112b 的平均组成表示为TidAleSifN(0.4〈d〈0 · 6，0 · 3〈e〈0 · 7，0.01〈f〈0 · 1，d+e+f = 1)。由于A层112a和B层112b由相同的元素构成，因此这二者之间的化学亲和性得以增强， 并且确保了它们之间的密合性。此外，在本实施方案中，B层的组成和A层112a的组成之间满 足关系式0. 〇5〈a-cK 0.2和0.05〈e-b < 0.2。通过设置这样的差异，在A层112a和B层112b之 间的边界处产生了不会导致位错(缺陷）的应变，并且能够阻止裂纹的蔓延。当"a-d"和"e-b"为0.05以下时，A层112a和B层112b在组成上彼此过于接近，与具有常规的单一组成的覆 膜类似，不能够抑制裂纹的蔓延。另一方面，当"a_d"和"e-b"超过0.2时，彼此间的组成差异 过大，这将导致A层112a和B层112b之间的密合性降低。根据本发明人的研究发现，"a-d"和 "e_b"更优选满足关系式0.05〈a-cK 0.1和0.05〈e-b < 0.1，这是因为能够进一步提高抑制 裂纹蔓延的作用并进一步提高层间的密合性。
[0089] A层112a和B层112b各自的平均组成可以通过前述TEM-EDX分析来确定。在此，多个 A层112a中的每个层的平均组成可以是不同的，并且所有A层并非必须具有相同的组成，只 要满足上述关系式(元素组成比）即可。即使组成不同，也获得了相同的功能。B层112b的情 况也是如此。
[0090] 只要A层112a和B层112b的平均组成满足上述关系式，则在各A层112a和各B层112b 中，各元素的组成比也可以在覆膜的厚度方向上连续地或阶梯式地变化。特别地，A层112a 中Ti的组成比"a"和B层112b中Ti的组成比"d"可以在覆膜的厚度方向上连续地或阶梯式地 变化。通过连续地改变"a"和"d"，能够增强A层112a和B层112b之间的密合性。通过阶梯式地 改变"a"和"d"，能够增强阻止交替层112中裂纹蔓延的作用。因此，在任何一种情况下都能 够延长工具的使用寿命。
[0091] 〈A层和B层的厚度〉
[0092] A层112a和B层112b各自的厚度为2nm以上lOOnm以下。当厚度小于2nm时，相邻的A 层和B层相互混合，并且削弱了阻止A层和B层之间裂纹蔓延的作用。当厚度超过lOOnm时，A 层和B层之间的密合性降低。当各层的厚度为2nm以上lOOnm以下时，能够抑制覆膜110的表 面上产生的裂纹蔓延，并能增强层间的密合性。各层的厚度更优选为2nm以上80nm以下，进 一步优选为2nm以上50nm以下，特别优选为2nm以上30nm以下，最优选为5nm以上20nm以下。 通过将各层的厚度限制在上述范围内，晶粒是微细晶粒，晶界面积增大，并且提高了阻止晶 界处塑性变形以及裂纹发展的作用。
[0093] 在交替层112中，A层112a的厚度可以彼此不同或者全部基本相同。同样地，在交替 层112中，B层112b的厚度可以彼此不同或者全部基本相同。
[0094] 在此，表示A层112a和B层112b之间的厚度比的"λΑ/λΒ"优选满足条件1 < λΑ/λΒ〈5， 其中"λΑ"表示Α层112a的厚度，且"λΒ"表示Β层112b的厚度。由此，交替层112的耐月牙洼磨损 性得以改进，并且能够有效地抑制裂纹的蔓延。"λ Α/λΒ"更优选满足条件1 < λΑ/λΒ < 2,这是 因为上述作用能够进一步增强。
[0095] 全部交替层112中的Ti的组成比优选为0.5以上0.7以下，且更优选为0.55以上 0.65以下。由于全部交替层112中的Ti的组成比超过0.5,因此提高了耐月牙洼磨损性。在 此，基于以下表达式计算全部交替层112中的Ti的组成比：
[0096] (全部交替层中Ti的组成比）= (8ΧλΑ+(!ΧλΒ)/(λΑ+λΒ) ·
[0097] 从类似的观点出发，全部交替层112中Α1的组成比优选为0.25以上且小于0.5,更 优选为0.30以上0.40以下。在此，基于以下表达式计算全部交替层112中的Α1的组成比： [0098](全部交替层中Α1的组成比）= αΧλΑ+θΧλΒ)/(λΑ+λΒ).
[0099] 〈密合层〉
[0100] 覆膜110还可在与基材101接触的部分中包括密合层111。由于覆膜110包括密合层 111，所以抑制了覆膜110的剥离，并进一步稳定了工具的使用寿命。密合层111优选与交替 层112和基材101都具有化学亲和性。因此，密合层111优选由这样的碳化物、氮化物或碳氮 化物构成，该碳化物、氮化物或碳氮化物含有形成基材101的元素(在为硬质合金的情况中， 该元素为W和/或C)和形成交替层112的元素(Al、Si和/或Ν)。此外，在本发明人进行的实验 中发现，由于这种碳化物、氮化物或碳氮化物含有选自Cr、Ti、Zr和Nb中的一种或多种元素， 因此密合性显著提高。
[0101] 在此，按照与上述测量A层112a和B层112b的平均组成中相同的方法，通过TEM-EDX 分析也确认了密合层111包含这些元素。本发明人所进行的分析结果表明，当形成具有这样 组成的密合层111时，在交替层112与密合层111之间的界面以及密合层111与基材101之间 的界面处晶格是连续的，由此改善了密合性，这将会在以下描述的第二实施方案中进行详 述。
[0102] 形成密合层111的碳化物、氮化物或碳氮化物的具体例子可包括以下[a]至[j]。密 合层111可包含一种或多种这些化合物。
[0103] [a]含有Ti和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WTiC、WTiN或WTiCN)
[0104] [b]含有Cr和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WCrC、WCrN或WCrCN)
[0105] [c]含有Ti、Cr和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WCrTiC、WCrTiN或WCrTiCN)
[0106] [d]含有Ti、Al和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WTiAlC、WTiAlN或WTiAlCN)
[0107] [e]含有Ti、Si和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WTiSiC、WTiSiN或WTiSiCN)
[0108] [f]含有Ti、Cr、Al和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WCrTiAlC、WCrTiAlN或 WCrTiAlCN)
[0109] [g]含有Ti、Cr、Si和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WCrTiSiC、WCrTiSiN或 WCrTiSiCN)
[0110] [h]含有Ti、Al、Si和W的碳化物、氮化物或碳氮化物(例如，WTiAlSiC、WTiAlSiN或 WTiAlSiCN)
[0111] [1]含有1^、(^31、51和1的碳化物、氮化物或碳氮化物（例如，1(^1^4151(：、 WCrTiAlSiN或WCrTiAlSiCN)
[0112] [j]通过用选自Ti、Zr和Nb中的一种或多种元素代替上述[a]至[i]中的部分或全 部Cr而获得的物质。
[0113] 在此，当使用上述化学式表示化合物且对原子比没有特别限定时，将包含常规已 知的所有原子比，并且该原子比不必仅限于化学计量范围内的原子比。例如，当化合物表示 为"WTiCN"时，"W"、"Ti"、"C"和"N"之间的原子比不限于25:25:25: 25，并包含所有常规已知 的原子比作为其原子比。
[0114] 密合层111的厚度优选为0.5nm以上20nm以下。当厚度小于0.5nm时，可能不会获得 所期望的密合作用。当厚度超过20nm时，密合层111内的残留应力可能会变高，反而可能会 发生剥离。密合层111的厚度更优选为0.5nm以上10nm以下，特别优选为2nm以上6nm以下。
[0115]〈密合层的非金属组成〉
[0116] 当基材101由硬质合金构成且密合层111由碳氮化物构成时，理想的是，在密合层 111的厚度方向上，密合层111内包含的碳(C)的组成比在由交替层112侧朝向基材101的方 向上连续增加，并在密合层111与基材101之间的界面处达到最大值;并且密合层111内包含 的氮(N)的组成比在由基材101侧朝向交替层112侧的方向上连续增加，并在密合层111与交 替层112之间的界面处达到最大值。在本实施方案中，硬质合金包含碳化物(WC)，并且交替 层112包含氮化物(TiAlSiN)。因此，由于密合层111内C和N的组成比如上所述变化，因此密 合层与基材101和交替层112之间的化学亲和性都得以提高。这样的组成比的变化能够通过 (例如）以下方式来实现:在下述的阴极弧离子镀中，使N源气体和C源气体之间的流速比连 续地改变，从而形成膜。
[0117] 〈密合层和基材之间的界面处的硬质颗粒的占有率〉
[0118] 在密合层111和基材101彼此接触的部分中，硬质颗粒(WC颗粒）的占有率优选为 80%以上。由于在密合层111和基材101之间的界面处存在较少的软质结合相(Co等），因此 密合层111和基材101之间的密合力更高。在此，占有率本质上是指界面处的面积占有率，然 而，在本文中如下所述在表面被覆工具的横截面中进行定义。即，沿着这样的平面切割表面 被覆工具100,其中该平面包括垂直于表面被覆工具100的表面的法线，在所获得的切割面 中，在密合层111与基材101之间的界面处设定长度为3μπι的基准线，测定该基准线上密合层 111与硬质颗粒间彼此接触的部分的总长度，并用该总长度除以基准线的长度(3μπι)。将该 数值的百分比定义为WC颗粒的占有率。更高的占有率是优选的，理想的值为100 %。然而，考 虑到生产性，其上限值例如为约99%。
[0119]〈表面被覆工具的制造方法〉
[0120]如上所述的本实施方案中的表面被覆工具可以通过如下方法来制造。该制造方法 至少包括制备基材的步骤和形成覆膜的步骤。
[0121]〈制备基材的步骤〉
[0122] 在该步骤中，制备基材101。例如，制备由硬质合金制成的基材作为基材101。可利 用一般的粉末冶金法制备由硬质合金制成的基材。WC-Co系硬质合金(烧结体)例如通过如 下方式获得:在球磨机中使WC粉末和Co粉末混合获得混合粉末，接着干燥，将干燥的混合粉 末成形为预定形状从而获得成形体，然后烧结该成形体。然后，通过对烧结体进行预定的切 削刃加工(如珩磨)从而能够制备由WC-Co系硬质合金制成的基材101。
[0123] 〈形成覆膜的步骤〉
[0124] 为了使覆膜110在难切削材料的切削过程中能够承受高温，覆膜110优选由高结晶 度的化合物构成。为了研制出这种覆膜，本发明人对各种成膜技术进行了调查，结果发现物 理气相沉积是优选的。物理气相沉积是指这样一种气相沉积法，其中通过利用物理作用将 原料(蒸发源，也被称为靶)蒸发，并且使蒸发的原料附着到基材上。这样的物理气相沉积法 (例如)包括阴极弧离子镀、平衡磁控溅射和非平衡磁控溅射。
[0125]在此，"阴极弧离子镀"是指这样一种气相沉积法，例如，其中基材和靶被布置在成 膜装置内，并且高电流被施加至靶以产生电弧放电，从而使形成靶的元素发生电离并沉积 到施加有负偏压的基材上。
[0126] "平衡磁控溅射"是指其这样一种气相沉积法，其中靶被布置在磁控电极上，该磁 控电极具有形成平衡磁场的磁体，通过在基材和磁控电极之间施加高频电力以产生气体等 离子体，在气体等离子体的作用下产生的气体的离子与靶发生碰撞，由靶释放出的原子被 电离并沉积于基材上。"非平衡磁控溅射"是指这样一种气相沉积方法，其中由该磁控电极 产生的磁场是非平衡磁场。
[0127] 〈清洁基材的表面的步骤〉
[0128] 在这些物理气相沉积法中，阴极弧离子镀的原料的电离比率高，因此是特别合适 的。通过采用阴极弧离子镀作为成膜方法，能够在覆膜110形成之前对基材101的表面进行 离子轰击处理。由此，能够去除基材101的表面上的软质结合相，并通过此后形成密合层 111，能够提高之前所述的在密合层111与基材101彼此接触的部分中硬质颗粒的占有率。
[0129] 〈形成密合层的步骤〉
[0130] 在离子轰击处理中，通过使用含有选自Cr、Ti、Zr和Nb中的一种或多种元素的靶， 能够在对基材101的表面进行清洁的同时，使这些元素附着到基材101的表面上。通过在已 经附着有这些元素的表面上形成交替层1