WO2006009121A1

WO2006009121A1 - 圧縮応力の強度分布を有する被膜を備えた表面被覆切削工具

Info

Publication number: WO2006009121A1
Application number: PCT/JP2005/013182
Authority: WO
Inventors: Hideki Moriguchi; Haruyo Fukui; Shinya Imamura; Koji Yamaguchi; Junji Iihara
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp.; Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2006-01-26
Also published as: EP1772216A1; US7758950B2; KR101035223B1; KR20070026386A; US20070184272A1; EP1772216B2; IL174532A0; EP1772216A4; EP1772216B1; IL174532A

Abstract

　本発明の表面被覆切削工具（１）は、基材（２）と、該基材（２）上に形成された被膜（３）とを備える表面被覆切削工具（１）であって、該被膜（３）は、該基材（２）上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜（３）の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第１の中間点まで連続的に増加し、該第１の中間点において極大点を有することを特徴としている。

Description

明細書

圧縮応力の強度分布を有する被膜を備えた表面被覆切削工具

技術分野

[0001] 本発明は、ドリル、エンドミル、ドリル用刃先交換型チップ、エンドミル用刃先交換型チップ、フライス加工用刃先交換型チップ、旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソ一、歯切工具、リーマ、タップなどの切削工具に関し、特にその表面 (最外層）に耐摩耗性等の特性を向上させる被膜を形成した表面被覆切削工具に関する。背景技術

[0002] 従来、切削用の工具としては、超硬合金 (WC— Co合金もしくはこれに Ti (チタン）や Ta (タンタル）、 Nb (ニオブ)等の炭窒化物を添加した合金）が用いられてきた。しかし、近年の切削の高速ィ匕に伴い、超硬合金、サーメット、あるいはアルミナ系ゃ窒化珪素系のセラミックスを基材として、その表面に CVD (Chemical Vapor Depos ition)法や PVD (Physical Vapor Deposition)法で元素周期律表の IVa、 Va、 Via族金属や Al (アルミニウム)などの炭化物、窒化物、炭窒化物、ホウ窒化物、酸ィ匕物からなる被膜を 3〜20 μ mの厚さに被覆した硬質合金工具の使用割合が増大している。

[0003] 特に、 PVD法による被覆は、基材強度の劣化を招かずに耐摩耗性を高め得ると!ヽうことから、ドリル、エンドミル、フライスまたは旋削加工用刃先交換型 (スローァウェイ) チップなどの強度の要求される切削工具に多用されている。

[0004] 近年、切削加工能率を一層向上させるため、切削速度がより高速になってきており、そのことに伴い工具には一層の耐摩耗性が要求されるようになってきている。しかし、高い耐摩耗性を要求すると靭性が低下するということから、高い耐摩耗性および高 Vヽ靭性の双方を両立させることが要求されて、る。

[0005] この要求に応える試みとして、このような切削工具の基材表面に形成された被膜において、圧縮応力等の内部応力を連続的または段階的に変化させる手法が提案されている（特開 2001— 315006号公報 (特許文献 1) )。このような提案により、耐摩耗性および靭性の両立という要求に対してはある程度の効果を挙げつつある。 [0006] し力しながら、上記のような提案に力かる切削工具は、その被膜の圧縮応力が被膜表面側から基材表面側にかけて一律に増加乃至減少する態様のものであるため、靭性を顕著に向上させるには圧縮応力を基材表面側力被膜表面側にかけて増加させる必要があり、耐摩耗性を顕著に向上させるには圧縮応力を被膜表面側カゝら基材表面側にかけて増加させる必要があった。

[0007] すなわち、被膜表面において最大の圧縮応力を有する態様においては上記靭性に優れるものの、基材表面側に向けて連続的または段階的に圧縮応力が一律に減少するため耐摩耗性には劣っていた。逆に、基材表面側において最大の圧縮応力を有する態様にぉ、ては耐摩耗性に優れるものの、被膜表面側に向けて連続的または段階的に圧縮応力が一律に減少するため靭性には劣っていた。

[0008] 特に被膜表面において最大の圧縮応力を有する態様の切削工具は、その大きな圧縮応力故に被膜形成後 (コーティング終了後)または衝撃応力が負荷されたときに被膜が自己破壊し、微小な膜剥離 (以下、膜チッビングと記す)が生じやすぐ切削工具としての外観品質や高精度加工時の切削性能に悪影響を与えていた。

[0009] この種の切削工具において靭性と耐摩耗性の両立は、最も基本的な特性の一つであるためこれら両者をさらに高度に両立させた切削工具の提供が望まれていた。特許文献 1 :特開 2001—315006号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、切削工具の靭性と耐摩耗性とを高度に両立させるとともに特に膜チッビングを抑制した表面被覆切削工具を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねたところ、基材上に最外層として形成される被膜の表面部における圧縮応力を小さくするとともに、その被膜の内部において圧縮応力を増大させ、その強度分布において極大点を形成するようにすれば、表面の高度な耐摩耗性と膜チッビングに対する耐性を維持したままその極大点近傍において被膜表面に発生した亀裂の進展を抑制でき、靭性も同時に向上するのではないかという知見を得た。本発明は、この知見に基づきさらに研究を重ねることにより完成されたものである。

[0012] すなわち、本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該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、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有することを特徴としている。ここで、該第 1の中間点は、このように極大点を有することからこの点において被膜の表面に発生した亀裂の被膜の底面方向への進展を抑制する作用を奏するものであるため、この第 1の中間点が被膜の底面に位置する (重なる）ことはなぐ上記の通り被膜の表面と被膜の底面との間に位置するものとなる。

[0013] そして、本発明の表面被覆切削工具は、上記強度分布 (特に第 1の中間点力被膜の底面までの強度分布)の態様にぉ、て、以下のように第 1態様〜第 4態様と、う 4態様を主として含むものである。

[0014] すなわち、本発明の第 1態様の強度分布は、上記被膜の表面において最小の圧縮応力を有するとともに、上記第 1の中間点から上記被膜の底面まで圧縮応力が一定の値となることを特徴として、る。

[0015] ここで、上記圧縮応力は、 15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力とすることができる。また上記第 1の中間点は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚みの 0. 1%以上 50%以下の距離を有して位置するものとすることができる。

[0016] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 25〜95%の値を有するものとすることができる。

[0017] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 35〜85%の値を有するものとすることができる。

[0018] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において最小の圧縮応力を有するとともに、その最小の圧縮応力が上記被膜の表面力上記第 1の中間点の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、該圧縮応力が上記第 1の中間点まで連続的に増加するちのとすることがでさる。

[0019] 次いで、本発明の第 2態様の強度分布は、上記第 1の中間点から上記被膜の底面まで該圧縮応力が連続的に減少することを特徴としてヽる。

[0020] ここで、上記圧縮応力は、—15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力とすることができる。また上記第 1の中間点は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚みの 0. 1%以上

50%以下の距離を有して位置するものとすることができる。

[0021] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において最小となることができ、また上記圧縮応力は上記被膜の表面において上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 25〜95

%の値を有するものとすることができる。

[0022] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 35〜85%の値を有するものとすることができる。

[0023] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から上記第

1の中間点の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、上記第 1の中間点まで連続的に増加するものとすることができる。

[0024] 次いで、本発明の第 3態様の強度分布は、上記第 1の中間点から、該第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで該圧縮応力が連続的に減少し、該第 2の中間点にお、て極小点を有することを特徴として、る。

[0025] ここで、上記圧縮応力は、 15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力とすることができる。また上記第 1の中間点は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚みの 0. 1%以上

50%以下の距離を有して位置するものとすることができる。また上記第 2の中間点は

、上記被膜の表面から、上記被膜の厚みの 0. 2%以上 95%以下の距離を有して位置するちのとすることがでさる。

[0026] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において最小となることができ、また上記圧縮応力は、上記被膜の表面にお、て上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 25〜 9

5%の値を有するものとすることができる。

[0027] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 35〜85%の値を有するものとすることができる。

[0028] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から上記第 1の中間点の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、上記第 1の中間点まで連続的に増加するものとすることができる。

[0029] 次いで、本発明の第 4態様の強度分布は、上記第 1の中間点から、該第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで連続的に減少し、該第 2の中間点において極小点を有し、さらに該第 2の中間点と上記被膜の底面との間に上記同様の極大点を 1以上有することを特徴として、る。

[0030] また、上記強度分布は、さらに上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間に上記同様の極小点を 1以上有するものとすることができる。また、上記強度分布は、さらに上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間において上記同様の極大点と極小点とをそれぞれ 1以上この順で交互に繰り返して有するものとすることができる。

[0031] また、上記極小点はすべて、実質的に同一の数値となる圧縮応力を有し、かつ上記極大点はすべて、実質的に同一の数値となる圧縮応力を有していても良ぐあるいは上記極小点、極大点がすべて異なる圧縮応力値を有して!/、ても良、。

[0032] ここで、上記圧縮応力は、—15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力とすることができる。また上記第 1の中間点は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚みの 0. 1%以上 40%以下の距離を有して位置するものとすることができる。また上記第 2の中間点は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚みの 0. 2%以上 80%以下の距離を有して位置するちのとすることがでさる。

[0033] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面において最小となることができ、また上記圧縮応力は、上記被膜の第 2の中間点にお、て上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 10〜80%の値を有するものとすることができる。

[0034] また上記圧縮応力は、上記被膜の第 2の中間点にお、て上記被膜の第 1の中間点の圧縮応力の 20〜60%の値を有するものとすることができる。

[0035] また上記圧縮応力は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から上記第 1の中間点の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、上記第 1の中間点まで連続的に増加するものとすることができる。

発明の効果

[0036] 本発明の表面被覆切削工具は、上記のような構成を有することにより、靭性と耐摩耗性とを高度に両立させるとともに特に膜チッビングに対する耐性を向上させた特性を有するものである。

[0037] 特に、上記の第 1態様の強度分布のように被膜の表面において最小の圧縮応力を有することにより耐摩耗性および膜チッビングに対する耐性が向上するとともに、被膜内部の表面に近い部分に圧縮応力の強度分布の極大点を形成し、かつ該極大点から被膜の底面にかけて一定の圧縮応力を有することにより、靭性が飛躍的に向上したものとなる。

[0038] また、上記の第 2態様の強度分布のように被膜の表面において被膜内部よりも小さい圧縮応力を有することにより耐摩耗性および膜チッビングに対する耐性が向上するとともに、被膜内部の表面に近い部分に圧縮応力の強度分布の極大点を形成したことにより被膜表面に発生した亀裂の進展を抑制でき、かつ靭性が飛躍的に向上したものとなる。また、該極大点から被膜の底面にかけて圧縮応力を連続的に減少させることにより、さらに高度な耐摩耗性を達成することができる。

[0039] また、上記の第 3態様の強度分布のように被膜の表面において被膜内部よりも小さな圧縮応力を有することにより耐摩耗性を向上させたとともに膜チッビングに対する耐性も向上し、かつ被膜内部の表面に近い部分に圧縮応力の強度分布の極大点を形成させたことにより高度な靭性をも兼ね備えたものとしている。また、上記極大点とともに極小点をさらに設けたことにより、その極小点近傍において被膜の自己破壊や衝撃等の応力を緩和する作用を奏することによって膜チッビングに対する耐性が飛躍的に向上し、さらに高度な耐摩耗性を得ることができるようになった。

[0040] また、上記の第 4態様の強度分布のように被膜の表面において被膜内部よりも小さな圧縮応力を有することにより耐摩耗性を向上させたとともに膜チッビングに対する耐性を向上し、かつ被膜内部の表面に近い部分に圧縮応力の強度分布の極大点を形成させたことにより高度な靭性をも兼ね備えたものとしている。また、上記極大点とともに極小点を設けたことにより、その極小点近傍において被膜の自己破壊や衝撃等の応力を緩和する作用を奏することによって膜チッビングに対する耐性が飛躍的に向上し、さらに高度な耐摩耗性を得ることができるようになった。そしてさらに、このような極大点および極小点を複数形成することにより、靭性および耐摩耗性がさらに向上するとともに、膜チッビングに対する耐性もさらに向上したものとなる。

[0041] このように本発明は、上記のように特徴のある圧縮応力の強度分布を有することにより靭性と耐摩耗性とを高度に両立させるとともに特に膜チッビングに対する耐性を向上させることに成功したものである。

図面の簡単な説明

[0042] [図 1]本発明の表面被覆切削工具の概略断面図である。

[図 2]本発明の表面被覆切削工具の被膜の部分を拡大した概略断面図である。

[図 3]被膜の圧縮応力の強度分布の第 1態様を示すグラフである。

[図 4]被膜の圧縮応力の強度分布の第 1態様であって、被膜表面の最小の圧縮応力が一定の距離維持される場合を示すグラフである。

[図 5]中間層を形成した本発明の表面被覆切削工具の概略断面図である。

[図 6]被膜の圧縮応力の強度分布の第 2態様を示すグラフである。

[図 7]被膜の圧縮応力の強度分布の第 2態様であって、被膜表面の圧縮応力が一定の距離維持される場合を示すグラフである。

[図 8]本発明の表面被覆切削工具の被膜の部分を拡大した別の概略断面図である。

[図 9]被膜の圧縮応力の強度分布の第 3態様を示すグラフである。

[図 10]被膜の圧縮応力の強度分布の第 3態様であって、被膜表面の圧縮応力が一定の距離維持される場合を示すグラフである。

[図 11]本発明の表面被覆切削工具の被膜の部分を拡大したさらに別の概略断面図である。

[図 12]被膜の圧縮応力の強度分布の第 4態様を示すグラフである。

[図 13]被膜の圧縮応力の強度分布の第 4態様であって、被膜表面の圧縮応力が一定の距離維持される場合を示すグラフである。

符号の説明

[0043] 1 表面被覆切削工具、 2 基材、 3 被膜、 4 被膜の表面、 5 第 1の中間点、 6 被膜の底面、 7 矢印、 8 中間層、 9 第 2の中間点、 10 第 3の中間点、 11 第 4の中間点。

発明を実施するための最良の形態 [0044] 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明している力本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。

[0045] <表面被覆切削工具 >

図 1に示したように、本発明の表面被覆切削工具 1は、基材 2と、該基材上に形成された被膜 3とを備えた構成を有している。なお、図 1では、被膜 3が基材 2表面に直接接するように形成されているが、被膜 3が最外層となる限り被膜 3と基材 2との間には後述するように任意の中間層が形成されて、ても差し支えなヽ。本願にぉヽて基材上に形成された被膜とヽぅ場合は、このように任意の中間層が形成された場合も含むものとする。

[0046] このような本発明の表面被覆切削工具は、ドリル、エンドミル、ドリル用刃先交換型チップ、エンドミル用刃先交換型チップ、フライス加工用刃先交換型チップ、旋削加ェ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として好適に用いることができ、とりわけ仕上げ切削用または精密切削用の用途に好適であるとともに、旋削加工用の用途に特に適したものとなっており、これらの用途で靭性および耐摩耗性に優れたものとなる。特に、膜チッビングに対する耐性に優れること力被削材の仕上げ面粗さが向上し、被削材の仕上げ面光沢にも優れることから粗仕上同時加工が可能である。

[0047] く基材>

本発明の表面被覆切削工具に用いられる基材は、この種の用途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。たとえば、超硬合金（たとえば WC基超硬合金、 WCの他、 Coを含み、あるいはさらに Ti、 Ta、 Nb等の炭窒化物を添カ卩したものも含む）、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、炭化硅素、窒化硅素、窒化アルミニウム、酸化アルミニゥムなど）、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。

[0048] これらの各種基材の中でも、特に WC基超硬合金、サーメット、立方晶型窒化硼素焼結体を選択することが好ましい。これは、これらの基材が特に高温硬度と強度とのバランスに優れ、上記用途の表面被覆切削工具の基材として優れた特性を有するためである。

[0049] <被膜 >

本発明の被膜は、上記の基材上に形成されるものであって最外層となるものである。このように形成されている限り、必ずしも上記基材を全面に亘つて被覆している必要はなぐ上記基材の表面に該被膜が形成されていない部分や後述の圧縮応力の強度分布を満たさない部分が含まれていても差し支えない。なお、被膜を一旦形成した後において、任意の後加工によりその被膜の表面の一部が除去される場合に、それが除去された後に新たに最表面に露出した層についても本発明の圧縮応力の強度分布を満たす被膜となる場合には本発明に含まれる。また、後述のように基材と被膜との間に中間層が形成されている場合において、その被膜が任意の後加工により除去されて中間層が最外層として露出する場合にも、その露出部分の該中間層が本発明の圧縮応力の強度分布を満たす被膜となる場合には本発明に含まれる (この場合、該中間層が複数の層で形成されている場合には、その複数の層のうち最外層（最表面となる層）が本発明の被膜となる)。

[0050] このような被膜は、工具の耐摩耗性、耐酸化性、靭性、使用済み刃先部の識別のための色付性等の諸特性を向上させる作用を付与するために形成されるものであり、その組成は特に限定されるものではなく従来公知のものを採用することができる。たとえば、元素周期律表の IVa族元素 (Ti、 Zr、 Hf等）、 Va族元素 (V、 Nb、 Ta等）、 V la族元素（Cr、 Mo、 W等）、 Al (アルミニウム）、 B (ホウ素）、 Si (シリコン）および Ge ( ゲルマニウム)からなる群力選ばれる少なくとも 1種の元素の炭化物、窒化物、酸ィ匕物、炭窒化物、炭酸化物、窒酸化物、炭窒酸化物またはこれらの固溶体により構成されるものをその組成として例示することができる。

[0051] 特に、 Ti、 Al、 (Ti Al )、（Al V )、（Ti Si )、（Al Cr )、（Ti Al Si )または

l-χ x l-χ x 1-χ χ 1-χ χ Ι-χ-y χ y

(Al Cr V )の窒化物、炭窒化物、窒酸ィ匕物または炭窒酸ィ匕物 (式中 x、 yは 1以下

Ι

の任意の数)等 (これらにさらに B、 Cr等を含むものも含む）をその好適な組成として ί列示することができる。

[0052] より好ましくは、 TiCN、 TiN、 TiSiN、 TiSiCN、 TiAlN、 TiAlCrN、 TiAlSiN、 Ti AlSiCrN、 AlCrN、 AlCrCN、 AlCrVN、 TiBN、 TiAlBN、 TiSiBN、 TiBCN、 Ti A1BCN、 TiSiBCN、 A1N、 A1CN、 A1VN、 A1VCN等を挙げることができる。なお、これらの組成中、各原子比は上記一般式の例に倣うものとする。

[0053] また、このような被膜は、単層として形成されるものとする。ここで単層とは、その積層数は 1層であっても複数層であってもよいが、各層を構成する構成元素の種類が同一である構造をいうものとする。このため、構成元素の種類が同一のものである限り、原子比の異なるものが複数積層されて、てもここでヽぅ単層に含まれるものとする。

[0054] 本発明の被膜としては、特に被膜全体を通して構成元素の種類が同一であり、その原子比も同一のもので構成されていることが好ましいが、一層の厚みが 0.1 μ m未満で各層を構成する（たとえば A、 Bという 2層が繰り返して積層される場合はその A、 B両者間で)構成元素の種類が同一でない超多層の膜構造の場合についても上記で、う単層に含まれるものとする。

[0055] <被膜の厚み >

本発明の被膜の厚みは、特に限定されるものではないが、 0. 1 m以上 10 m以下であることが好ましい。その厚みが 0.： m未満では、被膜の形成による諸特性の向上効果が十分に得られなくなることがあり、 10 mを超えると被膜自体が容易に剥離することがあるカゝらである。

[0056] <被膜の形成方法 >

本発明の被膜の形成方法は、特に限定されるものではないが、物理的蒸着法 (PV D法）により形成することが好ましい。このように物理的蒸着法を採用することより、強度分布が形成されるように被膜の圧縮応力を容易に変化させることができるからである。

[0057] すなわち、被膜の圧縮応力は、本発明者の研究によると、物理的蒸着法により被膜を形成する時の温度、反応ガス圧、基板バイアス電圧等の影響を受けることが判明しており、その中でも特に被膜を形成する時の基板バイアス電圧の影響が最も大きいことが判明している。

[0058] これは、たとえば基材に対して大きな基板バイアス電圧をかけると、被膜を構成する元素がイオン状態で基材に対して高エネルギーで供給され、このためこれら両者が衝突するときの衝撃が大きくなり、その結果として形成される被膜の圧縮応力が大きくなるものと考えられる。また、逆に基板バイアス電圧が小さい場合は、そのような基材とイオン状態の元素との衝突による衝撃も小さぐ以つて圧縮応力も小さくなるものと推測される。

[0059] したがって、被膜の圧縮応力が、被膜の厚み方向に対して強度分布を有するようにするためには、基材上に被膜を形成する際に、物理的蒸着法を採用し、その基板バィァス電圧を調節することにより、実行することができる。また、後述のように機械的衝撃や熱的衝撃、あるいは熱によるァニール現象を用いて調整することもできる。

[0060] このように本発明の被膜の形成方法としては、物理的蒸着法を採用することが好ましいが、他の形成方法として知られる化学的蒸着法を除外するものではな、。

[0061] このような物理的蒸着法としては、基板バイアス電圧の調節が可能なスパッタリング法、イオンプレーティング法等、従来公知の方法を挙げることができる。特に、それらの各種方法の中でもイオンプレーティング法またはマグネトロンスパッタリング法を採用することが好ましい。

[0062] ここで、イオンプレーティング法とは、金属を陰極とし、真空チャンバ一を陽極として、金属を蒸発、イオン化させると同時に基材に負の電圧 (基板バイアス電圧)をかけることによりイオンを引き出し、基材表面に金属イオンを堆積する方法をいう。なお、この方法において、真空中に窒素を入れ、金属と反応させれば該金属の窒化化合物が形成されることになる。たとえば金属としてチタンを用い、窒素と反応させれば窒化チタン (TiN)が形成される。

[0063] このようなイオンプレーティング法にも種々のものがあるが、特に、原料元素のィォン率が高!、力ソードアークイオンプレーティング法を採用することが特に好ま、。

[0064] この力ソードアークイオンプレーティング法を用いると、被膜を形成する前に基材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、被膜の密着性が飛躍的に向上するという効果を得ることもできる。このため、密着性という意味力ももカソードアークイオンプレーティング法は好ましいプロセスである。

[0065] 一方、マグネトロンスパッタリング法とは、真空チャンバ一内を高真空にした後、 Ar ガスを導入してターゲットに高電圧を印加しグロ一放電を生じさせ、このグロ一放電によりイオンィ匕した Arをターゲットに向けて加速照射させターゲットをスパッタすることにより、飛び出してイオン化されたターゲット原子は、ターゲット—基板間の基板バイァス電圧によって加速され基材上に堆積されることによって成膜される方法をヽぅ。このようなマグネトロンスパッタリング法には、バランスドマグネトロンスパッタリング法、アンバランスドマグネトロンスパッタリング法等がある。

[0066] なお、上記では、被膜の圧縮応力の強度分布の形成方法として、物理的蒸着法による基板バイアス電圧を制御する方法を挙げてヽるが、本発明におヽてはこのような方法のみに限定されるものではない。たとえば、被膜形成後に、ブラスト等機械的衝撃により圧縮応力を加える方法、ヒーター、レーザー等の熱源を用いて圧縮応力を緩和する方法、これらの方法を組み合せる方法等を挙げることができる。

[0067] <被膜の圧縮応力 >

本発明の被膜は、圧縮応力を有している。そして、該圧縮応力は— 15GPa以上 0 GPa以下の範囲の応力であることが好ましい。より好ましくは、その下限を一 lOGPa 、さらに好ましくは一 8GPaである。また、その上限は、より好ましくは一 0. 5GPaであり、さらに好ましくは一 1 GPaである。

[0068] 被膜の圧縮応力が 15GPa未満となると、切削工具の形状 (刃先が極めて小さい鋭角であるものや複雑な形状をしたもの等）により、特に刃先稜線部で被膜が剥離する場合がある。また、被膜の圧縮応力が OGPaを越えると、被膜の応力は引張状態となるので、被膜に亀裂を生じ、これが原因となって工具自体が欠損する場合がある。

[0069] ここで、本発明でいう圧縮応力とは、被膜に存する内部応力（固有ひずみ）の一種であって、「―」（マイナス）の数値（単位： GPa)で表されるものである。このため、圧縮応力（内部応力）が大きいという表現は、上記数値の絶対値が大きくなることを示し、また、圧縮応力（内部応力）が小さいという表現は、上記数値の絶対値が小さくなることを示す。

[0070] また、このような本発明の圧縮応力は、 sin² φ法という方法で測定されるものである。 X線を用いた sin² φ法は、多結晶材料の残留応力の測定方法として広く用いられている。この測定方法は、「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頁に詳細に説明されているが、本発明ではまず並傾法と側傾法とを組み合せて X線の侵入深さを固定し、測定する応力方向と測定位置に立てた試料表面法線を含む面内で種々の φ方向に対する回折角度 2 Θを測定して 2 Θ - sin Φ線図を作成し、その勾配からその深さ (被膜の表面力もの距離)までの平均圧縮応力を求めることができる。そして、同様にして異なる深さまでの平均圧縮応力を順次測定し、数学的手法を行なうことにより、被膜の厚み方向の圧縮応力の強度分布を求めることができる。

[0071] より具体的には、 X線源からの X線を試料に所定角度で入射させ、試料で回折した X線を X線検出器で検出し、該検出値に基づいて内部応力を測定する X線応力測定方法にお!、て、試料の任意箇所の試料表面に対して任意の設定角度で X線源より X 線を入射させ、試料上の X線照射点を通り試料表面で入射 X線と直角な ω軸と、試料台と平行で ω軸を回転させた時に入射 X線と一致する X軸を中心に試料を回転させるときに、試料表面と入射 X線とのなす角が一定となるように試料を回転させながら、回折面の法線と試料面の法線とのなす角度 φを変化させて回折線を測定することによって、試料内部の圧縮応力を求めることができる。

[0072] なお、このような被膜の厚み方向の強度分布を求める X線源としては、 X線源の質（高輝度、高平行性、波長可変性等)の点で、シンクロトロン放射光 (SR)を用いることが好ましい。

[0073] なおまた、上記のように圧縮応力を 2 Θ—sin² φ線図から求めるためには、被膜のヤング率とポアソン比が必要となる。しかし、該ヤング率はダイナミック硬度計等を用いて測定することができ、ポアソン比は材料によって大きく変化しないため 0. 2前後の値を用いればよい。本発明では、特に正確な圧縮応力値が特に重要となるわけではなぐ圧縮応力の強度分布が重要である。このため、 2 Θ sin φ線図から圧縮応力を求めるに際して、ヤング率を用いることなく格子定数および格子面間隔を求めることにより圧縮応力の強度分布の代用とすることもできる。

[0074] <強度分布 >

本発明の被膜の上記圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化している。ここで被膜の厚み方向とは、被膜の表面力も被膜の底面 (該被膜は基材上の最外層となるためその最外層の最も基材側の面）に向かう方向であって、被膜の表面に対して垂直となる方向である。図 1の被膜 3の部分の拡大断面図である図 2を用いてより具体的に説明すれば、被膜の厚み方向とは、被膜の表面 4から被膜の底面 6に向力矢印 7で示される方向である。なお、矢印 7は、便宜上、被膜の表面 4力被膜の底面 6に向力う方向で示されている力被膜の表面に対して垂直となる方向である限りこの上下方向を限定する必要はなぐ被膜の底面 6から被膜の表面 4 に向力うものであってもよい。

[0075] また、上記強度分布とは、圧縮応力の大きさが上記被膜の厚み方向に向かって分布を形成して変化することを示すものである。したがって、該圧縮応力が被膜の厚み方向に強度分布を有するとは、換言すれば圧縮応力の大きさが被膜の表面と平行の方向ではなぐ被膜の表面と垂直の方向に変化することを意味するものである。

[0076] そして上記強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有することを特徴としている。以下、この強度分布について、第 1態様力第 4態様に分けて詳述する。

[0077] <強度分布第 1態様 >

上記強度分布の第 1態様は、上記被膜の表面において最小の圧縮応力 (換言すれば絶対値が最小となる圧縮応力）を有するとともに、上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで圧縮応力が連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有するとともに、その第 1の中間点から上記被膜の底面まで圧縮応力が一定の値となることを特徴としている。

[0078] この特徴を、図 2および本発明の強度分布の第 1態様を示す図 3を用いてより詳しく説明する。図 3は、被膜の厚み方向として、被膜の表面からの距離を横軸とし、圧縮応力を縦軸として強度分布をグラフ化したものである。

[0079] まず、図 2に示したように、上記の第 1の中間点 5とは、上記被膜の表面 4と上記被膜の底面 6との間に位置するものである力上記被膜の表面 4からの垂直方向の距離で示せば、必ずしも被膜の厚み (被膜の表面 4から被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 1Z2になる必要はない。通常、このような第 1の中間点 5は、被膜の底面 6 よりは被膜の表面 4に近ヽところに位置するものである。 [0080] 好ましくはこのような第 1の中間点 5は、上記被膜の表面 4から、上記被膜の厚み（上記被膜の表面 4から上記被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 0. 1%以上 50 %以下の距離を有して位置することが好ましぐより好ましくはその下限を 0. 3%、さらに好ましくは 0. 5%、その上限を 40%、さらに好ましくは 35%とすることが好適である。 0. 1%未満の場合には、仕上げ切削や精密切削等に用いた場合、圧縮応力の低減が不完全となり膜チッビングの抑制効果が低下し、仕上げ面粗さの向上効果が見られなくなる場合がある。また、 50%を超えると、被膜内部において圧縮応力を増カロした効果が低下し、靭性の向上作用が示されなくなる場合がある。

[0081] なお、このような上記圧縮応力は、上記被膜の表面において、上記被膜の第 1の中間点における圧縮応力の 25〜95%の値を有していることが好ましい。より好ましくは、その上限が 90%、さらに好ましくは 85%、その下限が 30%、さらに好ましくは 35% である。

[0082] この値が 25%未満となる場合、十分な靭性が得られなくなることがあり、また 95%を超えると被膜表面にぉヽて圧縮応力を低減した効果が低下し、膜チッビングの抑制効果が見られなくなる場合がある。

[0083] 一方、上記の極大点とは、位置的には上記の第 1の中間点（図 3においては被膜の表面からの距離が約 0. 1 μ mとなる地点）において観察されるものであり、被膜の表面において最小となる圧縮応力（図 3においては約— 1. 8GPaの値を有する圧縮応力）が、被膜の底面 6に向力つて連続的に増加していき、この極大点においてその増加の度合いが変化することを示すものである。ここで、増加の度合いが変化するとは、図 3に示したようにこの極大点を境として圧縮応力が被膜の底面の方向に向力つて一定の値となることを示している。したがって、この極大点とは、数学の関数用語である極大点と同意またはそれより広義の意味を有するものである。

[0084] なお、図 3においては、被膜の表面（すなわち被膜の表面力の距離が 0 mの地点）においてのみ圧縮応力が最小となっている力本発明の態様としては、このように被膜の表面力の距離力^ μ mの地点のみにぉ、て最小の圧縮応力を有する場合のみに限らず、図 4に示したように被膜の表面力この最小の圧縮応力が被膜の底面方向に向力つて一定の距離 (好ましくは 0. 5 /z m以下）の範囲内で維持される場合も含むものとする。すなわち、上記圧縮応力は、上記被膜の表面において最小の圧縮応力を有するとともに、その最小の圧縮応力が上記被膜の表面力上記第 1の中間点の方向に向かって一定の距離 (好ましくは 0. 5 m以下）の間維持された後、該圧縮応力が上記第 1の中間点まで連続的に増加する態様が含まれる。

[0085] このように被膜表面の最小の圧縮応力力その被膜の表面力被膜の底面方向に向かって一定の距離の範囲内で維持されると、特に優れた膜チッビングの抑制効果および耐摩耗性を有することとなるため好ま、。

[0086] また、上記被膜の表面力上記第 1の中間点まで圧縮応力が連続的に増加するとは、図 3に示したように上に凸の状態で増加する場合だけではなぐ下に凸の状態で増加する場合や直線的に増加する場合も含まれる。さらに、一部分において減少したり、増加の度合ヽ (傾き）が途中で変化して、るような場合ある!/、は段階的（階段状に増加）となっている場合であっても、全体として上記被膜の表面から上記第 1の中間点に向けて増加していれば、ここでいう連続的に増加する場合に含まれるものとする。

[0087] また、上記第 1の中間点力も上記被膜の底面まで圧縮応力が一定の値となるとは、圧縮応力が完全に一定の数値を有する場合だけではなぐ実質的に一定とみなされる場合も含まれる。

[0088] このように本発明の強度分布の第 1態様においては、その強度分布が上記被膜の表面において最小の圧縮応力を有するとともに、上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点にぉ、て極大点を有したものとなって、る。このように被膜の表面にぉヽて最小の圧縮応力を有することにより、被膜表面の耐摩耗性を可能な限り向上させるとともに膜チッビングに対する耐性を向上させ、かつその極大点近傍の大きな圧縮応力および上記第 1の中間点力上記被膜の底面までその圧縮応力が一定の値となることにより、極めて優れた靭性が提供される。

[0089] このようにして、本発明の表面被覆切削工具は、靭性と耐摩耗性および膜チッピングに対する耐性とを両立させることに成功したという極めて優れた効果を示すものである。 [0090] このような優れた効果は、上記のような極大点を有さず、被膜の表面力被膜の底面に向力つて圧縮応力が連続的または段階的に一律に減少乃至増加することを特徴とする従来の表面被覆切削工具 (特許文献 1)にお、ては示すことができな、格別の効果である。

[0091] <強度分布第 2態様 >

上記強度分布の第 2態様は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有するとともに、その第 1の中間点から上記被膜の底面まで該圧縮応力が連続的に減少することを特徴としている。

[0092] この特徴を、図 2および本発明の強度分布の第 2態様を示す図 6を用いてより詳しく説明する。図 6は、被膜の厚み方向として、被膜の表面からの距離を横軸とし、圧縮応力を縦軸として強度分布をグラフ化したものである。

[0093] まず、図 2に示したように、上記の第 1の中間点 5とは、上記被膜の表面 4と上記被膜の底面 6との間に位置するものである力上記被膜の表面 4からの垂直方向の距離で示せば、必ずしも被膜の厚み (被膜の表面 4から被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 1Z2になる必要はない。通常、このような第 1の中間点 5は、被膜の底面 6 よりは被膜の表面 4に近ヽところに位置するものである。

[0094] 好ましくはこのような第 1の中間点 5は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚み (上記被膜の表面 4から上記被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 0. 1%以上 50% 以下の距離を有して位置することが好ましぐより好ましくはその下限を 0. 3%、さらに好ましくは 0. 5%、その上限を 40%、さらに好ましくは 35%とすることが好適である。 0. 1%未満の場合には、仕上げ切削や精密切削に用いた場合、圧縮応力の低減が不完全となり膜チッビングの抑制効果が低下し、仕上げ面粗さの向上効果が見られなくなる場合がある。また、 50%を超えると、被膜内部において圧縮応力を増加した効果が低下し、靭性の向上作用が示されなくなる場合がある。

[0095] このような強度分布において、上記圧縮応力は上記被膜の表面 4において最小となる (換言すればその絶対値が最小となる)ものとすることができる。これにより、特に優れた耐摩耗性および膜チッビングに対する耐性を得ることができる。一方、上記圧縮応力は上記被膜の底面 6にお、て最小となる（換言すればその絶対値が最小となる)ものとすることもできる。これにより、特に優れた耐摩耗性を得ることができる。

[0096] なお、このような上記圧縮応力は、上記被膜の表面において、上記被膜の第 1の中間点における圧縮応力の 25〜95%の値を有していることが好ましい。より好ましくは、その上限が 90%、さらに好ましくは 85%、その下限が 30%、さらに好ましくは 35% である。

[0097] この値が 25%未満となる場合、十分な靭性が得られなくなることがあり、また 95%を超えると被膜表面にぉヽて圧縮応力を低減した効果が低下し、膜チッビングの抑制効果が見られなくなる場合がある。

[0098] 一方、上記の極大点とは、位置的には上記の第 1の中間点（図 6においては被膜の表面からの距離が約 0. 1 μ mとなる地点）において観察されるものであり、被膜の表面の圧縮応力（図 6においては約 1. 8GPaの値を有する圧縮応力）が、被膜の底面 6に向力つて連続的に増加していき、この極大点においてその増加の度合いが変化することを示すものである。ここで、増加の度合いが変化するとは、図 6に示したようにこの極大点を境として圧縮応力が被膜の底面の方向に向力つて連続的に減少することを示してヽる。

[0099] なお、図 6においては、上記の極大点は、上記の第 1の中間点の一点のみにおいて存在する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、被膜の厚み方向に極大点がある厚みをもって存在する場合も含むものとする。ここで、極大点がある厚みをもって存在するとは、極大点の圧縮応力が上記第 1の中間点からその厚み (好ましくは被膜の厚みの 1Z2以下)の間、実質的に一定の値を有することをいう。このように、上記の極大点が上記第 1の中間点力ある厚みをもって存在することにより、靭性をさらに向上させることができる。

[0100] したがって、本願でいう極大点とは、数学の関数用語である極大点と同意またはそれより広義の意味を有するものである。

[0101] なお、図 6においては、被膜の表面（すなわち被膜の表面力の距離が 0 mの地点）から圧縮応力が連続的に増加する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、たとえば図 7に示したように被膜の表面の圧縮応力が被膜の底面方向に向かって一定の距離 (好ましくは 0. 5 m以下）の範囲内で維持される場合も含むものとする。すなわち、上記圧縮応力は、上記被膜の表面において内部よりも小さな圧縮応力（換言すれば絶対値がその内部の絶対値よりも小さくなる圧縮応力）を有するとともに、その圧縮応力が上記被膜の表面力上記第 1の中間点の方向に向かって一定の距離 (好ましくは 0. 5 m以下）の間維持された後、該圧縮応力が上記第 1の中間点まで連続的に増加する態様が含まれる。

[0102] このように被膜表面の圧縮応力力その被膜の表面力被膜の底面方向に向かつて一定の距離の範囲内で維持されると、特に優れた膜チッビングの抑制効果および耐摩耗性を有することとなるため好ま、。

[0103] また、上記被膜の表面力上記第 1の中間点まで圧縮応力が連続的に増加するとは、図 6に示したように上に凸の状態で増加する場合だけではなぐ下に凸の状態で増加する場合や直線的に増加する場合も含まれる。さらに、一部分において減少したり、増加の度合ヽ (傾き）が途中で変化して、るような場合ある!/、は段階的（階段状に増加）となっている場合であっても、全体として上記被膜の表面から上記第 1の中間点に向けて増加していれば、ここでいう連続的に増加する場合に含まれるものとする。

[0104] また、上記第 1の中間点力上記被膜の底面まで圧縮応力が連続的に減少するとは、図 6に示したように上に凸の状態で減少する場合だけではなぐ下に凸の状態で減少する場合や直線的に減少する場合も含まれる。さらに、一部分において増加したり、減少の度合、 (傾き）が途中で変化して、るような場合ある、は段階的（階段状に減少）となっている場合であっても、全体として上記第 1の中間点カゝら上記被膜の底面に向けて減少していれば、ここでいう連続的に減少する場合に含まれるものとする。

[0105] このように本発明の強度分布の第 2態様においては、その強度分布が上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有したものとなっている。このように被膜の表面において内部よりも小さな圧縮応力を有することにより、被膜表面の耐摩耗性を可能な限り向上させるとともに膜チッビングに対する耐性を向上させ、かつその極大点近傍の大きな圧縮応力により、極めて優れた靭性が提供される。

[0106] さらに本発明の強度分布の第 2態様においては、上記第 1の中間点から上記被膜の底面まで圧縮応力が連続的に減少することにより、極めて優れた耐摩耗性が提供される。このようにして、本発明の表面被覆切削工具は、靭性と耐摩耗性および膜チッビングに対する耐性とを両立させることに成功したという極めて優れた効果を示すものである。

[0107] このような優れた効果は、上記のような極大点を有さず、被膜の表面力被膜の底面に向力つて圧縮応力が連続的または段階的に一律に減少乃至増加することを特徴とする従来の表面被覆切削工具 (特許文献 1)にお、ては示すことができな、格別の効果である。

[0108] <強度分布第 3態様 >

上記強度分布の第 3態様は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有するとともに、その第 1の中間点から、その第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで連続的に減少し、その第 2の中間点にお、て極小点を有することを特徴として、る。

[0109] この特徴を、図 8および本発明の強度分布の第 3態様を示す図 9を用いてより詳しく説明する。図 9は、被膜の厚み方向として、被膜の表面からの距離を横軸とし、圧縮応力を縦軸として強度分布をグラフ化したものである。

[0110] まず、図 8に示したように、上記の第 1の中間点 5とは、上記被膜の表面 4と上記被膜の底面 6との間に位置するものである力上記被膜の表面 4からの垂直方向の距離で示せば、必ずしも被膜の厚み (被膜の表面 4から被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 1Z2になる必要はない。通常、このような第 1の中間点 5は、被膜の底面 6 よりは被膜の表面 4に近ヽところに位置するものである。

[0111] 好ましくはこのような第 1の中間点 5は、上記被膜の表面 4から、上記被膜の厚み（上記被膜の表面 4から上記被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 0. 1%以上 50 %以下の距離を有して位置することが好ましぐより好ましくはその下限を 0. 3%、さらに好ましくは 0. 5%、その上限を 40%、さらに好ましくは 35%とすることが好適である。 0. 1%未満の場合には、仕上げ切削や精密切削に用いた場合、圧縮応力の低減が不完全となり膜チッビングの抑制効果が低下し仕上げ面粗さの向上効果が見られなくなる場合がある。また、 50%を超えると、被膜内部において圧縮応力を増加した効果が低下し、靭性の向上作用が示されなくなる場合がある。

[0112] このような強度分布において、上記圧縮応力は上記被膜の表面 4において最小となる (換言すればその絶対値が最小となる)ものとすることができる。これにより、特に優れた耐摩耗性を得ることができる。

[0113] なお、このような上記圧縮応力は、上記被膜の表面において上記被膜の第 1の中間点における圧縮応力の 25〜95%の値を有していることが好ましい。より好ましくは、その上限が 90%、さらに好ましくは 85%、その下限が 30%、さらに好ましくは 35% である。

[0114] この値が 25%未満となる場合、十分な靭性が得られなくなることがあり、また 95%を超えると被膜表面にぉヽて圧縮応力を低減した効果が低下し、膜チッビングの抑制効果が見られなくなる場合がある。

[0115] 一方、上記の極大点とは、位置的には上記の第 1の中間点（図 9においては被膜の表面からの距離が約 0. 1 μ mとなる地点）において観察されるものであり、被膜の表面の圧縮応力（図 9においては約 1. 8GPaの値を有する圧縮応力）が、被膜の底面 6に向力つて連続的に増加していき、この極大点においてその増加の度合いが変化することを示すものである。ここで、増加の度合いが変化するとは、図 9に示したようにこの極大点を境として圧縮応力が第 2の中間点の方向に向力つて連続的に減少することを示してヽる。

[0116] なお、図 9においては、上記の極大点は、上記の第 1の中間点の一点のみにおいて存在する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、被膜の厚み方向に極大点がある厚みをもって存在する場合も含むものとする。ここで、極大点がある厚みをもって存在するとは、極大点の圧縮応力が上記第 1の中間点からその厚み (好ましくは被膜の厚みの 1Z2以下)の間、実質的に一定の値を有することをいう。このように、上記の極大点が上記第 1の中間点力ある厚みをもって存在することにより、靭性をさらに向上させることができる。

[0117] したがって、本願でいう極大点とは、数学の関数用語である極大点と同意またはそれより広義の意味を有するものである。

[0118] 一方、図 8に示したように、上記の第 2の中間点 9とは、上記第 1の中間点 5と上記被膜の底面 6との間に位置するものであるが、必ずしも上記第 1の中間点 5から被膜の底面 6までの垂直方向の距離の 1Z2になる必要はない。通常、このような第 2の中間点 9は、被膜の底面 6よりは上記第 1の中間点 5に近いところに位置するものである

[0119] 好ましくはこのような第 2の中間点 9は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚み (上記被膜の表面 4から上記被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 0. 2%以上 95% 以下の距離を有して位置することが好ましぐより好ましくはその下限を 0. 5%、さらに好ましくは 1. 0%、その上限を 90%、さらに好ましくは 80%とすることが好適である。 0. 2%未満の場合には、圧縮応力の付与が不十分となり靭性の向上作用が見られなくなる場合がある。また、 95%を超えると、圧縮応力の低減が不十分となり膜チッピングの抑制効果および耐摩耗性の向上効果が見られなくなる場合がある。

[0120] なお、上記のような第 2の中間点において、上記圧縮応力は上記第 1の中間点における圧縮応力（極大点）の 20〜90%の値を有していることが好ましい。より好ましくは、その上限が 85%、さらに好ましくは 80%、その下限が 30%、さらに好ましくは 40 %である。

[0121] この値が 20%未満となる場合、圧縮応力の低減が大きくなりすぎて十分な靭性が得られなくなることがあり、また 90%を超えると衝撃吸収 (応力の緩和）が不完全となり膜チッビングの抑制効果が低下する他、耐摩耗性の向上作用が示されなくなる場合がある。

[0122] さらに上記の極小点とは、位置的には上記の第 2の中間点（図 9においては被膜の表面からの距離が約 0. となる地点）において観察されるものであり、第 1の中間点 5の圧縮応力（図 9においては約— 5GPaの値を有する圧縮応力）が被膜の底面 6に向力つて連続的に減少していき、この極小点においてその減少の度合いが変化することを示すものである。ここで、減少の度合いが変化するとは、図 9に示したようにこの極小点を境として圧縮応力が被膜の底面 6の方向に向力つて連続的に増加することを示してヽる。

[0123] なお、図 9においては、上記の極小点は、上記の第 2の中間点の一点のみにおいて存在する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、被膜の厚み方向に極小点がある厚みをもって存在する場合も含むものとする。ここで、極小点がある厚みをもって存在するとは、極小点の圧縮応力が上記第 2の中間点からその厚み (好ましくは被膜の厚みの 1Z2以下)の間、実質的に一定の値を有することをいう。このように、上記の極小点が上記第 2の中間点力もある厚みをもって存在することにより、耐摩耗性をさらに向上させることができる。

[0124] したがって、本願でいう極小点とは、数学の関数用語である極小点と同意またはそれより広義の意味を有するものである。

[0125] なお、図 9においては、上記の第 2の中間点から被膜の底面の方向に向かって圧縮応力が連続的に増加する態様が示されているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、上記第 2の中間点から被膜の底面まで圧縮応力が一定の値 (実質的に一定の値)となる場合も含まれる。上記第 2の中間点力被膜の底面まで圧縮応力が連続的に増加する場合には靭性が優れたものとなるのに対して、このように第 2の中間点カゝら被膜の底面まで圧縮応力が一定の値となる場合には耐摩耗性がさらに向上するという効果が示される。

[0126] また、図 9においては、被膜の表面（すなわち被膜の表面からの距離が 0 mの地点）から圧縮応力が連続的に増加する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、たとえば図 10に示したように被膜の表面の圧縮応力が被膜の底面方向に向かって一定の距離 (好ましくは 0. 5 m以下）の範囲内で維持される場合も含むものとする。すなわち、上記圧縮応力は、上記被膜の表面において内部よりも小さな圧縮応力（換言すれば絶対値がその内部の絶対値よりも小さくなる圧縮応力）を有するとともに、その圧縮応力が上記被膜の表面力上記第 1の中間点の方向に向かって一定の距離 (好ましくは 0. 5 m以下）の間維持された後、該圧縮応力が上記第 1の中間点まで連続的に増加する態様が含まれる。

[0127] このように被膜表面の圧縮応力力その被膜の表面力被膜の底面方向に向かつて一定の距離の範囲内で維持されると、特に優れた膜チッビングの抑制効果および耐摩耗性を有することとなるため好ま、。

[0128] なお、本願において圧縮応力が連続的に減少するとは、図 9に示したように上に凸の状態で減少する場合だけではなぐ下に凸の状態で減少したり直線的に減少する場合も含まれる。さらに、一部分において増加したり、減少の度合い (傾き）が途中で変化して!/、るような場合ある!、は段階的（階段状に減少）となって!/、る場合であっても、全体として減少していれば、本願でいう連続的に減少する場合に含まれるものとする。

[0129] また、本願において圧縮応力が連続的に増加するとは、図 9に示したように上に凸の状態で増力 tlしたり下に凸の状態で増加する場合だけではなぐ直線的に増加する場合も含まれる。さらに、一部分において減少したり、増加の度合い (傾き）が途中で変化して!/、るような場合ある!、は段階的（階段状に増加）となって!/、る場合であっても、全体として増加していれば、本願でいう連続的に増加する場合に含まれるものとする。

[0130] このように本発明の強度分布の第 3態様においては、その強度分布が上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有したものとなっている。このように被膜の表面において内部よりも小さな圧縮応力を有することにより、耐摩耗性が向上するとともに膜チッビングに対する耐性も優れたものとなり、かつその極大点近傍において優れた靭性が提供されるという卓越した効果が示される。

[0131] さらに本発明の強度分布の第 3態様においては、上記第 1の中間点から上記第 2の中間点まで圧縮応力が連続的に減少し、その第 2の中間点にお、て極小点を有することにより、さらに高度な耐摩耗性が提供される。このようにして、本発明の表面被覆切削工具は、靭性と耐摩耗性および膜チッビングに対する耐性とを両立させることに成功したと!、う極めて優れた効果を示すものである。

[0132] このような優れた効果は、上記のような極大点および極小点を有さず、被膜の表面力も被膜の底面に向力つて圧縮応力が連続的または段階的に一律に減少乃至増加することを特徴とする従来の表面被覆切削工具 (特許文献 1)においては示すことができな、格別の効果である。

[0133] <強度分布第 4態様 >

上記強度分布の第 4態様は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有するとともに、その第 1の中間点から、その第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで連続的に減少し、その第 2の中間点において極小点を有し、さらにその第 2の中間点と上記被膜の底面との間に上記同様の極大点を 1以上有することを特徴としている。

[0134] ここで、同様の極大点とは、上記第 1の中間点における極大点と同様の強度分布上の挙動を示す点であり、たとえば上記第 2の中間点から上記被膜の底面に向かって圧縮応力が連続的に増加し、この点にお、てその圧縮応力の増加の度合、が変化することとなるような点を意味している。このように、上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間に極大点を 1以上有することにより、一層優れた靭性を得ることができるとともに被膜表面で発生した亀裂の被膜内部への進展をより効果的に抑制することができ、膜チッビングに対する耐性がさらに向上することになる。

[0135] 一方、上記強度分布は、さらに上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間に上記同様の極小点を 1以上有するものとすることができる。

[0136] ここで、同様の極小点とは、上記第 2の中間点における極小点と同様の強度分布上の挙動を示す点であり、たとえば上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間に位置する極大点からさらに上記被膜の底面に向力つて圧縮応力が連続的に減少し、この点にお、てその圧縮応力の減少の度合、が変化することとなるような点を意味してヽる。このように、上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間に極小点を 1以上有することにより、被膜表面で発生した亀裂の被膜内部への進展をより効果的に抑制することができ、膜チッビングに対する耐性がさらに向上するとともに一層優れた耐摩耗性力 S示されること〖こなる。

[0137] そして上記強度分布は、さらに上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間において上記同様の極大点と極小点とをそれぞれ 1以上この順で交互に繰り返して有するものとすることができる。この場合、その繰り返し回数および繰り返し間隔は特に限定されるものではないが、各極大点（第 1の中間点における極大点を含む）および各極小点 (第 2の中間点における極小点を含む)が実質的に等間隔で存在する場合には、上記被膜の厚みとの関係において、各極大点間の距離および各極小点間の距離が上記被膜の厚みの 0. 1%〜70%の範囲、好ましくはその上限が 60%、さらに好ましくは 50%、その下限が 0. 15%、さらに好ましくは 0. 2%の範囲となるように、その繰り返し回数を決定することができる。

[0138] 上記距離が、 0. 1%未満となる場合には、繰り返し間隔が短くなりすぎ、被膜の応力状態が不安定となって却って膜チッビングを起こしやすくなることがあり、また 70% を超えると極小点または極大点を複数個形成した効果力、さくなることがある。

[0139] このように極大点と極小点とが複数存在するようにこの順で交互に繰り返して存在することにより、被膜表面で発生した亀裂の亀裂進展エネルギーが吸収される場が増加するため、亀裂の被膜内部への進展をより一層効果的に抑制することができ、膜チッビングに対する耐性がさらに向上するとともにさらに優れた耐摩耗性および靭 '性が示されること〖こなる。

[0140] 上記で述べた種々の強度分布の特徴を、図 11および本発明の強度分布の第 4態様を示す図 12を用いてより詳しく説明する。図 12は、被膜の厚み方向として、被膜の表面からの距離を横軸とし、圧縮応力を縦軸として強度分布をグラフ化したものである。

[0141] まず、図 11に示したように、上記の第 1の中間点 5とは、上記被膜の表面 4と上記被膜の底面 6との間に位置するものである力上記被膜の表面 4からの垂直方向の距離で示せば、必ずしも被膜の厚み (被膜の表面 4から被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 1Z2になる必要はない。通常、このような第 1の中間点 5は、被膜の底面 6 よりは被膜の表面 4に近ヽところに位置するものである。

[0142] 好ましくはこのような第 1の中間点 5は、上記被膜の表面 4から、上記被膜の厚み（上記被膜の表面 4から上記被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 0. 1%以上 40 %以下の距離を有して位置することが好ましぐより好ましくはその下限を 0. 3%、さらに好ましくは 0. 5%、その上限を 35%、さらに好ましくは 30%とすることが好適である。 0. 1%未満の場合には、仕上げ切削や精密切削に用いた場合、圧縮応力の低減が不完全となり膜チッビングの抑制効果が低下し仕上げ面粗さの向上効果が見られなくなる場合がある。また、 40%を超えると、被膜内部において圧縮応力を増加した効果が低下し、靭性の向上作用が示されなくなる場合がある。

[0143] このような強度分布において、上記圧縮応力は上記被膜の表面 4において最小となる (換言すればその絶対値が最小となる)ものとすることができる。これにより、特に優れた靭性を得ることができる。

[0144] なお、このような上記圧縮応力は、上記被膜の表面において上記被膜の第 1の中間点における圧縮応力の 25〜95%の値を有していることが好ましい。より好ましくは、その上限が 90%、さらに好ましくは 85%、その下限が 30%、さらに好ましくは 35% である。この値が 25%未満となる場合、十分な靭性が得られなくなることがあり、また 95%を超えると被膜表面において圧縮応力を低減した効果が低下し、衝撃吸収 (応力の緩和）が不完全となり膜チッビングの抑制効果が見られなくなる場合がある。

[0145] 一方、上記の極大点は、被膜の表面 4から被膜の底面 6に向力つて複数存在し、位置的には被膜の表面 4側力見てその一つ目の極大点が上記の第 1の中間点に現れた後、第 2の中間点 9と被膜の底面 6との間における任意の 1以上の点（たとえば図 11における第 3の中間点 10)において観察されるものである。このような極大点は、圧縮応力が被膜の底面 6に向力つて連続的に増加して、きこの点にお、てその増加の度合いが変化するという強度分布上の挙動を示す点である。ここで、増加の度合いが変化するとは、被膜の底面 6に向力つて増加傾向にあった圧縮応力がこの極大点を境として連続的に減少することを示して、る。

[0146] なお、図 11においては、 2つ目以降の極大点が現れる点として第 3の中間点 10が 1点記載されているだけである力これは便宜的なものであってこのように 1点のみに限られるものではない。

[0147] また、図 12においては、上記の極大点は、被膜の厚み方向に幅を持たない点で存在する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、被膜の厚み方向に厚み（幅）をもって存在する場合も含むものとする。ここで、極大点がある厚みをもって存在するとは、極大点の圧縮応力がその厚み (好ましくは被膜の厚みの 1Z2以下）において、実質的に一定の値を有することをいう。このように、極大点がある厚みをもって存在することにより、靭性をさらに向上させることができる。

[0148] したがって、本願でいう極大点とは、数学の関数用語である極大点と同意またはそれより広義の意味を有するものである。

[0149] 一方、図 11に示したように、上記の第 2の中間点 9とは、上記第 1の中間点 5と上記被膜の底面 6との間に位置するものであるが、必ずしも上記第 1の中間点 5から被膜の底面 6までの垂直方向の距離の 1Z2になる必要はない。

[0150] 好ましくはこのような第 2の中間点 9は、上記被膜の表面から、上記被膜の厚み (上記被膜の表面 4から上記被膜の底面 6までの垂直方向の距離)の 0. 2%以上 80% 以下の距離を有して位置することが好ましぐより好ましくはその下限を 0. 5%、さらに好ましくは 1%、その上限を 75%、さらに好ましくは 70%とすることが好適である。 0 . 2%未満の場合には、圧縮応力の付与が不十分となり靭性の向上作用が示されなくなる場合がある。また、 80%を超えると、圧縮応力の低減が不十分となり膜チッピングの抑制効果および耐摩耗性の向上効果が示されなくなる場合がある。

[0151] なお、上記のような第 2の中間点において、上記圧縮応力は上記第 1の中間点における圧縮応力（極大点）の 10〜80%の値を有していることが好ましい。より好ましくは、その上限が 70%、さらに好ましくは 60%、その下限が 15%、さらに好ましくは 20 %である。極小点が 2つ以上ある場合においても、各極小点は上記範囲の圧縮応力を有することが好ましい。

[0152] この値が 10%未満となる場合、圧縮応力の低減が大きくなりすぎて十分な靭性が得られなくなることがあり、また 80%を超えると衝撃吸収 (応力の緩和）が不完全となり膜チッビングの抑制効果が低下する他、耐摩耗性の向上作用が示されなくなる場合がある。

[0153] さらに上記の極小点は、被膜の表面 4から被膜の底面 6に向力つて 1以上存在し、位置的には被膜の表面 4側力見てその 1つ目の極小点が上記の第 2の中間点 9に現れた後、 2つ目以降の極小点がある場合には第 2の中間点 9と被膜の底面 6との間における任意の 1以上の点（たとえば図 11における第 4の中間点 11)において観察されるものである。このような極小点は、圧縮応力が被膜の底面 6に向力つて連続的に減少して!/、きこの点にお、てその減少の度合、が変化すると!/、う強度分布上の挙動を示す点である。ここで、減少の度合いが変化するとは、被膜の底面 6に向力つて減少傾向にあった圧縮応力がこの極小点を境として連続的に増加することを示して、る

[0154] なお、図 11においては、 2つ目以降の極小点が現れる点として第 4の中間点 11が 1点記載されているだけである力これは便宜的なものであってこのように 1点のみに限られるものではない。

[0155] また、図 12においては、上記の極小点は、被膜の厚み方向に幅を持たない点で存在する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、被膜の厚み方向に厚み（幅）をもって存在する場合も含むものとする。ここで、極小点がある厚みをもって存在するとは、極小点の圧縮応力がその厚み (好ましくは被膜の厚みの 1Z2以下）において、実質的に一定の値を有することをいう。このように、極小点がある厚みをもって存在することにより、耐摩耗性をさらに向上させることができる。

[0156] したがって、本願でいう極小点とは、数学の関数用語である極小点と同意またはそれより広義の意味を有するものである。

[0157] そして、このような極大点と極小点とは、図 12に示されているように上記被膜の表面 4と上記被膜の底面 6との間においてそれぞれ 1以上この順で交互に繰り返して存在することが好ましぐまた各極大点と極小点とは互いに等間隔または不等間隔で存在し、それぞれの圧縮応力は互いに各極大点間 Z各極小点間で実質的に同一の数値を有するものとして存在することが好まし、。

[0158] なお、図 12においては、被膜の表面 (すなわち被膜の表面力の距離カ^ mの地点）から圧縮応力が連続的に増加する態様となっているが、本発明の態様としてはこのような態様のみに限らず、たとえば図 13に示したように被膜の表面の圧縮応力が被膜の底面方向に向かって一定の距離 (好ましくは 0. 5 m以下）の範囲内で維持される場合も含むものとする。すなわち、上記圧縮応力は、上記被膜の表面において内部よりも小さな圧縮応力（換言すれば絶対値がその内部の絶対値よりも小さくなる圧縮応力）を有するとともに、その圧縮応力が上記被膜の表面力上記第 1の中間点の方向に向かって一定の距離 (好ましくは 0. 5 m以下）の間維持された後、該圧縮応力が上記第 1の中間点まで連続的に増加する態様が含まれる。

[0159] このように被膜表面の圧縮応力力その被膜の表面力被膜の底面方向に向かつて一定の距離の範囲内で維持されると、特に優れた膜チッビングの抑制効果および耐摩耗性を有することとなるため好ま、。

[0160] なお、本願において圧縮応力が連続的に減少するとは、図 12に示したように上に凸の状態で減少する場合だけではなぐ下に凸の状態で減少したり直線的に減少する場合も含まれる。さらに、一部分において増加したり、減少の度合い (傾き）が途中で変化して、るような場合ある、は段階的（階段状に減少）となって、る場合であっても、全体として減少していれば、本願でいう連続的に減少する場合に含まれるものとする。

[0161] また、本願において圧縮応力が連続的に増加するとは、図 12に示したように上に凸の状態で増力 tlしたり下に凸の状態で増加する場合だけではなぐ直線的に増加する場合も含まれる。さらに、一部分において減少したり、増加の度合い (傾き）が途中で変化して、るような場合ある、は段階的（階段状に増加）となって、る場合であっても、全体として増加していれば、本願でいう連続的に増加する場合に含まれるものとする。

[0162] なお、上記の強度分布において、被膜の底面 6側に最も近接して存在する点は、極小点であっても極大点であっても差し支えない。したがって、被膜の底面 6における圧縮応力の増加 Z減少状態は、増加途中の状態であっても、減少途中の状態であっても差し支えなぐまた極小点または極大点が位置することになつても差し支えない。

[0163] このように本発明の強度分布の第 4態様においては、その強度分布が上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、その第 1の中間点において極大点を有したものとなっている。このように被膜の表面において内部よりも小さな圧縮応力を有することにより、耐摩耗性が向上するとともに膜チッビングに対する耐性も優れたものとなり、かつその極大点近傍において優れた靭性が提供されるという卓越した効果が示される。 [0164] また本発明の強度分布の第 4態様においては、上記第 1の中間点力上記第 2の中間点まで圧縮応力が連続的に減少し、その第 2の中間点にお、て極小点を有することにより、さらに高度な耐摩耗性が提供される。そしてさらに本発明の強度分布の第 4態様では、上記第 2の中間点と上記被膜の底面との間において極大点と極小点とが複数存在するようにこの順で交互に繰り返して存在することにより、被膜表面で発生した亀裂の被膜内部への進展をより一層効果的に抑制することができ、膜チッピングに対する耐性がさらに向上するとともにさらに優れた耐摩耗性および靭性が示されることになる。

[0165] このようにして、本発明の表面被覆切削工具は、靭性と耐摩耗性および膜チッピングに対する耐性とを両立させることに成功したという極めて優れた効果を示すものである。

[0166] このような優れた効果は、上記のような極大点および極小点を有さず、被膜の表面力も被膜の底面に向力つて圧縮応力が連続的または段階的に一律に減少乃至増加することを特徴とする従来の表面被覆切削工具 (特許文献 1)においては示すことができな、格別の効果である。

[0167] <その他 >

本発明の表面被覆切削工具においては、図 5に示すように上記基材 2と上記被膜 3 との間に任意の中間層 8を形成することができる。このような中間層 8は、通常耐摩耗性を向上させたり、基材と被膜との密着性を向上させたりする特性を有するものであり、 1層または複数層として形成することができる。なお、この場合、上記被膜の底面 6 は、被膜 3と中間層 8とが接する面となる。

[0168] このような中間層は、たとえば TiN、 TiCN、 TiSiN、 TiAlN、 AlCrN、 A1VN、 TiAl CrN、 TiAlSiN、 TiAlSiCrN、 AlCrVN等により構成することができる。なお、これらの組成中、各原子比は上記被膜の組成として例示した一般式の例に倣うものとする

[0169] <実施例 >

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の被膜の化合物組成は XPS (X線光電子分光分析装置）によって確認した。また圧縮応力および厚み (または被膜表面力もの距離）は、上述の sin² φ法により測定した。

[0170] sin φ法による測定にぉ、て、使用した X線のエネルギーは lOkeVであり、回折ピークは Ti Al N (実施例 1〜6、実施例 11〜16、実施例 21

0.5 0.5 〜26、実施例 31〜36)

、A1 Cr N (実施例 7 V N (実施 Ti Si N (実施

0.7 0.3 〜10)、 Al Cr 例 17

0.7 0.25 0.05 〜20)、 0.8 0.2 例 27〜30)および Ti Si Cr N (実施例 37

2 0.1 〜40) )の（200)面とした。そして、測

0.7 0.

定した回折ピーク位置をガウス関数のフィッティングにより決定し、 2 0—sin² φ線図の傾きを求め、ヤング率としてはダイナミック硬度計 (MTS社製ナノインデンター）を用いて求めた値を採用し、ポアソン比には TiN (0. 19)の値を用いて応力値とした。

[0171] なお、以下では被膜を力ソードアークイオンプレーティング法により形成しているが、例えばバランスドまたはアンバランスドスパッタリング法によっても成膜することは可能である。また、以下では特定の被膜組成のものを形成している力これ以外の組成のものでも同様の効果を得ることができる。

[0172] <実施例 1〜6 >

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、表面被覆切削工具の基材として、以下の表 1に示す材質と工具形状 (後述の各特性の評価方法により異なる)を有する切削用刃先交換型チップを用意し、これを力ソードアークイオンプレーティング装置に装着した。

[0173] [表 1]

[0174] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10—⁴Paとなるまで真空引きを行なった。

[0175] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら— 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0176] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Ti Al Nが 3 m

0.5 0.5

の厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素ガスを導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. 0 Paとし、基板バイアス電圧を以下の表 2のように変化させることにより、力ソード電極に 100Aのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源から金属イオンを発生させることにより、以下の表 3に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 1〜6の本発明の表面被覆切削工具を作製した。

[0177] [表 2]

なお、上記の表 2において記載されている時間は、合金製ターゲットにより金属ィォンの蒸発を開始して力ゝらの経過時間を示している。また、各欄に示されている電圧の数値は、上記の経過時間に対応する基板のバイアス電圧を示しており、たとえば「一 150V」とヽうように単一の数値が記載されてヽる場合は、その経過時間を通して基板バイアス電圧が一定であったことを示してヽる。この場合被膜における圧縮応力も一定の値を有することになる。一方、「― 150V〜― 50V」というように範囲をもって記載されている場合は、その経過時間において基板バイアス電圧を一 150V力も徐々に 50Vまで一定速度で減少させたことを示しており、この場合被膜の圧縮応力は徐々に減少することとなる力電圧の減少を開始したところにおいて圧縮応力の極大点が形成されることになる。

[0179] このように基板バイアス電圧を経過時間との関係で変化させたり一定の数値とすることにより、被膜中の圧縮応力の強度分布において極大点や圧縮応力が一定の値となる部分を形成することができる。

[0180] [表 3]

[0181] なお、上記表 3において表面の圧縮応力の欄に記載されている数値は、被膜の表面において示される最小の圧縮応力を示している。また、第 1の中間点の欄に記載されている数値は、被膜の厚み方向の距離として被膜の表面力も第 1の中間点までの距離を示して、る (「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 μ mj表示との両者で示している）。また、極大点の欄に記載されている数値は、その極大点における圧縮応力を示しており、この圧縮応力は被膜の底面まで一定の値（同じ値)となる。

[0182] このようにして、実施例 1〜6の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面において最小の圧縮応力を有するとともに、上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで該圧縮応力が連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から上記被膜の底面まで圧縮応力が一定の値となるものである。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 1態様の強度分布を示すものである。

[0183] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間基板バイアス電圧を— 150Vで維持することを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 1)。

[0184] この比較例 1の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布がなぐ被膜の底面力も被膜の表面にかけてその圧縮応力が一定であった。

[0185] <実施例 7〜10>

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、表面被覆切削工具の基材としては、実施例 1〜6において用いたものと同じものを用いた。そして、この基材をカソードアークイオンプレーティング装置に装着した。

[0186] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10—⁴Paとなるまで真空引きを行なった。

[0187] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら— 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0188] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Al Cr Nが 3 m

0.7 0.3 の厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素を導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. OPa とし、基板バイアス電圧を以下の表 4のように変化させることにより、力ソード電極に 10 OAのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源力も金属イオンを発生させることにより、以下の表 5に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 7〜10の本発明の表面被覆切削工具を作製した。 [0189] [表 4]

[0190] なお、上記の表 4において記載されている時間は、表 2の場合と同様、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始してからの経過時間を示している。また、各欄に示されている電圧の数値も、表 2の場合と同様、上記の経過時間に対応する基板のバイアス電圧を示して!/、る。

[0191] [表 5]

[0192] なお、上記表 5において表面の圧縮応力の欄に記載されている数値は、表 3の場合と同様に被膜の表面において示される最小の圧縮応力を示している。また、第 1の中間点の欄に記載されている数値も、表 3の場合と同様に被膜の厚み方向の距離として被膜の表面力も第 1の中間点までの距離を示して、る (「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 m」表示との両者で示している）。極大点の欄に記載されている数値も、表 3の場合と同様、その点における圧縮応力を示しており、この圧縮応力は被膜の底面まで一定の値（同じ値)となる。

[0193] このようにして、実施例 7〜10の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面において最小の圧縮応力を有するとともに、上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで該圧縮応力が連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から上記被膜の底面まで圧縮応力が一定の値となるものである。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 1態様の強度分布を示すものである。

[0194] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間かけて基板バイアス電圧を一 200V〜一 20Vまで一律に減少させることを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 2)。

[0195] この比較例 2の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布が極大点を有さず、被膜の底面力被膜の表面にかけて一律に減少するものであった。

[0196] <表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価 >

上記で作製した実施例 1〜10および比較例 1〜2の表面被覆切削工具のそれぞれにつ!/ヽて、上記の表 1に示す条件による連続切削試験および断続切削試験を行なつた。そして、刃先の逃げ面摩耗幅が 0. 15mmを超える時間を切削時間として測定した。

[0197] 表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価結果として上記で測定した切削時間を下記表 6および表 7に示す。切削時間が長、もの程耐摩耗性が優れて!/、ることを示して!/ヽる。また、連続切削試験においては、被削材の仕上げ面の光沢の有無についても観察し、その観察結果を同じく表 6および表 7に示す。この場合、「光沢あり」とは被削材の仕上げ面が光沢を有することを示し、「白濁」とは被削材の仕上げ面が光沢を有さず白濁したことを示す。

[0198] 表 6および表 7から明らかなように、連続切削試験においても断続切削試験においても実施例 1〜10の本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 1〜2の表面被覆切削工具に比し、さらに耐摩耗性 (連続切削試験参照)および靭性 (断続切削試験参照）が向上するとともに仕上げ面に光沢を得ることができることから膜チッビングに対する耐性にも優れ、かつ表面被覆切削工具の寿命がさらに向上していることを確認した。

[0199] <表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価 >

上記で作製した実施例 1〜10および比較例 1〜2の表面被覆切削工具のそれぞれにつ、て、以下に示す条件で仕上げ面光沢の評価試験を行なった。

[0200] すなわち、切削条件は、上記の表 1に示したように S45Cを被削材として用い、切削速度 200mZmin、送り量 0. 2mm/rev,切り込み 0. 5mmとし、 10分間の湿式旋削試験を行なった。

[0201] このようにして各表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価結果を下記表 6および表 7に示す。表 6および表 7から明らかなように、実施例 1〜： LOの本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 1〜2の表面被覆切削工具に比し、さらに仕上げ面光沢が向上しており、膜チッビングに対する耐性に優れて！/ヽることを確認した。

[0202] [表 6]

[0203] [表 7] 耐摩耗性の i 価仕上げ面光沢

Ν ο . 連続切削試験断続切削試験の評価実施例 7 85分（光沢あり） 31分きれいな光沢実施例 8 84分（光沢あり） 27分きれいな光沢実施例 9 84分（光沢あり） 25分きれいな光沢実施例 1 0 83分（光沢あり） 24分きれいな光沢比較例 2 41分（光沢あり） 3秒 1分で欠損 [0204] <実施例 11〜16 >

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、表面被覆切削工具の基材として、上記表 1に示す材質と工具形状 (後述の各特性の評価方法により異なる）を有する切削用刃先交換型チップを用意し、これを力ソードアークイオンプレーティング装置に装着した。

[0205] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10—⁴Paとなるまで真空引きを行なった。

[0206] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら— 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0207] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Ti Al Nが 3 m

0.5 0.5

の厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素ガスを導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. 0 Paとし、基板バイアス電圧を以下の表 8のように変化させることにより、力ソード電極に 100Aのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源から金属イオンを発生させることにより、以下の表 9に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 11〜16の本発明の表面被覆切削工具を作製した。

[0208] [表 8]

N o . 基板バイアス電圧ノ経過時間

実施例 1 1 開始〜 3 5分 3 5分〜 6〇分

― 7 0 V〜一 1 5◦ V 一 1 5 0 V〜一 5 0 V

実施例 1 2 開始〜 3 5分 3 5分〜 6◦分

一 7 0 V 1 5 0 V 一 1 5 0 V - - 7 0 V

実施例 1 3 開始〜 4 5分 4 5分〜 6 0分

一 7 0 V〜一 1 5 0 V - 1 5 0 V〜一 1 2 0 V

実施例 1 4 開始〜 4 5分 4 5分〜 6 0分

- 6 0 V 1 5 0 V 一 1 5 0 6 0 V

実施例 1 5 開始〜 5 5分 5 5分〜 6 0分

一 5 0 V〜一 1 5 0 V - 1 5 0 V 1 0 0 V

実施例 1 6 開始〜 5 8分 5 8分〜 6 0分

- 5 0 V 1 5 0 V 一 ^ 5 0 V〜一 1 0 0 V

[0209] なお、上記の表 8において記載されている時間は、合金製ターゲットにより金属ィォンの蒸発を開始して力ゝらの経過時間を示している。また、各欄に示されている電圧の数値は、上記の経過時間に対応する基板のバイアス電圧を示しており、たとえば「一 70V〜― 150V」というような範囲をもって記載されている場合は、その経過時間において基板バイアス電圧を— 70V力も徐々に— 150Vまで一定速度で増大させたことを示しており、この場合被膜の圧縮応力は徐々に増加することになる。一方、「ー15 0V〜一 50V」と、うような範囲をもって記載されて、る場合は、その経過時間におヽて基板バイアス電圧を一 150Vから徐々に一 50Vまで一定速度で減少させたことを示しており、この場合被膜の圧縮応力は徐々に減少することとなるが、電圧の減少を開始したところにおいて圧縮応力の極大点が形成されることになる。

[0210] このように基板バイアス電圧を経過時間との関係で変化させることにより、被膜中の圧縮応力の強度分布において極大点や連続的に増加したりあるいは減少したりする状態を形成することができる。

[0211] [表 9] N o . 表面の圧縮応力第 1の中間点極大点底面の圧縮応力実施例 11 -2.1G P a -5. OG P a -3.0G P a 実施例 12 -2.9G P a 40.0¾ (1.2 ) -5.1 G P a -3. OG P a 実施例 13 -4.4G P a 23.3% (0.7/Jm) -5.1 G P a -3.1 G P a 実施例 14 -2.3G P a 23.3% (0.7 m) -5. OG P a -2, 4G P a 実施例 15 -4.1 G P a 6.7% (0.2^m) -4.9G P a -2. OG P a 実施例 16 —4. OG P a 1.7% (0.05^m) -5.0G P a -2.1 G P a

[0212] なお、上記表 9において表面の圧縮応力および底面の圧縮応力の欄に記載されて V、る数値は、それぞれ被膜の表面 σおよび被膜の底面にぉ、て示される圧縮応力を示している。また、第 1の中間点の欄に記載されている数値は、被膜の厚み方向の距離として被膜の表面力も第 1の中間点までの距離を示してヽる（「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 m」表示との両者で示している）。また、極大点の欄に記載されている数値は、その極大点における圧縮応力を示している。

[0213] このようにして、実施例 11〜16の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から上記被膜の底面まで該圧縮応力が連続的に減少するものである。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 2態様の強度分布を示すものである。

[0214] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間基板バイアス電圧を— 150Vで維持することを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 3)。

[0215] この比較例 3の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布がなぐ被膜の底面力も被膜の表面にかけてその圧縮応力が一定であった。

[0216] <実施例 17〜20>

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、表面被覆切削工具の基材としては、実施例 11〜16において用いたものと同じものを用いた。そして、この基材をカソードアークイオンプレーティング装置に装着した。

[0217] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10—⁴Paとなるまで真空引きを行なった。

[0218] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら— 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0219] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Al Cr V Nが 3

0.7 0.25 0.05 μ mの厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素を導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. OPaとし、基板バイアス電圧を以下の表 10のように変化させることにより、力ソード電極に 100Aのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源力も金属イオンを発生させることにより、以下の表 11に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 17〜20の本発明の表面被覆切削工具を作製した。

[0220] [表 10]

なお、上記の表 10において記載されている時間は、表 8の場合と同様、合金製タ一ゲットにより金属イオンの蒸発を開始してからの経過時間を示している。また、各欄に示されている電圧の数値も、表 8の場合と同様、上記の経過時間に対応する基板のバイアス電圧を示して、る。 [0222] [表 11]

[0223] なお、上記表 11において表面の圧縮応力および底面の圧縮応力の欄に記載されている数値は、表 9の場合と同様にそれぞれ被膜の表面および被膜の底面において示される圧縮応力を示している。また、第 1の中間点の欄に記載されている数値も、表 9の場合と同様に被膜の厚み方向の距離として被膜の表面力第 1の中間点までの距離を示して、る (「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 m」表示との両者で示している)。極大点の欄に記載されている数値も、表 9の場合と同様、その点における圧縮応力を示している。

[0224] このようにして、実施例 17〜20の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から上記被膜の底面まで該圧縮応力が連続的に減少するものである。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 2態様の強度分布を示すものである。

[0225] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間かけて基板バイアス電圧を一 200V〜一 20Vまで一律に減少させることを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 4)。

[0226] この比較例 4の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布が極大点を有さず、被膜の底面力被膜の表面にかけて一律に減少するものであった。

[0227] <表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価 >

上記で作製した実施例 11〜20および比較例 3〜4の表面被覆切削工具のそれぞれについて、上記の表 1に示す条件による連続切削試験および断続切削試験を行なった。そして、刃先の逃げ面摩耗幅が 0. 15mmを超える時間を切削時間として測し 7こ。

[0228] 表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価結果として上記で測定した切削時間を下記表 12および表 13に示す。切削時間が長いもの程耐摩耗性が優れていることを示している。また、連続切削試験においては、被削材の仕上げ面の光沢の有無についても観察し、その観察結果を同じく表 12および表 13に示す。この場合、「光沢あり」とは被削材の仕上げ面が光沢を有することを示し、「白濁」とは被削材の仕上げ面が光沢を有さず白濁したことを示す。

[0229] 表 12および表 13から明らかなように、連続切削試験においても断続切削試験にお Vヽても実施例 11〜20の本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 3〜4の表面被覆切削工具に比し、さらに耐摩耗性 (連続切削試験参照)および靭性 (断続切削試験参照）が向上するとともに仕上げ面に光沢を得ることができることから膜チッビングに対する耐性にも優れ、かつ表面被覆切削工具の寿命がさらに向上していることを確認した。

[0230] <表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価 >

上記で作製した実施例 11〜20および比較例 3〜4の表面被覆切削工具のそれぞれについて、以下に示す条件で仕上げ面光沢の評価試験を行なった。

[0231] すなわち、切削条件は、上記の表 1に示したように S45Cを被削材として用い、切削速度 200mZmin、送り量 0. 2mm/rev,切り込み 0. 5mmとし、 10分間の湿式旋削試験を行なった。

[0232] このようにして各表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価結果を下記表 12および表 13に示す。表 12および表 13から明らかなように、実施例 11〜20の本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 3〜4の表面被覆切削工具に比し、さらに仕上げ面光沢が向上しており、膜チッビングに対する耐性に優れていることを確認した。

[0233] [表 12] 耐摩耗性の評価仕上げ面光沢

N o . 連続切削試験断続切削試験の評価実施例 1 1 105分 (光沢あり) 17分非常にきれいな光沢実施例 12 100分（光沢あり） 19分非常にきれいな光沢実施例 13 82分（光沢あり） 27分非常にきれいな光沢実施例 14 102分 (光沢あり) 22分非常にきれいな光沢実施例 15 85分（光沢あり） 27分非常にきれいな光沢実施例 16 75分（光沢あり） 33分非常にきれいな光沢比較例 3 12分（白濁） 3分白濁

[0234] [表 13]

[0235] <実施例 21〜26 >

<表面被覆切削工具の作製 >

[0236] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10—⁴Paとなるまで真空引きを行なった。

[0237] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら— 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0238] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Ti Al Nが 3 m の厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素ガスを導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. 0 Paとし、基板バイアス電圧を以下の表 14のように変化させることにより、力ソード電極に 100Aのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源力も金属イオンを発生させることにより、以下の表 15に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 21〜26の本発明の表面被覆切削工具を作製した。

[表 14]

[0240] なお、上記の表 14において記載されている時間は、合金製ターゲットにより金属ィオンの蒸発を開始して力ゝらの経過時間を示している。また、各欄に示されている電圧の数値は、上記の経過時間に対応する基板のノィァス電圧を示しており、たとえば「 — 170V〜― 70V」とヽうような範囲をもって記載されてヽる場合は、その経過時間において基板バイアス電圧を— 170V力も徐々に— 70Vまで一定速度で減少させたことを示しており、この場合被膜の圧縮応力は徐々に減少することとなる。一方、「一70 V〜一 150V」 t 、うような範囲をもって記載されて、る場合は、その経過時間におヽて基板バイアス電圧を— 70Vから徐々に— 150Vまで一定速度で増大させたことを示しており、この場合被膜の圧縮応力は徐々に増加することとなる。そして、電圧の変化が減少力も増大に転じる点、ならびに電圧の変化が増大力も減少に転じる点にお!、て、それぞれ圧縮応力の極小点ならびに極大点が形成されることになる。

[0241] このように基板バイアス電圧を経過時間との関係で変化させることにより、被膜中の圧縮応力の強度分布において極小点ならびに極大点や、連続的に減少したりあるいは増加したりする状態を形成することができる。

[0242] [表 15]

なお、上記表 15にお、て表面の圧縮応力および底面の圧縮応力の欄に記載されて、る数値は、それぞれ被膜の表面および被膜の底面にぉレ、て示される圧縮応力を示している。また、第 1の中間点および第 2の中間点の欄に記載されている数値は、被膜の厚み方向の距離として被膜の表面から、該第 1の中間点および該第 2の中間点までの距離をそれぞれ示して！/、る (「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 m」表示との両者で示している）。また、極大点および極小点の欄に記載されて、る数値は、その極大点および極小点における圧縮応力をそれぞれ示してヽる。

[0244] このようにして、実施例 21〜26の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から、該第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで連続的に減少し、該第 2の中間点において極小点を有し、そして該第 2の中間点力も上記被膜の底面まで連続的に増加するものである。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 3 態様の強度分布を示すものである。

[0245] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間基板バイアス電圧を— 150Vで維持することを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 5)。

[0246] この比較例 5の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布が極大点および極小点を有さず、被膜の底面力被膜の表面にかけて一律に減少するものであつた。

[0247] <実施例 27〜30>

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、表面被覆切削工具の基材としては、実施例 21〜26において用いたものと同じものを用いた。そして、この基材をカソードアークイオンプレーティング装置に装着した。

[0248] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10—⁴Paとなるまで真空引きを行なった。

[0249] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら— 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0250] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Ti Si Nが 3 m

0.8 0.2

の厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素を導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. OPa とし、基板バイアス電圧を以下の表 16のように変化させることにより、力ソード電極に 1 OOAのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源力も金属イオンを発生させることにより、以下の表 17に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 27〜30の本発明の表面被覆切削工具を作製した。

[0251] [表 16]

基板バ電経時イ圧過間ァノス

実施例開始分分分分分 23フ 30808605 5 ~〜 ~

1701100 V 00 V200 V 70 V V 200 V〜一― -一

実施例分分分分 28 36〇 58 580〜〜

10170 V 00 V 170 V 7 V〜―一一

実施例開始分分分分分 2930 3058 5860 ~〜〜

0150 V 50 V 5 V 120120 V 70 V V―一一

実施例分分分分 3 300 586058〜〜

1 Λ 09 ΛΟ 5一

501 V 10000 V 70 V V- " -一一

>

〇

° | リ

I

0

Z

[0252] なお、上記の表 16において記載されている時間は、表 14の場合と同様、合金製タ一ゲットにより金属イオンの蒸発を開始してからの経過時間を示している。また、各欄に示されている電圧の数値も、表 14の場合と同様、上記の経過時間に対応する基板のバイアス電圧を示して、る。

[0253] [表 17]

なお、上記表 17において表面の圧縮応力および底面の圧縮応力の欄に記載されている数値は、表 15の場合と同様にそれぞれ被膜の表面および被膜の底面において示される圧縮応力を示している。また、第 1の中間点および第 2の中間点の欄に記載されている数値も、表 15の場合と同様に被膜の厚み方向の距離として被膜の表面力各中間点までの距離をそれぞれ示している（「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 m」表示との両者で示している）。極大点および極小点の欄に記載されている数値も、表 15の場合と同様、その点における圧縮応力をそれぞれ示している。

[0255] このようにして、実施例 27〜30の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から、該第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで連続的に減少し、該第 2の中間点において極小点を有し、そして該第 2の中間点力も上記被膜の底面まで連続的に増加するものである。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 3 態様の強度分布を示すものである。

[0256] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間かけて基板バイアス電圧を一 200V〜一 20Vまで一律に減少させることを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 6)。

[0257] この比較例 6の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布が極大点および極小点を有さず、被膜の底面力被膜の表面にかけて一律に減少するものであつた。

[0258] <表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価 >

上記で作製した実施例 21〜30および比較例 5〜6の表面被覆切削工具のそれぞれについて、上記の表 1に示す条件による湿式 (水溶性ェマルジヨン）の連続切削試験および断続切削試験を行なった。そして、刃先の逃げ面摩耗幅が 0. 2mmを超える時間を切削時間として測定した。

[0259] 表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価結果として上記で測定した切削時間を下記表 18および表 19に示す。切削時間が長ヽもの程耐摩耗性が優れてヽることを示している。また、連続切削試験においては、被削材の仕上げ面の光沢の有無についても観察し、その観察結果を同じく表 18および表 19に示す。この場合、「光沢あり」とは被削材の仕上げ面が光沢を有することを示し、「白濁」とは被削材の仕上げ面が光沢を有さず白濁したことを示す。

[0260] 表 18および表 19から明らかなように、連続切削試験においても断続切削試験においても実施例 21〜30の本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 5〜6の表面被覆切削工具に比し、さらに耐摩耗性 (連続切削試験参照)および靭性 (断続切削試験参照）が向上するとともに仕上げ面に光沢を得ることができることから膜チッビングに対する耐性にも優れ、かつ表面被覆切削工具の寿命がさらに向上していることを確認した。

[0261] <表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価 >

上記で作製した実施例 21〜30および比較例 5〜6の表面被覆切削工具のそれぞれについて、以下に示す条件で仕上げ面光沢の評価試験を行なった。

[0262] すなわち、切削条件は、上記の表 1に示したように S45Cを被削材として用い、切削速度 200mZmin、送り量 0. 2mm/rev,切り込み 0. 5mmとし、 10分間の湿式旋削試験を行なった。

[0263] このようにして各表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価結果を下記表 18および表 19に示す。表 18および表 19から明らかなように、実施例 21〜30の本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 5〜6の表面被覆切削工具に比し、さらに仕上げ面光沢が向上しており、膜チッビングに対する耐性に優れていることを確認した。

[0264] [表 18]

耐摩耗性の評価仕上げ面光沢

N o . 連続切削試験断続切削試験の評価実施例 21 1 12分（光沢あり） 23分非常にきれいな光沢実施例 22 103分（光沢あり） 24分非常にきれいな光沢実施例 23 85分（光沢あり） 30分非常にきれいな光沢実施例 24 ¾08分（光沢あり） 25分非常にきれいな光沢実施例 25 89分（光沢あり） 32分非常にきれいな光沢実施例 26 79分（光沢あり） 36分非常にきれいな光沢比較例 5 12分 (白濁) 3分白濁

[0265] [表 19]

[0266] <実施例 31〜36 >

<表面被覆切削工具の作製 >

まず、表面被覆切削工具の基材として、上記表 1に示す材質と工具形状 (後述の各特性の評価方法により異なる)を有する切削用刃先交換型チップを用意し、これを力ソードアークイオンプレーティング装置に装着した。

[0267] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10^_4Paとなるまで真空引きを行なった。

[0268] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら一 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0269] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Ti Al Nがの厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素ガスを導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. 0 Paとし、基板バイアス電圧を以下の表 20のように変化させることにより、 60分間カソード電極に 100Aのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源力も金属イオンを発生させることにより、以下の表 21に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 31〜36の本発明の表面被覆切削工具を作製した。

[表 20]

なお、上記の表 20における「第 1サイクル」および「第 2サイクル」は、 60分間の間これらの各サイクルに記載されている時間毎にこれらの両サイクルを交互に繰り返すことによって（「第 1サイクル」から開始する力必ずしも「第 2サイクル」で終了する必要はない）基板バイアス電圧を印加することを示している。すなわち、各サイクルに記載されている時間は、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発をさせる経過時間を示している。また、各記載されている電圧の数値は、上記の経過時間に対応する基板のバイアス電圧を示しており、たとえば「― 50V〜一 150V」というような範囲をもって記載しているのは、その経過時間において基板バイアス電圧を 50V力徐々に— 150Vまで一定速度で増加させたことを示しており、この場合被膜の圧縮応力は徐々に増加することとなる。一方、「― 150V〜― 50V」というような範囲をもって記載されている場合は、その経過時間において基板バイアス電圧を— 150V力も徐々に— 50 Vまで一定速度で減少させたことを示しており、この場合被膜の圧縮応力は徐々に減少することとなる。そして、電圧の変化が増加から減少に転じる点 (すなわち「第 1 サイクル」から「第 2サイクル」に切り替わる点など）、ならびに電圧の変化が減少から増加に転じる点（すなわち「第 2サイクル」から「第 1サイクル」に切り替わる点など）にお!、て、それぞれ圧縮応力の極大点ならびに極小点が形成されることになる。

[0272] このように基板バイアス電圧を経過時間との関係で変化させることにより、被膜中の圧縮応力の強度分布において極大点ならびに極小点や、連続的に増加したりあるいは減少したりする状態を形成することができる。

[0273] [表 21]

なお、上記表 21において表面の圧縮応力および底面の圧縮応力の欄に記載されて、る数値は、それぞれ被膜の表面および被膜の底面にぉ、て示される圧縮応力を示している。また、第 1の中間点および第 2の中間点の欄に記載されている数値は、被膜の厚み方向の距離として被膜の表面から、該第 1の中間点および該第 2の中間点までの距離をそれぞれ示して！/、る (「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 m」表示との両者で示している）。また、極大点および極小点の欄に記載されて、る数値は、各極大点および各極小点における圧縮応力をそれぞれ示して、る（なお、数値に範囲を伴っているが、この数値範囲内において実質的に同一の数値の圧縮応力を有していることとする)。また、極大点の数 Z距離および極小点の数 Z距離は、それぞれ被膜の表面カゝら被膜の底面までの間に存在する極大点および極小点それぞれの個数と、各極大点間および各極小点間の距離を示して、る。

[0275] このようにして、実施例 31〜36の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から、該第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで連続的に減少し、該第 2の中間点において極小点を有し、さらに該第 2の中間点と上記被膜の底面との間に上記同様の極大点および極小点をそれぞれ 1以上有している。そして、これらの極大点および極小点は、それぞれこの順で交互に繰り返して存在するものとなつており、各実施例における極大点はすべて実質的に同一の数値となる圧縮応力を有し、かつ各実施例における極小点はすべて実質的に同一の数値となる圧縮応力を有し、各極大点と各極小点とは実質的に等間隔で存在している。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 4態様の強度分布を示すものである。

[0276] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間基板バイアス電圧を— 150Vで維持することを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 7)。

[0277] この比較例 7の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布がなぐ被膜の底面力も被膜の表面にかけてその圧縮応力は一定であった。

[0278] <実施例 37〜40>

<表面被覆切削工具の作製 > まず、表面被覆切削工具の基材としては、実施例 31〜36において用いたものと同じものを用いた。そして、この基材をカソードアークイオンプレーティング装置に装着した。

[0279] 続いて、真空ポンプにより該装置のチャンバ一内を減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーターにより上記基材の温度を 450°Cに加熱し、チャンバ一内の圧力が 1. O X 10—⁴Paとなるまで真空引きを行なった。

[0280] 次に、アルゴンガスを導入してチャンバ一内の圧力を 3. OPaに保持し、上記基材の基板バイアス電源の電圧を徐々に上げながら— 1500Vとし、基材の表面のタリーユングを 15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。

[0281] 次いで、上記基材上に直接接するように形成される被膜として Ti Si Cr Nが 3

0.7 0.2 0.1 μ mの厚みで形成されるように、金属蒸発源である合金製ターゲットをセットするとともに、反応ガスとして窒素を導入させながら、基材 (基板)温度 450°C、反応ガス圧 4. OPaとし、基板バイアス電圧を以下の表 22のように変化させることにより、 60分間カソード電極に 100Aのアーク電流を供給し、アーク式蒸発源から金属イオンを発生させることにより、以下の表 23に示す圧縮応力の強度分布を有する実施例 37〜40の本発明の表面被覆切削工具を作製した。

[0282] [表 22]

なお、上記の表 22において記載されている「第 1サイクル」および「第 2サイクル」は、表 20の場合と同様、 60分間の間これらの両サイクルに記載されている時間毎にこれらの両サイクルを交互に繰り返すことによって（「第 1サイクル」から開始する）基板バイアス電圧を印加することを示している。また、各欄に記載されている時間および電圧の数値も、表 20の場合と同様、上記の経過時間に対応する基板のバイアス電圧を示している。

[表 23]

[0285] なお、上記表 23において表面の圧縮応力および底面の圧縮応力の欄に記載されている数値は、表 21の場合と同様にそれぞれ被膜の表面および被膜の底面において示される圧縮応力を示している。また、第 1の中間点および第 2の中間点の欄に記載されている数値も、表 21の場合と同様に被膜の厚み方向の距離として被膜の表面力各中間点までの距離をそれぞれ示している（「％」表示の数値は被膜の厚みに対するものであり、「 m」表示との両者で示している）。極大点および極小点の欄に記載されている数値も、表 21の場合と同様、その点における圧縮応力をそれぞれ示している（なお、数値に範囲を伴っているが、この数値範囲内において実質的に同一の数値の圧縮応力を有していることとする)。また、極大点の数 Z距離および極小点の数 Z距離は、表 21の場合と同様、それぞれ被膜の表面カゝら被膜の底面までの間に存在する極大点および極小点それぞれの個数と、各極大点間および各極小点間の距離を示している。

[0286] このようにして、実施例 37〜40の本発明の表面被覆切削工具は、基材と、該基材上に形成された被膜とを備え、該被膜は、該基材上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、該圧縮応力は、上記被膜の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、該強度分布は、上記被膜の表面の圧縮応力が上記被膜の表面から、上記被膜の表面と上記被膜の底面との間に位置する第 1の中間点まで連続的に増加し、該第 1の中間点において極大点を有するとともに、該第 1の中間点から、該第 1の中間点と上記被膜の底面との間に位置する第 2の中間点まで連続的に減少し、該第 2の中間点において極小点を有し、さらに該第 2の中間点と上記被膜の底面との間に上記同様の極大点および極小点をそれぞれ 1以上有している。そして、これらの極大点および極小点は、それぞれこの順で交互に繰り返して存在するものとなつており、各実施例における極大点はすべて実質的に同一の数値となる圧縮応力を有し、かつ各実施例における極小点はすべて実質的に同一の数値となる圧縮応力を有し、各極大点と各極小点とは実質的に等間隔で存在している。すなわち、この強度分布は上記で説明した第 4態様の強度分布を示すものである。

[0287] なお、比較のため、合金製ターゲットにより金属イオンの蒸発を開始して力も 60分間かけて基板バイアス電圧を一 200V〜一 20Vまで一律に減少させることを除き、上記と同様にして表面被覆切削工具を作製した (比較例 8)。

[0288] この比較例 8の表面被覆切削工具は、被膜の圧縮応力の強度分布が極大点および極小点を有さず、被膜の底面力被膜の表面にかけて一律に減少するものであつた。

[0289] <表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価 >

上記で作製した実施例 31〜40および比較例 7〜8の表面被覆切削工具のそれぞれについて、上記の表 1に示す条件による湿式 (水溶性ェマルジヨン）の連続切削試験および断続切削試験を行なった。そして、刃先の逃げ面摩耗幅が 0. 2mmを超える時間を切削時間として測定した。

[0290] 表面被覆切削工具の耐摩耗性の評価結果として上記で測定した切削時間を下記表 24および表 25に示す。切削時間が長いもの程耐摩耗性が優れていることを示している。また、連続切削試験においては、被削材の仕上げ面の光沢の有無についても観察し、その観察結果を同じく表 24および表 25に示す。この場合、「光沢あり」とは被削材の仕上げ面が光沢を有することを示し、「白濁」とは被削材の仕上げ面が光沢を有さず白濁したことを示す。

[0291] 表 24および表 25から明らかなように、連続切削試験においても断続切削試験においても実施例 31〜40の本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 7〜8の表面被覆切削工具に比し、さらに耐摩耗性 (連続切削試験参照)および靭性 (断続切削試験参照）が向上するとともに仕上げ面に光沢を得ることができることから膜チッビングに対する耐性にも優れ、かつ表面被覆切削工具の寿命がさらに向上していることを確認した。

[0292] <表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価 >

上記で作製した実施例 31〜40および比較例 7〜8の表面被覆切削工具のそれぞれについて、以下に示す条件で仕上げ面光沢の評価試験を行なった。

[0293] すなわち、切削条件は、上記の表 1に示したように S45Cを被削材として用い、切削速度 200mZmin、送り量 0. 2mm/rev,切り込み 0. 5mmとし、 10分間の湿式旋削試験を行なった。

[0294] このようにして各表面被覆切削工具の仕上げ面光沢の評価結果を下記表 24および表 25に示す。表 24および表 25から明らかなように、実施例 31〜40の本発明に係る表面被覆切削工具は、比較例 7〜8の表面被覆切削工具に比し、さらに仕上げ面光沢が向上しており、膜チッビングに対する耐性に優れていることを確認した。

[表 24]

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説明ではなくて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。

Claims

請求の範囲

[1] 基材 (2)と、該基材 (2)上に形成された被膜 (3)とを備える表面被覆切削工具 (1) であって、

前記被膜 (3)は、前記基材 (2)上の最外層となるものであり、かつ圧縮応力を有しており、

前記圧縮応力は、前記被膜 (3)の厚み方向に強度分布を有するように変化しており、

前記強度分布は、前記被膜の表面 (4)の圧縮応力が前記被膜の表面 (4)から、前記被膜の表面 (4)と前記被膜の底面 (6)との間に位置する第 1の中間点（5)まで連続的に増加し、前記第 1の中間点（5)において極大点を有することを特徴とする、表面被覆切削工具（1)。

[2] 前記強度分布は、前記被膜の表面 (4)において最小の圧縮応力を有するとともに

、前記第 1の中間点（5)から前記被膜の底面 (6)まで圧縮応力が一定の値となることを特徴とする、請求項 1記載の表面被覆切削工具（1)。

[3] 前記圧縮応力は、— 15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力であることを特徴とする

、請求項 2記載の表面被覆切削工具（1)。

[4] 前記第 1の中間点（5)は、前記被膜の表面 (4)から、前記被膜 (3)の厚みの 0. 1% 以上 50%以下の距離を有して位置することを特徴とする、請求項 2記載の表面被覆切削工具 (1)。

[5] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において前記被膜 (3)の第 1の中間点（5) の圧縮応力の 25〜95%の値を有することを特徴とする、請求項 2記載の表面被覆切削工具 (1)。

[6] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において前記被膜 (3)の第 1の中間点（5) の圧縮応力の 35〜85%の値を有することを特徴とする、請求項 5記載の表面被覆切削工具 (1)。

[7] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において最小の圧縮応力を有するとともに、その最小の圧縮応力が前記被膜の表面 (4)から前記第 1の中間点（5)の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、前記圧縮応力が前記第 1の中間点 (5)まで連続的に増加することを特徴とする、請求項 2記載の表面被覆切削工具（1)。

[8] 前記強度分布は、前記第 1の中間点（5)から前記被膜の底面 (6)まで前記圧縮応力が連続的に減少することを特徴とする、請求項 1記載の表面被覆切削工具（1)。

[9] 前記圧縮応力は、— 15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力であることを特徴とする

、請求項 8記載の表面被覆切削工具（1)。

[10] 前記第 1の中間点（5)は、前記被膜の表面 (4)から、前記被膜 (3)の厚みの 0. 1% 以上 50%以下の距離を有して位置することを特徴とする、請求項 8記載の表面被覆切削工具 (1)。

[11] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において最小となることを特徴とする、請求項 8記載の表面被覆切削工具（1)。

[12] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において前記被膜 (3)の第 1の中間点（5) の圧縮応力の 25〜95%の値を有することを特徴とする、請求項 8記載の表面被覆切削工具 (1)。

[13] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において前記被膜 (3)の第 1の中間点（5) の圧縮応力の 35〜85%の値を有することを特徴とする、請求項 12記載の表面被覆切削工具 (1)。

[14] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)の圧縮応力が前記被膜の表面 (4)から前記第 1の中間点（5)の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、前記第 1の中間点（5)まで連続的に増加することを特徴とする、請求項 8記載の表面被覆切削ェ具 (1)。

[15] 前記強度分布は、前記第 1の中間点 (5)から、前記第 1の中間点 (5)と前記被膜の底面 (6)との間に位置する第 2の中間点（9)まで前記圧縮応力が連続的に減少し、前記第 2の中間点（9)において極小点を有することを特徴とする、請求項 1記載の表面被覆切削工具（1)。

[16] 前記圧縮応力は、—15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力であることを特徴とする

、請求項 15記載の表面被覆切削工具（1)。

[17] 前記第 1の中間点（5)は、前記被膜の表面 (4)から、前記被膜 (3)の厚みの 0. 1% 以上 50%以下の距離を有して位置することを特徴とする、請求項 15記載の表面被覆切削工具 (1)。

[18] 前記第 2の中間点（9)は、前記被膜の表面 (4)から、前記被膜 (3)の厚みの 0. 2% 以上 95%以下の距離を有して位置することを特徴とする、請求項 15記載の表面被覆切削工具 (1)。

[19] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において最小となることを特徴とする、請求項 15記載の表面被覆切削工具（1)。

[20] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において前記被膜 (3)の第 1の中間点（5) の圧縮応力の 25〜95%の値を有することを特徴とする、請求項 15記載の表面被覆切削工具 (1)。

[21] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において前記被膜 (3)の第 1の中間点（5) の圧縮応力の 35〜85%の値を有することを特徴とする、請求項 20記載の表面被覆切削工具 (1)。

[22] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)の圧縮応力が前記被膜の表面 (4)から前記第 1の中間点（5)の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、前記第 1の中間点（5)まで連続的に増加することを特徴とする、請求項 15記載の表面被覆切削ェ具 (1)。

[23] 前記強度分布は、前記第 1の中間点 (5)から、前記第 1の中間点 (5)と前記被膜の底面 (6)との間に位置する第 2の中間点（9)まで前記圧縮応力が連続的に減少し、前記第 2の中間点（9)において極小点を有し、さらに前記第 2の中間点（9)と前記被膜の底面 (6)との間に前記同様の極大点を 1以上有することを特徴とする、請求項 1 記載の表面被覆切削工具（1)。

[24] 前記強度分布は、さらに前記第 2の中間点 (9)と前記被膜の底面 (6)との間に前記同様の極小点を 1以上有することを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削工具 (D o

[25] 前記強度分布は、さらに前記第 2の中間点（9)と前記被膜の底面（6)との間において前記同様の極大点と極小点とをそれぞれ 1以上この順で交互に繰り返して有することを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削工具（1)。

[26] 前記圧縮応力は、— 15GPa以上 OGPa以下の範囲の応力であることを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削工具（1)。

[27] 前記第 1の中間点（5)は、前記被膜の表面 (4)から、前記被膜 (3)の厚みの 0. 1% 以上 40%以下の距離を有して位置することを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削工具 (1)。

[28] 前記第 2の中間点（9)は、前記被膜の表面 (4)から、前記被膜 (3)の厚みの 0. 2% 以上 80%以下の距離を有して位置することを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削工具 (1)。

[29] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)において最小となることを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削工具（1)。

[30] 前記圧縮応力は、前記被膜 (3)の第 2の中間点（9)において前記被膜 (3)の第 1 の中間点（5)の圧縮応力の 10〜80%の値を有することを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削工具（1)。

[31] 前記圧縮応力は、前記被膜 (3)の第 2の中間点（9)において前記被膜 (3)の第 1 の中間点（5)の圧縮応力の 20〜60%の値を有することを特徴とする、請求項 30記載の表面被覆切削工具（1)。

[32] 前記圧縮応力は、前記被膜の表面 (4)の圧縮応力が前記被膜の表面 (4)から前記第 1の中間点（5)の方向に向力つて一定の距離の間維持された後、前記第 1の中間点（5)まで連続的に増加することを特徴とする、請求項 23記載の表面被覆切削ェ具 (1)。