WO2015147241A1 - 被覆工具 - Google Patents

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WO2015147241A1
WO2015147241A1 PCT/JP2015/059553 JP2015059553W WO2015147241A1 WO 2015147241 A1 WO2015147241 A1 WO 2015147241A1 JP 2015059553 W JP2015059553 W JP 2015059553W WO 2015147241 A1 WO2015147241 A1 WO 2015147241A1
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layer
laminated structure
average thickness
layers
substrate
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PCT/JP2015/059553
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Inventor
雄亮 平野
賢二 目時
Original Assignee
株式会社タンガロイ
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    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325—Electric arc evaporation

Definitions

  • the present invention relates to a coated tool.
  • Patent Document 1 proposes a cutting tool in which a specific metal element or a compound thereof and a specific alloy compound are stacked on a base material surface at a stacking cycle of 0.4 nm to 50 nm. This cutting tool is described to exhibit excellent wear resistance.
  • Patent Document 2 proposes a cutting tool in which the first layer and the second layer are alternately stacked on the surface of the base so that there are four or more layers.
  • the first layer includes a composite nitride represented by a composition formula of (Ti 1-X Al X ) N (at an atomic ratio, X: 0.30 to 0.70).
  • the second layer includes an aluminum oxide phase and a titanium nitride phase.
  • the proportion of the aluminum oxide phase in the second layer is 35 to 65% by mass with respect to the total of the aluminum oxide phase and the titanium nitride phase.
  • the average thickness of the first layer and the second layer is 0.2 to 1 ⁇ m, respectively.
  • the total average thickness of the first layer and the second layer is 2 to 10 ⁇ m. This cutting tool is described to exhibit excellent wear resistance.
  • Patent Document 3 proposes a coated tool including a first laminated structure and a second laminated structure.
  • the first laminated structure has a structure in which two or more layers having different compositions are periodically laminated.
  • the average thickness of each layer included in the first stacked structure is not less than 60 nm and not more than 500 nm.
  • the second stacked structure has a structure in which two or more layers having different compositions are periodically stacked.
  • the average thickness of each layer included in the second stacked structure is 2 nm or more and less than 60 nm.
  • the cutting tool described in the above-mentioned Patent Document 1 has a problem that the tool is liable to be broken although it exhibits high wear resistance.
  • the cutting tool described in Patent Document 2 has a problem that the wear resistance is inferior because the hardness of the coating is insufficient. Since the cutting tool described in Patent Document 3 has insufficient fracture resistance, it cannot satisfy the required performance.
  • An object of this invention is to improve a fracture resistance, without reducing the abrasion resistance of a coated tool.
  • Another object of the present invention is to provide a coated tool having a long tool life.
  • the present inventors conducted research on extending the tool life of the coated tool.
  • the inventors have improved the fracture resistance without reducing the wear resistance of the coated tool by improving the configuration of the coating layer. As a result, the tool life of the coated tool could be extended.
  • the gist of the present invention is as follows. (1) a base material; A coating layer formed on the surface of the substrate, The coating layer includes a first laminated structure and a second laminated structure, The first laminated structure and the second laminated structure are alternately laminated continuously twice or more, The first laminated structure includes at least two types of layers having different compositions, and the two types of layers are alternately laminated twice or more, The average thickness of the layers included in the first stacked structure is 60 nm or more and 500 nm or less, The second stacked structure includes at least two types of layers having different compositions, and the two types of layers are alternately stacked twice or more, The average thickness of the layers included in the second stacked structure is 2 nm or more and less than 60 nm, The layers included in the first stacked structure and the second stacked structure are selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Si, Sr, Y, Sn, and Bi.
  • the coated tool in which the average thickness of the first laminated structure and / or the second laminated structure decreases continuously or stepwise from the substrate side toward the surface side of the coating layer.
  • the coated tool according to (1) wherein an average thickness of the first laminated structure is 0.2 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the coated tool according to (1) or (2), wherein an average thickness of the second laminated structure is 0.02 ⁇ m or more and 6 ⁇ m or less.
  • the ratio of TA1 to TB1 is The coated tool according to any one of (1) to (4), which is 5% or more and 50% or less.
  • the ratio of TA2 to TB2 is The coated tool according to any one of (1) to (5), which is 5% or more and 50% or less.
  • the average thickness of the layer included in the first stacked structure closest to the surface of the coating layer is TC1, and the average thickness of the layer included in the first stacked structure closest to the substrate is TD1.
  • the average thickness of the layer included in the second stacked structure closest to the surface of the coating layer is TC2, and the average thickness of the layer included in the second stacked structure closest to the substrate is TD2.
  • the ratio of TC2 to TD2 is 5% or more and 70% or less, the coated tool according to any one of (1) to (7).
  • the layer included in the first stacked structure and the layer included in the second stacked structure are at least two selected from the group consisting of Ti, Nb, Ta, Cr, W, Al, Si, Sr, and Y.
  • the coated tool of the present invention is excellent in wear resistance and fracture resistance, it has an effect that the tool life can be extended as compared with the conventional tool.
  • the coated tool of the present invention includes a base material and a coating layer formed on the surface of the base material.
  • the base material in this invention should just be used as a base material of a coated tool.
  • the substrate in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include cemented carbide, cermet, ceramics, cubic boron nitride sintered body, diamond sintered body, and high speed steel. Among these, cemented carbide is preferable. This is because the cemented carbide is excellent in wear resistance and fracture resistance.
  • the average thickness of the entire coating layer is preferably 0.22 to 12 ⁇ m.
  • the wear resistance of the coated tool tends to decrease.
  • the average thickness of the coating layer exceeds 12 ⁇ m, the chipping resistance of the coated tool tends to decrease.
  • the average thickness of the entire coating layer is more preferably 1.0 to 8.0 ⁇ m.
  • the coating layer includes a specific first laminated structure and a second laminated structure.
  • Each layer included in the first stacked structure and the second stacked structure is selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Si, Sr, Y, Sn, and Bi.
  • the coated tool of the present invention is excellent in wear resistance.
  • the layers included in the first stacked structure and the second stacked structure include at least two metal elements selected from the group consisting of Ti, Nb, Ta, Cr, W, Al, Si, Sr, and Y, carbon, and nitrogen. It is further preferable to include a compound containing at least one non-metallic element selected from oxygen and boron. This is because such a compound has a hard property.
  • the metal element contained in the layer constituting the first laminated structure is preferably the same as the metal element contained in the other layer constituting the first laminated structure. That is, it is preferable that the plurality of layers constituting the first stacked structure are composed of the same type of metal element. Further, the absolute difference between the ratio of the specific metal element contained in the layer constituting the first laminated structure and the percentage of the specific metal element contained in the other layer constituting the first laminated structure adjacent to the layer. The value is preferably 5 atomic% or more.
  • the “ratio of a specific metal element” means the ratio (atomic%) of the number of atoms of a specific metal element contained in the layer with respect to the total number of atoms of the metal element contained in the layer.
  • the crystal lattice is not present at the interface between the layers without lowering the adhesion between a layer constituting the first laminated structure and a layer adjacent to the layer. Become consistent. Therefore, it becomes easy for a crack to advance in a direction parallel to the interface between the layers constituting the first laminated structure, and the crack can be effectively suppressed from progressing to the base material.
  • the absolute value of the difference between the ratio of the specific metal element contained in a certain layer and the ratio of the specific metal element contained in another layer adjacent to the layer is 5 atomic% or more.
  • the types of metal elements contained in the two layers are the same. This is because both layers contain Al and Ti.
  • the number of Al atoms contained in the (Al 0.55 Ti 0.45 ) N layer is 55 atomic% with respect to the total number of atoms of the metal element.
  • the number of Al atoms contained in the (Al 0.67 Ti 0.33 ) N layer is 67 atomic% with respect to the total number of atoms in the metal element.
  • the difference in the proportion of the number of Al atoms in these two layers is 12 atomic%. Therefore, in this case, the above condition that “the absolute value of the difference is 5 atomic% or more” is satisfied.
  • the first stacked structure is constituted by an (Al 0.49 Ti 0.39 Cr 0.12 ) N layer and an (Al 0.56 Ti 0.36 Cr 0.08 ) N layer
  • the types of metal elements contained in the layer are the same. This is because both layers contain Al, Ti, and Cr.
  • the difference in the ratio of the number of Ti atoms contained in the two layers is 3 atomic%.
  • the difference in the ratio of the number of Cr atoms contained in the two layers is 4 atomic%.
  • Each of these values is less than 5 atomic percent.
  • the difference in the ratio of the number of Al atoms contained in the two layers is 7 atomic%, the above condition that the absolute value of the difference is 5 atomic% or more is satisfied. ing.
  • the nitride when expressed as (M a L b ) N, it means that the atomic ratio of the M element to the whole metal element is a, and the atomic ratio of the L element is b.
  • (Al 0.55 Ti 0.45 ) N indicates that the atomic ratio of Al element to the entire metal element is 0.55, and the atomic ratio of Ti element to the entire metal element is 0.45. That is, (Al 0.55 Ti 0.45 ) N indicates that the amount of Al element is 55 atomic% with respect to the entire metal element, and the amount of Ti element is 45 atomic% with respect to the entire metal element.
  • the metal element contained in the layer constituting the second laminated structure is the same as the metal element contained in the other layer constituting the second laminated structure. That is, it is preferable that the plurality of layers constituting the second stacked structure are composed of the same type of metal element. Furthermore, the absolute difference between the ratio of the specific metal element contained in the layer constituting the second laminated structure and the percentage of the specific metal element contained in the other layer constituting the second laminated structure adjacent to the layer. The value is preferably 5 atomic% or more.
  • the “ratio of a specific metal element” means the ratio (atomic%) of the number of atoms of a specific metal element contained in the layer with respect to the total number of atoms of the metal element contained in the layer.
  • the adhesion between a layer forming the second stacked structure and a layer adjacent to the second stacked structure does not deteriorate, and a crystal lattice is not present at the interface between the layers.
  • a crack it becomes easy for a crack to advance in the direction parallel to the interface of the layer which comprises a 2nd laminated structure, and a layer, and it can suppress effectively that a crack progresses to a base material.
  • the absolute value of the difference between the ratio of a specific metal element contained in a certain layer and the ratio of the specific metal element contained in another layer adjacent to the layer is 5 atomic% or more
  • one type of metal element contained in the layer constituting the first laminated structure and one type of metal element contained in the other layer constituting the first laminated structure adjacent to the layer are provided. It is preferable that they are different. When one or more types of metal elements are different, the crystal lattice becomes mismatched at the interface between layers, and cracks tend to propagate in the direction parallel to the interface between layers. This is because it can be suppressed.
  • the first stacked structure is composed of an (Al 0.50 Ti 0.50 ) N layer and an (Al 0.50 Ti 0.30 Cr 0.20 ) N layer, they are included in the two layers. This condition is satisfied when metal elements are compared.
  • the two layers contain Al and Ti, but Cr is contained only in one layer.
  • the metal elements contained in the two layers are In comparison, this condition is satisfied. This is because the two layers contain Al, but Cr and Ti are contained only in one layer.
  • one or more metal elements contained in a layer constituting the second laminated structure and one or more metal elements contained in another layer constituting the second laminated structure adjacent to the layer are provided. Preferably they are different.
  • the crystal lattice becomes mismatched at the interface between layers, and cracks tend to propagate in the direction parallel to the interface between layers. This is because it can be suppressed.
  • the coated tool of the present invention includes a coating layer.
  • the coating layer includes a first laminated structure.
  • the first stacked structure includes two or more layers made of the above compounds.
  • the average thickness of each layer included in the first stacked structure is not less than 60 nm and not more than 500 nm.
  • Two or more layers included in the first stacked structure are periodically stacked.
  • This periodic laminated structure includes at least two types of layers having different compositions. These two types of layers are preferably laminated two or more times alternately. When two types of layers having different compositions are alternately laminated twice or more, the crack progress is suppressed, so that the fracture resistance of the coated tool is further improved.
  • FIG. 1 is an example of a schematic diagram of a cross-sectional structure of the coated tool of the present invention.
  • A1, B1, C1, and D1 layers having different compositions are repeatedly laminated from the base material (1) toward the surface of the coating layer (2). Specifically, these layers are laminated in the order of A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ C1 layer ⁇ D1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ C1 layer ⁇ D1 layer ⁇ . In this case, the total thickness from the A1 layer to the D1 layer is the “stacking period”.
  • the A1 layer and the B1 layer having different compositions are repeatedly laminated from the substrate (1) toward the surface of the coating layer (2). Specifically, these layers are laminated in the order of A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ . In this case, the sum of the thickness of the A1 layer and the thickness of the B1 layer is the “stacking period”.
  • the first stacked structure In order to form the first stacked structure, at least two types of layers having different compositions are periodically stacked.
  • the average thickness of each layer is 60 nm or more and 500 nm or less.
  • the A1 layer and the B1 layer having different compositions are preferably laminated alternately two or more times from the substrate toward the surface of the coating layer. That is, the first laminated structure preferably includes an alternating laminated structure such as A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ .
  • the average thickness of each layer included in the first laminated structure is less than 60 nm, it is not possible to sufficiently prevent the crack from progressing to the base material.
  • the average thickness of each layer exceeds 500 nm, the chipping resistance of the coated tool decreases. Therefore, the average thickness of each layer included in the first stacked structure is not less than 60 nm and not more than 500 nm.
  • the average thickness of each layer included in the first stacked structure is preferably 60 nm or more and 250 nm or less.
  • the average thickness of the first laminated structure is less than 0.2 ⁇ m, the number of times the layers having different compositions are periodically laminated (the number of repetitions) is reduced. In this case, the effect which suppresses that a crack progresses to a base material falls.
  • the average thickness of the first laminated structure exceeds 6 ⁇ m, the residual compressive stress of the entire coating layer increases. As a result, peeling and chipping of the coating layer are likely to occur, so that the chipping resistance of the coated tool is lowered. Therefore, the average thickness of the first laminated structure is preferably 0.2 to 6 ⁇ m.
  • the coated tool of the present invention includes a coating layer.
  • the coating layer includes a second laminated structure.
  • the second stacked structure includes two or more layers made of the above compounds.
  • the average thickness of each layer included in the second stacked structure is 2 nm or more and less than 60 nm.
  • Two or more layers included in the second stacked structure are periodically stacked.
  • This periodic laminated structure includes at least two types of layers having different compositions. These two types of layers are preferably laminated two or more times alternately. When two types of layers having different compositions are alternately laminated twice or more, the hardness of the second laminated structure is increased, so that the wear resistance of the coated tool is further improved.
  • the minimum unit thickness in which the layers are repeatedly stacked is referred to as a “stacking period”.
  • A2, B2, C2, and D2 layers having different compositions are repeatedly laminated from the base material (1) toward the surface of the coating layer (2). Specifically, these layers are laminated in the order of A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ C2 layer ⁇ D2 layer ⁇ A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ C2 layer ⁇ D2 layer ⁇ .
  • the total thickness from the A2 layer to the D2 layer is the “stacking period”.
  • an A2 layer and a B2 layer having different compositions are repeatedly laminated from the substrate (1) toward the surface of the coating layer (2).
  • these layers are laminated in the order of A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ .
  • the sum of the thickness of the A2 layer and the thickness of the B2 layer is the “stacking period”.
  • the second laminated structure In order to form the second laminated structure, at least two kinds of layers having different compositions are periodically laminated.
  • the average thickness of each layer is 2 nm or more and less than 60 nm.
  • the hardness of the second laminated structure is increased, and the effect of improving the wear resistance of the coated tool is obtained.
  • Such an effect is further enhanced by alternately laminating two layers having different compositions twice or more.
  • the A2 layer and the B2 layer having different compositions are preferably laminated two or more times alternately from the substrate toward the surface of the coating layer. That is, the second laminated structure preferably includes an alternating laminated structure such as A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ .
  • the average thickness of each layer included in the second laminated structure is less than 2 nm, it is difficult to form a layer having a uniform thickness.
  • the average thickness of each layer included in the second laminated structure is 60 nm or more, the hardness of the second laminated structure is lowered, so that the wear resistance of the coated tool is lowered. Furthermore, in this case, the difference between the thickness of the second stacked structure and the thickness of the first stacked structure is reduced. As a result, the effect of suppressing the crack from progressing to the base material due to the crack progressing in a direction parallel to the interface between the first stacked structure and the second stacked structure cannot be sufficiently obtained. Therefore, the average thickness of each layer included in the second stacked structure is 2 nm or more and less than 60 nm.
  • the average thickness of each layer included in the second stacked structure is preferably 5 nm or more and 30 nm or less.
  • the average thickness of the second laminated structure is less than 0.02 ⁇ m, the number of times that the layers having different compositions are periodically laminated (the number of repetitions) is reduced. In this case, the effect of improving the hardness of the second laminated structure cannot be obtained.
  • the average thickness of the second laminated structure exceeds 6 ⁇ m, the residual compressive stress of the second laminated structure becomes high. As a result, peeling and chipping of the coating layer are likely to occur, so that the chipping resistance of the coated tool is lowered. Therefore, the average thickness of the second laminated structure is preferably 0.02 to 6 ⁇ m.
  • the coated tool of the present invention includes a coating layer.
  • the coating layer includes a first laminated structure having excellent fracture resistance and a second laminated structure having excellent wear resistance. Thereby, the coated tool of the present invention is excellent in fracture resistance and wear resistance.
  • the covering layer may include an upper layer.
  • the upper layer is a layer located closer to the surface side of the coating layer than the first laminated structure and the second laminated structure.
  • the surface side of the coating layer means the side opposite to the base material of the coating layer.
  • the coating layer may include a lower layer.
  • a lower layer is a layer located in the base material side rather than a 1st laminated structure and a 2nd laminated structure.
  • the configuration of the upper layer and the lower layer is not particularly limited.
  • the upper layer and the lower layer contain at least one metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, Si, Sr, Y, Sn, and Bi. It is preferable to include.
  • the upper layer and the lower layer include a compound containing at least one metal element selected from these metal elements and at least one non-metal element selected from the group consisting of carbon, nitrogen, oxygen, and boron. It is preferable.
  • the configuration of the upper layer and the lower layer is preferably a single layer or a non-periodic multilayer. When the upper layer and the lower layer have such a configuration, the wear resistance of the upper layer and the lower layer is improved.
  • first laminated structures and second laminated structures are alternately laminated.
  • the cracks easily propagate in a direction parallel to the interface between the first laminated structure and the second laminated structure.
  • the positional relationship between the first stacked structure and the second stacked structure is not particularly limited.
  • the positional relationship between the first stacked structure and the second stacked structure is, for example, one of the following (1) to (4). (1)
  • the first laminated structure is closest to the substrate, and the second laminated structure is closest to the surface of the coating layer.
  • the second laminated structure is closest to the substrate, and the first laminated structure is closest to the surface of the coating layer.
  • the first laminated structure is closest to the substrate and closest to the surface of the coating layer.
  • the second laminated structure is closest to the substrate and closest to the surface of the coating layer.
  • the “surface of the coating layer” means the surface of the coating layer opposite to the base material.
  • (1) is preferable.
  • the average thickness of the first laminated structure and / or the second laminated structure decreases continuously or stepwise from the substrate side toward the surface side of the coating layer. This is because the fracture resistance can be improved without reducing the wear resistance of the coating layer.
  • the average thickness of the first laminated structure and / or the second laminated structure is reduced, so that the interval between the interfaces of the first laminated structure and the second laminated structure is shortened.
  • the cracks easily propagate in a direction parallel to the interface between the first stacked structure and the second stacked structure.
  • the fracture resistance is improved.
  • the fracture resistance is further improved.
  • “continuously decreasing” means, for example, that the thickness of the first laminated structure and / or the second laminated structure decreases according to a certain regularity such as a proportional relation from the substrate side to the surface side. Means that.
  • “continuously decreasing” is not limited to the case where the thickness of the first stacked structure and / or the second stacked structure decreases according to the proportional relationship.
  • “continuously decreasing” includes a case where the thickness of the first stacked structure and / or the second stacked structure decreases according to an inversely proportional relationship or an exponential relationship.
  • “continuously decreasing” includes the case where the thickness tends to decrease from the substrate side toward the surface side. This is because the effects of the present invention can be obtained even in this case. For example, a case where the thickness of a part of the coating layer slightly increases from the substrate side to the surface side is also included in the scope of the present invention.
  • “decrease in steps” means, for example, that the thickness of the first laminated structure and / or the second laminated structure is irregularly reduced from the substrate side to the surface side.
  • “decrease in steps” includes a case where the thickness of only the first laminated structure and / or the second laminated structure on the outermost surface is reduced.
  • “decrease in steps” includes a case where the thickness tends to decrease from the substrate side toward the surface side. This is because the effects of the present invention can be obtained even in this case. For example, a case where the thickness of a part of the coating layer slightly increases from the substrate side to the surface side is also included in the scope of the present invention.
  • the ratio of TA1 to TB1 ((TA1 / TB1) ⁇ 100 ) Is preferably 5% to 50%, more preferably 5% to 30%. If the ratio of TA1 to TB1 is less than 5%, the effect of suppressing cracks from progressing to the substrate may be reduced. On the other hand, when the ratio of TA1 to TB1 exceeds 50%, the effect of suppressing the cracks from progressing to the substrate may be reduced.
  • the ratio of TA2 to TB2 ((TA2 / TB2) ⁇ 100 ) Is preferably 5% to 50%, more preferably 5% to 30%.
  • the ratio of TA2 to TB2 is less than 5%, the effect of suppressing cracks from progressing to the substrate may be reduced.
  • the wear resistance may be reduced.
  • the ratio of TA2 to TB2 exceeds 50%, the effect of suppressing the cracks from progressing to the substrate may be reduced.
  • the average thickness of each layer constituting the first laminated structure and the second laminated structure is continuously or intermittently reduced from the substrate side toward the surface side of the coating layer. This is because a decrease in wear resistance is suppressed and fracture resistance is improved.
  • continuously decreasing means, for example, that the average thickness of each layer constituting the first laminated structure and / or the second laminated structure is proportional from the substrate side to the surface side. It means to decrease according to a certain regularity.
  • “continuously decreasing” is not limited to the case where the average thickness of each layer constituting the first stacked structure and / or the second stacked structure decreases according to the proportional relationship.
  • “continuously decreasing” includes the case where the thickness of each layer decreases according to an inversely proportional relationship or an exponential relationship.
  • continuously decreasing includes the case where the thickness tends to decrease from the substrate side toward the surface side. This is because the effects of the present invention can be obtained even in this case. For example, a case where the thickness of a part of the coating layer slightly increases from the substrate side to the surface side is also included in the scope of the present invention.
  • stepwise decrease means, for example, that the average thickness of each layer constituting the first laminated structure and / or the second laminated structure is irregularly reduced from the substrate side to the surface side.
  • stepwise includes the case where the average thickness of only the layers constituting the outermost first laminated structure and / or second laminated structure is reduced.
  • decrease in steps includes a case where the thickness tends to decrease from the substrate side toward the surface side. This is because the effect of the present invention can be obtained even in this case. For example, a case where the thickness of a part of the coating layer slightly increases from the substrate side to the surface side is also included in the scope of the present invention.
  • the ratio of TC1 to TD1, where TC1 is the average thickness of the layers included in the first laminated structure closest to the surface of the coating layer and TD1 is the average thickness of the layers included in the first laminated structure closest to the substrate ((TC1 / TD1) ⁇ 100) is preferably 12% to 70%, and more preferably 30% to 60%.
  • the ratio of TC1 to TD1 is less than 12%, the hardness on the surface side of the coating layer tends to increase, and the fracture resistance tends to decrease.
  • the ratio of TC1 to TD1 exceeds 70%, the wear resistance on the surface side of the coating layer tends to decrease.
  • the “average thickness of the layers included in the first laminated structure” is a value obtained as follows.
  • the A1 layer and the B1 layer are repeatedly stacked 100 times in this order, such as A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ ... Ask.
  • a value obtained by dividing the total of the stacking periods by 100, which is the number of repetitions, is obtained.
  • This value is “the average thickness of the layers included in the first laminated structure”. That is, when the first laminated structure is “A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ A1 layer ⁇ B1 layer ⁇ ...”,
  • the average thickness of “A1 layer ⁇ B1 layer” is “first laminated structure” Is the average thickness of the layers contained in.
  • the ratio of TC2 to TD2, where TC2 is the average thickness of the layers included in the second laminated structure closest to the surface of the coating layer and TD2 is the average thickness of the layers included in the second laminated structure closest to the substrate ((TC2 / TD2) ⁇ 100) is preferably 5% or more and 70% or less, and more preferably 30% or more and 60% or less.
  • TC2 to TD2 is less than 5%, the hardness on the surface side of the coating layer tends to increase, and the fracture resistance tends to decrease.
  • the ratio of TC2 to TD2 exceeds 70%, the wear resistance on the surface side of the coating layer tends to decrease.
  • the “average thickness of the layers included in the second stacked structure” is a value obtained as follows. For example, when the A2 layer and the B2 layer are repeatedly stacked 100 times in this order, such as A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ A2 layer ⁇ B2 layer ⁇ ... Ask. Next, a value obtained by dividing the total of the stacking periods by 100, which is the number of repetitions, is obtained. This value is “the average thickness of the layers included in the second laminated structure”.
  • the average thickness of “A2 layer ⁇ B2 layer” is “second laminated structure”. Is the average thickness of the layers contained in.
  • the method for producing the coating layer in the coated tool of the present invention is not particularly limited.
  • the coating layer can be manufactured by a physical vapor deposition method such as an ion plating method, an arc ion plating method, a sputtering method, or an ion mixing method.
  • the first laminated structure and the second laminated structure described above can be formed on the substrate by physical vapor deposition.
  • the coating layer formed by the arc ion plating method has high adhesion to the substrate. Therefore, among these, the arc ion plating method is preferable.
  • Each layer can be formed on the surface of the substrate by a conventional coating method. Thereby, the coated tool of this invention can be manufactured.
  • the manufacturing method of the coated tool of this invention is as follows, for example.
  • the base material processed into the tool shape is placed in a reaction vessel of a physical vapor deposition apparatus.
  • the inside of the reaction vessel is evacuated until the pressure becomes 1 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa or less.
  • the substrate is heated to 200 to 800 ° C. with a heater in the reaction vessel.
  • Ar gas is introduced into the reaction vessel, and the pressure is adjusted to 0.5 to 5.0 Pa.
  • a bias voltage of ⁇ 200 to ⁇ 1000 V is applied to the substrate in an Ar gas atmosphere at a pressure of 0.5 to 5.0 Pa.
  • a current of 5 to 20 A is passed through the tungsten filament in the reaction vessel.
  • the surface of the substrate is subjected to ion bombardment treatment with Ar gas. After the surface of the substrate is subjected to ion bombardment, the inside of the reaction vessel is evacuated until the pressure becomes 1 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa or less.
  • a reactive gas such as nitrogen gas is introduced into the reaction vessel.
  • the pressure in the reaction vessel is set to 0.5 to 5.0 Pa, and a bias voltage of ⁇ 10 to ⁇ 150 V is applied to the substrate.
  • Each layer can be formed on the surface of the substrate by evaporating a metal evaporation source corresponding to the metal component of each layer by arc discharge.
  • two or more types of metal evaporation sources placed at separate positions are simultaneously evaporated by arc discharge, and a table constituting the first laminated structure or the second laminated structure is formed by rotating a table on which a base is fixed. be able to.
  • the thickness of each layer constituting the first laminated structure or the second laminated structure can be controlled by adjusting the number of rotations of the table to which the base material in the reaction vessel is fixed. It is also possible to form a layer constituting the first laminated structure or the second laminated structure by alternately evaporating two or more kinds of metal evaporation sources by arc discharge. In this case, the thickness of each layer constituting the first laminated structure or the second laminated structure can be controlled by adjusting the arc discharge time of the metal evaporation source.
  • the thickness of each layer constituting the coating layer and the thickness of each laminated structure can be measured by observing the cross-sectional structure of the coating tool.
  • the thickness of each layer constituting the coating layer and the thickness of each laminated structure can be measured using an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), or the like.
  • the average thickness of each layer constituting the coating layer and the average thickness of each laminated structure can be determined as follows. From the cutting edge of the surface facing the metal evaporation source, the cross section of the coated tool is observed at three or more locations in the vicinity of the position of 50 ⁇ m toward the center of the surface. From the observed cross section, the thickness of each layer and the thickness of each laminated structure are measured. The average thickness can be obtained by calculating the average value of the measured thicknesses.
  • composition of each layer of the coated tool of the present invention can be measured from the cross-sectional structure of the coated tool using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS), a wavelength dispersive X-ray analyzer (WDS), or the like.
  • EDS energy dispersive X-ray analyzer
  • WDS wavelength dispersive X-ray analyzer
  • coated tool of the present invention include a milling tool or a turning tool.
  • examples of such tools include a cutting edge exchange type cutting insert, a drill, and an end mill.
  • an ISO standard SEEN1203AGTN insert-shaped cemented carbide equivalent to P10 was prepared as a base material.
  • a metal evaporation source having the composition of each layer shown in Table 1 and Table 2 was placed in the reaction vessel of the arc ion plating apparatus.
  • the prepared base material was fixed to the fixture of the turntable in the reaction vessel.
  • the inside of the reaction vessel was evacuated until the pressure became 5.0 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa or less.
  • the substrate was heated with a heater in the reaction vessel until the temperature reached 500 ° C.
  • Ar gas was introduced into the reaction vessel so that the pressure in the reaction vessel was 5.0 Pa.
  • a bias voltage of ⁇ 1000 V was applied to the substrate in an Ar gas atmosphere at a pressure of 5.0 Pa.
  • a current of 10 A was passed through the tungsten filament in the reaction vessel.
  • the surface of the base material was subjected to ion bombardment treatment with Ar gas for 30 minutes. After completion of the ion bombardment treatment, the reaction vessel was evacuated until the pressure in the reaction vessel became 5.0 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa or less.
  • the A1 layer metal evaporation source and the B1 layer metal evaporation source are alternately evaporated by arc discharge to form the A1 layer.
  • B1 layer was formed.
  • each arc discharge time was adjusted so that A1 layer and B1 layer may have the thickness shown in Table 3.
  • the X layer and the Y layer were similarly formed by alternately evaporating the metal evaporation source of the X layer and the metal evaporation source of the Y layer by arc discharge.
  • the thickness of the X layer and the thickness of the Y layer were controlled by adjusting the arc discharge time when each layer was formed.
  • the A2 layer metal evaporation source and the B2 layer metal evaporation source are simultaneously evaporated by arc discharge, and the A2 layer and B2 layer are evaporated.
  • a layer was formed.
  • the number of rotations of the table was adjusted in the range of 0.2 to 10 min ⁇ 1 so that the thicknesses A2 and B2 were as shown in Table 3.
  • the X layer and the Y layer were vaporized by arc discharge at the same time to form the X layer and the Y layer.
  • the thickness of the X layer and the thickness of the Y layer were controlled by adjusting the number of rotations of the table in the range of 0.2 to 10 min ⁇ 1 .
  • the comparative product 5 is composed of alternately stacked thin layers and thick layers.
  • the thickness of the layer constituting the comparative product 5 was controlled by adjusting the arc discharge time and the rotation speed of the table.
  • the number of rotations of the table was adjusted in the range of 0.2 to 10 min ⁇ 1 .
  • the single layer of Comparative Product 6 was formed by applying a bias voltage of ⁇ 50 V to the substrate and evaporating the metal evaporation source by arc discharge with an arc current of 200 A.
  • Each layer was formed on the surface of the substrate until the predetermined thickness shown in Table 3 and Table 4 was reached. Thereafter, the heater was turned off and the sample was taken out from the reaction vessel after the sample temperature became 100 ° C. or lower.
  • the average thickness of each layer and the average thickness of each laminated structure of the obtained sample were determined as follows. Three cross-sections were observed with a TEM in the vicinity of the position of 50 ⁇ m from the cutting edge of the surface facing the metal evaporation source of the coated tool toward the center of the surface. The thickness of each layer and the thickness of each laminated structure were measured, and the average value of the measured thicknesses was calculated.
  • the composition of each layer of the obtained sample was determined as follows. The composition was measured using EDS in a cross section at a position of 50 ⁇ m from the blade edge of the surface facing the metal evaporation source of the coated tool toward the center of the surface. These measurement results are also shown in Tables 1 to 4. Note that the composition ratio of the metal element in each layer in Tables 1 to 4 indicates the atomic ratio of each metal element to the entire metal element in the metal compound constituting each layer.
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 1 are as follows. 11m or more ⁇ 10.5m or more and less than 11 ⁇ 10m or more and less than 10.5m ⁇ Less than 10m ⁇
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 2 are as follows. 5m or more ⁇ 4.5m or more and less than 5m ⁇ 4m or more and less than 4.5m ⁇ Less than 4m ⁇
  • the ranking of this evaluation is (excellent) ⁇ > ⁇ > ⁇ > ⁇ (inferior).
  • a rating of ⁇ or ⁇ means that the cutting performance is excellent.
  • Table 6 The obtained comprehensive evaluation results are shown in Table 6.
  • the results of the abrasion resistance test of the invention were over ⁇ .
  • the result of the abrasion resistance test of the invention product was equivalent to or better than that of the comparative product in that it did not have x.
  • the results of the fracture resistance test of all the inventive products were ⁇ or ⁇ .
  • the result of the fracture resistance test of the comparative product was ⁇ or ⁇ . From this result, it can be seen that the inventive product is more excellent in fracture resistance than the comparative product. From this result, it can be seen that the tool life of the invention is long. As can be seen from the results, according to the present invention, the fracture resistance could be improved without reducing the wear resistance of the coated tool.
  • an ISO standard SEEN1203AGTN insert-shaped cemented carbide equivalent to P10 was prepared as a base material.
  • a metal evaporation source having the composition of each layer shown in Table 7 was placed in the reaction vessel of the arc ion plating apparatus.
  • Samples having the layer configurations shown in Tables 8 and 9 were produced by the same production method as in Example 1.
  • Inventive product 10 and comparative product 10 were produced as follows.
  • a metal evaporation source having the composition of each layer shown in Table 7 was placed in the reaction vessel of the arc ion plating apparatus.
  • a mixed gas of N 2 gas and CH 4 gas was introduced into the reaction vessel.
  • the pressure in the reaction vessel is 2.7 Pa.
  • Each layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the atmosphere in the reaction vessel was set in this way, and samples having the layer configurations shown in Tables 8 and 9 were produced.
  • Inventive product 18 was produced as follows. A metal evaporation source having the composition of each layer shown in Table 7 was placed in the reaction vessel of the arc ion plating apparatus. When forming the oxide layer, O 2 gas was introduced into the reaction vessel, and the pressure in the reaction vessel was controlled to 2.7 Pa. Thereafter, when forming the nitride layer, O 2 gas was exhausted from the reaction vessel, N 2 gas was introduced into the reaction vessel, and the pressure in the reaction vessel was controlled to 2.7 Pa. Samples having a layer configuration shown in Tables 8 and 9 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the atmosphere in the reaction vessel was set in this way.
  • Example 1 The average thickness of each layer of the obtained sample and the composition of each layer were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 8-10. Moreover, the same cutting test 1 and the cutting test 2 as Example 1 were performed using the obtained sample, and abrasion resistance and fracture resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 11.
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 1 are as follows. 11m or more ⁇ 10.5m or more and less than 11 ⁇ 10m or more and less than 10.5m ⁇ Less than 10m ⁇
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 2 are as follows. 5m or more ⁇ 4.5m or more and less than 5m ⁇ 4m or more and less than 4.5m ⁇ Less than 4m ⁇
  • the ranking of this evaluation is (excellent) ⁇ > ⁇ > ⁇ > ⁇ (inferior).
  • a rating of ⁇ or ⁇ means that the cutting performance is excellent.
  • the obtained comprehensive evaluation results are shown in Table 11.
  • the results of the abrasion resistance test of the invention products were ⁇ or more.
  • the result of the abrasion resistance test of the invention product was equivalent to or better than that of the comparative product in that it did not have x.
  • the results of the fracture resistance test of all the inventive products were ⁇ or ⁇ .
  • the result of the fracture resistance test of the comparative product was ⁇ or ⁇ . From this result, it can be seen that the inventive product is more excellent in fracture resistance than the comparative product. From this result, it can be seen that the tool life of the invention is long. As can be seen from the results, according to the present invention, the fracture resistance could be improved without reducing the wear resistance of the coated tool.
  • Invention products 21 to 27 and comparative products 11 to 13 were produced as follows.
  • As a base material an ISO standard SEEN1203AGTN insert-shaped cemented carbide equivalent to P10 was prepared.
  • a metal evaporation source having the composition of each layer shown in Table 12 and Table 13 was placed in the reaction vessel of the arc ion plating apparatus. Samples having the layer configurations shown in Tables 13, 14 and 16 were produced by the same production method as in Example 1.
  • Example 1 The average thickness of each layer of the obtained sample and the composition of each layer were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 12-17. Moreover, the same cutting test 1 and the cutting test 2 as Example 1 were performed using the obtained sample, and abrasion resistance and fracture resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 18.
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 1 are as follows. 11m or more ⁇ 10.5m or more and less than 11 ⁇ 10m or more and less than 10.5m ⁇ Less than 10m ⁇
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 2 are as follows. 5m or more ⁇ 4.5m or more and less than 5m ⁇ 4m or more and less than 4.5m ⁇ Less than 4m ⁇
  • the ranking of this evaluation is (excellent) ⁇ > ⁇ > ⁇ > ⁇ (inferior).
  • a rating of ⁇ or ⁇ means that the cutting performance is excellent.
  • the obtained comprehensive evaluation results are shown in Table 18.
  • the results of the abrasion resistance test of the invention were ⁇ .
  • the result of the abrasion resistance test of the invention product was equivalent to or better than that of the comparative product in that it did not have x.
  • the result of the fracture resistance test of all the inventive products was ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the result of the fracture resistance test of the comparative product was ⁇ . From this result, it can be seen that the inventive product is more excellent in fracture resistance than the comparative product. From this result, it can be seen that the tool life of the invention is long. As can be seen from the results, according to the present invention, the fracture resistance could be improved without reducing the wear resistance of the coated tool.
  • Invention products 28 to 30 were produced as follows.
  • As a base material an ISO standard SEEN1203AGTN insert-shaped cemented carbide equivalent to P10 was prepared.
  • a metal evaporation source having the composition of each layer shown in Table 19 was placed in the reaction vessel of the arc ion plating apparatus.
  • Samples having the layer configurations shown in Table 20 and Table 21 were produced by the same manufacturing method as in Example 1.
  • Example 1 The average thickness of each layer of the obtained sample and the composition of each layer were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 19-22. Moreover, the same cutting test 1 and the cutting test 2 as Example 1 were performed using the obtained sample, and abrasion resistance and fracture resistance were evaluated. The evaluation results are shown in Table 23.
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 1 are as follows. 11m or more ⁇ 10.5m or more and less than 11 ⁇ 10m or more and less than 10.5m ⁇ Less than 10m ⁇
  • the evaluation criteria for the machining length up to the tool life of the cutting test 2 are as follows. 5m or more ⁇ 4.5m or more and less than 5m ⁇ 4m or more and less than 4.5m ⁇ Less than 4m ⁇
  • the ranking of this evaluation is (excellent) ⁇ > ⁇ > ⁇ > ⁇ (inferior).
  • a rating of ⁇ or ⁇ means that the cutting performance is excellent. Table 23 shows the results of the comprehensive evaluation obtained.
  • the result of the abrasion resistance test of the product was ⁇ .
  • the result of the abrasion resistance test of the invention did not have x.
  • the result of the fracture resistance test of all the inventive products was ⁇ ⁇ ⁇ . From this result, it can be seen that the inventive product is excellent in fracture resistance. From this result, it can be seen that the inventive product has a long tool life despite having the lower layer and / or the upper layer. As can be seen from the results, according to the present invention, the fracture resistance can be improved without reducing the wear resistance of the coated tool.
  • the fracture resistance can be improved without reducing the wear resistance of the coated tool.
  • the tool life can be extended as compared with the prior art. Therefore, the industrial applicability of the present invention is high.

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Abstract

　従来の工具よりも工具寿命を延長できる被覆工具を提供する。　被覆工具は、基材と、基材の表面に形成された被覆層とを含む。被覆層は、第１積層構造と、第２積層構造とを含む。第１積層構造と、第２積層構造は、交互に２回以上連続して積層されている。第１積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含み、前記２種類の層は、交互に２回以上積層されている。第１の積層構造に含まれる層の平均の厚みは、６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第２積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含み、前記２種類の層は、交互に２回以上積層されている。第２の積層構造に含まれる層の平均の厚みは、２ｎｍ以上６０ｎｍ未満である。第１積層構造および第２積層構造に含まれる層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｙ、ＳｎおよびＢｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素とを含む化合物を含む。第１積層構造および／または第２積層構造の平均厚さは、基材側から被覆層の表面側に向かって、連続的または段階的に減少している。

Description

被覆工具
　本発明は、被覆工具に関するものである。
　近年、切削加工の高能率化の要求が高まっている。この要求の高まりに伴い、従来よりも工具寿命の長い切削工具が求められている。このため、工具材料に要求される特性として、切削工具の寿命に関係する特性を向上させることが重要となっている。例えば、切削工具の耐摩耗性および耐欠損性を向上させることが一段と重要になっている。これらの特性を向上させるため、被膜を交互に積層した交互積層膜を基材上に形成した被覆工具が用いられている。
　このような交互積層膜の特性を改善するために、様々な技術が提案されている。たとえば、特許文献１には、特定の金属元素あるいはその化合物と、特定の合金化合物とを積層周期０．４ｎｍ～５０ｎｍで母材表面に積層した切削工具が提案されている。この切削工具は、優れた耐摩耗性を示すことが記載されている。
　特許文献２には、基体の表面に、第１層と第２層とを交互に４層以上になるように積層した切削工具が提案されている。第１層は、（Ｔｉ１－ＸＡｌＸ）Ｎ（原子比で、Ｘ：０．３０～０．７０）の組成式で示される複合窒化物を含む。第２層は、酸化アルミニウム相と窒化チタン相を含む。第２層における酸化アルミニウム相の割合は、酸化アルミニウム相と窒化チタン相との合計に対して、３５～６５質量％である。第１層および第２層の平均厚さは、それぞれ、０．２～１μｍである。第１層および第２層の全体の平均厚さは、２～１０μｍである。この切削工具は、優れた耐摩耗性を示すことが記載されている。
　特許文献３には、第１積層構造と第２積層構造とを含む被覆工具が提案されている。第１積層構造は、組成が異なる２以上の層を周期的に積層した構造を有している。第１積層構造に含まれる各層の平均厚さは、６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第２積層構造は、組成が異なる２以上の層を周期的に積層した構造を有している。第２積層構造に含まれる各層の平均厚さは、２ｎｍ以上６０ｎｍ未満である。
特開平７－２０５３６１号公報 特開２００３－２００３０６号公報 国際公開ＷＯ２０１４／０２５０５７
　近年、切削加工の高速化、高送り化、および深切り込み化がより顕著になっている。このため、工具の欠損が発生することが多くなった。例えば、加工中に刃先にかかる負荷により、工具表面にクラックが発生する。このクラックが基材へ進展することによって、工具の欠損が発生する。また、刃先の温度が急激に増加あるいは減少することによって、基材にクラックが発生する。このクラックが被覆層に進展することによって、工具の欠損が発生する。
　この様な背景により、上記特許文献１に記載された切削工具は、高い耐摩耗性を示すものの、工具の欠損が生じやすいという問題がある。特許文献２に記載された切削工具は、被膜の硬度が不十分なため、耐摩耗性が劣るという問題がある。特許文献３に記載された切削工具は、耐欠損性が不十分なため、要求された性能を満たすことができない。
　本発明は、これらの問題を解決するためになされたものである。本発明は、被覆工具の耐摩耗性を低下させずに、耐欠損性を向上させることを目的とする。また、本発明は、工具寿命の長い被覆工具を提供することを目的とする。
　本発明者らは、被覆工具の工具寿命の延長について研究を重ねた。本発明者らは、被覆層の構成を改良することによって、被覆工具の耐摩耗性を低下させずに、耐欠損性を向上させることができた。その結果、被覆工具の工具寿命を延長することができた。
　すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
　（１）基材と、
　前記基材の表面に形成された被覆層とを含み、
　前記被覆層は、第１積層構造と、第２積層構造とを含み、
　前記第１積層構造と、前記第２積層構造は、交互に２回以上連続して積層されており、
　前記第１積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含み、前記２種類の層は、交互に２回以上積層されており、
　前記第１の積層構造に含まれる層の平均の厚みは、６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、
　前記第２積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含み、前記２種類の層は、交互に２回以上積層されており、
　前記第２の積層構造に含まれる層の平均の厚みは、２ｎｍ以上６０ｎｍ未満であり、
　前記第１積層構造および前記第２積層構造に含まれる層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｙ、ＳｎおよびＢｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素とを含む化合物を含み、
　前記第１積層構造および／または前記第２積層構造の平均厚さは、前記基材側から前記被覆層の表面側に向かって、連続的または段階的に減少している、被覆工具。
　（２）前記第１積層構造の平均厚さは、０．２μｍ以上６μｍ以下である、（１）の被覆工具。
　（３）前記第２積層構造の平均厚さは、０．０２μｍ以上６μｍ以下である、（１）または（２）の被覆工具。
　（４）前記被覆層全体の平均の厚みは、０．２２μｍ以上１２μｍ以下である、（１）から（３）のいずれかの被覆工具。
　（５）前記被覆層の表面に最も近い前記第１積層構造の平均厚さをＴＡ１、前記基材に最も近い前記第１積層構造の平均厚さをＴＢ１としたとき、ＴＢ１に対するＴＡ１の割合は、５％以上５０％以下である、（１）から（４）のいずれかの被覆工具。
　（６）前記被覆層の表面に最も近い前記第２積層構造の平均厚さをＴＡ２、前記基材に最も近い前記第２積層構造の平均厚さをＴＢ２としたとき、ＴＢ２に対するＴＡ２の割合は、５％以上５０％以下である、（１）から（５）のいずれかの被覆工具。
　（７）前記被覆層の表面に最も近い前記第１積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＣ１、前記基材に最も近い前記第１積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＤ１としたとき、ＴＤ１に対するＴＣ１の割合は、１２％以上７０％以下である、（１）から（６）のいずれかの被覆工具。
　（８）前記被覆層の表面に最も近い前記第２積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＣ２、前記基材に最も近い前記第２積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＤ２としたとき、ＴＤ２に対するＴＣ２の割合は、５％以上７０％以下である、（１）から（７）のいずれかの被覆工具。
　（９）前記第１積層構造に含まれる層および前記第２積層構造に含まれる層は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、ＳｒおよびＹからなる群から選択される少なくとも２種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素とを含む化合物を含む、（１）から（８）のいずれかの被覆工具。
　本発明の被覆工具は、耐摩耗性および耐欠損性に優れるので、従来よりも工具寿命を延長できるという効果を奏する。
本発明の被覆工具の断面組織の模式図の一例である。
　本発明の被覆工具は、基材と、基材の表面に形成された被覆層とを含む。本発明における基材は、被覆工具の基材として用いられるものであればよい。本発明における基材は、特に限定はされないが、例えば、超硬合金、サーメット、セラミックス、立方晶窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、高速度鋼である。これらの中では、超硬合金が好ましい。超硬合金は、耐摩耗性および耐欠損性に優れるからである。
　本発明の被覆工具において、被覆層全体の平均厚さは、０．２２～１２μｍであることが好ましい。被覆層の平均厚さが０．２２μｍ未満であると、被覆工具の耐摩耗性が低下する傾向がある。被覆層の平均厚さが１２μｍを超えると、被覆工具の耐欠損性が低下する傾向がある。被覆層全体の平均厚さは、１．０～８．０μｍであるとさらに好ましい。
　本発明の被覆工具において、被覆層は、特定の第１積層構造および第２積層構造を含む。第１積層構造および第２積層構造に含まれる各層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｙ、ＳｎおよびＢｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素を含む化合物を含む。本発明の被覆工具は、耐摩耗性に優れる。
　第１積層構造および第２積層構造に含まれる層は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、ＳｒおよびＹからなる群から選択される少なくとも２種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素から選択される少なくとも１種の非金属元素を含む化合物を含むことが、さらに好ましい。このような化合物は、硬い性質を有しているからである。第１積層構造を構成する層に含まれる化合物として、具体的には、（Ａｌ０．５０Ｔｉ０．５０）Ｎ、（Ａｌ０．６０Ｔｉ０．４０）Ｎ、（Ａｌ０．６７Ｔｉ０．３３）Ｎ、（Ａｌ０．６７Ｔｉ０．３３）ＣＮ、（Ａｌ０．４５Ｔｉ０．４５Ｓｉ０．１０）Ｎ、（Ａｌ０．４５Ｔｉ０．４５Ｙ０．１０）Ｎ、（Ａｌ０．５０Ｔｉ０．３０Ｃｒ０．２０）Ｎ、（Ａｌ０．５０Ｔｉ０．４５Ｎｂ０．０５）Ｎ、（Ａｌ０．５０Ｔｉ０．４５Ｔａ０．０５）Ｎ、（Ａｌ０．５０Ｔｉ０．４５Ｗ０．０５）Ｎ、（Ｔｉ０．９０Ｓｉ０．１０）Ｎ、（Ａｌ０．５０Ｃｒ０．５０）Ｎなどを挙げることができる。
　第１積層構造を構成する層に含まれる金属元素は、該第１積層構造を構成する他の層に含まれる金属元素と同一であることが好ましい。つまり、第１積層構造を構成する複数の層は、同一種類の金属元素で構成されることが好ましい。さらに、第１積層構造を構成する層に含まれる特定の金属元素の割合と、その層に隣接した第１積層構造を構成する他の層に含まれる特定の金属元素の割合との差の絶対値が、５原子％以上であることが好ましい。ここでいう「特定の金属元素の割合」とは、層に含まれる金属元素全体の原子数に対する、その層に含まれる特定の金属元素の原子数の割合（原子％）を意味する。
　第１積層構造がこのような構成であると、第１積層構造を構成するある層と、その層に隣接する層との密着性が低下することなく、層と層の界面において結晶格子が不整合になる。そのため、第１積層構造を構成する層と層の界面と平行な方向にクラックが進展しやすくなり、クラックが基材まで進展することを効果的に抑制することができる。
　上記の「ある層に含まれる特定の金属元素の割合と、その層に隣接した他の層に含まれる特定の金属元素の割合との差の絶対値が、５原子％以上である」について、さらに詳しく説明する。
　例えば、第１積層構造が、（Ａｌ０．５５Ｔｉ０．４５）Ｎ層と、（Ａｌ０．６７Ｔｉ０．３３）Ｎ層によって構成される場合、２つの層に含まれる金属元素の種類は同一である。なぜなら、２つの層は、ともにＡｌとＴｉを含むからである。この場合、（Ａｌ０．５５Ｔｉ０．４５）Ｎ層に含まれるＡｌの原子数は、金属元素全体の原子数に対して、５５原子％である。（Ａｌ０．６７Ｔｉ０．３３）Ｎ層に含まれるＡｌの原子数は、金属元素全体の原子数に対して、６７原子％である。これら二つの層におけるＡｌの原子数の割合の差は、１２原子％である。したがって、この場合、「差の絶対値が５原子％以上」という上記の条件が満たされている。
　例えば、第１積層構造が、（Ａｌ０．４９Ｔｉ０．３９Ｃｒ０．１２）Ｎ層と、（Ａｌ０．５６Ｔｉ０．３６Ｃｒ０．０８）Ｎ層によって構成される場合、２つの層に含まれる金属元素の種類は同一である。なぜなら、２つの層は、ともにＡｌとＴｉとＣｒを含むからである。この場合、２つの層に含まれるＴｉの原子数の割合の差は、３原子％である。２つの層に含まれるＣｒの原子数の割合の差は、４原子％である。これらの値は、それぞれ５原子％未満である。しかし、この場合であっても、２つの層に含まれるＡｌの原子数の割合の差は、７原子％であるので、「差の絶対値が５原子％以上」という上記の条件が満たされている。
　本明細書において、窒化物を（ＭａＬｂ）Ｎと表記する場合は、金属元素全体に対するＭ元素の原子比がａ、Ｌ元素の原子比がｂであることを意味する。例えば、（Ａｌ０．５５Ｔｉ０．４５）Ｎは、金属元素全体に対するＡｌ元素の原子比が０．５５であり、金属元素全体に対するＴｉ元素の原子比が０．４５であることを示す。すなわち、（Ａｌ０．５５Ｔｉ０．４５）Ｎは、金属元素全体に対するＡｌ元素の量が５５原子％であり、金属元素全体に対するＴｉ元素の量が４５原子％であることを示す。
　第２積層構造を構成する層に含まれる金属元素は、該第２積層構造を構成する他の層に含まれる金属元素と同一であることが好ましい。つまり、第２積層構造を構成する複数の層は、同一種類の金属元素で構成されることが好ましい。さらに、第２積層構造を構成する層に含まれる特定の金属元素の割合と、その層に隣接した第２積層構造を構成する他の層に含まれる特定の金属元素の割合との差の絶対値が、５原子％以上であることが好ましい。ここでいう「特定の金属元素の割合」とは、層に含まれる金属元素全体の原子数に対する、その層に含まれる特定の金属元素の原子数の割合（原子％）を意味する。
　第２積層構造がこのような構成であると、第２積層構造を構成するある層と、その層に隣接する層との密着性が低下することなく、層と層の界面において結晶格子が不整合になる。そのため、第２積層構造を構成する層と層の界面と平行な方向にクラックが進展しやすくなり、クラックが基材まで進展することを効果的に抑制することができる。上記の「ある層に含まれる特定の金属元素の割合と、その層に隣接した他の層に含まれる特定の金属元素の割合との差の絶対値が、５原子％以上である」の意味は、上記の第１積層構造について説明したのと同様である。
　本発明の被覆工具の別の態様として、第１積層構造を構成する層に含まれる金属元素と、その層に隣接した第１積層構造を構成する他の層に含まれる金属元素が、１種以上異なることが好ましい。金属元素が１種以上異なると、層と層の界面で結晶格子が不整合となり、層と層の界面に平行な方向にクラックが進展しやすくなるため、クラックが基材まで進展することを効果的に抑制することができるためである。
　例えば、第１積層構造が、（Ａｌ０．５０Ｔｉ０．５０）Ｎ層と、（Ａｌ０．５０Ｔｉ０．３０Ｃｒ０．２０）Ｎ層によって構成される場合、２つの層に含まれる金属元素を比較すると、この条件が満たされている。なぜなら、２つの層は、ＡｌとＴｉを含むが、Ｃｒは一方の層のみに含まれているからである。
　例えば、第１積層構造が、（Ａｌ０．５０Ｃｒ０．５０）Ｎ層と、（Ａｌ０．６７Ｔｉ０．３３）Ｎ層によって構成される場合も、２つの層に含まれる金属元素を比較すると、この条件が満たされている。なぜなら、２つの層は、Ａｌを含むが、ＣｒおよびＴｉは、一方の層のみに含まれているからである。
　同様に、本発明の被覆工具において、第２積層構造を構成する層に含まれる金属元素と、その層に隣接した第２積層構造を構成する他の層に含まれる金属元素が、１種以上異なることが好ましい。金属元素が１種以上異なると、層と層の界面で結晶格子が不整合となり、層と層の界面に平行な方向にクラックが進展しやすくなるため、クラックが基材まで進展することを効果的に抑制することができるためである。
　本発明の被覆工具は、被覆層を含む。被覆層は、第１積層構造を含む。第１積層構造は、上記の化合物からなる２以上の層を含む。第１積層構造に含まれる各層の平均厚さは、６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第１積層構造に含まれる２以上の層は、周期的に積層されている。この周期的な積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含む。これらの２種類の層は、交互に２回以上積層されていることが好ましい。組成が異なる２種類の層が交互に２回以上積層されると、クラックの進展が抑制されるため、被覆工具の耐欠損性がさらに向上する。
　本発明において、層の積層が繰り返される最小単位の厚さを「積層周期」という。
　図１は、本発明の被覆工具の断面組織の模式図の一例である。以下、図１を参照して、積層周期について説明する。
　例えば、組成が異なるＡ１層、Ｂ１層、Ｃ１層、およびＤ１層を、基材（１）から被覆層（２）の表面に向かって繰り返し積層する。具体的には、これらの層を、Ａ１層→Ｂ１層→Ｃ１層→Ｄ１層→Ａ１層→Ｂ１層→Ｃ１層→Ｄ１層→…の順で積層する。この場合、Ａ１層からＤ１層までの厚みの合計が、「積層周期」である。
　例えば、組成が異なるＡ１層とＢ１層を、基材（１）から被覆層（２）の表面に向かって繰り返し積層する。具体的には、これらの層を、Ａ１層→Ｂ１層→Ａ１層→Ｂ１層→Ａ１層→Ｂ１層→…の順で積層する。この場合、Ａ１層の厚みとＢ１層の厚みの合計が、「積層周期」である。
　第１積層構造を形成するために、組成が異なる少なくとも２種類の層を、周期的に積層させる。各層の平均厚さは、６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第１積層構造がこのように形成されることにより、以下の効果が得られる。
　被覆工具の使用中に被覆層の表面に発生したクラックは、第１積層構造に到達する。第１積層構造に到達したクラックは、組成の異なる層と層との界面に平行な方向に進展する。これにより、クラックが基材まで進展することを防止する効果が得られる。このような効果は、組成が異なる２つの層を交互に２回以上積層することによって、さらに高くなる。具体的には、組成が異なるＡ１層とＢ１層を、基材から被覆層の表面に向かって、交互に２回以上積層することが好ましい。つまり、第１積層構造は、Ａ１層→Ｂ１層→Ａ１層→Ｂ１層→…のような交互積層構造を含むことが好ましい。
　第１積層構造に含まれる各層の平均厚さが６０ｎｍ未満である場合、クラックが基材まで進展することを十分に防止することができない。一方、各層の平均厚さが５００ｎｍを超える場合、被覆工具の耐欠損性が低下する。したがって、第１積層構造に含まれる各層の平均厚さは、６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第１積層構造に含まれる各層の平均厚さは、６０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であると好ましい。
　第１積層構造の平均厚さが０．２μｍ未満である場合、組成の異なる層を周期的に積層させる回数（繰り返し数）が少なくなる。この場合、基材までクラックが進展することを抑制する効果が低下する。一方、第１積層構造の平均厚さが６μｍを超える場合、被覆層全体の残留圧縮応力が高くなる。その結果、被覆層の剥離や欠損が生じやすくなるため、被覆工具の耐欠損性が低下する。したがって、第１積層構造の平均厚さは、０．２～６μｍであることが好ましい。
　本発明の被覆工具は、被覆層を含む。被覆層は、第２積層構造を含む。第２積層構造は、上記の化合物からなる２つ以上の層を含む。第２積層構造に含まれる各層の平均厚さは、２ｎｍ以上６０ｎｍ未満である。第２積層構造に含まれる２つ以上の層は、周期的に積層されている。この周期的な積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含む。これらの２種類の層は、交互に２回以上積層されていることが好ましい。組成が異なる２種類の層が交互に２回以上積層されると、第２積層構造の硬度が高くなるため、被覆工具の耐摩耗性がさらに向上する。
　第２積層構造においても、層の積層が繰り返される最小単位の厚さを「積層周期」という。
　例えば、図１において、組成が異なるＡ２層、Ｂ２層、Ｃ２層、Ｄ２層を、基材（１）から被覆層（２）の表面に向かって繰り返し積層する。具体的には、これらの層を、Ａ２層→Ｂ２層→Ｃ２層→Ｄ２層→Ａ２層→Ｂ２層→Ｃ２層→Ｄ２層→…の順で積層する。この場合、Ａ２層からＤ２層までの厚みの合計が、「積層周期」である。
　例えば、組成が異なるＡ２層とＢ２層を、基材（１）から被覆層（２）の表面に向かって繰り返し積層する。具体的には、これらの層を、Ａ２層→Ｂ２層→Ａ２層→Ｂ２層→Ａ２層→Ｂ２層→…の順で積層する。この場合、Ａ２層の厚みとＢ２層の厚みの合計が、「積層周期」である。
　第２積層構造を形成するために、組成が異なる少なくとも２種類の層を、周期的に積層させる。各層の平均厚さは、２ｎｍ以上６０ｎｍ未満である。第２積層構造がこのように形成されることにより、第２積層構造の硬度が高くなり、被覆工具の耐摩耗性が向上する効果が得られる。このような効果は、組成が異なる２つの層を交互に２回以上積層することによって、さらに高くなる。具体的には、組成が異なるＡ２層とＢ２層を、基材から被覆層の表面に向かって、交互に２回以上積層することが好ましい。つまり、第２積層構造は、Ａ２層→Ｂ２層→Ａ２層→Ｂ２層→…のような交互積層構造を含むことが好ましい。
　第２積層構造に含まれる各層の平均厚さが２ｎｍ未満である場合、均一な厚さの層を形成することが困難である。第２積層構造に含まれる各層の平均厚さが６０ｎｍ以上である場合、第２積層構造の硬度が低下するため、被覆工具の耐摩耗性が低下する。さらに、この場合、第２積層構造の厚みと第１積層構造の厚みとの差が小さくなる。その結果、第１積層構造と第２積層構造の界面に平行な方向にクラックが進展することで基材までクラックが進展することを抑制する効果が十分に得られない。そのため、第２積層構造に含まれる各層の平均厚さは、２ｎｍ以上６０ｎｍ未満である。第２積層構造に含まれる各層の平均厚さは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であると好ましい。
　第２積層構造の平均厚さが０．０２μｍ未満である場合、組成の異なる層を周期的に積層させる回数（繰り返し数）が少なくなる。この場合、第２積層構造の硬度が向上するという効果が得られない。一方、第２積層構造の平均厚さが６μｍを超える場合、第２積層構造の残留圧縮応力が高くなる。その結果、被覆層の剥離や欠損が生じやすくなるため、被覆工具の耐欠損性が低下する。したがって、第２積層構造の平均厚さは、０．０２～６μｍであることが好ましい。
　本発明の被覆工具は、被覆層を含む。被覆層は、耐欠損性に優れる第１積層構造と、耐摩耗性に優れる第２積層構造とを含む。これにより、本発明の被覆工具は、耐欠損性および耐摩耗性に優れる。被覆層は、上部層を含んでもよい。上部層は、第１積層構造および第２積層構造よりも被覆層の表面側に位置する層である。被覆層の表面側とは、被覆層の基材と反対側を意味する。また、被覆層は、下部層を含んでもよい。下部層は、第１積層構造および第２積層構造よりも基材側に位置する層である。
　上部層および下部層の構成は、特に限定はされない。上部層および下部層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｙ、ＳｎおよびＢｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素を含むことが好ましい。また、上部層および下部層は、これら金属元素から選択される少なくとも１種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素を含む化合物を含むことが好ましい。上部層および下部層の構成は、単層、または、非周期の多層であることが好ましい。上部層および下部層がこのような構成を有する場合、上部層および下部層の耐摩耗性が向上する。
　第１積層構造と第２積層構造は、交互に２つ以上連続して積層されていることが好ましい。第１積層構造と第２積層構造が交互に積層されると、クラックが第１積層構造と第２積層構造との界面と平行な方向に進展しやすくなる。その結果、クラックが基材まで進展することが抑制されるため、被覆工具の耐欠損性が向上する。
　第１積層構造と第２積層構造の位置関係は、特に限定されない。第１積層構造と第２積層構造の位置関係は、例えば、以下の（１）～（４）のいずれかである。
　（１）第１積層構造が基材に最も近く、第２積層構造が被覆層の表面に最も近い。
　（２）第２積層構造が基材に最も近く、第１積層構造が被覆層の表面に最も近い。
　（３）第１積層構造が、基材に最も近く、かつ、被覆層の表面に最も近い。
　（４）第２積層構造が、基材に最も近く、かつ、被覆層の表面に最も近い。
　上記（１）～（４）において、「被覆層の表面」とは、被覆層の基材と反対側の表面のことを意味する。
　上記の位置関係の中では、（１）が好ましい。第１積層構造と第２積層構造の位置関係が上記（１）である場合、第２積層構造の残留圧縮応力よりも第１積層構造の残留圧縮応力の方が低くなるため、被覆層の耐剥離性が向上する傾向があるからである。
　第１積層構造および／または第２積層構造の平均厚さは、基材側から被覆層の表面側に向かって、連続的または段階的に減少している。被覆層の耐摩耗性を低下させずに耐欠損性を向上させることができるからである。
　被覆層の表面側において、第１積層構造および／または第２積層構造の平均厚さが減少することにより、第１積層構造と第２積層構造との界面の間隔が短くなる。第１積層構造と第２積層構造との界面の間隔が短くなると、クラックが第１積層構造と第２積層構造との界面と平行な方向に進展しやすくなる。その結果、クラックが基材まで進展することを抑制する効果が得られるとともに、耐欠損性が向上する。そのため、第１積層構造および第２積層構造のいずれか一方の平均厚さを薄くすると、耐欠損性が向上する。第１積層構造および第２積層構造の両方の平均厚さを薄くすると、さらに耐欠損性が向上する。
　本発明において、「連続的に減少」とは、例えば、基材側から表面側に向かって第１積層構造および／または第２積層構造の厚さが比例関係のようなある規則性に従って減少することを意味する。しかし、「連続的に減少」は、第１積層構造および／または第２積層構造の厚さが比例関係に従って減少する場合に限定されない。例えば、「連続的に減少」は、第１積層構造および／または第２積層構造の厚さが反比例の関係や指数関係に従って減少する場合も含む。また、「連続的に減少」は、基材側から表面側に向かって厚さが減少する傾向がある場合も含む。この場合でも、本発明の効果が得られるからである。例えば、被覆層の一部の厚さが基材側から表面側に向かってわずかに増加する場合も、本発明の権利範囲に含まれる。
　本発明において、「段階的に減少」とは、例えば、基材側から表面側に向かって第１積層構造および／または第２積層構造の厚さが不規則に減少することを意味する。例えば、「段階的に減少」は、最表面の第１積層構造および／または第２積層構造のみの厚さが減少している場合も含む。また、「段階的に減少」は、基材側から表面側に向かって厚さが減少する傾向がある場合も含む。この場合でも、本発明の効果が得られるからである。例えば、被覆層の一部の厚さが基材側から表面側に向かってわずかに増加する場合も、本発明の権利範囲に含まれる。
　被覆層の表面に最も近い第１積層構造の平均厚さをＴＡ１、基材に最も近い第１積層構造の平均厚さをＴＢ１としたとき、ＴＢ１に対するＴＡ１の割合（（ＴＡ１／ＴＢ１）×１００）は、５％以上５０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がさらに好ましい。ＴＢ１に対するＴＡ１の割合が５％未満であると、クラックが基材まで進展することを抑制する効果が低下することがある。一方、ＴＢ１に対するＴＡ１の割合が５０％を超えると、クラックが基材まで進展することを抑制する効果が低下することがある。
　被覆層の表面に最も近い第２積層構造の平均厚さをＴＡ２、基材に最も近い第２積層構造の平均厚さをＴＢ２としたとき、ＴＢ２に対するＴＡ２の割合（（ＴＡ２／ＴＢ２）×１００）は、５％以上５０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がさらに好ましい。ＴＢ２に対するＴＡ２の割合が５％未満であると、クラックが基材まで進展することを抑制する効果が低下することがある。さらに、耐摩耗性も低下することがある。一方、ＴＢ２に対するＴＡ２の割合が５０％を超えると、クラックが基材まで進展することを抑制する効果が低下することがある。
　第１積層構造および第２積層構造を構成する各層の平均厚さは、基材側から被覆層の表面側に向かって連続的または断続的に減少していることが好ましい。耐摩耗性の低下が抑制され、耐欠損性が向上するからである。
　本発明において、「連続的に減少」とは、例えば、基材側から表面側に向かって、第１積層構造および／または第２積層構造を構成する各層の平均厚さが比例関係のようなある規則性に従って減少することを意味する。しかし、「連続的に減少」は、第１積層構造および／または第２積層構造を構成する各層の平均厚さが比例関係に従って減少する場合に限定されない。例えば、「連続的に減少」は、各層の厚さが反比例の関係や指数関係に従って減少する場合も含む。また、「連続的に減少」は、基材側から表面側に向かって厚さが減少する傾向がある場合も含む。この場合でも、本発明の効果が得られるからである。例えば、被覆層の一部の厚さが基材側から表面側に向かってわずかに増加する場合も、本発明の権利範囲に含まれる。
　本発明において、「段階的に減少」とは、例えば、基材側から表面側に向かって第１積層構造および／または第２積層構造を構成する各層の平均厚さが不規則に減少することを意味する。例えば、「段階的に減少」は、最表面の第１積層構造および／または第２積層構造を構成する各層のみの平均厚さが減少している場合も含む。また、「段階的に減少」は、基材側から表面側に向かって厚さが減少する傾向がある場合も含む。この場合でも、本発明の効果が得られからである。例えば、被覆層の一部の厚さが基材側から表面側に向かってわずかに増加する場合も、本発明の権利範囲に含まれる。
　被覆層の表面に最も近い第１積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＣ１、基材に最も近い第１積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＤ１としたとき、ＴＤ１に対するＴＣ１の割合（（ＴＣ１／ＴＤ１）×１００）は、１２％以上７０％以下が好ましく、３０％以上６０％以下がさらに好ましい。ＴＤ１に対するＴＣ１の割合が１２％未満であると、被覆層の表面側の硬度が高くなり、耐欠損性が低下する傾向がある。一方、ＴＤ１に対するＴＣ１の割合が７０％を超えると、被覆層の表面側の耐摩耗性が低下する傾向がある。
　なお、「第１積層構造に含まれる層の平均厚さ」は、以下のように求められる値である。
　例えば、Ａ１層→Ｂ１層→Ａ１層→Ｂ１層→Ａ１層→Ｂ１層→…のように、Ａ１層およびＢ１層をこの順番で１００回繰り返し積層した場合、１００回繰り返される積層周期の合計を求める。つぎに、積層周期の合計を、繰り返した回数である１００で割った値を求める。この値が、「第１積層構造に含まれる層の平均厚さ」である。つまり、第１積層構造が「Ａ１層→Ｂ１層→Ａ１層→Ｂ１層→Ａ１層→Ｂ１層→…」である場合、「Ａ１層→Ｂ１層」の平均厚さが、「第１積層構造に含まれる層の平均厚さ」である。
　被覆層の表面に最も近い第２積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＣ２、基材に最も近い第２積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＤ２としたとき、ＴＤ２に対するＴＣ２の割合（（ＴＣ２／ＴＤ２）×１００）は、５％以上７０％以下が好ましく、３０％以上６０％以下がさらに好ましい。ＴＤ２に対するＴＣ２の割合が５％未満であると、被覆層の表面側の硬度が高くなり、耐欠損性が低下する傾向がある。一方、ＴＤ２に対するＴＣ２の割合が７０％を超えると、被覆層の表面側の耐摩耗性が低下する傾向がある。
　なお、「第２積層構造に含まれる層の平均厚さ」は、以下のように求められる値である。
　例えば、Ａ２層→Ｂ２層→Ａ２層→Ｂ２層→Ａ２層→Ｂ２層→…のように、Ａ２層およびＢ２層をこの順番で１００回繰り返し積層した場合、１００回繰り返される積層周期の合計を求める。つぎに、積層周期の合計を、繰り返した回数である１００で割った値を求める。この値が、「第２積層構造に含まれる層の平均厚さ」である。つまり、第２積層構造が「Ａ２層→Ｂ２層→Ａ２層→Ｂ２層→Ａ２層→Ｂ２層→…」である場合、「Ａ２層→Ｂ２層」の平均厚さが、「第２積層構造に含まれる層の平均厚さ」である。
　本発明の被覆工具における被覆層の製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、被覆層は、イオンプレーティング法、アークイオンプレーティング法、スパッタ法、イオンミキシング法などの物理蒸着法によって製造することができる。例えば、物理蒸着法によって、基材上に、上記で説明した第１積層構造および第２積層構造を形成することができる。特に、アークイオンプレーティング法によって形成された被覆層は、基材との密着性が高い。したがって、これらの中では、アークイオンプレーティング法が好ましい。
　従来の被覆方法によって、基材の表面に、各層を形成することができる。これにより、本発明の被覆工具を製造することができる。
　本発明の被覆工具の製造方法は、例えば、以下の通りである。
　工具形状に加工した基材を、物理蒸着装置の反応容器内に入れる。つぎに、反応容器内を、圧力１×１０－２Ｐａ以下になるまで真空引きする。真空引きした後、反応容器内のヒーターで、基材を２００～８００℃に加熱する。加熱後、反応容器内に、Ａｒガスを導入して、圧力を０．５～５．０Ｐａとする。圧力０．５～５．０ＰａのＡｒガス雰囲気にて、基材に－２００～－１０００Ｖのバイアス電圧を印加する。反応容器内のタングステンフィラメントに、５～２０Ａの電流を流す。基材の表面を、Ａｒガスによるイオンボンバードメント処理する。基材の表面をイオンボンバードメント処理した後、反応容器内を、圧力１×１０－２Ｐａ以下になるまで真空引きする。
　次いで、窒素ガスなどの反応ガスを反応容器内に導入する。反応容器内の圧力を０．５～５．０Ｐａにして、基材に－１０～－１５０Ｖのバイアス電圧を印加する。各層の金属成分に応じた金属蒸発源をアーク放電により蒸発させることによって、基材の表面に各層を形成することができる。なお、離れた位置に置かれた２種類以上の金属蒸発源を同時にアーク放電により蒸発させ、基材を固定したテーブルを回転させて第１積層構造もしくは第２積層構造を構成する層を形成することができる。この場合、反応容器内の基材を固定したテーブルの回転数を調整することによって、第１積層構造もしくは第２積層構造を構成する各層の厚みを制御することができる。２種類以上の金属蒸発源を交互にアーク放電により蒸発させることによって、第１積層構造もしくは第２積層構造を構成する層を形成することもできる。この場合、金属蒸発源のアーク放電時間をそれぞれ調整することによって、第１積層構造もしくは第２積層構造を構成する各層の厚みを制御することができる。
　被覆層を構成する各層の厚さおよび各積層構造の厚さは、被覆工具の断面組織を観察することで測定することができる。例えば、被覆層を構成する各層の厚さおよび各積層構造の厚さは、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などを用いて測定することができる。
　被覆層を構成する各層の平均厚さおよび各積層構造の平均厚さは、次のように求めることができる。
　金属蒸発源に対向する面の刃先から、当該面の中心部に向かって５０μｍの位置の近傍において、被覆工具の断面を、３箇所以上で観察する。この観察した断面から、各層の厚さおよび各積層構造の厚さを測定する。測定した厚さの平均値を計算することによって、平均厚さを求めることができる。
　本発明の被覆工具の各層の組成は、被覆工具の断面組織から、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）や波長分散型Ｘ線分析装置（ＷＤＳ）などを用いて測定することができる。
　本発明の被覆工具の種類として、具体的には、フライス加工用または旋削加工用の工具を挙げることができる。このような工具の例として、刃先交換型切削インサート、ドリル、エンドミルを挙げることができる。
　基材として、ＩＳＯ規格ＳＥＥＮ１２０３ＡＧＴＮインサート形状のＰ１０相当の超硬合金を用意した。アークイオンプレーティング装置の反応容器内に、表１および表２に示す各層の組成になる金属蒸発源を配置した。用意した基材を、反応容器内の回転テーブルの固定金具に固定した。
　その後、反応容器内を、圧力が５．０×１０－３Ｐａ以下になるまで真空引きした。真空引き後、反応容器内のヒーターで、基材をその温度が５００℃になるまで加熱した。加熱後、反応容器内の圧力が５．０Ｐａになるように、反応容器内にＡｒガスを導入した。
　圧力５．０ＰａのＡｒガス雰囲気にて、基材に－１０００Ｖのバイアス電圧を印加した。反応容器内のタングステンフィラメントに、１０Ａの電流を流した。このような条件で、基材の表面に、Ａｒガスによるイオンボンバードメント処理を３０分間行った。イオンボンバードメント処理終了後、反応容器内の圧力が５．０×１０－３Ｐａ以下になるまで、反応容器内を真空引きした。
　真空引き後、窒素ガスを反応容器内に導入し、反応容器内を圧力２．７Ｐａの窒素ガス雰囲気にした。基材には、－５０Ｖのバイアス電圧を印加した。アーク電流２００Ａのアーク放電により金属蒸発源を蒸発させることで各層を形成した。
　発明品１～９および比較品１、２のＡ１層とＢ１層を形成するときは、Ａ１層の金属蒸発源と、Ｂ１層の金属蒸発源を、交互にアーク放電により蒸発させてＡ１層とＢ１層を形成した。このとき、Ａ１層とＢ１層が表３に示す厚みとなるように、それぞれのアーク放電時間を調整した。層の厚みが大きい比較品３においても、同様に、Ｘ層の金属蒸発源と、Ｙ層の金属蒸発源を、交互にアーク放電により蒸発させてＸ層とＹ層を形成した。このとき、Ｘ層の厚みと、Ｙ層の厚みは、それぞれの層を形成するときのアーク放電時間を調整して制御した。
　発明品１～９および比較品１、２のＡ２層とＢ２層を形成するときは、Ａ２層の金属蒸発源と、Ｂ２層の金属蒸発源を、同時にアーク放電により蒸発させてＡ２層とＢ２層を形成した。このとき、Ａ２層とＢ２層が表３に示す厚みとなるように、テーブルの回転数を０．２～１０ｍｉｎ－１の範囲で調整した。層の厚みが小さい比較品４においても、同様に、Ｘ層の金属蒸発源と、Ｙ層の金属蒸発源を、同時にアーク放電により蒸発させてＸ層とＹ層を形成した。このとき、Ｘ層の厚みと、Ｙ層の厚みは、テーブルの回転数を０．２～１０ｍｉｎ－１の範囲で調整することで制御した。
　比較品５は、交互に積層された厚みの小さい層と厚みの大きい層によって構成されている。比較品５を構成する層の厚みは、アーク放電時間と、テーブルの回転数を調整することで制御した。テーブルの回転数は、０．２～１０ｍｉｎ－１の範囲で調整した。
　比較品６の単層は、基材に－５０Ｖのバイアス電圧を印加して、アーク電流２００Ａのアーク放電により金属蒸発源を蒸発させて形成した。
　基材の表面に、表３および表４に示す所定の厚みになるまで各層を形成した。その後、ヒーターの電源を切り、試料温度が１００℃以下になった後で、反応容器内から試料を取り出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　得られた試料の各層の平均厚さおよび各積層構造の平均厚さは、次のように求めた。
　被覆工具の金属蒸発源に対向する面の刃先から当該面の中心部に向かって５０μｍの位置の近傍において、３箇所の断面をＴＥＭで観察した。各層の厚さ、および、各積層構造の厚さを測定し、測定した厚さの平均値を計算した。
　得られた試料の各層の組成は、次のように求めた。
　被覆工具の金属蒸発源に対向する面の刃先から当該面の中心部に向かって５０μｍの位置の断面において、ＥＤＳを用いて組成を測定した。
　これらの測定結果も、表１～４に示す。
　なお、表１～４の各層の金属元素の組成比は、各層を構成する金属化合物における金属元素全体に対する各金属元素の原子比を示す。
　表４に示した第１積層構造の平均厚さから、基材に最も近い第１積層構造の平均厚さに対する、被覆層の表面に最も近い第１積層構造の平均厚さの割合を求めた。同様に、表４に示した第２積層構造の平均厚さから、基材に最も近い第２積層構造の平均厚さに対する、被覆層の表面に最も近い第２積層構造の平均厚さの割合を求めた。それらの結果を、表５に示す。
　得られた試料を用いて、以下の切削試験１および切削試験２を行い、耐欠損性および耐摩耗性を評価した。その評価結果を表６に示す。
［切削試験１　耐欠損性評価］
被削材：ＳＣＭ４４０、
被削材形状：１０５ｍｍ×２２０ｍｍ×６０ｍｍの直方体（但し、正面フライス加工を行う直方体の１０５ｍｍ×２２０ｍｍの面に、直径φ４０ｍｍの穴が６箇所開けられている。）
切削速度：２６０ｍ／ｍｉｎ、
送り：０．４ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、
切り込み：２．０ｍｍ、
切削幅：１０５ｍｍ、
クーラント：無し、
カッター有効径:φ１２５ｍｍ、
評価項目：試料が欠損（試料の切れ刃部に欠けが生じる）するまでを工具寿命とした。試料が欠損するまでの加工長を測定した。
［切削試験２　耐摩耗性評価］
被削材：ＳＣＭ４４０、
被削材形状：１０５ｍｍ×２２０ｍｍ×６０ｍｍの直方体、
切削速度：２６０ｍ／ｍｉｎ、
送り：０．１２ｍｍ／ｔｏｏｔｈ、
切り込み：２．０ｍｍ、
切削幅：５０ｍｍ、
クーラント：無し、
カッター有効径:φ１００ｍｍ、
評価項目：最大逃げ面摩耗幅が０．２ｍｍに至るまでを工具寿命とした。最大逃げ面摩耗幅が０．２ｍｍに至るまでの加工長を測定した。
　切削試験１の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　１１ｍ以上　◎
　１０．５ｍ以上１１未満　○
　１０ｍ以上１０．５ｍ未満　△
　１０ｍ未満　×
　切削試験２の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　５ｍ以上　◎
　４．５ｍ以上５ｍ未満　○
　４ｍ以上４．５ｍ未満　△
　４ｍ未満　×
　この評価の順位は、（優）◎＞○＞△＞×（劣）である。◎または○の評価は、切削性能が優れることを意味する。得られた総合評価の結果を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表６の結果より、発明品の耐摩耗性試験の結果は、△以上であった。発明品の耐摩耗性試験の結果は、×を有さない点で、比較品と同等以上であった。また、すべての発明品の耐欠損性試験の結果は、◎または○であった。比較品の耐欠損性試験の結果は、△または×であった。この結果より、発明品は、比較品よりも、耐欠損性に優れることが分かる。この結果より、発明品の工具寿命が長くなっていることが分かる。この結果から分かるように、本発明によれば、被覆工具の耐摩耗性を低下させずに、耐欠損性を向上させることができた。
　基材として、ＩＳＯ規格ＳＥＥＮ１２０３ＡＧＴＮインサート形状のＰ１０相当の超硬合金を用意した。アークイオンプレーティング装置の反応容器内に、表７に示す各層の組成になる金属蒸発源を配置した。実施例１と同様な製造方法により、表８および９に示す層構成の試料を作製した。
　発明品１０と比較品１０を、次のように作製した。
　アークイオンプレーティング装置の反応容器内に、表７に示す各層の組成になる金属蒸発源を配置した。反応容器内に、Ｎ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスを導入した。混合ガス中のＮ２ガスとＣＨ４ガスの分圧比は、Ｎ２：ＣＨ４＝１：１である。反応容器内の圧力は、２．７Ｐａである。反応容器内の雰囲気をこのように設定した以外は、実施例１と同様に、各層を形成し、表８および９に示す層構成の試料を作製した。
　発明品１８を、次のように作製した。
　アークイオンプレーティング装置の反応容器内に、表７に示す各層の組成になる金属蒸発源を配置した。酸化物層を形成するときには、反応容器内にＯ２ガスを導入し、反応容器内の圧力を２．７Ｐａに制御した。その後、窒化物層を形成するときには、反応容器内からＯ２ガスを排気し、反応容器内にＮ２ガスを導入し、反応容器内の圧力を２．７Ｐａに制御した。反応容器内の雰囲気をこのように設定した以外は、実施例１と同様に、表８および９に示す層構成の試料を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　得られた試料の各層の平均厚さ、および、各層の組成を、実施例１と同様に測定した。それらの結果を、表８～１０に示す。また、得られた試料を用いて、実施例１と同じ切削試験１および切削試験２を行い、耐摩耗性および耐欠損性を評価した。その評価結果を、表１１に示す。
　切削試験１の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　１１ｍ以上　◎
　１０．５ｍ以上１１未満　○
　１０ｍ以上１０．５ｍ未満　△
　１０ｍ未満　×
　切削試験２の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　５ｍ以上　◎
　４．５ｍ以上５ｍ未満　○
　４ｍ以上４．５ｍ未満　△
　４ｍ未満　×
　この評価の順位は、（優）◎＞○＞△＞×（劣）である。◎または○の評価は、切削性能が優れることを意味する。得られた総合評価の結果を表１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　表１１の結果より、発明品の耐摩耗性試験の結果は、△以上であった。発明品の耐摩耗性試験の結果は、×を有さない点で、比較品と同等以上であった。また、すべての発明品の耐欠損性試験の結果は、◎または○であった。比較品の耐欠損性試験の結果は、△または×であった。この結果より、発明品は、比較品よりも、耐欠損性に優れることが分かる。この結果より、発明品の工具寿命が長くなっていることが分かる。この結果から分かるように、本発明によれば、被覆工具の耐摩耗性を低下させずに、耐欠損性を向上させることができた。
　発明品２１～２７および比較品１１～１３を、次のように作製した。
　基材として、ＩＳＯ規格ＳＥＥＮ１２０３ＡＧＴＮインサート形状のＰ１０相当の超硬合金を用意した。アークイオンプレーティング装置の反応容器内に、表１２および表１３に示す各層の組成になる金属蒸発源を配置した。実施例１と同様な製造方法により、表１３、１４および１６に示す層構成の試料を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　得られた試料の各層の平均厚さ、および、各層の組成を、実施例１と同様に測定した。それらの結果を、表１２～１７に示す。また、得られた試料を用いて、実施例１と同じ切削試験１および切削試験２を行い、耐摩耗性および耐欠損性を評価した。その評価結果を、表１８に示す。
　切削試験１の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　１１ｍ以上　◎
　１０．５ｍ以上１１未満　○
　１０ｍ以上１０．５ｍ未満　△
　１０ｍ未満　×
　切削試験２の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　５ｍ以上　◎
　４．５ｍ以上５ｍ未満　○
　４ｍ以上４．５ｍ未満　△
　４ｍ未満　×
　この評価の順位は、（優）◎＞○＞△＞×（劣）である。◎または○の評価は、切削性能が優れることを意味する。得られた総合評価の結果を表１８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　表１８の結果より、発明品の耐摩耗性試験の結果は、△であった。発明品の耐摩耗性試験の結果は、×を有さない点で、比較品と同等以上であった。また、すべての発明品の耐欠損性試験の結果は、◎であった。比較品の耐欠損性試験の結果は、△であった。この結果より、発明品は、比較品よりも、耐欠損性に優れることが分かる。この結果より、発明品の工具寿命が長くなっていることが分かる。この結果から分かるように、本発明によれば、被覆工具の耐摩耗性を低下させずに、耐欠損性を向上させることができた。
　発明品２８～３０を、次のように作製した。
　基材として、ＩＳＯ規格ＳＥＥＮ１２０３ＡＧＴＮインサート形状のＰ１０相当の超硬合金を用意した。アークイオンプレーティング装置の反応容器内に、表１９に示す各層の組成になる金属蒸発源を配置した。実施例１と同様な製造方法により、表２０および表２１に示す層構成の試料を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
　得られた試料の各層の平均厚さ、および、各層の組成を、実施例１と同様に測定した。それらの結果を、表１９～２２に示す。また、得られた試料を用いて、実施例１と同じ切削試験１および切削試験２を行い、耐摩耗性および耐欠損性を評価した。その評価結果を、表２３に示す。
　切削試験１の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　１１ｍ以上　◎
　１０．５ｍ以上１１未満　○
　１０ｍ以上１０．５ｍ未満　△
　１０ｍ未満　×
　切削試験２の工具寿命に至るまでの加工長の評価基準は、次の通りである。
　５ｍ以上　◎
　４．５ｍ以上５ｍ未満　○
　４ｍ以上４．５ｍ未満　△
　４ｍ未満　×
　この評価の順位は、（優）◎＞○＞△＞×（劣）である。◎または○の評価は、切削性能が優れることを意味する。得られた総合評価の結果を表２３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
　表２３の結果より、発明品の耐摩耗性試験の結果は、△であった。発明品の耐摩耗性試験の結果は、×を有していなかった。また、すべての発明品の耐欠損性試験の結果は、◎であった。この結果より、発明品は、耐欠損性に優れることが分かる。この結果より、発明品は、下部層および／または上部層を有するにもかかわらず、工具寿命が長くなっていることが分かる。この結果から分かるように、本発明によれば、被覆工具の耐摩耗性を低下させずに、耐欠損性を向上させることができる。
　本発明によれば、被覆工具の耐摩耗性を低下させずに、耐欠損性を向上させることができる。本発明によれば、従来よりも工具寿命を延長できる。したがって、本発明の産業上の利用可能性は高い。
［符号の説明］
　１　　基材
　２　　被覆層
　３ａ　基材側の、厚さが大きい第１積層構造
　３ｂ　表面側の、厚さが小さい第１積層構造
　４ａ　基材側の、厚さが大きい第２積層構造
　４ｂ　表面側の、厚さが小さい第２積層構造
　５ａ　基材側の、厚さが大きいＡ１層
　５ｂ　表面側の、厚さが小さいＡ１層
　６ａ　基材側の、厚さが大きいＢ１層
　６ｂ　表面側の、厚さが小さいＢ１層
　７ａ　基材側の、厚さが大きいＡ２層
　７ｂ　表面側の、厚さが小さいＡ２層
　８ａ　基材側の、厚さが大きいＢ２層
　８ｂ　表面側の、厚さが小さいＢ２層

Claims (9)

  1. 　基材と、
    　前記基材の表面に形成された被覆層とを含み、
    　前記被覆層は、第１積層構造と、第２積層構造とを含み、
    　前記第１積層構造と、前記第２積層構造は、交互に２回以上連続して積層されており、
    　前記第１積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含み、前記２種類の層は、交互に２回以上積層されており、
    　前記第１の積層構造に含まれる層の平均の厚みは、６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、
    　前記第２積層構造は、組成が異なる少なくとも２種類の層を含み、前記２種類の層は、交互に２回以上積層されており、
    　前記第２の積層構造に含まれる層の平均の厚みは、２ｎｍ以上６０ｎｍ未満であり、
    　前記第１積層構造および前記第２積層構造に含まれる層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｙ、ＳｎおよびＢｉからなる群から選択される少なくとも１種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素とを含む化合物を含み、
    　前記第１積層構造および／または前記第２積層構造の平均厚さは、前記基材側から前記被覆層の表面側に向かって、連続的または段階的に減少している、被覆工具。
  2. 　前記第１積層構造の平均厚さは、０．２μｍ以上６μｍ以下である、請求項１に記載の被覆工具。
  3. 　前記第２積層構造の平均厚さは、０．０２μｍ以上６μｍ以下である、請求項１または２に記載の被覆工具。
  4. 　前記被覆層全体の平均の厚みは、０．２２μｍ以上１２μｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の被覆工具。
  5. 　前記被覆層の表面に最も近い前記第１積層構造の平均厚さをＴＡ１、前記基材に最も近い前記第１積層構造の平均厚さをＴＢ１としたとき、ＴＢ１に対するＴＡ１の割合は、５％以上５０％以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の被覆工具。
  6. 　前記被覆層の表面に最も近い前記第２積層構造の平均厚さをＴＡ２、前記基材に最も近い前記第２積層構造の平均厚さをＴＢ２としたとき、ＴＢ２に対するＴＡ２の割合は、５％以上５０％以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の被覆工具。
  7. 　前記被覆層の表面に最も近い前記第１積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＣ１、前記基材に最も近い前記第１積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＤ１としたとき、ＴＤ１に対するＴＣ１の割合は、１２％以上７０％以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の被覆工具。
  8. 　前記被覆層の表面に最も近い前記第２積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＣ２、前記基材に最も近い前記第２積層構造に含まれる層の平均厚さをＴＤ２としたとき、ＴＤ２に対するＴＣ２の割合は、５％以上７０％以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載の被覆工具。
  9. 　前記第１積層構造に含まれる層および前記第２積層構造に含まれる層は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｓｉ、ＳｒおよびＹからなる群から選択される少なくとも２種の金属元素と、炭素、窒素、酸素および硼素からなる群から選択される少なくとも１種の非金属元素とを含む化合物を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の被覆工具。
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