JP2022115929A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】耐剥離性に優れる切削工具を提供すること。【解決手段】基材と、上記基材上に設けられた被膜とを含む切削工具であって、上記被膜は、第一単位層と第二単位層とを有する多層構造層を含み、上記多層構造層において、上記第一単位層及び上記第二単位層は、それぞれが交互に１層以上積層されている。上記多層構造層における（２００）面、（１１１）面及び（２２０）面それぞれのＸ線回折強度を、Ｉ（２００）、Ｉ（１１１）及びＩ（２２０）とした場合、以下の式１ ０．６≦Ｉ（２００）／｛Ｉ（２００）＋Ｉ（１１１）＋Ｉ（２２０）｝式１を満たし、上記第一単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ１ｃがａ軸方向の面間隔ｄ１ａよりも大きいＮａＣｌ様構造であり、上記第二単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ２ｃがａ軸方向の面間隔ｄ２ａよりも小さいＮａＣｌ様構造である。【選択図】図２

Description

本開示は、切削工具に関する。本出願は、２０２０年１月８日に出願した日本特許出願である特願２０２０－００１５２５号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。

近年、様々な切削条件下において優れた工具寿命を示す切削工具が求められている。工具材料の要求性能として、工具寿命に直結する耐摩耗性および耐欠損性の向上が一段と重要になっている。そこで、これらの特性を向上させるため、基材の表面に互いに性質が異なる２種類の層を交互に積層した切削工具が用いられている。

特開平０８－１２７８６２号公報 特開２０１８－２０２５３３号公報

本開示に係る切削工具は、
基材と、上記基材上に設けられた被膜とを含む切削工具であって、
上記被膜は、第一単位層と第二単位層とを有する多層構造層を含み、
上記多層構造層において、上記第一単位層及び上記第二単位層は、それぞれが交互に１層以上積層されており、
上記多層構造層における（２００）面、（１１１）面及び（２２０）面それぞれのＸ線回折強度を、Ｉ_{（２００）}、Ｉ_{（１１１）}及びＩ_{（２２０）}とした場合、以下の式１
０．６≦Ｉ_{（２００）}／｛Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}＋Ｉ_{（２２０）}｝ 式１
を満たし、
上記第一単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_１ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_１ａよりも大きいＮａＣｌ様構造であり、
上記第二単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_２ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_２ａよりも小さいＮａＣｌ様構造であり、
以下の式２、式３及び式４
１≦ｄ_１ａ／ｄ_２ａ≦１．０２ 式２
１．０１≦ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ≦１．０５ 式３
ｄ_１ａ／ｄ_２ａ＜ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ 式４
を満たし、
上記ａ軸方向の面間隔は、上記第一単位層及び上記第二単位層の積層方向に対して垂直な方向における格子面間隔であり、
上記ｃ軸方向の面間隔は、上記第一単位層及び上記第二単位層の積層方向に対して平行な方向における格子面間隔である。

図１は、切削工具の一態様を例示する斜視図である。 図２は、本実施形態の一態様における切削工具の模式断面図である。 図３は、本実施形態の他の態様における切削工具の模式断面図である。 図４は、本実施形態の別の他の態様における切削工具の模式断面図である。 図５は、従来の多層構造層における２つの層の界面の状態を説明する模式断面図である。 図６は、本実施形態の多層構造層における２つの層の界面の状態を説明する模式断面図である。

[本開示が解決しようとする課題]
２種類の層を単純に基材の表面に交互に積層した場合、それぞれの層における結晶格子が異なっていると、２つの層の界面において結晶格子が不整合となる（図５参照）。そのため、２つの層の界面における密着力が低下する傾向があり改善の余地があった。

上述の結晶格子の不整合を改善するために、様々な提案がなされている。例えば、特開平０８－１２７８６２号公報（特許文献１）には、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族元素、Ａｌ、Ｓｉ、およびＢから選択される１種以上の元素（第１元素）と；Ｂ、Ｃ、Ｎ、およびＯから選択される１種以上の元素（第２元素）とを主成分とし、互いに異なる組成を有する少なくとも２種の化合物層からなり、該各層間で１周期以上連続した結晶格子を有する積層部と、該積層部の基材側に配置された層であって、周期律表ＩＶａ、Ｖａ、およびＶＩａ族元素から選択される１種以上の元素（第３元素）と；Ｃ、Ｎ、およびＯから選択される１種以上の元素（第４元素）とからなる中間層とを含み、該中間層と前記積層部の少なくとも最も基材側の層とが、連続した格子を有することを特徴とする積層体が開示されている。

また、特開２０１８－２０２５３３号公報（特許文献２）には、基材と、前記基材上に形成された被膜とを備える表面被覆切削工具であって、前記被膜は、Ａ層、Ｂ層及びＣ層がこの順で繰返し積層された積層構造を含み、前記Ａ層、前記Ｂ層及び前記Ｃ層のそれぞれは、互いに組成が異なり、かつ、周期律表の４族元素、５族元素、６族元素、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂ及びＹからなる群より選ばれる少なくとも２種以上の元素の窒化物であり、前記Ａ層の格子定数Ｌ_Ａ、前記Ｂ層の格子定数Ｌ_Ｂ及び前記Ｃ層の格子定数Ｌ_Ｃは、所定の式の関係を満たし、前記Ａ層と前記Ｃ層との格子定数差は０．１１００Å以上０．１５００Å以下であり、前記Ａ層、前記Ｂ層及び前記Ｃ層のそれぞれは、立方晶型結晶構造を有する、表面被覆切削工具が開示されている。

しかし、特許文献１に記載の積層体、及び特許文献２に記載の被膜は、２つの層の界面における結晶格子の不整合が解消されているものの、大きな圧縮残留応力が生じており、高効率な切削加工（送り速度が大きい切削加工等）へ適用する際には更なる性能（例えば、耐欠損性、耐剥離性等）の向上が求められる。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、耐剥離性に優れる切削工具を提供することを目的とする。

[本開示の効果]
上記によれば、耐剥離性に優れる切削工具を提供することが可能になる。

[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］本開示に係る切削工具は、
基材と、上記基材上に設けられた被膜とを含む切削工具であって、
上記被膜は、第一単位層と第二単位層とを有する多層構造層を含み、
上記多層構造層において、上記第一単位層及び上記第二単位層は、それぞれが交互に１層以上積層されており、
上記多層構造層における（２００）面、（１１１）面及び（２２０）面それぞれのＸ線回折強度を、Ｉ_{（２００）}、Ｉ_{（１１１）}及びＩ_{（２２０）}とした場合、以下の式１
０．６≦Ｉ_{（２００）}／｛Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}＋Ｉ_{（２２０）}｝ 式１
を満たし、
上記第一単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_１ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_１ａよりも大きいＮａＣｌ様構造であり、
上記第二単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_２ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_２ａよりも小さいＮａＣｌ様構造であり、
以下の式２、式３及び式４
１≦ｄ_１ａ／ｄ_２ａ≦１．０２ 式２
１．０１≦ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ≦１．０５ 式３
ｄ_１ａ／ｄ_２ａ＜ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ 式４
を満たし、
上記ａ軸方向の面間隔は、上記第一単位層及び上記第二単位層の積層方向に対して垂直な方向における格子面間隔であり、
上記ｃ軸方向の面間隔は、上記第一単位層及び上記第二単位層の積層方向に対して平行な方向における格子面間隔である。

上記切削工具における上記多層構造層は、上記第一単位層におけるａ軸方向の面間隔ｄ_１ａと、上記第二単位層におけるａ軸方向の面間隔ｄ_２ａとがほぼ等しい（式２）。そのため、面内方向（積層方向に垂直な方向）で上記第一単位層における結晶格子と上記第二単位層における結晶格子とが整合し（図６参照）、上記第一単位層と上記第二単位層との密着性に優れる。すなわち、上記切削工具は、上述のような構成を備えることによって、優れた耐剥離性を有することが可能になる。「耐剥離性」とは、上記第一単位層と上記第二単位層との界面における剥離に対する耐性を意味する。

［２］上記第一単位層における１層あたりの厚みは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。このように規定することで、上記切削工具は更に優れた耐剥離性を有することが可能になる。

［３］上記第二単位層における１層あたりの厚みは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。このように規定することで、上記切削工具は更に優れた耐剥離性を有することが可能になる。

［４］上記多層構造層の厚みは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下である。このように規定することで、上記切削工具は優れた耐剥離性に加えて、優れた耐摩耗性を有することが可能になる。

［５］上記第一単位層は、チタン、アルミニウム、クロム、ケイ素、ニオブ、タングステン、バナジウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも１種の第一元素と、ホウ素、炭素、窒素及び酸素からなる群より選ばれる少なくとも１種の第二元素とを構成元素として含む化合物からなる。このように規定することで、上記切削工具は優れた耐剥離性を有することに加えて、優れた耐摩耗性を有することが可能になる。

［６］上記第二単位層は、チタン、アルミニウム、クロム、ケイ素、ニオブ、タングステン、バナジウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも１種の第三元素と、ホウ素、炭素、窒素及び酸素からなる群より選ばれる少なくとも１種の第四元素とを構成元素として含む化合物からなり、
上記第二単位層は、上記第一単位層と組成が異なる。このように規定することで、上記切削工具は優れた耐剥離性を有することに加えて、優れた耐境界摩耗性を有することが可能になる。

[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示の一実施形態（以下「本実施形態」と記す。）について説明する。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではない。本明細書において「Ａ～Ｚ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｚ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｚにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＺの単位とは同じである。さらに、本明細書において、例えば「ＴｉＣ」等のように、構成元素の組成比が限定されていない化学式によって化合物が表された場合には、その化学式は従来公知のあらゆる組成比（元素比）を含むものとする。このとき上記化学式は、化学量論組成のみならず、非化学量論組成も含むものとする。例えば「ＴｉＣ」の化学式には、化学量論組成「Ｔｉ_１Ｃ_１」のみならず、例えば「Ｔｉ_１Ｃ_０．８」のような非化学量論組成も含まれる。このことは、「ＴｉＣ」以外の化合物の記載についても同様である。

≪切削工具≫
本開示に係る切削工具は、
基材と、上記基材上に設けられた被膜とを含む切削工具であって、
上記被膜は、第一単位層と第二単位層とを有する多層構造層を含み、
上記多層構造層において、上記第一単位層及び上記第二単位層は、それぞれが交互に１層以上積層されており、
上記多層構造層における（２００）面、（１１１）面及び（２２０）面それぞれのＸ線回折強度を、Ｉ_{（２００）}、Ｉ_{（１１１）}及びＩ_{（２２０）}とした場合、以下の式１
０．６≦Ｉ_{（２００）}／｛Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}＋Ｉ_{（２２０）}｝ 式１
を満たし、
上記第一単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_１ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_１ａよりも大きいＮａＣｌ様構造であり、
上記第二単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_２ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_２ａよりも小さいＮａＣｌ様構造であり、
以下の式２、式３及び式４
１≦ｄ_１ａ／ｄ_２ａ≦１．０２ 式２
１．０１≦ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ≦１．０５ 式３
ｄ_１ａ／ｄ_２ａ＜ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ 式４
を満たす。ここで、上記ａ軸方向の面間隔は、上記第一単位層及び上記第二単位層の積層方向に対して垂直な方向における格子面間隔であり、上記ｃ軸方向の面間隔は、上記第一単位層及び上記第二単位層の積層方向に対して平行な方向における格子面間隔である。

本実施形態に係る切削工具は、例えば、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、タップ等であり得る。

図１は、切削工具の一態様を例示する斜視図である。このような形状の切削工具は、例えば、刃先交換型切削チップとして用いられる。上記切削工具１０は、すくい面１と、逃げ面２と、すくい面１と逃げ面２とが交差する刃先稜線部３とを有する。すなわち、すくい面１と逃げ面２とは、刃先稜線部３を挟んで繋がる面である。刃先稜線部３は、切削工具１０の切刃先端部を構成する。このような切削工具１０の形状は、上記切削工具の基材の形状と把握することもできる。すなわち、上記基材は、すくい面と、逃げ面と、すくい面及び逃げ面を繋ぐ刃先稜線部とを有する。

＜基材＞
本実施形態の基材は、この種の基材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、上記基材は、超硬合金（例えば、炭化タングステン（ＷＣ）基超硬合金、ＷＣの他にＣｏを含む超硬合金、ＷＣの他にＣｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の炭窒化物を添加した超硬合金等）、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（ｃＢＮ焼結体）及びダイヤモンド焼結体からなる群から選ばれる１種を含むことが好ましい。

これらの各種基材の中でも、特に超硬合金（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。その理由は、これらの基材が特に高温における硬度と強度とのバランスに優れ、上記用途の切削工具の基材として優れた特性を有するためである。

基材として超硬合金を使用する場合、そのような超硬合金は、組織中に遊離炭素又はη相と呼ばれる異常相を含んでいても本実施形態の効果は示される。なお、本実施形態で用いる基材は、その表面が改質されたものであっても差し支えない。例えば、超硬合金の場合はその表面に脱β層が形成されていたり、ｃＢＮ焼結体の場合には表面硬化層が形成されていてもよく、このように表面が改質されていても本実施形態の効果は示される。

上記切削工具が、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、フライス加工用刃先交換型切削チップ等）である場合、基材は、チップブレーカーを有するものも、有さないものも含まれる。刃先の稜線部分の形状は、シャープエッジ（すくい面と逃げ面とが交差する稜）、ホーニング（シャープエッジに対してアールを付与した形状）、ネガランド（面取りをした形状）、ホーニングとネガランドを組み合わせた形状の中で、いずれの形状も含まれる。

＜被膜＞
本実施形態に係る被膜は、上記基材上に設けられている。「被膜」は、上記基材の少なくとも一部（例えば、すくい面の一部）を被覆することで、切削工具における耐剥離性、耐欠損性、耐摩耗性等の諸特性を向上させる作用を有するものである。上記被膜は、上記基材の全面を被覆することが好ましい。しかしながら、上記基材の一部が上記被膜で被覆されていなかったり被膜の構成が部分的に異なっていたりし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。上記被膜は、第一単位層と第二単位層とを有する多層構造層を含む。

上記被膜の厚みは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上３μｍ以下であることが更に好ましい。ここで、被膜の厚みとは、被膜を構成する層それぞれの厚みの総和を意味する。「被膜を構成する層」としては、例えば、上記多層構造層、後述する下地層、中間層及び表面層等の他の層が挙げられる。上記被膜の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、基材の表面の法線方向に平行な断面サンプルにおける任意の１０点を測定し、測定された１０点の厚みの平均値をとることで求めることが可能である。このときの測定倍率は、例えば１００００倍である。上記断面サンプルとしては、例えば、イオンスライサ装置で上記切削工具の断面を薄片化したサンプルが挙げられる。上記多層構造層、上記下地層、上記中間層及び上記表面層等のそれぞれの厚みを測定する場合も同様である。透過型電子顕微鏡としては、例えば、日本電子株式会社製のＪＥＭ－２１００Ｆ（商品名）が挙げられる。

（多層構造層）
本実施形態に係る多層構造層２０は、第一単位層２１と、第二単位層２２とを含む（図２）。上記多層構造層２０において、上記第一単位層２１及び上記第二単位層２２は、それぞれが交互に１層以上積層されている（図２、図３、図４）。上記多層構造層２０は、本実施形態に係る切削工具が奏する効果を維持する限り、上記基材１１の直上に設けられていてもよいし（図２、図３）、下地層３１等の他の層を介して上記基材１１の上に設けられていてもよい（図４）。上記多層構造層２０は、切削工具が奏する効果を維持する限り、その上に表面層３２等の他の層が設けられていてもよい（図４）。また、上記多層構造層２０は、上記被膜４０の表面に設けられていてもよい。

本実施形態の一側面において、上記切削工具が奏する効果を維持する限り、上記多層構造層は複数設けられていてもよい。例えば、上記被膜が第一の多層構造層と第二の多層構造層とを含む場合、上記被膜は上記第一の多層構造層と上記第二の多層構造層との間に設けられている中間層を更に備えていてもよい。

上記多層構造層は、上記基材の逃げ面を被覆することが好ましい。上記多層構造層は、上記基材のすくい面を被覆していてもよい。上記多層構造層は、上記基材の全面を被覆することがより好ましい。しかしながら、上記基材の一部が上記多層構造層で被覆されていなかったりし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。

上記多層構造層の厚みは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上３μｍ以下であることが更に好ましい。このようにすることで、上記切削工具は優れた耐剥離性を有することに加えて、優れた耐摩耗性を有することが可能になる。当該厚みは、例えば、上述したような上記切削工具の断面を透過型電子顕微鏡を用いて倍率１００００倍で観察することで測定可能である。

上記多層構造層における（２００）面、（１１１）面及び（２２０）面それぞれのＸ線回折強度を、Ｉ_{（２００）}、Ｉ_{（１１１）}及びＩ_{（２２０）}とした場合、以下の式１
０．６≦Ｉ_{（２００）}／｛Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}＋Ｉ_{（２２０）}｝ 式１
を満たす。ここで、「（２００）面のＸ線回折強度Ｉ_{（２００）}」とは、（２００）面に由来するＸ線回折ピークのうち、最も高いピークにおける回折強度（ピークの高さ）を意味する。「（１１１）面のＸ線回折強度Ｉ_{（１１１）}」及び「（２２０）面のＸ線回折強度Ｉ_{（２２０）}」についても同様である。

具体的には、後述する実施例に記載の条件で上記多層構造層における任意の３点それぞれに対して、θ／２θ法によるＸ線回折測定（ＸＲＤ測定）を行い、所定の結晶面のＸ線回折強度を求め、求められた３点のＸ線回折強度の平均値を当該所定の結晶面のＸ線回折強度とする。このとき、（２００）面のＸ線回折強度は、２θ＝４３～４４°付近におけるＸ線回折強度に対応し、（１１１）面のＸ線回折強度は、２θ＝３７～３８°付近におけるＸ線回折強度に対応する。また、（２２０）面のＸ線回折強度は、２θ＝６３～６５°付近におけるＸ線回折強度に対応する。
上記Ｘ線回折測定に用いる装置としては、たとえば、株式会社リガク製の「ＳｍａｒｔＬａｂ」（商品名）、パナリティカル製の「Ｘ’ｐｅｒｔ」（商品名）等が挙げられる。

上述のＩ_{（２００）}／｛Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}＋Ｉ_{（２２０）}｝における上限は、例えば１以下であってもよいし、１未満であってもよいし、０．９５以下であってもよいし、０．８以下であってもよい。

本実施形態の一側面において、上記多層構造層の残留応力は、－３ＧＰａ以上０ＧＰａ以下であってもよい。ここで、「多層構造層の残留応力」とは、多層構造層に存在する内部応力（固有ひずみ）を意味する。多層構造層の残留応力のうち、負の値（マイナスの値）で表される残留応力を「圧縮残留応力」という。すなわち、本実施形態の一側面において、上記多層構造層の圧縮残留応力は、０ＧＰａ以上３ＧＰａ以下であってもよい。後述するように本実施形態における多層構造層（すなわち、第一単位層及び第二単位層）は、積層方向における圧縮残留応力の発生が抑制されている。そのため、上記多層構造層の圧縮残留応力は、上述の範囲をとることが可能になる。上記残留応力は、Ｘ線を用いた２θ－ｓｉｎ^２ψ法（側傾法）によって求めることが可能である。

上記多層構造層の残留応力が－３ＧＰａ以上０ＧＰａ以下である場合、ｃ軸方向の面間隔（ｄ_１ｃ、ｄ_２ｃ）は、単一の層を形成した場合におけるＮａＣｌ構造の面間隔（ｄ_１、ｄ_２）に対して近い値をとっていると本発明者らは考えている。ｃ軸方向の面間隔がこのような値をとることによって、第一単位層及び第二単位層それぞれが有する本来の性質（例えば、硬度、靱性、強度等）が発揮されると本発明者らは考えている。

（第一単位層）
本実施形態において、第一単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_１ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_１ａよりも大きいＮａＣｌ様構造である。ここで、「ＮａＣｌ様構造」とは、塩化ナトリウム型の結晶構造においてａ軸方向の面間隔とｃ軸方向の面間隔とが異なっている結晶構造を意味する。本実施形態において「ａ軸方向の面間隔」とは、上記第一単位層及び後述する第二単位層の積層方向に対して垂直な方向における格子面間隔を意味する。本実施形態において「ｃ軸方向の面間隔」とは、上記第一単位層及び後述する第二単位層の積層方向に対して平行な方向における格子面間隔を意味する。

本実施形態において、第一単位層及び後述する第二単位層のうち、対象の層を構成する化合物で単一の層を形成した場合におけるＮａＣｌ構造の面間隔が大きい方を「第一単位層」とする。すなわち、上記第一単位層を構成する化合物で単一の層を形成した場合におけるＮａＣｌ構造の面間隔ｄ_１（ｎｍ）は、上記第二単位層を構成する化合物で単一の層を形成した場合におけるＮａＣｌ構造の面間隔ｄ_２（ｎｍ）よりも大きい。

第一単位層におけるａ軸方向の面間隔ｄ_１ａ（ｎｍ）に対するｃ軸方向の面間隔ｄ_１ｃ（ｎｍ）の比ｄ_１ｃ／ｄ_１ａは、１を超えて１．０５以下であることが好ましく、１．０１以上１．０３以下であることがより好ましい。

面間隔は、次のようにして求められる。まず、基材の表面の法線方向に平行な断面を含む測定試料を作製する。次に、当該断面における観察対象である層（例えば、第一単位層、第二単位層）を走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で観察し、観察画像をフーリエ変換することで測定可能である。本実施形態においてＳＴＥＭにおける分析は、以下の条件で行うものとする。
＜ＳＴＥＭ分析条件＞
測定機器：日本電子製、商品名：ＪＥＭ－２１００ｆ（Ｃｓ）
加速電圧：２００ｋＶ
倍率：２０万～８００万倍
ビーム径：０．１３μｍ

上記第一単位層における１層あたりの厚みは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが更に好ましい。当該厚みは、例えば、上述したような上記切削工具の断面を透過型電子顕微鏡を用いて倍率１００００倍で観察することで測定可能である。

上記第一単位層は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ケイ素（Ｓｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びモリブデン（Ｍｏ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の第一元素と、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及び酸素（Ｏ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の第二元素とを構成元素として含む化合物からなることが好ましい。上記第一単位層の組成は、上述の断面サンプルをＴＥＭに付帯のエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＴＥＭ－ＥＤＸ）で、第一単位層の全体を元素分析することによって求めることが可能である。このときの観察倍率は、例えば、２００００倍である。

上記第一単位層を構成する化合物としては例えば、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＳｉＮ、ＴｉＡｌＮｂＮ等が挙げられる。

（第二単位層）
本実施形態において、上記第二単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_２ｃ（ｎｍ）がａ軸方向の面間隔ｄ_２ａ（ｎｍ）よりも小さいＮａＣｌ様構造である。

第二単位層におけるａ軸方向の面間隔ｄ_２ａに対するｃ軸方向の面間隔ｄ_２ｃの比ｄ_2ｃ／ｄ_2ａは、０．９５以上１未満であることが好ましく、０．９６以上０．９９５以下であることがより好ましい。

上記第二単位層における１層あたりの厚みは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることがより好ましい。当該厚みは、例えば、上述したような上記切削工具の断面を透過型電子顕微鏡を用いて倍率１００００倍で観察することで測定可能である。

上記第二単位層は、チタン、アルミニウム、クロム、ケイ素、ニオブ、タングステン、バナジウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも１種の第三元素と、ホウ素、炭素、窒素及び酸素からなる群より選ばれる少なくとも１種の第四元素とを構成元素として含む化合物からなることが好ましい。ここで、上記第二単位層は上記第一単位層と組成が異なる。上記第二単位層の組成は、上述の断面サンプルをＴＥＭに付帯のエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＴＥＭ－ＥＤＸ）で、第二単位層の全体を元素分析することによって求めることが可能である。このときの観察倍率は、例えば、２００００倍である。

上記第二単位層を構成する化合物としては例えば、ＡｌＣｒＮ、ＡｌＣｒＳｉＮ、ＡｌＣｒＮｂＮ、ＡｌＣｒＢＮ等が挙げられる。

（第一単位層の面間隔と第二単位層の面間隔）
本実施形態において、第一単位層におけるａ軸方向の面間隔ｄ_１ａと第二単位層におけるａ軸方向の面間隔ｄ_２ａとは、以下の式２を満たす。
１≦ｄ_１ａ／ｄ_２ａ≦１．０２ 式２

上記面間隔ｄ_１ａと上記面間隔ｄ_２ａとが式２を満たすことで、上記第一単位層と上記第二単位層との界面において両層の結晶格子が整合する（図６参照）。そのため、上記第一単位層と上記第二単位層との界面の強度が向上し、ひいては両層間の密着力が向上する。

上述のｄ_１ａ／ｄ_２ａは、１以上１．０１以下であることが好ましく、１以上１．００５以下であることがより好ましい。

本実施形態において、第一単位層におけるｃ軸方向の面間隔ｄ_１ｃと第二単位層におけるｃ軸方向の面間隔ｄ_２ｃとは、以下の式３を満たす。
１．０１≦ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ≦１．０５ 式３

上記面間隔ｄ_１ｃと上記面間隔ｄ_２ｃとが式３を満たすことで、耐剥離性に優れる切削工具となる。

上述のｄ_１ｃ／ｄ_２ｃは、１．０２以上１．０５以下であることが好ましく、１．０３以上１．０５以下であることがより好ましい。

また、本実施形態において、上述のｄ_１ａ／ｄ_２ａと上述のｄ_１ｃ／ｄ_２ｃとは、以下の式４を満たす。
ｄ_１ａ／ｄ_２ａ＜ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ 式４

以上説明したように、上記多層構造層を構成する第一単位層及び第二単位層は、面内方向（ａ軸方向）の面間隔（ｄ_１ａ、ｄ_２ａ）が互いに整合している。一方で、上記第一単位層及び第二単位層それぞれは、積層方向（ｃ軸方向）の面間隔（ｄ_１ｃ、ｄ_２ｃ）が、面内方向の面間隔と比較して、単一の層を形成した場合におけるＮａＣｌ構造の面間隔（ｄ_１、ｄ_２）に近い面間隔となっている。そのため、第一単位層及び第二単位層それぞれが有する本来の性質（例えば、硬度、靱性、強度等）を損なうことなく、両層間の密着性を向上させることが可能になったと本発明者らは考えている。
例えば、第一単位層がＴｉＡｌＮからなり、第二単位層がＡｌＣｒＮからなる場合、耐摩耗性に優れ、かつ切削加工時における加工面粗度が良好な多層構造層とすることが可能になる。

（他の層）
本実施形態の効果を損なわない限り、上記被膜は、他の層を更に含んでいてもよい。上記他の層としては、例えば、上記基材と上記多層構造層との間に設けられている下地層及び上記多層構造層上に設けられている表面層等が挙げられる。また、上記被膜が第一の多層構造層と第二の多層構造層とを含む場合における上記第一の多層構造層と上記第二の多層構造層との間に設けられている中間層が挙げられる。

上記下地層は、例えば、ＡｌＣｒＮで表される化合物からなる層であってもよい。上記表面層は、例えば、ＴｉＮで表される化合物からなる層であってもよい。上記中間層は、例えば、ＴｉＡｌＮで表される化合物からなる層であってもよい。上記他の層の組成は、上述の断面サンプルをＴＥＭに付帯のエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＴＥＭ－ＥＤＸ）で、当該他の層の全体を元素分析することによって求めることが可能である。このときの観察倍率は、例えば、２００００倍である。

上記他の層の厚みは、本実施形態の効果を損なわない範囲において、特に制限はないが例えば、０．１μｍ以上２μｍ以下が挙げられる。当該厚みは、例えば、上述したような上記切削工具の断面を透過型電子顕微鏡を用いて倍率１００００倍で観察することで測定可能である。

≪切削工具の製造方法≫
本実施形態に係る切削工具の製造方法は、
上記基材を準備する工程（以下、「第１工程」という場合がある。）と、
物理的蒸着法を用いて、上記基材上に第一単位層と第二単位層とを交互にそれぞれ１層以上積層することで上記多層構造層を形成する工程（以下、「第２工程」という場合がある。）と、を含む。

物理蒸着法とは、物理的な作用を利用して原料（「蒸発源」、「ターゲット」ともいう。）を気化し、気化した原料を基材等の上に付着させる蒸着方法である。物理的蒸着法としては、例えば、スパッタ法、アークイオンプレーティング法等が挙げられる。特に、本実施形態で用いる物理的蒸着法は、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。

アークイオンプレーティング法は、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、このターゲットに高電流を印加してアーク放電を生じさせる。これにより、ターゲットを構成する原子を蒸発させイオン化させて、負のバイアス電圧を印可した基材上に堆積させて被膜を形成する。

＜第１工程：基材を準備する工程＞
第１工程では基材を準備する。例えば、基材として超硬合金基材、又は立方晶窒化ホウ素焼結体が準備される。超硬合金基材及び立方晶窒化ホウ素焼結体は、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。例えば、一般的な粉末冶金法で超硬合金を製造する場合、まず、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。当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。さらに当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。次いで当該焼結体に対して、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。第１工程では、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：多層構造層を形成する工程＞
第２工程では、物理的蒸着法を用いて、上記基材上に第一単位層と第二単位層とを交互にそれぞれ１層以上積層することで上記多層構造層を形成する。その方法としては、形成しようとする多層構造層の組成に応じて、各種の方法が用いられる。例えば、Ｔｉ、Ｃｒ及びＡｌ等の粒径をそれぞれ変化させた合金製ターゲットを使用する方法、それぞれ組成の異なる複数のターゲットを使用する方法、成膜時に印可するバイアス電圧をパルス電圧とする方法、成膜時にガス流量を変化させる方法、又は、成膜装置において基材を保持する基材ホルダの回転速度を調整する方法等を挙げることができる。

例えば、第２工程は、次のようにして行なうことができる。まず、成膜装置のチャンバ内に、基材として任意の形状のチップを装着する。例えば、基材を、成膜装置のチャンバ内において中央に回転可能に備え付けられた回転テーブル上の基材ホルダの外表面に取り付ける。次に、第一単位層形成用の蒸発源と第二単位層形成用の蒸発源とを、上記基材ホルダを挟むように対向して配置する。基材ホルダには、バイアス電源を取り付ける。第一単位層形成用の蒸発源と第二単位層形成用の蒸発源とには、それぞれアーク電源を取り付ける。上記基材をチャンバ内の中央で回転させた状態で、反応ガスとして窒素ガス等を導入する。さらに、基材を温度４００～５００℃に、反応ガス圧を２～１０Ｐａに、バイアス電源の電圧を２０～５０Ｖ（直流電源）の範囲にそれぞれ維持しながら、第一単位層形成用の蒸発源及び第二単位層形成用の蒸発源に８０～１００Ａのアーク電流を交互に供給する。これにより、第一単位層形成用の蒸発源及び第二単位層形成用の蒸発源から金属イオンを発生させ、上記基材が第一単位層形成用の蒸発源に対向しているときは第一単位層が形成され、上記基材が第二単位層形成用の蒸発源に対向しているときは第二単位層が形成される。所定の時間が経過したところでアーク電流の供給を止めて、基材の表面上に多層構造層（第一単位層及び第二単位層）を形成する。このとき、上記基材の回転速度を調節することにより、第一単位層及び第二単位層それぞれの厚みを調整する。また、成膜時間を調節することにより、多層構造層の厚みが所定範囲になるように調整する。上記第２工程は、切削加工に関与する部分（例えば、切れ刃付近のすくい面）に加えて、切削加工に関与する部分以外の上記基材の表面上に多層構造層が形成されていてもよい。本実施形態に係る製造方法は、従来の方法よりも低い温度で、第一単位層形成用の蒸発源及び第二単位層形成用の蒸発源にアーク電流を交互に供給している。このようにすることで、面内方向の面間隔の整合を維持しながら積層方向には面間隔の異なる成膜が実施可能になる。

（第一単位層の原料）
上記第２工程において、第一単位層の原料は、チタン、アルミニウム、クロム、ケイ素、ニオブ、タングステン、バナジウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも１種の第一元素を含むことが好ましい。上記第一単位層の原料の配合組成は、目的とする第一単位層の組成に応じて適宜調整が可能である。上記第一単位層の原料は、粉末状であってもよいし、平板状であってもよい。

（第二単位層の原料）
上記第２工程において、第二単位層の原料は、チタン、アルミニウム、クロム、ケイ素、ニオブ、タングステン、バナジウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも１種の第三元素を含むことが好ましい。上記第二単位層の原料の配合組成は、目的とする第二単位層の組成に応じて適宜調整が可能である。上記第二単位層の原料の配合組成は、上記第一単位層の原料の配合組成と異なることが好ましい。上記第二単位層の原料は、粉末状であってもよいし、平板状であってもよい。

本実施形態において、上述した反応ガスは、上記多層構造層の組成に応じて適宜設定される。上記反応ガスとしては、例えば、窒素ガス、メタン等が挙げられる。

＜その他の工程＞
本実施形態に係る製造方法では、上述した工程の他にも、第１工程と第２工程との間に、上記基材の表面をイオンボンバードメント処理する工程、基材と上記多層構造層との間に下地層を形成する工程、上記多層構造層の上に表面層を形成する工程、第一の多層構造層と第二の多層構造層との間に中間層を形成する工程及び、表面処理する工程等を適宜行ってもよい。

上述の下地層、中間層及び表面層等の他の層を形成する場合、従来の方法によって他の層を形成してもよい。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

≪切削工具の作製≫
＜基材の準備＞
被膜を形成させる対象となる基材として、以下の手順で立方晶窒化ホウ素焼結体（ｃＢＮ焼結体）を準備した（第１工程：基材を準備する工程）。まず、ｃＢＮの原料粉末と結合材の原料粉末とを均一に混合した後、Ｍо（モリブデン）製カプセルに充填して所定の形状に成形し、成形体を得た。次に得られた成形体を１３００～１８００℃の温度で、５～７ＧＰａの圧力で、１０～６０分保持することで、ｃＢＮの焼結体を得た。得られた焼結体を超硬合金製の基材にロウ付けし、所定の形状（ＩＳＯ規格：ＤＮＧＡ１５０４０８）に成型した。このようにして、切れ刃部分が複合焼結体からなる基材を準備した。

＜イオンボンバードメント処理＞
後述する被膜の作製に先立って、以下の手順で上記基材の表面にイオンボンバードメント処理を行った。まず、上記基材をアークイオンプレーティング装置にセットした。次に、以下の条件によってイオンボンバードメント処理を行った。
ガス組成 ： Ａｒ（１００％）
ガス圧 ： ０．５Ｐａ
バイアス電圧： ６００Ｖ（直流電源）
処理時間 ： ６０分

＜被膜の作製＞
イオンボンバードメント処理を行った上記基材の表面上に、表１に示される多層構造層を形成することによって、被膜を作製した。なお、後述する試料Ｎｏ．３においては、多層構造層を形成する前に、公知の物理的蒸着法によって上記基材の表面上に下地層を形成した。以下、多層構造層の作製方法について説明する。

（多層構造層の作製）
試料Ｎｏ．１～７においては、基材をチャンバ内の中央で回転させた状態で、反応ガスとして窒素ガスを導入した。さらに、基材を温度５００℃に、反応ガス圧を４Ｐａに、バイアス電源の電圧を３５Ｖ（直流電源）にそれぞれ維持して第一単位層形成用の蒸発源及び第二単位層用の蒸発源にそれぞれ１５０Ａのアーク電流を交互に供給した。これにより、第一単位層形成用の蒸発源及び第二単位層形成用の蒸発源から金属イオンを発生させ、基材上に表１に示す組成の多層構造層を形成した（第２工程：多層構造層を形成する工程）。
以上の工程によって、試料Ｎｏ．１～７の切削工具を作製した。

≪切削工具の特性評価≫
上述のようにして作製した試料Ｎｏ．１～７の切削工具を用いて、以下のように、切削工具の各特性を評価した。なお、試料Ｎｏ．１～３の切削工具は実施例に対応し、試料Ｎｏ．４～７の切削工具は比較例に対応する。

＜被膜の厚み（多層構造層の厚み）の測定＞
被膜の厚み（第一単位層、第二単位層及び多層構造層の厚み、並びに下地層の厚み等）は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日本電子株式会社製、商品名：ＪＥＭ－２１００Ｆ）を用いて、基材の表面の法線方向に平行な断面サンプルにおける任意の１０点を測定し、測定された１０点の厚みの平均値をとることで求めた。このときの観察倍率は、１００００倍であった。また、以下の式から上記多層構造層における第一単位層及び第二単位層の繰返し数を求めた。結果を表１に示す。（第一単位層及び第二単位層の繰返し数）＝多層構造層の合計厚み／（第一単位層の１層あたりの厚み＋第二単位層の１層あたりの厚み）

＜多層構造層のＸ線回折分析＞
多層構造層についてＸ線回折分析法（ＸＤＲ分析法）による分析を行って、（２００）面、（１１１）面及び（２２０）面それぞれのＸ線回折強度を求めた。Ｘ線回折分析の条件を以下に示す。求められたＸ線回折強度Ｉ_{（２００）}、Ｉ_{（１１１）}、Ｉ_{（２２０）}、及びＩ_{（２００）}／｛Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}＋Ｉ_{（２２０）}｝を表１に示す。
Ｘ線回折分析の条件
走査軸：２θ－θ
Ｘ線源：Ｃｕ－Ｋα線（１．５４１８６２Å）
検出器：０次元検出器（シンチレーションカウンタ）
管電圧：４５ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
入射光学系：ミラーの利用
受光光学系：アナライザ結晶（ＰＷ３０９８／２７）の利用
ステップ：０．０３°
積算時間：２秒
スキャン範囲（２θ）：１０°～１２０°

＜ＳＴＥＭによる第一単位層及び第二単位層の分析＞
第一単位層及び第二単位層について以下の手順でＳＴＥＭによる分析を行った。上述の断面サンプルにおける第一単位層及び第二単位層それぞれをＳＴＥＭで観察し、観察画像をフーリエ変換することで第一単位層及び第二単位層それぞれにおけるａ軸方向の面間隔（ｄ_１ａ、ｄ_２ａ）及びｃ軸方向の面間隔（ｄ_１ｃ、ｄ_２ｃ）を求めた。上記ＳＴＥＭにおける分析は、以下の条件で行った。結果を表２に示す。
＜ＳＴＥＭ分析条件＞
測定機器：日本電子製、商品名：ＪＥＭ－２１００ｆ（Ｃｓ）
加速電圧：２００ｋＶ
倍率：２０万～８００万倍
ビーム径：０．１３μｍ

≪切削試験≫
得られた切削工具を用いて、以下に示す切削条件にて切削加工（切削距離：１５０ｍ）を行った。その後、光学顕微鏡を用いて、多層構造層の剥離の有無を観察した。多層構造層の剥離が確認されなかった切削工具は、耐剥離性に優れると評価できる。結果を表２に示す。
（切削条件）
被削材：高硬度鋼 ＳＵＪ２（ＨＲＣ６２）
（直径８５ｍｍ×長さ２００ｍｍ）
切削速度：Ｖ＝１５０ｍ／ｍｉｎ．
送り：ｆ＝０．１５ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：ａｐ＝０．５ｍｍ
湿式／乾式：湿式

＜結果＞
表１及び表２の結果から、上述の式１～式４を満たす試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．３の切削工具は、上記切削試験において多層構造層の剥離が確認されなかった。一方、上述の式２～式４を満たさない試料Ｎｏ．４及び５の切削工具、上述の式１を満たさない試料Ｎｏ．６の切削工具、並びに、上述の式３を満たさない試料Ｎｏ．７の切削工具は、上記切削試験において、多層構造層の剥離が確認された。
以上の結果から、実施例に係る試料Ｎｏ．１～試料Ｎｏ．３の切削工具は、耐剥離性に優れることが分かった。

以上のように本発明の実施形態及び実施例について説明を行なったが、上述の各実施形態及び各実施例の構成を適宜組み合わせ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及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及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 すくい面、 ２ 逃げ面、 ３ 刃先稜線部、 １０ 切削工具、 １１ 基材、 ２０ 多層構造層、 ２１ 第一単位層、 ２２ 第二単位層、 ３１ 下地層、 ３２ 表面層、 ４０ 被膜

Claims (6)

1. 基材と、前記基材上に設けられた被膜とを含む切削工具であって、
   前記被膜は、第一単位層と第二単位層とを有する多層構造層を含み、
   前記多層構造層において、前記第一単位層及び前記第二単位層は、それぞれが交互に１層以上積層されており、
   前記多層構造層における（２００）面、（１１１）面及び（２２０）面それぞれのＸ線回折強度を、Ｉ_{（２００）}、Ｉ_{（１１１）}及びＩ_{（２２０）}とした場合、以下の式１
   ０．６≦Ｉ_{（２００）}／｛Ｉ_{（２００）}＋Ｉ_{（１１１）}＋Ｉ_{（２２０）}｝ 式１
   を満たし、
   前記第一単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_１ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_１ａよりも大きいＮａＣｌ様構造であり、
   前記第二単位層は、ｃ軸方向の面間隔ｄ_２ｃがａ軸方向の面間隔ｄ_２ａよりも小さいＮａＣｌ様構造であり、
   以下の式２、式３及び式４
   １≦ｄ_１ａ／ｄ_２ａ≦１．０２ 式２
   １．０１≦ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ≦１．０５ 式３
   ｄ_１ａ／ｄ_２ａ＜ｄ_１ｃ／ｄ_２ｃ 式４
   を満たし、
   前記ａ軸方向の面間隔は、前記第一単位層及び前記第二単位層の積層方向に対して垂直な方向における格子面間隔であり、
   前記ｃ軸方向の面間隔は、前記第一単位層及び前記第二単位層の積層方向に対して平行な方向における格子面間隔である、切削工具。
2. 前記第一単位層における１層あたりの厚みは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の切削工具。
3. 前記第二単位層における１層あたりの厚みは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載の切削工具。
4. 前記多層構造層の厚みは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下である、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. 前記第一単位層は、チタン、アルミニウム、クロム、ケイ素、ニオブ、タングステン、バナジウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも１種の第一元素と、ホウ素、炭素、窒素及び酸素からなる群より選ばれる少なくとも１種の第二元素とを構成元素として含む化合物からなる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の切削工具。
6. 前記第二単位層は、チタン、アルミニウム、クロム、ケイ素、ニオブ、タングステン、バナジウム、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも１種の第三元素と、ホウ素、炭素、窒素及び酸素からなる群より選ばれる少なくとも１種の第四元素とを構成元素として含む化合物からなり、
   前記第二単位層は、前記第一単位層と組成が異なる、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の切削工具。

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