(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上であって、かつ少なくとも逃げ面の一部を被覆するように形成された被膜とを備えた表面被覆切削工具であって、
前記被膜は、内層と、前記内層上に形成された外層とを含み、
前記内層は、１以上の層からなり、その層のうち前記外層と接する層として酸化アルミニウム層を含み、
前記外層は、３層以上積層された多層構造を含み、
前記多層構造を構成する各層は、チタンを含み、
前記被膜は、前記内層と前記外層との界面に複数の空隙を含み、
前記空隙は、その平均径が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、かつその密度が前記逃げ面に対する法線と平行な平面で切断した前記被膜の断面において０．１〜２個／μｍである、表面被覆切削工具。
【請求項２】
前記表面被覆切削工具は、刃先部の表面粗さＲａが０．１μｍ以下である、請求項１に記載の表面被覆切削工具。
【請求項３】
前記多層構造は、炭化チタン層および窒化チタン層を含む、請求項１または請求項２に記載の表面被覆切削工具。
【請求項４】
前記多層構造は、前記内層のうち前記外層と接する層である前記酸化アルミニウム層と接する層が炭化チタン層である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【請求項５】
前記基材は、超硬合金からなり、
前記超硬合金は、コバルトが７．５〜１０．５質量％であり、第１金属の炭化物が２〜６質量％であり、かつ炭化タングステンおよび不可避不純物が残部である組成を有し、
前記第１金属は、周期律表の第４族元素、第５族元素および第６族元素からなる群より選ばれる１種以上の金属である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【請求項６】
前記内層のうち前記外層と接する層である前記酸化アルミニウム層は、平均膜厚が０．５〜４μｍである、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の表面被覆切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面被覆切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面被覆切削工具に対しては、従来から基材の表面を被膜で被覆することにより、切削加工時の熱によって発生するクレータ摩耗、塑性変形などから保護するとともに、更なる耐摩耗性、靭性などの諸特性を向上させる開発がなされてきた。被膜としては、高温での切削特性を改善する目的で、周期律表の第４族金属の炭化物、窒化物および炭窒化物（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮなど）が汎用されている。さらに、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を含む層も、Ａｌ2Ｏ3が化学的に安定であり被削材と溶着することがほとんどないことから、この種の基材を被覆する被膜として汎用されている。
【０００３】
特開２００８−１３２５４７号公報（特許文献１）では、耐溶着性を高める目的で、被膜の最外層の密着強度を低くした表面被覆切削工具が提案されている。特開２０１２−２１３８５３号公報（特許文献２）では、被膜の形成後に表面処理を施すことにより、すくい面の表面粗さＲａを０．１２μｍとし、かつ圧縮残留応力を付与して靱性を高めた表面被覆切削工具が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３２５４７号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１３８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の表面被覆切削工具は、逃げ面とすくい面ととが交差する部分である刃先稜線と、該刃先稜線の近傍領域とからなる刃先部において表面が粗く、耐溶着性を改善する余地があった。さらに、特許文献２に記載の表面被覆切削工具についても、すくい面の表面粗さＲａが改善されたものの、耐溶着性が不十分であった。したがって、未だ所望される耐溶着性を実現することには至っておらず、その開発が切望されている。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みなされ、耐溶着性が著しく改善された表面被覆切削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】
【０００７】
本発明の一態様に係る表面被覆切削工具は、基材と、前記基材上であって、かつ少なくとも逃げ面の一部を被覆するように形成された被膜とを備えた表面被覆切削工具であって、前記被膜は、内層と、前記内層上に形成された外層とを含み、前記内層は、１以上の層からなり、その層のうち前記外層と接する層として酸化アルミニウム層を含み、前記外層は、３層以上積層された多層構造を含み、前記多層構造を構成する各層は、チタンを含む。
【発明の効果】
【０００８】
上記によれば、耐溶着性が著しく改善された表面被覆切削工具を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ね、本発明に到達した。すなわち、被膜の外層の構造を３層以上積層した多層構造とし、該多層構造を構成する各層にチタンを含ませることにより、切削加工時に表面被覆切削工具にかかる応力を緩和させ、耐溶着性を高めた。
【００１０】
以下、最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
［１］本発明の一態様に係る表面被覆切削工具は、基材と、上記基材上であって、かつ少なくとも逃げ面の一部を被覆するように形成された被膜とを備えた表面被覆切削工具であって、上記被膜は、内層と、上記内層上に形成された外層とを含み、上記内層は、１以上の層からなり、その層のうち上記外層と接する層として酸化アルミニウム層を含み、上記外層は、３層以上積層された多層構造を含み、上記多層構造を構成する各層は、チタンを含む。このような構成の表面被覆切削工具は、耐溶着性を著しく改善させることができる。さらに、従来の表面被覆切削工具に備わる優れた耐摩耗性を維持することができる。もって優れた耐摩耗性と同時に優れた耐溶着性を備えることにより、長寿命が達成可能な表面被覆切削工具を提供することができる。
【００１１】
［２］上記被膜は、上記内層と上記外層との界面に複数の空隙を含み、上記空隙は、その平均径が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、かつその密度が、上記逃げ面に対する法線と平行な平面で切断した上記被膜の断面において０．１〜２個／μｍであることが好ましい。これにより、さらに優れた耐溶着性を備えることができる。
【００１２】
［３］上記表面被覆切削工具は、刃先部の表面粗さＲａが０．１μｍ以下であることが好ましい。これにより、優れた耐摩耗性を維持しながら、より優れた耐溶着性を備えることができる。
【００１３】
［４］上記多層構造は、炭化チタン層および窒化チタン層を含むことが好ましい。熱膨張率が低い炭化チタン層により、コーティング後の引張応力を低減することができ、窒化チタン層により優れた耐熱性を備えることができる。
【００１４】
［５］上記多層構造は、上記内層のうち上記外層と接する層である上記酸化アルミニウム層と接する層が炭化チタン層であることが好ましい。これにより、さらに優れた耐溶着性を備えることができる。
【００１５】
［６］上記基材は、超硬合金からなり、上記超硬合金は、コバルトが７．５〜１０．５質量％であり、第１金属の炭化物が２〜６質量％であり、かつ炭化タングステンおよび不可避不純物が残部である組成を有し、上記第１金属は、周期律表の第４族元素、第５族元素および第６族元素からなる群より選ばれる１種以上の金属であることが好ましい。これにより、さらに優れた耐摩耗性を備えることができる。
【００１６】
［７］上記内層のうち上記外層と接する層である上記酸化アルミニウム層は、平均膜厚が０．５〜４μｍであることが好ましい。これにより、さらに優れた耐摩耗性および耐溶着性を備えることができる。
【００１７】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態についてさらに詳細に説明する。ここで、本明細書において「Ａ〜Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
【００１８】
さらに、本明細書において化合物などを化学式で表す場合、原子比を特に限定しないときは従来公知のあらゆる原子比を含むものとし、必ずしも化学量論的範囲のもののみに限定されるべきではない。たとえば「ＴｉＡｌＮ」と記載されている場合、ＴｉＡｌＮを構成する原子数の比はＴｉ：Ａｌ：Ｎ＝０．５：０．５：１に限られず、従来公知のあらゆる原子比が含まれる。このことは、「ＴｉＡｌＮ」以外の化合物の記載についても同様である。本実施形態において、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）などの金属元素と、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）などの非金属元素とは、必ずしも化学量論的な組成を構成している必要がない。
【００１９】
≪表面被覆切削工具≫
本実施形態に係る表面被覆切削工具は、基材と、該基材上であって、かつ少なくとも逃げ面の一部を被覆するように形成された被膜とを備える。このような基本的構成を有する表面被覆切削工具は、たとえばドリル、ドリル用刃先交換型切削チップ、エンドミル、エンドミル用刃先交換型切削チップ、フライス加工用または旋削加工用刃先交換型切削チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップおよびピンミーリング加工用刃先交換型切削チップなどの切削工具として好適に使用することができる。
【００２０】
＜基材＞
基材は、この種の基材として従来公知のものであればいずれも使用することができる。基材は、たとえば超硬合金（たとえばＷＣ基超硬合金、ＷＣのほか、ＣｏおよびＮｉの両方またはいずれか一方を含み、あるいはＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｖなどの炭化物、窒化物、炭窒化物などを添加したものも含む）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮなどを主成分とするもの）、高速度鋼、セラミックス（炭化チタン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムおよびこれらの混合体など）、立方晶型窒化ホウ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。
【００２１】
これらの各種基材の中でも超硬合金（特にＷＣ基超硬合金）またはサーメット（特にＴｉＣＮ基サーメット）を選択することが好ましい。これらの基材は、高温における硬度と強度のバランスに優れ、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している。基材としてＷＣ基超硬合金を用いる場合、その組織中に遊離炭素、ならびにη相またはε相と呼ばれる異常層などを含んでいてもよい。
【００２２】
さらに基材は、その表面が改質されたものであっても差し支えない。たとえば超硬合金の場合、その表面に脱β層が形成されていたり、サーメットの場合に表面硬化層が形成されていたりしてもよく、これらのように表面が改質されていても所望の効果が示される。
【００２３】
表面被覆切削工具が刃先交換型切削チップなどである場合、基材は、チップブレーカーを有するものも、有さないものも含まれる。基材の刃先稜線部（「刃先部」との用語の使い分けは後述する）の形状は、シャープエッジ（すくい面と逃げ面とが交差する稜）、ホーニング（シャープエッジに対してアールを付与したもの）、ネガランド（面取りをしたもの）、ホーニングとネガランドを組み合わせたものの中で、いずれのものも含まれる。以下、本明細書ではこれらの表面処理が行われる前のものを特に「基材の母材」と記す場合がある。
【００２４】
特に、本実施形態において基材は、超硬合金からなることが好ましい。この超硬合金は、コバルトが７．５〜１０．５質量％であり、第１金属の炭化物が２〜６質量％であり、かつ炭化タングステンおよび不可避不純物が残部である。第１金属は、周期律表の第４族元素、第５族元素および第６族元素からなる群より選ばれる１種以上の金属である。さらに、第１金属の炭化物の結晶は、立方晶系であることが好ましい。このような基材の構成により、上述の超硬合金の高温における硬度と強度のバランスに優れる特性が有効に発揮され、優れた耐摩耗性を備えることができる。
【００２５】
超硬合金の組成において、コバルトの含有量が７．５質量％未満であると欠損しやすくなる傾向がある。コバルトの含有量が１０．５質量％を超えると、超硬合金の熱膨張係数が大きくなることにより、被膜の熱膨張係数との差が小さくなって応力を緩和する効果が不十分となる傾向がある。
【００２６】
第１金属の炭化物の含有量が２質量％未満であると摩耗しやすくなる傾向がある。第１金属の炭化物の含有量が６質量％を超えると、被膜の熱膨張係数との差が小さくなって応力を緩和する効果が不十分となる傾向がある。第１金属として用いられる具体的な金属種には、周期律表の第４族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、第５族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａなど）、第６族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなど）を挙げることができる。
【００２７】
さらに第１金属の炭化物の具体例としては、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＺｒＣなどを挙げることができる。
【００２８】
超硬合金の組成に含まれる不可避不純物とは、基材の製造上、その混入を避けることができない元素の総称をいう。不可避不純物として各元素の含有量はそれぞれ０〜０．１質量％であり、各元素の総和（すなわち不可避不純物の含有量）は０〜０．２質量％である。したがって、不可避不純物は超硬合金の組成に含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。不可避不純物としては、アルミニウム、ケイ素、ホウ素、炭素、窒素、酸素などの元素が含まれる。
【００２９】
本実施形態において超硬合金の組成、すなわち基材の組成は、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を付帯したエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用い、次のような測定手法により測定することができる。
【００３０】
まず、基材（基材が被膜により被覆されている場合には、被膜で被覆された基材）を樹脂に埋め、基材の逃げ面の法線と平行な平面で切断し、その断面を露出させる。続いて、この露出させた断面を研磨することにより観察用研磨面を作製する。この観察用研磨面（基材が被膜により被覆されている場合には、観察用研磨面の基材部分）の任意の５か所（５視野）に対し、ＥＤＸを使用して３０００倍の倍率により観察して元素分析を行ない、その値を求める。最後に上記５視野の値の平均値をそれぞれの元素について求めることにより、超硬合金の組成を特定することができる。基材を埋める樹脂には、熱硬化性樹脂などを用いることができる。
【００３１】
基材の断面の研磨については、従来公知の方法を用いることができる。たとえば、基材の断面をアルゴンイオンを用いたイオンミーリング処理を行なうことにより、平滑化した観察用研磨面を得ることができる。Ａｒイオンによるイオンミーリング処理の条件は、たとえば以下のとおりである。
加速電圧：  ６ｋＶ
照射角度：  基材の逃げ面の法線から０−５°
照射時間：  ６時間。
【００３２】
その後、上記の平滑化された基材の観察用研磨面を、ＦＥ−ＳＥＭを付帯したＥＤＸで解析すればよい。
【００３３】
＜被膜＞
被膜は、基材上であって、かつ少なくとも逃げ面の一部を被覆するようにして形成される。これにより被膜は、表面被覆切削工具に対して靭性および耐摩耗性などの特性を向上させることができる。被膜は、基材の全面を被覆するようにして形成されていることが好ましい。ただし、本実施形態では、少なくとも逃げ面の一部を被覆するように形成されていればよく、基材上のその他の領域において被膜により被覆されていない部分が含まれていても、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００３４】
被膜は、内層と該内層上に形成された外層とを含む。被膜は、従来公知の化学蒸着（ＣＶＤ）法によって形成されてもよく、物理蒸着（ＰＶＤ）法によって形成されてもよいため、その形成方法は特に限定されるべきではない。しかしながら本実施形態において被膜は、内層および外層がともにＣＶＤ法により形成されることが好ましい。ＣＶＤ法は成膜温度が８００〜１２００℃であってＰＶＤ法よりも高温のため、ＰＶＤ法と比較して被膜と基材との間の密着性、ならびに被膜を構成する各層同士の密着性に優れるからである。ただし、本実施形態において内層と外層との密着性については後述するように、意図的に低下させている。
【００３５】
被膜は、２μｍ以上２５μｍ以下の平均膜厚を有することが好ましく、その上限がより好ましくは２０μｍであり、さらに好ましくは１８μｍであり、その下限がより好ましくは３μｍであり、さらに好ましくは４μｍである。被膜の平均膜厚が２μｍ未満では耐摩耗性を向上させる作用などが十分に示されない場合があり、被膜の平均膜厚が２５μｍを超えても上記作用に大差がなく、経済的に不利となる場合がある。
【００３６】
（内層）
内層は、後述の外層に対して基材側に形成された層であり、１以上の層からなる。したがって、内層のうち最も基材側に形成された層は、基材上に直接接するようにして形成されている。
【００３７】
内層は、１以上の層からなり、その層のうち外層と接する層として酸化アルミニウム層（以下、「Ａｌ2Ｏ3層」と記す場合がある）を含む。後述のとおり、外層はその多層構造によって切削加工時に表面被覆切削工具にかかる応力を緩和することができ、かつ剥離しやすい特性を有する。このため表面被覆切削工具の内層のうち外層と接する層は、切削加工時に表面に露出することになるので、これをＡｌ2Ｏ3層で構成することにより被削材に対する溶着性を低減することが可能となる。
【００３８】
ここで酸化アルミニウム層は、その一部として少なくともＡｌ2Ｏ3を含んでいること（５０質量％以上含まれていればＡｌ2Ｏ3層であるとみなす）を意味し、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3（Ａｌ2Ｏ3にＺｒまたはＹが添加されたとみることもできる）などを含むことができる。さらに、塩素、炭素、ホウ素、窒素などの不純物を含んでいてもよい。その一方で、Ａｌ2Ｏ3層は不純物を除く組成の全てがＡｌ2Ｏ3である場合も含まれる。Ａｌ2Ｏ3層に含まれるＡｌ2Ｏ3の結晶構造は、特に限定されるべきではなく、たとえばα−Ａｌ2Ｏ3、κ−Ａｌ2Ｏ3、γ−Ａｌ2Ｏ3およびアモルファス状態のＡｌ2Ｏ3が含まれ、これらが混在した状態も含まれる。
【００３９】
酸化アルミニウム層は、平均膜厚が０．５〜４μｍであることが好ましい。平均膜厚が０．５μｍ未満では、耐溶着性が不十分となる恐れがある。酸化アルミニウム層の平均膜厚は、より好ましくは０．６μｍ以上であり、さらに好ましくは０．７μｍ以上である。一方、酸化アルミニウム層の平均膜厚の上限は４μｍであり、好ましくは３．７μｍ以下であり、さらに好ましくは３．５μｍ以下である。酸化アルミニウム層の平均膜厚が４μｍを超えても、耐溶着性が向上する効果に大差がなくなり、経済的に不利となる場合がある。
【００４０】
内層は、酸化アルミニウム層以外に、周期律表の第４族元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、第５族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａなど）、第６族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなど）、Ａｌ、ＳｉおよびＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素、酸素およびホウ素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素とにより構成される化合物によって形成された層を１層以上含むことが好ましい。このような層を含むことにより、耐摩耗性などの諸特性が向上し、かつ内層と基材との密着性を向上させることができる。
【００４１】
上記化合物の具体例としては、たとえばＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢ2、ＴｉＢＮ、ＴｉＢＮＯ、ＴｉＣＢＮ、Ｔｉ2Ｏ3、ＴｉＺｒＣＮ、ＺｒＣ、ＺｒＯ2、ＨｆＣ、ＨｆＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、ＣｒＮ、ＶＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＺｒＣＮ、ＺｒＣＮＯ、ＡｌＮ、ＡｌＣＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＣなどを挙げることができる。
【００４２】
内層は、平均膜厚が０．５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、その上限がより好ましくは１８μｍであり、さらに好ましくは１５μｍであり、その下限がより好ましくは２μｍであり、さらに好ましくは３μｍである。内層の平均膜厚が０．５μｍ未満では耐溶着性の効果が不十分となり、２０μｍを超えても該効果に大差がないため、経済的に不利となる場合がある。
【００４３】
（外層）
外層は、３層以上積層された多層構造を含む。さらに多層構造を構成している各層は、チタンを含む。外層は、上述のように内層上に形成された層であって、上記多層構造により表面被覆切削工具の表面に被削材が溶着することを極めて有効に低減することができる。
【００４４】
すなわち本実施形態に係る表面被覆切削工具は、外層の３層以上の多層構造によって切削加工時に表面被覆切削工具にかかる応力を緩和するとともに、比較的容易に剥離するため、外層と被削材とが溶着することを防止することができる。被削材の溶着が防止されると結果的に被膜（内層）の破壊が防止され、もって優れた耐摩耗性を得ることが可能となる。同時に、被削材の加工面の状態を悪化させることも防止される。
【００４５】
外層の多層構造を構成している各層は、チタンを含む。各層は、チタンを含む組成である限り、原則としてその組成が限定されるべきではない。たとえば外層は、Ｔｉと、炭素、窒素、酸素およびホウ素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とにより構成される化合物、および場合によっては、この化合物にＺｒ、ＣｒおよびＨｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素が添加された化合物によって形成される層とすることができる。このような化合物として、たとえばＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＢＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＺｒＮ、ＴｉＺｒＣｒＮ、ＴｉＣなどを挙げることができる。外層の各層は、チタンを含むことにより、薄膜であっても均一に被覆することができる。
【００４６】
本実施形態において外層は、炭化チタン層（以下、「ＴｉＣ層」と記す場合がある）および窒化チタン層（以下、「ＴｉＮ層」と記す場合がある）を含むことが好ましい。すなわち、外層はＴｉＣ層およびＴｉＮ層を含んで３層以上積層されていることが好ましい。外層の上述した効果に加え、優れた耐熱性および熱膨張係数低減の効果を備えることができるからである。
【００４７】
さらに外層は、Ａｌ2Ｏ3層と接する層がＴｉＣ層であることがより好ましい。ＴｉＣ層は酸化されやすい特性を有し、Ａｌ2Ｏ3層と接してＴｉＣ層を形成すれば、ＴｉＣが成膜時に酸化されることによって、その界面に空隙が形成されやすくなる。後述するように、この空隙によって外層と内層との密着強度を有効に低下させることができ、もって切削加工時において外層を極めて容易に剥離させることができる。
【００４８】
したがって、本実施形態において外層はＡｌ2Ｏ3層と接する側から、たとえばＴｉＣ層、ＴｉＮ層、ＴｉＣ層の順に積層された多層構造を含むものとして構成することができる。ただし、外層の多層構造は３層以上であればよく、好ましくは３〜５層である。多層構造の積層数の上限は特に限定されるべきはないが、７層を上限とすることが好ましい。外層を７層を超えて形成しても耐溶着性が向上する効果に大差がなく、経済的に不利となる場合がある。
【００４９】
さらに外層は、多層構造全体の平均膜厚が０．１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましく、その上限がより好ましくは１．５μｍであり、さらに好ましくは１μｍであり、その下限がより好ましくは０．２μｍであり、さらに好ましくは０．３μｍである。多層構造全体の平均膜厚が０．１μｍ未満では上述した外層の効果が不十分となり、２μｍを超えても該効果に大差がないため、経済的に不利となる場合がある。
【００５０】
多層構造を構成する各層の平均膜厚は、０．０５μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、その上限がより好ましくは０．８μｍであり、さらに好ましくは０．６μｍであり、その下限がより好ましくは０．１μｍであり、さらに好ましくは０．２μｍである。各層の平均膜厚が０．０５μｍ未満であれば、多層構造としたことにより得られる効果が不十分となり、１μｍを超えると、上述した効果に大差がないため、経済的に不利となる場合がある。
【００５１】
内層および外層をそれぞれ構成する各層の組成の確認は、上述した基材の組成の測定方法と同じ方法により行なうことができる。すなわち、被膜により被覆されている基材に対して観察用研磨面を作製する。この観察用研磨面の被膜部分の任意の５か所（５視野）に対し、ＥＤＸを使用して５０００倍の倍率により観察して元素分析を行ない、それぞれの元素について上記５視野の値の平均値を求めることにより、その平均値を上記組成とすることができる。ここで上記被膜部分の任意の５か所（５視野）は、被膜を構成する各層ごとにそれぞれ設定される。上記観察用研磨面には各層の界面が現れているので、各層の位置関係を把握することができ、これにより各層ごとに任意の５か所（５視野）を設定することが可能となる。
【００５２】
さらに、被膜、被膜を構成する内層および外層、Ａｌ2Ｏ3層ならびに外層の多層構造を構成する各層の膜厚は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察することにより、測定することができる。具体的には、まず被膜が少なくとも被覆されている基材の逃げ面においてその法線と平行な平面で切断し、その断面を露出させる。続いて、この露出した断面のうち少なくとも被膜の部分（被膜断面）を研磨することにより観察用研磨面を作製する。この観察用研磨面に対し、被膜、被膜を構成する内層および外層、ならびにＡｌ2Ｏ3層の膜厚を測定する場合には５０００倍の倍率により、外層を構成する各層の膜厚を測定する場合には２００００倍の倍率により、それぞれ観察用研磨面の任意の５か所（５視野）をＳＥＭを用いて観察し、その値を求める。最後に上記５視野の値の平均値を求めることにより、その平均値を平均膜厚とすることができる。
【００５３】
被膜断面の研磨については、従来公知の方法を用いることができる。たとえば被膜断面の研磨は、上述した基材の組成の測定方法と同じ方法、すなわちイオンミーリング処理を用いた方法により行なうことができる。イオンミーリング処理の条件は、たとえば以下のとおりである。
加速電圧：  ６ｋＶ
照射角度：  基材の逃げ面の法線方向から０〜５°
照射時間：  ６時間。
【００５４】
その後、平滑化された被膜の観察用研磨面をＳＥＭによって上述のとおりに観察すればよい。
【００５５】
ここで、被膜の表面および被膜を構成する各層の界面をＳＥＭにより観察すれば、その多くが平滑面ではなく、凹凸を有する面であることが確認される。したがって、視野内において上記被膜断面に現れる被膜の表面に対応する外郭線、および各層の界面に対応する境界線も、多くが直線ではなく波状である。よって、被膜ならびに各層の膜厚を測定する場合、視野内における各線の最頂点と最底点との中点をまず決定する。さらにこの中点を通過し、かつ基材の表面（逃げ面）と平行となる仮想線をそれぞれ設定し、これを基準線とする。次いで、外郭線および境界線に対応する基準線を順次設定し、基準線同士の距離をそれぞれの膜厚とすることが望ましい。
【００５６】
（内層と外層との界面の空隙）
本実施形態において被膜は、内層と外層との界面に複数の空隙を含むことが好ましい。空隙は、その平均径が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。さらに空隙は、その密度が基材の逃げ面に対する法線と平行な平面で切断した被膜の断面において０．１〜２個／μｍである。これらの空隙は、後述する表面被覆切削工具の製造方法のように成膜条件を制御することにより、所定の範囲の平均径を有し、かつ所定の密度で内層と外層との界面に含まれることとなる。本実施形態に係る表面被覆切削工具は、このような空隙を含むことにより、外層と内層との密着強度を有効に低下させることができ、切削加工時において外層を極めて容易に剥離させることができる。
【００５７】
ここで「界面に複数の空隙を含む」とは以下を意味する。すなわち、厳密に言えば、界面上に空隙が存在することにより、該空隙が存在する箇所において界面は消失することとなる。しかしながら、本明細書においては、該空隙が存在しなければ存在したであろう界面を前提に「界面に複数の空隙を含む」ものとし、以下、説明する。
【００５８】
空隙は、より好ましくは平均径が２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。空隙の平均径が１０ｎｍ未満であれば、外層と内層との密着強度を有効に低下させる作用が不十分となる。空隙の平均径が１００ｎｍを超えれば、切削加工時において外層を有効に剥離させる前に、外層が剥離してしまう恐れがある。
【００５９】
空隙は、より好ましくは密度が、基材の逃げ面に対する法線と平行な平面で切断した被膜の断面において０．３〜１．８個／μｍである。空隙の密度が０．１個／μｍ未満であれば、外層と内層との密着強度を有効に低下させる作用が不十分となる。空隙の密度が２個／μｍを超えれば、切削加工時において外層を有効に剥離させる前に、外層が剥離してしまう恐れがある。
【００６０】
空隙の平均径および密度は、上述した被膜、内層および外層などの膜厚の測定方法と同じようにＳＥＭを用いて観察することにより、測定することができる。上記した被膜の膜厚を測定するための観察用研磨面を準備し、これに対しＳＥＭを用いて２００００倍の倍率により、観察用研磨面の任意の５か所（５視野）で測定する。ただし、上記５か所は各視野に外層と内層との界面が含まれるものとする。空隙の平均径は、１０ｎｍ以上の径を有する空隙すべてから視野毎に平均径を求め、その平均値を空隙の平均径とすることができる。空隙の密度は、上記平均径を求めるのに用いた空隙の個数を数えてその密度を視野毎に求め、その平均値を空隙の密度とすることができる。
【００６１】
ここで本実施形態において、空隙の平均径および密度を測定するに際しては、空隙の一部が僅かでも内層と外層との界面に含まれる場合、その空隙は、平均径および密度を測定する対象に含めることとする。空隙の径は、楕円となっている場合は短径を測定することにより算出するものとする。
【００６２】
＜刃先部＞
（表面粗さＲａ）
本実施形態に係る表面被覆切削工具は、刃先部の表面粗さＲａが０．１μｍ以下であることが好ましい。本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、たとえば後述するように基材を被膜により被覆した後に、その表面を特定の条件で平滑処理することにより、刃先部に極めて平滑な表面粗さＲａを備えさせた。これにより表面被覆切削工具が、従来から備わる耐摩耗性を維持しながら、耐溶着性が特に向上することを見出した。
【００６３】
本明細書において、「刃先部」とは、すくい面と逃げ面とが交差する部分である刃先稜線と該刃先稜線の近傍領域とからなる部分をいう。ここで、刃先稜線の近傍領域とは、すくい面および逃げ面のそれぞれにおいて、刃先稜線に沿って該刃先稜線から５０μｍ離れた地点を通る仮想線と刃先稜線とで挟まれる領域を指す。さらに上述した基材および基材の母材の「刃先稜線部」とは、基材上における上記の「刃先部」に相当する部分を指す。
【００６４】
ただし刃先稜線は、上述のように基材の刃先稜線部に対してホーニング処理またはネガランド処理などの表面処理が施された場合、これらの表面処理を施す前の状態の刃先稜線を前提にして説明される。これらの表面処理を施せば、線としての刃先稜線が消失してしまい、刃先部の範囲を明確に決定することが困難となるからである。したがって、表面被覆切削工具に表面処理が施されている場合、すくい面と逃げ面とを仮想的に延長させたときにこれらが交差して形成される線を、刃先稜線とみなして刃先部の範囲を決定するものとする。
【００６５】
本実施形態において刃先部の表面粗さＲａは、０．０８μｍ以下であることがより好ましい。さらに、０．０６μｍ以下であることが最も好ましい。刃先部の表面粗さＲａの下限値は、理想的には０μｍである。刃先部の表面粗さＲａが、０．１μｍを超えると、特に優れた耐溶着性を考慮したときに、その効果が不十分となる。
【００６６】
刃先部の表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３で用いられる用語およびその定義に基づき、ＪＩＳ  Ｒ  １６８３：２００７に準拠することにより原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定することができる。刃先部の任意の１０箇所において１０μｍ×１０μｍの領域を設定し、それぞれＡＦＭの探針を走査して該領域の表面形状を測定し、測定した１０箇所の表面粗さＲａの平均値を算出することにより決定することができる。
【００６７】
本実施形態において刃先部の表面粗さＲａが０．１μｍ以下という値は、基材上に被膜が形成された後にその刃先部に対し、たとえば後述する平滑処理が施されることにより達成される。ただし、表面粗さＲａが０．１μｍ以下となる刃先部を得る方法については、その値が達成される限り、上記平滑処理に限定されるべきではない。
【００６８】
≪表面被覆切削工具の製造方法≫
本実施形態に係る表面被覆切削工具は、従来公知の方法を組合せることにより上記構成の基材を準備し、かつ成膜条件などを適切に制御し、該基材を上記構成の被膜で被覆することにより製造することができる。特に、上記被膜で基材を被覆した後に、所定の条件により平滑処理を施すことが好ましい。以下、表面被覆切削工具の製造方法について説明する。
【００６９】
＜基材の準備＞
（原料粉末の配合および混合）
まず、後述のとおりの組成を有する基材用原料粉末を準備する。初めに従来公知の配合方法により、コバルトが７．５〜１０．５質量％となり、第１金属の炭化物が２〜６質量％となり、炭化タングステンおよび不可避不純物が残部となる組成を満たすように配合する。第１金属の種類、ならびに不可避不純物の種類および含有量については、上述のとおりである。
【００７０】
続いて、上述した配合により得た配合物を湿式混合する。湿式混合についても従来公知の方法を用いることができる。たとえば、市販されている湿式アトライタ装置を用いて６時間程度かけて湿式混合することにより、超硬合金用原料粉末を調製することができる。
【００７１】
（プレス成型および焼結）
次に、超硬合金用原料粉末を、所定の金型に投入して従来公知の方法によりプレス成型する。たとえば市販されているプレス装置を用い、２０〜５０ｋＰａの圧力でプレス成型することができる。さらに、プレス成型された成型体を焼結する。この焼結についても従来公知の方法を用いることができ、上記成型体を従来公知の方法により１３５０〜１５５０℃、０．５〜２時間の条件で焼結することにより、超硬合金の焼結体を作製することができる。これにより、超硬合金からなる基材を準備することができる。ここで本実施形態において超硬合金用原料粉末と基材とは、同一の組成を有するものとする。
【００７２】
（その他の工程）
さらに、本実施形態に係る表面被覆切削工具の製造方法では、上記基材の刃先稜線部に対し、その他の工程としてホーニング処理またはネガランド処理を施すことができる。
【００７３】
＜被膜による被覆＞
表面被覆切削工具は、上記超硬合金からなる基材上に、ＣＶＤ法により被膜を被覆することによって好適に製造することができる。被膜は、内層、外層の順に成膜される。
【００７４】
（内層の成膜）
内層は、Ａｌ2Ｏ3層以外の他の層を形成する場合、それらの層を従来公知の方法で形成することができる。Ａｌ2Ｏ3層および他の層の厚みは、成膜時間を適宜調節することにより調整することができる（各層の成膜速度は、約０．５〜２．０μｍ／時間である）。
【００７５】
内層は、たとえばＣＶＤ法を用い、以下の方法によって形成することができる。すなわち、基材上に他の層を介して、または介さずに公知の方法でＴｉＣＮ層を形成し、このＴｉＣＮ層の表面にＴｉＣＮＯ層を形成する。さらに、後述する原料ガスを導入してＴｉＣＮＯ層の表面を酸化するとともに、α−Ａｌ2Ｏ3の結晶粒の核生成を行ない、続いてＡｌ2Ｏ3の結晶粒の粒成長を促すことにより、Ａｌ2Ｏ3層を形成する。
【００７６】
たとえば、Ａｌ2Ｏ3層の形成時において原料ガスに配合される各種ガスの配合量は、ＡｌＣｌ3が１．３〜２．５体積％、ＨＣｌが２．０〜６体積％、Ｈ２Ｓが０．２〜２体積％、ＣＯ2が０．６〜６体積％であり、残部がＨ2である。このとき、ＣＶＤ装置の炉内温度を９５０〜１０５０℃とし、炉内圧力を５〜１５０ｈＰａとする。Ａｌ2Ｏ3層は、０．５〜４μｍの平均膜厚を有するように成膜されることが好ましい。
【００７７】
（外層の成膜）
外層は、内層の成膜に引き続いてＣＶＤ法で成膜することにより形成することができる。このときＡｌ2Ｏ3層の形成後に、Ａｌ2Ｏ3層上に水素と二酸化炭素との２成分からなる混合ガスを導入することが好ましい。これによりＡｌ2Ｏ3層上にごく微量の水分を含ませることができ、もって引き続いて成膜する外層との界面領域に上述したような平均径および密度を有する空隙を存在させることができる。混合ガスにおけるＨ2とＣＯ2との比率は、Ｈ2：ＣＯ2＝７０：１〜３０：１とすることが好ましい。
【００７８】
外層は、３層以上の積層構造として成膜する。さらに、多層構造を構成している各層にはチタンを含ませる。特に外層の成膜では、ＴｉＣ層およびＴｉＮ層を含んで３層以上積層することが好ましい。さらに外層は、内層におけるＡｌ2Ｏ3層と接する層を、ＴｉＣ層とすることがより好ましい。たとえば、Ａｌ2Ｏ3層と接する層をＴｉＣ層とし、このＴｉＣ層上にＴｉＮ層を積層し、このＴｉＮ層上にＴｉＣＮ、ＴｉＢＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＺｒＮ、ＴｉＺｒＣｒＮ、ＴｉＣから選ばれる１種を最外層とした３層構造の外層とすることができる。もっとも外層は３層以上の多層構造であれば、４層であっても５層であっても、それ以上であってもよい。
【００７９】
外層は、その各層を従来公知の方法で形成することができる。各層の厚みは、成膜時間を適宜調節することにより調整することができる（各層の成膜速度は、約０．５〜２．０μｍ／時間である）。これにより基材上に内層および外層からなる被膜により被覆された表面被覆切削工具を製造することができる。
【００８０】
＜平滑処理＞
さらに本実施形態においては、基材上に被膜が被覆された表面被覆切削工具の刃先部に対し、平滑処理を施すことができる。たとえば平滑処理としてブラシ処理を施すことができる。ブラシ処理は、たとえば刃先部に対して平均粒径が１０μｍ以下であるダイヤモンドペーストを塗布した表面被覆切削工具を、すくい面の中心の貫通孔を軸中心として１５〜５０ｒｐｍ程度の速度で０．２分程度回転させながら、刃先部をナイロン製のブラシで擦り、その後空冷することにより行なうことができる。本実施形態の平滑処理では、この操作を３〜５回繰り返すことが好ましい。これにより、刃先部の表面粗さＲａを０．１μｍ以下とすることができる。すなわち、すくい面および逃げ面のそれぞれにおいて、刃先稜線に沿って該刃先稜線から５０μｍ離れた地点を通る仮想線と、刃先稜線とで挟まれる領域の表面粗さＲａを０．１μｍ以下の極めて平滑な領域とすることができる。
【００８１】
上記平滑処理に関しては、刃先部の表面粗さＲａを０．１μｍ以下とすることができる限り、ブラシ処理のほかに、従来から広く知られる各種のブラスト処理（サンドブラスト処理、ショットピーニング処理など）を適用してもよい。
【実施例】
【００８２】
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。
【００８３】
本実施例において、被膜（内層および外層）を構成する各層は特に断らない限りＣＶＤ法により形成し、その条件は以下の表１に示すとおりである。
【００８４】
【表１】
0006699056.tif 000002
【００８５】
表１中、「原料ガス組成」とはＣＶＤ法により各層を形成する際に用いたガスの組成をいい、「温度」および「圧力」とはその際の温度および圧力をいう。
【００８６】
表１において、「ＴｉＮ（最下層）」とは、基材上に直接接するようにしてＴｉＮ層を形成する場合の条件を示し、「ＴｉＮ（最下層以外）」とは、それ以外の積層位置にＴｉＮ層を形成する場合の条件を示す。ＭＴ−ＴｉＣＮとは、比較的低い成膜温度（８５０〜９００℃）でＴｉＣＮ層（以下、「ＭＴ−ＴｉＣＮ層」と記す）を形成する場合を示す。κ−Ａｌ2Ｏ3とは、κ型の結晶構造を有するＡｌ2Ｏ3で構成される層（以下、「κ−Ａｌ2Ｏ3層」と記す）の形成条件を示し、α−Ａｌ2Ｏ3とは、α型の結晶構造を有するＡｌ2Ｏ3（以下、「α−Ａｌ2Ｏ3層」と記す）で構成される層の形成条件を示す。
【００８７】
＜基材の準備＞
まず、試料Ｎｏ．１〜１１に対応する基材を準備するため、上述した方法により９種の超硬合金用原料粉末を調製し、これらを３５ｋＰａの圧力でプレスし、続けて真空雰囲気中で１４５０℃、１時間の条件で焼結することにより、試料Ｎｏ．１〜１１に対応する基材の母材をそれぞれ作製した。さらに、これらの母材の刃先稜線部に対しＳｉＣブラシホーニング処理により刃先処理を行ない、すくい面と逃げ面との交差部分に対して半径が約５０μｍのアール（Ｒ）を付与することにより、ＣＮＭＧ１２０４０８（ＪＩＳ  Ｂ  ４１２０：２０１３）の切削工具の形状と同形状の試料Ｎｏ．１〜１１に対応する基材（超硬合金製）を準備した。試料Ｎｏ．１〜１１の基材の組成は、それぞれ表２に示すとおりである。
【００８８】
たとえば、試料Ｎｏ．１の基材の組成は、８質量％のＣｏと、３．４質量％のＴｉＣと、１．０質量％のＴａＣと、１．５質量％のＮｂＣと、残部のＷＣおよび不可避不純物（不可避不純物については表２に示さず）とからなる。試料Ｎｏ．１〜１１の基材に含まれる炭化物の結晶は、いずれも立方晶系である。本実施例においては試料Ｎｏ．１〜１１の基材を、それぞれ４個ずつ準備した。
【００８９】
【表２】
0006699056.tif 000003
【００９０】
＜被膜による被覆＞
（内層の形成）
次に、試料Ｎｏ．１〜１１の基材の全面に対し、表１に記載した各層の形成条件により、内層として順にＴｉＮ層、ＭＴ−ＴｉＣＮ層、ＴｉＣＮＯ層およびＡｌ2Ｏ3層（外層と接する層）をそれぞれ形成した。内層を構成する各層の膜構造および膜厚については表３に示すとおりである。
【００９１】
（外層の形成）
さらに引き続き、内層が形成された試料Ｎｏ．１〜１１に対し、表１に記載した各層の形成条件により、表３に示すとおりの膜構造および膜厚となるように外層をそれぞれ形成した。本実施例は、後述するように試料Ｎｏ．１〜８が実施例に該当し、試料Ｎｏ．９〜１１が比較例に該当する。
【００９２】
本実施例では特に、試料Ｎｏ．１および３について、Ａｌ2Ｏ3層の形成後において、このＡｌ2Ｏ3層上に水素と二酸化炭素とからなる混合ガスを導入することにより、Ａｌ2Ｏ3層上にごく微量の水分を含ませた。混合ガスにおける水素と二酸化炭素との体積比率は、Ｈ2：ＣＯ2＝５０：１である。さらに、この混合ガス導入時のＣＶＤ装置内の温度は１０００℃であり、圧力は１０ｋＰａである。
【００９３】
【表３】
0006699056.tif 000004
【００９４】
（平滑処理）
最後に、外層が形成された試料Ｎｏ．１〜１１の刃先部に対し、平滑処理としてブラシ処理を施した。このブラシ処理の条件は以下のとおりである。
刃先部への塗布物：  ダイヤモンドペースト（平均粒径１０μｍ以下）
回転速度：  ５０ｒｐｍ
切り込み：  １．０ｍｍ
ブラシ素材：  ナイロン
処理後の空冷時間：  １分。
【００９５】
さらに試料Ｎｏ．１〜１１の刃先部に施したブラシ処理時間（１回あたり）および回数は、表４に示すとおりである。
【００９６】
【表４】
0006699056.tif 000005
【００９７】
＜試験の内容＞
上記のようにして得られた試料Ｎｏ．１〜１１の表面被覆切削工具は、試料毎に４個ずつ準備されている。このうち試料Ｎｏ．１〜１１の各１個に対し、刃先部を対象にしてＡＦＭを用いて表面粗さＲａを測定した。測定方法は上述したとおりである。
【００９８】
さらに試料Ｎｏ．１〜１１の別の各１個に対し、内層と外層との界面領域に沿って存在する複数の空隙の平均径および密度を、上述した測定方法を用いて求めた。試料Ｎｏ．１〜１１のまた別の各１個に対し耐摩耗性を評価し、残りの各１個に対し耐溶着性を評価した、耐摩耗性および耐溶着性の評価は、それぞれ以下の条件による切削試験に基づいて行なった。
【００９９】
（耐摩耗性評価のための切削試験）
被削材：  ＳＣＭ４３５（ＪＩＳ）
切削速度：  ２５０ｍ／分
送り：  ０．３ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：  ２．０ｍｍ
乾式／湿式：  湿式
切削時間：  ２０分。
【０１００】
（耐溶着性評価のための切削試験）
被削材：  ＳＣＭ４１５（ＪＩＳ）
切削速度：  ８０ｍ／分
送り：  ０．３ｍｍ／ｒｅｖ
切込み：  １．５ｍｍ
乾式／湿式：  湿式
切削時間：  ５分。
【０１０１】
＜評価＞
ＡＦＭによる刃先部の表面粗さＲａ、耐摩耗性および耐溶着性の評価結果をそれぞれ表４に示す。表面粗さＲａは、この値が小さいほど表面が平滑であり、耐溶着性の向上に寄与していることを表す。耐摩耗性の評価では、２０分切削後の逃げ面摩耗量（Ｖｂ）を測定した。Ｖｂの値が小さいほど、耐摩耗性に優れていることを表す。さらに耐溶着性の評価では、５分切削後の刃先部の溶着状態を観察した。表４中、耐溶着性の評価に関して「溶着なし」との表記は、溶着、チッピングがともになかったことを意味し、「若干溶着発生」との表記は、若干量の溶着が確認されたものの被削材の切削加工を継続することに支障のない範囲であり、かつチッピングが発生しなかったことを意味し、「溶着発生」との表記は、溶着が確認されたもののチッピングが発生しなかったことを意味し、「溶着、チッピング発生」との表記は、溶着、チッピングがともに発生したことを意味する。
【０１０２】
さらに表４中で記号Ａなどで示した性能ランクは、以下のように定義される。
Ａ：耐摩耗性および耐溶着性が非常に優れている（表面粗さＲａ＝０．１以下、Ｖｂ＝０．１６１以下、刃先の状態＝溶着なしであることの合計３項目のうちすべての項目を満たす）
Ｂ：耐摩耗性および耐溶着性が優れている（表面粗さＲａ＝０．１以下、Ｖｂ＝０．１６１以下、刃先の状態＝溶着なしであることの合計３項目のうち２項目を満たす）
Ｃ：耐摩耗性または耐溶着性が不十分である（表面粗さＲａ＝０．１以下、Ｖｂ＝０．１６１以下、刃先の状態＝溶着なしであることの合計３項目のうち２項目を満たすことができない）。
【０１０３】
表４から、実施例に該当する試料Ｎｏ．１〜８の表面被覆切削工具はいずれも、比較例に該当する試料Ｎｏ．９〜１１の表面被覆切削工具に比べ、表面粗さＲａ、耐摩耗性において同等または優れ、耐溶着性においては著しく優れていることが分かった。
【０１０４】
特に、被膜の作製過程でＡｌ2Ｏ3層上に水素と二酸化炭素とからなる混合ガスを導入した試料Ｎｏ．１、３、および試料Ｎｏ．２、６および７は、表面粗さＲａ、空隙の平均径および密度、外層の膜構造および基材（超硬合金）のコバルト含有量がいずれも好適であったため、耐摩耗性および耐溶着性が著しく優れていた。
【０１０５】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１０６】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。