１】次に、これらのサンプルを用いて実際に塩
水噴霧試験を行なった。試験条件はＪＩＳ呼称Ｚ２３７
１に準じて行なうもので、５重量％のＮａＣｌ水溶液を
温度３５℃の条件で１０００時間サンプルに吹き付ける
方法とした。その結果を表１１に示す。

【０１７２】

【表１１】

【０１７３】表１１より、本発明品では表面に変化が見
られないものの、従来品１および従来品２では膜が部分
的に剥離し、基材の腐食が生じていることがわかった。

【０１７４】実施例９：金型（プラスチック射出成形機
用スクリュー） ＪＩＳ呼称ＳＫＤ１１（ロックウェルＣスケール硬度５
８）の鋼からなるプラスチック射出成形機用スクリュー
の基材を用意した。この基材表面に、実施例２と同じ方
法でコーティングを行ない、サンプルである本発明品、
従来品１および従来品２を得た。本発明品は実施例２の
本発明品と同じ耐摩耗性被膜を有し、従来品１は、実施
例２の従来品１と同じ耐摩耗性被膜を有し、従来品２は
実施例２の従来品２と同じ耐摩耗性被膜を有する。

【０１７５】次に、これらのサンプルを用いて、プラス
チック射出成形を行ない、スクリューの寿命を評価し
た。その結果を表１２に示す。

【０１７６】

【表１２】

【０１７７】表１２より、本発明品では樹脂の離型性が
良く、樹脂焼けも減少するので、従来品１および２の寿
命に比べて約５倍の寿命の延長が確かめられた。

【０１７８】図３０は、上述の工程で得られたプラスチ
ック射出成形機用のスクリューの平面図であり、図３１
は、図３０中のＧ−Ｇ線に沿って見た断面を示す図であ
る。

【０１７９】図３０および図３１を参照して、スクリュ
ー４６１は、基材４６２と、耐摩耗性被膜４６３とを備
える。耐摩耗性被膜４６３の組成は（Ｔｉ_0.5、Ａ
ｌ_0.5）Ｎである。基材４６２の表面を覆うように耐摩
耗性被膜４６３が形成されている。

【０１８０】実施例１０：切削工具（ドリル） 実施例１０では、実施例１で製造したドリルにおいて、
ねじれ溝の角度とねじれ溝のない部分の角度との比がド
リルの全長にわたって一定の基材を準備した。この基材
の表面に、実施例１と同様の方法で耐摩耗性被膜のコー
ティングを行ない、サンプルである本発明品、従来品１
および従来品２を得た。本発明品は、実施例１の本発明
品と同じ耐摩耗性被膜を有し、従来品１は実施例１の従
来品１と同じ耐摩耗性被膜を有し、従来品２は、実施例
１の従来品２と同じ耐摩耗性被膜を有する。

【０１８１】次に、これらのサンプルを用いて、実施例
１と同様のさまざまな試験を行なった。その結果、実施
例１とほぼ同様の結果が得られた。

【０１８２】図３２は、上述の工程でえられたドリルを
示す図であり、図３３は図３２中のＨ−Ｈ線に沿って見
た断面を示す図でる。図３２および３３を参照して、ド
リルの基材４７４は超硬合金からなる。基材４７４の表
面には２条のねじれ溝４７２が設けられている。ドリル
の先端部４７１ａでは、ねじれ溝４７２の角度Ｙ₃ とね
じれ溝４７２のない部分の角度Ｘ₃ との比Ｙ₃ ：Ｘ₃ は
０．８：１となっている。ドリルの根元部分４７１ｂに
おいては、ねじれ溝４７２の角度Ｙ₃ とねじれ溝４７２
が存在しない部分の角度Ｘ₃ との比Ｙ₃ ：Ｘ₃ は０．
８：１である。つまり、ドリル１の基材においては、ね
じれ溝４７２の幅は一定である。

【０１８３】以上、この発明について説明したが、この
発明は、上記の工具だけでなく、他の形状のエンドミ
ル、フライス加工用および旋削用刃先交換型チップ、メ
タルソー、歯切工具、リーマ、タップなどの切削工具に
適用することができる。また、他の形状の金属プレス加
工用、金属鍛造用、ダイキャスト用、プラスチック成形
用などの金型にも適用することができる。

【０１８４】今回開示された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。たとえば、耐摩耗性被膜を複数層設けてもよく、被
膜中のＴｉとＡｌの割合をさまざまに設定してもよい。
本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲
によって示され、特許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。

【０１８５】

【発明の効果】この発明に従えば、乾式条件、ミスト潤
滑条件およびセミドライ条件など切削油剤が少ない条件
においても工具寿命が長く、被削材の加工硬化が生じに
くくかつ折損の可能性の少ないドリルを提供することが
できる。

【０１８６】また、この発明に従えば、エンドミル、フ
ライス加工用および旋削用刃先交換型チップ、メタルソ
ー、歯切工具、リーマ、タップなどの切削工具における
耐摩耗性、高滑り性、高焼付き性、被削材の加工精度
（表面仕上げ状態）などの向上を図れるため、寿命の長
い切削工具を提供することができる。

【０１８７】さらに、この発明に従えば、金属プレス加
工用、金属鍛造用、ダイキャスト用、プラスチック成形
用などの金型における耐摩耗性、高耐食性、高滑り性、
高焼付き性などの向上が図れるため、長寿命の金型を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例で用いたドリルの基材を示す図であ
る。

【図２】 図１中のＸ−Ｘ線に沿って見た断面を示す図
である。

【図３】 図１中のＹ−Ｙ線に沿って見た断面を示す図
である。

【図４】 本発明で用いた成膜装置の模式図である。

【図５】 図４中の治具を詳細に示す図である。

【図６】 図５で示す治具の上面図である。

【図７】 ３Ｄ−ＳＥＭの模式図である。

【図８】 試料の表面形状を測定する原理を示す模式図
である。

【図９】 １８０分割された視野を示す模式図である。

【図１０】 プロファイル曲線を示すグラフである。

【図１１】 スレッシュホールド高さと、その個数との
関係を示すグラフである。

【図１２】 １８０分割された視野を示す模式図であ
る。

【図１３】 穴開け回数と切削動力との関係を示すグラ
フである。

【図１４】 ６００穴目における穴表面からの距離と被
削材の硬度との関係を示すグラフである。

【図１５】 １穴目と６００穴目における穴表面からの
距離と被削材の硬度との関係を示すグラフである。

【図１６】 この本発明品であるチップを有するフライ
スの平面図である。

【図１７】 図１６で示すフライスで用いられるチップ
の平面図である。

【図１８】 図１７中のＡ−Ａ線に沿って見た断面を示
す図である。

【図１９】 この発明に従ったリーマの平面図である。

【図２０】 図１９中のＢ−Ｂ線に沿って見た断面を示
す図である。

【図２１】 この発明に従ったエンドミルの平面図であ
る。

【図２２】 図２１中のＣ−Ｃ線に沿って見た断面を示
す図である。

【図２３】 この発明に従ったチップの斜視図である。

【図２４】 図２３で示すチップの平面図である。

【図２５】 図２４中のＤ−Ｄ線に沿って見た断面を示
す図である。

【図２６】 この発明に従ったパンチの平面図である。

【図２７】 図２６中のＥ−Ｅ線に沿って見た断面を示
す図である。

【図２８】 この発明に従った鋳抜きピンの平面図であ
る。

【図２９】 図２８中のＦ−Ｆ線に沿って見た断面を示
す図である。

【図３０】 この発明に従ったプラスチック射出成形機
用のスクリューの平面図である。

【図３１】 図３０中のＧ−Ｇ線に沿って見た断面を示
す図である。

【図３２】 この発明に従ったドリルの平面図である。

【図３３】 図３２中のＨ−Ｈ線に沿って見た断面を示
す図である。

【符号の説明】

１，４０４，４２２，４３７，４４２，４５２，４６
２，４７１ 基材、１ａ先端部、１ｂ 根元部、２，４
７２ ねじれ溝、４０５，４１３，４２３，４３８，４
４３，４５３，４６３ 耐摩耗性被膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｌ (72)発明者 大原 久典 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 山本 泰弘 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 野口 和男 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 瀬戸山 誠 京都市南区久世殿城町575番地 日本ア イ・ティ・エフ株式会社内 (72)発明者 石井 孝也 京都市南区久世殿城町575番地 日本ア イ・ティ・エフ株式会社内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材と、 その基材の上に形成された（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む耐摩
   耗性被膜とを備えた被覆工具であって、 前記耐摩耗性被膜の表面において横寸法が２４μｍで縦
   寸法が１８μｍの矩形の表面領域を任意に３ヶ所選び、
   その３ヶ所で高さ０．５μｍ以上の突起の個数の合計値
   が１５以下であることを特徴とする、被覆工具。
2. 【請求項２】 基材と、 その基材の上に形成された（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む耐摩
   耗性被膜とを備えた被覆工具であって、 前記耐摩耗性被膜の表面において横寸法が６０μｍで縦
   寸法が４５μｍの矩形の表面領域で高さ０．５μｍ以上
   の突起の個数が２８以下であることを特徴とする、被覆
   工具。
3. 【請求項３】 基材と、 その基材の上に形成された（Ｔｉ、Ａｌ）Ｎを含む耐摩
   耗性被膜とを備えた被覆工具であって、 前記耐摩耗性被膜の表面において横寸法が６０μｍで縦
   寸法が４５μｍの矩形の表面領域で高さ１．０μｍ以上
   の突起の個数が７以下であることを特徴とする、被覆工
   具。
4. 【請求項４】 前記耐摩耗性被膜は、複数層形成されて
   いることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項
   に記載の被覆工具。
5. 【請求項５】 前記耐摩耗性被膜の厚みは０．５μｍ以
   上１０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１から
   ４のいずれか１項に記載の被覆工具。
6. 【請求項６】 前記基材と前記耐摩耗性被膜との間に形
   成された、チタンナイトライドを含む中間層をさらに備
   えた、請求項１から５のいずれか１項に記載の被覆工
   具。
7. 【請求項７】 前記中間層の厚みは０．０５μｍ以上
   １．０μｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記
   載の被覆工具。
8. 【請求項８】 前記突起の高さは走査型電子顕微鏡を用
   いて得られた３次元的データをもとに算出されることを
   特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の被
   覆工具。
9. 【請求項９】 前記基材は、ＷＣ基超硬合金、サーメッ
   ト、立方晶窒化ホウ素含有焼結体、セラミックス、アル
   ミニウム系合金および鉄系合金からなる群より選ばれた
   少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項１から
   ８のいずれか１項に記載の被覆工具。
10. 【請求項１０】 当該被覆工具は切削工具であることを
    特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の被
    覆工具。
11. 【請求項１１】 前記切削工具は、切屑を排出するため
    の溝がその表面に形成されたドリルであり、前記溝に前
    記耐摩耗性被膜が形成されていることを特徴とする、請
    求項１０に記載の被覆工具。
12. 【請求項１２】 前記ドリルは、切削油が存在しない乾
    式条件下で使用されることを特徴とする、請求項１１に
    記載の被覆工具。
13. 【請求項１３】 前記ドリルは、切削油を霧状に吹きつ
    けるミスト潤滑条件下で使用されることを特徴とする、
    請求項１１に記載の被覆工具。
14. 【請求項１４】 前記ドリルは、植物油を切削油として
    使用したセミドライ条件下で使用されることを特徴とす
    る、請求項１１に記載の被覆工具。
15. 【請求項１５】 前記ドリルにおいて、被削材に近い先
    端部分の前記溝の幅は、被削材から遠い根元部分の前記
    溝の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１１から
    １４のいずれか１項に記載の被覆工具。
16. 【請求項１６】 前記ドリルにおいて、被削材に近い先
    端部分の前記溝の幅と、被削材から遠い根元部分の前記
    溝の幅とが等しいことを特徴とする、請求項１１から１
    ４のいずれか１項に記載の被覆工具。
17. 【請求項１７】 前記切削工具は、エンドミル、フライ
    ス加工用または旋削用刃先交換型チップ、メタルソー、
    歯切工具、タップおよびリーマからなる群より選ばれた
    １種であることを特徴とする、請求項１０に記載の被覆
    工具。
18. 【請求項１８】 当該被覆工具は金型であることを特徴
    とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の被覆工
    具。
19. 【請求項１９】 前記金型は、金属プレス加工用金型、
    金属鍛造用金型、金属ダイカスト用金型およびプラスチ
    ック成形用金型からなる群より選ばれた１種であること
    を特徴とする、請求項１８に記載の被覆工具。
20. 【請求項２０】 前記高さ０．５μｍ以上の突起および
    前記高さ１．０μｍ以上の突起は前記耐摩耗性被膜形成
    時に不可避的に発生したものである、請求項１から１９
    のいずれか１項に記載の被覆工具。