ホーム > 特許ランキング > 住友電気工業株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】切削工具
(51)【国際特許分類】
B23B 27/14 20060101AFI20240110BHJP
C23C 16/36 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
B23B27/14 A
C23C16/36
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2023503207
(86)(22)【出願日】2022-08-30
(86)【国際出願番号】 JP2022032596
【審査請求日】2023-08-31
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 史佳
(72)【発明者】
【氏名】パサート アノンサック
(72)【発明者】
【氏名】原田 晴子
【審査官】小川 真
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－２８０１４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１１５０１８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／１０４１１１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／１８１２２０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１０－５２４７０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／００１６８３１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】WANG Yue et al.，Influence of bias voltage on structure and tribocorrosion properties of TiSiCN coating in artificial，Materials Characterization，ELSEVIER，2017年，vol.127，pp198-208，http://dx.doi.org/10.1016/j.matchar.2017.03.012
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｂ ２７／１４、５１／００
Ｂ２３Ｃ ５／１６
Ｂ２３Ｐ １５／２８
Ｃ２３Ｃ １６／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、前記切削工具は、
すくい面、
前記すくい面に連なる逃げ面、および、
前記すくい面と前記逃げ面との境界部分からなる切れ刃領域を含み、
前記被膜は、ＴｉＳｉＣＮ層を含み、
前記ＴｉＳｉＣＮ層は、
前記すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、
前記切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、
前記第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、
前記第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、
前記Ｘｒおよび前記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす、切削工具。
【請求項2】
前記ＴｉＳｉＣＮ層は複数の硬質粒子からなり、前記硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有する、請求項１に記載の切削工具。
【請求項3】
前記ラメラ構造の周期幅の平均は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、請求項２に記載の切削工具。
【請求項4】
前記ＴｉＳｉＣＮ層は、柱状構造である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項5】
前記ＴｉＳｉＣＮ層は、立方晶型の結晶構造を９０体積％以上有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切削工具。
【請求項6】
前記ＴｉＳｉＣＮ層の厚みは、２．０μｍ以上１５μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、基材と、該基材上に配置された被膜と、を備える切削工具が、切削加工に用いられている（特許文献１、特許文献２、および非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１３／０８３４４７号
【文献】国際公開第２０１８／１４６０１３号
【非特許文献】
【0004】
【文献】Ｓｈｉｎｙａ Ｉｍａｍｕｒａ ｅｔ ａｌ．，”Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＡｌＴｉＣｒＮ／ＴｉＳｉＣＮ ｂｉｌａｙｅｒ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｂｙ ｃａｔｈｏｄｉｃ－ａｒｃ ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ”，Ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２，（２００７），８２０－８２５
【発明の概要】
【0005】
本開示の切削工具は、基材と、該基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
該切削工具は、
すくい面、
該すくい面に連なる逃げ面、および、
該すくい面と該逃げ面との境界部分からなる切れ刃領域を含み、
該被膜は、ＴｉＳｉＣＮ層を含み、
該ＴｉＳｉＣＮ層は、
該すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、
該切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、
該第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、
該第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、
該Ｘｒおよび前記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。
該切削工具は、
すくい面、
該すくい面に連なる逃げ面、および、
該すくい面と該逃げ面との境界部分からなる切れ刃領域を含み、
該被膜は、ＴｉＳｉＣＮ層を含み、
該ＴｉＳｉＣＮ層は、
該すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、
該切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、
該第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、
該第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、
該Ｘｒおよび前記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
［本開示が解決しようとする課題］
近年、工具寿命の向上への要求が益々高まっており、特に、鋼の湿式ミリング加工において、工具寿命の更なる向上が求められている。特に鋼の湿式ミリング加工においての工具寿命の更なる向上に重要な要素として、「耐摩耗性」と「耐欠損性」とが挙げられる。ＴｉＳｉＣＮ層を含む被膜を備える切削工具においては、一般に該ＴｉＳｉＣＮ層の硬度が高いことから、「耐摩耗性」に優れる傾向がある。しかしながら、該ＴｉＳｉＣＮ層においては、非晶質が多く含まれる為、せん断方向の負荷に弱く膜破壊を起点とした欠損が生じ易い場合があった。その為、特に、鋼の湿式ミリング加工においても、優れた「耐摩耗性」と優れた「耐欠損性」とを兼備させることにより、工具寿命を延長することが求められている。
近年、工具寿命の向上への要求が益々高まっており、特に、鋼の湿式ミリング加工において、工具寿命の更なる向上が求められている。特に鋼の湿式ミリング加工においての工具寿命の更なる向上に重要な要素として、「耐摩耗性」と「耐欠損性」とが挙げられる。ＴｉＳｉＣＮ層を含む被膜を備える切削工具においては、一般に該ＴｉＳｉＣＮ層の硬度が高いことから、「耐摩耗性」に優れる傾向がある。しかしながら、該ＴｉＳｉＣＮ層においては、非晶質が多く含まれる為、せん断方向の負荷に弱く膜破壊を起点とした欠損が生じ易い場合があった。その為、特に、鋼の湿式ミリング加工においても、優れた「耐摩耗性」と優れた「耐欠損性」とを兼備させることにより、工具寿命を延長することが求められている。
【0008】
［本開示の効果］
本開示によれば、特に鋼の湿式ミリング加工においても、長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
本開示によれば、特に鋼の湿式ミリング加工においても、長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
【0009】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
前記切削工具は、
すくい面、
前記すくい面に連なる逃げ面、および、
前記すくい面と前記逃げ面との境界部分からなる切れ刃領域を含み、
前記被膜は、ＴｉＳｉＣＮ層を含み、
前記ＴｉＳｉＣＮ層は、
前記すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、
前記切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、
前記第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、
前記第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、
前記Ｘｒおよび前記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、
前記切削工具は、
すくい面、
前記すくい面に連なる逃げ面、および、
前記すくい面と前記逃げ面との境界部分からなる切れ刃領域を含み、
前記被膜は、ＴｉＳｉＣＮ層を含み、
前記ＴｉＳｉＣＮ層は、
前記すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、
前記切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、
前記第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、
前記第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、
前記Ｘｒおよび前記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。
【0010】
本開示によれば、特に鋼の湿式ミリング加工においても、長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
【0011】
（２）上記（１）において、前記ＴｉＳｉＣＮ層は複数の硬質粒子からなり、
前記硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有することが好ましい。これによって、特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。
前記硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有することが好ましい。これによって、特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。
【0012】
（３）上記（２）において、前記ラメラ構造の周期幅の平均は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。これによって、特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。
【0013】
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記ＴｉＳｉＣＮ層は、柱状構造であることが好ましい。これによって、特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。
【0014】
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記ＴｉＳｉＣＮ層は、立方晶型の結晶構造を９０体積％以上有することが好ましい。これによって、特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。
【0015】
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記ＴｉＳｉＣＮ層の厚みは、２．０μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。これによって、特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。
【0016】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）の切削工具の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）の切削工具の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
【0017】
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】
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「ＴｉＮ」と記載されている場合、ＴｉＮを構成する原子数の比には、従来公知のあらゆる原子比が含まれる。
【0019】
［実施形態１：切削工具］
本開示の一実施形態に係る切削工具について、図１～図１３、図１９～図２１を用いて説明する。
本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）は、
基材２と、該基材２上に配置された被膜３と、を備える切削工具１であって、
該切削工具１は、
すくい面１１、
該すくい面１１に連なる逃げ面１２、および、
該すくい面１１と該逃げ面１２との境界部分からなる切れ刃１３領域を含み、
該被膜３は、ＴｉＳｉＣＮ層３０を含み、
該ＴｉＳｉＣＮ層３０は、
該すくい面１１に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、
該切れ刃１３領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、
該第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、
該第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、
該Ｘｒおよび該Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。
本開示の一実施形態に係る切削工具について、図１～図１３、図１９～図２１を用いて説明する。
本開示の一実施形態（以下、「本実施形態」とも記す。）は、
基材２と、該基材２上に配置された被膜３と、を備える切削工具１であって、
該切削工具１は、
すくい面１１、
該すくい面１１に連なる逃げ面１２、および、
該すくい面１１と該逃げ面１２との境界部分からなる切れ刃１３領域を含み、
該被膜３は、ＴｉＳｉＣＮ層３０を含み、
該ＴｉＳｉＣＮ層３０は、
該すくい面１１に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、
該切れ刃１３領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、
該第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、
該第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、
該Ｘｒおよび該Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。
【0020】
本開示によれば、特に鋼の湿式ミリング加工においても、長い工具寿命を有する切削工具１を提供することが可能となる。その理由は、以下の通りと推察される。
【0021】
上記Ｘｒおよび上記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。ＸｒおよびＸｅが０．１００以下の範囲では、ＸｒおよびＸｅの数値が高いほど（言い換えれば、Ｓｉの濃度が高いほど）、ナノインデンテーションでの硬度が上昇し、「耐摩耗性」が向上する傾向がある一方で、靱性の低下に起因して「耐欠損性」が低下し易い傾向がある。特に鋼の湿式ミリング加工においては、すくい面１１の熱亀裂が発生し易い為、すくい面１１において高い靱性（「耐欠損性」）が求められる。本開示の切削工具１おいては、上記Ｘｒおよび上記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下である為、ＴｉＳｉＣＮ層３０全体として適度な硬度を有することができることから、優れた「耐摩耗性」を有することができる。また、本開示の切削工具１においては、上記Ｘｒおよび上記Ｘｅは、Ｘｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす為、すくい面１１におけるＳｉの濃度を相対的に低く抑えられることから、特にすくい面１１において高い靱性（「耐欠損性」）を有することができる。
【0022】
すなわち、本開示によれば、切削工具が優れた「耐摩耗性」と優れた「耐欠損性」とを兼備することができる為、特に鋼の湿式ミリング加工においても、長い工具寿命を有する切削工具を提供することが可能となる。
【0023】
≪切削工具の構造≫
図１に示されるように、本実施形態の切削工具１は、上面、下面および四つの側面を含む表面を有しており、全体として、上下方向にやや薄い四角柱形状である。また、切削工具１には、上下面を貫通する貫通孔が形成されており、切削工具１の４つの側面の境界部分においては、隣り合う側面同士が円弧面で繋がれている。
図１に示されるように、本実施形態の切削工具１は、上面、下面および四つの側面を含む表面を有しており、全体として、上下方向にやや薄い四角柱形状である。また、切削工具１には、上下面を貫通する貫通孔が形成されており、切削工具１の４つの側面の境界部分においては、隣り合う側面同士が円弧面で繋がれている。
【0024】
本実施形態の切削工具１では、上面および下面がすくい面１１を成し、４つの側面（およびこれらを繋ぐ円弧面）が逃げ面１２を成す。また、すくい面１１と逃げ面１２の境界部分が切れ刃１３領域として機能する。換言すれば、本実施形態の切削工具１の表面（上面、下面、四つの側面、これらの側面を繋ぐ円弧面、および貫通孔の内周面）は、すくい面１１、該すくい面１１に連なる逃げ面１２、および、該すくい面１１と該逃げ面１２との境界部分からなる切れ刃１３領域を含む。
【0025】
すくい面１１および逃げ面１２の境界部分、すなわち切れ刃１３領域、とは、「すくい面１１と逃げ面１２との境界を成す稜線Ｅと、すくい面１１および逃げ面１２のうち稜線Ｅ近傍となる部分と、を併せた部分」を意味する。「すくい面１１および逃げ面１２のうち稜線Ｅ近傍となる部分」とは、切削工具１の切れ刃１３の形状によって決定される。以下に、切削工具１が、シャープエッジ形状の工具、ホーニング加工が施されたホーニング形状の工具、およびネガランド加工が施されたネガランド形状の工具の場合について説明する。
【0026】
図２および図３に、シャープエッジ形状の切削工具１を示す。このようなシャープエッジ形状の切削工具１において、「すくい面１１および逃げ面１２のうち稜線Ｅ近傍となる部分」は、稜線Ｅからの距離（直線距離）Ｄが、５０μｍ以下の領域（図３において、点ハッチングが施される領域）と定義される。したがって、シャープエッジ形状の切削工具１における切れ刃１３領域とは、図３において点ハッチングが施される領域に対応する部分となる。
【0027】
図４および図５に、ホーニング加工が施されたホーニング形状の切削工具１を示す。図４および図５においては、切削工具１の各部の他、すくい面１１を含む仮想平面Ｒ、逃げ面１２を含む仮想平面Ｆ、仮想平面Ｒと仮想平面Ｆとが交差してなる仮想稜線ＥＥ、すくい面１１と仮想平面Ｒとの乖離の境界となる仮想境界線ＥＲ、および逃げ面１２と仮想平面Ｆとの乖離の境界となる仮想境界線ＥＦが示されている。なお、ホーニング形状の切削工具１において、上記の「稜線Ｅ」は、「仮想稜線ＥＥ」と読み替える。
【0028】
このようなホーニング形状の切削工具１において、「すくい面１１および逃げ面１２のうち仮想稜線ＥＥ近傍となる部分」は、仮想境界線ＥＲおよび仮想境界線ＥＦとに挟まれる領域（図５において点ハッチングが施される領域）と定義される。したがって、ホーニング形状の切削工具１における切れ刃１３領域とは、図５において点ハッチングが施される領域に対応する部分となる。
【0029】
図６および図７に、ネガランド加工が施されたネガランド形状の切削工具１を示す。図６および図７においても、切削工具１の各部の他、すくい面１１を含む仮想平面Ｒ、逃げ面１２を含む仮想平面Ｆ、仮想平面Ｒと仮想平面Ｆとが交差してなる仮想稜線ＥＥ、すくい面１１と仮想平面Ｒとの乖離の境界となる仮想境界線ＥＲ、および逃げ面１２と仮想平面Ｆとの乖離の境界となる仮想境界線ＥＦが示されている。なお、ネガランド形状の切削工具１においても、上記の「稜線Ｅ」は、「仮想稜線ＥＥ」と読み替える。
【0030】
このようなネガランド形状の切削工具１において、「すくい面１１および逃げ面１２のうち仮想稜線ＥＥ近傍となる部分」は、仮想境界線ＥＲおよび仮想境界線ＥＦとに挟まれる領域（図７において点ハッチングが施される領域）と定義される。したがって、ネガランド形状の切削工具１における切れ刃１３領域とは、図７において点ハッチングが施される領域に対応する部分となる。
【0031】
図８および図９に、ホーニングとネガランドとが組み合された加工が施された形状の切削工具１を示す。図８および図９においても、切削工具１の各部の他、すくい面１１を含む仮想平面Ｒ、逃げ面１２を含む仮想平面Ｆ、仮想平面Ｒと仮想平面Ｆとが交差してなる仮想稜線ＥＥ、すくい面１１と仮想平面Ｒとの乖離の境界となる仮想境界線ＥＲ、および逃げ面１２と仮想平面Ｆとの乖離の境界となる仮想境界線ＥＦが示されている。なお、ホーニングとネガランドとが組み合された加工が施された形状の切削工具１においても、上記の「稜線Ｅ」は、「仮想稜線ＥＥ」と読み替える。なお、仮想平面Ｒは、すくい面１１のうち切れ刃１３領域に近い平面を含む面とする。
【0032】
このような形状の切削工具１において、「すくい面１１および逃げ面１２のうち仮想稜線ＥＥ近傍となる部分」は、仮想境界線ＥＲおよび仮想境界線ＥＦとに挟まれる領域（図９において点ハッチングが施される領域）と定義される。したがって、当該切削工具１における切れ刃１３領域とは、図９において点ハッチングが施される領域に対応する部分となる。
【0033】
図１には、旋削加工用刃先交換型切削チップとしての切削工具１が示されるが、切削工具１はこれに限られず、ドリル、エンドミル、ドリル用刃先交換型切削チップ、エンドミル用刃先交換型切削チップ、フライス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、タップなどを例示できる。
【0034】
また、切削工具１が刃先交換型切削チップ等である場合、切削工具１は、チップブレーカを有するものも、有さないものも含まれ、また、切れ刃１３領域は、その形状がシャープエッジ（すくい面１１と逃げ面１２とが交差する稜）（図１～図３参照）、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）（図４および図５参照）加工されたもの、ネガランド（面取りをしたもの）（図６および図７参照）加工されたもの、ホーニング加工とネガランド加工とが組み合されたもの（図８および図９参照）のいずれをも含み得る。
【0035】
図２に示されるように、上記切削工具１は、基材２と、該基材２上に配置された被膜３とを備える。被膜３は、基材２の表面の一部に設けられていてもよいし、全面に設けられていてもよい。ただし、被膜３は、基材２の表面のうち、少なくとも稜線Ｅまたは仮想稜線ＥＥからの距離（直線距離）Ｄが、３００μｍ以下の領域に設けられる。本開示の効果を奏する限り、被膜３の構成が部分的に異なったりしていたとしても本実施形態の範囲を逸脱するものではない。
【0036】
基材２としては、この種の基材として従来公知のものであればいずれのものも使用することができる。たとえば、超硬合金（ＷＣ基超硬合金、ＷＣ及びＣｏを含む超硬合金、更にＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の炭窒化物を添加した超硬合金など）、サーメット（ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ等を主成分とするもの）、高速度鋼、セラミックス（炭化チタン、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなど）、立方晶型窒化硼素焼結体、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。これらの各種基材２の中でも、特にＷＣ基超硬合金、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。これは、これらの基材２が特に高温における硬度と強度とのバランスに優れ、切削工具１の基材２として優れた特性を有するためである。
【0037】
＜被膜＞
実施形態１の被膜３は、ＴｉＳｉＣＮ層３０を含む。本実施形態の被膜３は、ＴｉＳｉＣＮ層３０を含む限り、他の層３１を含んでも良いし、含まなくても良い。他の層３１としては、たとえば、下地層３２、中間層３３、および表面層３４が挙げられる。下地層は、基材とＴｉＳｉＣＮ層との間に設けられることができる（図２０）。下地層３２としては、例えばＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＢＮ層、又はＡｌ２Ｏ３層が挙げられる。中間層３３は、下地層３２とＴｉＳｉＣＮ層３０との間（図示なし）、又はＴｉＳｉＣＮ層３０と表面層３４との間（図２１）に設けられることができる。中間層３３としては、例えばＴｉＣＮ層又はＴｉＣＮＯ層が挙げられる。表面層３４は、被膜３の最表面に設けられることができる（図２１）。表面層３４としては、例えばＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＮ層又はＡｌ２Ｏ３層が挙げられる。
実施形態１の被膜３は、ＴｉＳｉＣＮ層３０を含む。本実施形態の被膜３は、ＴｉＳｉＣＮ層３０を含む限り、他の層３１を含んでも良いし、含まなくても良い。他の層３１としては、たとえば、下地層３２、中間層３３、および表面層３４が挙げられる。下地層は、基材とＴｉＳｉＣＮ層との間に設けられることができる（図２０）。下地層３２としては、例えばＴｉＮ層、ＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＢＮ層、又はＡｌ２Ｏ３層が挙げられる。中間層３３は、下地層３２とＴｉＳｉＣＮ層３０との間（図示なし）、又はＴｉＳｉＣＮ層３０と表面層３４との間（図２１）に設けられることができる。中間層３３としては、例えばＴｉＣＮ層又はＴｉＣＮＯ層が挙げられる。表面層３４は、被膜３の最表面に設けられることができる（図２１）。表面層３４としては、例えばＴｉＣ層、ＴｉＣＮ層、ＴｉＮ層又はＡｌ２Ｏ３層が挙げられる。
【0038】
被膜３の厚みは、２．０μｍ以上２０．０μｍ以下が好ましい。被膜３の厚みが２．０μｍ未満であると、工具寿命が不十分となる傾向がある。被膜３の厚みが２０．０μｍ超であると、加工時に被膜内に応力が発生し、剥離または破壊が生じやすくなる。被膜３の厚みは、３．０μｍ以上１９．０μｍ以下がより好ましく、４．０μｍ以上１８．０μｍ以下が更に好ましい。被膜の厚みの測定方法については、後述する。
【0039】
＜ＴｉＳｉＣＮ層＞
本実施形態のＴｉＳｉＣＮ層３０は、すくい面１１に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、切れ刃１３領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有する。すなわち、１層のＴｉＳｉＣＮ層３０中に、第１のＴｉＳｉＣＮ層からなる領域と、第２のＴｉＳｉＣＮ層からなる領域が存在する。
本実施形態のＴｉＳｉＣＮ層３０は、すくい面１１に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、切れ刃１３領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有する。すなわち、１層のＴｉＳｉＣＮ層３０中に、第１のＴｉＳｉＣＮ層からなる領域と、第２のＴｉＳｉＣＮ層からなる領域が存在する。
【0040】
（ＴｉＳｉＣＮ層の組成）
上記第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、上記第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮである。ここで、該Ｘｒおよび該Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。これによって、切削工具に優れた「耐摩耗性」と優れた「耐欠損性」とを兼備させることができる。
上記第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、上記第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮである。ここで、該Ｘｒおよび該Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。これによって、切削工具に優れた「耐摩耗性」と優れた「耐欠損性」とを兼備させることができる。
【0041】
上記Ｘｒの下限は、すくい面１１の耐摩耗性の向上という観点から、０．０１０以上が好ましく、０．０１５以上がより好ましく、０．０２０以上が更に好ましい。上記Ｘｒの上限は、すくい面１１の耐摩耗性の向上に伴う、すくい面１１の靱性（耐欠損性）の低下の抑制という観点から、０．０９７以下が好ましく、０．０９０以下がより好ましく、０．０８０以下が更に好ましい。上記Ｘｒは、０．０１０以上０．０９７以下が好ましく、０．０１５以上０．０９０以下が好ましく、０．０２０以上０．０８０以下が更に好ましい。
【0042】
上記Ｘｅの下限は、切れ刃１３領域の耐摩耗性の向上という観点から、０．０１３以上が好ましく、０．０１７以上がより好ましく、０．０２０以上が更に好ましい。上記Ｘｅの上限は、切れ刃１３領域の耐摩耗性の向上に伴う、切れ刃１３領域の靱性（耐欠損性）の低下の抑制という観点から、０．１００以下が好ましく、０．０９０以下がより好ましく、０．０８０以下が更に好ましい。上記Ｘｅは、０．０１３以上０．１００以下が好ましく、０．０１７以上０．０９０以下が好ましく、０．０２０以上０．０８０以下が更に好ましい。
【0043】
「Ｘｅ－Ｘｒ」の下限は、特にすくい面１１の耐欠損性を向上させ、且つ特に切れ刃１３領域の耐摩耗性を向上させるという観点から、０．００３以上が好ましく、０．００８以上がより好ましく、０．０１５以上が更に好ましい。「Ｘｅ－Ｘｒ」の上限は、濃度勾配が大きすぎることに起因して膜中に応力集中が発生することによる靭性低下の抑制という観点から、０．１００以下が好ましく、０．０９０以下がより好ましく、０．０８０以下が更に好ましい。「Ｘｅ－Ｘｒ」は、０．００３以上０．１００以下が好ましく、０．００８以上０．０９０以下が好ましく、０．０１５以上０．０８０以下が更に好ましい。
【0044】
上記Ｘｒおよび上記Ｘｅは、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備える走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ－ＥＤＳ）を用いた点分析により求めることができる。具体的な方法について、以下に説明する。
【0045】
（Ａ１）切削工具１を、被膜３の厚み方向に沿う断面が露出するように切断することにより、測定試料を得る。切断の位置は、切削工具の実際の使用状況を鑑みて決定することが好ましい。
【0046】
図１１および図１２は、切削工具１の切断位置を説明するための図である。切削工具１が、コーナー部分（円弧を描く頂角の部分）の切れ刃１３によって被削材を切削すべく使用される場合には、図１１に示されるように、コーナー部分を二等分する線Ｌ１を含み、かつ、被膜３の厚み方向に沿う断面が露出するように切断する。一方、切削工具１が、ストレート部分（直線を描く部分）の切れ刃１３によって被削材を切削すべく使用される場合には、図１２に示されるように、ストレート部分の切れ刃１３に垂直な線Ｌ２を含み、かつ、被膜３の厚み方向に沿う断面が露出するように切断する。必要に応じて、露出する切断面を研磨処理して、切断面を平滑にする。
【0047】
（Ｂ１）上記の切断面をＳＥＭ－ＥＤＳを用いて５０００倍で観察し、すくい面１１に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層、または切れ刃１３領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層を含むように、被膜３の厚み方向１μｍ以上×厚み方向に垂直な方向５μｍ以上の矩形の測定視野を３箇所設定する。測定視野の厚み方向は、第１のＴｉＳｉＣＮ層の厚み、または第２のＴｉＳｉＣＮ層の厚みを全て含むように設定する。
【0048】
なお、上記測定視野をすくい面１１に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層を含むように設定する場合は、稜線Ｅまたは仮想稜線ＥＥからの距離が２００μｍ以上５００μｍ以下であるすくい面１１側の第１のＴｉＳｉＣＮ層を含むように測定視野を設定する。上記測定視野を切れ刃１３領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層を含むように設定する場合は、稜線Ｅまたは仮想稜線ＥＥからの距離が２００μｍ以上５００μｍ以下である切れ刃１３領域側の第２のＴｉＳｉＣＮ層を含むように測定視野を設定する。
【0049】
図１３に示されるように、上記３箇所の測定視野は、各測定視野の厚み方向（図１３において矢印Ｔで示される方向）の辺同士が接して、各測視野同士が連続するように設定される。各測定視野の一部は重なっていてもよい（図１３において、重なっている部分は斜線にて示される。）。この場合は、各測定視野の厚み方向に垂直な方向（図１３において矢印Ｈで示される方向）の辺の重なる部分の長さが２μｍ以下となるように設定される。
【0050】
（Ｃ１）先ず、上記３箇所の測定視野のそれぞれにおいて、第１のＴｉＳｉＣＮ層の領域を特定する。具体的には、それぞれの測定視野についてＳＥＭ－ＥＤＳによる元素マッピングを行い、ＴｉおよびＳｉが含まれる層を特定する。該特定された層が第１のＴｉＳｉＣＮ層に該当する。次いで、上記３箇所の測定視野のそれぞれを５０００倍で観察し、第１のＴｉＳｉＣＮ層におけるＴｉとＳｉとの組成比を分析し、ＴｉおよびＳｉの原子数の合計に対するＳｉの割合Ｘｒを算出する。３箇所の測定視野のＸｒの平均値が、本実施形態の第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮにおけるＸｒに該当する。
【0051】
切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮにおけるＸｅについても、測定視野の位置を切れ刃１３領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層内に設定する以外は、上記のＸｒと同様の方法で測定される。該測定視野は、稜線Ｅまたは仮想稜線ＥＥからの距離が２０μｍ以下である第２のＴｉＳｉＣＮ層内に設定される。
【0052】
上述のＳＥＭ－ＥＤＳ解析は、たとえば走査型電子顕微鏡（Ｓ－３４００Ｎ型、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて、以下の条件で測定することができる。
加速電圧 ：１５ｋＶ
プロセスタイム ：５
スペクトルレンジ：０～２０ｋｅＶ
チャンネル数 ：１Ｋ
フレーム数 ：１５０
Ｘ線取り出し角度：３０°
加速電圧 ：１５ｋＶ
プロセスタイム ：５
スペクトルレンジ：０～２０ｋｅＶ
チャンネル数 ：１Ｋ
フレーム数 ：１５０
Ｘ線取り出し角度：３０°
【0053】
同一の切削工具で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
【0054】
上記Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮにおいて、Ｔｉの原子数およびＳｉの原子数の合計Ａと、Ｃの原子数およびＮの原子数の合計Ｂとの比Ａ：Ｂは、１：１に限定されず、本開示の効果が損なわれない限り、１：１以外であってもよい。たとえば、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であり得る。なお、該Ｂは、上記（Ｃ１）において「第１のＴｉＳｉＣＮ層におけるＴｉとＳｉとＣとＮとの組成比を分析し、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃ、およびＮの原子数の合計に対する、ＣおよびＮの原子数の合計の割合を算出する。なお、Ｃの原子数とＮの原子数とは、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備える透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ－ＥＤＳ）を用いて測定することにより求められる。３箇所の測定視野の該割合の平均値が、本実施形態の第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮにおける上記Ｂに該当する。」ことを除いては、Ｘｒと同様の方法により求められる。
【0055】
Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮにおいて、Ｔｉの原子数およびＳｉの原子数の合計Ａと、Ｃの原子数およびＮの原子数の合計Ｂとの比Ａ：Ｂは、１：１に限定されず、本開示の効果が損なわれない限り、１：１以外であってもよい。たとえば、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であり得る。なお、該Ｂは、「第２のＴｉＳｉＣＮ層」について分析を行うことを除いては、第１のＴｉＳｉＣＮ層におけるＢの測定方法と同様の方法により求められる。
【0056】
（ＴｉＳｉＣＮ層の厚み）
本実施形態において、ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みは、２．０μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みが２．０μｍ未満であると、ＴｉＳｉＣＮ層３０による耐摩耗性および耐欠損性の向上効果が得られにくく、工具寿命が不十分となる傾向がある。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みが１５μｍ超であると、加工時にＴｉＳｉＣＮ層３０内に応力が発生し、剥離または破壊が生じやすくなる。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みは、３．０μｍ以上１４μｍ以下がより好ましく、４．０μｍ以上１３μｍ以下が更に好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みの測定方法は以下の通りである。
本実施形態において、ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みは、２．０μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みが２．０μｍ未満であると、ＴｉＳｉＣＮ層３０による耐摩耗性および耐欠損性の向上効果が得られにくく、工具寿命が不十分となる傾向がある。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みが１５μｍ超であると、加工時にＴｉＳｉＣＮ層３０内に応力が発生し、剥離または破壊が生じやすくなる。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みは、３．０μｍ以上１４μｍ以下がより好ましく、４．０μｍ以上１３μｍ以下が更に好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みの測定方法は以下の通りである。
【0057】
（Ａ２）上記ＴｉＳｉＣＮ層３０の組成の測定方法の（Ａ１）に記載の方法と同一の方法で、切削工具１を被膜３の厚み方向に沿う断面が露出するように切断し、測定試料を得る。
【0058】
（Ｂ２）上記の断面を走査型電子顕微鏡（Ｓ－３４００Ｎ型、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて５０００倍で観察し、ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚みを、基材２の表面の法線方向に沿って、任意の６箇所で測定する。なお、任意の６箇所のうち、３箇所は第１のＴｉＳｉＣＮ層に位置し、残りの３箇所は第２のＴｉＳｉＣＮ層に位置する。これらの算術平均が「ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚み」に該当する。上記ＳＥＭの測定条件は、上記第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成の測定方法の（Ｃ１）に記載の測定条件と同一とする。
【0059】
同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
【0060】
本実施形態において、被膜３の厚み、および、他の層３１の厚みも上記と同一の手順で測定される。これらの厚みについても、同一の切削工具１で測定する限り、測定箇所を任意に選択しても、測定結果にばらつきがないことが確認されている。
【0061】
（ＴｉＳｉＣＮ層の構造）
上記ＴｉＳｉＣＮ層３０は複数の硬質粒子からなり、該硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有することが好ましい。これによって、硬質粒子内に歪みが生じ、被膜３の表面に切削に伴う亀裂が発生したとしても、その亀裂の基材２への進展が効果的に抑制される。また、硬質粒子及びＴｉＳｉＣＮ層３０の硬度が高くなり、切削工具１の耐摩耗性が向上する。その為、切削工具１は、特に鋼の湿式ミリング加工においてもより長い工具寿命を有することができる。切削工具１において、「ＴｉＳｉＣＮ層３０は複数の硬質粒子からなり、該硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有すること」は、以下の（Ａ３）～（Ｆ３）の方法で確認される。
上記ＴｉＳｉＣＮ層３０は複数の硬質粒子からなり、該硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有することが好ましい。これによって、硬質粒子内に歪みが生じ、被膜３の表面に切削に伴う亀裂が発生したとしても、その亀裂の基材２への進展が効果的に抑制される。また、硬質粒子及びＴｉＳｉＣＮ層３０の硬度が高くなり、切削工具１の耐摩耗性が向上する。その為、切削工具１は、特に鋼の湿式ミリング加工においてもより長い工具寿命を有することができる。切削工具１において、「ＴｉＳｉＣＮ層３０は複数の硬質粒子からなり、該硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有すること」は、以下の（Ａ３）～（Ｆ３）の方法で確認される。
【0062】
（Ａ３）被膜３表面の法線に沿って切削工具１をダイヤモンドワイヤーで切り出し、ＴｉＳｉＣＮ層３０の断面を露出させる。露出された断面に対して収束イオンビーム加工（以下、「ＦＩＢ加工」とも記す。）を行い、断面を鏡面状態とする。
【0063】
（Ｂ３）ＦＩＢ加工された断面を、高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡（ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ）を用いて観察し、１つの硬質粒子を特定する。観察倍率は、２，０００，０００倍とする。次に、特定された１つの硬質粒子のＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ像を得る。図１９は、本実施形態の切削工具１における１つの硬質粒子のＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ像の一例を示す図である。図１９において、黒色で示される層は、珪素の濃度が相対的に低い領域（珪素低濃度層）であり、白色または灰色で示される層は珪素の濃度が相対的に高い領域（珪素高濃度層）である。
【0064】
（Ｃ３）上記ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ像の中で、黒色で示される珪素低濃度層と、白色または灰色で示される珪素高濃度層とがそれぞれ７層以上積層している領域を含むように測定領域（サイズ：５０ｎｍ×５０ｎｍ）を設定する。
【0065】
（Ｄ３）上記ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ像中の測定領域内で、珪素高濃度層と珪素低濃度層との積層方向を特定する。具体的には、制限視野領域の電子線回折パターンと、珪素高濃度層と珪素低濃度層との積層方位を重ね合わせ、回折スポットが示す方位より積層方位を特定する。
【0066】
（Ｅ３）上記ＨＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ像中の測定領域において、積層方向に沿って、ＳＴＥＭ付帯のエネルギー分散型Ｘ線分析（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ＥＤＸ）装置によりライン分析を行い、組成を測定する。ライン分析のビーム径は０．５ｎｍ以下とし、スキャン間隔は０．５ｎｍとし、ライン分析の長さは５０ｎｍとする。
【0067】
（Ｆ３）ライン分析の結果が、以下の（ａ１）～（ｂ１）を満たす場合、硬質粒子が珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有することが確認される。
【0068】
（ａ１）測定領域が、チタン（Ｔｉ）、珪素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）及び窒素（Ｎ）を含む。
【0069】
（ｂ１）ライン分析の結果を、Ｘ軸が測定開始点からの距離、Ｙ軸が珪素の原子数ＸＳｉ及びチタンの原子数ＸＴｉの合計に対する、珪素の原子数ＸＳｉの百分率｛ＸＳｉ／（ＸＳｉ＋ＸＴｉ）｝×１００である座標系に示したグラフを作成する。該グラフにおいて、測定領域における百分率｛ＸＳｉ／（ＸＳｉ＋ＸＴｉ）｝×１００の平均（以下、「平均」とも記す。）を算出する。測定開始点からの距離の増加に伴い、該平均値よりも、百分率｛ＸＳｉ／（ＸＳｉ＋ＸＴｉ）｝×１００が大きい領域と小さい領域とが、交互に存在する。該平均値よりも、百分率｛ＸＳｉ／（ＸＳｉ＋ＸＴｉ）｝×１００が大きい領域は、珪素の濃度が相対的に高い層に該当する。該平均値よりも、百分率｛ＸＳｉ／（ＸＳｉ＋ＸＴｉ）｝×１００が小さい領域は、珪素の濃度が相対的に低い層に該当する。
【0070】
同一の試料において測定する限りにおいては、上記（Ｂ３）で特定される硬質粒子を変更して複数回行っても、測定結果のばらつきはほとんどなく、任意に測定箇所を設定しても恣意的にはならないことが確認されている。
【0071】
（ラメラ構造の周期幅の平均）
上記ラメラ構造の周期幅の平均は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。これによって、珪素高濃度層と珪素低濃度層との間の歪みを維持し、耐欠損を向上させることができる為、切削工具１は特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。ここで、ラメラ構造の周期幅とは、１つの珪素高濃度層から、該１つの珪素高濃度層に隣接する珪素低濃度層を挟んで隣接する他の珪素高濃度層までの距離をいう。なお、この距離は、珪素高濃度層および他の珪素高濃度層の各層の厚み方向の中点を結ぶ距離とする。ラメラ構造の周期幅の平均とは、上記（Ｃ３）で設定した測定領域内で測定された全てのラメラ構造の周期幅の平均を意味する。
上記ラメラ構造の周期幅の平均は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。これによって、珪素高濃度層と珪素低濃度層との間の歪みを維持し、耐欠損を向上させることができる為、切削工具１は特に鋼の湿式ミリング加工においても、より長い工具寿命を有することが可能となる。ここで、ラメラ構造の周期幅とは、１つの珪素高濃度層から、該１つの珪素高濃度層に隣接する珪素低濃度層を挟んで隣接する他の珪素高濃度層までの距離をいう。なお、この距離は、珪素高濃度層および他の珪素高濃度層の各層の厚み方向の中点を結ぶ距離とする。ラメラ構造の周期幅の平均とは、上記（Ｃ３）で設定した測定領域内で測定された全てのラメラ構造の周期幅の平均を意味する。
【0072】
本明細書において、珪素の濃度の周期幅の測定方法は以下の通りである。上記（Ａ３）～（Ｃ３）と同様の方法で測定領域を設定する。該測定領域に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変換像を得る（図示なし）。該フーリエ変換像において、測定領域内の周期性はスポットとして現れる。周期幅は、上記スポットと、フーリエ変換像において最大強度を示す画像中央との間の距離の逆数を計算することにより算出される。
【0073】
同一の試料において測定する限りにおいては、測定箇所を変更して複数回行っても、測定結果のばらつきはほとんどなく、任意に測定箇所を設定しても恣意的にはならないことが確認されている。
【0074】
ラメラ構造を構成する珪素高濃度層及び珪素低濃度層の積層数（合計積層数）は、特に限定されるものではないが、例えば、１０層以上１０００層以下とすることが好ましい。積層数が１０層以上であると、各珪素高濃度層及び各珪素低濃度層における結晶粒の粗大化が抑制され、硬質粒子の硬度を維持することができる。一方、積層数が１０００層以下であると、各珪素高濃度層及び各珪素低濃度層の厚みを十分に確保することができ、単位層同士の混合を抑制することができる。
【0075】
上記ＴｉＳｉＣＮ層３０は、柱状構造であることが好ましい。なお、ここで、「ＴｉＳｉＣＮ層３０は、柱状構造である」とは、「硬質粒子の平均アスペクト比が３以上である」ことを意味する。これによって、ＴｉＳｉＣＮ層３０のせん断方向への応力に対して高い強度を発揮できるため、微小クラックが抑制され、耐摩耗性が向上する。その為、特に、鋼の湿式ミリング加工においてもより長い工具寿命を有することができる。なお、ここで、硬質粒子の平均アスペクト比は、以下の（Ａ４）～（Ｄ４）の手順で測定される。
【0076】
（Ａ４）被膜３表面の法線に沿って切削工具１をダイヤモンドワイヤーで切り出し、ＴｉＳｉＣＮ層３０の断面を露出させる。露出された断面に対して収束イオンビーム加工（以下、「ＦＩＢ加工」とも記す。）を行い、断面を鏡面状態とする。
【0077】
（Ｂ４）ＦＩＢ加工された断面において、矩形の観察視野を設定する。該観察視野の一組の辺は、基材２表面に平行な方向で長さ３０μｍとし、他の一組の辺は、基材２表面の法線方向でＴｉＳｉＣＮ層３０が全て含まれる長さ（ＴｉＳｉＣＮ層３０の厚み）とする。
【0078】
（Ｃ４）高分解能電子線後方散乱回折装置を用いて、上記観察視野面内を０．０２μｍ間隔で解析し、観察視野面内の立方晶型の結晶構造（以下、「立方晶構造」とも記す。）を有する測定点を求める。該測定点のうち、立方晶構造を有する測定点Ａと、該測定点Ａに隣接する測定点Ｂとの間で５度以上の方位差がある場合、該測定点Ａと該測定点Ｂとの間を粒界と定義する。また、上記測定点Ａに隣接する立方晶を有する測定点が存在しない場合は、測定点Ａの外周を粒界と定義する。
【0079】
粒界で囲まれた領域で立方晶を有する測定点を含むものを１つの結晶粒と定義する。ただし、特定の測定点が、隣接する測定点全てと５度以上の方位差がある、あるいは、該測定点が立方晶構造を有さず、単独に存在する場合は、該測定点は結晶粒と判定しない。すなわち、２以上の測定点が連結しているものを結晶粒として取り扱う。このようにして、粒界判定を行い、結晶粒を特定する。
【0080】
（Ｄ４）次に、画像処理を行い、各結晶粒（各硬質粒子）において、基材２表面の法線方向の最大長さＨ、基材２表面と平行な方向の最大長さＷ、及び、面積Ｓを求める。結晶粒（硬質粒子）のアスペクト比ＡはＡ＝Ｈ／Ｗとして算出する。観察視野内で２０個の結晶粒（硬質粒子）Ｐ１～Ｐ２０を任意に選択する。該２０個の結晶粒（硬質粒子）のそれぞれについて、アスペクト比を求める。該２０個の結晶粒（硬質粒子）Ｐ１～Ｐ２０のアスペクト比Ａの面積加重平均Ａａｖｅを式「Ａａｖｅ＝（Ａ１Ｓ１＋Ａ２Ｓ２＋…＋Ａ２０Ｓ２０）／（Ｓ１＋Ｓ２＋…＋Ｓｎ）」に基づき算出する。上記式において、Ａ１～Ａ２０は、それぞれ結晶粒（硬質粒子）Ｐ１～Ｐ２０のアスペクト比Ａである。上記式において、Ｓ１～Ｓ２０は、それぞれ結晶粒（硬質粒子）Ｐ１～Ｐ２０の面積Ｓである。
【0081】
本明細書において、得られた面積加重平均Ａａｖｅが硬質粒子の平均アスペクト比に該当する。同一の試料において測定する限りにおいては、観察視野を変更して複数回行っても、測定結果のばらつきはほとんどなく、任意に観察視野を設定しても恣意的にはならないことが確認されている。
【0082】
（ＴｉＳｉＣＮ層の結晶構造）
ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を９０体積％以上有することが好ましい。これによって、ＴｉＳｉＣＮ層３０はより高い硬度を有することができる為、切削工具１はより優れた耐摩耗性を有することができる。ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を９２体積％以上有することがより好ましく、９４体積％以上有することが更に好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を１００体積％有することが最も好ましいが、製造上の観点で、９８体積％以下、９６体積％以下、９５体積％以下有することができる。ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を９０体積％以上１００体積％以下有することが好ましく、９２体積％以上９８体積％以下有することがより好ましく、９４体積％以上９６体積％以下有することが更に好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０に占める立方晶型の結晶構造の割合（百分率）は、電子線後方散乱回折装置をつかった組織観察により求められる。具体的には、先ず上記（Ａ４）から上記（Ｃ４）を実行することにより、測定点を求める。なお、方位マッピング像（カラーマップ）において、立方晶型の結晶部分は「黒色以外」で表示される一方で、立方晶型の結晶部分以外の部分は「黒色」で表示される。該方位マッピング像中の「黒色以外」の部分の面積率を算出することにより、ＴｉＳｉＣＮ層３０に占める立方晶型の結晶構造の割合（百分率）は求められる。
ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を９０体積％以上有することが好ましい。これによって、ＴｉＳｉＣＮ層３０はより高い硬度を有することができる為、切削工具１はより優れた耐摩耗性を有することができる。ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を９２体積％以上有することがより好ましく、９４体積％以上有することが更に好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を１００体積％有することが最も好ましいが、製造上の観点で、９８体積％以下、９６体積％以下、９５体積％以下有することができる。ＴｉＳｉＣＮ層３０は、立方晶型の結晶構造を９０体積％以上１００体積％以下有することが好ましく、９２体積％以上９８体積％以下有することがより好ましく、９４体積％以上９６体積％以下有することが更に好ましい。ＴｉＳｉＣＮ層３０に占める立方晶型の結晶構造の割合（百分率）は、電子線後方散乱回折装置をつかった組織観察により求められる。具体的には、先ず上記（Ａ４）から上記（Ｃ４）を実行することにより、測定点を求める。なお、方位マッピング像（カラーマップ）において、立方晶型の結晶部分は「黒色以外」で表示される一方で、立方晶型の結晶部分以外の部分は「黒色」で表示される。該方位マッピング像中の「黒色以外」の部分の面積率を算出することにより、ＴｉＳｉＣＮ層３０に占める立方晶型の結晶構造の割合（百分率）は求められる。
【0083】
［実施形態２：切削工具の製造方法］
本実施形態の切削工具の製造方法について図１４～１８を用いて説明する。本実施形態の切削工具の製造方法は、実施形態１に記載の切削工具の製造方法であって、
基材を準備する第１工程と、
該基材上に被膜を形成する第２工程と、を備え、
該第２工程は、ＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ法により上記ＴｉＳｉＣＮ層を形成する第２ａ工程を含む。
本実施形態の切削工具の製造方法について図１４～１８を用いて説明する。本実施形態の切削工具の製造方法は、実施形態１に記載の切削工具の製造方法であって、
基材を準備する第１工程と、
該基材上に被膜を形成する第２工程と、を備え、
該第２工程は、ＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ法により上記ＴｉＳｉＣＮ層を形成する第２ａ工程を含む。
【0084】
≪第１工程≫
第１工程において、基材を準備する。例えば、基材として超硬合金を用いる場合は、市販の基材を用いてもよく、一般的な粉末冶金法で製造してもよい。一般的な粉末冶金法で製造する場合、例えば、ボールミル等によってＷＣ粉末とＣｏ粉末等とを混合して混合粉末を得る。該混合粉末を乾燥した後、所定の形状に成形して成形体を得る。さらに該成形体を焼結することにより、ＷＣ－Ｃｏ系超硬合金（焼結体）を得る。次いで該焼結体に対して、ホーニング処理等の所定の刃先加工を施すことにより、ＷＣ－Ｃｏ系超硬合金からなる基材を製造することができる。上記以外の基材であっても、この種の基材として従来公知のものであればいずれも準備可能である。
第１工程において、基材を準備する。例えば、基材として超硬合金を用いる場合は、市販の基材を用いてもよく、一般的な粉末冶金法で製造してもよい。一般的な粉末冶金法で製造する場合、例えば、ボールミル等によってＷＣ粉末とＣｏ粉末等とを混合して混合粉末を得る。該混合粉末を乾燥した後、所定の形状に成形して成形体を得る。さらに該成形体を焼結することにより、ＷＣ－Ｃｏ系超硬合金（焼結体）を得る。次いで該焼結体に対して、ホーニング処理等の所定の刃先加工を施すことにより、ＷＣ－Ｃｏ系超硬合金からなる基材を製造することができる。上記以外の基材であっても、この種の基材として従来公知のものであればいずれも準備可能である。
【0085】
≪第２工程≫
次に、第２工程において、上記基材上に被膜を形成する。被膜の形成は、例えば図１４に示されるＣＶＤ装置を用いて行う。ＣＶＤ装置５０内には、基材１０を保持した基材セット治具５２を複数設置することができ、これらは耐熱合金鋼製の反応容器５３でカバーされる。また、反応容器５３の周囲には調温装置５４が配置されており、この調温装置５４により、反応容器５３内の温度を制御することができる。
次に、第２工程において、上記基材上に被膜を形成する。被膜の形成は、例えば図１４に示されるＣＶＤ装置を用いて行う。ＣＶＤ装置５０内には、基材１０を保持した基材セット治具５２を複数設置することができ、これらは耐熱合金鋼製の反応容器５３でカバーされる。また、反応容器５３の周囲には調温装置５４が配置されており、この調温装置５４により、反応容器５３内の温度を制御することができる。
【0086】
ＣＶＤ装置５０には、２つの導入口５５、５７を有するノズル５６が配置されている。なお、該ノズル５６は、更に他の一つの導入口（図示せず）を有することもできる。ノズル５６は、基材セット治具５２が配置される領域を貫通するように配置されている。ノズル５６の基材セット治具５２近傍の部分には複数の噴射孔（第１噴射孔６１、第２噴射孔６２、第３噴射孔（図示せず））が形成されている。
【0087】
図１４において、導入口５５、５７、及び、他の一つの導入口（図示せず）からノズル５６内に導入された各ガスは、ノズル５６内においても混合されることなく、それぞれ異なる噴射孔を経て、反応容器５３内に導入される。このノズル５６は、その軸を中心軸として回転することができる。また、ＣＶＤ装置５０には排気管５９が配置されており、排気ガスは排気管５９の排気口６０から外部へ排出することができる。なお、反応容器５３内の治具類等は、通常黒鉛により構成される。
【0088】
＜第２ａ工程＞
上記第２ａ工程においては、ＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ法により上記ＴｉＳｉＣＮ層を形成する。該第２ａ工程は、ＴｉＣｌ４ガス、ＳｉＣｌ４ガス及びＣＨ３ＣＮガスを該基材の表面に向かって噴出する第２ａ－１工程を含み、該ＴｉＣｌ４ガスは、該ＣＶＤ装置のノズルに設けられた複数の第２噴射孔から噴出され、該ＳｉＣｌ４ガスは、該ノズルに設けられた複数の第１噴射孔から噴出される。該ＣＨ３ＣＮガスは、上記ノズル５６が更に他の一つの導入口（図示せず）を有する場合においては、該ノズルに設けられた複数の第３噴射孔６３（図１８）から噴出される。また、ＣＨ３ＣＮガスは、上記ノズル５６が更に他の一つの導入口（図示せず）を有さない場合においては、該ＣＨ３ＣＮガスは、上記複数の第１噴射孔および上記複数の第２噴射孔から噴出される。また、該第２ａ－１工程において、該ノズルは回転する。
上記第２ａ工程においては、ＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ法により上記ＴｉＳｉＣＮ層を形成する。該第２ａ工程は、ＴｉＣｌ４ガス、ＳｉＣｌ４ガス及びＣＨ３ＣＮガスを該基材の表面に向かって噴出する第２ａ－１工程を含み、該ＴｉＣｌ４ガスは、該ＣＶＤ装置のノズルに設けられた複数の第２噴射孔から噴出され、該ＳｉＣｌ４ガスは、該ノズルに設けられた複数の第１噴射孔から噴出される。該ＣＨ３ＣＮガスは、上記ノズル５６が更に他の一つの導入口（図示せず）を有する場合においては、該ノズルに設けられた複数の第３噴射孔６３（図１８）から噴出される。また、ＣＨ３ＣＮガスは、上記ノズル５６が更に他の一つの導入口（図示せず）を有さない場合においては、該ＣＨ３ＣＮガスは、上記複数の第１噴射孔および上記複数の第２噴射孔から噴出される。また、該第２ａ－１工程において、該ノズルは回転する。
【0089】
本工程において、反応容器内の基材温度は８００～９００℃の範囲が好ましく、反応容器内の圧力は１０～３００ｍｂａｒであることが好ましい。また、キャリアガスとして、Ｈ２ガス、Ｎ２ガス、Ａｒガスなどを用いることができる。キャリアガスは、第１噴射孔、第２噴射孔、および第３噴射孔のそれぞれから噴出される。
【0090】
（ＸｒおよびＸｅを調整するための条件）
「ＸｒおよびＸｅを調整するための条件」に関し、図１５～図１７を用いて以下に説明する。図１５は、上記図１４の領域ＸＶにおける拡大図である。図１６は、図１５のノズルの端面図であり、図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線矢視方向から見た端面図である。図１７は、図１５のノズルの端面図であり、図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線矢視方向から見た端面図である。本工程において、上記第１噴射孔６１は、ＣＶＤ装置５０内で最も近接する基板２のすくい面の高さ位置ＨＰを基準として、該高さ位置ＨＰから上記第１噴射孔６１の最下端までの距離（言い換えれば、すくい面からの高さｄ１（図示なし））を０ｍｍ以上２ｍｍ以下とする（図１５、１７）。これに対し、上記第２噴射孔６２は、ＣＶＤ装置５０内で最も近接する基板２のすくい面の高さ位置ＨＰを基準として、該高さ位置ＨＰから上記第２噴射孔６２の最下端までの距離（言い換えれば、すくい面からの高さｄ２）が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とする（図１５、１６）。これらによって、上記第１噴射孔６１は、上記基板の切れ刃領域に相対的に近接する為、該第１噴射孔６１から噴出されるＳｉＣｌ４ガスは相対的に切れ刃領域に蒸着され易くなる一方で、相対的にすくい面に蒸着され難くなる。その結果として、該第２噴射孔６２から噴出されるＴｉＣｌ４ガスは、相対的にすくい面に蒸着され易くなる。また、第１噴射孔において、ＳｉＣｌ４ガスの流量は、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上６．０ｍｌ／ｍｉｎ未満とする。これによって、特に切れ刃領域において、ＳｉＣｌ４の過度な蒸着を抑えることができる。これらにより、「該ＴｉＳｉＣＮ層は、該すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、該切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、該第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、該第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、該Ｘｒおよび該Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす」ことができる。このことは、本発明者らが鋭意検討の結果、新たに見出したものである。
「ＸｒおよびＸｅを調整するための条件」に関し、図１５～図１７を用いて以下に説明する。図１５は、上記図１４の領域ＸＶにおける拡大図である。図１６は、図１５のノズルの端面図であり、図１５のＸＶＩ－ＸＶＩ線矢視方向から見た端面図である。図１７は、図１５のノズルの端面図であり、図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線矢視方向から見た端面図である。本工程において、上記第１噴射孔６１は、ＣＶＤ装置５０内で最も近接する基板２のすくい面の高さ位置ＨＰを基準として、該高さ位置ＨＰから上記第１噴射孔６１の最下端までの距離（言い換えれば、すくい面からの高さｄ１（図示なし））を０ｍｍ以上２ｍｍ以下とする（図１５、１７）。これに対し、上記第２噴射孔６２は、ＣＶＤ装置５０内で最も近接する基板２のすくい面の高さ位置ＨＰを基準として、該高さ位置ＨＰから上記第２噴射孔６２の最下端までの距離（言い換えれば、すくい面からの高さｄ２）が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とする（図１５、１６）。これらによって、上記第１噴射孔６１は、上記基板の切れ刃領域に相対的に近接する為、該第１噴射孔６１から噴出されるＳｉＣｌ４ガスは相対的に切れ刃領域に蒸着され易くなる一方で、相対的にすくい面に蒸着され難くなる。その結果として、該第２噴射孔６２から噴出されるＴｉＣｌ４ガスは、相対的にすくい面に蒸着され易くなる。また、第１噴射孔において、ＳｉＣｌ４ガスの流量は、１．０ｍｌ／ｍｉｎ以上６．０ｍｌ／ｍｉｎ未満とする。これによって、特に切れ刃領域において、ＳｉＣｌ４の過度な蒸着を抑えることができる。これらにより、「該ＴｉＳｉＣＮ層は、該すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、該切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、該第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、該第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、該Ｘｒおよび該Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす」ことができる。このことは、本発明者らが鋭意検討の結果、新たに見出したものである。
【0091】
（ラメラ構造を形成するための条件）
本工程において、上記第１噴射孔から噴出されるガスの組成を、ＳｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２とし、且つ上記第２噴射孔から噴出されるガスの組成を、ＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２とし、且つ上記第３噴射孔から噴出されるガスの組成を、ＣＨ３ＣＮ、Ｈ２とすることができる。これによって、上記ＴｉＳｉＣＮ層は複数の硬質粒子からなり、該硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有することができる。
本工程において、上記第１噴射孔から噴出されるガスの組成を、ＳｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２とし、且つ上記第２噴射孔から噴出されるガスの組成を、ＴｉＣｌ４、Ｈ２、Ｎ２とし、且つ上記第３噴射孔から噴出されるガスの組成を、ＣＨ３ＣＮ、Ｈ２とすることができる。これによって、上記ＴｉＳｉＣＮ層は複数の硬質粒子からなり、該硬質粒子は、珪素の濃度が相対的に高い層と低い層とが交互に積層したラメラ構造を有することができる。
【0092】
（ラメラ構造の周期幅を調整するための条件）
本工程において、上記ノズルの回転速度は、１ｒｐｍ以上２０ｒｐｍ以下とすることができる。これによって、「ラメラ構造の周期幅の平均」を所望の範囲に調整することができる。なお、上記ノズルの回転速度は、１．５ｒｐｍ以上９．０ｒｐｍ以下とすることが好ましい。これによって、「ラメラ構造の周期幅の平均」を「３ｎｍ以上２０ｎｍ以下」とすることができる。
本工程において、上記ノズルの回転速度は、１ｒｐｍ以上２０ｒｐｍ以下とすることができる。これによって、「ラメラ構造の周期幅の平均」を所望の範囲に調整することができる。なお、上記ノズルの回転速度は、１．５ｒｐｍ以上９．０ｒｐｍ以下とすることが好ましい。これによって、「ラメラ構造の周期幅の平均」を「３ｎｍ以上２０ｎｍ以下」とすることができる。
【0093】
（ＴｉＳｉＣＮ層を柱状構造とするための条件）
本工程において、成膜温度は、８００℃以上８６０℃以下とすることができる。これによって、ＴｉＳｉＣＮ層を柱状構造とすることができる。
本工程において、成膜温度は、８００℃以上８６０℃以下とすることができる。これによって、ＴｉＳｉＣＮ層を柱状構造とすることができる。
【0094】
（ＴｉＳｉＣＮ層に占める立方晶型の結晶構造の割合を調整するための条件）
本工程において、炉内圧力は、１０ｍｂａｒ以上６５ｍｂａｒ以下とすることができる。これによって、上記ＴｉＳｉＣＮ層に占める立方晶型の結晶構造の割合（百分率）を所望の範囲に調整することができる。
本工程において、炉内圧力は、１０ｍｂａｒ以上６５ｍｂａｒ以下とすることができる。これによって、上記ＴｉＳｉＣＮ層に占める立方晶型の結晶構造の割合（百分率）を所望の範囲に調整することができる。
【0095】
（ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを調整するための条件）
本工程において、成膜時間は、２時間以上２４時間以下とすることができる。これによって、上記ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを所望の範囲に調整することができる。なお、成膜時間は、４．０時間以上２０．０時間以下であることが好ましい。これによって、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを２．０μｍ以上１５μｍ以下とすることができる。
本工程において、成膜時間は、２時間以上２４時間以下とすることができる。これによって、上記ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを所望の範囲に調整することができる。なお、成膜時間は、４．０時間以上２０．０時間以下であることが好ましい。これによって、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを２．０μｍ以上１５μｍ以下とすることができる。
【0096】
（その他の条件）
ＴｉＳｉＣＮ層の形成中、反応ガスの総ガス流量は、例えば、１２０～２００Ｌ／分とすることができる。ここで「総ガス流量」とは、標準状態（０℃、１気圧）における気体を理想気体とし、単位時間当たりにＣＶＤ炉に導入された全容積流量を示す。
ＴｉＳｉＣＮ層の形成中、反応ガスの総ガス流量は、例えば、１２０～２００Ｌ／分とすることができる。ここで「総ガス流量」とは、標準状態（０℃、１気圧）における気体を理想気体とし、単位時間当たりにＣＶＤ炉に導入された全容積流量を示す。
【0097】
上記第２工程により形成される被膜は、ＴｉＳｉＣＮ層を含み、該ＴｉＳｉＣＮ層は、該すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、該切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、該第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、該第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、該Ｘｒおよび該Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす。
【0098】
＜その他の工程＞
上記の工程に加えて、表面研削、ショットブラストなどの表面処理工程を行うことができる。
上記の工程に加えて、表面研削、ショットブラストなどの表面処理工程を行うことができる。
【0099】
被膜が他の層（下地層など）を含む場合は、これらの層は従来公知の方法で形成することができる。
【実施例】
【0100】
本実施の形態を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。
【0101】
［実施例１］
≪切削工具の作製≫
＜第１工程＞
超硬合金製の旋削用切削チップ（基材）として、Ｃｏ（６ｗｔ％）―ＶＣ（０．２ｗｔ％）－Ｃｒ３Ｃ２（０．４ｗｔ％）―ＷＣ（残り）からなる原料粉末を均一に混合し、所定の形状に加圧成形した後、１３００－１５００℃で１－２時間焼結および所定寸法に加工することでＳＥＣ－ウェーブミルＷＧＸ型用チップ（型番：ＳＥＥＴ１３Ｔ３ＡＧＳＲ－Ｇ（住友電工ハードメタル社製））を準備した。
≪切削工具の作製≫
＜第１工程＞
超硬合金製の旋削用切削チップ（基材）として、Ｃｏ（６ｗｔ％）―ＶＣ（０．２ｗｔ％）－Ｃｒ３Ｃ２（０．４ｗｔ％）―ＷＣ（残り）からなる原料粉末を均一に混合し、所定の形状に加圧成形した後、１３００－１５００℃で１－２時間焼結および所定寸法に加工することでＳＥＣ－ウェーブミルＷＧＸ型用チップ（型番：ＳＥＥＴ１３Ｔ３ＡＧＳＲ－Ｇ（住友電工ハードメタル社製））を準備した。
【0102】
＜その他の工程（下地層を形成する工程）＞
試料１－１～１－１２、１－１２－２、１－１０１～１－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各基材に対してその表面に下地層（ＴｉＮ層）を形成した。具体的には基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、基材上に化学気相蒸着法により下地層を形成した。なお、下地層の形成条件は、以下の表１に記載した通りであった。
試料１－１～１－１２、１－１２－２、１－１０１～１－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各基材に対してその表面に下地層（ＴｉＮ層）を形成した。具体的には基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、基材上に化学気相蒸着法により下地層を形成した。なお、下地層の形成条件は、以下の表１に記載した通りであった。
【表1】
【0103】
＜第２工程＞
上記で得られた各基材に対してその表面に被膜を形成した。具体的には、基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットすることにより、基材上に化学気相蒸着法により被膜を形成した。なお、被膜の形成条件は、以下の表２に記載した通りであった。
上記で得られた各基材に対してその表面に被膜を形成した。具体的には、基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットすることにより、基材上に化学気相蒸着法により被膜を形成した。なお、被膜の形成条件は、以下の表２に記載した通りであった。
【0104】
【表2】
【0105】
＜その他の工程（中間層および表面層を形成する工程）＞
試料１－１～１－１２－１、１－１０１～１－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各ＴｉＳｉＣＮ層に対してその表面に中間層（ＴｉＣＮＯ層）および表面層（Ａｌ２Ｏ３層）を形成した。具体的には各試料を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、表３に記載した中間層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、ＴｉＳｉＣＮ層上に中間層を形成した後、表４に記載した表面層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、中間層上に表面層を形成した。
試料１－１～１－１２－１、１－１０１～１－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各ＴｉＳｉＣＮ層に対してその表面に中間層（ＴｉＣＮＯ層）および表面層（Ａｌ２Ｏ３層）を形成した。具体的には各試料を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、表３に記載した中間層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、ＴｉＳｉＣＮ層上に中間層を形成した後、表４に記載した表面層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、中間層上に表面層を形成した。
【0106】
【表3】
【0107】
【表4】
【0108】
【表5】
【0109】
以上の工程を実行することにより、表５に示した構成を有する試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具を作製した。
【0110】
≪評価≫
各試料の切削工具について、Ｘｒ、Ｘｅ、Ａ：Ｂ、ラメラ構造の周期幅の平均、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否か、立方晶構造の含有率、およびＴｉＳｉＣＮ層の厚みを測定した。
各試料の切削工具について、Ｘｒ、Ｘｅ、Ａ：Ｂ、ラメラ構造の周期幅の平均、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否か、立方晶構造の含有率、およびＴｉＳｉＣＮ層の厚みを測定した。
【0111】
＜ＸｒおよびＸｅの測定＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、上記Ｘｒを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「Ｘｒ（すくい面）」の欄に記す。また、試料１－１～１－１２、１－１０１～１－１０４の切削工具について、上記Ｘｅを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表２の「Ｘｅ（切れ刃）」の欄に記す。
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、上記Ｘｒを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「Ｘｒ（すくい面）」の欄に記す。また、試料１－１～１－１２、１－１０１～１－１０４の切削工具について、上記Ｘｅを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表２の「Ｘｅ（切れ刃）」の欄に記す。
【0112】
＜Ａ：Ｂの測定＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、第１のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具の全てについて、第１のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。また、試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、第２のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具の全てについて、第２のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、第１のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具の全てについて、第１のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。また、試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、第２のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具の全てについて、第２のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。
【0113】
＜ラメラ構造の周期幅の平均の測定＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ラメラ構造の周期幅の平均を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「周期幅の平均［ｎｍ］」の欄に記す。
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ラメラ構造の周期幅の平均を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「周期幅の平均［ｎｍ］」の欄に記す。
【0114】
＜ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かの特定＞
試料１－１～１－１２、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「断面組織」の欄に記す。表５の「断面組織」の欄において、「柱状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造である」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３以上であること）を指し、「粒状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造でない」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３未満であること）を指す。
試料１－１～１－１２、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「断面組織」の欄に記す。表５の「断面組織」の欄において、「柱状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造である」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３以上であること）を指し、「粒状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造でない」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３未満であること）を指す。
【0115】
＜ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率の測定＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「立方晶の含有率［体積％］」の欄に記す。
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「立方晶の含有率［体積％］」の欄に記す。
【0116】
＜下地層の厚み、ＴｉＳｉＣＮ層の厚み、中間層の厚み、および表面層の厚みの測定＞
試料１－１～１－１２、１－１２－２、１－１０１～１－１０４の切削工具について、下地層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「下地層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「ＴｉＳｉＣＮ層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料１－１～１－１２－１、１－１０１～１－１０４の切削工具について、中間層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「中間層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料１－１～１－１２－１、１－１０１～１－１０４の切削工具について、表面層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「表面層の厚み［μｍ］」の欄に記す。
試料１－１～１－１２、１－１２－２、１－１０１～１－１０４の切削工具について、下地層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「下地層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「ＴｉＳｉＣＮ層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料１－１～１－１２－１、１－１０１～１－１０４の切削工具について、中間層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「中間層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料１－１～１－１２－１、１－１０１～１－１０４の切削工具について、表面層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表５の「表面層の厚み［μｍ］」の欄に記す。
【0117】
＜切削試験＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具を用いて、以下の切削条件により逃げ面摩耗量（Ｖｂ）が０．２０ｍｍとなるまでの切削時間を測定するとともに切れ刃の最終損傷形態を観察した。得られた結果をそれぞれ表５の「工具寿命［分］」の欄に記す。切削時間が長いもの程、工具寿命が長くなっていることを示す。
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の切削工具を用いて、以下の切削条件により逃げ面摩耗量（Ｖｂ）が０．２０ｍｍとなるまでの切削時間を測定するとともに切れ刃の最終損傷形態を観察した。得られた結果をそれぞれ表５の「工具寿命［分］」の欄に記す。切削時間が長いもの程、工具寿命が長くなっていることを示す。
【0118】
（切削条件）
被削材：ＳＫＤ８ブロック材
周速：１００ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．１５ｍｍ／ｔ
切込み量：１．５ｍｍ
切削液：あり
当該切削条件は、鋼の湿式ミリング加工に該当する。
被削材：ＳＫＤ８ブロック材
周速：１００ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．１５ｍｍ／ｔ
切込み量：１．５ｍｍ
切削液：あり
当該切削条件は、鋼の湿式ミリング加工に該当する。
【0119】
＜結果＞
試料１－１～１－１２－３の切削工具は、実施例に該当する。一方、試料１－１０１～１－１０４は、比較例に該当する。試料１－１～１－１２－３の切削工具（実施例）は、試料１－１０１～１－１０４の切削工具（比較例）に比して、鋼の湿式ミリング加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
試料１－１～１－１２－３の切削工具は、実施例に該当する。一方、試料１－１０１～１－１０４は、比較例に該当する。試料１－１～１－１２－３の切削工具（実施例）は、試料１－１０１～１－１０４の切削工具（比較例）に比して、鋼の湿式ミリング加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
【0120】
［実施例２］
≪切削工具の作製≫
＜第１工程＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の基材と同一の基材を準備した。
≪切削工具の作製≫
＜第１工程＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の基材と同一の基材を準備した。
【0121】
＜その他の工程（下地層を形成する工程）＞
試料２－１～２－１１、２－１１－２、２－１０１～２－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各基材に対してその表面に下地層（ＴｉＮ層）を形成した。具体的には基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、基材上に化学気相蒸着法により下地層を形成した。なお、下地層の形成条件は、以下の表６に記載した通りであった。
試料２－１～２－１１、２－１１－２、２－１０１～２－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各基材に対してその表面に下地層（ＴｉＮ層）を形成した。具体的には基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、基材上に化学気相蒸着法により下地層を形成した。なお、下地層の形成条件は、以下の表６に記載した通りであった。
【表6】
【0122】
＜第２工程＞
上記で得られた各基材に対してその表面に被膜を形成した。具体的には、基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットすることにより、基材上に化学気相蒸着法により被膜を形成した。なお、被膜の形成条件は、以下の表７に記載した通りであった。
上記で得られた各基材に対してその表面に被膜を形成した。具体的には、基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットすることにより、基材上に化学気相蒸着法により被膜を形成した。なお、被膜の形成条件は、以下の表７に記載した通りであった。
【0123】
【表7】
【0124】
＜その他の工程（中間層および表面層を形成する工程）＞
試料２－１～２－１１－１、２－１０１～２－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各ＴｉＳｉＣＮ層に対してその表面に中間層（ＴｉＣＮＯ層）および表面層（Ａｌ２Ｏ３層）を形成した。具体的には各試料を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、表８に記載した中間層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、ＴｉＳｉＣＮ層上に中間層を形成した後、表９に記載した表面層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、中間層上に表面層を形成した。
試料２－１～２－１１－１、２－１０１～２－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各ＴｉＳｉＣＮ層に対してその表面に中間層（ＴｉＣＮＯ層）および表面層（Ａｌ２Ｏ３層）を形成した。具体的には各試料を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、表８に記載した中間層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、ＴｉＳｉＣＮ層上に中間層を形成した後、表９に記載した表面層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、中間層上に表面層を形成した。
【0125】
【表8】
【0126】
【表9】
【0127】
【表10】
【0128】
以上の工程を実行することにより、表１０に示した構成を有する試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具を作製した。
【0129】
≪評価≫
各試料の切削工具について、Ｘｒ、Ｘｅ、Ａ：Ｂ、ラメラ構造の周期幅の平均、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否か、立方晶構造の含有率、およびＴｉＳｉＣＮ層の厚みを測定した。
各試料の切削工具について、Ｘｒ、Ｘｅ、Ａ：Ｂ、ラメラ構造の周期幅の平均、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否か、立方晶構造の含有率、およびＴｉＳｉＣＮ層の厚みを測定した。
【0130】
＜ＸｒおよびＸｅの測定＞
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、上記Ｘｒを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「Ｘｒ（すくい面）」の欄に記す。また、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、上記Ｘｅを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「Ｘｅ（切れ刃）」の欄に記す。
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、上記Ｘｒを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「Ｘｒ（すくい面）」の欄に記す。また、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、上記Ｘｅを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「Ｘｅ（切れ刃）」の欄に記す。
【0131】
＜Ａ：Ｂの測定＞
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具の全てについて、Ａ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。また、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、第２のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具の全てについて、第２のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具の全てについて、Ａ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。また、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、第２のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具の全てについて、第２のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。
【0132】
＜ラメラ構造の周期幅の平均の測定＞
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ラメラ構造の周期幅の平均を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「周期幅の平均［ｎｍ］」の欄に記す。
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ラメラ構造の周期幅の平均を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「周期幅の平均［ｎｍ］」の欄に記す。
【0133】
＜ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かの特定＞
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「断面組織」の欄に記す。表１０の「断面組織」の欄において、「柱状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造である」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３以上であること）を指し、「粒状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造でない」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３未満であること）を指す。
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「断面組織」の欄に記す。表１０の「断面組織」の欄において、「柱状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造である」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３以上であること）を指し、「粒状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造でない」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３未満であること）を指す。
【0134】
＜ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率の測定＞
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「立方晶の含有率［体積％］」の欄に記す。
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「立方晶の含有率［体積％］」の欄に記す。
【0135】
＜下地層の厚み、ＴｉＳｉＣＮ層の厚み、中間層の厚み、および表面層の厚みの測定＞
試料２－１～２－１１、２－１１－２、２－１０１～２－１０４の切削工具について、下地層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「下地層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「ＴｉＳｉＣＮ層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料２－１～２－１１－１、２－１０１～２－１０４の切削工具について、中間層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「中間層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料２－１～２－１１－１、２－１０１～２－１０４の切削工具について、表面層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「表面層の厚み［μｍ］」の欄に記す。
試料２－１～２－１１、２－１１－２、２－１０１～２－１０４の切削工具について、下地層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「下地層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「ＴｉＳｉＣＮ層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料２－１～２－１１－１、２－１０１～２－１０４の切削工具について、中間層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「中間層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料２－１～２－１１－１、２－１０１～２－１０４の切削工具について、表面層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１０の「表面層の厚み［μｍ］」の欄に記す。
【0136】
＜切削試験＞
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具を用いて、以下の切削条件により逃げ面摩耗量（Ｖｂ）が０．２０ｍｍとなるまでの切削時間を測定するとともに切れ刃の最終損傷形態を観察した。得られた結果をそれぞれ表１０の「工具寿命［分］」の欄に記す。切削時間が長いもの程、工具寿命が長くなっていることを示す。
試料２－１～２－１１－３、２－１０１～２－１０４の切削工具を用いて、以下の切削条件により逃げ面摩耗量（Ｖｂ）が０．２０ｍｍとなるまでの切削時間を測定するとともに切れ刃の最終損傷形態を観察した。得られた結果をそれぞれ表１０の「工具寿命［分］」の欄に記す。切削時間が長いもの程、工具寿命が長くなっていることを示す。
【0137】
（切削条件）
被削材：ＳＫＤ１１ブロック材
周速：１５０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．１５ｍｍ／ｔ
切込み量：１．５ｍｍ
切削液：あり
当該切削条件は、鋼の湿式ミリング加工に該当する。
被削材：ＳＫＤ１１ブロック材
周速：１５０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．１５ｍｍ／ｔ
切込み量：１．５ｍｍ
切削液：あり
当該切削条件は、鋼の湿式ミリング加工に該当する。
【0138】
＜結果＞
試料２－１～２－１１－３の切削工具は、実施例に該当する。一方、試料２－１０１～２－１０４は、比較例に該当する。試料２－１～２－１１－３の切削工具（実施例）は、試料２－１０１～２－１０４の切削工具（比較例）に比して、鋼の湿式ミリング加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
試料２－１～２－１１－３の切削工具は、実施例に該当する。一方、試料２－１０１～２－１０４は、比較例に該当する。試料２－１～２－１１－３の切削工具（実施例）は、試料２－１０１～２－１０４の切削工具（比較例）に比して、鋼の湿式ミリング加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
【0139】
［実施例３］
≪切削工具の作製≫
＜第１工程＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の基材と同一の基材を準備した。
≪切削工具の作製≫
＜第１工程＞
試料１－１～１－１２－３、１－１０１～１－１０４の基材と同一の基材を準備した。
【0140】
＜その他の工程（下地層を形成する工程）＞
試料３－１～３－１０、３－１０－２、３－１０１～３－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各基材に対してその表面に下地層（ＴｉＮ層）を形成した。具体的には基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、基材上に化学気相蒸着法により下地層を形成した。なお、下地層の形成条件は、以下の表１１に記載した通りであった。
試料３－１～３－１０、３－１０－２、３－１０１～３－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各基材に対してその表面に下地層（ＴｉＮ層）を形成した。具体的には基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、基材上に化学気相蒸着法により下地層を形成した。なお、下地層の形成条件は、以下の表１１に記載した通りであった。
【表11】
【0141】
＜第２工程＞
上記で得られた各基材に対してその表面に被膜を形成した。具体的には、基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットすることにより、基材上に化学気相蒸着法により被膜を形成した。なお、被膜の形成条件は、以下の表５に記載した通りであった。
上記で得られた各基材に対してその表面に被膜を形成した。具体的には、基材を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットすることにより、基材上に化学気相蒸着法により被膜を形成した。なお、被膜の形成条件は、以下の表５に記載した通りであった。
【0142】
【表12】
【0143】
＜その他の工程（中間層および表面層を形成する工程）＞
試料３－１～３－１０－１、３－１０１～３－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各ＴｉＳｉＣＮ層に対してその表面に中間層（ＴｉＣＮＯ層）および表面層（Ａｌ２Ｏ３層）を形成した。具体的には各試料を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、表１３に記載した中間層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、ＴｉＳｉＣＮ層上に中間層を形成した後、表１４に記載した表面層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、中間層上に表面層を形成した。
試料３－１～３－１０－１、３－１０１～３－１０４の切削工具を作製する為、上記で得られた各ＴｉＳｉＣＮ層に対してその表面に中間層（ＴｉＣＮＯ層）および表面層（Ａｌ２Ｏ３層）を形成した。具体的には各試料を化学気相蒸着装置の反応炉内にセットし、表１３に記載した中間層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、ＴｉＳｉＣＮ層上に中間層を形成した後、表１４に記載した表面層の形成条件で化学気相蒸着法を実行することにより、中間層上に表面層を形成した。
【0144】
【表13】
【0145】
【表14】
【0146】
【表15】
【0147】
以上の工程を実行することにより、表１５に示した構成を有する試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具を作製した。
【0148】
≪評価≫
各試料の切削工具について、Ｘｒ、Ｘｅ、Ａ：Ｂ、ラメラ構造の周期幅の平均、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否か、立方晶構造の含有率、およびＴｉＳｉＣＮ層の厚みを測定した。
各試料の切削工具について、Ｘｒ、Ｘｅ、Ａ：Ｂ、ラメラ構造の周期幅の平均、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否か、立方晶構造の含有率、およびＴｉＳｉＣＮ層の厚みを測定した。
【0149】
＜ＸｒおよびＸｅの測定＞
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、上記Ｘｒを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「Ｘｒ（すくい面）」の欄に記す。また、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、上記Ｘｅを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「Ｘｅ（切れ刃）」の欄に記す。
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、上記Ｘｒを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「Ｘｒ（すくい面）」の欄に記す。また、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、上記Ｘｅを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「Ｘｅ（切れ刃）」の欄に記す。
【0150】
＜Ａ：Ｂの測定＞
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具の全てについて、Ａ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。また、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、第２のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具の全てについて、第２のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具の全てについて、Ａ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。また、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、第２のＴｉＳｉＣＮ層における上記Ａ：Ｂを実施形態１に記載の方法により求めた。その結果、試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具の全てについて、第２のＴｉＳｉＣＮ層におけるＡ：Ｂとの比は、Ａ：Ｂ＝１：０．８～１．１であることが確認された。
【0151】
＜ラメラ構造の周期幅の平均の測定＞
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ラメラ構造の周期幅の平均を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「周期幅の平均［ｎｍ］」の欄に記す。
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ラメラ構造の周期幅の平均を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「周期幅の平均［ｎｍ］」の欄に記す。
【0152】
＜ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かの特定＞
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「断面組織」の欄に記す。表１５の「断面組織」の欄において、「柱状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造である」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３以上であること）を指し、「粒状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造でない」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３未満であること）を指す。
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造であるか否かを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「断面組織」の欄に記す。表１５の「断面組織」の欄において、「柱状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造である」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３以上であること）を指し、「粒状構造」とは「ＴｉＳｉＣＮ層が柱状構造でない」こと（言い換えれば、硬質粒子の平均アスペクト比が３未満であること）を指す。
【0153】
＜ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率の測定＞
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「立方晶の含有率［体積％］」の欄に記す。
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層における立方晶型の結晶構造の含有率を実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「立方晶の含有率［体積％］」の欄に記す。
【0154】
＜下地層の厚み、ＴｉＳｉＣＮ層の厚み、中間層の厚み、および表面層の厚みの測定＞
試料３－１～３－１０、３－１０－２、３－１０１～３－１０４の切削工具について、下地層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「下地層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「ＴｉＳｉＣＮ層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料３－１～３－１０－１、３－１０１～３－１０４の切削工具について、中間層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「中間層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料３－１～３－１０－１、３－１０１～３－１０４の切削工具について、表面層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「表面層の厚み［μｍ］」の欄に記す。
試料３－１～３－１０、３－１０－２、３－１０１～３－１０４の切削工具について、下地層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「下地層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具について、ＴｉＳｉＣＮ層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「ＴｉＳｉＣＮ層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料３－１～３－１０－１、３－１０１～３－１０４の切削工具について、中間層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「中間層の厚み［μｍ］」の欄に記す。試料３－１～３－１０－１、３－１０１～３－１０４の切削工具について、表面層の厚みを実施形態１に記載の方法により求めた。得られた結果をそれぞれ表１５の「表面層の厚み［μｍ］」の欄に記す。
【0155】
＜切削試験＞
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具を用いて、以下の切削条件により逃げ面摩耗量（Ｖｂ）が０．２０ｍｍとなるまでの切削時間を測定するとともに切れ刃の最終損傷形態を観察した。得られた結果をそれぞれ表１５の「工具寿命［分］」の欄に記す。切削時間が長いもの程、工具寿命が長くなっていることを示す。
試料３－１～３－１０－３、３－１０１～３－１０４の切削工具を用いて、以下の切削条件により逃げ面摩耗量（Ｖｂ）が０．２０ｍｍとなるまでの切削時間を測定するとともに切れ刃の最終損傷形態を観察した。得られた結果をそれぞれ表１５の「工具寿命［分］」の欄に記す。切削時間が長いもの程、工具寿命が長くなっていることを示す。
【0156】
（切削条件）
被削材：ＳＫＤ６１ブロック材
周速：１８０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．３ｍｍ／ｔ
切込み量：１．５ｍｍ
切削液：あり
当該切削条件は、鋼の湿式ミリング加工に該当する。
被削材：ＳＫＤ６１ブロック材
周速：１８０ｍ／ｍｉｎ
送り速度：０．３ｍｍ／ｔ
切込み量：１．５ｍｍ
切削液：あり
当該切削条件は、鋼の湿式ミリング加工に該当する。
【0157】
＜結果＞
試料３－１～３－１０－３の切削工具は、実施例に該当する。一方、試料３－１０１～３－１０４は、比較例に該当する。試料３－１～３－１０－３の切削工具（実施例）は、試料３－１０１～３－１０４の切削工具（比較例）に比して、鋼の湿式ミリング加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
試料３－１～３－１０－３の切削工具は、実施例に該当する。一方、試料３－１０１～３－１０４は、比較例に該当する。試料３－１～３－１０－３の切削工具（実施例）は、試料３－１０１～３－１０４の切削工具（比較例）に比して、鋼の湿式ミリング加工においても長い工具寿命を有することが確認された。
【0158】
以上により、試料１－１～１－１２－３、２－１～２－１１－３、３－１～３－１０－３の切削工具は、鋼の湿式ミリング加工においても、長い工具寿命を有することが分かった。
【0159】
以上のように本開示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たり、様々に変形することも当初から予定している。
【0160】
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実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、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。
【符号の説明】
【0161】
１ 切削工具、２ 基材、２ａ すくい面、２ｂ 逃げ面、２ｃ 切れ刃、３ 被膜、１１ すくい面、１２ 逃げ面、１３ 切れ刃、３０ ＴｉＳｉＣＮ層、３１ 他の層、３２ 下地層、３３ 中間層、３４ 表面層、５０ ＣＶＤ装置、５２ 基材セット治具、５３ 反応容器、５４ 調温装置、５５，５７ 導入口、５６ ノズル、５９ 排気管、６０ 排気口、６１ 第１噴射孔、６２ 第２噴射孔、６３ 第３噴射孔、Ｅ すくい面と逃げ面との境界を成す稜線、Ｄ 稜線または仮想稜線からの距離（直線距離）、Ｒ すくい面を含む仮想平面、Ｆ 逃げ面を含む仮想平面、ＥＥ 仮想平面Ｒと仮想平面Ｆとが交差してなる仮想稜線、ＥＦ 逃げ面と仮想平面Ｆとの乖離の境界となる仮想境界線、ＥＲ すくい面と仮想平面Ｒとの乖離の境界となる仮想境界線、Ｌ１ コーナー部分を二等分する線、Ｌ２ ストレート部分の切れ刃に垂直な線、Ｔ，Ｈ 矢印、ＨＰ 基板のすくい面の高さ位置。
【要約】
切削工具は、基材と、前記基材上に配置された被膜と、を備える切削工具であって、前記切削工具は、すくい面、前記すくい面に連なる逃げ面、および、前記すくい面と前記逃げ面との境界部分からなる切れ刃領域を含み、前記被膜は、ＴｉＳｉＣＮ層を含み、前記ＴｉＳｉＣＮ層は、前記すくい面に位置する第１のＴｉＳｉＣＮ層と、前記切れ刃領域に位置する第２のＴｉＳｉＣＮ層と、を有し、前記第１のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｒ）ＳｉＸｒＣＮであり、前記第２のＴｉＳｉＣＮ層の組成は、Ｔｉ（１－Ｘｅ）ＳｉＸｅＣＮであり、前記Ｘｒおよび前記Ｘｅは、それぞれ０．０１０以上０．１００以下であり、且つＸｅ－Ｘｒ≧０．００３の関係を満たす、切削工具。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】