炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に硬質被覆層を設けた表面被覆切削工具において、前記硬質被覆層が化学蒸着された下部層と上部層とからなるとともに、a前記下部層は、少なくとも1層のTiの炭窒化物層を含み、かつ、3~20μmの合計平均層厚を有する1層または2層以上からなるTi化合物層、b前記上部層は、2~25μmの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、からなり、前記aの下部層を構成する少なくとも1層のTiの炭窒化物層は、柱状縦長成長TiCN結晶組織を有しており、その組織内に微粒TiCNが存在しており、該微粒TiCNが粒状TiCN結晶相又はアモルファスTiCN相若しくは粒状TiCN結晶相とアモルファスTiCN相との混合相であり、柱状縦長成長TiCN結晶の最大粒子幅が50~2000nm、該最大粒子幅と膜厚方向の最大粒子長さとのアスペクト比が5~50であり、前記微粒TiCNの最大粒径が10~150nmであり、該微粒TiCNの下部層中での粒径分布形態がバイモーダルな分布をとることを特徴とする表面被覆切削工具。前記微粒TiCNの粒径分布の第1ピークが10~20nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第1ピークにおける微粒TiCN数密度が200~500個/μm2であって、該微粒TiCNの第2ピークが50~100nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第2ピークにおける微粒TiCN数密度が10~30個/μm2であることを特徴とする請求項1に記載の表面被覆切削工具。近年の切削加工における省力化および省エネ化の要求は強く、これに伴い、被覆工具は一段と過酷な条件下で使用されるようになってきているが、例えば、前記特許文献1乃至3に示される被覆工具においても、高熱発生を伴うとともに、より一段と切れ刃に断続的衝撃的負荷が作用する高速断続切削加工に用いられた場合には、下部層の熱伝導率が高く、熱遮蔽効果が十分ではないために、切削加工時の高負荷によって切れ刃にチッピング、欠損が発生しやすく、その結果、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。そこで、本発明者らは、前述のような観点から、高熱発生を伴い、かつ、切れ刃に断続的衝撃的負荷が作用する高速断続切削加工に用いられた場合でも、硬質被覆層がすぐれた靭性を備え、その結果、長期の使用に亘ってすぐれた耐チッピング性、耐欠損性を発揮する被覆工具について鋭意研究を行った結果、以下の知見を得た。即ち、従来の硬質被覆層として、少なくともTiの炭窒化物層を含む1層または2層以上からなるTi化合物層からなる下部層を形成したものにおいては、少なくとも1層のTiの炭窒化物層が基体的に垂直方向に柱状をなして形成されている。そのため、耐摩耗性は向上するが、その反面、Tiの炭窒化物層の異方性が高くなるほどTi化合物層の靭性が低下する。その結果、耐チッピング性、耐欠損性を発揮することができず、また、工具寿命も満足できるものであるとはいえなかった。そこで、本発明者らは、硬質被覆層の下部層を構成するTi化合物層の中の特にTiの炭窒化物層について鋭意研究したところ、Ti化合物層中の少なくとも1層のTiの炭窒化物層中に微粒TiCNをバイモーダルな粒径分布で存在させることにより、主として粒径の大きな微粒TiCNがTi化合物層の異方性を緩和すると共に、粒径の小さな微粒TiCNがTi化合物層の熱伝導率を抑制し、熱遮蔽効果を向上させることができる。その結果、粒径の大きな微粒TiCNが奏する効果と粒径の小さな微粒TiCNが奏する効果との相乗効果により硬質被覆層の耐チッピング性、耐欠損性を飛躍的に向上させることができるという新規な知見を見出した。具体的には、下部層を構成する少なくとも1層のTiの炭窒化物層を柱状縦長成長TiCN結晶組織で構成すると共に、その組織内に微粒TiCNをバイモーダルな粒径分布で存在させることにより、硬質被膜層の耐チッピング性、耐欠損性を向上させることができる。そして、前述のような構成のTiの炭窒化物層は、例えば、以下の化学蒸着法によって成膜することができる。工具基体表面に、反応ガス組成容量を、TiCl4:1.7、TDMATテトラキスジメチルアミノチタン:0.01~0.1、CH3CN:0.7、N2:20、H2:残、として、反応雰囲気圧力を、5~9kPaとして、反応雰囲気温度を、800~930°Cとして、化学蒸着法を行うことにより柱状縦長成長TiCN結晶組織を成膜する工程中に、前記反応ガス中に、TDMATテトラキスジメチルアミノチタンを高濃度0.06~0.1および低濃度0.01~0.05と交互に濃度を変えて添加することにより、バイモーダルの粒径分布を有する微粒TiCNが組織内に存在する柱状縦長成長TiCN結晶組織を得ることができる。この時、柱状縦長成長TiCN結晶組織内に微粒TiCNが存在する場合であっても微粒TiCNの最大粒径および粒径分布を制御することにより柱状縦長成長TiCN結晶組織が分断されることなく、柱状組織のまま成長することを見出した。その結果、柱状縦長成長TiCN結晶組織が有する靭性を低下させることなく、むしろバイモーダルな粒径分布を有する微粒TiCNの存在により柱状縦長成長TiCNの異方性が増加することにより、靱性が向上するとともに、熱伝導率が抑制され、熱遮蔽効果が向上する。そのため、硬質被覆層の耐チッピング性、耐欠損性を向上させることができる。さらに、本発明者らは、Tiの炭窒化物層中に存在させる微粒TiCNの粒径分布と硬質被覆層の諸特性の関係について、鋭意研究を重ねた結果、微粒TiCNの粒径分布が、次のようなバイモーダルな分布であるとき最もすぐれた効果が奏されることを確認した。すなわち、本発明者らは、微粒TiCNの粒径分布と膜特性との関係を詳細に調べた結果、その粒径分布が、図2に示すように、第1ピークが10~20nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第1ピークにおける微粒TiCN数密度が200~500個/μm2であって、第2ピークが50~100nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第2ピークにおける微粒TiCN数密度が10~30個/μm2である時、最もすぐれた膜特性を示すことを見出した。本発明は、前記知見に基づいてなされたものであって、1炭化タングステン基超硬合金または炭窒化チタン基サーメットで構成された工具基体の表面に硬質被覆層を設けた表面被覆切削工具において、前記硬質被覆層が化学蒸着された下部層と上部層とからなるとともに、a前記下部層は、少なくとも1層のTiの炭窒化物層を含み、かつ、3~20μmの合計平均層厚を有する1層または2層以上からなるTi化合物層、b前記上部層は、2~25μmの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、からなり、前記aの下部層を構成する少なくとも1層のTiの炭窒化物層は、柱状縦長成長TiCN結晶組織を有しており、その組織内に微粒TiCNが存在しており、該微粒TiCNが粒状TiCN結晶相又はアモルファスTiCN相若しくは粒状TiCN結晶相とアモルファスTiCN相との混合相であり、柱状縦長成長TiCN結晶の最大粒子幅が50~2000nm、該最大粒子幅と膜厚方向の最大粒子長さとのアスペクト比が5~50であり、前記微粒TiCNの最大粒径が10~150nmであり、該微粒TiCNの下部層中での粒径分布形態がバイモーダルな分布をとることを特徴とする表面被覆切削工具。2前記微粒TiCNの粒径分布の第1ピークが10~20nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第1ピークにおける微粒TiCN数密度が200~500個/μm2であって、該微粒TiCNの第2ピークが50~100nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第2ピークにおける微粒TiCN数密度が10~30個/μm2であることを特徴とする1に記載の表面被覆切削工具。に特徴を有するものである。本発明について、以下に詳細に説明する。下部層のTi化合物層:少なくとも1層のTiの炭窒化物層を含み、かつ、3~20μmの合計平均層厚を有する1層または2層以上のTi化合物層からなる下部層は、通常の化学蒸着条件で形成することができるが、少なくとも1層のTiの炭窒化物層については後述するような別の方法によって形成する。下部層を構成するTi化合物層は、それ自体が高温強度を有し、これの存在によって硬質被覆層が高温強度を具備するようになるほか、工具基体と酸化アルミニウムからなる上部層のいずれにも強固に密着し、よって硬質被覆層の工具基体に対する密着性向上に寄与する作用をもつが、その合計平均層厚が3μm未満では、前記作用を十分に発揮させることができず、一方、その合計平均層厚が20μmを越えると、チッピングを発生しやすくなることから、その合計平均層厚を3~20μmと定めた。下部層中の少なくとも1層のTiの炭窒化物層:下部層中の少なくとも1層のTiの炭窒化物層は、柱状縦長成長TiCN結晶組織を有しており、その組織内に微粒TiCN結晶が分散分布している構成とする。このような構成にすることによって、靭性が向上し、すぐれた耐チッピング性を示すようになる。ところが、柱状縦長成長TiCN結晶の最大粒子幅が50nmよりも小さいと、長期の使用にわたっての耐摩耗性を確保できず、一方、2000nmを超えると、粒子の粗大化により耐チッピング性、耐欠損性が低下する。したがって、柱状縦長成長TiCN結晶の最大粒子幅は、50~2000nmとすることが好ましい。また、前記最大粒子幅と膜厚方向の最大粒子長さとのアスペクト比が5より小さいと、柱状縦長成長TiCNの特徴である高い耐摩耗性を確保できず、一方、50を超えると、かえって靭性が低下し、耐チッピング性、耐欠損性が低下する。したがって、柱状縦長成長TiCN結晶の最大粒子幅と膜厚方向の最大粒子長さとのアスペクト比は5~50とすることが望ましい。ここで、最大粒子幅と最大粒子長さとは、柱状縦長成長TiCN結晶の1つの粒子を計測したとき、粒子の幅短辺で最も大きい値を最大粒子幅と呼び、一方、粒子の高さ長辺で最も大きい値を最大粒子長さと呼ぶ。さらに、微粒TiCNの最大粒径が10nmより小さいと、微粒TiCNを分散分布させることの効果が発揮されず、一方、150nmを超えると、かえって靭性が低下する。したがって、微粒TiCNの最大粒径は、10~150nmとすることが好ましい。また、本発明は、前記の構成に加えて、以下の条件を併せ持つとき、より一層、すぐれた効果を発揮する。すなわち、前記微粒TiCNの下部層中での粒径分布がバイモーダルな粒径分布形態をとるとき下部層のTi化合物層は前述の効果を一層発揮する。特に好ましい分布形態としては、微粒TiCNの分布の第1ピークが10~20nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第1ピークにおける微粒TiCN数密度が200~500個/μm2であるとともに微粒TiCNの第2ピークが50~100nmに存在し、微粒TiCN径2nmごとに微粒TiCNを数えたときの第2ピークにおける微粒TiCN数密度が50~100個/μm2である。ここで、バイモーダルな粒径分布形態の第1ピークおよび第2ピークにおける粒径および数密度を前記のように定めた理由は、第1ピークの粒径が10nmより小さいと熱遮蔽効果を十分に向上させることができなくなり、一方、20nmを超えると膜の熱伝導率を十分に抑制することができなくなるからである。また、第2ピークの粒径が50nmより小さいと靭性を十分に向上させることができなくなり、一方、100nmを超えると耐チッピング性を十分に向上させることができなくなるからである。上部層の酸化アルミニウム層:上部層を構成する酸化アルミニウム層が、高温硬さと耐熱性を備えることは既に良く知られているが、その平均層厚が2μm未満では、長期の使用に亘っての耐摩耗性を確保することができず、一方、その平均層厚が25μmを越えると酸化アルミニウム結晶粒が粗大化し易くなり、その結果、高温硬さ、高温強度の低下に加え、高速断続切削加工時の耐チッピング性、耐欠損性が低下することから、その平均層厚を2~25μmと定めた。なお、本発明における微粒TiCNとは、粒状TiCN結晶相又はアモルファスTiCN相若しくは粒状TiCN結晶相とアモルファスTiCN相との混合相であって、最大粒径が150nm以下のものを総称して呼んでいる。バイモーダルな粒径分布形態をとる微粒TiCNの形成:本発明の微粒TiCNは、通常の化学蒸着条件で成膜した下部層の形成過程中に次の条件による化学蒸着法を行うことによって形成することができる。すなわち、微粒TiCNの核となるTDMATを反応ガス中に低濃度A条件と高濃度B条件の2つの条件で交互に切り替えながら添加することによって、バイモーダルな粒径分布を持つ微粒TiCNが形成される。反応ガス組成容量:TiCl4:1.7、TDMATA条件:0.01~0.05B条件:0.06~0.10CH3CN:0.7、N2:20、H2:残、反応雰囲気圧力:5~9kPa反応雰囲気温度:800~930°C本発明で、柱状縦長成長TiCN結晶組織内に微粒TiCNがバイモーダルな粒径分布している構造は、粒径の大きな微粒TiCNの存在によって、柱状縦長成長TiCN結晶組織に力が加わった際に、1つ1つの柱状縦長成長TiCN結晶にずれが生じるため、大きな靭性を生じることとなり、すぐれた耐チッピング性を示す。また、粒径の小さな微粒TiCNの存在によって、膜の熱伝導率が抑制されるため、熱遮蔽効果が向上する。本発明の被覆工具は、硬質被覆層として、化学蒸着された下部層と上部層とからなり、a下部層は、少なくとも1層のTiの炭窒化物層を含み、かつ、3~20μmの合計平均層厚を有する1層または2層以上からなるTi化合物層、b上部層は、2~25μmの平均層厚を有する酸化アルミニウム層、からなり、aの下部層を構成する少なくとも1層のTiの炭窒化物層は、柱状縦長成長TiCN結晶組織を有しており、その組織内に微粒TiCNが存在しており、該微粒TiCNが粒状TiCN結晶相又はアモルファスTiCN相若しくは粒状TiCN結晶相とアモルファスTiCN相との混合相であり、柱状縦長成長TiCN結晶の最大粒子幅が50~2000nm、該最大粒子幅と膜厚方向の最大粒子長さとのアスペクト比が5~50であり、微粒TiCNの最大粒径が10nm~150nmであり、該微粒TiCNの下部層中での粒径分布形態がバイモーダルな分布をとることにより、硬質被膜層の靱性が向上するとともに、熱伝導率が抑制され、熱遮蔽効果が向上するので、鋼や鋳鉄等の高熱発生を伴い、しかも、切れ刃に断続的衝撃的高負荷が作用する高速断続切削加工に用いた場合でも、耐チッピング性、耐欠損性にすぐれ、その結果、長期の使用に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮し、被覆工具の長寿命化が達成されるものである。つぎに、本発明の被覆工具を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、いずれも1~3μmの平均粒径を有するWC粉末、TiC粉末、ZrC粉末、VC粉末、TaC粉末、NbC粉末、Cr3C2粉末、TiN粉末、およびCo粉末を用意し、これら原料粉末を、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、98MPaの圧力で所定形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を5Paの真空中、1370~1470°Cの範囲内の所定の温度に1時間保持の条件で真空焼結し、焼結後、切刃部にR:0.07mmのホーニング加工を施すことによりISOCNMG120408に規定するインサート形状をもったWC基超硬合金製の工具基体A~Eをそれぞれ製造した。また、原料粉末として、いずれも0.5~2μmの平均粒径を有するTiCN質量比でTiC/TiN=50/50粉末、Mo2C粉末、ZrC粉末、NbC粉末、TaC粉末、WC粉末、Co粉末、およびNi粉末を用意し、これら原料粉末を、表2に示される配合組成に配合し、ボールミルで24時間湿式混合し、乾燥した後、98MPaの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を1.3kPaの窒素雰囲気中、温度:1540°Cに1時間保持の条件で焼結し、焼結後、切刃部分にR:0.07mmのホーニング加工を施すことによりISO規格CNMG120408のインサート形状をもったTiCN基サーメット製の工具基体a~eを形成した。つぎに、これらの工具基体A~Eおよび工具基体a~eの表面に、通常の化学蒸着装置を用い、a硬質被覆層の下部層として、表3および表4に示される条件かつ表6に示される目標層厚でTi化合物層を蒸着形成する。bこの時、表4に示されるk~o条件でTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層を成膜する際に、表4に示されるTDMAT容量を2つの異なる濃度A条件、B条件で交互に切り替えながら添加することによりTiの炭窒化物層の組織内にバイモーダルな粒径分布をとる微粒TiCNを形成することにより本発明被覆工具1~15を製造した。c次いで、表6に示される目標層厚の上部層酸化アルミニウム層からなる硬質被覆層を蒸着形成する。前記本発明被覆工具1~15の下部層のTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層について、走査型電子顕微鏡倍率50000倍を用いて複数視野にわたって観察したところ、いずれも、図1に示した膜構成模式図に示される柱状結晶の粒界および粒内にバイモーダルな粒径分布をとる微粒TiCNが存在する膜構造が確認された。さらに、前記本発明被覆工具1~15の下部層のTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層に存在する微粒TiCNの数を、工具基体と垂直方向は下部層のTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層膜厚分の厚さに亘って、工具基体と水平方向は長さ合計10μmに亘って、走査型電子顕微鏡倍率50000倍及び透過電子顕微鏡倍率200000倍を用いて測定し、粒径2nmごとに微粒TiCNの数密度個/μm2を求めたところ、図2に示した粒径分布図に示される粒径分布形態が確認された。さらに、前記本発明被覆工具1~15の下部層を構成するTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層について、透過型電子顕微鏡倍率200000倍を用いて複数の視野にわたって観察したところ、前記微粒TiCNは、粒状TiCN結晶相又はアモルファスTiCN相若しくは粒状TiCN結晶相とアモルファスTiCN相の混合相であることが確認された。また、比較の目的で、工具基体A~Eおよび工具基体a~eの表面に、表3及び表5に示される条件かつ表7に示される目標層厚で本発明被覆工具1~15と同様に、硬質被覆層の下部層としてのTi化合物層を蒸着形成した。次いで、硬質被覆層の上部層として、表3および表5に示される条件かつ表7に示される目標層厚で酸化アルミニウム層からなる上部層を蒸着形成した。この時には、TDMATを添加せず、柱状縦長成長TiCN結晶組織を形成することにより、表7の比較被覆工具1~15を作製した。また、前記比較被覆工具1~15の下部層のTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層について、走査型電子顕微鏡倍率50000倍を用いて複数視野に亘って観察したところ、いずれも、図3に示した膜構成模式図に示される柱状縦長成長TiCN結晶組織からなる膜構造が確認された。また、本発明被覆工具1~15および比較被覆工具1~15の各構成層の断面を、走査型電子顕微鏡倍率5000倍を用いて測定し平均層厚を求めたところ、いずれも表6および表7に示される目標層厚と実質的に同じ平均層厚を示した。また、本発明被覆工具1~15および比較被覆工具1~15については、同じく走査型電子顕微鏡倍率5000倍を用いて、下部層のTi化合物層に含まれるTiの炭窒化物層を構成する柱状縦長成長TiCN結晶の最大粒子幅及び膜厚方向の最大粒子長さを、工具基体と水平方向に長さ合計10μmの範囲に存在する柱状縦長成長TiCN結晶の各々について測定し、それらの平均をとることによって最大粒子幅及び膜厚方向の最大粒子長さの平均値を求め、それらの比からアスペクト比を求めた。つぎに、本発明被覆工具1~15および比較被覆工具1~15について、表8に示す条件で切削加工試験を実施し、いずれの切削試験でも切刃の逃げ面摩耗幅mmを測定した。表9に、この測定結果を示した。表6および表9に示される結果から、本発明の被覆工具は、硬質被覆層の下部層のTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層が、柱状縦長成長TiCN結晶組織を有しており、その組織内にバイモーダルな粒径分布をとる微粒TiCNが存在していることにより、靱性が向上し、熱伝導率が抑制され熱遮蔽効果が向上するため、鋼や鋳鉄等の高熱発生を伴い、しかも、切れ刃に断続的衝撃的高負荷が作用する高速断続切削加工に用いた場合でも、耐チッピング性、耐欠損性にすぐれ、その結果、長期の使用に亘ってすぐれた耐摩耗性を発揮することが明らかである。これに対して、硬質被覆層の下部層のTi化合物層を構成するTiの炭窒化物層にバイモーダルな粒径分布をとる微粒TiCNが存在していない比較被覆工具1~15については、高熱発生を伴い、しかも、切れ刃に断続的衝撃的高負荷が作用する高速断続切削加工に用いた場合、チッピング、欠損等の発生により短時間で寿命にいたることが明らかである。