"超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるドリル基体の上に、Ti1-x,AlxN1-y,Cy{x=0~0.5、y=0~0.7}の組成を有する単層構造からなる硬質被覆層が形成された表面被覆ドリルにおいて、前記硬質被覆層の縦断面組織を観察した際に、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、前記硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなる単層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部においては、アスペクト比が5以下、幅10~50nmの粒状組織からなる単層構造を有し、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性を長期に亘って実現する表面被覆ドリル。超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるドリル基体の上に、Ti1-x,AlxN1-y,Cy{x=0~0.5、y=0~0.7}の組成を有するる硬質被覆層が形成された表面被覆ドリルにおいて、前記硬質被覆層の縦断面組織を観察した際に、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、前記硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状晶からなるA層とアスペクト比が5以下、幅10~50nmの粒状組織からなるB層とからなる交互積層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部においては、粒状組織からなるB層のみによる単層構造を有し、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性を長期に亘って実現する表面被覆ドリル。前記交互積層構造において、各層の一層平均層厚が0.1~1.0μm、全体平均層厚が1.0~5.0μmであることを特徴とする請求項2に記載の表面被覆ドリル。前記フルート溝部の残留圧縮応力が、2.0~5.0GPaであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の表面被覆ドリル。近年のドリル加工装置のFA化はめざましく、加えてドリル加工に対する省力化、省エネ化、低コスト化さらに効率化の要求も強く、これに伴い、高送り、高切り込みなどより高効率の深穴用ドリル加工が要求される傾向にあるが、前記従来表面被覆ドリルにおいては、各種の鋼や鋳鉄を通常条件下でドリル加工した場合に特段の問題は生じないが、耐摩耗性が必要とされるとともに切屑がドリルの切屑排出溝につまり易い、軟鋼またはアルミ合金等の高速湿式の深穴用ドリル加工に用いた場合には、切屑排出溝に切屑がつまり易く、これが原因で、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。特許文献2に記載の表面被覆切削工具では、目的とする構造を得るために、成膜後の硬質皮膜のブラスト処理、あるいは、工具のマスキング処理が必要となる。ブラスト処理により先端部から外周部の潤滑層の一部を除去する方法では、ブラスト処理により与えられる機械的な衝撃により皮膜の平滑性が損なわれるため十分な耐摩耗性を維持することが出来ず、また、ブラスト処理による微細な傷が発生することも特許文献2にも記載されている通り、工具寿命の低下に繋がる。合金鋼の穴あけ加工においては前記の傷が特段の問題となることはないが、特に、軟鋼等の高速高送りの条件においては、フルート溝の強度が十分に維持出来ていないことから早期に寿命に至ることが明らかである。そこで、本発明者らは、前述のような観点から、高速湿式の深穴用ドリル加工に用いられた場合にもすぐれた耐摩耗性と切屑排出性を示し表面被覆ドリルの長寿命化を図るべく、ドリル表面を、Tiの窒化物、炭化物、炭窒化物、またはTiとAlからなる複合窒化物のいずれかの組成からなる硬質被覆層で構成するとともに、該硬質被膜層の結晶粒組織に着目し鋭意研究を行った結果、次のような知見を得た。a硬質被覆層として、例えばTi1-xAlxN{x=0~0.6}の成分系からなる層の形成を、例えば、図1の概略説明図に示される物理蒸着装置の1種である圧力勾配型Arプラズマガン装置にドリル基体を装着し、成膜条件を変えることによって成膜速度を制御し、柱状組織を有するA層と、粒状組織を有するB層を所定の構造となるように形成させる。b前記硬質被覆層の縦断面組織を透過型電子顕微鏡で観察したところ、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなる単層構造を有し、ドリルのフルート溝部においてはアスペクト比が5以下、幅10~50nm以下の粒状組織からなる単層構造を有しており、かかる硬質被覆層は、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性を長期に亘って実現することができることを確認した。cさらに、成膜速度を制御することによって、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなるA層と、アスペクト比が5以下、幅10~50nm以下の粒状組織を含むB層からなる交互積層構造を有し、ドリルのフルート溝部においてはアスペクト比が5以下、幅10~50nm以下の粒状組織からなるB層のみによる単層構造を有している膜構造を形成することができ、かかる硬質被覆層は、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の一層高い耐摩耗性と、フルート溝部の一層高い切屑排出性を長期に亘って実現することができることを確認した。本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、1超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるドリル基体の上に、Ti1-x,AlxN1-y,Cy{x=0~0.5、y=0~0.7}の組成を有する単層構造からなる硬質被覆層が形成された表面被覆ドリルにおいて、前記硬質被覆層の縦断面組織を観察した際に、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、前記硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなる単層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部においては、アスペクト比が5以下、幅10~50nmの粒状組織からなる単層構造を有し、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性を長期に亘って実現する表面被覆ドリル。2超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるドリル基体の上に、Ti1-x,AlxN1-y,Cy{x=0~0.5、y=0~0.7}の組成を有する単層構造からなる硬質被覆層が形成された表面被覆ドリルにおいて、前記硬質被覆層の縦断面組織を観察した際に、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、前記硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなるA層とアスペクト比が5以下、幅10~50nmの粒状組織からなるB層とからなる交互積層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部においては、粒状組織からなるB層のみによる単層構造を有し、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性を長期に亘って実現する表面被覆ドリル。3前記交互積層構造において、各層の一層平均層厚が0.1~1.0μm、全体平均層厚が1.0~5.0μmであることを特徴とする2に記載の表面被覆ドリル。4前記フルート溝部の残留圧縮応力が、2.0~5.0GPaであることを特徴とする1乃至3のいずれかに記載の表面被覆ドリル。に特徴を有するものである。本発明について、以下に説明する。本発明の表面被覆ドリルの硬質被覆層の組成のうち、金属成分のうちAlの含有比率を表すxの値が0.5を超えると、NaCl型結晶構造を維持できなくなり、所望の強度を具備することができず、また、非金属成分のうち炭素の含有比率を示すyのちが0.7を超えると窒素のもつ耐熱性が低下し、所望の耐熱性を具備することができないため、xの値を0~0.5、yの値を0~0.7とそれぞれ定めた。また、本発明の表面被覆ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面において、単層または交互積層構造としたときの一方の層A層を、結晶粒のアスペクト比が10~100、幅が10~100nmの柱状組織と限定した理由は、アスペクト比が10~100であると、鉛直方向からの負荷に対して柱状組織の高い耐摩耗性が実現するからであり、幅が10~100nmであると、大きなクラックの進展を抑え、耐チッピング性を向上させるからである。また、交互積層構造としたときの他方の層B層を、結晶粒のアスペクト比が5以下、幅が10~50nmの粒状組織と限定した理由は、アスペクト比が5以下であると、層内での異方性を低減し平滑化を図るとともに、鉛直方向面内方向、双方の負荷に対し高い抗析力を維持するからであり、幅が10~50nmであると、表面を平滑化し、良好なすべり特性が得られるためである。また、交互積層構造における各層の一層平均層厚の望ましい値として0.1~1.0μmと特定した理由は、各層の一層平均層厚が0.1μmより小さいと粒状組織が持つ所望の平滑化による切削抵抗の低減と柱状組織が持つ耐摩耗性を十分に発揮することが出来ず、1.0μmを超えると皮膜中の残留応力による歪みエネルギーが大きくなるため界面剥離の原因となるためである。また、交互積層構造における全体平均層厚を1.0~5.0μmと限定した理由は、1.0μmより小さいと、交互積層構造が持つ平滑性耐摩耗性が長時間に亘って発揮できず、また5.0μmを超えると皮膜の残留応力による歪みエネルギーが大きくなるためチッピングがおきやすくなるためである。さらに、フルート溝部の残留圧縮応力の望ましい値として2.0~5.0GPaに特定した理由は、残留圧縮応力が適切に存在することで、耐塑性変形性が向上するからである。残留圧縮応力の付与には、通常、成膜後の後処理としてブラスト処理を行うことが一般的であるが、本発明においては、後述する金属メッシュを用いることによって、残留圧縮応力の付与を実現した。これにより、成膜後にブラスト処理を行わないため、硬質被覆層の平滑性が向上し、切屑排出性の向上が実現でき、また、ブラスト粒子が衝突することに起因するクラックの発生などを抑え、強度を十分に保つことが出来る。そして、本発明者らは、硬質被覆層を蒸着形成するための数多くの試験を行った結果、圧力勾配型Arプラズマガン装置に目的に合わせた反応ガスを導入し、Arプラズマを原料が入ったハースに照射して蒸発させ、ドリル基体に所定の負のバイアス電圧を印加させドリル基体上に皮膜を物理蒸着させる反応性蒸着法を用いて、硬質被覆層を被覆した。このとき、図2に示すように、ドリル基体にマージン部に沿って、適当な大きさおよび形状を有しドリル基体およびドリル基体を保持する治具等と電気的に絶縁された金属メッシュを配置し、金属メッシュに印加する負バイアス電圧V2を制御することによって、イオンの透過性を制御することで成膜速度を制御することにより、柱状組織からなるA層と、粒状組織からなるB層を目的の構造になるように形成させることができた。なお、ここでいう柱状組織とは、層を構成する主たる結晶粒が、柱状晶である組織を意味し、粒状組織とは、層を構成する主たる結晶粒が粒状晶である組織を意味している。また、ここでいうアスペクト比とは、個々の結晶粒の測定された最大径を示す線分である長辺の値を、長辺に対して垂直方向の最小径を示す短辺の値で除した値を、幅1μm×高さ膜厚相当の領域で平均した値を指す。また、結晶粒の幅とは硬質被覆層を断面から観察した際に、ドリル基体と略平行に、膜厚の2分の1の高さに引いた長さ10μmの線分が結晶粒界によって区分される、線分の両端を除いた区分のそれぞれの長さの平均値を指す。本発明の表面被覆ドリルは、超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるドリル基体の上に、Tiの窒化物、炭化物または炭窒化物、あるいはTiとAlからなる複合窒化物のいずれかの組成の単層構造からなる硬質被覆層が形成された表面被覆ドリルにおいて、前記硬質被覆層の縦断面組織を観察した際に、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、前記硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなる単層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部においては、アスペクト比が5以下、幅10~50nmの粒状組織からなる単層構造を有することによって、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性を長期に亘って実現することができる。また、本発明の別の態様の表面被覆ドリルは、超硬合金焼結体あるいはサーメットあるいは高速度鋼からなるドリル基体の上に、Tiの窒化物、炭化物または炭窒化物、あるいはTiとAlからなる複合窒化物のいずれかの組成からなる硬質被覆層が形成された表面被覆ドリルにおいて、前記硬質被覆層の縦断面組織を観察した際に、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面においては、前記硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなるA層とアスペクト比が5以下、幅10~50nmの粒状組織を含むB層とからなる交互積層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部においては、粒状組織からなるB層のみによる単層構造を有することによって、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性を長期に亘って実現することができる。前記特許文献2に示す従来技術では、マスキングや成膜後のブラスト処理等で耐摩耗部1と潤滑部2の皮膜構造を制御することが可能であるが、ブラスト処理によっては皮膜の傷によって十分な強度を維持することが出来ない。また、マスキングによる方法では、特許文献2に示すように先端部からD/2まで領域の皮膜組織形状を制御することが出来るものの、直径10mm以下の小径ドリルのマージン部のみを選択的にマスキングするのが困難であるとともに、マスキングされた部分の成膜速度が著しく低下し制御することが不可能であることから、微粒層や柱状晶の構造を制御するための効率的手法であるとは決していえない。それに対して、本発明で使用する方法によれば、金属メッシュに印加するバイアス電圧により成膜速度を制御することでドリルのマージン部の皮膜組織形状を選択的に制御することが可能であり、その効果は絶大である。また、本発明における、金属メッシュに印加するバイアス電圧により成膜速度を制御する方法は、圧力勾配型Arプラズマガン装置だけでなく、スパッタリング装置、アーク式イオンプレーティング装置、プラズマ支援CVD装置など、プラズマを発生させる機構を備えた様々な成膜装置に利用できることは言うまでもない。つぎに、本発明の表面被覆ドリルを実施例により具体的に説明する。原料粉末として、平均粒径0.8μmのWC粉末、同2.3μmのCr3C2粉末、同1.5μmのVC粉末および同1.8μmのCo粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ表1に示される配合組成に配合し、さらにワックスを加えてアセトン中で24時間ボールミル混合し、減圧乾燥した後、100MPaの圧力で所定形状の各種の圧粉体にプレス成形し、これらの圧粉体を、6Paの真空雰囲気中、7°C/分の昇温速度で1370~1470°Cの範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に1時間保持後、炉冷の条件で焼結して、工具基体形成用丸棒焼結体を形成し、さらに前記の丸棒焼結体から、研削加工にて、溝形成部の直径×長さが8mm×48mmの寸法、並びにねじれ角30度の2枚刃形状をもったWC基超硬合金製のドリル基体D-1~D-4をそれぞれ製造した。ついで、これらのドリル基体D-1~D-4の切刃に、ホーニングを施し、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図1の概略図に示される物理蒸着装置の1種である圧力勾配型Arプラズマガン装置に装着し、工具基体温度:380~420°C蒸発源1:金属Ti、蒸発源1に対するプラズマガン放電電力:11~13kW蒸発源2:金属Al、蒸発源2に対するプラズマガン放電電力:10~12kW反応ガス流量:窒素N2ガス70~100sccmメタンCH4ガス30~80sccm放電ガス:アルゴンArガス45~50sccmドリル基体に印加する直流バイアス電圧:-5Vマスキング用金属メッシュに印加する直流バイアス電圧:3V~-15Vという表2および表3に示される特定の条件下、ドリル基体を、例えば、図2に示すように、ドリル基体にマージン部に沿って、適当な大きさおよび形状を有しドリル基体およびドリル基体を保持する治具等と電気的に絶縁された金属メッシュを配置し、該鉛直方向の軸を回転中心軸として公転させながら反応性蒸着をして、表5および表6に示されるドリル基体の部位ごとに異なる粒径幅、アスペクト比、組織、構造および目標層厚を有する改質粒径制御層を形成した本発明表面被覆ドリル1~18をそれぞれ製造した。交互積層膜は、金属メッシュに印加するバイアス電圧を3Vと-10V、あるいは3Vと-15V、を交互に変化させることによって形成することができる。また、比較の目的で、前記ドリル基体D-1~D-4の表面に、ホーニングを施し、アセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、同じく図1に示される圧力勾配型Arプラズマガンを利用したイオンプレーティング装置に金属メッシュを取り付けない状態のまま保持し、表4に示される特定の条件下、ドリル基体を該鉛直方向の軸を回転中心軸として公転させながら反応性蒸着をして、表7に示されるドリル基体の部位ごとに異なる粒径幅、アスペクト比、組織、構造および目標層厚を有さない従来粒径制御層を形成した比較表面被覆ドリル1~12をそれぞれ製造した。つぎに、前記本発明表面被覆ドリル1~18および比較表面被覆ドリル1~12について、被削材-平面寸法:100mm×250mm、厚さ:50mmの、JISSS400HB110の板材、切削速度:100m/min.、送り:0.25mm/rev.、穴深さ:32mmの条件での軟鋼の湿式高速深穴あけ切削加工試験通常の、加工穴深さ4Dの切削速度および送りは、それぞれ、80m/min.および0.20mm/rev.、を行い、先端切刃面の逃げ面摩耗幅が0.3mmに至るまで、若しくは工具の欠損に至るまでの穴あけ加工数を測定した。この測定結果を表5、6、7にそれぞれ示した。この結果得られた本発明表面被覆ドリル1~18の硬質被覆層を構成する改質粒径制御層、さらに、比較表面被覆ドリル1~12の硬質被覆層を構成する従来層の組成を透過型電子顕微鏡を用いてのエネルギー分散X線分析法により測定したところ、それぞれ目標組成と実質的に同じ組成を示した。また、前記の硬質被覆層の平均層厚を走査型電子顕微鏡を用いて断面測定したところ、いずれも目標層厚と実質的に同じ平均値5ヶ所の平均値を示した。また、前記の硬質被覆層のフルート溝部の残留圧縮応力をX線回折測定による2θ-sin2ψ法によって測定した。その結果を、表5、6、7に示す。表5、6、7に示される結果から、本発明表面被覆ドリル1~9は、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面において、硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなる単層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部においては、粒状組織からなる単層構造を有しているので、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部の高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性が長期に亘って実現できる。また、本発明表面被覆ドリル10~18は、ドリルのマージン部、先端切れ刃および逃げ面において、硬質被覆層が、アスペクト比が10~100、幅10~100nmの柱状組織からなるA層とアスペクト比が5以下、幅10~50nm以下の粒状組織を含むB層からなる交互積層構造を有し、かつ、ドリルのフルート溝部において、粒状組織からなるB層のみによる単層構造を有しているので、加工長さL、直径DとしたときL/Dが3を超える深穴加工においてもマージン部のより高い耐摩耗性と、フルート溝部の高い切屑排出性が長期に亘って実現できる。これに対して、硬質被覆層の組織がドリルのマージン部、先端切れ刃、逃げ面およびフルート溝において変化しない従来層を有する比較表面被覆ドリル1~12は、切屑排出性が十分でないために、チッピング、欠損、剥離の発生等により、比較的短時間で使用寿命に至ることが明らかである。"