(57)【要約】【課題】チタンを含む層とアルミナの層との界面における皮膜の密着不良を防止する機械加工用工具を提供する。【解決手段】物理蒸着法（ＰＶＤ）によって基材２１の表面に複数層の皮膜を形成する機械加工用工具の製造方法であって、基材２１の表面にチタンの窒化物または炭化物を含む第１層２２を形成する第１層形成工程と、第１層２２の表面を覆うバリア層２３を形成する第１バリア層形成工程と、バリア層２３の表面に酸化アルミニウムを含む第２層２４を形成する第２層形成工程とを含むことを特徴とする機械加工用工具の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理蒸着法によって基材の表面に複数層の皮膜を形成する機械加工用工具の製造方法であって、
前記基材の表面にチタンの窒化物または炭化物を含む第１層を形成する第１層形成工程と、
前記第１層の表面を覆うバリア層を形成する第１バリア層形成工程と、
前記バリア層の表面に酸化アルミニウムを含む第２層を形成する第２層形成工程と、
を含むことを特徴とする
機械加工用工具の製造方法。
【請求項２】
前記第２層形成工程の後に、前記第２層の表面を覆う前記バリア層を形成する第２バリア層形成工程をさらに含み、
前記第１層形成工程、前記第１バリア層形成工程、前記第２層形成工程、および前記第２バリア層形成工程を連続して複数回行う、
請求項１に記載の機械加工用工具の製造方法。
【請求項３】
前記バリア層は、前記チタンと異なる金属の窒化物または炭化物を含む、
請求項１または２に記載の機械加工用工具の製造方法。
【請求項４】
前記バリア層は、アルミニウムを含む金属の窒化物または炭化物を含む、
請求項３に記載の機械加工用工具の製造方法。
【請求項５】
前記バリア層は、窒化アルミニウムからなる、
請求項４に記載の機械加工用工具の製造方法。
【請求項６】
前記第１層は、窒化チタンアルミニウムを含む、
請求項４または５に記載の機械加工用工具の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６記載の製造方法によって製造された機械加工用工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工用工具の製造方法、および機械加工用工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、切削工具などの機械加工用工具の硬度や耐摩耗性を向上させるために、工具の基材の表面に、物理蒸着法（ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、以下、ＰＶＤと呼ぶ）によって、皮膜が形成される。
【０００３】
例えば、特許文献１記載の多層ＰＶＤ被覆切削工具は、イオンプレーティング（ｉｏｎ  ｐｌａｔｉｎｇ）などのＰＶＤによって、基材の表面に、チタン（Ｔｉ）などの金属窒化物または炭化物と、酸化アルミニウム（以下アルミナ）とが交互に積層されることにより製造されている。
【０００４】
Ｔｉを含む層は、工具の硬度や耐摩耗性を向上させる機能を有する。また、アルミナの層は、Ｔｉを含む層の酸化を防ぐ機能を有する。これらの層が交互に積層された多層皮膜では、工具の使用時に、工具表面から順にアルミナを含む層およびＴｉを含む層が摩耗していくときに、基材に近い側に残存するアルミナの層がその下側のＴｉを含む層および基材の酸化を防ぐ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００１−５１３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようにＰＶＤによってＴｉを含む層とアルミナの層とを積層して多層皮膜が形成された場合、Ｔｉを含む層とアルミナの層との界面の密着性が良くないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、Ｔｉを含む層とアルミナの層との界面における皮膜の密着不良を防止する機械加工用工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、ＰＶＤによってＴｉの窒化物または炭化物を含む層と酸化アルミニウム（アルミナ）の層とが積層される場合、Ｔｉを含む層とアルミナの層との界面にこれらの層よりももろい酸化チタン（ＴｉＯ）が生成されること、および、この酸化チタンが界面におけるＴｉを含む層とアルミナの層との密着性を劣化させることを発見した。
【０００９】
具体的には、Ｔｉを含む層の上にアルミナの層をＰＶＤによって形成する場合、ＰＶＤを行うチャンバ内には酸素ガスが送り込まれるので、Ｔｉを含む層の表面が酸素ガスに曝され、Ｔｉが酸素に反応することによって、Ｔｉを含む層とアルミナの層との界面において酸化チタンが生成されることを、本発明者は発見した。
【００１０】
そして、この酸化チタンの発生に起因する皮膜の密着性の劣化を改善するために、本発明者は、以下の発明を創作した。
【００１１】
すなわち、本発明の機械加工用工具の製造方法は、物理蒸着法によって基材の表面に複数層の皮膜を形成する機械加工用工具の製造方法であって、前記基材の表面にチタンの窒化物または炭化物を含む第１層を形成する工程と、前記第１層の表面を覆うバリア層を形成する工程と、前記バリア層の表面に酸化アルミニウムを含む第２層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
かかる特徴によれば、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって、基材の表面にチタン含む窒化物または炭化物を含む第１層を形成し、ついで、その第１層の表面をバリア層で覆うので、バリア層の表面に酸化アルミニウム（アルミナ）を含む第２層をＰＶＤによって形成しても、第１層に含まれるチタンは当該第１層の上で第２層の酸化アルミニウムを生成するときの材料となる酸素ガスに曝されないので、酸化チタンが生成されない。これにより、Ｔｉを含む第１層とアルミナを含む第２層との界面における皮膜の密着不良を防止することが可能である。
【００１３】
本発明は、第１層と第２層とを交互に積層して多層皮膜を形成する場合にも適用することが可能である。
【００１４】
その場合、前記第２層形成工程の後に、前記第２層の表面を覆う前記バリア層を形成する第２バリア層形成工程をさらに含み、前記第１層形成工程、前記第１バリア層形成工程、前記第２層形成工程、および前記第２バリア層形成工程を連続して複数回行うのが好ましい。
【００１５】
このような多層皮膜に関しては、従来の多層皮膜のようにＴｉを含む層とアルミナを含む層とが交互に積層して多層皮膜が形成された場合には、アルミナの層とその上に位置するＴｉを含む層との界面においても、工具が高温の雰囲気中にある条件下では、アルミナ層内の酸素が離脱してＴｉを含む層のＴｉと反応することによって酸化チタンが生成されるおそれがあることを、本発明者は発見した。すなわち、多層皮膜を形成する場合には、Ｔｉを含む層の上下両面側において、アルミナ層との界面において酸化チタンが生成されることを、本発明者は発見した。
【００１６】
そこで、上記の特徴では、第２層を形成する前後において、それぞれバリア層を形成することによって、Ｔｉを含む層の上下両面側において、アルミナ層との界面における酸化チタンの発生を防止することが可能である。その結果、基材表面の多層皮膜の密着不良を防止し、多層皮膜における密着性を改善することが可能になる。
【００１７】
また、前記バリア層は、前記チタンと異なる金属の窒化物または炭化物を含むのが好ましい。このように、金属の窒化物または炭化物を含むバリア層は、高い硬度を有するので、皮膜の積層部分全体の硬度の低下を抑えることが可能である。しかも、この金属はチタンと異なるので、バリア層と第２層との界面において酸化チタンが生成されるおそれがない。よって、当該界面における密着不良の発生を防ぐことが可能である。
【００１８】
前記バリア層は、アルミニウムを含む金属の窒化物または炭化物を含むのが好ましい。このようにアルミニウムを含むバリア層は、アルミニウムが含まれる第２層と組成が類似するため、バリア層と第２層との密着性や親和性がさらに向上する。
【００１９】
具体的には、前記バリア層は、例えば、窒化アルミニウムからなるのが好ましい。このバリア層をＰＶＤによって形成する場合には、ターゲットとしてアルミニウムが用いられるところ、アルミニウムは、酸化アルミニウムを含む第２層をＰＶＤによって形成する場合のターゲットとしても用いられるので、ＰＶＤによってバリア層および第２層をそれぞれ形成する場合において共通のアルミニウムのターゲットを用いることが可能である。これにより、ＰＶＤを行うための成膜装置の小型化が可能になる。
【００２０】
上記のようにバリア層がアルミニウムを含む金属の窒化物または炭化物を含む場合には、前記第１層は、窒化チタンアルミニウムを含むのが好ましい。この第１層は、アルミニウムが含まれるバリア層と組成が類似するため、第１層とバリア層との密着性や親和性がさらに向上する。よって、第１層、バリア層、および第２層は、それぞれアルミニウムを含むので、これらの積層部分全体の密着性や親和性が向上する。
【００２１】
また、本発明は、上記の製造方法によって製造された機械加工用工具であることを特徴とする。この機械加工用工具は、第１層と第２層との間にバリア層が介在しているので、第１層と第２層との界面おいて、酸化チタンが生成されない。その結果、Ｔｉを含む第１層とアルミナを含む第２層との界面における皮膜の密着不良を防止することが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明の機械加工用工具の製造方法および機械加工用工具によれば、Ｔｉを含む層とアルミナの層との界面における皮膜の密着不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の機械加工用工具の製造方法によって製造された機械加工用工具の実施形態を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の機械加工用工具の製造方法で用いられる成膜装置の基本構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の機械加工用工具の製造方法、および機械加工用工具の実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００２５】
本実施形態の機械加工用工具の製造方法は、図１に示されるような切削工具２０（例えばドリルやエンドミルなど）などの機械加工用工具の製造方法である。この製造方法は、具体的には、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって基材２１の表面に複数層の皮膜（すなわち、第１層２２、バリア層２３、第２層２４）を形成することにより切削工具２０を製造する方法である。
【００２６】
この製造方法は、チタン（Ｔｉ）を含む第１層２２を形成する工程と酸化アルミニウム（アルミナ）を含む第２層２４を形成する工程との間において、バリア層２３を形成することにより、第１層２２と第２層２４との界面における酸化チタン（ＴｉＯ）の生成を防止する方法である。アルミナは、例えば、Ａｌ２Ｏ３や、結晶構造を持たない非晶質の酸化アルミニウムを含む。
【００２７】
具体的には、切削工具２０の製造方法は、
基材２１の表面にチタンの窒化物または炭化物を含む第１層２２（例えば、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）からなる層）を形成する第１層形成工程と、
第１層２２の表面を覆うバリア層２３（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる層）を形成する第１バリア層形成工程と、
バリア層２３の表面に酸化アルミニウム（いわゆるアルミナ）を含む第２層２４を形成する第２層形成工程と、
を含んでいる。
【００２８】
さらに、図１に示される切削工具２０を製造するために、本実施形態の製造方法は、  第２層形成工程の後に、第２層２４の表面を覆うバリア層２３を形成する第２バリア層形成工程をさらに含む。そして、この製造方法は、ＰＶＤによって、第１層形成工程、第１バリア層形成工程、第２層形成工程、および第２バリア層形成工程を連続して複数回行うことにより、第１層２２、バリア層２３、および第２層２４が順次積層された多層皮膜を形成する。
【００２９】
ここで、本発明におけるＰＶＤは、固体ターゲットを用いて成膜を行う物理蒸着法であればよく、種々の方法を含む。たとえば、本発明のＰＶＤは、例えば、イオンメッキ（具体的には、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）など）、マグネトロンスパッタリング（具体的には、アンバランスドマグネトロンスパッタリング（ＵＢＭＳ）、デュアルマグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）など）、アーク放電蒸着、およびイオンビーム堆積（ＩＢＡＤ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））などの種々の方法を含む。
【００３０】
なお、ＰＶＤによる成膜プロセスの具体的な説明については後述する。
【００３１】
図１に示されるように、上記の製造方法で製造された切削工具２０は、基材２１の表面に第１層２２と第２層２４とが順次積層され、かつ、第１層２２と第２層２４との界面にはそれぞれバリア層２３が介在している構造である。切削工具２０の各部分は、以下のように構成されている。
【００３２】
基材２１は、タングステンカーバイト（ＷＣ）などの工具製造用の高い硬度を有する材料によって製造されている。
【００３３】
第１層２２は、切削工具２０の硬度および耐摩耗性を向上させるために基材２１の表面を覆う層である。この第１層２２は、チタンの窒化物または炭化物を含む層であり、例えば、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）からなる層である。
【００３４】
なお、第１層２２は、チタンの窒化物または炭化物を含む層であればよく、例えば、窒化チタンアルミニウムと窒化アルミニウムクロムを同時に混ぜて積層（いわゆるナノ積層）した層であってもよい。または、第１層２２は、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）または炭化チタン（ＴｉＣ）などのチタンの炭化物からなる層であってもよい。
【００３５】
第１層２２のうち、最も下の第１層、すなわち、基材２１の表面に接触する第１層２２は、他の第１層２２よりも厚くなるように形成されている。
【００３６】
第２層２４は、窒化チタンアルミニウムからなる第１層２２の酸化を防止するために当該第１層２２を覆う層である。この第２層２４は、酸化アルミニウム（アルミナ）を含む層であり、例えば、アルミナからなる層である。なお、第２層２４は、アルミナを主成分として他の成分も含まれてもよい。
【００３７】
なお、図１に示される切削工具２０では、その最外層において、アルミナよりも高い硬度を有する窒化チタンアルミニウムからなる第１層２２が配置されているが、この最外層の第１層２２は省略してもよい。
【００３８】
バリア層２３は、Ｔｉを含む第１層２２と酸素を含む第２層２４との間に介在する層である。バリア層２３は、第１層２２の上下両面において、第１層２２と第２層２４との界面における酸化チタン（ＴｉＯ）の生成を防止する。
【００３９】
バリア層２３としては、例えば、チタンと異なる金属の窒化物または炭化物を含む層が採用される。金属窒化物または炭化物からなるバリア層２３は、高い硬度を有する点で好ましい。
【００４０】
とくに、バリア層２３は、アルミニウムを含む金属の窒化物または炭化物を含む層であるのが好ましい。すなわち、アルミニウムを含むバリア層２３は、アルミナからなる第２層２４と同様にアルミニウムを含んでおり、当該第２層２４と組成が類似するので、第２層２４との密着性や親和性が良い。
【００４１】
さらに具体的には、バリア層２３は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる層であるのが好ましい。窒化アルミニウムからなるバリア層２３をＰＶＤで形成する場合には、アルミナからなる第２層２４をＰＶＤで形成するときに用いられるアルミニウムのターゲットを用いることが可能である。
【００４２】
なお、バリア層２３は、第１層２２と第２層２４との界面における酸化チタン（ＴｉＯ）の生成を防止する層であればよく、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の他にも、窒化アルミニウムクロム（ＡｌＣｒＮ）や窒化クロム（ＣｒＮ）からなる層であってもよい。
【００４３】
つぎに、図２を参照しながら、上記の切削工具２０を製造するためのＰＶＤによる成膜プロセスについて説明する。
【００４４】
上記の切削工具２０は、図２に示される成膜装置１を用いて製造される。
【００４５】
この成膜装置１は、切削工具２０の基材２１をワークＷとして、当該ワークＷの表面にＰＶＤによって多数層の皮膜を形成する装置である。
【００４６】
すなわち、図２に示される成膜装置１は、真空チャンバ２と、ワークＷが載置される回転テーブル３と、複数（図２では２個）のアーク蒸発源４と、複数（図２では２個）のスパッタリング蒸発源５とを備えている。
【００４７】
真空チャンバ２は、回転テーブル３および当該回転テーブル３に載置されたワークＷを収容する空間部２ａを有する。空間部２ａは、成膜プロセスの間は、図示されない真空ポンプによって真空またはそれに近い状態に維持される。また、真空チャンバ２には、成膜プロセスに必要なガスを空間部２ａ内部に導入するための導入部６と、成膜プロセス後のガスを空間部２ａから外部へ排出する排出部７とが設けられている。
【００４８】
回転テーブル３は、真空チャンバ２の空間部２ａ内部に配置される。回転テーブル３は、成膜プロセスの間は、複数のワークＷが載置された状態で中心軸Ｏ周りに回転する。なお、回転テーブル３は、各ワークＷがそれぞれ自転できるように各ワークＷが個別に載置される回転台をさらに備えてもよい。
【００４９】
アーク蒸発源４は、窒化チタンアルミニウムからなる第１層２２を形成するために、ワークＷに対してアークイオンプレーティング（Ａｒｃ  Ｉｏｎ  Ｐｌａｔｉｎｇ（以下、ＡＩＰと呼ぶ））を行うための蒸発源である。アーク蒸発源４は、例えば、カソード放電型のアークイオンプレーティング蒸発源である。アーク蒸発源４には、アーク電源８の陰極が接続されている。なお、アーク電源８の陽極は、例えば、真空チャンバ２に接続されるが、他のものに接続されてもよい。このアーク蒸発源４には、窒化チタンアルミニウムを成膜するための材料となるチタンアルミニウム（ＴｉＡｌ）のターゲット１２が取り付けられている。
【００５０】
なお、アーク蒸発源４の代わりに、スパッタリングを行うスパッタリング蒸発源を用いても、第１層２２を形成することが可能である。この場合、スパッタリング蒸発源は、例えば、マグネトロンスパッタリング、より具体的には、デュアルマグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）を行う蒸発源などである。
【００５１】
スパッタリング蒸発源５は、第１層２２以外の層、すなわち、窒化アルミニウムからなるバリア層２３およびアルミナからなる第２層２４を形成するために、ワークＷに対してスパッタリングを行うための蒸発源である。スパッタリング蒸発源５は、例えば、デュアルマグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）蒸発源などである。スパッタリング蒸発源５には、スパッタ電源９の陰極が接続されている。なお、スパッタ電源９の陽極は、例えば、真空チャンバ２に接続されるが、他のものに接続されてもよい。このスパッタリング蒸発源５には、窒化アルミニウムおよびアルミナをそれぞれ成膜するための材料となるアルミニウムのターゲット１３が取り付けられている。
【００５２】
なお、スパッタリング蒸発源５の代わりに、ＡＩＰを行うアーク蒸発源を用いても、バリア層２３および第２層２４を形成することが可能である。
【００５３】
上記のように構成された成膜装置１を用いて切削工具２０を製造する場合、まず、切削工具２０の基材２１となる炭化タングステン（ＷＣ）からなるワークＷが回転テーブル３に載置される。
【００５４】
そして、真空チャンバ２の空間部２ａ内部の空気が図示されない真空ポンプによってチャンバ外部へ排出される。それとともに、ワークＷは、回転テーブル３を介してバイアス電源１０によってバイアス電圧が印加される。この状態で、回転テーブル３は、ワークＷが載置された状態で回転する。回転テーブル３上のワークＷは、ヒータ１１によって加熱される。
【００５５】
この状態で、まず、アーク蒸発源４を用いたＡＩＰによって、ワークＷ（すなわち、基材２１）の表面に窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡＬＮ）からなる第１層２２が形成される。具体的には、真空チャンバ２の空間部２ａ内部に導入部６から窒素ガスが供給される。それとともに、アーク蒸発源４には、アーク電源８から高電流が印加される。このとき、アーク蒸発源４のチタンアルミニウムのターゲット１２と陽極との間でアーク放電が生じる。このアーク放電によって、ターゲット１２の一部が溶融、気化し、多くの割合で金属イオン化して、ワークＷに付着する。このとき、ワークＷの表面に窒化チタンアルミニウムからなる第１層２２が形成される。第１層２２の成膜作業が完了後は、チャンバ２内部のガスは、排出部７を通して外部へ排出される。
【００５６】
ついで、スパッタリング蒸発源５を用いたデュアルマグネトロンスパッタリング（DＭＳ）によって、ワークＷの第１層２２の上に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるバリア層２３が形成される。具体的には、真空チャンバ２の空間部２ａ内部に導入部６からアルゴンおよび窒素ガスが供給される。それとともに、スパッタリング蒸発源５には、スパッタ電源９から高電圧が印加される。このとき、スパッタリング蒸発源５のアルミニウムのターゲット１３と陰極との間でアルゴンがプラズマ状態になり、イオン化したアルゴンがターゲット１３に対して衝突する。このとき、アルミニウム粒子は、ターゲット１３から飛び出し、ワークＷに付着する。また、アルゴンプラズマ内では供給された窒素ガスも分解、イオン化し、アルミニウム粒子とともにワークWの表面に堆積することにより、ワークＷの表面には、窒化アルミニウムからなるバリア層２３が形成される。
【００５７】
バリア層２３と同様にして、ついで、スパッタリング蒸発源５を用いたＵＢＭＳによって、ワークＷのバリア層２３の上にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなる第２層２４が形成される。具体的には、真空チャンバ２内部にアルゴンおよび酸素ガスが供給されるとともに、スパッタリング蒸発源５には、スパッタ電源９から高電圧が印加される。このとき、スパッタリング蒸発源５のアルミニウムのターゲット１３と陰極との間でアルゴンがプラズマ状態になり、イオン化したアルゴンがターゲット１３に衝突する。このとき、アルミニウム粒子は、ターゲット１３から飛び出してワークＷに付着する。また、アルゴンプラズマ内では供給された酸素ガスも分解、イオン化し、アルミニウム粒子とともにワークWの表面に堆積することにより、ワークＷの表面にアルミナからなる第２層２４が形成される。
【００５８】
上記のように、第１層２２、バリア層２３、および第２層２４をＰＶＤによって順次形成することによって、図１に示される多層皮膜を有する切削工具２０を製造することが可能である。
【００５９】
上記のように本実施形態の製造方法で製造された切削工具２０は、バリア層２３を含む多層皮膜を有するので、第１層２２と第２層２４との界面に酸化チタンが生成されない。その結果、この切削工具２０では、多層皮膜における密着性が改善されて当該多層皮膜が剥離しにくくなっている。例えば、スクラッチ試験（すなわち、ダイヤモンドなどの硬質で鋭利なチップを皮膜に押しつけて皮膜の剥離具合を調べる試験）を行った場合でも、従来の多層皮膜を有する構造（すなわちバリア層を有しない多層構造）では、皮膜の剥離が生じる条件下でも、本実施形態の製造方法で製造された切削工具２０では、皮膜の剥離が全く生じない。
【００６０】
また、他の剥離試験として、試験対象に対して円錐状の部材（例えばロックウェルＣ試験用の円錐状の圧子）を押し当てる試験を行った場合も、従来の多層皮膜の構造では、円錐状の部材によって生じた凹みの周辺において皮膜の剥離が生じていた。一方、本実施形態の切削工具２０では、円錐状の部材が押し当てられた部分には凹みが生じていても、その凹み周辺には皮膜の剥離が全く生じない。
【００６１】
これらの試験結果を見ても、本実施形態の製造方法で製造された切削工具２０は、従来の多層皮膜の構造と比較して皮膜が剥離しにくくなっており、多層皮膜の密着性が改善されていることがわかる。
【００６２】
以上説明した本実施形態の切削工具２０の製造方法は、以下の特徴を有する。
【００６３】
（１）
本実施形態の切削工具２０の製造方法では、ＰＶＤによって、基材２１の表面にチタンを含む窒化物または炭化物を含む第１層２２を形成し、ついで、その第１層２２の表面をバリア層２３で覆うので、バリア層２３の表面に酸化アルミニウム（アルミナ）を含む第２層２４をＰＶＤによって形成しても、酸化チタンが生成されない。これにより、Ｔｉを含む第１層２２とアルミナを含む第２層２４との界面における皮膜の密着不良を防止することが可能である。
【００６４】
（２）
本実施形態の切削工具２０の製造方法では、第２層２４を形成する前後において、それぞれバリア層２３を形成することによって、Ｔｉを含む層の上下両面側において、アルミナ層との界面における酸化チタンの発生を防止することが可能である。その結果、基材２１表面の多層皮膜の密着不良を防止し、多層皮膜における密着性を改善することが可能になる。
【００６５】
（３）
本実施形態の切削工具２０の製造方法では、バリア層２３は、チタンと異なる金属の窒化物または炭化物を含み、高い硬度を有するので、皮膜の積層部分全体の硬度の低下を抑えることが可能である。しかも、バリア層２３と第２層２４との界面において酸化チタンが生成されるおそれがなく、当該界面における密着不良の発生を防ぐことが可能である。
【００６６】
（４）
本実施形態の切削工具２０の製造方法では、バリア層２３は、アルミニウムを含む金属の窒化物または炭化物を含むので、アルミニウムが含まれる第２層２４と組成が類似する。そのため、バリア層２３と第２層２４との密着性や親和性がさらに向上する。
【００６７】
（５）
本実施形態の切削工具２０の製造方法では、バリア層２３は、窒化アルミニウムからなるので、ＰＶＤによって当該バリア層２３およびアルミナからなる第２層２４をそれぞれ形成する場合において共通のアルミニウムのターゲットを用いることが可能である。これにより、ＰＶＤを行うための成膜装置の小型化が可能になる。
【００６８】
（６）
本実施形態の切削工具２０の製造方法では、第１層２２は、窒化チタンアルミニウムを含むので、アルミニウムが含まれるバリア層２３と組成が類似する。そのため、第１層２２とバリア層２３との密着性や親和性がさらに向上する。よって、第１層２２、バリア層２３、および第２層２４は、それぞれアルミニウムを含むので、これらの積層部分全体の密着性や親和性が向上する。
【００６９】
（７）
また、上記の本実施形態の製造方法によって製造された切削工具２０は、第１層２２と第２層２４との間にバリア層２３が介在しているので、第１層２２と第２層２４との界面おいて、酸化チタンが生成されない。その結果、Ｔｉを含む第１層２２とアルミナを含む第２層２４との界面における皮膜の密着不良を防止することが可能である。
【００７０】
上記実施形態では、上記実施形態の製造方法で製造される機械加工用工具の一例として、ドリルやエンドミルなどの切削工具２０が挙げられているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の製造方法で製造される機械加工用工具は、チタンの窒化物または炭化物を含む第１層と酸化アルミニウムを含む第２層とを含む複数層の皮膜が形成された機械加工用工具であればよい。例えば、切削工具の他にも研削加工や研磨を行う機械加工用工具を製造する場合にも本発明の製造方法を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  成膜装置
２  チャンバ
４  アーク蒸発源
５  スパッタリング蒸発源
１２、１３  ターゲット
２１  基材
２２  第１層
２３  バリア層
２４  第２層
Ｗ  ワーク
【図１】
2015229204.tif 000003
【図２】
2015229204.tif 000004