JPWO2020009117A1 - 切削インサート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

切削インサートは、本体と、前記本体に固定され、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部と、を備え、前記刃部にはすくい面および逃げ面が形成され、前記すくい面と前記逃げ面とが交差した位置の稜線が切れ刃を成し、前記すくい面には、前記切れ刃に沿って延在するランド面、および、前記ランド面を挟んで前記切れ刃と反対側に配置されるとともに前記ランド面に連なる凹部を有するチップブレーカが形成される。

Description

本開示は、切削インサート及びその製造方法に関する。本出願は、２０１８年７月３日に出願した日本特許出願である特願２０１８−１２６５１５号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。

立方晶窒化硼素（以下、「ｃＢＮ」とも記す。）はダイヤモンドに次ぐ硬度を有し、熱的安定性及び化学的安定性にも優れる。また、ｃＢＮは、鉄系材料に対しては、ダイヤモンドよりも安定なため、鉄系材料の加工工具として立方晶窒化硼素焼結体が用いられてきた。

立方晶窒化硼素焼結体としては、バインダーを１０〜４０体積％程度含むものが用いられていた。しかし、バインダーは焼結体の強度、熱拡散性を低下させる原因となっていた。特に、立方晶窒化硼素焼結体を用いて鉄系材料を高速で切削加工する場合に、熱負荷が大きくなり、刃先の欠損や亀裂が生じやすく、工具の寿命が短くなる傾向があった。

この問題を解決するために、バインダーを用いずに、六方晶窒化硼素を超高圧高温下で触媒を用いず、立方晶窒化硼素へ直接変換させると同時に焼結させることにより、バインダーを含まない立方晶窒化硼素焼結体（以下、「バインダレスｃＢＮ」とも記す。）を得る方法が開発されている（例えば、特開平１１−２４６２７１号公報（特許文献１）、国際公開２０１６／１２９３２８号（特許文献２）、国際公開２０１６／１２５５４８号（特許文献３））。

バインダレスｃＢＮは優れた耐摩耗性を有するため、切削インサート等の各種工具材料として用いられている。

バインダレスｃＢＮを切削インサートに用いた場合、加工条件によって、切屑の処理が問題となる。切屑処理性を高めるために、切削インサートにはチップブレーカが形成されている。

バインダレスｃＢＮは透明であり、レーザ光の吸収が極端に低いため、レーザ加工機での加工は不可能である。従って、バインダレスｃＢＮを用いた切削インサートにチップブレーカを形成する場合は、砥石で研磨してチップブレーカを形成していた。例えば、図５〜図７に示されるように、従来の刃部４３では、コーナの上面及び側面を砥石で研磨して削り落とし、露出面をチップブレーカとしていた。

このように砥石で研磨するという加工方法でチップブレーカ４４を形成する場合、当該加工方法の制約により、切れ刃は刃部４３の上面（すなわちすくい面）よりも下方に下がった位置に形成せざるを得ず、刃部４３の上面と同じ高さの位置に切れ刃を配置し、かつ、切れ刃の後方にチップブレーカ４４を配置した形状とすることが事実上困難であった。また、砥石で研磨するという加工方法では微細かつ複雑な形状の加工が難しいため、チップブレーカ４４は単純な形状のものしか形成することができなかった。

特開平１１−２４６２７１号公報 国際公開２０１６／１２９３２８号 国際公開２０１６／１２５５４８号

本開示の一態様に係る切削インサートは、
本体と、
前記本体に固定され、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部と、を備え、
前記刃部にはすくい面および逃げ面が形成され、前記すくい面と前記逃げ面とが交差した位置の稜線が切れ刃を成し、
前記すくい面には、前記切れ刃に沿って延在するランド面、および、前記ランド面を挟んで前記切れ刃と反対側に配置されるとともに前記ランド面に連なる凹部を有するチップブレーカが形成される、切削インサートである。

本開示の一態様に係る切削インサートの製造方法は、上記に記載の切削インサートの製造方法であって、
立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程と、
前記刃部を前記本体に接合する工程と、
前記刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、前記すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程と、を備え、
前記レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、
前記レーザ光の繰返し周波数は、１００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下であり、
前記レーザ光の出力は、１０Ｗ以上６ｋＷ以下である、切削インサートの製造方法である。

本開示の一態様に係る切削インサートの製造方法は、上記に記載の切削インサートの製造方法であって、
立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程と、
前記刃部を前記本体に接合する工程と、
前記刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、前記すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程と、を備え、
前記レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、
前記レーザ光の繰返し周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下であり、
前記レーザ光の出力は、０．５Ｗ以上５０Ｗ以下である、切削インサートの製造方法である。

図１は、本開示の一態様に係る切削インサートの代表的な構成例を説明する図である。 図２は、図１に示される切削インサートの刃部の拡大図である。 図３は、図２のＡ−Ａ’線における断面図である。 図４は、図３に示される切削インサートが六方晶窒化硼素層を備える場合の、チップブレーカ部分（図３のＣで示される部分）の拡大図である。 図５は、従来の切削インサートの代表的な構成例を説明する図である。 図６は、図５に示される切削インサートの刃部の上面図である。 図７は、図６のＸ−Ｘ’線における断面図である。 図８は、レーザ照射を用いた切削加工を説明するための図である。

[本開示が解決しようとする課題]
従来の切れ刃が刃部の上面（すくい面）よりも下方に下がった位置にあり、単純な形状を有するチップブレーカでは、加工条件によっては切屑を渦巻き状にカールさせることができず、所望の切屑処理性を得ることができない場合があった。

そこで、本目的は、立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を備え、切屑処理性及び耐摩耗性に優れた切削インサート及びその製造方法を提供することを目的とする。
[本開示の効果]
上記態様によれば、切削インサートは、優れた切屑処理性及び優れた耐摩耗性を有することが可能となる。

［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）本開示の一態様に係る切削インサートは、
本体と、
前記本体に固定され、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部と、を備え、
前記刃部にはすくい面および逃げ面が形成され、前記すくい面と前記逃げ面とが交差した位置の稜線が切れ刃を成し、
前記すくい面には、前記切れ刃に沿って延在するランド面、および、前記ランド面を挟んで前記切れ刃と反対側に配置されるとともに前記ランド面に連なる凹部を有するチップブレーカが形成される、切削インサートである。

この切削インサートは、優れた切屑処理性及び優れた耐摩耗性を有することが可能となる。

（２）前記切削インサートは、前記チップブレーカの表面に形成される六方晶窒化硼素層をさらに備え、
前記六方晶窒化硼素層は、六方晶窒化硼素を５０体積％以上１００体積％以下含み、かつ、厚さが２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

チップブレーカの表面に形成される六方晶窒化硼素層は、チップブレーカの表面の全部を被覆していてもよく、又は、チップブレーカの表面の一部を被覆していてもよい。少なくとも、チップブレーカの表面のうち、切削加工時に切屑が接触する部分が六方晶窒化硼素層に被覆されていることが望ましい。

本実施形態に係る切削インサートは、更に優れた耐摩耗性を有することができる。
（３）前記凹部は前記すくい面に対してのみ開口することが好ましい。

本実施形態に係る切削インサートでは、チップブレーカの凹部が逃げ面に貫通していない。従来の研削等の方法でチップブレーカを形成する場合では、ランド面の内側にランド面よりもくぼんだ凹部を形成することは事実上不可能であった。特に、切れ刃に沿ってランド面を形成し、かつ「逃げ面に貫通していない」凹部を備えるチップブレーカを作ることができなかった。本実施の形態に係る切削インサートでは、チップブレーカの凹部が逃げ面に貫通しておらず、該切削インサートは、より長い切れ刃及びチップブレーカを有するため、切削性能が向上している。

（４）前記すくい面は前記刃部の上面と同一平面上に配置され、
前記ランド面は前記すくい面と同一平面上に配置されることが好ましい。

本実施形態に係る切削インサートによると、切屑が細断されやすくなるため、切削インサートの切屑処理性が向上する。

（５）前記立方晶窒化硼素多結晶体は、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が０．２％以上であることが好ましい。

本実施形態に係る切削インサートによると、被削材の切削点より前方をレーザ照射によって加熱して、軟化させた状態で切削加工することができるため、工具寿命が向上する。

（６）本開示の一態様に係る切削インサートの製造方法は、上記の（１）〜（５）のいずれかに記載の切削インサートの製造方法であって、
立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程と、
前記刃部を前記本体に接合する工程と、
前記刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、前記すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程と、を備え、
前記レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、
前記レーザ光の繰返し周波数は、１００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下であり、
前記レーザ光の出力は、１０Ｗ以上６ｋＷ以下である、切削インサートの製造方法である。

本実施形態に係る切削インサートの製造方法によると、立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部のすくい面に、従来の砥石では作製できなかった複雑な形状を有する三次元チップブレーカを形成することができる。

（７）本開示の一態様に係る切削インサートの製造方法は、上記の（１）〜（５）のいずれかに記載の切削インサートの製造方法であって、
立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程と、
前記刃部を前記本体に接合する工程と、
前記刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、前記すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程と、を備え、
前記レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、
前記レーザ光の繰返し周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下であり、
前記レーザ光の出力は、０．５Ｗ以上５０Ｗ以下である、切削インサートの製造方法である。

本実施形態に係る切削インサートの製造方法によると、立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部のすくい面に、従来の砥石では作製できなかった複雑な形状を有する三次元チップブレーカを形成することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の一実施形態に係る切削インサート及びその製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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。

［切削インサート］
本開示の一実施形態に係る切削インサートについて、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本開示の一実施形態の切削インサート１の斜視図である。図２は、図１に示す切削インサート１の刃部３の拡大斜視図である。図３は、図１に示す切削インサート１のチップブレーカ９部分のＡ−Ａ’線における断面図である。図４は、図３に示す切削インサートが六方晶窒化硼素層を備える場合の、チップブレーカ部分（図３のＣで示される部分）の拡大図である。

図１に示されるように、本実施形態の切削インサート１は、本体２と、本体２に固定された刃部３とを備える。図１の切削インサート１は、平面視形状が菱形であるが、形状は特に限定されない。例えば、切削インサート１は、平面視形状が三角形や正方形とすることができる。図１の切削インサートでは、本体２の複数のコーナのうち、２つのコーナに刃部３が固定されているが、１つのコーナに刃部３が固定されていてもよいし、３つ以上のコーナに刃部３が固定されていてもよい。

（本体）
本体２の材質は、たとえば鋼や超硬合金を用いることができる。

（刃部）
本体２の上面のコーナには、刃部３が固定されている。

刃部３は、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる。立方晶窒化硼素多結晶体は、強度および耐摩耗性に優れているため、立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部は、強度および耐摩耗性が優れ、切削インサートの工具寿命を向上させることができる。

本実施形態に係る立方晶窒化硼素多結晶体は焼結体であるが、通常焼結体とはバインダーを含むことを意図する場合が多いため、本実施形態では「多結晶体」という用語を用いている。

立方晶窒化硼素多結晶体中の立方晶窒化硼素の含有率は、９８．８体積％以上が好ましく、９９体積％以上が更に好ましく、１００体積％が最も好ましい。立方晶窒化硼素の含有率は多いほど好ましいため、その上限値は特に限定されるものではないが、例えば、９９．５体積％以下とすることができ、１００体積％以下とすることができる。

立方晶窒化硼素多結晶体中の立方晶窒化硼素及び結合相のそれぞれの含有率は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）付帯のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）を用いて、ｃＢＮ焼結体に対し、組織観察、元素分析等を実施することによって確認することができる。

具体的には、次のようにして立方晶窒化硼素及び結合相のそれぞれの含有率（体積％）を求めることができる。まず、立方晶窒化硼素多結晶体の任意の位置を切断し、立方晶窒化硼素多結晶体の断面を含む試料を作製する。断面の作製には、集束イオンビーム装置、クロスセクションポリッシャ装置等を用いることができる。次に、上記断面をＳＥＭにて２０００倍で観察して、反射電子像を得る。反射電子像においては、立方晶窒化硼素が存在する領域が黒色領域となり、結合相が存在する領域が灰色領域又は白色領域となる。

次に、上記反射電子像に対して画像解析ソフト（例えば、三谷商事（株）の「ＷｉｎＲＯＯＦ Ｖｅｒ．７．４．１」）を用いてモノクロ処理（白黒画像に変化させる）をして、自動二値化処理を行う。二値化処理後の画像から、測定視野の面積に占める暗視野に由来する画素（立方晶窒化硼素に由来する画素）の面積比率を算出する。算出された面積比率を体積％とみなすことにより、ｃＢＮ粒子の含有割合（体積％）を求めることができる。

二値化処理後の画像から、測定視野の面積に占める明視野に由来する画素（結合相に由来する画素）の面積比率を算出することにより、結合相の含有割合（体積％）を求めることができる。

立方晶窒化硼素多結晶体は、窒素及び硼素に加えて、水素、炭素、酸素、アルカリ金属元素（リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）等）、アルカリ土類金属元素（マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ））等の不可避不純物を含むことができる。これらの不可避不純物の含有率は、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって測定することができる。

立方晶窒化硼素多結晶体は、立方晶窒化硼素以外の成分として、本実施形態の効果を示す範囲において圧縮型六方晶窒化硼素（以下、「圧縮型ｈＢＮ」とも記す。）及びウルツ鉱型窒化硼素（以下、「ｗＢＮ」とも記す。）の一方又は両方を含んでいても構わない。立方晶窒化硼素多結晶体中の圧縮型ｈＢＮ及びｗＢＮの合計の含有率は、０体積％以上１．５体積％以下が好ましく、０体積％以上１．２体積％以下が好ましく、０体積％以上１体積％以下が好ましく、０体積％が最も好ましい。すなわち、立方晶窒化硼素多結晶体には、圧縮型ｈＢＮ及びｗＢＮのいずれも含まれないことが最も好ましい。ここで、「圧縮型六方晶窒化硼素」とは、通常の六方晶窒化硼素と結晶構造が類似し、ｃ軸方向の面間隔が通常の六方晶窒化硼素の面間隔（０．３３３ｎｍ）よりも小さいものを示す。

立方晶窒化硼素多結晶体中の立方晶窒化硼素、圧縮型六方晶窒化硼素及びウルツ鉱型窒化硼素の含有率は、Ｘ線回折法により測定することができる。具体的な測定方法は下記の通りである。

Ｘ線回折装置（スペクトリス社製「Ｘ’ｐｅｒｔ」（商品名））を用いて立方晶窒化硼素多結晶体のＸ線スペクトルを得る。測定箇所は、刃部３のすくい面１０のうち、チップブレーカ９の形成されていない箇所であって、チップブレーカ９から１０μｍ以上離れた場所とする。Ｘ線回折装置の条件は例えば、下記の通りとする。
特性Ｘ線： Ｃｕ−Ｋα（波長１．５４Å）
管電圧： ４５ｋＶ
管電流： ４０ｍＡ
フィルター： 多層ミラー
光学系： 集中法
Ｘ線回折法： θ−２θ法。

得られたＸ線スペクトルにおいて、下記のピーク強度Ａ、ピーク強度Ｂ及びピーク強度Ｃを測定する。

ピーク強度Ａ：回折角２θ＝２８．５°付近のピーク強度から、バックグランドを除いた圧縮型六方晶窒化硼素のピーク強度
ピーク強度Ｂ：回折角２θ＝４０．８°付近のピーク強度から、バックグラウンドを除いたウルツ鉱型窒化硼素のピーク強度
ピーク強度Ｃ：回折角２θ＝４３．５°付近のピーク強度から、バックグラウンドを除いた立方晶窒化硼素のピーク強度。

立方晶窒化硼素多結晶体中の立方晶窒化硼素の含有率は、ピーク強度Ｃ／（ピーク強度Ａ＋ピーク強度Ｂ＋ピーク強度Ｃ）の値を算出することにより得られる。立方晶窒化硼素多結晶体中の圧縮型六方晶窒化硼素の含有率は、ピーク強度Ａ／（ピーク強度Ａ＋ピーク強度Ｂ＋ピーク強度Ｃ）の値を算出することにより得られる。立方晶窒化硼素多結晶体中のウルツ鉱型窒化硼素の含有率は、ピーク強度Ｂ／（ピーク強度Ａ＋ピーク強度Ｂ＋ピーク強度Ｃ）の値を算出することにより得られる。圧縮型六方晶窒化硼素、ウルツ鉱型窒化硼素及び立方晶窒化硼素は、全て同程度の電子的な重みを有するため、上記のＸ線ピーク強度比を立方晶窒化硼素多結晶体中の体積比と見なすことができる。

立方晶窒化硼素多結晶体は、本実施形態の効果を示す範囲において不可避不純物を含んでいても構わない。不可避不純物としては、例えば、水素、酸素等を挙げることができる。立方晶窒化硼素多結晶体中の不可避不純物の含有率は、０．５質量％以下が好ましく、０質量％が最も好ましい。すなわち不可避不純物が含まれないことが最も好ましい。

立方晶窒化硼素多結晶体中の不可避不純物の含有率は、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によって測定することができる。

立方晶窒化硼素多結晶体は、実質的にバインダー、焼結助剤、触媒等を含まない。これにより、立方晶窒化硼素多結晶体の強度及び熱拡散性が向上する。

立方晶窒化硼素多結晶体は、それを構成する結晶粒の平均粒径が、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが更に好ましい。ここで、結晶粒の平均粒径は、結晶粒の円相当径のメジアン径ｄ５０を意味する。結晶粒の円相当径のメジアン径ｄ５０の測定方法について、下記に具体的に説明する。

測定箇所が露出するように立方晶窒化硼素多結晶体をワイヤー放電加工やダイヤモンド砥石電着ワイヤー等で切断し、切断面にＣＰ（クロスセクションポリッシャ）加工を行う。ＣＰ加工面上の測定箇所をＳＥＭ（日本電子株式会社社製「ＪＳＭ−７５００Ｆ」（商品名））を用いて観察し、ＳＥＭ画像を得る。測定視野のサイズは１２μｍ×１５μｍとし、観察倍率は１００００倍とする。

ＳＥＭ画像について、測定視野内に観察される結晶粒の粒界を分離した状態で、画像処理ソフト（Win Roof ver.7.4.5）を用いて、各結晶粒の面積、及び、結晶粒の円相当径の分布を算出する。結晶粒の円相当径の分布から、メジアン径ｄ５０を算出する。

立方晶窒化硼素多結晶体は、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が０．２％以上であることが好ましい。前記光の透過率は、０．５％以上がより好ましく、０．６％以上が更に好ましい。前記光の透過率の上限値は特に限定されないが、製造上の観点からは、０．８％以下が好ましい。

例えば、立方晶窒化硼素多結晶体を構成する結晶粒の粒子径が１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、炭素以外の元素として圧縮型ｈＢＮ及びｗＢＮの一方又は両方を、合計で１．５体積％以下の含有率で含む場合、該立方晶窒化硼素多結晶体は、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が０．２％以上となる。なお、上記の結晶粒の粒子径及び圧縮型ｈＢＮ及びｗＢＮの含有率は一例であり、上記の範囲に限定されない。

従来、Ｎｉ基耐熱合金や超硬合金、セラミックスなどの硬脆材からなる被削材の切削加工において、被削材の切削点より加工方向前方をレーザ照射によって加熱して、軟化させた後に加工することで、切り屑処理性や工具寿命を高める加工方法が存在していた。具体的には、図８に示されるように、被削材において、刃部８３の切れ刃８４と被削材８５との接点である切削点よりも、加工方向（図８中、左向き矢印で示される方向）の前方の領域（図８中、Ｒで示されるレーザ照射領域）をレーザ照射によって加熱して、軟化させた後に加工する。

従来の立方晶窒化硼素は、波長５００ｎｍ以上の光の透過率がほぼ０％であり、被削材を加熱するためのレーザ光（波長５００ｎｍ以上）を吸収する。従って、従来の立方晶窒化硼素を用いた工具により、被削材にレーザ照射を行いながら切削加工を行うと、工具自体も加熱されてしまい、通常の切削時よりも高温環境で加工することになり、工具の切削性能が低下してしまう。このため、従来の立方晶窒化硼素を用いた工具による切削加工では、被削材のレーザ照射領域を切削点に近づけることは困難であり、レーザ照射を切削点から離れた場所で行っていた。

レーザ照射領域と切削点とが離れている場合、レーザ照射領域において、レーザ照射時から切削加工までの時間が長くなるため、冷却しつつあるレーザ照射領域を加工することになる。このため、軟化した被削材を加工することにより得られる切り屑処理性や工具寿命を高めるという効果は十分に得られていなかった。

本実施形態に係る切削インサートでは、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が０．２％以上の立方晶窒化硼素多結晶体を用いている。該透過率が０．２％以上であると、立方晶窒化硼素多結晶体表面での光の反射、及び、照射経路中での光の散乱による損失が生じるため、立方晶窒化硼素多結晶体は実質的に光を吸収しない。よって、本実施形態に係る切削インサートを用いた切削加工においては、被削材の切削点により近い場所をレーザ照射によって加熱しても、切削インサート（工具）がレーザ光を吸収しないため、工具の切削性能が損なわれない。更に、被削材のレーザ照射領域が高温を維持し、レーザ照射領域が軟化した状態で加工することができるため、切り屑処理性や工具寿命を向上することができる。

立方晶窒化硼素多結晶体の波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率は、赤外吸光分光法（ＩＲ法）により測定することができる。

刃部３は、上面視形状が本体２の切欠き部の底面と同一の略三角形のすくい面１０と、すくい面１０に対向するすくい面１０と同一形状の底面と、すくい面１０の外周と底面の外周とをつなぐ逃げ面３３を構成する。

刃部３のすくい面１０の外周を構成する辺のうち、刃部３のすくい面１０と逃げ面３３とが交差した位置の稜線によって形成される辺は、切れ刃４を構成する。

刃部３のすくい面１０には、切れ刃４に沿って延在するランド面５が形成されている。更に、刃部３のすくい面１０には、ランド面５を挟んで切れ刃４と反対側に配置されるとともにランド面５に連なる凹部を有するチップブレーカ９が形成されている。なお、図１及び図２では、チップブレーカ９が一定の幅を有する場合を示しているが、チップブレーカの形状はこれに限定されない。例えば、チップブレーカの幅は一定でなくても良い。また、チップブレーカはすくい面における開口部の形状が円形であっても良い。

チップブレーカ９の凹部は、すくい面に対してのみ開口することが好ましい。すなわち、チップブレーカ９と切れ刃４との間にはランド面５が存在しており、チップブレーカ９は切れ刃４とは接しておらず、チップブレーカ９は逃げ面３３に貫通していないことが好ましい。

本実施形態に係る切削インサートでは、チップブレーカの凹部が逃げ面に貫通していない。従来の研削等の方法でチップブレーカを形成する場合では、ランド面の内側にランド面よりもくぼんだ凹部を形成することは事実上不可能であった。特に、切れ刃に沿ってランド面を形成し、かつ「逃げ面に貫通していない」凹部を備えるチップブレーカを作ることができなかった。本実施の形態に係る切削インサートでは、チップブレーカの凹部が逃げ面に貫通しておらず、該切削インサートは、より長い切れ刃及びチップブレーカを有するため、切削性能が向上している。

刃部３のすくい面１０は、刃部３の上面と同一平面上に配置され、ランド面５はすくい面１０と同一平面上に配置されることが好ましい。これによると、切屑が細断されやすくなるため、切削インサートの切屑処理性が向上する。

刃部３を上面から見た場合、ランド面５は、切れ刃４に対して垂直方向（切れ刃４のコーナにおいては、切れ刃４の接線に対して垂直方向）へ、一定の幅Ｗ１を有している（図３参照）。ランド面５の幅Ｗ１は、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。ランド面５の幅Ｗ１が１０μｍ以上であると、刃部の刃先の強度を維持することができるため、刃先の欠け（チッピング）を防止でき、切削インサートの工具寿命が長くなる。ランド面５の幅Ｗ１が１００μｍ以下であると、切削時に切屑がランド面に乗り上げ、切屑が長くなることを防止できるため、切削インサートの切屑処理性が向上する。ランド面５の幅Ｗ１は、１０μｍ以上７０μｍ以下がさらに好ましい。

ランド面５は、表面粗さが、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下の範囲であることが好ましい。これによると、刃部の切れ刃をシャープに形成することができるため、被削材の仕上げ面粗さが良好となる。ここで、表面粗さとは、十点平均高さ（Ｒｚ）である。具体的には、断面曲線から基準長さだけを抜き取った部分において、最高から５番目までの山頂の標高の平均値と、最深から５番目までの谷底の標高の平均値との差の値をマイクロメートル(μｍ)で表わした値である。ランド面５の表面粗さは、０．０８μｍ以上０．１５μｍ以下の範囲がさらに好ましい。

切削インサート１は、チップブレーカ９の表面に形成される六方晶窒化硼素層１１をさらに備えることが好ましい。本明細書中、六方晶窒化硼素層とは、六方晶窒化硼素を５０体積％以上含む層を意味する。これによると、切削インサート１の耐摩耗性が向上する。この理由は明らかではないが、六方晶窒化硼素により、切削インサートに潤滑性が付与されるためと推察される。

六方晶窒化硼素層は、六方晶窒化硼素を５０体積％以上１００体積％以下含むことが好ましい。これによると、切削インサートは優れた耐摩耗性を有することができる。六方晶窒化硼素層中の六方晶窒化硼素の含有率は、６０体積％以上１００体積％以下がより好ましく、１００体積％が最も好ましい。すなわち、六方晶窒化硼素層は六方晶窒化硼素のみからなることが最も好ましい。ここで、六方晶窒化硼素とは、常温常圧の安定相である六方晶窒化硼素に加えて、圧縮型六方晶窒化硼素も含むものとして定義される。

六方晶窒化硼素層は、その厚さが２μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。これによると、切削インサートは、立方晶窒化硼素に由来する高い硬度を維持しつつ、六方晶窒化硼素に由来する潤滑性を有することができるため、優れた耐摩耗性を有することができる。六方晶窒化硼素層の厚さは、３μｍ以上９μｍ以下がより好ましく、４μｍ以上８μｍ以下が更に好ましい。

六方晶窒化硼素層中の六方晶窒化硼素の含有率、及び、六方晶窒化硼素層の厚さは、Ｘ線回折法により測定することができる。具体的な測定方法は下記の通りである。

まず、刃部３をすくい面１０に形成されたチップブレーカ９を通過するようにワイヤー放電加工（ＷＥＤＭ）を用いて切断し、該凹部を含む断面を露出させる。露出面において、すくい面１０の表面から深さ方向に向かって測定箇所を１μｍ間隔で設定する。各測定箇所において、Ｘ線回折装置（スペクトリス社製「Ｘ’ｐｅｒｔ」（商品名））を用いてＸ線スペクトルを得る。Ｘ線回折装置の条件は例えば、下記の通りとする。
特性Ｘ線： Ｃｕ−Ｋα（波長１．５４Å）
管電圧： ４５ｋＶ
管電流： ４０ｍＡ
フィルター： 多層ミラー
光学系： 集中法
Ｘ線回折法： θ−２θ法。

得られたＸ線スペクトルにおいて、下記のピーク強度Ａ’、ピーク強度Ｂ’及びピーク強度Ｃ’を測定する。

ピーク強度Ａ’：回折角２θ＝２８．５°付近のピーク強度から、バックグランドを除いた六方晶窒化硼素のピーク強度
ピーク強度Ｂ’：回折角２θ＝４０．８°付近のピーク強度から、バックグラウンドを除いたウルツ鉱型窒化硼素のピーク強度
ピーク強度Ｃ’：回折角２θ＝４３．５°付近のピーク強度から、バックグラウンドを除いた立方晶窒化硼素のピーク強度。

六方晶窒化硼素の含有率は、ピーク強度Ａ’／（ピーク強度Ａ’＋ピーク強度Ｂ’＋ピーク強度Ｃ’）の値を算出することにより得られる。六方晶窒化硼素、ウルツ鉱型窒化硼素及び立方晶窒化硼素は、全て同程度の電子的な重みを有するため、上記のピーク強度比を六方晶窒化硼素層中の体積比と見なすことができる。

六方晶窒化硼素層の厚さは、上記で測定したＸ線スペクトルにおいて、六方晶窒化硼素の強度比が５０％以上となる領域の深さ（厚さに該当）を観察して測定することにより確認することができる。

刃部３のすくい面に形成される凹部（以下、「第１凹部」とも記す。）の形状の一例について、下記に説明する。下記では、刃部３のすくい面に形成される第１凹部は、チップブレーカ９に含まれる凹部（以下、「第２凹部」とも記す。）からなるもの、すなわち、第１凹部と第２凹部とが同一であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。刃部３のすくい面に形成される第１凹部は、チップブレーカ９の表面に六方晶窒化硼素層が形成されており、該立方晶窒化硼素層の表面が第１凹部をの壁面を形成している場合も含む。すなわち、本明細書において、刃部３のすくい面に形成される第１凹部は、チップブレーカ９に含まれる第２凹部のみからなるものであってもよいし、第１凹部の壁面が、第２凹部の表面に形成された六方晶窒化硼素層から形成されているものであってもよい。

切削インサートが六方晶窒化硼素層を含まない場合、すくい面の第１凹部（チップブレーカの第２凹部に該当）の外縁を形成する面は、ランド面５から、刃部３の中央方向に向かう距離の大きさに伴って連続的に後退する第１ブレーカ面６と、第１ブレーカ面６の後端に沿って延在し、刃部３の上面から、該上面の垂線に沿った距離が一定である第２ブレーカ面８と、前記第２ブレーカ面８の後端から、ランド面５からの距離の大きさに伴って連続的に立ち上がる第３ブレーカ面１６とを含むことが好ましい。これによると、被削材の切削時に流出した切屑は、初めに第１ブレーカ面６に沿って第２ブレーカ面８に向かって流出する。この時、切屑に歪が与えられ、切屑は細断されやすくなる。第２ブレーカ面８に到達した切屑は、その後、第３ブレーカ面１６に衝突する。この時、切屑は衝突により、細断される。または、切屑により歪が与えられることにより細断される。

第１ブレーカ面６は、刃部３のコーナの曲線状の切れ刃に沿って形成された部分において、回転体形状の側面の一部と同一形状であることが好ましい。これによると、被削材の切削時に、切屑がチップブレーカの第１ブレーカ面６に沿って第２ブレーカ面８に向かって流出するため、切屑に大きな歪を与えることができる。ここで、回転体形状とは、平面図形をその平面上の一直線を軸として、その周りに一回転してできる立体のことを意味する。回転体形状としては、たとえば、球、円錐などが挙げられる。回転体形状の軸は、刃部３のコーナ角の二等分線上にあると、切屑がコーナ角の二等分線の下方に位置する第２ブレーカ面８に流出するため、切屑により大きな歪を与えることができる。第１ブレーカ面６は、刃部３のコーナの曲線状の切れ刃に沿って形成された部分において、円錐の側面の一部と同一形状であることが好ましい。これによると、刃先の強度を維持することができる。

ランド面５に対する第１ブレーカ面６の傾斜角αは１５°以上５０°以下の範囲であることが好ましい。これによると、切削時に切屑が第１ブレーカ面６に沿って流出しやすいため、切削インサートの切屑処理性が向上する。さらに、刃部の刃先の強度を維持することができるため、切削インサートの工具寿命も長くなる。ここで、ランド面５に対する第１ブレーカ面６の傾斜角αとは、ランド面５をチップブレーカの凹部の上部まで延長した場合に想定される仮想面と、第１ブレーカ面６とのなす角のうち、鋭角のものを意味する。ランド面５に対する第１ブレーカ面６の傾斜角αは、２０°以上４０°以下がさらに好ましい。

刃部３のすくい面に形成される凹部は最大深さが６０μｍ以上３００μｍ以下の範囲であることが好ましい。これによると、切削時に切屑に効果的に歪を与えることができるため、切削インサートの切屑処理性が向上する。ここで、刃部３のすくい面に形成される凹部の最大深さとは、すくい面を凹部の上部まで延長した場合に想定される仮想面から、凹部の底部（図３では、第２ブレーカ面８）までの距離の最大値を意味する。刃部３のすくい面に形成される凹部の最大深さは、６０μｍ以上２００μｍ以下の範囲がさらに好ましい。

刃部３を上面から見た場合、刃部３のすくい面に形成される凹部は、切れ刃４に対して垂直（切れ刃４のコーナにおいては、切れ刃４の接線に対して垂直）方向への幅（以下、「凹部の幅」ともいう）Ｗ２が、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい（図３参照）。これによると、切削時に流出した切屑が、刃部３のすくい面１０に乗り上げることなく、第３ブレーカ面１６に衝突し、切屑が細断されやすくなるため、切削インサートの切屑処理性が向上する。刃部３のすくい面に形成される凹部の幅Ｗ２は、０．２５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の範囲がさらに好ましい。

刃部３を上面から見た場合、第２ブレーカ面８は、切れ刃４に対して垂直（切れ刃４のコーナにおいては、切れ刃４の接線に対して垂直）方向への幅（以下、「第２ブレーカ面の幅」ともいう）Ｗ５が、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい（図３参照）。これによると、切削時に流出した切屑が、刃部３のすくい面１０に乗り上げることなく、第３ブレーカ面１６に衝突し、切屑が細断されやすくなるため、切削インサートの切屑処理性が向上する。第２ブレーカ面の幅Ｗ５は、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の範囲がさらに好ましい。

（用途）
本実施形態に係る切削インサートは、チタン合金、コバルトクロム合金等の難削材の高能率加工において特に有効に用いることができる。これら以外の一般的な金属の各種加工においても好適に用いることができる。

［切削インサートの製造方法（１）］
本開示の一実施形態に係る切削インサートの製造方法（１）は、上記の切削インサートの製造方法である。この製造方法は、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程（以下、「刃部の準備工程」とも記す。）と、刃部を本体に接合する工程（以下。「接合工程」とも記す。）と、刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程（以下、「レーザ照射工程」とも記す。）と、を備える。レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、レーザ光の繰返し周波数は、１００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下であり、レーザ光の出力は、１０Ｗ以上６ｋＷ以下である。各工程の詳細について、下記に説明する。

（刃部の準備工程）
立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部は、例えば、次のようにして作製することにより準備することができる。まず、六方晶窒化硼素粒子を超高温高圧装置に導入して、超高圧高温下で触媒を用いず、立方晶窒化硼素へ直接変換させると同時に焼結させることにより立方晶窒化硼素多結晶体を作製する。焼結時の圧力は、７．７ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下であることが好ましい。また、焼結時の温度は、２１００℃以上２５００℃以下であることが好ましい。焼結の処理時間は１０分以上１８０分以下であることが好ましい。

次に、上記で得られた立方晶窒化硼素多結晶体をレーザ加工機にセットした後に、レーザ光を用いて所望の形状にカットし、カットした面を研磨することにより、立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を得る。

立方晶窒化硼素焼結体からなる刃部は、工具母材に貼り合わせて用いることができる形状であれば、特に限定されることはなく、たとえば直方体、三角柱、三角錐、角柱、円柱状等の形状にすることができる。

（接合工程）
次に、上記で得られた刃部を本体に接合する。具体的には、刃部と本体とで接合材を挟み込み、真空炉内に設置する。真空炉内の圧力を２×１０^-2Ｐａ以下に減圧するとともに、炉内の温度を７５０℃以上にすることにより、接合材を溶解させ、刃部と本体とを接合する。

接合材としては、従来公知の組成のものを採用することができる。接合材は、例えば、ＴｉとＺｒとＣｕとを含むことが好ましい。ＴｉとＺｒとＣｕとを含むことにより、高温強度に優れるため、高能率切削等により高温に曝された場合でも軟化しにくく、接合材自体の損傷を防止することができるためである。

次に、接合した刃部と本体とを真空炉内で徐冷することにより溶解した接合材を固化させる。そして、刃部と本体との接合側面を研磨処理することにより、刃部と本体との接合側面を滑らかにする。

（レーザ照射工程）
次に、刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る。立方晶窒化硼素多結晶体は透明であり、レーザ光の吸収が極端に低いため、従来は、レーザ加工装置での加工は不可能であった。本発明者らは鋭意検討した結果、レーザ加工条件を所定の条件とすることにより、立方晶窒化硼素多結晶体をレーザ加工することができることを見いだした。この工程に用いるレーザー加工条件の詳細は下記の通りである。

レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下が好ましい。レーザ光の繰り返し周波数は、１００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下であり、２００Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下が好ましい。レーザ光の出力は、１０Ｗ以上６ｋＷ以下であり、０．１ｋＷ以上２ｋＷ以下が好ましく、０．５ｋＷ以上１．５ｋＷ以下が更に好ましい。レーザ光のパルス幅は、０．０１ｍｓ以上１０ｍｓ以下が好ましい。レーザ光の加工速度は、０．５ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ以下が好ましい。レーザーのノズル径は、３０〜１００μｍが好ましい。

上記の条件で立方晶窒化硼素多結晶体にレーザ光を照射すると、レーザ照射エリアの一部分が局所的に加熱される。加熱された部分の立方晶窒化硼素は六方晶窒化硼素に相転移する。六方晶窒化硼素はレーザ光を吸収するため、レーザ加工を行うことができる。よって、レーザ加工条件を上記の範囲に設定することにより、刃部のすくい面に、従来の砥石では作製できなかった複雑な形状を有する三次元チップブレーカを精度良く、高効率に形成することができる。

レーザ照射工程において刃部のすくい面に三次元チップブレーカを形成する過程で、三次元チップブレーカの表面には六方晶窒化硼素層が形成される。なお、六方晶窒化硼素層による潤滑効果を要しない場合は、レーザ照射工程の後にブラスト処理を施す等の方法により、六方晶窒化硼素層を除去することも可能である。

レーザー加工装置としては、水柱を光路とするレーザー加工装置やドライレーザー加工装置を用いることができる。

［切削インサートの製造方法（２）］
本開示の一実施形態に係る切削インサート（２）の製造方法は、上記の切削インサートの製造方法である。この製造方法は、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程（以下、「刃部の準備工程」とも記す。）と、刃部を本体に接合する工程（以下。「接合工程」とも記す。）と、刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程（以下、「レーザ照射工程」とも記す。）と、を備える。レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、レーザ光の繰返し周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下であり、レーザ光の出力は、０．５Ｗ以上５０Ｗ以下である。

本実施形態において、「刃部の準備工程」及び「接合工程」は上記の切削インサートの製造方法（１）と同一の工程であるため、その説明は繰り返さない。本実施形態において、レーザ照射工程におけるレーザ照射条件は下記の通りである。

レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、１０００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下が好ましい。レーザ光の繰り返し周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下であり、１００ｋＨｚ以上０．５ＧＨｚ以下が好ましい。レーザ光の出力は、０．５Ｗ以上５０Ｗ以下であり、１Ｗ以上１５Ｗ以下が好ましい。レーザ光のパルス幅は、０．０１ｍｓ以上１０ｍｓ以下が好ましい。レーザ光の加工速度は、０．５ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ以下が好ましい。レーザーのノズル径は、３０〜１００μｍが好ましい。

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。

［実施例１］
（切削インサートの作製）
［試料１〜試料９］
立方晶窒化硼素を９８．５体積％含有する立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備した。該刃部を、本体のコーナに接合材を用いて接合し、その後、＃１５００のダイヤモンド砥石により刃付け研磨を行った。

試料１〜試料４、試料７〜試料９では、刃部のすくい面にレーザ光（高出力パルスレーザ（波長１０７０ｎｍ））を、表１に示すレーザ加工条件（繰返し周波数、出力）、かつ、加工ピッチ１μｍで照射してチップブレーカを形成し、切削インサートを得た。得られた切削インサート全体の形状及び形成されたチップブレーカの形状は下記の通りである。

（切削インサート形状）
切削インサート型番：ＣＮＧＧ１２０４０８
切削インサート材質：窒化硼素を９９．２体積％含む窒化硼素多結晶体
ホルダー型番：ＰＣＬＮＬ２５２５Ｍ１２
（チップブレーカ形状）
すくい面形状：円錐形状の側面の一部と同一、傾斜角α＝２０°
ランド面の幅（Ｗ１）：０．０７ｍｍ
凹部の最大深さ（Ｄ）：０．５ｍｍ
凹部の幅（Ｗ２）：０．７ｍｍ
第２ブレーカ面の幅（Ｗ５）：０．４ｍｍ
ランド面表面粗さ（Ｒｚ）：Ｒｚ０．１２μｍ
上記のチップブレーカの形状は、凹部の壁面は、ランド面から、ランド面からの距離の大きさに伴って連続的に後退する第１ブレーカ面と、第１ブレーカ面の後端に沿って延在し、刃部の上面から、該上面の垂線に沿った距離（凹部の最大深さ（Ｄ）に該当）が一定である第２ブレーカ面と、第２ブレーカ面の後端から、ランド面からの距離の大きさに伴って連続的に立ち上がる第３ブレーカ面とを含む。

試料４では、チップブレーカの表面にブラスト処理を施し、チップブレーカ表面を３μｍ除去した。

試料５では、レーザ照射を行わず、チップブレーカを形成しなかった。切削インサート全体の形状は、上記の試料１と同一である。

試料６では、刃部のすくい面にレーザ光（高出力パルスレーザ（波長１０７０ｎｍ））を、表１に示すレーザ加工条件（周波数、出力）、かつ、加工ピッチ１μｍで照射したが、チップブレーカを形成することができなかった。切削インサート全体の形状は、上記の試料１と同一である。

切削インサートは、各試料２個ずつ作製した。得られた切削インサートを用いて、下記の測定及び切削試験を行った。

（測定）
得られた切削インサートの刃部を、すくい面に形成されたチップブレーカを通過するようにワイヤー放電加工を用いて切断し、該凹部を含む断面を露出させた。露出面において、すくい面の表面から深さ方向に向かって測定箇所を１μｍ間隔で設定した。各測定箇所において、Ｘ線回折装置（スペクトリス社製「Ｘ’ｐｅｒｔ」（商品名））を用いてＸ線スペクトルを得た。該Ｘ線スペクトルに基づき、各測定箇所における六方晶窒化硼素の含有率を測定した。Ｘ線回折装置の条件及び六方晶窒化硼素の含有率の算出方法の詳細は、上記の実施の形態に記載しているため、説明は繰り返さない。六方晶窒化硼素の含有率が５０体積％以上の領域を六方晶窒化硼素層として、その厚さを測定した。結果を表１の「ｈＢＮ層の厚さ」の欄に示す。

（切削試験）
得られた切削インサートを用いて、下記の条件で切削試験を行い、切屑処理性及び耐摩耗性を評価した。
被削材：円柱形状のチタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
切削方法：直径１００（ｍｍ）×長さ５００（ｍｍ）の外径旋削
切削形態：湿式切削
被削材の周表面速度：２００（ｍ／ｍｉｎ）
切り込み深さ:０．２（ｍｍ）
送り速さ：０．１（ｍｍ／ｒｅｖ）
切屑処理性は、発生した切屑の長さを測定した。結果を表１の「切屑長さ」の欄に示す。切屑長さが５ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲を、切屑処理性が良好と判断した。

耐摩耗性は、逃げ面摩耗量が０．１ｍｍに到達するまでの加工時間を測定して評価した。結果を表１の「加工時間」の欄に示す。加工時間が長いほど、耐摩耗性が優れていることを示す。

（結果）
試料１〜試料４、試料７及び試料８は、レーザ照射を、レーザ光の波長１０７０ｎｍ、繰り返し周波数２３０Ｈｚ以上２７０Ｈｚ以下、及び、出力０．３ｋＷ以上６ｋＷ以下の条件で行った。試料９は、レーザ照射を、レーザ光の波長１０７０ｎｍ、繰り返し周波数８００ｋＨｚ、及び、出力４Ｗの条件で行った。試料１〜試料４、試料７〜試料９のレーザ照射条件は、実施例に該当する。試料１〜試料４、試料７〜試料９の切削インサートは、刃部のすくい面に凹部を含むチップブレーカが形成されており、実施例に該当する。試料１〜試料４、試料７〜試料９の切削インサートは、切屑処理性が良好であり、加工時間は７１分以上であった。なお、試料１〜試料３、試料７及び試料８では、チップブレーカの表面に六方晶窒化硼素層が確認された。

試料５の切削インサートは、チップブレーカが形成されておらず、比較例に該当する。試料５の切削インサートは、切削試験において切屑が分断されず、切屑処理性が不良であった。加工時間も試料１〜試料４、試料７〜試料９に比べて短かった。

試料６は、レーザ照射を、周波数３００Ｈｚ、及び、出力０．０５ｋＷの条件で行った。このレーザ照射条件は、比較例に該当する。試料６では、チップブレーカを形成することができず、試料６は比較例に該当する。試料６では、レーザ照射を行ったすくい面の表面に、六方晶窒化硼素層は確認されなかった。試料６の切削インサートは、切削試験において切屑が分断されず、切屑処理性が不良であった。加工時間も試料１〜試料４、試料７〜試料９に比べて短かった。

（考察）
試料１〜試料４、試料７〜試料９（実施例）は、良好な切屑処理性を有するとともに、試料５及び試料６（比較例）よりも加工時間が長く耐摩耗性が優れていることが確認された。

中でも、試料１〜試料３は、六方晶窒化硼素層による潤滑作用が付与されつつ、立方晶窒化硼素多結晶体に比べて低硬度の六方晶窒化硼素層の厚みが、刃部の硬度を低下させない程度の厚み（３μｍ以上８μｍ以下）であるため、特に優れた耐摩耗性を有すると考えられる。

［実施例２］
（切削インサートの作製）
［試料２−１〜試料２−１２］
立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備した。各試料の立方晶窒化硼素多結晶体は、立方晶窒化硼素の含有率が表２の「ｃＢＮ含有率」欄に示される通りであり、立方晶窒化硼素多結晶体を構成する結晶粒の平均粒径が表２の「平均粒径」欄に示される通りであり、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が表２の「波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率」欄に示される通りである。

上記の立方晶窒化硼素多結晶体を構成する結晶粒の平均粒径は、結晶粒の円相当径のメジアン径ｄ５０を意味する。結晶粒の円相当径のメジアン径ｄ５０の測定方法について、下記に具体的に説明する。

測定箇所が露出するように立方晶窒化硼素多結晶体をワイヤー放電加工やダイヤモンド砥石電着ワイヤー等で切断し、切断面にＣＰ（クロスセクションポリッシャ）加工を行う。ＣＰ加工面上の測定箇所をＳＥＭ（日本電子株式会社社製「ＪＳＭ−７５００Ｆ」（商品名））を用いて観察し、ＳＥＭ画像を得る。測定視野のサイズは１２μｍ×１５μｍとし、観察倍率は１００００倍とする。

ＳＥＭ画像について、測定視野内に観察される結晶粒の粒界を分離した状態で、画像処理ソフト（Win Roof ver.7.4.5）を用いて、各結晶粒の面積、及び、結晶粒の円相当径の分布を算出する。結晶粒の円相当径の分布から、メジアン径ｄ５０を算出する。

なお、出願人が測定した限りでは、同一の試料において測定する限りにおいては、結晶粒のメジアン径ｄ５０の測定結果を測定視野の選択個所を変更して複数回算出しても、測定結果のばらつきはほとんどなく、任意に測定視野を設定しても恣意的にはならないことが確認された。

上記の波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率は赤外吸光分光法（ＩＲ法）により測定した値である。

該刃部を、本体のコーナに接合材を用いて接合し、その後、＃１５００のダイヤモンド砥石により刃付け研磨を行った。

各試料において、刃部のすくい面にレーザ光（高出力パルスレーザ（波長１０７０ｎｍ））を、周波数２５０Ｈｚ及び出力１．５ｋＷのレーザ加工条件、かつ、加工ピッチ１μｍで照射して、チップブレーカを形成し、切削インサートを得た。得られた切削インサート全体の形状及び形成されたチップブレーカの形状は試料１と同一である。

得られた切削インサートを用いて、被削材に波長５００ｎｍのレーザ光を照射しながら、切削試験を行い、工具寿命を評価した。各試料において、レーザ照射は、切削点とレーザ照射領域との距離Ｌ（図８参照）が表２の「切削点からレーザ照射領域までの距離Ｌ」欄に示される距離となるように調整して行った。切削条件は下記の通りである。
被削材：円柱形状のインコネル７１８
切削方法：直径１２０（ｍｍ）×長さ３００（ｍｍ）の外径旋削
切削形態：湿式切削
被削材の周表面速度：２００（ｍ／ｍｉｎ）
切り込み深さ:０．３（ｍｍ）
送り速さ：０．１（ｍｍ／ｒｅｖ）
工具寿命は、最大逃げ面摩耗量が０．２ｍｍに到達するまでの加工時間を測定して評価した。結果を表２の「工具寿命」の欄に示す。加工時間が長いほど、工具寿命が優れていることを示す。

（結果）
試料２−１〜試料２−６の切削インサートは、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を有し、該立方晶窒化硼素多結晶体は、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が０．２２％以上であり、かつ、刃部のすくい面に凹部を含むチップブレーカが形成されており、実施例に該当する。試料２−１〜試料２−６の切削インサートは、加工時間（工具寿命）が１８．６分以上であった。

試料２−７〜試料２−１２の切削インサートは、立方晶窒化硼素を９７．３体積％以下含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を有し、該立方晶窒化硼素多結晶体は、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が０．１６％以下であり、比較例に該当する。試料２−７〜試料２−１２の切削インサートは、加工時間（工具寿命）が８．３分以下であった。

（考察）
試料２−１〜試料２−６（実施例）は、試料２−７〜試料２−１２（比較例）よりも工具寿命が長いことが確認された。

試料２−１〜試料２−６（実施例）は、切削点からレーザ照射領域までの距離が１０ｍｍ以下の近距離であっても、レーザ照射により切削インサートが加熱されず、かつ、レーザ照射により被削材が軟化するため、切削インサートの工具性能が向上し、工具寿命が向上したと考えられる。

試料２−７〜試料２−９（比較例）は、切削点からレーザ照射領域までの距離が１０ｍｍ以下の近距離であり、レーザ照射により切削インサートが加熱されるため、工具寿命が短くなったと考えられる。試料２−１０〜試料２−１２（比較例）は、切削点からレーザ照射領域までの距離が２０ｍｍ以上又はレーザ照射を行わないものであり、被削材の軟化が不十分なため、工具寿命が短くなったと考えられる。

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。

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。

１ 切削インサート、 ２ 本体、 ３，４３，８３ 刃部、 ４，８４ 切れ刃、 ５ ランド面、 ６ 第１ブレーカ面、 ７ 凹部、 ８ 第２ブレーカ面、 ９，４４ チップブレーカ、 １０ すくい面、 １１ 六方晶窒化硼素層、 １６ 第３ブレーカ面、 ３３ 逃げ面、 ８５ 被削材、 Ｒ レーザ照射領域。

Claims (7)

1. 本体と、
   前記本体に固定され、立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部と、を備え、
   前記刃部にはすくい面および逃げ面が形成され、前記すくい面と前記逃げ面とが交差した位置の稜線が切れ刃を成し、
   前記すくい面には、前記切れ刃に沿って延在するランド面、および、前記ランド面を挟んで前記切れ刃と反対側に配置されるとともに前記ランド面に連なる凹部を有するチップブレーカが形成される、切削インサート。
2. 前記チップブレーカの表面に形成される六方晶窒化硼素層をさらに備え、
   前記六方晶窒化硼素層は、六方晶窒化硼素を５０体積％以上１００体積％以下含み、かつ、厚さが２μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１に記載の切削インサート。
3. 前記凹部は前記すくい面に対してのみ開口する、請求項１または請求項２に記載の切削インサート。
4. 前記すくい面は前記刃部の上面と同一平面上に配置され、
   前記ランド面は前記すくい面と同一平面上に配置される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の切削インサート。
5. 前記立方晶窒化硼素多結晶体は、波長５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲の光の透過率が０．２％以上である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の切削インサート。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の切削インサートの製造方法であって、
   立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程と、
   前記刃部を前記本体に接合する工程と、
   前記刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、前記すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程と、を備え、
   前記レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、
   前記レーザ光の繰返し周波数は、１００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下であり、
   前記レーザ光の出力は、１０Ｗ以上６ｋＷ以下である、切削インサートの製造方法。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の切削インサートの製造方法であって、
   立方晶窒化硼素を９８．５体積％以上含む立方晶窒化硼素多結晶体からなる刃部を準備する工程と、
   前記刃部を前記本体に接合する工程と、
   前記刃部のすくい面にレーザ光を照射することにより、前記すくい面に凹部を含むチップブレーカを形成して切削インサートを得る工程と、を備え、
   前記レーザ光の波長は、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、
   前記レーザ光の繰返し周波数は、１０ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下であり、
   前記レーザ光の出力は、０．５Ｗ以上５０Ｗ以下である、切削インサートの製造方法。

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