）附着至基材201的表面上。例如，利用包含于靶中的这些元素 对基材201的表面进行离子轰击处理，从而对基材201的表面进行清洁，并且这些元素能够 附着到基材201的表面上。即，附着步骤(S220)可包括利用选自Cr、Ti、Zr和Nb中的一种或多 种元素，通过离子轰击处理对基材201的表面进行清洁的步骤(S221)。由此，能够从基材201 的表面上去除软质结合相，可以提尚表面处的WC颗粒的占有率，并因此也能够提尚如上所 述的在密合层211与基材201彼此相互接触部分中的WC颗粒的占有率。WC颗粒的占有率可以 (例如)基于离子轰击处理的处理时间进行调节。
[0171] 用于离子轰击处理中的元素优选至少包括Cr。由于Cr是可升华的元素，因此在离 子轰击处理过程中很少产生熔融颗粒，并能够抑制基材201的表面粗糙化。
[0172] 在本实施方案中，在附着步骤(S220)之前，也可以进行这样的步骤，即：利用Ar离 子并通过离子轰击处理将在基材201的表面处露出的至少一部分结合相去除（S210)。由此 能够进一步提高表面处的WC颗粒的占有率。然后，通过使选自Cr、Ti、Zr和Nb中的一种或多 种元素附着至基材201的表面上，这些元素和WC颗粒之间倾向于牢固地彼此结合，并且进一 步提高了密合层211的密合作用。
[0173] 〈密合层形成步骤(S230)>
[0174] 在本实施方案中，选自Cr、Ti、Zr和Nb中的一种或多种元素附着至基材201的表面 上，此后在该表面上形成密合层211。例如，通过利用阴极弧离子镀，在其上已附着有选自 Cr、Ti、Zr和Nb中的一种或多种元素的表面上沉积用于形成上部层的元素，由此形成密合层 211。由此，能够在基材201上生成这样的碳化物、氮化物或碳氮化物，该碳化物、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;选自形成基材201的元素中的一种或 多种元素；以及选自形成上部层212的元素中的一种或多种元素。
[0175] 〈上部层的形成步骤(S240)>
[0176] 然后，继续利用阴极弧离子镀使形成上部层212的元素沉积于密合层211上，从而 形成上部层212。
[0177] 在上部层212形成后，可对覆膜210施加压缩残留应力，用以提高覆膜210的韧性。 例如，可以利用喷丸、刷光、滚磨和离子注入法来提供压缩残留应力。
[0178]通过上述步骤，能够容易地制造本实施方案中的表面被覆工具。
[0179] 实施例
[0180] 下文中将参照实施例对本发明的实施方案进行更加详细地描述，但是本实施方案 不限于此。
[0181] 〈第一实施例〉
[0182] 第一实施例对应于第一实施方案。
[0183] 〈样品No. 1-1至1-8和样品No. 1-11至1-14的制造〉
[0184] 按照如下方式制造表面被覆工具(样品No. 1-1至1-8和样品No. 1-11至1-14)，并进 行切削试验以评价工具的寿命。在此，样品No. 1-1至1-8相当于实施例，样品No. 1-11至1-14 相当于比较例。
[0185] 〈制备基材的步骤〉
[0186] 首先，制备材料为"ISO P30级"、且形状为"SFKN12T3AZTN"的硬质合金制基材作为 基材101。该硬质合金制基材包含:含有WC的硬质颗粒；以及含有Co并将硬质颗粒彼此结合 在一起的结合相。在该硬质合金制基材中，WC颗粒的粒径为2ym，Co的含量为10质量％。 [0187]〈形成覆膜的步骤〉
[0188] 图3是在覆膜形成中所使用的成膜装置（阴极弧离子镀装置）的示意性侧面透视 图，图4是该装置的示意性平面透视图（从上方向下看）。参照图3,成膜装置1包括腔室2、用 于将原料气体引入腔室2的气体引入口 13、和用于将原料气体排出到外部的气体排出口 12。 腔室2连接真空栗(未示出)并被构造为能够通过气体排出口 12对腔室2内的压力进行调节。
[0189] 转台3设置在腔室2内，并且用于保持基材101的基材托架11连接至转台3。基材托 架11电连接至偏置电源8的负极。偏置电源8的正极接地，并电连接至腔室2。参照图4,作为 用于覆膜的金属原料的靶（电弧蒸发源5a、5b、5c和5d)被安装至腔室2的侧壁。再次参见图 3,电弧蒸发源连接至直流电源7a和7b(它们是可变电源)各自的负极上。直流电源7a和7b各 自的正极接地。
[0190] 〈样品吣.1-1至1-4和1_14>
[0191] 首先，将基材101安装到成膜装置1内的基材托架11上。然后，利用真空栗将腔室2 内的压力降至1. 〇 X 1 (T4Pa。此外，在旋转转台3的同时，利用成膜装置1内安装的加热器(未 示出）将基材101加热至500°C。
[0192] 通过气体引入口 13引入Ar(氩)气，将偏置电源8的电压逐渐升高至-1000V，同时将 腔室2中的压力保持在3.OPa，并利用Ar离子通过离子轰击处理清洁基材101的表面。
[0193] 然后，形成交替层112。设置电弧蒸发源(烧结合金靶），以用于提供具有表1所示的 组成的交替层，将作为反应气体的氮气引入到腔室2中，在旋转转台3并在如下所示的范围 内改变各种条件的同时形成膜。
[0194] 成膜后，通过进行TEM-EDX分析，从而证实了表1中所示的各层的组成。表1中"a的 变化"或"d的变化"栏中的"连续"是指各层中的"Ti"的组成比"a"或"d"在覆膜的厚度方向 上连续升高或连续降低，"阶梯式"是指该组成比在覆膜的厚度方向上阶梯式升高或阶梯式 降低。
[0195]基于基材101的转速，调节交替层112中的A层112a和B层112b各自的厚度和层叠层 的数目，并且当交替层112的厚度达到表1中所示的值时，停止向阴极的供电。
[0196] 〈形成交替层的条件〉
[0197] 基材温度:500°C (恒定）
[0198] 反应气体压力:0.5Pa至10Pa(恒定或连续改变）
[0199] 偏压:-30V至-800V(恒定或连续改变）
[0200] 电弧电流:100A(恒定）
[0201 ]在此，"恒定或连续改变"是指:例如维持为"0.5Pa至10Pa"这一范围内的某一恒定 值，或者在"〇. 5Pa至10Pa"这一范围内连续升高或降低。
[0202]
[0203] 〈样品吣.1-5至1_8>
[0204] 如表1所示，在样品No. 1-5至1-8中，除了交替层之外，还形成了密合层。即，如上所 述，利用Ar离子通过离子轰击处理对基材101的表面进行清洁，此后进一步利用Cr离子进行 离子轰击处理，从而使Cr离子附着到基材101的表面上。然后，形成如表1所示的交替层。成 膜后进行的TEM-EDX分析结果表明，在交替层和基材之间的界面处形成了具有如表1所示组 成的密合层。
[0205] 〈样品吣.1-11至1_13>
[0206] 如表1所示，在样品No. 1-11至1-13中，形成了具有单一组成的覆膜。在表1中，为了 方便起见，这样的工具中的覆膜的组成在A层的栏中示出。
[0207]〈工具寿命的评价〉
[0208]使用上述制造的各样品进行干式断续切削试验，以评价工具的寿命。切削条件如 下所示，并测定直至达到工具寿命时的切削距离。表1示出了结果。在表1中，切削距离越长 表示工具的寿命越长。
[0209]〈切削条件〉
[0210] 加工材料：不锈钢（SUS 316)
[0211] 切削速度：200m/min
[0212] 进给速度:0.2mm/刀刃
[0213] 切削量 ap:2.0mm
[0214] 切削量 ae :50mm
[0215] 在此，"切削量ap"是指轴向方向上的切削量，"切削量ae"是指半径方向上的切削 量。
[0216] 由表1可以看出，表面被覆工具(样品No. 1-1至1-8)包括基材和形成在基材上的覆 膜，覆膜包括一层或多层A层和一层或多层B层交替地层叠的交替层，A层和B层各自的厚度 为2nm以上 100nm以下，A层的平均组成表示为TiaAlbSicN(0.5〈a〈0.8,0.2〈b〈0.4,0.01〈c〈 0 · 1，a+b+c = 1)，B层的平均组成表示为TidAleSifN(0 · 4〈d〈0 · 6，0 · 3〈e〈0 · 7，0 · 01〈f〈0 · 1，d+e +f = 1)，并且满足条件0 ·〇5〈a-cK 0 · 2和0.05〈e-b < 0· 2,这些样品（样品No · 1-1至1-8)比未 满足这些条件的表面被覆工具(样品No. 1-11至1-14)呈现出稳定的更长的寿命。
[0217] 获得上述结果的原因可能是：由于样品No. 1-1至1-8中A层和B层由相同的元素构 成，所以层之间的密合性高，并且由于A层和B层之间的组成比不同，因此可以抑制A层和B层 之间裂纹的蔓延。
[0218] 由表1中可以进一步看出，其中形成有密合层的样品No. 1-5至1-8的工具寿命长于 不包括密合层的样品No. 1-1至1-4,其中样品No. 1-5至1-8中的密合层包含形成基材的元素 (W)、形成交替层的元素 (Ti、Al、Si和N)、以及Cr。其原因可能是由于密合层的存在抑制了覆 膜本身的剥离，由此延长了工具的寿命。
[0219] 〈第二实施例〉
[0220] 〈样品 No .2-1 至 2-25 和样品 No .2-101 至 2-105 的制造〉
[0221] 按照如下方式制造表面被覆工具(样品No. 2-1至2-25和样品No. 2-101至2-105)， 并进彳丁切削试验以评价工具的寿命。在此，样品No. 2_ 1至2_23相当于实施例，样品No. 2_24 和2-25以及样品No. 2-101至2-105相当于比较例。
[0222] 〈制备基材的步骤(S100)>
[0223] 首先，制备材料为"ISO P30级"、形状为"SFKN12T3AZTN"的硬质合金制基材作为基 材201。该硬质合金制基材包含WC颗粒、以及含有Co并将WC颗粒彼此结合在一起的结合相。 表2示出了各样品中的WC颗粒的粒径以及结合相的含量。
[0224] 表 2
[0225]
[0226] 〈形成覆膜的步骤(S200)>
[0227] 图8是在覆膜形成中所使用的成膜装置（阴极弧离子镀装置）的示意性侧面透视 图，图9是该装置的示意性平面透视图（从上向下看）。
[0228] 参见图9,在成膜装置21内，将作为用于覆膜的金属原料的靶（电弧蒸发源25a、电 弧蒸发源25b和电弧蒸发源25c)和用于安装基材201的旋转基材托架31安装在腔室22内。参 见图8,直流电源27a与电弧蒸发源25a相连，直流电源27b与电弧蒸发源25b相连，并且偏置 电源28与基材托架31相连。直流电源27a和直流电源27b是可变电源，并且电弧蒸发源25a和 电弧蒸发源25b连接至直流电源的各负极。基材托架31电连接至偏置电源28的负极。偏置电 源28的正极接地并电连接至腔室22。
[0229]腔室22设置有用于引入原料气体的气体引入口 33、以及气体排出口 32。可以利用 真空栗(未示出)通过气体排出口吸入气体来调节腔室22内的压力。
[0230] 首先，将基材201安装到成膜装置21内的基材托架31上。然后，利用真空栗将腔室 22内的压力降至1.0 X 1 (T4Pa。此外，旋转基材托架31的同时，利用成膜装置21内安装的加热 器(未示出）将基材201加热至500°C。
[0231] 〈去除步骤(S210)>
[0232] 通过气体引入口 33引入Ar(氩)气，在将腔室22中的压力保持在3.OPa的同时将偏 置电源28的电压逐渐升高至-1000V，并利用Ar离子通过离子轰击处理将基材201的表面清 洁15分钟。由此除去了在基材201的表面处露出的结合相。
[0233] 〈附着步骤(S220)>
[0234] 通过向电弧蒸发源25c(表3中示出的金属靶)施加100A的电弧电流，由此对基材 201的表面进行离子轰击处理，从而对基材201的表面进行进一步清洁，并使表3中所示的元 素附着到表面上。在此，将处理