JP6529262B2

JP6529262B2 - 被覆工具

Info

Publication number: JP6529262B2
Application number: JP2015001399A
Authority: JP
Inventors: 秀峰小関; 智也佐々木; 謙一井上
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Tool Engineering Ltd; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd; Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-01-07
Also published as: JP2016124086A

Description

本発明は、例えば、切削工具や金型等の工具に適用される硬質皮膜を被覆した被覆工具に関する。

従来、切削工具や金型等に用いられる工具では、その耐久性を向上させることを目的に、物理蒸着法で多元系のセラミックス皮膜を被覆した被覆工具が採用されている。硬質皮膜の中でも、耐熱性と耐摩耗性に優れる膜種として、ＡｌとＣｒを主体とするＡｌＣｒＮやＡｌＣｒＮＣが知られている（特許文献１、２）。また、ＡｌＣｒＮとＡｌＴｉＮとを交互に積層させた交互積層皮膜を設けた被覆工具も提案されている（特許文献３、４）。
ＡｌとＣｒを主体とする窒化物または炭窒化物をベースに第三元素の添加や様々な皮膜構造が検討されているが、通常、ＡｌとＣｒを主体とする窒化物または炭窒化物は、Ａｌの含有量を高くすると皮膜中に脆弱なＺｎＳ型の六方最密充墳（ｈｃｐ；以下、単に「ｈｃｐ」と省略する）構造が増加して被覆工具の耐久性が低下する傾向にある。そのため、実際の被覆工具においては、ＡｌとＣｒを主体とする窒化物または炭窒化物は、Ａｌの含有比率を金属（半金属を含む）元素の原子比率（原子％）で７０％未満の範囲で適用されている。

特開平８−２０９３３３号公報特開平１１−２１６６０１号公報特開２０１４−９１１６９号公報特開２０１４−１３６２６５号公報

近年、金型や切削工具等の工具には、高硬度材等の高能率加工および高精度加工がより高いレベルで要求されており、工具の使用環境はより過酷になっている。そのため、従来のＡｌとＣｒを主体とする窒化物または炭窒化物を被覆した被覆工具では満足する耐久性が得られ難い場合があった。
本発明は上記のような事情に鑑み行われたものであり、耐久性に優れる被覆工具を提供することを目的とする。

本発明は、基材と、前記基材の上に配置される交互積層皮膜と、を有し、
前記交互積層皮膜は、金属元素（半金属を含む。以下同様である）の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）が７５％以上９５％以下、Ｃｒの含有比率（原子％）が５％以上２５％以下、を含有する窒化物または炭窒化物からなるａ１層と、金属元素の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）が６５％以上８５％以下、Ｔｉの含有比率（原子％）が１５％以上３５％以下、を含有する窒化物または炭窒化物からなるａ２層とが交互に形成されたものであり、前記交互積層皮膜の金属元素の原子比率（原子％）をＡ、窒素元素の原子比率（原子％）をＢとした場合、１．０２≦Ｂ／Ａ≦１．０７である被覆工具である。

前記ａ１層は、Ａｌの含有比率（原子％）が８５％以下であることが好ましい。

本発明は、耐久性に優れる被覆工具を提供することができる。

本発明例１のＸ線回折パターンを示す図である。本発明例２のＸ線回折パターンを示す図である。本発明例３のＸ線回折パターンを示す図である。比較例１のＸ線回折パターンを示す図である。比較例２のＸ線回折パターンを示す図である。

本発明者の検討によれば、ＡｌとＣｒの窒化物または炭窒化物に含まれるＡｌの含有量を増加させることで、皮膜自体の耐熱性が向上するとともに、加工中の工具刃先への溶着が減少し、切削抵抗が低減することを確認した。但し、ＡｌとＣｒの窒化物または炭窒化物に含まれるＡｌの含有量が増加すると、脆弱なｈｃｐ構造のＡｌＮの含有量が増大するため被覆工具の耐久性が低下する傾向にある。
本発明者は、皮膜のＡｌ含有量を高めることを検討し、ＡｌとＣｒを主体とする窒化物または炭窒化物からなるａ１層と、ＡｌとＴｉを主体とする窒化物または炭窒化物からなるａ２層との交互積層皮膜を適用し、その交互積層皮膜における金属元素に対する窒素元素の含有比率を高めることで、交互積層皮膜が一定量のｈｃｐ構造のＡｌＮを含有する場合でも被覆工具の耐久性が低下し難くなることを見出し、発明に到達した。以下、本発明の構成要件について説明をする。

ａ１層は、金属元素の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）が７５％以上９５％以下、Ｃｒの含有比率（原子％）が５％以上２５％以下、を含有する窒化物または炭窒化物とする。
ａ１層のＡｌの含有比率が小さくなり過ぎれば、交互積層皮膜の全体でＡｌの含有量が低下して耐熱性が低下するとともに、加工中の切削抵抗も増加する傾向にある。一方、ａ１層のＡｌの含有比率が大きくなり過ぎれば、脆弱なｈｃｐ構造のＡｌＮの含有量が増大するため被覆工具の耐久性が低下する傾向にある。よって、ａ１層は、金属元素の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）が７５％以上９５％以下とする。
交互積層皮膜に含まれるｈｃｐ構造のＡｌＮをより低減するには、ａ１層のＡｌの含有比率（原子％）は８５％以下とすることが好ましい。交互積層皮膜の耐熱性をより高め、切削抵抗をより低減するには、ａ１層のＡｌの含有比率（原子％）は、８０％以上とすることが好ましい。
また、ａ１層のＣｒの含有比率が小さくなり過ぎれば、脆弱なｈｃｐ構造のＡｌＮの含有量が増大するため被覆工具の耐久性が低下する。一方、ａ１層のＣｒの含有比率が大きくなり過ぎれば、相対的にＡｌの含有量が低下して、皮膜全体の耐熱性が低下するとともに、加工中の切削抵抗も増加する傾向にある。よって、ａ１層は、金属元素の総量に対し、Ｃｒの含有比率（原子％）を５％以上２５％以下とする。
交互積層皮膜に含まれるｈｃｐ構造のＡｌＮをより低減するには、ａ１層のＣｒの含有比率は、１５％以上とすることが好ましい。ａ１層のＣｒの含有比率（原子％）は、２０％以下とすることが好ましい。

ａ２層は、金属元素の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）が６５％以上８５％以下、Ｔｉの含有比率（原子％）が１５％以上３５％以下、を含有する窒化物または炭窒化物とする。
ａ２層のＡｌの含有比率が小さくなり過ぎれば、皮膜全体の耐熱性が低下するとともに、加工中の切削抵抗も増加する傾向にある。一方、ａ２層のＡｌの含有比率が大きくなり過ぎれば、脆弱なｈｃｐ構造のＡｌＮの含有量が増大するため被覆工具の耐久性が低下する傾向にある。よって、ａ２層は、金属元素の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）を６５％以上８５％以下とする。
交互積層皮膜に含まれるｈｃｐ構造のＡｌＮをより低減するには、ａ２層のＡｌの含有比率（原子％）は、８０％以下とすることが好ましい。交互積層皮膜の耐熱性をより高め、切削抵抗をより低減するには、ａ２層のＡｌの含有比率（原子％）は、７０％以上とすることが好ましい。
また、ａ２層のＴｉの含有比率が小さくなり過ぎれば、被覆工具の耐久性が低下する傾向にある。一方、ａ２層のＴｉの含有比率が大きくなり過ぎれば、皮膜全体の耐熱性が低下するとともに、加工中の切削抵抗も増加する傾向にある。よって、ａ２層は、金属元素の総量に対し、Ｔｉの含有比率（原子％）を１５％以上３５％以下とする。
交互積層皮膜に含まれるｈｃｐ構造のＡｌＮをより低減するには、ａ２層のＴｉの含有比率（原子％）は、２０％以上とすることが好ましい。ａ２層のＴｉの含有比率（原子％）は、３０％以下とすることが好ましい。

交互積層皮膜における全体の金属元素の原子比率（原子％）をＡ、窒素元素の原子比率（原子％）をＢとした場合、１．０２≦Ｂ／Ａ≦１．０７とする。
本発明では、交互積層皮膜の個々の組成を制御することに加えて、交互積層皮膜における金属元素の原子比率（原子％）に対して窒素元素の原子比率（原子％）を一定範囲に制御することが重要である。交互積層皮膜に含まれる窒素元素の原子比率（原子％）を高めて、Ｂ／Ａを１．０２以上とすることで、交互積層皮膜の結晶性および耐熱性が向上し、一定量のｈｃｐ構造のＡｌＮを含有しても、優れた耐久性を再現できることを確認した。更には、Ｂ／Ａは、１．０４以上とすることが好ましい。
一方、窒素元素の原子比率（原子％）が大きくなり過ぎ、Ｂ／Ａが１．０７よりも大きくなると、皮膜の残留圧縮応力が大きくなりすぎて被覆工具の耐久性が低下する。そのため、Ｂ／Ａは１．０７以下とする。

本発明において、交互積層皮膜は、酸素等を不可避的に含有する。そのため、交互積層皮膜の分析において、金属元素と窒素、酸素、炭素元素との合計を１００％としてＢ／Ａの比率を求める。交互積層皮膜の組成分析は、例えば、波長分散型電子プローブ微小分析（ＷＤＳ−ＥＰＭＡ）で測定するとができる。

ａ１層は、Ａｌの含有比率（原子％）が７５％以上９５％以下、Ｃｒの含有比率（原子％）が５％以上２５％以下、を含有する範囲で、ＡｌとＣｒ以外の金属元素を含有することができる。また、ａ２層は、Ａｌの含有比率（原子％）が６５％以上８５％以下、Ｔｉの含有比率（原子％）が１５％以上３５％以下、を含有する範囲で、ＡｌとＴｉ以外の金属元素を含有することができる。
ａ１層とａ２層に他の金属元素を含有する場合、ａ１層とａ２層のそれぞれに含有する他の金属元素の含有比率（原子％）を１０％以下にすることで、皮膜特性を低下させることなく、被覆工具が優れた耐久性を発揮することができ好ましい。ａ１層とａ２層に添加する金属元素は、周期律表の４ａ族、５ａ族、６ａ族の金属元素およびＳｉ、Ｂから選択される１種または２種以上の元素であることが好ましい。
ａ１層とａ２層は、窒化物または炭窒化物であれば、皮膜の一部に酸素等の非金属元素を含有してもよい。ａ１層とａ２層は、耐熱性が優れる皮膜種である窒化物であることがより好ましい。

ａ１層とａ２層の個々の膜厚が大きくなり過ぎると、ｈｃｐ構造のＡｌＮが増大し易くなり被覆工具の耐久性が低下する傾向にある。そのため、ａ１層とａ２層の個々の膜厚は７０ｎｍ以下とすることが好ましい。より好ましい膜厚は５０ｎｍ以下である。被覆工具の性能をより安定化させるには、ａ１層とａ２層の個々の膜厚は５ｎｍ以上とすることが好ましく、更には１０ｎｍ以上とすることが好ましい。

交互積層皮膜の全体組成は、金属元素の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）を７０％以上とすることが好ましい。交互積層皮膜の全体でＡｌの含有比率を７０％以上とすることで、皮膜全体の耐熱性が向上するとともに、加工中の溶着を抑制することができる。更には、交互積層皮膜の全体でＡｌの含有比率（原子％）を７５％以上とすることが好ましく、更には８０％以上とすることが好ましい。
一方、交互積層皮膜の全体組成のＡｌの含有比率が大きくなり過ぎると、ｈｃｐ構造のＡｌＮが増大する傾向を示す。そのため、より高い耐久性を確保するには、交互積層皮膜の全体組成でＡｌの含有比率（原子％）を８５％以下とすることが好ましい。

本発明の交互積層皮膜は、Ｘ線回折等で特定される結晶構造において、面心立方格子（ｆｃｃ；以下、単に「ｆｃｃ」と略記する）構造に対応するピーク強度が最大である。本発明において、ｆｃｃ構造が主体とは、例えば、Ｘ線回折においてｆｃｃ構造に対応するピーク強度が最大であることをいう。Ｘ線回折による結晶構造の同定が困難な場合、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた制限視野回折法によって結晶構造の同定することができる。
本発明の交互積層皮膜は、ｆｃｃ構造のピーク強度のうち、ｆｃｃ構造の（２００）面または（１１１）面の何れかが最大強度を示すものである。ｆｃｃ構造の（２００）面または（１１１）面の何れかが最大強度を示すことで、より高い耐久性を発揮する傾向にある。本発明の交互積層皮膜は、ｆｃｃ構造に対応するピーク強度が最大であれば、ｈｃｐ構造に起因するピークが確認されてもよい。

本発明の交互積層皮膜は、ｈｃｐ構造のＡｌＮを含有する場合でも、Ｘ線回折におけるｈｃｐ構造の（１００）面に起因するピーク強度をＩｈ、ｆｃｃ構造の（１１１）面、ｆｃｃ構造の（２００）面、ｆｃｃ構造の（２２０）面に起因するピーク強度の合計をＩｆとした場合、Ｉｈ／（Ｉｆ＋Ｉｈ）を０．４以下にすることが好ましい。Ｉｈ／（Ｉｆ＋Ｉｈ）を０．４以下にすることで、ｈｃｐ構造のＡｌＮがより減少して耐久性が向上する傾向にある。更には、Ｉｈ／（Ｉｆ＋Ｉｈ）を０．２以下とすることが好ましい。

交互積層皮膜の全体の膜厚が薄くなり過ぎても、厚くなり過ぎても被覆工具の耐久性を向上する効果が小さい場合がある。そのため、交互積層皮膜の全体の膜厚は０．５μｍ以上１０．０μｍ以下とすることが好ましい。更には、交互積層皮膜の膜厚の下限は、１．０μｍ以上とすることが好ましい。更には、交互積層皮膜の膜厚の上限は、５．０μｍ以上とすることが好ましい。
本発明においては、交互積層皮膜の上層に金属、窒化物、炭窒化物、炭化物、硼化物からなる別層を設けてもよい。また、基材と交互積層皮膜の間に金属、窒化物、炭窒化物、炭化物からなる中間皮膜を設けてもよい。

本発明の基材は、特に制限されるものではなく、用途や目的等に応じて適宜選択することができる。例えば、超硬合金、セラミックス、サーメット、冷間工具鋼、高速度工具鋼、プラスチック金型用鋼、熱間工具鋼等を適用することができる。また、基材には窒化処理や浸炭処理等を施したものを用いてもよい。

アークイオンプレーティング法では、成膜する金属成分で形成されたターゲットをカソード（陰極）として、該カソードとアノード（陽極）との間に真空アーク放電を発生させ、ターゲット表面から材料を蒸発、イオン化して、負のバイアス電圧を印加した基材の表面にイオン化したターゲット成分を堆積させて皮膜を形成する。このとき、アーク放電によりカソード（ターゲット）から放電された電子はアノードに向かって飛び、その電子が供給された窒素ガス等の反応ガスと衝突することでガス成分がイオン化し、イオン化したガス成分とターゲット成分とが反応して基材の表面に皮膜を形成する。ここで、電子エネルギー（ｅＶ）は電圧に比例することから、カソード電圧を高めることで電子エネルギーが高まり、反応ガスのイオン化がより促進されて、ｆｃｃ構造の比率がより高まるとともに、皮膜中の窒素の含有比率を高めることができる。
本発明者の検討によると、Ａｌの含有量が多いＡｌとＣｒの窒化物または炭窒化物の被覆において、カソード電圧を高めることが皮膜中のｈｃｐ構造を低減して、皮膜中の窒素含有比率を高めるのに有効であることを知見した。

交互積層皮膜の全体でｈｃｐ構造のＡｌＮを低減して窒素含有量を高めるには、ＡｌとＣｒの窒化物または炭窒化物であるａ１層の被覆において、カソード電圧を２０Ｖよりも大きくすることが好ましい。更には、ａ１層の被覆においてカソード電圧を２２Ｖ以上とすることが好ましい。一方、カソード電圧が高くなり過ぎるとａ１層の成膜が安定し難くなるので、カソード電圧は３５Ｖ以下とすることが好ましい。更には、ａ１層の被覆ではカソード電圧を３０Ｖ以下とすることが好ましい。
ＡｌとＴｉの窒化物または炭窒化物であるａ２層の被覆では、カソード電圧は２０Ｖ以上３５Ｖ以下とすることが好ましい。

そして、交互積層皮膜の全体でｈｃｐ構造を低減した上で窒素含有量を高めるには、被覆中の基材に印加する負のバイアス電圧を制御することも重要である。ａ１層の被覆においてカソード電圧を高めたとしても基材に印加するバイアス電圧の絶対値が小さいと、皮膜中の窒素含有量が低下するとともに、皮膜中のｈｃｐ構造のＡｌＮが増加し易くなる。また、基材に印加するバイアス電圧の絶対値が大きいと成膜が安定し難くなる。そのため、基材に印加するバイアス電圧を−２２０Ｖ以上−８０Ｖ以下で被覆することが好ましい。

本発明の交互積層皮膜は、上述したバイアス電圧とカソード圧力の制御に加えて、ターゲット中心付近の垂直方向成分の平均磁束密度が１４ｍＴ以上のカソードを用いて被覆することが好ましい。このようなカソードを用いて硬質皮膜を被覆することで、皮膜の結晶性がより高まり、皮膜中のｈｃｐ構造のＡｌＮが低減し易くなる。更に、ターゲット中心付近から基材付近まで磁力線が到達するように磁場配置を調整したカソードを用いることが好ましい。

ＷＣ基超硬合金からなる切削評価用のエンドミルと物性評価用のインサートを基材に用い、各条件で交互積層皮膜等の硬質皮膜を被覆して被覆試料を作製して特性評価を行った。
硬質皮膜の成膜にはアークイオンプレーティング成膜装置を用いた。真空容器内に設置した基材にはバイアス電源が接続されおり、基材に負のＤＣバイアス電圧を印加して硬質皮膜を被覆した。
表１に成膜に用いたカソードおよびバイアス条件について示す。本発明のａ１層とａ２層の被覆には、ターゲットの外周および背面に永久磁石を配備し、１５ｍＴの平均磁束密度のカソード（以下、Ｃ１、Ｃ２と記載する）を用いた。

基材を真空容器内のパイプ状治具に固定し、約５００℃、１×１０^−３Ｐａの真空中で加熱脱ガスを行った後、Ａｒプラズマによるクリーニングを行った。そして、８×１０^−３Ｐａ以下になるように真空排気して、１５０Ａのアーク電流を供給してＴｉボンバード処理を４分間実施した。その後、炉内に窒素ガスを導入して炉内圧力を５Ｐａとした。
本発明例１〜３、比較例１の被覆では、基材にバイアス電圧を印加し、Ｃ１とＣ２のそれぞれにアーク電流を投入し、ａ１層とａ２層の個々の膜厚が約２０ｎｍになるように成膜し、約２．５μｍの交互積層皮膜を被覆した。
比較例２は、単層皮膜からなるＡｌＣｒＮの窒化物を約２．５μｍ被覆して作製した。

株式会社日本電子製の電子プローブマイクロアナライザー装置（型番：ＪＸＡ−８５００Ｆ）を用いて、付属の波長分散型電子プローブ微小分析（ＷＤＳ−ＥＰＭＡ）で交互積層皮膜の皮膜組成を測定した。物性評価用のインサートを断面加工して、加速電圧１０ｋＶ、照射電流５×１０^−８Ａ、取り込み時間１０秒、分析領域直径１μｍ、分析深さが略１μｍで５点測定してその平均から皮膜組成を求めた。
Ｂ／Ａの値は、金属元素（半金属を含む）と、窒素元素、酸素元素、炭素元素の合計を１００％として求めた。

日本電子株式会社製の電界放出型透過電子顕微鏡（型番：ＪＥＭ−２０１０Ｆ型）を用いて分析用のインサートを加工してＴＥＭ解析を行った。ａ１層とａ２層の組成分析は、付属のＵＴＷ型Ｓｉ（Ｌｉ）半導体検出器を用いてビーム径１ｎｍでａ１層とａ２層の中心付近を分析して求めた。

株式会社エリオニクス製のナノインデンテーション装置（型番：ＥＮＴ−１１００ａ）を用いて交互積層皮膜等の硬度皮膜の表面硬度を測定した。この硬度測定は、分析用のインサートの表面から、押込み荷重４９ｍＮ、最大荷重保持時間１秒、荷重負荷後の除去速度０．４９ｍＮ／秒の測定条件で１０点測定し、その平均値を求めた。

株式会社リガク製のＸ線回折装置（型番：ＲＩＮＴ２５００Ｖ−ＰＳＲＣ／ＭＤＧ）を用いて皮膜の結晶構造を測定した。このＸ線回折は、物性評価用のインサートを用いて、管電圧４０ｋＶ、管電流３００ｍＡ、Ｘ線源Ｃｕｋα（λ＝０．１５４１８ｎｍ）、２θが２０〜７０度の測定条件で実施した。
バックグラウンドを除去し、ｈｃｐ構造の（１００）面に起因するピーク強度をＩｈ、ｆｃｃ構造の（１１１）面、ｆｃｃ構造の（２００）面、ｆｃｃ構造の（２２０）面に起因するピーク強度の合計をＩｆとし、Ｉｈ／（Ｉｆ+Ｉｈ）を測定した。

各試料の特性評価を表２に纏める。本発明例２と比較例１の比較から、ａ１層を被覆するときのカソード電圧を高めることで、交互積層皮膜のＢ／Ａが高くなることが確認された。
図１〜３に本発明例１〜３のＸ線回折結果を示す。図４、５に比較例１、２のＸ線回折結果を示す。ｆｃｃ構造の（１１１）面のピーク強度は３７．７°付近、ｆｃｃ構造の（２００）面のピーク強度は４３．７°付近、ｆｃｃ構造の（２２０）面のピーク強度は６３°付近、ｈｃｐ構造の（１００）面のピーク強度は３３°付近から求められる。これらのＸ線回折結果からバックグラウンド強度を除去して、Ｉｈ／（Ｉｆ＋Ｉｈ）を求めたところ、本発明例の中でも、本発明例１、２は、Ｉｈ／（Ｉｆ＋Ｉｈ）がより小さく、ｈｃｐ構造のＡｌＮがより少ないことが確認された。

切削評価は以下の条件１と条件２で実施した。評価結果を表３に示す。
＜切削試験条件１＞
工具：ソリッドエンドミル
φ１０×２枚刃（日立ツール株式会社製ＨＥＳ２１００）
基材：ＷＣ（ｂａｌ．）−Ｃｏ（１１質量％）−ＴａＣ（０．４質量％）−Ｃｒ_３Ｃ_２（０．９質量％）、ＷＣ平均粒径０．６μｍ、硬度９２．４ＨＲＡの超硬合金
切削方法：側面切削
被削材：質量％で、Ｎｉ−１９％Ｃｒ−１８．７％Ｆｅ−３．０％Ｍｏ−５．０％（Ｎｄ＋Ｔａ）−０．８％Ｔｉ−０．５％Ａｌ−０．０３％Ｃの組成を有するＮｉ基合金（時効硬化処理済み）
切込み：軸方向６ｍｍ、径方向０．３ｍｍ
切削速度：４０ｍ／ｍｉｎ
一刃送り量：０．０４ｍｍ／ｔｏｏｔｈ
切削油：水溶性切削油
切削距離：０．２ｍ

＜切削試験条件２＞
工具：ボールノーズエンドミル
φ１×Ｒ０．５×２枚刃（日立ツール株式会社製）
基材：組成が、ＷＣ（ｂａｌ．）−Ｃｏ（８質量％）−ＴａＣ（０．２５質量％）−Ｃｒ_３Ｃ_２（０．９質量％）であり、ＷＣ平均粒径０．６μｍ、硬度９３．４ＨＲＡの超硬合金
切削方法：底面切削
被削材：ＨＰＭ（登録商標）３８（５２ＨＲＣ）日立金属株式会社製
切込み：軸方向０．０４ｍｍ、径方向０．０４ｍｍ
切削速度：７８．５ｍ／ｍｉｎ
一刃送り量：０．０２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ
切削油：エアーブロー
切削距離：１ｍ

本発明例１〜３は何れの切削条件においても、最大摩耗幅が抑制されて、安定した摩耗形態を示すことが確認された。本発明例１と本発明例３の比較から、ａ１層のＡｌ含有比率がより好ましい本発明例１は、交互積層皮膜に含まれるｈｃｐ構造のＡｌＮが少ない傾向にあり、より優れた耐久性を示すことが確認された。
比較例１は、特に条件１において最大摩耗幅が大きくなり、本発明例よりも耐久性が低下することが確認された。
比較例２は、何れの加工条件においても最大摩耗幅が大きくなった。特に加工条件２においては、不安定な摩耗形態を示し、継続して切削加工することが困難であった。

Claims

基材と、前記基材の上に配置される交互積層皮膜と、を有し、
前記交互積層皮膜は、金属元素（半金属を含む）の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子
％）が７５％以上９５％以下、Ｃｒの含有比率（原子％）が５％以上２５％以下、を含有
する窒化物または炭窒化物からなるａ１層と、
Ａｌの含有比率（原子％）が６５％以上８５％以下、Ｔｉの含有比率（原子％）が１５
％以上３５％以下、を含有する窒化物または炭窒化物からなるａ２層とが交互に形成され
たものであり、
前記交互積層皮膜の全体組成で金属元素の総量に対し、Ａｌの含有比率（原子％）が７０％以上８５％以下であり、
前記ａ１層と前記ａ２層の個々の膜厚は７０ｎｍ以下であり、
前記交互積層皮膜の金属（半金属を含む）元素の原子比率（原子％）をＡ、窒素元素の
原子比率（原子％）をＢとした場合、１．０２≦Ｂ／Ａ≦１．０７である被覆工具。
前記ａ１層は、Ａｌの含有比率（原子％）が８５％以下である請求項１に記載の被覆工
具。