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WO2024190269A1 - 被覆工具及び切削工具 - Google Patents

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Publication number
WO2024190269A1
WO2024190269A1 PCT/JP2024/005537 JP2024005537W WO2024190269A1 WO 2024190269 A1 WO2024190269 A1 WO 2024190269A1 JP 2024005537 W JP2024005537 W JP 2024005537W WO 2024190269 A1 WO2024190269 A1 WO 2024190269A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
content
maximum value
layers
layer
laminated structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/005537
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陽子 加藤
佳輝 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2025506613A priority Critical patent/JPWO2024190269A1/ja
Priority to DE112024001243.4T priority patent/DE112024001243T5/de
Priority to CN202480014450.8A priority patent/CN120813445A/zh
Publication of WO2024190269A1 publication Critical patent/WO2024190269A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/18—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
    • B23B27/20—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing with diamond bits or cutting inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material

Definitions

  • This disclosure relates to coated tools and cutting tools.
  • Coated tools are known as tools used in cutting processes such as turning and milling, and have improved wear resistance and other properties by coating the surface of a base material such as cemented carbide, cermet, or ceramic with a coating layer.
  • a coated tool includes a substrate and a coating layer located on the substrate, the coating layer having a Mo-containing laminated structure in which a plurality of layers containing Mo are laminated and in which maximum and minimum values of the Mo content ratio in atomic % appear alternately in the lamination direction, the Mo-containing laminated structure having a plurality of Mo-high content layers each including the maximum value and a plurality of Mo-low content layers each including the minimum value, the plurality of Mo-high content layers having a plurality of first Mo-high content layers and a plurality of second Mo-high content layers each located between the first Mo-high content layers adjacent to each other in the lamination direction, the maximum value of the first Mo-high content layer being the first Mo maximum value and the maximum value of the second Mo-high content layer being the second Mo maximum value, the second Mo maximum value being smaller than the first Mo maximum value.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a coated tool according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view showing an example of a coated tool according to an embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a coating layer according to an embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a Ta-containing laminate structure and a Mo-containing laminate structure which constitute a coating layer according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a SEM photograph showing the distribution of Ta in a cross section of a Ta-containing laminated structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a graph showing the distribution of Ta in a cross section of a Ta-containing laminated structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a graph showing the distribution of Ta and Ti in a cross section of a Ta-containing laminated structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a SEM photograph showing the distribution of Mo in a cross section of a Mo-containing laminated structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a graph showing the distribution of Mo in a cross section of a Mo-containing layered structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a graph showing the distribution of Mo, Al, and Cr in a cross section of a Mo-containing layered structure according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a film forming apparatus for forming a coating layer on a substrate.
  • FIG. 12 is a front view illustrating an example of a cutting tool according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a table showing the manufacturing conditions of the coating layer formed on the substrate.
  • 14 is a table showing the results of the cutting test for the coated tools of Samples No. 1 to No. 12.
  • the above-mentioned conventional techniques leave room for further improvement in terms of extending the tool life.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and aims to provide a coated tool and a cutting tool that can extend the tool life.
  • Fig. 1 is a perspective view showing an example of a coated tool 1 according to an embodiment.
  • Fig. 2 is a side cross-sectional view showing an example of the coated tool 1 according to an embodiment.
  • the coated tool 1 according to the embodiment has a tip body 2.
  • Chip body 2 has, for example, a hexahedral shape with the upper and lower surfaces (surfaces intersecting with the Z-axis shown in FIG. 1) each being a parallelogram.
  • the cutting edge portion 3 has a first surface (e.g., a top surface) and a second surface (e.g., a side surface) that is connected to the first surface.
  • the first surface functions as a "scooping surface” that scoops up chips generated by cutting
  • the second surface functions as a "flank surface.”
  • a cutting edge is located on at least a portion of the ridge where the first surface and the second surface intersect, and the coated tool 1 cuts the workpiece by applying this cutting edge to the workpiece.
  • a through hole 5 that passes through the chip body 2 from top to bottom is located in the center of the chip body 2.
  • a screw 75 is inserted into the through hole 5 to attach the coated tool 1 to the holder 70 (described later) (see FIG. 12).
  • the chip body 2 has a base 10 and a coating layer 20.
  • the substrate 10 is formed of, for example, a cemented carbide.
  • the cemented carbide contains W (tungsten), specifically WC (tungsten carbide).
  • the cemented carbide may also contain Ni (nickel) and/or Co (cobalt).
  • the substrate 10 is made of a WC-based cemented carbide containing WC particles as a hard phase component and Co as a main component of a binder phase.
  • the substrate 10 may also be formed of a cermet.
  • the cermet contains, for example, TI (titanium), specifically, TIC (titanium carbide) or TIN (titanium nitride).
  • TI titanium
  • TIC titanium carbide
  • TIN titanium nitride
  • the cermet may also contain NI and/or Co.
  • the substrate 10 may also be formed of a cubic boron nitride sintered body containing cubic boron nitride (cBN) particles.
  • the substrate 10 is not limited to cubic boron nitride (cBN) particles, and may contain particles of hexagonal boron nitride (hBN), rhombohedral boron nitride (rBN), wurtzite boron nitride (wBN), etc.
  • the base 10 may also be made of ceramics.
  • the ceramics may contain, for example, aluminum oxide Al 2 O 3 , such as ⁇ -Al 2 O 3 and ⁇ -Al 2 O 3.
  • the ceramics may also contain other elements in addition to aluminum oxide.
  • the ceramics may contain at least one of magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), silicon (SI), and a Group 3 element of the periodic table, in addition to aluminum oxide.
  • the coating layer 20 is coated on the substrate 10 for the purpose of improving the wear resistance, heat resistance, etc. of the substrate 10, for example.
  • the coating layer 20 may coat the entire substrate 10.
  • the coating layer 20 may be located at least on the substrate 10. When the coating layer 20 is located on the first surface (here, the upper surface) of the substrate 10, the wear resistance and heat resistance of the first surface are high. When the coating layer 20 is located on the second surface (here, the side surface) of the substrate 10, the wear resistance and heat resistance of the second surface are high.
  • an intermediate layer 21 may be located between the substrate 10 and the coating layer 20. Specifically, the intermediate layer 21 contacts the upper surface of the substrate 10 on one side (here, the lower surface) and contacts the lower surface of the coating layer 20 (e.g., the Ta-containing laminated structure 22) on the other side (here, the upper surface).
  • Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the coating layer 20 according to the embodiment.
  • Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the Ta-containing laminated structure 22 and the Mo-containing laminated structure 23 that constitute the coating layer 20 according to the embodiment.
  • the coating layer 20 may include a plurality of Ta-containing laminate structures 22 and a plurality of Mo-containing laminate structures 23 located on the intermediate layer 21.
  • Each of the plurality of Ta-containing laminate structures 22 is a laminate structure containing at least Ta.
  • Each of the plurality of Mo-containing laminate structures 23 is a laminate structure containing at least Mo.
  • multiple Ta-containing laminate structures 22 and multiple Mo-containing laminate structures 23 may be laminated alternately within the coating layer 20.
  • the Z direction shown in FIG. 3 may be expressed as the lamination direction.
  • the residual stress between the Ta-containing laminate structure 22 and the Mo-containing laminate structure 23 can be reduced. This can reduce peeling or cracking between the Ta-containing laminate structure 22 and the Mo-containing laminate structure 23.
  • the effects of the Ta-containing laminate structure 22 and the Mo-containing laminate structure 23, as described below, can be improved. As a result, the life of the coated tool 1 can be extended.
  • the average thickness of each of the multiple Ta-containing laminate structures 22 and the multiple Mo-containing laminate structures 23 may be 300 nm or more and 500 nm or less.
  • the residual stress between the Ta-containing laminate structure 22 and the Mo-containing laminate structure 23 can be reduced. This can reduce peeling or cracking between the Ta-containing laminate structure 22 and the Mo-containing laminate structure 23.
  • the effects of the Ta-containing laminate structure 22 and the Mo-containing laminate structure 23, as described below, can be improved. As a result, the life of the coated tool 1 can be extended.
  • the intermediate layer 21 has higher adhesion to the substrate 10 than the coating layer 20.
  • metal elements having such characteristics include Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, SI, Y, and TI.
  • the intermediate layer 21 contains at least one of the above metal elements.
  • the intermediate layer 21 may contain TI.
  • SI is a metalloid element, but in this specification, metalloid elements are also included in the metal elements.
  • the TI content in the intermediate layer 21 may be 1.5 atomic % or more.
  • the TI content in the intermediate layer 21 may be 2 atomic % or more.
  • the intermediate layer 21 may contain components other than the above metal elements (Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Al, SI, Y, Ti). However, from the viewpoint of adhesion to the substrate 10, the intermediate layer 21 may contain at least 95 atomic % or more of the above metal elements in total. More preferably, the intermediate layer 21 may contain at least 98 atomic % or more of the above metal elements in total.
  • the proportion of the metal components in the intermediate layer 21 can be determined, for example, by analysis using an EDS (energy dispersive X-ray spectrometer) attached to a STEM (scanning transmission electron microscope).
  • the thickness of the intermediate layer 21 may be, for example, 0.1 nm or more and less than 20 nm.
  • the Ta-containing laminated structure 22 may be formed by laminating a plurality of layers containing Ta, and may have maximum and minimum values of the Ta content ratio in atomic % appearing alternately in the lamination direction.
  • Figure 5 is an SEM photograph showing the distribution of Ta in a cross section of the Ta-containing laminated structure 22 according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 is a graph showing the distribution of Ta in a cross section of the Ta-containing laminated structure 22 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the “distance (nm)" on the horizontal axis of the graph shown in FIG. 6 is the distance corresponding to the bar T1 extending in the Z direction (stacking direction) shown in FIG. 5.
  • the bar T1 may be located at the center of the Ta-containing laminated structure 22 in the Z direction (stacking direction) shown in FIG. 5.
  • the black dots in the graph shown in FIG. 6 indicate the first Ta maximum value, the second Ta maximum value, the first Ta minimum value, and the second Ta minimum value described below.
  • FIG. 7 is a graph showing the distribution of Ta and TI in the cross section of the Ta-containing laminated structure 22 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the “distance (nm)" on the horizontal axis of the graph shown in FIG. 7 is the same as the "distance (nm)" on the horizontal axis of the graph shown in FIG. 6.
  • the Ta-containing laminated structure 22 also includes multiple high Ta content layers 22a and multiple low Ta content layers 22b.
  • the high Ta content layers 22a may contain Ta at a higher rate than the low Ta content layers 22b.
  • Each high Ta content layer 22a may have a maximum Ta content ratio in atomic % in the stacking direction.
  • Each low Ta content layer 22b may have a minimum Ta content ratio in atomic % in the stacking direction.
  • the multiple Ta-rich layers 22a may have multiple first Ta-rich layers 22aa, or may have a second Ta-rich layer 22ab located between the first Ta-rich layers 22aa adjacent to each other in the stacking direction.
  • the multiple Ta-rich layers 22a may have multiple second Ta-rich layers 22ab.
  • the second Ta-rich maximum value may be smaller than the first Ta-rich maximum value.
  • the compressive residual stress inside the coating layer 20 will be high, increasing the risk of film peeling such as chipping.
  • the second Ta maximum value is smaller than the first Ta maximum value, the compressive residual stress inside the coating layer 20 will be more likely to be reduced, and the hardness of the coating layer 20 will be more likely to be increased.
  • the risk of oxidation progressing inside the coating layer 20 during cutting can be reduced.
  • the first Ta-rich layer 22aa may have only one maximum value and no other maximum or minimum values, as shown in FIG. 6.
  • the second Ta-rich layer 22ab may also have only one maximum value and no other maximum or minimum values, as shown in FIG. 6.
  • the proportion of metal components in the Ta-containing laminated structure 22 can be determined, for example, by analysis using an EDS attached to the STEM.
  • Figure 6 shows the quantitative distribution obtained by analysis using an EDS, and is a graph created based on data obtained by averaging the Ta content ratio in atomic percent in the Ta-containing laminated structure 22 over 15 points. By creating a graph under such conditions, it is possible to observe the maximum and minimum values in the embodiment of the present disclosure, while removing very slight peaks that do not affect the performance of the coating layer 20.
  • the plurality of low Ta content layers 22b may have a plurality of first low Ta content layers 22ba, or may have a second low Ta content layer 22bb located between adjacent first low-high Ta content layers in the stacking direction.
  • the plurality of low Ta content layers 22b may have a plurality of second low Ta content layers 22bb.
  • the second Ta minimum value may be larger than the first Ta minimum value.
  • the first low Ta content layer 22ba may have only one minimum value and no other minimum or maximum values, as shown in FIG. 6.
  • the second low Ta content layer 22bb may also have only one minimum value and no other minimum or maximum values, as shown in FIG. 6.
  • the Ta-containing laminated structure 22 may have multiple layers arranged in the stacking direction in the order of a first Ta-high content layer 22aa, a second Ta-low content layer 22bb, a second Ta-high content layer 22ab, and a first Ta-low content layer 22ba.
  • the ratio of the difference between the second Ta maximum value and the second Ta minimum value to the difference between the first Ta maximum value and the first Ta minimum value may be 20% or more, or may be 80% or less.
  • the Ta-containing laminated structure 22 is composed of multiple layers arranged in the stacking direction in the order of the first Ta-high content layer 22aa, the second Ta-low content layer 22bb, the second Ta-high content layer 22ab, the first Ta-low content layer 22ba, the second Ta-high content layer 22ab, and the second Ta-low content layer 22bb
  • the Ta-containing layers may be arranged repeatedly.
  • "arranged repeatedly" refers to at least three or more Ta-containing layers arranged in a row.
  • the ratio of the difference between the second Ta maximum value and the second Ta minimum value to the difference between the first Ta maximum value and the first Ta minimum value may be 20% or more, or may be 80% or less.
  • the first Ta maximum value may be greater than the atomic % Ta content ratio in the entire Ta-containing laminated structure 22.
  • the atomic % Ta content ratio in the entire Ta-containing laminated structure 22 may be the average value of the atomic % Ta content ratio in the coating layer 20.
  • the average value of the atomic % Ta content ratio contained in a region of 65 mm in the stacking direction in the Ta-containing laminated structure 22 is shown by the dashed line L1, and the first Ta maximum value is greater than the value of L1.
  • the second Ta maximum value may be smaller than the Ta content ratio in atomic % in the entire Ta-containing laminated structure 22. In such a case, the hardness of the coating layer 20 is likely to be even higher. In FIG. 6, the second Ta maximum value is smaller than the value of L1. The second Ta maximum value may be smaller than the Ta content ratio in atomic % in the entire Ta-containing laminated structure 22.
  • the first Ta minimum value may be smaller than the Ta content ratio in atomic % in the entire Ta-containing laminated structure 22.
  • the first Ta minimum value is smaller than the value of L1.
  • the second Ta minimum value may be larger than the Ta content ratio in atomic % in the entire Ta-containing laminated structure 22.
  • the second Ta maximum value is larger than the value of L1.
  • the second Ta minimum value may be smaller than the Ta content ratio in atomic % in the entire Ta-containing laminated structure 22.
  • a plurality of second high Ta content layers 22ab may be positioned between adjacent first high Ta content layers 22aa in the stacking direction. In such a case, residual stress is likely to be reduced, the crack dispersion effect is enhanced, and the coating is likely to be toughened.
  • the Ta-containing stacked structure 22 may have a plurality of layers arranged in the stacking direction in the following order: first high Ta content layer 22aa, second low Ta content layer 22bb, second high Ta content layer 22ab, first low Ta content layer 22ba, second high Ta content layer 22ab, second low Ta content layer 22bb, first high Ta content layer 22aa.
  • the first Ta-rich layer 22aa may refer to a layer having a Ta content of 150% or more of the average Ta content in atomic percent.
  • the first Ta-low layer 22ba may refer to a layer having a Ta content of 70% or less of the average Ta content in atomic percent.
  • the second Ta-rich layer 22ab and the second Ta-rich layer 22ab may refer to layers having a Ta content of 70 to 150% of the average Ta content in atomic percent.
  • the Ta-containing laminated structure 22 may contain a light metal.
  • the light metal may be a metal element having a specific gravity of 4 or less. More specifically, it may be Al and/or Ti. In such a case, it is easy to obtain a coating layer 20 having excellent oxidation resistance, wear resistance, and lubricity.
  • the risk of oxidation progressing inside the coating during cutting can be reduced.
  • the risk of local lattice distortion caused by the addition of Ta is likely to be reduced, and the risk of film peeling in the coating is likely to be reduced.
  • the element distribution is calculated from the content ratio of each metal element in atomic % in a region of 65 nm in the stacking direction in the Ta-containing stacked structure 22.
  • the Ta-containing laminated structure 22 may have a first Ta region 22A and a second Ta region 22B located farther from the base 10 than the first Ta region 22A.
  • the content ratio of the composition X in the first Ta region 22A is I X1
  • the value obtained by dividing the range of I X1 by I X_ave is ⁇ I X1
  • the content ratio of the composition X in the second Ta region 22B is I X2
  • the value obtained by dividing the range of I X2 by I X_ave is ⁇ I X2
  • ⁇ I Ta2 ⁇ ⁇ I Ta1 may be satisfied.
  • the residual stress between the base 10 and the coating layer 20 is easily reduced, and the risk of peeling between the coating layers 20 can be further reduced.
  • the Mo-containing laminated structure 23 may be formed by laminating a plurality of layers containing Mo, and may have maximum and minimum values of the Mo content ratio in atomic % appearing alternately in the lamination direction.
  • Figure 8 is an SEM photograph showing the distribution of Mo in a cross section of the Mo-containing laminated structure 23 according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 9 is a graph showing the distribution of Mo in a cross section of the Mo-containing laminated structure 23 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the “distance (nm)" on the horizontal axis of the graph shown in FIG. 9 is the distance corresponding to the bar T2 extending in the Z direction (stacking direction) shown in FIG. 8.
  • the bar T2 may be located at the center of the Mo-containing laminated structure 23 in the Z direction (stacking direction) shown in FIG. 8.
  • the black dots in the graph shown in FIG. 9 indicate the first Mo maximum value, the second Mo maximum value, the first Mo minimum value, and the second minimum value described below.
  • FIG. 10 is a graph showing the distribution of Mo, Al, and Cr in the cross section of the Mo-containing laminated structure 23 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the “distance (nm)" on the horizontal axis of the graph shown in FIG. 10 is the same as the "distance (nm)" on the horizontal axis of the graph shown in FIG. 9.
  • the Mo-containing laminated structure 23 further includes a plurality of high Mo content layers 23a and a plurality of low Mo content layers 23b.
  • the high Mo content layers 23a may contain a higher proportion of Mo than the low Mo content layers 23b.
  • Each high Mo content layer 23a may have a maximum Mo content ratio in atomic % in the stacking direction.
  • Each low Mo content layer 23b may have a minimum Mo content ratio in atomic % in the stacking direction.
  • the multiple Mo high content layers 23a may have multiple first Mo high content layers 23aa, or may have second Mo high content layers 23ab located between adjacent first Mo high content layers 23aa in the stacking direction.
  • the multiple Mo high content layers 23a may have multiple second Mo high content layers 23ab.
  • the second Mo maximum value may be smaller than the first Mo maximum value.
  • the coating layer 20 has a simple nano-layered structure, the compressive residual stress inside the coating layer 20 will be high, and there is a high risk that this will cause film peeling, such as chipping.
  • the second Mo maximum value is smaller than the first Mo maximum value, the second Mo-rich layer 23ab will become hard, and the effect of the reduction in hardness of the entire coating layer 20 due to the addition of Mo can be kept small.
  • the first high Mo content layer 23aa may have only one maximum value and no other maximum or minimum values, as shown in FIG. 9.
  • the second high Mo content layer 23ab may also have only one maximum value and no other maximum or minimum values, as shown in FIG. 9.
  • the proportion of metal components in the Mo-containing laminated structure 23 can be determined, for example, by analysis using an EDS attached to the STEM.
  • Figure 9 shows the quantitative distribution obtained by analysis using an EDS, and is a graph created based on data obtained by averaging the Mo content ratio in atomic percent in the Mo-containing laminated structure 23 over 15 points. By creating a graph under these conditions, it is possible to observe the maximum and minimum values in this disclosure while removing very slight peaks that do not affect the performance of the coating layer 20.
  • the multiple Mo low content layers 23b may have multiple first Mo low content layers 23ba, or may have a second Mo low content layer 23bb located between adjacent first Mo low-high content layers in the stacking direction.
  • the multiple Mo low content layers 23b may have multiple second Mo low content layers 23bb.
  • the second Mo minimum value may be larger than the first Mo minimum value.
  • the first low Mo content layer 23ba may have only one minimum value and no other minimum or maximum values, as shown in FIG. 9.
  • the second low Mo content layer 23bb may also have only one minimum value and no other minimum or maximum values, as shown in FIG. 9.
  • the Mo-containing laminated structure 23 may have a plurality of layers arranged in the stacking direction in the order of a first Mo high content layer 23aa, a second Mo low content layer 23bb, a second Mo high content layer 23ab, and a first Mo low content layer 23ba.
  • the ratio of the difference between the second Mo maximum value and the second Mo minimum value to the difference between the first Mo maximum value and the first Mo minimum value may be 20% or more, or may be 80% or less.
  • the Mo-containing laminated structure 23 is composed of a plurality of layers arranged in the stacking direction in the order of the first Mo high content layer 23aa, the second Mo low content layer 23bb, the second Mo high content layer 23ab, the first Mo low content layer 23ba, the second Mo high content layer 23ab, and the second Mo low content layer 23bb
  • the Mo-containing layers may be arranged repeatedly.
  • "arranged repeatedly" means that at least three or more Mo-containing layers are arranged.
  • the ratio of the difference between the second Mo maximum value and the second Mo minimum value to the difference between the first Mo maximum value and the first Mo minimum value may be 20% or more, or may be 80% or less.
  • the first Mo maximum value may be greater than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23.
  • the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23 may be the average value of the Mo content ratio in atomic % in the coating layer 20.
  • the average value of the Mo content ratio in atomic % contained in a region of 65 nm in the stacking direction in the Mo-containing laminated structure 23 is shown by the dashed line L2, and the first Mo maximum value is greater than the value of L2.
  • the second Mo maximum value may be smaller than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23. In such a case, the risk of a decrease in hardness due to the addition of Mo can be further reduced, and the risk of fracture from within the coating layer 20 can be further reduced.
  • the second Mo maximum value is smaller than the value of L2.
  • the second Mo maximum value may be smaller than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23.
  • the first Mo minimum value may be smaller than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23. In FIG. 9, the first Mo minimum value is smaller than the value of L2.
  • the second Mo minimum value may be larger than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23. In FIG. 9, the second Mo minimum value is larger than the value of L2.
  • the second Mo minimum value may be smaller than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23.
  • a plurality of second Mo high content layers 23ab may be located between adjacent first Mo high content layers 23aa in the stacking direction. In such a case, the risk of destruction from inside the coating layer 20 can be further reduced.
  • the Mo-containing stacked structure 23 may have a plurality of layers arranged in the stacking direction in the following order: first Mo high content layer 23aa, second Mo low content layer 23bb, second Mo high content layer 23ab, first Mo low content layer 23ba, second Mo low content layer 23bb, second Mo high content layer 23ab, first Mo high content layer 23aa.
  • the first Mo-rich layer 23aa may refer to a layer having a Mo content of 120% or more of the average Mo content in atomic percent.
  • the first Mo-low layer 23ba may refer to a layer having a Mo content of 75% or less of the average Mo content in atomic percent.
  • the second Mo-rich layer 23ab and the second Mo-rich layer 23ab may refer to layers having a Mo content of 75 to 120% of the average Mo content in atomic percent.
  • the Mo-containing laminated structure 23 may contain a light metal.
  • the light metal may be a metal element having a specific gravity of 4 or less. More specifically, it may be Al and/or Cr.
  • the effects of Mo are more likely to be achieved while maintaining the oxidation resistance, which is the effect of adding Al.
  • the element distribution is calculated from the content ratio of each metal element in atomic % contained in a region of 65 nm in the layer thickness direction in the Mo-containing laminated structure 23.
  • ⁇ I Cr it is also acceptable for ⁇ I Cr to be ⁇ I Mo.
  • the effects of Mo such as chipping resistance, fracture resistance, lubricity, and heat resistance, are more likely to be achieved while the wear resistance, which is the effect of adding Cr, is maintained.
  • the Mo-containing laminated structure 23 may have a first Mo region 23A and a second Mo region 23B located farther from the base 10 than the first Mo region 23A.
  • the content ratio of the composition Y in the first Mo region 23A is I Y1
  • the content ratio of the composition Y in the second Mo region 23B is I Y2
  • ⁇ I Mo2 ⁇ ⁇ I Mo1 may be satisfied. In such a case, the residual stress between the substrate 10
  • the average thickness of the Ta-rich layer 22a, the Ta-low layer 22b, the Mo-rich layer 23a, and the Mo-low layer 23b is preferably 3 nm or more and 15 nm or less.
  • the Ta-containing laminated structure 22 including the Ta-rich layer 22a and the Ta-low layer 22b is a laminated structure of multiple layers having a nanoscale thickness.
  • the Mo-containing laminated structure 23 including the Mo-rich layer 23a and the Mo-low layer 23b is a laminated structure of multiple layers having a nanoscale thickness. This improves the strength of the coating layer 20 against external forces. Also, the oxidation resistance and high-temperature hardness of the coating layer 20 can be improved. As a result, the life of the coated tool 1 can be extended.
  • Fig. 11 is a schematic diagram showing an example of a film-forming apparatus for forming the coating layer 20 on the substrate 10. Note that the method for manufacturing the coated tool 1 is not limited to the method shown below.
  • a substrate 10 having the shape of the coated tool 1 is prepared using a conventionally known method.
  • a coating layer 20 is formed on the surface of the substrate 10.
  • the coating layer 20 can be formed by, for example, a physical vapor deposition (PVD) method such as an ion plating method or a sputtering method.
  • PVD physical vapor deposition
  • an arc ion plating deposition apparatus hereinafter, referred to as an AIP apparatus 1000 as shown in FIG. 11 can be used.
  • the AIP device 1000 shown in FIG. 11 introduces gas such as N2 or Ar into a vacuum chamber 101 through a gas inlet 102, and applies a high voltage between a cathode electrode 103 and an anode electrode 104 arranged on the AIP device 1000 to generate gas plasma.
  • This plasma causes the desired metal or ceramic to evaporate and ionize from a target 105, generating high-energy metal or ceramic ions.
  • This ionized metal or ceramic is attached to the surface of a substrate 10 as a sample, and the surface of the substrate 10 is coated with a coating layer 20.
  • a plurality of substrates 10 may be set in a tower 107 and placed on a sample support stage 106. Also, a plurality of sample support stages 106 (two sets in the figure) may be placed on a table (not shown). Furthermore, as shown in FIG. 11, a heater 108 for heating the substrate 10, a gas exhaust port 109 for exhausting gas out of the system, and a bias power supply 110 for applying a bias voltage to the substrate 10 are provided.
  • the target 105 may be, for example, a metal target containing, independently, metallic tantalum (Ta), metallic molybdenum (Mo), and one or more metals selected from the group 5 or 6 elements of the periodic table, SI, Y, and Ce, an alloy target made by combining these, or a mixture target made of powder or sintered body of the carbide, nitride, or boride of these.
  • a metal target containing, independently, metallic tantalum (Ta), metallic molybdenum (Mo), and one or more metals selected from the group 5 or 6 elements of the periodic table, SI, Y, and Ce, an alloy target made by combining these, or a mixture target made of powder or sintered body of the carbide, nitride, or boride of these.
  • the metal source is evaporated by arc discharge, glow discharge, or the like, and the metal of the metal source is ionized while reacting with nitrogen ( N2 ) gas as a nitrogen source, methane ( CH4 )/acetylene ( C2H2 ) gas as a carbon source, or oxygen ( O2 ) gas, thereby depositing the coating layer 20 on the surface of the substrate 10.
  • nitrogen ( N2 ) gas as a nitrogen source
  • methane ( CH4 )/acetylene ( C2H2 ) gas as a carbon source
  • oxygen ( O2 ) gas oxygen
  • the sample support stage 106 is controlled so that the distance from the position of the target 105 to the position of the substrate 10 is 160 mm or more, preferably 260 mm or more.
  • a large number of highly linear magnetic field lines are generated from the center of the surface of the target 105 toward the substrate 10, so that the magnetic flux density near the substrate 10 is 0.2 to 0.8 mT (millitesla).
  • nitrogen gas is introduced into the AIP device 1000 as a reactive gas, and the atmospheric pressure is set to 2 to 10 Pa.
  • the temperature of the substrate 10 is maintained at 300 to 500°C.
  • a bias voltage of -50 to -200 V is then applied to the substrate 10, and an arc discharge of 80 to 200 A is generated between the target 105 (cathode electrode 103) and the anode electrode 104.
  • metal is evaporated onto the substrate 10 while the substrate 10 is rotated and revolved.
  • the magnetic flux density near the substrate 10 can be controlled, for example, by placing an electromagnetic coil or permanent magnet, which is a magnetic field generating source, around the target 105, by placing a permanent magnet inside the AIP device 1000, for example, in the center, or by adjusting the position of an adjacent target 105.
  • an electromagnetic coil or permanent magnet which is a magnetic field generating source
  • the magnetic force is calculated by measuring the magnetic flux density at the position of the substrate 10 using a magnetic flux density meter.
  • the magnetic flux density is expressed in units of mT (millitesla).
  • the distance from the position of the target 105 to the position of the substrate 10 represents the distance measured at the position where the substrate 10 is closest to the target 105 and the distance where the substrate 10 is furthest from the target 105.
  • the rotation speed of the sample when forming the film, if the rotation speed of the sample is set to the period in which the substrate 10 approaches the target 105 most closely at each position on the substrate 10 as shown in FIG. 11, the period of the difference in composition between heavy metals and light metals in the thickness direction of the coating layer 20 can be adjusted by adjusting the rotation speed. Specifically, it is desirable to adjust the rotation speed of the substrate 10 and the sample support 106 so that the period is 2 to 20 rpm (revolutions per minute).
  • the tower 107 may rotate while the sample support stages 106 on which the substrates 10 are placed rotate, and the table may be rotated so that the sample support stages 106 revolve.
  • the thickness of each compound layer constituting the Ta-containing laminated structure 22 and the Mo-containing laminated structure 23 can be controlled.
  • a steady bias voltage of -50 to -200 V while applying a pulsed bias voltage of -100 to -200 V with a period of 1 to 5 seconds and a pulse width of 300 to 700 nsec, a second Ta maximum value smaller than the first Ta maximum value can be generated, and a second Mo maximum value smaller than the first Mo maximum value can be generated.
  • the first Ta maximum value can be made larger than the Ta content ratio in atomic % in the entire Ta-containing laminated structure 22, and the first Mo maximum value can be made larger than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23.
  • the second Ta maximum value can be made smaller than the Ta content ratio in atomic % in the entire Ta-containing laminated structure 22, and the second Mo maximum value can be made smaller than the Mo content ratio in atomic % in the entire Mo-containing laminated structure 23.
  • the heavy metal components from the target 105 will fly in a straight line toward the base 10, and more heavy metals will accumulate on the base 10 than light metals.
  • the base 10 is positioned so that it is far from and not facing the target 105, the light metal components will wrap around and accumulate on the base 10, so the amount of accumulation of heavy metal components is thought to decrease.
  • the wraparound of the light metal components is promoted, and the composition difference between the heavy metal components and the light metal components is thought to increase.
  • Fig. 12 is a front view showing an example of the cutting tool 100 according to an embodiment.
  • the cutting tool 100 includes a coated tool 1 and a holder 70 for fixing the coated tool 1.
  • the holder 70 is a rod-shaped member that extends from a first end (the upper end in FIG. 12) to a second end (the lower end in FIG. 12).
  • the holder 70 is made of, for example, steel or cast iron. Of these materials, it is particularly preferable to use steel, which has high toughness.
  • the holder 70 has a pocket 73 at the end on the first end side.
  • the pocket 73 is the portion where the coated tool 1 is attached, and has a seating surface that intersects with the rotation direction of the workpiece and a restraining side surface that is inclined relative to the seating surface.
  • the seating surface is provided with a screw 75 hole into which a screw 75, which will be described later, is screwed.
  • the coated tool 1 is located in the pocket 73 of the holder 70, and is attached to the holder 70 by a screw 75. That is, the screw 75 is inserted into the through hole 5 of the coated tool 1, and the tip of the screw 75 is inserted into the screw 75 hole formed in the seating surface of the pocket 73 to screw together the screw 75 portions. In this way, the coated tool 1 is attached to the holder 70 so that the cutting edge portion 3 protrudes outward from the holder 70.
  • a cutting tool 100 used for so-called turning is exemplified.
  • Examples of turning include internal diameter machining, external diameter machining, and grooving.
  • the cutting tool 100 is not limited to those used for turning.
  • the coated tool 1 may be used as the cutting tool 100 used for turning.
  • Examples of the cutting tool 100 used for turning include milling cutters such as flat milling cutters, face milling cutters, side milling cutters, and groove milling cutters, and end mills such as single-blade end mills, multiple-blade end mills, tapered-blade end mills, and ball end mills.
  • the coated tool 1 comprises a base 10 and a coating layer 20 located on the base 10, the coating layer 20 having a Ta-containing laminated structure 22 in which a plurality of Ta-containing layers are laminated and in which maximum and minimum values of the Ta content ratio in atomic % appear alternately in the lamination direction, the Ta-containing laminated structure 22 having a plurality of Ta-high content layers 22a each including the maximum value and a plurality of Ta-low content layers 22a each including the minimum value.
  • the plurality of Ta-rich layers 22a include a plurality of first Ta-rich layers 22aa and a plurality of second Ta-rich layers 22ab located between the first Ta-rich layers 22aa adjacent to each other in the stacking direction, and when the maximum value of the first Ta-rich layer 22aa is the first Ta maximum value and the maximum value of the second Ta-rich layer 22ab is the second Ta maximum value, the second Ta maximum value may be smaller than the first Ta maximum value.
  • the first Ta maximum value may be greater than the Ta content in atomic percent in the entire Ta-containing laminated structure 22.
  • the second Ta maximum value may be smaller than the Ta content ratio in atomic percent in the entire Ta-containing laminated structure 22.
  • a plurality of second high Ta content layers 22ab may be positioned between the first high Ta content layers 22aa adjacent to each other in the stacking direction.
  • the multiple Ta-rich layers 22a may be configured such that the multiple first Ta-rich layers 22aa and the multiple second Ta-rich layers 22ab are alternately positioned in the stacking direction.
  • At least one of the light metals A may be Al or Ti.
  • the Ta-containing laminate structure 22 has a first region and a second region located farther from the substrate 10 than the first region, and when the content ratio of the composition X in the first region is I X1 , the value obtained by dividing the range of I X1 by the average value of I X1 (I X1_ave ) is ⁇ I X1 , the content ratio of the composition X in the second region is I X2 , and the value obtained by dividing the range of I X2 by the average value of I X2 (I X2_ave ) is ⁇ I X2 , ⁇ I Ta2 ⁇ ⁇ I Ta1 may be satisfied.
  • the coated tool 1 comprises a base 10 and a coating layer 20 located on the base 10, the coating layer 20 having a Mo-containing laminated structure 23 in which a plurality of layers containing Mo are laminated and in which maximum and minimum values of the Mo content ratio in atomic % appear alternately in the lamination direction, and the Mo-containing laminated structure 23 has a plurality of Mo-high content layers 23a each including the maximum value and a plurality of Mo-low content layers 23b each including the minimum value.
  • the multiple Mo-rich layers 23a include multiple first Mo-rich layers 23aa and multiple second Mo-rich layers 23ab located between the first Mo-rich layers 23aa adjacent to each other in the stacking direction, and when the maximum value of the first Mo-rich layers 23aa is defined as a first Mo maximum value and the maximum value of the second Mo-rich layers 23ab is defined as a second Mo maximum value, the second Mo maximum value may be smaller than the first Mo maximum value.
  • the first Mo maximum value may be greater than the Mo content in atomic percent in the entire Mo-containing laminate structure 23.
  • the second Mo maximum value may be smaller than the Mo content in atomic percent in the entire Mo-containing laminate structure 23.
  • a plurality of second high Mo content layers 23ab may be positioned between the first high Mo content layers 23aa adjacent to each other in the stacking direction.
  • the multiple Mo-rich layers 23a may be configured such that the multiple first Mo-rich layers 23aa and the multiple second Mo-rich layers 23ab are alternately positioned in the stacking direction.
  • the Mo-containing laminate structure 23 may contain Cr, and ⁇ I Cr ⁇ ⁇ I Mo.
  • the Mo-containing laminate structure 23 has a first Mo region 23A and a second Mo region 23B located farther from the base 10 than the first Mo region 23A, and when the content ratio of the composition Y in the first Mo region 23A is IY1 , the value obtained by dividing the range of IY1 by the average value ( IY1_ave ) of IY1 is ⁇ IY1 , the content ratio of the composition Y in the second Mo region 23B is IY2 , and the value obtained by dividing the range of IY2 by the average value ( IY2_ave ) of IY2 is ⁇ IY2 , ⁇ IMo2 ⁇ ⁇ IMo1 may be satisfied.
  • the cutting tool 100 may include a rod-shaped holder 70 having a pocket 73 at an end thereof, and any one of the coated tools 1 described above in [1] to [16] positioned within the pocket 73.
  • Fig. 13 is a table showing the manufacturing conditions of the coating layer 20 formed on the substrate 10.
  • Fig. 14 is a table showing the results of cutting tests on the coated tools 1 of samples No. 1 to No. 12.
  • the coated tool 1 of samples No. 1 to No. 12 was produced by forming a coating layer 20 on a substrate 10 made of a WC-based cemented carbide according to the manufacturing conditions shown in FIG. 13. That is, the coating layer 20 was formed on the surface of the substrate 10 under the conditions of the arc current (mA), the composition of the target 105, the distance (mm) between the target 105 and the substrate 10, the magnetic flux density (mT) near the substrate 10, the rotation speed (rpm) of the sample support 106, the steady-state bias voltage (V), and the pulsed bias voltage shown in FIG. 13.
  • the distance (mm) between the target 105 and the substrate 10 fluctuated within the range of values shown in FIG. 7 due to the rotation of the sample support 106. Accordingly, the magnetic flux density (mT) near the substrate 10 also fluctuated within the range of values shown in FIG. 7.
  • a plurality of Ta-containing laminate structures 22 and a plurality of Mo-containing laminate structures 23 were formed on the surface of the substrate 10.
  • the plurality of Ta-containing laminate structures 22 and the plurality of Mo-containing laminate structures 23 were alternately laminated.
  • only a plurality of Mo-containing laminate structures 23 were formed on the surface of the substrate 10.
  • only a plurality of Ta-containing laminate structures 22 were formed on the surface of the substrate 10.
  • the coated tool 1 of sample No. 4 the arc current was lowered and only a plurality of Ta-containing laminate structures 22 were formed on the surface of the substrate 10.
  • the arc current was lowered and only a plurality of Mo-containing laminate structures 23 were formed on the surface of the substrate 10.
  • the pulse period was increased and only a plurality of Ta-containing laminate structures 22 were formed on the surface of the substrate 10.
  • the pulse period was lengthened, and only multiple Mo-containing laminate structures 23 were formed on the surface of the substrate 10.
  • the pulse width was lengthened, and only multiple Ta-containing laminate structures 22 were formed on the surface of the substrate 10.
  • the pulse width was lengthened, and only multiple Mo-containing laminate structures 23 were formed on the surface of the substrate 10.
  • a set of Ta-containing laminated structures 22 and Mo-containing laminated structures 23, only Ta-containing laminated structures 22, only Mo-containing laminated structures 23, a set of Ta-containing monolayer structures and Mo-containing monolayer structures, only Ta-containing laminated structures 22, or only Mo-containing laminated structures 23 were formed on the surface of the substrate 10 for the number of stacking times (times) shown in FIG. 13. That is, the number of Ta-containing laminated structures 22, the number of Mo-containing laminated structures 23, the number of Ta-containing monolayer structures, and the number of Mo-containing monolayer structures were each the same as the number of stacking times (times) shown in FIG. 7. In addition, the Ta-containing laminated structures 22, the Mo-containing laminated structures 23, the Ta-containing monolayer structures, and the Mo-containing monolayer structures were each formed on the surface of the substrate 10 for the stacking time (minutes) shown in FIG. 14.
  • the coated tools 1 of samples No. 1 to No. 9 correspond to examples of the present disclosure.
  • the coated tool 1 of sample No. 1 has any of the configurations of the coated tools 1 described in [1] to [16] above
  • the coated tools 1 of samples No. 2, 5, 7, and 9 have any of the configurations of the coated tools 1 described in [9] to [16] above
  • the coated tools 1 of samples No. 3, 4, 6, and 8 have any of the configurations of the coated tools 1 described in [1] to [8] above.
  • the coated tools 1 of samples No. 10 to No. 12 correspond to comparative examples of the present disclosure and do not have any of the configurations of the coated tools 1 described in [1] to [16] above.
  • Cutting tests were conducted on the coated tools 1 of Samples No. 1 to No. 12.
  • the test conditions for the cutting tests were as follows: A cemented carbide material for milling (model number: PNMU1205ANER-GM) was used as the substrate 10, and the cutting tests were conducted under the following conditions.
  • Cutting method Shoulder cutting using a square piece of material measuring 170 mm x 260 mm x 110 mm (2) Workpiece: SCM440 (3) Cutting speed Vc: low speed (160m/min) and high speed (300m/min) (4) Feed per blade fz: 0.12 mm/t (5) Axial cutting depth ap: 2.0 mm (6) Radial cutting depth ae: 63.0 mm (7) Machining method: Dry and wet (8) Evaluation method: Milling was performed on the workpiece under the above conditions, and the time when the Vb wear width on the tool flank reached 0.1 mm was determined to be the end of the life of the coated tool 1.
  • Figure 14 is a table showing the results of cutting tests on coated tool 1 samples No. 1 to No. 12.
  • the lifespan of coated tools 1 of samples No. 1 to No. 9 was longer than that of coated tools 1 of samples No. 10 to No. 12 in low-speed machining in both dry and wet machining.
  • the lifespan of coated tools 1 of samples No. 1 to No. 3 was longer than that of coated tools 1 of samples No. 10 to No. 12 in high-speed machining in both dry and wet machining.
  • the coated tool 1 according to the embodiment can extend the tool's life.
  • the shape of the coated tool 1 shown in FIG. 1 is merely an example and does not limit the shape of the coated tool 1 according to the present disclosure.
  • the coated tool 1 according to the present disclosure may have, for example, a rod-shaped body having a rotation axis and extending from a first end to a second end, a cutting edge located at the first end of the body, and a groove extending in a spiral shape from the cutting edge toward the second end of the body.

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Abstract

本開示の一態様に基づく被覆工具は、基体と、被覆層と、を備え、被覆層は、積層方向において原子％でのＭｏの含有比率の極大値及び極小値が交互に現れるＭｏ含有積層構造体を有し、Ｍｏ含有積層構造体は、複数のＭｏ高含有層と、複数のＭｏ低含有層と、を有し、複数のＭｏ高含有層は、複数の第１Ｍｏ高含有層と、積層方向に隣り合う第１Ｍｏ高含有層の間にそれぞれ位置する複数の第２Ｍｏ高含有層と、を有し、第１Ｍｏ高含有層が有する極大値を第１Ｍｏ極大値、第２Ｍｏ高含有層が有する極大値を第２Ｍｏ極大値としたとき、第２Ｍｏ極大値が第１Ｍｏ極大値より小さい。

Description

被覆工具及び切削工具
　本開示は、被覆工具及び切削工具に関する。
　旋削加工及び転削加工等の切削加工に用いられる工具として、超硬合金、サーメット、セラミックス等の基体の表面を被覆層でコーティングすることによって耐摩耗性等を向上させた被覆工具が知られている。
特開２００２－３２８４号公報
　本開示の一態様に基づく被覆工具は、基体と、前記基体上に位置する被覆層と、を備え、前記被覆層は、Ｍｏを含有する複数の層が積層され、且つ、積層方向において原子％でのＭｏの含有比率の極大値及び極小値が交互に現れるＭｏ含有積層構造体を有し、前記Ｍｏ含有積層構造体は、それぞれ前記極大値を含む複数のＭｏ高含有層と、それぞれ前記極小値を含む複数のＭｏ低含有層と、を有し、前記複数のＭｏ高含有層は、複数の第１Ｍｏ高含有層と、前記積層方向に隣り合う前記第１Ｍｏ高含有層の間にそれぞれ位置する複数の第２Ｍｏ高含有層と、を有し、前記第１Ｍｏ高含有層が有する極大値を第１Ｍｏ極大値、前記第２Ｍｏ高含有層が有する極大値を第２Ｍｏ極大値としたとき、前記第２Ｍｏ極大値が前記第１Ｍｏ極大値より小さい。
図１は、実施形態に係る被覆工具の一例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る被覆工具の一例を示す側断面図である。 図３は、実施形態に係る被覆層の一例を示す拡大断面図である。 図４は、実施形態に係る被覆層を構成するＴａ含有積層構造体及びＭｏ含有積層構造体の一例を示す拡大断面図である。 図５は、本開示の実施例に係るＴａ含有積層構造体の断面におけるＴａの分布を示すＳＥＭ写真である。 図６は、本開示の実施例に係るＴａ含有積層構造体の断面におけるＴａの分布を示すグラフである。 図７は、本開示の実施例に係るＴａ含有積層構造体の断面におけるＴａ及びＴＩの分布を示すグラフである。 図８は、本開示の実施例に係るＭｏ含有積層構造体の断面におけるＭｏの分布を示すＳＥＭ写真である。 図９は、本開示の実施例に係るＭｏ含有積層構造体の断面におけるＭｏの分布を示すグラフである。 図１０は、本開示の実施例に係るＭｏ含有積層構造体の断面におけるＭｏ、Ａｌ及びＣｒの分布を示すグラフである。 図１１は、基体に被覆層を形成する成膜装置の一例を模式的に示す図である。 図１２は、実施形態に係る切削工具の一例を示す正面図である。 図１３は、基体に形成された被覆層の製造条件を示す表である。 図１４は、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の被覆工具に対する切削試験の結果を示す表である。
　以下に、本開示による被覆工具１及び切削工具１００を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による被覆工具１及び切削工具１００が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
　また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度または設置精度などのずれを許容するものであり、それぞれ±５％程度のずれを許容する。
　上述した従来技術には、工具の寿命を延ばすという点で更なる改善の余地がある。本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、工具の寿命を延ばすことができる被覆工具及び切削工具を提供することを目的とする。
　＜被覆工具１＞
　図１は、実施形態に係る被覆工具１の一例を示す斜視図である。また、図２は、実施形態に係る被覆工具１の一例を示す側断面図である。図１に示すように、実施形態に係る被覆工具１は、チップ本体２を有する。
　（チップ本体２）
　チップ本体２は、たとえば、上面及び下面（図１に示すＺ軸と交わる面）の形状が平行四辺形である六面体形状を有する。
　チップ本体２の１つのコーナー部は、切刃部３として機能する。切刃部３は、第１面（たとえば上面）と、第１面に連接する第２面（たとえば側面）と、を有する。実施形態において、第１面は切削により生じた切屑をすくい取る「すくい面」として機能し、第２面は「逃げ面」として機能する。第１面及び第２面が交わる稜線の少なくとも一部には、切刃が位置しており、被覆工具１は、かかる切刃を被削材に当てることによって被削材を切削する。
　チップ本体２の中央部には、チップ本体２を上下に貫通する貫通孔５が位置する。貫通孔５には、後述するホルダ７０に被覆工具１を取り付けるためのネジ７５が挿入される（図１２参照）。
　図２に示すように、チップ本体２は、基体１０と、被覆層２０とを有する。
　（基体１０）
　基体１０は、たとえば超硬合金で形成される。超硬合金は、Ｗ（タングステン）、具体的には、ＷＣ（炭化タングステン）を含有する。また、超硬合金は、ＮＩ（ニッケル）及び／またはＣｏ（コバルト）を含有していてもよい。具体的には、基体１０は、ＷＣ粒子を硬質相成分とし、Ｃｏを結合相の主成分とするＷＣ基超硬合金からなる。
　また、基体１０は、サーメットで形成されてもよい。サーメットは、たとえばＴＩ（チタン）、具体的には、ＴＩＣ（炭化チタン）またはＴＩＮ（窒化チタン）を含有する。また、サーメットは、ＮＩ及び／またはＣｏを含有していてもよい。
　また、基体１０は、立方晶窒化硼素（ｃＢＮ）粒子を含有する立方晶窒化硼素質焼結体で形成されてもよい。基体１０は、立方晶窒化硼素（ｃＢＮ）粒子に限らず、六方晶窒化硼素（ｈＢＮ）、菱面体晶窒化硼素（ｒＢＮ）、ウルツ鉱窒化硼素（ｗＢＮ）等の粒子を含有していてもよい。
　また、基体１０は、セラミックスで形成されてもよい。セラミックスは、たとえば酸化Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、例えば、κ－Ａｌ２Ｏ３及びα－Ａｌ２Ｏ３を含有する。また、セラミックスは、酸化アルミニウムに他の元素を含有していてもよい。例えば、セラミックスは、酸化アルミニウムに加えて、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、珪素（ＳＩ）及び周期律表の第３族元素のうち、少なくとも１つを含有していてもよい。
　（被覆層２０）
　被覆層２０は、例えば、基体１０の耐摩耗性、耐熱性等を向上させることを目的として基体１０に被覆される。被覆層２０が基体１０を全体的に被覆されてもよい。被覆層２０は、少なくとも基体１０の上に位置していればよい。被覆層２０が基体１０の第１面（ここでは、上面）に位置する場合、第１面の耐摩耗性、耐熱性が高い。被覆層２０が基体１０の第２面（ここでは、側面）に位置する場合、第２面の耐摩耗性、耐熱性が高い。
　また、基体１０と被覆層２０との間には、中間層２１が位置していてもよい。具体的には、中間層２１は、一方の面（ここでは下方の面）において基体１０の上面に接し、且つ、他方の面（ここでは上方の面）において被覆層２０（例えば、Ｔａ含有積層構造体２２）における下方の面に接する。
　ここで、被覆層２０の具体的な構成について図３、図４、図５、及び図６を参照して説明する。図３は、実施形態に係る被覆層２０の一例を示す拡大断面図である。図４は、実施形態に係る被覆層２０を構成するＴａ含有積層構造体２２及びＭｏ含有積層構造体２３の一例を示す拡大断面図である。
　図３に示すように、被覆層２０は、中間層２１の上に位置する複数のＴａ含有積層構造体２２と、複数のＭｏ含有積層構造体２３とを含んでもよい。複数のＴａ含有積層構造体２２の各々は、少なくともＴａを含有する積層構造体である。複数のＭｏ含有積層構造体２３の各々は、少なくともＭｏを含有する積層構造体である。
　図３に示すように、複数のＴａ含有積層構造体２２及び複数のＭｏ含有積層構造体２３は、被覆層２０内において交互に積層されてもよい。なお、図３に示すＺ方向を積層方向と表現してもよい。
　このような場合には、Ｔａ含有積層構造体２２とＭｏ含有積層構造体２３との間の残留応力を低減することができる。それにより、Ｔａ含有積層構造体２２とＭｏ含有積層構造体２３との間の剥離またはクラックを低減することができる。また、後述するようなＴａ含有積層構造体２２及びＭｏ含有積層構造体２３の効果を向上させることができる。その結果、被覆工具１の寿命を延ばすことができる。
　複数のＴａ含有積層構造体２２及び複数のＭｏ含有積層構造体２３の各々の厚さの平均値は、３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であってもよい。
　このような場合には、Ｔａ含有積層構造体２２とＭｏ含有積層構造体２３との間の残留応力を低減することができる。それにより、Ｔａ含有積層構造体２２とＭｏ含有積層構造体２３との間の剥離またはクラックを低減することができる。また、後述するようなＴａ含有積層構造体２２及びＭｏ含有積層構造体２３の効果を向上させることができる。その結果、被覆工具１の寿命を延ばすことができる。
　（中間層２１）
　中間層２１は、基体１０との密着性が被覆層２０と比べて高い。このような特性を有する金属元素としては、たとえば、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、ＳＩ、Ｙ、ＴＩが挙げられる。中間層２１は、上記金属元素のうち少なくとも１種以上の金属元素を含有する。たとえば、中間層２１は、ＴＩを含有していても良い。なお、ＳＩは、半金属元素であるが、本明細書においては、半金属元素も金属元素に含まれるものとする。
　中間層２１がＴＩを含有する場合、中間層２１におけるＴＩの含有率は、１．５原子％以上であってもよい。たとえば、中間層２１におけるＴＩの含有率は、２原子％以上であってもよい。
　中間層２１は、上記金属元素（Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、ＳＩ、Ｙ、ＴＩ）以外の成分を含有していてもよい。ただし、基体１０との密着性の観点から、中間層２１は、上記金属元素を合量で少なくとも９５原子％以上含有していてもよい。より好ましくは、中間層２１は、上記金属元素を合量で９８原子％以上含有してもよい。なお、中間層２１における金属成分の割合は、たとえば、ＳＴＥＭ（走査透過電子顕微鏡）に付属しているＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）を用いた分析により特定可能である。
　このように、基体１０との濡れ性が被覆層２０と比べて高い中間層２１を基体１０と被覆層２０との間に設けることにより、基体１０及び被覆層２０の密着性を向上させることができる。なお、中間層２１は、被覆層２０との密着性も高いため、被覆層２０が中間層２１から剥離するといったことも生じにくい。なお、中間層２１の厚みは、たとえば０．１ｎｍ以上、２０ｎｍ未満であってもよい。
　（Ｔａ含有積層構造体２２）
　Ｔａ含有積層構造体２２は、Ｔａを含有する複数の層が積層されてもよく、積層方向において原子％でのＴａの含有比率の極大値及び極小値が交互に現れてもよい。
　ここで、Ｔａ含有積層構造体２２の具体的な構成について図５、図６、及び図７を参照して説明する。図５は、本開示の実施例に係るＴａ含有積層構造体２２の断面におけるＴａの分布を示すＳＥＭ写真である。図６は、本開示の実施例に係るＴａ含有積層構造体２２の断面におけるＴａの分布を示すグラフである。
　なお、図６に示すグラフの横軸の「距離（ｎｍ）」とは、図５に示すＺ方向（積層方向）に延びるバーＴ１に対応する距離である。バーＴ１は、図５に示すＺ方向（積層方向）におけるＴａ含有積層構造体２２の中心に位置してもよい。また、図６に示すグラフにおける黒点は、後述の第１Ｔａ極大値、第２Ｔａ極大値、第１Ｔａ極小値、第２Ｔａ極小値を示している。図７は、本開示の実施例に係るＴａ含有積層構造体２２の断面におけるＴａ及びＴＩの分布を示すグラフである。なお、図７に示すグラフの横軸の「距離（ｎｍ）」については、図６に示すグラフの横軸の「距離（ｎｍ）」と同様である。
　また、Ｔａ含有積層構造体２２は、複数のＴａ高含有層２２ａと、複数のＴａ低含有層２２ｂと、を含む。Ｔａ高含有層２２ａは、Ｔａ低含有層２２ｂ２２ｂよりも高い割合でＴａを含有してもよい。各Ｔａ高含有層２２ａは、積層方向において原子％でのＴａの含有比率の極大値を有してもよい。各Ｔａ低含有層２２ｂは、積層方向において原子％でのＴａの含有比率の極小値を有してもよい。
　複数のＴａ高含有層２２ａは、複数の第１Ｔａ高含有層２２ａａを有してもよく、積層方向に隣り合う第１Ｔａ高含有層２２ａａの間に位置する第２Ｔａ高含有層２２ａｂを有してもよい。複数のＴａ高含有層２２ａは、複数の第２Ｔａ高含有層２２ａｂを有してもよい。ここで、第１Ｔａ高含有層２２ａａが有する極大値を第１Ｔａ極大値、第２Ｔａ高含有層２２ａｂが有する極大値を第２Ｔａ極大値としたとき、第２Ｔａ極大値が第１Ｔａ極大値より小さくてもよい。
　被覆層２０が単純なナノ積層構成となっている場合には、被覆層２０の内部の圧縮残留応力が高くなってしまい、チッピング等の膜剥離の要因となるリスクが高いが、第２Ｔａ極大値が第１Ｔａ極大値より小さい場合には、被覆層２０の内部の圧縮残留応力が低減されやすくなり、かつ被覆層２０の硬度が高くなりやすい。また、切削加工中に被覆層２０の内部において酸化が進行するリスクを低減することができる。
　なお、第１Ｔａ高含有層２２ａａは、図６に示すように、１つの極大値のみを有し、その他の極大値及び極小値を有していなくてもよい。第２Ｔａ高含有層２２ａｂもまた、図６に示すように、１つの極大値のみを有し、その他の極大値及び極小値を有していなくてもよい。
　ここで、Ｔａ含有積層構造体２２における金属成分の割合は、たとえば、ＳＴＥＭに付属しているＥＤＳを用いた分析により特定可能である。図６は、ＥＤＳを用いた分析による定量分布を示しており、Ｔａ含有積層構造体２２における原子％でのＴａの含有比率を１５点平均にしたデータに基づいて作成されたグラフである。このような条件でグラフを作成することにより、被覆層２０の性能に影響を与えない程度のごく僅かなピークを除いた上で、本開示の実施形態における極大値及び極小値を観察することができる。
　複数のＴａ低含有層２２ｂは、複数の第１Ｔａ低含有層２２ｂａを有してもよく、積層方向に隣り合う第１Ｔ低高含有層の間に位置する第２Ｔａ低含有層２２ｂｂを有してもよい。複数のＴａ低含有層２２ｂは、複数の第２Ｔａ低含有層２２ｂｂを有してもよい。ここで、第１Ｔａ低含有層２２ｂａが有する極小値を第１Ｔａ極小値、第２Ｔａ低含有層２２ｂｂが有する極小値を第２Ｔａ極小値としたとき、第２Ｔａ極小値が第１Ｔａ極小値より大きくてもよい。
　なお、第１Ｔａ低含有層２２ｂａは、図６に示すように、１つの極小値のみを有し、その他の極小値及び極大値を有していなくてもよい。第２Ｔａ低含有層２２ｂｂもまた、図６に示すように、１つの極小値のみを有し、その他の極小値及び極大値を有していなくてもよい。
　また、図６に示すように、Ｔａ含有積層構造体２２は、積層方向において第１Ｔａ高含有層２２ａａ、第２Ｔａ低含有層２２ｂｂ、第２Ｔａ高含有層２２ａｂ、第１Ｔａ低含有層２２ｂａの順に並んでいる複数の層を有してもよい。この４つの並んでいる複数の層において、第１Ｔａ極大値と第１Ｔａ極小値の差分に対する第２Ｔａ極大値と第２Ｔａ極小値の差分の割合は、２０％以上であってもよく、８０％以下であってもよい。
　また、Ｔａ含有積層構造体２２は、積層方向において第１Ｔａ高含有層２２ａａ、第２Ｔａ低含有層２２ｂｂ、第２Ｔａ高含有層２２ａｂ、第１Ｔａ低含有層２２ｂａ、第２Ｔａ高含有層２２ａｂ、第２Ｔａ低含有層２２ｂｂの順に並んでいる複数の層を、１つのＴａ含有層としたとき、Ｔａ含有層は、繰り返し並んでいてもよい。ここで、繰り返し並ぶとは、少なくとも３つ以上のＴａ含有層が並んでいることを指すものとする。ここでも、並んでいる複数の層において、第１Ｔａ極大値と第１Ｔａ極小値の差分に対する第２Ｔａ極大値と第２Ｔａ極小値の差分の割合は、２０％以上であってもよく、８０％以下であってもよい。
　第１Ｔａ極大値は、Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも大きくてもよい。このような場合には、切削加工中に被膜の内部において酸化が進行するリスクを低減することができる。ここで、Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率とは、被覆層２０が有する原子％でのＴａの含有比率の平均値であってもよい。図６においては、Ｔａ含有積層構造体２２中における積層方向６５ｍｍの領域に含有される原子％でのＴａの含有比率の平均値を破線Ｌ１で示しており、第１Ｔａ極大値は、Ｌ１の値よりも大きい。
　第２Ｔａ極大値は、Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも小さくてもよい。このような場合には、被覆層２０の硬度がさらに高くなりやすい。図６においては、第２Ｔａ極大値は、Ｌ１の値よりも小さい。第２Ｔａ極大値は、Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも小さくてもよい。
　第１Ｔａ極小値は、Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも小さくてもよい。図６においては、第１Ｔａ極小値は、Ｌ１の値よりも小さい。第２Ｔａ極小値は、Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも大きくてもよい。図６においては、第２Ｔａ極大値は、Ｌ１の値よりも大きい。第２Ｔａ極小値は、Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも小さくてもよい。
　積層方向に隣り合う第１Ｔａ高含有層２２ａａの間に複数の第２Ｔａ高含有層２２ａｂが位置してもよい。このような場合には、残留応力を低減しやすくなり、クラック分散効果が高まり、被膜が高靭性化されやすい。Ｔａ含有積層構造体２２は、積層方向において第１Ｔａ高含有層２２ａａ、第２Ｔａ低含有層２２ｂｂ、第２Ｔａ高含有層２２ａｂ、第１Ｔａ低含有層２２ｂａ、第２Ｔａ高含有層２２ａｂ、第２Ｔａ低含有層２２ｂｂ、第１Ｔａ高含有層２２ａａの順に並んでいる複数の層を有してもよい。
　また、第１Ｔａ高含有層２２ａａは、原子％でのＴａの含有比率の平均値の１５０％以上のＴａの含有比率を示す層を意味してもよい。第１Ｔａ低含有層２２ｂａは、原子％でのＴａの含有比率の平均値の７０％以下のＴａの含有比率を示す層を意味してもよい。第２Ｔａ高含有層２２ａｂ及び第２Ｔａ高含有層２２ａｂは、原子％でのＴａの含有比率の平均値の７０～１５０％のＴａの含有比率を示す層を意味してもよい。
　Ｔａ含有積層構造体２２は、軽金属を含有してもよい。ここで、軽金属とは、比重が４以下の金属元素であってもよい。より具体的には、Ａｌ及び／又はＴＩであってもよい。このような場合には、耐酸化性と耐摩耗性、及び潤滑性の優れた被覆層２０を得やすい。
　Ｔａ含有積層構造体２２の断面におけるＴａの分布において、組成Ｘの含有比率をＩＸ、ＩＸの最大値をＩＸ＿ｍａｘ、ＩＸの最小値をＩＸ＿ｍＩｎ、ＩＸの平均値をＩＸ＿ａｖｅ、ＩＸのレンジをＩＸ＿ａｖｅで除した値をδＩＸ（=（ＩＸ＿ｍａｘ－ＩＸ＿ｍＩｎ）/ＩＸ＿ａｖｅ）とした場合において、δＩＡ＜δＩＴａであってもよい。
　このような場合には、切削加工中に被膜の内部において酸化が進行するリスクを低減することができる。また、Ｔａを付加したことにより発生する局所的な格子歪が発生するリスクが低減されやすく、被膜内の膜剥離のリスクが低減されやすい。本開示における被覆層２０においては、０．１≦δＩＡ≦０．６、１．０≦δＩＴａ≦２．５である。なお、本開示において、元素分布は、Ｔａ含有積層構造体２２中における積層方向６５ｎｍの領域における原子％での各金属元素の含有比率から算出している。
　Ｔａ含有積層構造体２２は、第１Ｔａ領域２２Ａと、第１Ｔａ領域２２Ａよりも基体１０から離れて位置する第２Ｔａ領域２２Ｂと、を有してもよい。また、第１Ｔａ領域２２Ａにおける組成Ｘの含有比率をＩＸ１、ＩＸ１のレンジをＩＸ＿ａｖｅで除した値をδＩＸ１、第２Ｔａ領域２２Ｂにおける組成Ｘの含有比率をＩＸ２、ＩＸ２のレンジをＩＸ＿ａｖｅで除した値をδＩＸ２としたとき、δＩＴａ２＜δＩＴａ１であってもよい。このような場合には、基体１０及び被覆層２０間の残留応力を低減しやすく、被覆層２０間の剥離のリスクをより低減できる。
　（Ｍｏ含有積層構造体２３）
　Ｍｏ含有積層構造体２３は、Ｍｏを含有する複数の層が積層されてもよく、積層方向において原子％でのＭｏの含有比率の極大値及び極小値が交互に現れてもよい。
　ここで、Ｍｏ含有積層構造体２３の具体的な構成について図８、図９、及び図１０を参照して説明する。図８は、本開示の実施例に係るＭｏ含有積層構造体２３の断面におけるＭｏの分布を示すＳＥＭ写真である。図９は、本開示の実施例に係るＭｏ含有積層構造体２３の断面におけるＭｏの分布を示すグラフである。
　なお、図９に示すグラフの横軸の「距離（ｎｍ）」とは、図８に示すＺ方向（積層方向）に延びるバーＴ２に対応する距離である。バーＴ２は、図８に示すＺ方向（積層方向）におけるＭｏ含有積層構造体２３の中心に位置してもよい。また、図９に示すグラフにおける黒点は、後述の第１Ｍｏ極大値、第２Ｍｏ極大値、第１Ｍｏ極小値、第２極小値を示している。図１０は、本開示の実施例に係るＭｏ含有積層構造体２３の断面におけるＭｏ、Ａｌ及びＣｒの分布を示すグラフである。なお、図１０に示すグラフの横軸の「距離（ｎｍ）」については、図９に示すグラフの横軸の「距離（ｎｍ）」と同様である。
　また、Ｍｏ含有積層構造体２３は、複数のＭｏ高含有層２３ａと、複数のＭｏ低含有層２３ｂとを含む。Ｍｏ高含有層２３ａは、Ｍｏ低含有層２３ｂよりも高い割合でＭｏを含有してもよい。各Ｍｏ高含有層２３ａは、積層方向において原子％でのＭｏの含有比率の極大値を有してもよい。各Ｍｏ低含有層２３ｂは、積層方向において原子％でのＭｏの含有比率の極小値を有してもよい。
　複数のＭｏ高含有層２３ａは、複数の第１Ｍｏ高含有層２３ａａを有してもよく、積層方向に隣り合う第１Ｍｏ高含有層２３ａａの間に位置する第２Ｍｏ高含有層２３ａｂを有してもよい。複数のＭｏ高含有層２３ａは、複数の第２Ｍｏ高含有層２３ａｂを有してもよい。ここで、第１Ｍｏ高含有層２３ａａが有する極大値を第１Ｍｏ極大値、第２Ｍｏ高含有層２３ａｂが有する極大値を第２Ｍｏ極大値としたとき、第２Ｍｏ極大値が第１Ｍｏ極大値より小さくてもよい。
　被覆層２０が単純なナノ積層構成となっている場合には、被覆層２０の内部の圧縮残留応力が高くなってしまい、チッピング等の膜剥離の要因となるリスクが高いが、第２Ｍｏ極大値が第１Ｍｏ極大値より小さい場合には、第２Ｍｏ高含有層２３ａｂが高硬度化し、Ｍｏ添加による被覆層２０全体の硬度低下の影響を小さく抑えることが出来る。
　なお、第１Ｍｏ高含有層２３ａａは、図９に示すように、１つの極大値のみを有し、その他の極大値及び極小値を有していなくてもよい。第２Ｍｏ高含有層２３ａｂもまた、図９に示すように、１つの極大値のみを有し、その他の極大値及び極小値を有していなくてもよい。
　ここで、Ｍｏ含有積層構造体２３における金属成分の割合は、たとえば、ＳＴＥＭに付属しているＥＤＳを用いた分析により特定可能である。図９は、ＥＤＳを用いた分析による定量分布を示しており、Ｍｏ含有積層構造体２３における原子％でのＭｏの含有比率を１５点平均にしたデータに基づいて作成されたグラフである。このような条件でグラフを作成することにより、被覆層２０の性能に影響を与えない程度のごく僅かなピークを除いた上で、本開示における極大値及び極小値を観察することができる。
　複数のＭｏ低含有層２３ｂは、複数の第１Ｍｏ低含有層２３ｂａを有してもよく、積層方向に隣り合う第１Ｔ低高含有層の間に位置する第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂを有してもよい。複数のＭｏ低含有層２３ｂは、複数の第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂを有してもよい。ここで、第１Ｍｏ低含有層２３ｂａが有する極小値を第１Ｍｏ極小値、第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂが有する極小値を第２Ｍｏ極小値としたとき、第２Ｍｏ極小値が第１Ｍｏ極小値より大きくてもよい。
　なお、第１Ｍｏ低含有層２３ｂａは、図９に示すように、１つの極小値のみを有し、その他の極小値及び極大値を有していなくてもよい。第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂもまた、図９に示すように、１つの極小値のみを有し、その他の極小値及び極大値を有していなくてもよい。
　また、図９に示すように、Ｍｏ含有積層構造体２３は、積層方向において第１Ｍｏ高含有層２３ａａ、第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂ、第２Ｍｏ高含有層２３ａｂ、第１Ｍｏ低含有層２３ｂａの順に並んでいる複数の層を有してもよい。この４つの並んでいる複数の層において、第１Ｍｏ極大値と第１Ｍｏ極小値の差分に対する第２Ｍｏ極大値と第２Ｍｏ極小値の差分の割合は、２０％以上であってもよく、８０％以下であってもよい。
　また、Ｍｏ含有積層構造体２３は、積層方向において第１Ｍｏ高含有層２３ａａ、第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂ、第２Ｍｏ高含有層２３ａｂ、第１Ｍｏ低含有層２３ｂａ、第２Ｍｏ高含有層２３ａｂ、第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂの順に並んでいる複数の層を、１つのＭｏ含有層としたとき、Ｍｏ含有層は、繰り返し並んでいてもよい。ここで、繰り返し並ぶとは、少なくとも３つ以上のＭｏ含有層が、並んでいることをいう。ここでも、並んでいる複数の層において、第１Ｍｏ極大値と第１Ｍｏ極小値の差分に対する第２Ｍｏ極大値と第２Ｍｏ極小値の差分の割合は、２０％以上であってもよく、８０％以下であってもよい。
　第１Ｍｏ極大値は、Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも大きくてもよい。このような場合には、潤滑性向上／高温安定性（軟化・組成変形抑制）／耐酸化性向上等の効果がより生じやすくなる。ここで、Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率とは、被覆層２０が有する原子％でのＭｏの含有比率の平均値であってもよい。図９においては、Ｍｏ含有積層構造体２３中における積層方向６５ｎｍの領域に含有される原子％でのＭｏの含有比率の平均値を破線Ｌ２で示しており、第１Ｍｏ極大値は、Ｌ２の値よりも大きい。
　第２Ｍｏ極大値は、Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも小さくてもよい。このような場合には、Ｍｏ添加による硬度低下のリスクをより低減することができ、また、被覆層２０の内部からの破壊が生じるリスクをより低減できる。図９においては、第２Ｍｏ極大値は、Ｌ２の値よりも小さい。第２Ｍｏ極大値は、Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも小さくてもよい。
　第１Ｍｏ極小値は、Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも小さくてもよい。図９においては、第１Ｍｏ極小値は、Ｌ２の値よりも小さい。第２Ｍｏ極小値は、Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも大きくてもよい。図９においては、第２Ｍｏ極小値は、Ｌ２の値よりも大きい。第２Ｍｏ極小値は、Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも小さくてもよい。
　積層方向に隣り合う第１Ｍｏ高含有層２３ａａの間に複数の第２Ｍｏ高含有層２３ａｂが位置してもよい。このような場合には、被覆層２０の内部からの破壊が生じるリスクをより低減できる。Ｍｏ含有積層構造体２３は、積層方向において第１Ｍｏ高含有層２３ａａ、第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂ、第２Ｍｏ高含有層２３ａｂ、第１Ｍｏ低含有層２３ｂａ、第２Ｍｏ低含有層２３ｂｂ、第２Ｍｏ高含有層２３ａｂ、第１Ｍｏ高含有層２３ａａの順に並んでいる複数の層を有してもよい。
　また、第１Ｍｏ高含有層２３ａａは、原子％でのＭｏの含有比率の平均値の１２０％以上のＭｏの含有比率を示す層を意味してもよい。第１Ｍｏ低含有層２３ｂａは、原子％でのＭｏの含有比率の平均値の７５％以下のＭｏの含有比率を示す層を意味してもよい。第２Ｍｏ高含有層２３ａｂ及び第２Ｍｏ高含有層２３ａｂは、原子％でのＭｏの含有比率の平均値の７５～１２０％のＭｏの含有比率を示す層を意味してもよい。
　Ｍｏ含有積層構造体２３は、軽金属を含有してもよい。ここで、軽金属とは、比重が４以下の金属元素であってもよい。より具体的には、Ａｌ及び／又はＣｒであってもよい。
　Ｍｏ含有積層構造体２３の断面における元素分布において、組成Ｙの含有比率をＩＹ、ＩＹの最大値をＩＹ＿ｍａｘ、ＩＹの最小値をＩＹ＿ｍＩｎ、ＩＹの平均値をＩＹ＿ａｖｅ、ＩＹのレンジをＩＹ＿ａｖｅで除した値をδＩＹ（=（ＩＹ＿ｍａｘ－ＩＹ＿ｍＩｎ）/ＩＹ＿ａｖｅ）とした場合において、δＩＡ＜δＩＭｏであってもよい。
　このような場合には、Ａｌ添加効果である耐酸化性を維持しつつ、Ｍｏが有する耐チッピング性、耐欠損性、潤滑性、耐熱性等の効果がより生じやすい。本開示における被覆層２０においては、０．２≦δＩＡ≦１．０、０．７≦δＩＭｏ≦２．５である。なお、本開示において、元素分布は、Ｍｏ含有積層構造体２３中における層厚方向に６５ｎｍの領域において含有される原子％での各金属元素の含有比率から算出している。
　δＩＣｒ＜δＩＭｏであってもよい。このような場合には、Ｃｒ添加効果である耐摩耗性を維持しつつ、Ｍｏが有する耐チッピング性、耐欠損性、潤滑性、耐熱性等の効果がより生じやすい。
　Ｍｏ含有積層構造体２３は、第１Ｍｏ領域２３Ａと、第１Ｍｏ領域２３Ａよりも基体１０から離れて位置する第２Ｍｏ領域２３Ｂと、を有してもよい。また、第１Ｍｏ領域２３Ａにおける組成Ｙの含有比率をＩＹ１、ＩＹ１のレンジをＩＹ１の平均値（ＩＹ１＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ１（=（ＩＹ１＿ｍａｘ－ＩＹ１＿ｍＩｎ）/ＩＹ１＿ａｖｅ）、第２Ｍｏ領域２３Ｂにおける組成Ｙの含有比率をＩＹ２、ＩＹ２のレンジをＩＹ２の平均値（ＩＹ２＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ２（=（ＩＹ２＿ｍａｘ－ＩＹ２＿ｍＩｎ）/ＩＹ２＿ａｖｅ）としたとき、δＩＭｏ２＜δＩＭｏ１であってもよい。このような場合には、基体１０及び被覆層２０間の残留応力を低減しやすく、被覆層２０間の剥離のリスクをより低減できる。
　Ｔａ高含有層２２ａ、Ｔａ低含有層２２ｂ、Ｍｏ高含有層２３ａ、及びＭｏ低含有層２３ｂの厚さの平均値は、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。
　この場合には、Ｔａ高含有層２２ａ及びＴａ低含有層２２ｂを含むＴａ含有積層構造体２２は、ナノスケールの厚さを有する複数の層の積層構造体である。また、Ｍｏ高含有層２３ａ及びＭｏ低含有層２３ｂを含むＭｏ含有積層構造体２３は、ナノスケールの厚さを有する複数の層の積層構造体である。それにより、外力に対する被覆層２０の強度を向上させることができる。また、被覆層２０の耐酸化性及び高温における硬度を向上させることができる。その結果、被覆工具１の寿命を延ばすことができる。
　＜被覆工具１の製造方法＞
　次に、図１１を参照して、実施形態に係る被覆工具１を製造する方法の一例を説明する。図１１は、基体１０に被覆層２０を形成する成膜装置の一例を模式的に示す図である。なお、被覆工具１を製造する方法は、以下に示す方法に限定されない。
　まず、従来公知の方法を用いて被覆工具１の形状を有する基体１０を作製する。次に、基体１０の表面に被覆層２０を形成する。被覆層２０の成膜方法としては、例えば、イオンプレーティング法またはスパッタリング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法を使用することができる。一例として、イオンプレーティング法で被覆層２０を作製する場合には、例えば、図１１に示すようなアークイオンプレーティング成膜装置（以下、ＡＩＰ装置と記載する）１０００を使用することができる。
　図１１に示すＡＩＰ装置１０００は、真空チャンバ１０１の中にＮ２またはＡｒ等のガスをガス導入口１０２から導入し、ＡＩＰ装置１０００に配置されたカソード電極１０３とアノード電極１０４との間に高電圧を印加して、ガスのプラズマを発生させる。このようなプラズマによって、ターゲット１０５から所望の金属またはセラミックスを蒸発させるとともにイオン化させて、高エネルギー状態の金属またはセラミックのイオンを生成させる。このイオン化した金属またはセラミックを試料としての基体１０の表面に付着させて基体１０の表面に被覆層２０を被覆する。
　また、図１１に示すように、複数個の基体１０がタワー１０７にセットされて試料支持台１０６上に載置されてもよい。また、複数（図では２セット）の試料支持台１０６が図示されないテーブルに載置されてもよい。さらに、図１１に示すように、基体１０を加熱するためのヒータ１０８、ガスを系外に排出するためのガス排出口１０９、及び基体１０にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源１１０が設けられている。
　なお、ターゲット１０５としては、例えば、金属タンタル（Ｔａ）と、金属モリブデン（Ｍｏ）と、周期表の第５族元素または第６族元素、ＳＩ、Ｙ、及びＣｅのうちから選択された１種以上の金属とをそれぞれ独立に含有する金属ターゲット、これらを複合化した合金ターゲット、これらの炭化物、窒化物、硼化物の粉末または焼結体からなる混合物ターゲットを用いることができる。
　そして、ターゲット１０５を用いて、アーク放電またはグロー放電などにより金属源を蒸発させて、金属源の金属をイオン化すると同時に、窒素源の窒素（Ｎ２）ガス、炭素源のメタン（ＣＨ４）／アセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス、または酸素（Ｏ２）ガスと反応させることにより、基体１０の表面に被覆層２０が堆積する。
　その際、ターゲット１０５の位置から基体１０の位置までの距離が１６０ｍｍ以上、好ましくは２６０ｍｍ以上となるように試料支持台１０６を制御する。また、ターゲット１０５の表面の中心部分から基体１０の方向に直進性の高い多数の磁力線を発生させ、基体１０付近での磁束密度を０．２～０．８ｍＴ（ミリテスラ）となるようにする。
　好ましくは、ＡＩＰ装置１０００内に反応ガスとして窒素ガスを導入し、２～１０Ｐａの雰囲気圧力とする。また、基体１０の温度を３００～５００℃に維持する。さらに、基体１０に－５０～－２００Ｖのバイアス電圧を印加し、ターゲット１０５（カソード電極１０３）とアノード電極１０４との間に８０～２００Ａのアーク放電を発生させる。そして、基体１０を自公転させつつ基体１０に金属を蒸着させる。
　基体１０付近の磁束密度の制御方法としては、例えば、ターゲット１０５の周辺に磁場発生源である電磁コイル又は永久磁石を設置すること、ＡＩＰ装置１０００の内部、例えば、中心部に永久磁石を配置すること、または、隣接するターゲット１０５の位置を調整することによって、磁場を制御することができる。
　磁力を、磁束密度計にて、基体１０の位置の磁束密度を測定することにより算出する。磁束密度を単位ｍＴ（ミリテスラ）で表す。ここでターゲット１０５の位置から基体１０の位置までの距離は、基体１０がターゲット１０５に最近接する位置で測定した距離及び基体１０がターゲット１０５から最も離れた距離を表す。
　また、成膜に際しては、図１１に示すような基体１０の各位置においてターゲット１０５に対して基体１０が最も近づく向きになる周期を試料の回転数としたとき、回転数を調整することで、被覆層２０の厚さの方向における重金属及び軽金属の組成の差の周期を調整することができる。具体的には、２～２０ｒｐｍ（回転毎分）の周期となるように基体１０及び試料支持台１０６の回転数を調整することが望ましい。
　また、成膜の際に、タワー１０７が自転しながら基体１０が載置された試料支持台１０６の各々が自転し、さらに複数の試料支持台１０６が公転するようにテーブルを回転させてもよい。このような公転のタイミングを調整することによって、Ｔａ含有積層構造体２２及びＭｏ含有積層構造体２３を構成する各化合物層の厚さを制御することができる。
　また、パルス状のバイアス電圧を印加することで、ターゲット１０５から基体１０までの金属イオンが飛来する時間または距離を調整することができる。それにより、成膜の際に、重金属成分及び軽金属成分の組成の差をつけることもできる。
　より具体的には、定常のバイアス電圧として、－５０～－２００Ｖを印加しつつ、パルス状のバイアス電圧を１～５秒の周期、３００～７００ｎｓｅｃのパルス幅で、－１００～－２００Ｖ印加することにより、第１Ｔａ極大値よりも小さい第２Ｔａ極大値を生じさせることができ、また、第１Ｍｏ極大値よりも小さい第２Ｍｏ極大値を生じさせることができる。
　上記パルス状のバイアス電圧を高くすることにより、第１Ｔａ極大値をＴａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも大きくさせることができ、また、第１Ｍｏ極大値をＭｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも大きくさせることができる。
　上記パルス状のバイアス電圧を低くすることにより、第２Ｔａ極大値をＴａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも小さくさせることができ、また、第２Ｍｏ極大値をＭｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも小さくさせることができる。
　上記パルス状のバイアス電圧の周期を短く、パルス幅を３００～７００ｎｓｅｃの間で調整することにより、積層方向に隣り合う第１Ｔａ高含有層２２ａａの間に複数の第２Ｔａ高含有層２２ａｂを位置させることができ、また、積層方向に隣り合う第１Ｍｏ高含有層２３ａａの間に複数の第２Ｍｏ高含有層２３ａｂを位置させることができる。
　これらのプロセスを繰り返すことにより、積層方向において前記複数の第１Ｔａ高含有層２２ａａ及び前記複数の第２Ｔａ高含有層２２ａｂが交互に位置する構成にすることができ、また、積層方向において前記複数の第１Ｍｏ高含有層２３ａａ及び前記複数の第２Ｍｏ高含有層２３ａｂが交互に位置する構成にすることができる。
　Ｔａ含有ターゲットに流れるアーク電流を１００Ａ以上、かつタワーの自転速度（回転数）を５ｒｐｍ以下することにより、δＩＡ＜δＩＴａとすることができる。
　Ｍｏ含有ターゲットに流れるアーク電流を１００Ａ以上、かつタワーの自転速度（回転数）を５ｒｐｍ以下することにより、δＩＣｒ＜δＩＭｏとすることができる。
　第２Ｔａ領域２２Ｂ形成時の、ターゲットに流れるアーク電流を第１Ｔａ領域２２Ａ形成時のアーク電流より小さく、かつタワーの自転速度（回転数）を第１Ｔａ領域２２Ａ形成時の速度より高くすることにより、δＩＴａ２＜δＩＴａ１とすることができる。また、第２Ｍｏ領域２３Ｂ形成時の、ターゲットに流れるアーク電流を第１Ｍｏ領域２３Ａ形成時のアーク電流より小さく、かつタワーの自転速度（回転数）を第１Ｍｏ領域２３Ａ形成時の速度より高くすることにより、δＩＭｏ２＜δＩＭｏ１とすることができる。
　例えば、基体１０がターゲット１０５に近づきかつ対向するように基体１０が配置された場合には、ターゲット１０５からの重金属成分が基体１０へ直線的に飛来することになり、重金属のほうが軽金属よりも多く基体１０に堆積する。一方、基体１０がターゲット１０５から遠ざかりかつ対向しないように基体１０が配置された場合には、軽金属成分が回り込んで基体１０に堆積するので重金属成分の堆積量は減少すると考えられる。その際、ターゲット１０５の位置から基体１０の位置までの距離を長く、かつ、基体１０付近においてある程度の磁束密度を維持することで、軽金属成分の回り込みが促進され、重金属成分と軽金属成分の組成差が増加すると考えられる。
　＜切削工具１００＞
　次に、図１２を参照して上述した被覆工具１を備える切削工具１００の構成を説明する。図１２は、実施形態に係る切削工具１００の一例を示す正面図である。
　図１２に示すように、実施形態に係る切削工具１００は、被覆工具１と、被覆工具１を固定するためのホルダ７０とを備える。
　ホルダ７０は、第１端（図１２における上端）から第２端（図１２における下端）に向かって伸びる棒状の部材である。ホルダ７０は、たとえば、鋼、鋳鉄製である。特に、これらの材料の中で靱性の高い鋼を用いることが好ましい。
　ホルダ７０は、第１端側の端部にポケット７３を有する。ポケット７３は、被覆工具１が装着される部分であり、被削材の回転方向と交わる着座面と、着座面に対して傾斜する拘束側面とを有する。着座面には、後述するネジ７５を螺合させるネジ７５孔が設けられている。
　被覆工具１は、ホルダ７０のポケット７３に位置し、ネジ７５によってホルダ７０に装着される。すなわち、被覆工具１の貫通孔５にネジ７５を挿入し、このネジ７５の先端をポケット７３の着座面に形成されたネジ７５孔に挿入してネジ７５部同士を螺合させる。これにより、被覆工具１は、切刃部３がホルダ７０から外方に突出するようにホルダ７０に装着される。
　実施形態においては、いわゆる旋削加工に用いられる切削工具１００を例示している。旋削加工としては、例えば、内径加工、外径加工及び溝入れ加工が挙げられる。なお、切削工具１００としては旋削加工に用いられるものに限定されない。例えば、転削加工に用いられる切削工具１００に被覆工具１を用いてもよい。転削加工に用いられる切削工具１００としては、たとえば、平フライス、正面フライス、側フライスもしくは溝切りフライスなどのフライス、または、１枚刃エンドミル、複数刃エンドミル、テーパ刃エンドミルもしくはボールエンドミルなどのエンドミルなどが挙げられる。
　一実施形態において、［１］被覆工具１は、基体１０と、前記基体１０上に位置する被覆層２０と、を備え、前記被覆層２０は、Ｔａを含有する複数の層が積層され、且つ、積層方向において原子％でのＴａの含有比率の極大値及び極小値が交互に現れるＴａ含有積層構造体２２を有し、前記Ｔａ含有積層構造体２２は、それぞれ前記極大値を含む複数のＴａ高含有層２２ａと、それぞれ前記極小値を含む複数のＴａ低含有層２２ｂと、を有し、前記複数のＴａ高含有層２２ａは、複数の第１Ｔａ高含有層２２ａａと、前記積層方向に隣り合う前記第１Ｔａ高含有層２２ａａの間にそれぞれ位置する複数の第２Ｔａ高含有層２２ａｂと、を有し、前記第１Ｔａ高含有層２２ａａが有する極大値を第１Ｔａ極大値、前記第２Ｔａ高含有層２２ａｂが有する極大値を第２Ｔａ極大値としたとき、前記第２Ｔａ極大値が前記第１Ｔａ極大値より小さくてもよい。
　［２］上記［１］の被覆工具１において、前記第１Ｔａ極大値は、前記Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも大きくてもよい。
　［３］上記［１］又は［２］の被覆工具１において、前記第２Ｔａ極大値は、前記Ｔａ含有積層構造体２２の全体における原子％でのＴａの含有比率よりも小さくてもよい。
　［４］上記［１］から［３］のいずれかの被覆工具１において、前記積層方向に隣り合う前記第１Ｔａ高含有層２２ａａの間に複数の第２Ｔａ高含有層２２ａｂが位置してもよい。
　［５］上記［１］から［４］のいずれかの被覆工具１において、前記複数のＴａ高含有層２２ａは、前記積層方向において前記複数の第１Ｔａ高含有層２２ａａ及び前記複数の第２Ｔａ高含有層２２ａｂが交互に位置する構成であってもよい。
　［６］上記［１］から［５］のいずれかの被覆工具１において、前記Ｔａ含有積層構造体２２は、軽金属Ａを含有し、前記Ｔａ含有積層構造体２２の断面における元素分布において、組成Ｘの含有比率をＩＸ、前記ＩＸの最大値をＩＸ＿ｍａｘ、前記ＩＸの最小値をＩＸ＿ｍＩｎ、前記ＩＸの平均値をＩＸ＿ａｖｅ、前記ＩＸのレンジをＩｘの平均値（ＩＸ＿ａｖｅ）で除した値をδＩＸ（=（ＩＸ＿ｍａｘ－ＩＸ＿ｍＩｎ）/ＩＸ＿ａｖｅ）とした場合において、δＩＡ＜δＩＴａであってもよい。
　［７］上記［６］の被覆工具１において、前記軽金属Ａの少なくとも１種は、Ａｌ又はＴＩであってもよい。
　［８］上記［１］から［７］のいずれかの被覆工具１において、前記Ｔａ含有積層構造体２２は、第１領域と、該第１領域よりも前記基体１０から離れて位置する第２領域と、を有し、前記第１領域における前記組成Ｘの含有比率をＩＸ１、前記ＩＸ１のレンジをＩＸ１の平均値（ＩＸ１＿ａｖｅ）で除した値をδＩＸ１、前記第２領域における組成Ｘの含有比率をＩＸ２、前記ＩＸ２のレンジをＩＸ２の平均値（ＩＸ２＿ａｖｅ）で除した値をδＩＸ２としたとき、δＩＴａ２＜δＩＴａ１であってもよい。
　また、一実施形態において、［９］被覆工具１は、基体１０と、前記基体１０上に位置する被覆層２０と、を備え、前記被覆層２０は、Ｍｏを含有する複数の層が積層され、且つ、積層方向において原子％でのＭｏの含有比率の極大値及び極小値が交互に現れるＭｏ含有積層構造体２３を有し、前記Ｍｏ含有積層構造体２３は、それぞれ前記極大値を含む複数のＭｏ高含有層２３ａと、それぞれ前記極小値を含む複数のＭｏ低含有層２３ｂと、を有し、前記複数のＭｏ高含有層２３ａは、複数の第１Ｍｏ高含有層２３ａａと、前記積層方向に隣り合う前記第１Ｍｏ高含有層２３ａａの間にそれぞれ位置する複数の第２Ｍｏ高含有層２３ａｂと、を有し、前記第１Ｍｏ高含有層２３ａａが有する極大値を第１Ｍｏ極大値、前記第２Ｍｏ高含有層２３ａｂが有する極大値を第２Ｍｏ極大値としたとき、前記第２Ｍｏ極大値が前記第１Ｍｏ極大値より小さくてもよい。
　［１０］上記［９］の被覆工具１において、前記第１Ｍｏ極大値は、前記Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも大きくてもよい。
　［１１］上記［９］又は［１０］の被覆工具１において、前記第２Ｍｏ極大値は、前記Ｍｏ含有積層構造体２３の全体における原子％でのＭｏの含有比率よりも小さくてもよい。
　［１２］上記［９］～［１１］のいずれかの被覆工具１において、前記積層方向に隣り合う前記第１Ｍｏ高含有層２３ａａの間に複数の第２Ｍｏ高含有層２３ａｂが位置してもよい。
　［１３］上記［９］～［１２］のいずれかの被覆工具１において、前記複数のＭｏ高含有層２３ａは、前記積層方向において前記複数の第１Ｍｏ高含有層２３ａａ及び前記複数の第２Ｍｏ高含有層２３ａｂが交互に位置する構成であってもよい。
　［１４］上記［９］～［１３］のいずれかの被覆工具１において、前記Ｍｏ含有積層構造体２３は、Ａｌを含有し、前記Ｍｏ含有積層構造体２３の断面における元素分布において、組成Ｙの含有比率をＩＹ、前記ＩＹの最大値をＩＹ＿ｍａｘ、前記ＩＹの最小値をＩＹ＿ｍＩｎ、前記ＩＹの平均値をＩＹ＿ａｖｅ、前記ＩＹのレンジをＩＹの平均値（ＩＹ＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ（=（ＩＹ＿ｍａｘ－ＩＹ＿ｍＩｎ）/ＩＹ＿ａｖｅ）とした場合において、δＩＡｌ＜δＩＭｏであってもよい。
　［１５］上記［１４］の被覆工具１において、前記Ｍｏ含有積層構造体２３は、Ｃｒを含有し、δＩＣｒ＜δＩＭｏであってもよい。
　［１６］上記［１４］又は［１５］の被覆工具１において、前記Ｍｏ含有積層構造体２３は、第１Ｍｏ領域２３Ａと、該第１Ｍｏ領域２３Ａよりも前記基体１０から離れて位置する第２Ｍｏ領域２３Ｂと、を有し、前記第１Ｍｏ領域２３Ａにおける前記組成Ｙの含有比率をＩＹ１、前記ＩＹ１のレンジをＩＹ１の平均値（ＩＹ１＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ１、前記第２Ｍｏ領域２３Ｂにおける組成Ｙの含有比率をＩＹ２、前記ＩＹ２のレンジをＩＹ２の平均値（ＩＹ２＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ２としたとき、δＩＭｏ２＜δＩＭｏ１であってもよい。
　［１７］切削工具１００において、端部にポケット７３を有する棒状のホルダ７０と、前記ポケット７３内に位置する、上記［１］～［１６］のいずれかの被覆工具１と、を備えてもよい。
　［実施例］
　以下、図１３及び図１４を参照して、本開示の実施例を具体的に説明する。なお、本開示は以下に示す実施例に限定されるものではない。図１３は、基体１０に形成された被覆層２０の製造条件を示す表である。図１４は、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の被覆工具１に対する切削試験の結果を示す表である。
　図１１に示すようなＡＩＰ装置１０００において、図１３に示す製造条件に従って、ＷＣ基超硬合金からなる基体１０の上に被覆層２０を形成することによって、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の被覆工具１を作製した。すなわち、図１３に示すようなアーク電流（ｍＡ）、ターゲット１０５の組成、ターゲット１０５と基体１０との間の距離（ｍｍ）、基体１０付近の磁束密度（ｍＴ）、試料支持台１０６の回転数（回転毎分）、定常時のバイアス電圧（Ｖ）、及び、パルス状のバイアス電圧の条件で、基体１０の表面に被覆層２０を形成した。なお、ターゲット１０５と基体１０との間の距離（ｍｍ）は、試料支持台１０６の回転によって、図７に示す値の範囲内で変動した。それに応じて、基体１０付近の磁束密度（ｍＴ）もまた図７に示す値の範囲内で変動した。
　試料Ｎｏ．１の被覆工具１については、基体１０の表面に複数のＴａ含有積層構造体２２及び複数のＭｏ含有積層構造体２３を形成した。ここで、複数のＴａ含有積層構造体２２及び複数のＭｏ含有積層構造体２３は、交互に積層された。試料Ｎｏ．２の被覆工具１については、基体１０の表面に複数のＭｏ含有積層構造体２３のみを形成した。試料Ｎｏ．３の被覆工具１については、基体１０の表面に複数のＴａ含有積層構造体２２のみを形成した。試料Ｎｏ．４の被覆工具１については、アーク電流を下げ、基体１０の表面に複数のＴａ含有積層構造体２２のみを形成した。及び試料Ｎｏ．５の被覆工具１については、アーク電流を下げ、基体１０の表面に複数のＭｏ含有積層構造体２３のみを形成した。試料Ｎｏ．６の被覆工具１については、パルス周期を長くし、基体１０の表面に複数のＴａ含有積層構造体２２のみを形成した。試料Ｎｏ．７の被覆工具１については、パルス周期を長くし、基体１０の表面に複数のＭｏ含有積層構造体２３のみを形成した。試料Ｎｏ．８の被覆工具１については、パルス幅を長くし、基体１０の表面に複数のＴａ含有積層構造体２２のみを形成した。試料Ｎｏ．９の被覆工具１については、パルス幅を長くし、基体１０の表面に複数のＭｏ含有積層構造体２３のみを形成した。
　ここで、基体１０の表面に、図１３に示すような積層回数（回）だけ、Ｔａ含有積層構造体２２及びＭｏ含有積層構造体２３の組、Ｔａ含有積層構造体２２のみ、Ｍｏ含有積層構造体２３のみ、Ｔａ含有単層構造体及びＭｏ含有単層構造体の組、Ｔａ含有積層構造体２２のみ、または、Ｍｏ含有積層構造体２３のみを形成した。すなわち、Ｔａ含有積層構造体２２の数、Ｍｏ含有積層構造体２３の数、Ｔａ含有単層構造体の数、及びＭｏ含有単層構造体の数の各々は、図７に示すような積層回数（回）と同一とした。また、図１４に示すような積層時間（分）の間、基体１０の表面に、Ｔａ含有積層構造体２２、Ｍｏ含有積層構造体２３、Ｔａ含有単層構造体、及びＭｏ含有単層構造体の各々を形成した。
　試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．９の被覆工具１は、本開示の実施例に相当する。具体的には、試料Ｎｏ．１の被覆工具１は、上記［１］～［１６］に記載の被覆工具１のいずれの構成も有し、試料Ｎｏ．２、５、７及び９の被覆工具１は、上記［９］～［１６］に記載の被覆工具１のいずれの構成も有し、試料Ｎｏ．３、４、６及び８の被覆工具１は、上記［１］～［８］に記載の被覆工具１のいずれの構成も有する。試料Ｎｏ．１０～Ｎｏ．１２の被覆工具１は、本開示の比較例に相当し、上記［１］～［１６］に記載の被覆工具１のいずれの構成も有しない。
　＜切削試験＞
　試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の被覆工具１について切削試験を行った。切削試験の試験条件は、以下の通りであった。基体１０としてミーリング加工用超硬材種（型番：ＰＮＭＵ１２０５ＡＮＥＲ－ＧＭ）を用いて、以下の条件にて切削試験を行った。
　（１）切削方法：１７０ｍｍ×２６０ｍｍ×１１０ｍｍのサイズの角材を用いた肩削り加工
　（２）被削材：ＳＣМ４４０
　（３）切削速度Ｖｃ：低速（１６０ｍ／分）及び高速（３００ｍ／分）
　（４）１刃当たりの送り量ｆｚ：０．１２ｍｍ／ｔ
　（５）軸方向の切込み深さａｐ：２．０ｍｍ
　（６）半径方向の切込み深さａｅ：６３．０ｍｍ
　（７）加工形態：乾式及び湿式
　（８）評価方法：上記の条件にて被削材に対してミーリング加工を行い、工具逃げ面のＶｂ摩耗幅が０．１ｍｍに到達した時点を被覆工具１の寿命と判断した。
　図１４は、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．１２の被覆工具１に対する切削試験の結果を示す表である。
　図１４に示すように、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．９の被覆工具１の寿命は、乾式加工及び湿式加工のいずれについても、低速加工の場合には、試料Ｎｏ．１０～Ｎｏ．１２の被覆工具１の寿命よりも長かった。また、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．３の被覆工具１の寿命は、乾式加工及び湿式加工のいずれについても、高速加工の場合には、試料Ｎｏ．１０～Ｎｏ．１２の被覆工具１の寿命よりも長かった。
　したがって、実施形態に係る被覆工具１によれば、工具の寿命を延ばすことができる。
　なお、図１に示した被覆工具１の形状はあくまで一例であって、本開示による被覆工具１の形状を限定するものではない。本開示による被覆工具１は、たとえば、回転軸を有し、第１端から第２端にかけて延びる棒形状の本体と、本体の第１端に位置する切刃と、切刃から本体の第２端の側に向かって螺旋状に延びた溝とを有してもよい。
　さらなる効果及び変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　被覆工具
　２　チップ本体
　３　切刃部
　５　貫通孔
　１０　基体
　２０　被覆層
　２１　中間層
　２２　Ｔａ含有積層構造体
　２２ａ　Ｔａ高含有層
　２２ａａ　第１Ｔａ高含有層
　２２ａｂ　第２Ｔａ高含有層
　２２ｂ　Ｔａ低含有層
　２２ｂａ　第１Ｔａ低含有層
　２２ｂｂ　第２Ｔａ低含有層
　２２Ａ　第１Ｔａ領域
　２２Ｂ　第２Ｔａ領域
　２３　Ｍｏ含有積層構造体
　２３ａ　Ｍｏ高含有層
　２３ａａ　第１Ｍｏ高含有層
　２３ａｂ　第２Ｍｏ高含有層
　２３ｂ　Ｍｏ低含有層
　２３ｂａ　第１Ｍｏ低含有層
　２３ｂｂ　第２Ｍｏ低含有層
　２３Ａ　第１Ｍｏ領域
　２３Ｂ　第２Ｍｏ領域
　７０　ホルダ
　７３　ポケット
　７５　ネジ
　１００　切削工具
　１０１　真空チャンバ
　１０２　ガス導入口
　１０３　カソード電極
　１０４　アノード電極
　１０５　ターゲット
　１０６　試料支持台
　１０７　タワー
　１０８　ヒータ
　１０９　ガス排出口
　１１０　バイアス電源
　１０００　ＡＩＰ装置
　Ｌ１、Ｌ２・・・破線

Claims (9)

  1. 　基体と、
    　前記基体上に位置する被覆層と、
    を備え、
    　前記被覆層は、Ｍｏを含有する複数の層が積層され、且つ、積層方向において原子％でのＭｏの含有比率の極大値及び極小値が交互に現れるＭｏ含有積層構造体を有し、
    　前記Ｍｏ含有積層構造体は、
    　　それぞれ前記極大値を含む複数のＭｏ高含有層と、
    　　それぞれ前記極小値を含む複数のＭｏ低含有層と、を有し、
    　前記複数のＭｏ高含有層は、
    　　複数の第１Ｍｏ高含有層と、
    　　前記積層方向に隣り合う前記第１Ｍｏ高含有層の間にそれぞれ位置する複数の第２Ｍｏ高含有層と、を有し、
    　前記第１Ｍｏ高含有層が有する極大値を第１Ｍｏ極大値、前記第２Ｍｏ高含有層が有する極大値を第２Ｍｏ極大値としたとき、前記第２Ｍｏ極大値が前記第１Ｍｏ極大値より小さい、被覆工具。
  2. 　前記第１Ｍｏ極大値は、前記Ｍｏ含有積層構造体における原子％でのＭｏの含有比率よりも大きい、請求項１に記載の被覆工具。
  3. 　前記第２Ｍｏ極大値は、前記Ｍｏ含有積層構造体における原子％でのＭｏの含有比率よりも小さい、請求項１に記載の被覆工具。
  4. 　前記積層方向に隣り合う前記第１Ｍｏ高含有層の間に複数の第２Ｍｏ高含有層が位置する、請求項１に記載の被覆工具。
  5. 　前記複数のＭｏ高含有層は、前記積層方向において前記複数の第１Ｍｏ高含有層及び前記複数の第２Ｍｏ高含有層が交互に位置する構成である、請求項１に記載の被覆工具。
  6. 　前記Ｍｏ含有積層構造体は、Ａｌを含有し、
    　前記Ｍｏ含有積層構造体の断面における元素分布において、組成Ｙの含有比率をＩＹ、前記ＩＹの最大値をＩＹ＿ｍａｘ、前記ＩＹの最小値をＩＹ＿ｍＩｎ、前記ＩＹの平均値をＩＹ＿ａｖｅ、前記ＩＹのレンジをＩＹの平均値（ＩＹ＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ（=（ＩＹ＿ｍａｘ－ＩＹ＿ｍＩｎ）/ＩＹ＿ａｖｅ）とした場合において、
    　δＩＡｌ＜δＩＭｏである、請求項１に記載の被覆工具。
  7. 　前記Ｍｏ含有積層構造体は、Ｃｒを含有し、
    　δＩＣｒ＜δＩＭｏである、請求項６に記載の被覆工具。
  8. 　前記Ｍｏ含有積層構造体は、
    　　第１Ｍｏ領域と、
    　　該第１Ｍｏ領域よりも前記基体から離れて位置する第２Ｍｏ領域と、を有し、
    　前記第１Ｍｏ領域における前記組成Ｙの含有比率をＩＹ１、前記ＩＹ１のレンジをＩＹ１の平均値（ＩＹ１＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ１、前記第２Ｍｏ領域における組成Ｙの含有比率をＩＹ２、前記ＩＹ２のレンジをＩＹ２の平均値（ＩＹ２＿ａｖｅ）で除した値をδＩＹ２としたとき、
    　δＩＭｏ２＜δＩＭｏ１である、請求項６に記載の被覆工具。
  9. 　端部にポケットを有する棒状のホルダと、
    　前記ポケット内に位置する、請求項１～８のいずれかに記載の被覆工具と
    　を備える、切削工具。
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