KR20070058325A

KR20070058325A - 표면 피복 절삭 인서트 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070058325A
Application number: KR1020060118817A
Authority: KR
Inventors: 요시카즈 오카다; 다쿠시 사에키; 히로시 오모리
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2007-06-08
Also published as: US7875316B2; US20100154596A1; EP1793014A1; CN1974205B; EP1793014B1; ES2324424T3; US7871715B2; JP4797608B2; DE602006006006D1; US20070128469A1; ATE427369T1; CN1974205A; JP2007152478A; KR101307738B1

Abstract

이 표면 피복 절삭 인서트는, 탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스를 모재로 하는 인서트 본체와, 하지층과 중간층과 최외층을 갖고, 하지층과 최외층은 각각 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 형성되고, 중간층은 Al₂O₃ 을 주성분으로 하여 형성되며, 인서트 본체의 표면 중, 플랭크면과 교차 능선부 중 플랭크면측 절삭날부에서는 최외층이 제거되고, 레이크면 중 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부에는 최외층이 남겨져 있다. 이 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법은, 교차 능선부에 절삭날을 형성함과 함께, 인서트 본체의 표면에 하지층, 중간층, 최외층을 피복한 후, 인서트 본체의 표면 중, 레이크면의 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부를 제외하고, 플랭크면과 교차 능선부 중 플랭크면측 절삭날부에서 최외층을 제거한다.

Description

표면 피복 절삭 인서트 및 그 제조 방법{SURFACE-COATED CUTTING INSERT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1 은 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.

도 2 는 도 1 에 나타내는 실시형태의 절삭날 (16) 이 형성되는 교차 능선부 (15) 에 직교하는 확대 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법의 일 실시형태에 관련된 제조 장치를 나타내는 도면이다.

도 4 는 도 3 에 나타내는 제조 장치에 의해 도 1 및 도 2 에 나타내는 실시형태의 표면 피복 절삭 인서트를 제조하는 경우의, 본 발명의 제조 방법의 일 실시형태를 설명하는 도면이다.

도 5 는 도 1 에 나타내는 실시형태의 변형예를 나타낸, 절삭날 (16) 이 형성되는 교차 능선부 (15) 에 직교하는 확대 단면도이다.

도 6 은 도 1 에 나타내는 실시형태의 다른 변형예를 나타낸, 절삭날 (16) 이 형성되는 교차 능선부 (15) 에 직교하는 확대 단면도이다.

도 7 은 본 발명의 제조 방법의 다른 실시형태를 설명하는 도면이다.

도 8 은 도 7 에 나타내는 제조 방법에 의해 제조되는 제 1 표면 피복 절삭 인서트를 나타내는 도면으로서, 도 8 의 (a) 는 습식 블라스트 처리전, 도 8 의 (b) 는 습식 블라스트 처리후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 9 는 도 7 에 나타내는 제조 방법에 의해 제조되는 제 2 표면 피복 절삭 인서트를 나타내는 도면으로서, 도 9 의 (a) 는 습식 블라스트 처리전, 도 9 의 (b) 는 습식 블라스트 처리후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 10 은 도 7 에 나타내는 제조 방법에 의해 제조되는 제 3 표면 피복 절삭 인서트를 나타내는 도면으로서, 도 10 의 (a) 는 습식 블라스트 처리전, 도 10 의 (b) 는 습식 블라스트 처리후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 11 은 도 7 에 나타내는 제조 방법에 의해 제조되는 제 4 표면 피복 절삭 인서트를 나타내는 도면으로서, 도 11 의 (a) 는 습식 블라스트 처리전, 도 11 의 (b) 는 습식 블라스트 처리후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 12 는 도 7 에 나타내는 제조 방법에 의해 제조되는 제 5 표면 피복 절삭 인서트를 나타내는 도면으로서, 도 12 의 (a) 는 습식 블라스트 처리전, 도 12 의 (b) 는 습식 블라스트 처리후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 13 은 도 7 에 나타내는 제조 방법에 의해 제조되는 제 6 표면 피복 절삭 인서트를 나타내는 도면으로서, 도 13 의 (a) 는 습식 블라스트 처리전, 도 13 의 (b) 는 습식 블라스트 처리후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 14 는 도 4 에 나타내는 제조 방법에 의해 제조되는 표면 피복 절삭 인서트를 나타내는 도면으로서, 도 14 의 (a) 는 습식 블라스트 처리전의 평면도, 도 14 의 (b) 는 습식 블라스트 처리전의 측면도, 도 14 의 (c) 는 습식 블라스트 처 리후의 평면도, 도 14 의 (d) 는 습식 블라스트 처리후의 측면도이다.

도 15 는 장착구멍 (12) 이 없는 표면 피복 절삭 인서트에 습식 블라스트 처리를 실시하는 경우의 도면이다.

도 16 은 포지티브 타입의 표면 피복 절삭 인서트에 습식 블라스트 처리를 실시하는 경우의 도면이다.

도 17 은 실시예 1 에 있어서의 플랭크면의 표면 조도 곡선이다.

도 18 은 비교예 1 에 있어서의 플랭크면의 표면 조도 곡선이다.

도 19 는 실시예 1 에 의한 광택이 있는 양호한 마무리면을 나타내는 것이다.

도 20 은 비교예 1 에 의한 가우지에 의해서 백탁된 마무리면을 나타내는 것이다.

도 21 은 일반적인 절삭 인서트의 절삭날 (1) 이 형성되는 교차 능선부 (5) 에 직교하는 확대 단면도이다.

도 22 는 도 21 에 나타내는 절삭 인서트에 의해서 피삭재 (W) 를 절삭할 때의 절삭 초기의 도면이다.

도 23 은 도 21 에 나타내는 절삭 인서트에 의해서 피삭재 (W) 를 절삭할 때의 플랭크면 마모가 발달된 단계에서의 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11. 인서트 본체 12. 장착구멍

13. 레이크면 14. 플랭크면

15. 교차 능선부 16. 절삭날

17. 코너부 18. 하지층

19. 중간층 20. 최외층

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평8-52603호

특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2002-144108호

본 발명은, 인서트 착탈식의 각종 공구에 장착되어 절삭 가공에 사용되는 표면 피복 절삭 인서트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2005년 12월 2일에 출원된 일본국 특허출원 제2005-349652호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

절삭 인서트는, 탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스 등의 경질 재료를 모재로 하는, 예를 들어 다각형 판형상의 인서트 본체의 레이크면과 플랭크면과의 교차 능선부에 절삭날이 형성된 것으로, 인서트 착탈식 공구에 장착되어 금속 피삭재의 절삭 가공에 널리 사용되고 있다. 또한, 이러한 절삭 인서트에서는, 주로 그 내마모성을 향상시키기 위해서, 인서트 본체의 표면에 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 또는 2 층 이상의 다층으로 형성된 하지층과, Al₂O₃ 을 주성분으로 하는 중간층과, 하지층과 마찬가지로 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 또는 2 층 이상의 다층으로 형성된 최외층을, 인서트 본체 표면측으로부터 이 순서대로 피복한 표면 피복 절삭 인서트도 제안되어 있다.

그리고, 또한 이러한 표면 피복 절삭 인서트에서는, 예를 들어 상기 특허문헌 1, 2 에 이들 층의 일부를 기계적으로 제거한 것도 제안되어 있다. 즉, 특허문헌 1 에는, α-Al₂O₃ 층 (중간층) 상의 TiC_xN_yO_z 층 (최외층) 을 절삭날 라인으로부터만 제거하거나, 또는 레이크면과 절삭날 라인의 양쪽으로부터 기계적으로 제거하고, 플랭크면에서는 이 TiC_xN_yO_z 최외층을 그대로 남겨 놓는 것이 개시되어 있다. 그리고 확산 크레이터 마모나 용착 (스미어링) 에 대한 저항성이 강한 Al₂O₃ 을 레이크면과 절삭날의 최외층으로 하고, 반대로 플랭크면에서는 상대적으로 조기에 마모되는 Al₂O₃ 을 대신하여 플랭크면 마모에 대한 저항성이 강한 TiC_xN_yO_z를 최외층으로 함으로써, 레이크면과 플랭크면에 있어서 동시에 우수한 마모 저항을 발휘하는 것도 개시되어 있다. 또한, 이 플랭크면의 TiC_xN_yO_z 층에 의해, 사용한 절삭날과 미사용 절삭날의 상이를 판별하는 「사용 절삭날 구별」이 용이해진다는 것도 개시되어 있다. 한편, 기계적인 제거로는 브러싱이나 폴리싱, 블라스팅 처리를 들 수 있다.

또한, 상기 특허문헌 2 에 있어서는, 역시 절삭날이 미사용 날인지 사용이 끝난 날인지를 간단하게 검출할 수 있도록 하기 위해서, 플랭크면 상에 사용 상태 표시층을 형성하는 것이 개시되어 있다. 더욱 바람직하게는 마모 방지 피막으로서 Al₂O₃ 층을 피복한 다음 최외층으로서 TiN 층을 피복한 후에, 레이크면 및 절삭날로부터 사용 상태 표시층인 TiN 층을 브러시나 샌드 블라스트에 의해 기계적으로 제거하는 방법이 개시되어 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 절삭 가공 분야에서는 최근 들어 점점 더 고정밀한 가공이 요구되고 있으며, 종래부터의 관리 항목인 가공 치수 정밀도는 물론, 거기에 추가하여 피삭재의 절삭 가공 표면 (마무리면) 의 품질 향상도 중요시되고 있다.

여기서, 상기 종래의 절삭 인서트에 있어서는 전술한 바와 같이 레이크면과 플랭크면에 있어서 동시에 우수한 마모 저항을 발휘하도록 되어 있기 때문에, 가공 치수 정밀도에 관해서는 어느 정도의 개선이 달성되어 있다.

그러나, 절삭 가공 표면의 품질에 관해서는 전술한 바와 같이 최근 그 판단 기준이 엄격해지고 있기 때문에, 절삭 초기의 단계에서, 또는 절삭 개시 후 비교적 단시간의 단계에서 만족할 수 없는 상황이 되어, 현실에서, 마모의 발생은 아직 작더라도 작업자에 의해서 수명이 다한 걸로 판단되어, 사용 절삭날이나 인서트 자체가 교환되고 있는 경우가 있다. 여기서 작업자는, 피삭재의 절삭 가공 표면에 가우지 (gouge) 나 보풀이라고 불리는 현상이 발생하여 손에 닿았을 때에 꺼끌거리 는 감촉이 있거나, 광택이 없이 백탁된 표면으로 보임으로써, 절삭날의 수명이 다한 것으로 판단하고 있다. 특히 최근에는 피삭재에 관해서도 난삭재 (難削材) 화가 진행되고 있어, 이러한 표면 상태의 이상이 점점 더 발생하기 쉬운 상황으로 되어 가고 있다.

또한, 상기 종래의 절삭 인서트에서는, 전술한 바와 같이 플랭크면의 TiC_xN_yO_z 층이나 사용 상태 표시층인 TiN 층에 의해 사용한 절삭날과 미사용 절삭날의 상이를 판별하는 「사용 절삭날 구별」을 실시하도록 하고 있지만, 예를 들어 조명이 불충분한 절삭 가공 현장에서 절삭날의 사용ㆍ미사용을 확실하게 식별하기란 어렵다. 특히, 상기 특허문헌 2 에 기재된 표면 피복 절삭 인서트에서는, 절삭시에 발생하는 열의 작용으로 인한 변색에서, 사용 중에 공작물과 직접 접촉하지 않지만 사용된 절삭날에 인접하고 있는 플랭크면 구역도 변색되는 것을 이용하고 있기 때문에, 직접 절삭 부스러기와 접촉하여 다량의 발열을 일으키는 레이크면과 비교하면 변색되는 영역은 좁고, 또한 변색의 정도도 약하기 때문에, 절삭날의 사용ㆍ미사용이 한층 더 식별하기 어려운 상황이 된다.

본 발명은 이러한 배경 하에 이루어진 것으로, 피삭재에 가우지나 보풀이 없고, 광택이 있는 고품질의 절삭 가공 표면을 형성하는 것이 가능하고, 또한 보다 확실하게 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별이 가능한 표면 피복 절삭 인서트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 표면 피복 절삭 인서트는, 탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스를 모재로 하는 인서트 본체와, 상기 인서트 본체의 표면에 인서트 본체측으로부터 순서대로 피복된 하지층과 중간층과 최외층을 갖고, 상기 인서트 본체의 레이크면과 플랭크면의 교차 능선부에 절삭날이 형성되고, 상기 하지층과 최외층은 각각 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 또는 2 층 이상의 다층으로 형성됨과 함께, 상기 중간층은 Al₂O₃ 을 주성분으로 하여 형성되어 있고, 상기 인서트 본체의 표면 중, 적어도 상기 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 상기 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서는, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있는 한편, 적어도 상기 레이크면 중 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부에는 상기 최외층이 남겨져 있다.

상기 플랭크면과 상기 교차 능선부의 전체에서, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있어도 된다.

상기 플랭크면으로부터, 상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 상기 레이크면의 내측의 범위까지, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있어도 된다.

상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 상기 레이크면의 내측으로 2㎜ 까지의 범위 내에서, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있어도 된다.

상기 플랭크면에 있어서 주로 노출된 상기 중간층의 표면 조도가, 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하로 되어 있어도 된다.

상기 하지층과 최외층의 적어도 일방은, 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속으로서 선택된 Ti, Zr, Hf, Cr 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 형성된 층을 구비하고 있어도 된다.

상기 플랭크면 및 상기 플랭크면측 절삭날부에 있어서, 70면적% 이상의 중간층이 노출되어 있어도 된다.

상기 중간층은 80체적% 이상 Al₂O₃ 을 함유한 층이어도 된다.

상기 최외층이 습식 블라스트 (wet blast) 에 의해서 제거되어도 된다.

또한, 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법은, 탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스를 모재로 하는 인서트 본체의 레이크면과 플랭크면의 교차 능선부에 절삭날을 형성함과 함께, 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 또는 2 층 이상의 다층으로 각각 형성된 하지층 및 최외층과, Al₂O₃ 을 주성분으로 하여 형성된 중간층을, 상기 인서트 본체측으로부터 하지층, 중간층, 최외층의 순으로 상기 인서트 본체의 표면에 피복한 후, 상기 인서트 본체의 표면 중, 적어도 상기 레이크면의 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부를 제외하고, 적어도 상기 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 상기 플랭크면에 이어 져 있는 플랭크면측 절삭날부에서, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시킨다.

상기 플랭크면과 상기 교차 능선부의 전체에서, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시켜도 된다.

상기 플랭크면으로부터, 상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 그 레이크면의 내측의 범위까지, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시켜도 된다.

상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 상기 레이크면의 내측으로 2㎜ 까지의 범위 내에서, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시켜도 된다.

상기 플랭크면에 있어서 주로 노출시킨 상기 중간층의 표면 조도를, 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하로 해도 된다.

상기 플랭크면 및 상기 플랭크면측 절삭날부에 있어서, 70면적% 이상의 중간층을 노출시켜도 된다.

상기 최외층을 습식 블라스트에 의해서 제거해도 된다.

상기 인서트 본체를, 상기 레이크면이 형성된 면과 이것과는 반대의 면 사이에서, 축선 둘레로 회전가능한 한 쌍의 회전축에 의해 사이에 끼워 유지하고, 상기 인서트 본체를 회전시키면서, 블라스트 건에 의해 상기 인서트 본체의 표면에 연마 액을 분사하여 습식 블라스트를 실시해도 된다.

상기 인서트 본체를, 상기 레이크면이 형성된 면과 이것과는 반대의 면 사이에서, 축선 둘레로 회전가능한 한 쌍의 회전축에 의해 사이에 끼워 유지하고, 상기 인서트 본체를 회전시키면서, 상기 축선에 대하여 10∼90°의 분사각의 블라스트 건에 의해 상기 인서트 본체의 표면에 연마액을 분사하여 습식 블라스트를 실시해도 된다.

상기 인서트 본체를, 상기 레이크면이 형성된 면과 이것과는 반대의 면 사이에서, 축선 둘레로 회전가능한 한 쌍의 회전축에 의해 사이에 끼워 유지하고, 그인서트 본체를 회전시키면서, 상기 축선에 대하여 30∼90°의 분사각의 블라스트 건에 의해 상기 인서트 본체의 표면에 연마액을 분사하여 습식 블라스트를 실시해도 된다.

상기 한 쌍의 회전축 중, 상기 인서트 본체의 상기 레이크면이 형성된 면을 사이에 끼우는 회전축에 마스킹 부재를 장착하여, 상기 레이크면 중의 상기 일부를 마스킹하면서 습식 블라스트를 실시해도 된다.

여기서, 도 21 은 일반적인 네거티브 타입의 절삭 인서트의 절삭날 (1) 주변을 나타내는 확대 단면도이고, 도면 중에 있어서 부호 2 는 인서트 본체, 부호 3 으로 나타내는 영역은 레이크면, 부호 4 로 나타내는 영역은 플랭크면, 부호 5 로 나타내는 영역은 상기 절삭날 (1) 이 형성되는 레이크면 (3) 과 플랭크면 (4) 의 교차 능선부로서, 도 21 에서는 라운딩 호닝이 실시되어 있다. 또, 이러한 호닝이 실시되지 않은, 레이크면 (3) 과 플랭크면 (4) 이 각도를 갖고 교차하도록 형 성된 절삭 인서트에 있어서도, 그 교차 능선부 (5) 는 실제로는 폭을 갖지 않는 선이 되는 경우는 없고, 극소이기는 하지만 소정의 폭으로 호닝이 실시된 상태로 되어 있다. 즉 미시적으로 보면 도 21 에 나타낸 것과 같은 상태가 된다. 또한, 레이크면 (3) 상에는 도시된 바와 같이 오목홈형상의 칩 브레이커 (6) 가 형성되어 있어도 된다.

이러한 절삭 인서트에 의해서 피삭재 (W) 를 절삭하면, 절삭 초기에는 도 22 에 나타내는 것과 같이 절삭날 (1) 이 형성되는 상기 교차 능선부 (5) 중에서도 플랭크면 (4) 에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부 (5a) 의 영역이, 도 22 에 검은 화살선으로 나타낸 바와 같이 최종적으로 피삭재 (W) 의 절삭 가공 표면 (P) 에 접촉하여 이 절삭 가공 표면 (P) 을 형성하고 있음을 알 수 있다. 또한, 절삭날 (1) 의 마모가 진행되어 가면, 도 23 에 나타내는 바와 같이 이 절삭 가공 표면 (P) 에 접촉하는 영역은 플랭크면 (4) 측으로 확대되어, 최종적으로는 도 23 에 검은 화살선으로 나타내는 바와 같이 플랭크면 (4) 의 영역이 절삭 가공 표면 (P) 을 형성하게 된다. 또, 이들 도 22 및 도 23 에 있어서 비어있는 흰 화살선은 피삭재 (W) 에 대한 절삭 인서트의 상대적인 진행 방향을 나타내는 것이고, 부호 C 는 절삭 부스러기이다.

그래서, 본 발명의 발명자들은 양호한 품질의 절삭 가공 표면 (P) 을 얻기 위해서는, 이렇게 해서 절삭 가공 표면 (P) 에 최종적으로 접촉하는 절삭 인서트의 플랭크면 (4) 과 상기 교차 능선부 (5) 중 플랭크면 (4) 에 이어져 있는 상기 플랭크면측 절삭날부 (5a) 의 성상이 중요하다고 생각하였다. 특히, 표면 피복 절 삭 인서트는 마무리 절삭에서도 사용되지만, 대부분은 부하가 높은 초벌ㆍ중간 마무리 절삭에 사용되고, 통상은 플랭크면 (4) 의 마모폭이 0.3㎜ 이상으로 성장할 때까지 사용되기 때문에, 플랭크면 (4) 의 성상이 매우 중요한 것으로 생각된다. 그리고, 또한 본 발명의 발명자들은, 이와 같이 절삭 가공 표면 (P) 과 접촉하여 최종적으로 상기 절삭 가공 표면 (P) 을 형성하는 플랭크면 (4) 과 상기 플랭크면측 절삭날부 (5a) 에 있어서는, 종래의 표면 피복 절삭 인서트의 플랭크면과 같은 TiC_xN_yO_z 층이나 TiN 층보다 마찰계수가 낮은 Al₂O₃ 을 주성분으로 하는 중간층을 주로 노출시킴으로써, 마모 속도는 빠르더라도 절삭 가공 표면 (P) 과의 찰과 (擦過) 에 의한 가우지나 보풀을 억제하는 것이 가능해진다는 지견을 얻어, 상기 구성의 표면 피복 절삭 인서트를 발명하기에 이르렀다.

따라서, 이러한 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트에 의하면, 플랭크면의 표면이 TiC_xN_yO_z 층이나 TiN 층으로 된 종래의 인서트와 비교하여, 가령 난삭재의 가공이더라도 결과적으로는 광택이 있는 양호한 품질의 절삭 가공 표면 (P) 을 장기에 걸쳐 얻을 수 있어, 즉 작업자에 의해 절삭날의 수명이 다한 것으로 판단되어 사용 절삭날이나 인서트 자체가 교환되기까지의 시간을 연장하는 것이 가능해진다. 한편, 적어도 상기 레이크면 중 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부에는, 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 또는 2 층 이상의 다층으로 각각 형성된 상기 최외층이 남겨져 있고, 이러한 최외층은 흑색 계통의 Al₂O₃ 을 주성분으 로 하는 중간층에 대하여 예를 들어 황색이나 백색 계통 등의 밝은 색조를 나타내도록 조정하는 것이 가능하다. 이 때문에, 절삭시의 절삭 부스러기 찰과에 의해서 발생하는 마찰열에 의한 변색을 용이하게 확인할 수 있어, 절삭날의 사용ㆍ미사용을 확실하게 식별하는 것이 가능해진다.

여기서, 최외층이 제거됨으로써 노출되는 상기 중간층은, 100% 가 Al₂O₃ 이 아니더라도 Al₂O₃ 을 주성분으로 하고 본질적으로 Al₂O₃ 에 의해 구성되는 층이면 되고, Al₂O₃ 이 바람직하게는 80vol% 이상 함유되어 있으면 상기 서술한 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 중간층은, Al₂O₃ 와, Ti, Zr, Hf, Cr, Si 의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 및 이들의 복합 화합물 중에서 선택되는 물질과의 고용체를 형성한 화합물층, 또는 이들 물질이 Al₂O₃ 의 매트릭스 중에 석출된 혼합물층, 또는 Al₂O₃ 과 이들 물질을 번갈아 복수 회 적층한 다층 구조로 되어 있어도 된다. 또한, Al₂O₃ 자체도 α형이나 κ 형 등 몇 가지 결정 구조를 갖고 있고, 어떤 결정 구조에서도 상기 서술한 효과는 얻어지지만, 특히 α형의 Al₂O₃ 인 경우에는 보다 고품질의 절삭 가공 표면을 얻을 수 있다.

그리고, 상기 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서는 최외층이 완전히 제거되어 중간층만이 노출되어 있지 않아도 된다. 예를 들어 미소하게 최외층이 남겨져 있어도, 주로 중간층이 노출되어 있기만 하면 된다. 단, 이 중간층이 노출되는 비율이 지나치게 적으면 상기 서술한 효과를 충분히 발휘할 수 없게 될 우려가 있으므로, 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서는 중간층이 면적 비율로 70% 이상이 노출되어 있는 것이 바람직하다. 또, 이렇게 해서 최외층이 제거되어 노출된 중간층의 피복두께는 1∼15㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 1㎛ 미만에서는 중간층이 조기에 마모되어 장기에 걸친 양호한 품질의 절삭 가공 표면의 형성이 불가능해질 우려가 있다. 한편, 15㎛ 를 초과할 정도로 두꺼우면, 인성이 현저히 저하되어 중간층에 박리나 결손이 생기기 쉬워질 우려가 있다.

그런데, 이와 같이 최외층이 제거됨으로써 중간층이 주로 노출되는 부분은, 적어도 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부, 즉 플랭크면과 상기 교차 능선부의 플랭크면에 연속되는 측의 적어도 도중 부분이면 된다. 또한, 전술한 바와 같이 절삭날의 사용ㆍ미사용을 식별하는 최외층이 절삭 부스러기와 찰과되는 범위에 충분히 확보되어 있으면, 플랭크면과 상기 교차 능선부의 전체에서 최외층이 제거되어 중간층이 주로 노출되어 있어도 된다. 또 플랭크면으로부터, 상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 레이크면의 내측의 범위까지 최외층이 제거되어 중간층이 주로 노출되어 있어도 된다. 이 경우에는, 절삭날이 형성되는 상기 교차 능선부나 레이크면의 절삭날측에 Al₂O₃ 을 주성분으로 하는 중간층이 노출되기 때문에, 특허문헌 1 에도 기재되어 있는 바와 같이 레이크면의 확산 크레이터 마모나 용착에 대한 저항성이 향상되어, 보다 효과적으로 절삭날 교환까지의 기간을 연장할 수 있다.

단, 이렇게 해서 레이크면의 내측까지 최외층이 제거되는 경우에는, 최외층이 너무 과도하게 레이크면의 내측까지 제거되면 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별 효과가 손상될 우려가 있다. 이 때문에, 플랭크면으로부터 상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 레이크면의 내측으로 2㎜ 까지의 범위 내에서 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되는 것이 바람직하다. 물론, 이는 인서트 본체 중 절삭 가공에 관여하는, 특히 절삭날의 코너부측 부분에서의 경우이다. 절삭 가공에는 관여하지 않고, 따라서 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별에도 관여하지 않는 인서트 본체의 교차 능선부에 이어져 있는 부분에서는, 최외층이 남겨진 채이거나, 또한 전체적 또는 부분적으로 최외층이 제거되어 중간층이 노출된 상태이거나 상관없다.

또한, 후술하는 바와 같이 적어도 상기 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서 상기 중간층을 주로 노출시킬 때에는, 최외층의 제거뿐만 아니라 제거되는 부분의 표면 조도도 개선하는 것이 가능하여, 이것에 의해 한층 더 절삭 가공 표면의 품질 향상을 꾀할 수 있다. 특히, 표면을 피복하는 절삭 인서트의 경우에는, 탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스의 모재로 이루어지는 인서트 본체의 플랭크면 부분을 소결 상태 그대로, 연마 가공하지 않고 피복을 실시하는, 이른바 M 급 정밀도를 갖는 것이 널리 사용되지만, 이러한 경우라도 전술한 바와 같이 표면 조도를 개선함으로써 피삭재와의 마찰을 저감하여 한층 더 광택이 있는 고품위 절삭 가공 표면을 얻는 것이 가능해진다.

예를 들어 이렇게 해서 개선되는, 상기 플랭크면에 있어서 주로 노출된 중간층의 표면 조도는, JIS B 0601-1994 (2001) 에 있어서, 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하로 되는 것이 바람직하고, 0.2㎛ 이하로 되는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 표면 조도가 작으면, 플랭크면에 노출되는 중간층이 저마찰계수의 Al₂O₃ 을 주성분으로 하는 것과도 더불어서, 전술한 바와 같이 보다 고품위의 절삭 가공 표면을 얻을 수 있다. 여기서, 컷오프치를 0.08㎜ 로 하는 이유는, 절삭 가공 표면의 품질에 영향을 미치는 것은 중간층 표면의 마이크로한 상태로서, 인서트 본체의 소결전의 압분체의 밀도 편차나 소결시에 발생하는 소결 변형 등에 기인하는 소결 상태에서의 기복 현상 (웨이브 성분) 을 제거하기 위해서이다.

또, 상기 하지층과 최외층의 적어도 일방을, 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 형성된 층으로 하는 경우, 이들 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속으로는 Ti, Zr, Hf, Cr 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 즉, 이들 금속의 화합물은, 표면 피복 절삭 인서트에 있어서의 양산을 위한 표면 피복 처리 기술상에서, 절삭 성능 및 피복 처리의 경제성의 양쪽 모두가 우수한 물질이다. 따라서 제조 비용을 억제하면서도, 보다 절삭성이 우수한 표면 피복 절삭 인서트를 제공하는 것이 가능해진다.

한편, 이와 같이, 인서트 본체의 표면 중, 적어도 플랭크면과 상기 교차 능 선부 중 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서 상기 중간층이 주로 노출되어 있는 한편, 적어도 레이크면 중 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부에 최외층이 남겨진 표면 피복 절삭 인서트를 제조하기 위해서는, 예를 들어 인서트 본체 표면에 하지층과 중간층을 피복한 시점에서, 일단 인서트 본체를 코팅로(爐)로부터 꺼내어, 중간층을 노출시킬 부분에 마스킹을 실시하거나 한 다음, 재차 코팅로에 세팅하고 최외층을 피복하는 방법도 있다. 그와 같은 방법으로도 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트를 제조할 수 있지만, 이러한 제조 방법에서는, 작업성이 나빠 비경제적일 뿐만 아니라, 마스킹이 안정되지 않으면 중간층을 노출시킬 부분에까지 넓게 최외층이 피복되어, 상기 서술한 효과를 얻을 수 없게 될 우려가 생긴다.

그런데, 이에 대하여 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법은, 전술한 바와 같이 하지층, 중간층, 최외층을 인서트 본체의 표면에 피복한 후, 적어도 레이크면의 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부를 제외하고, 적어도 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서 최외층을 제거함으로써 중간층을 주로 노출시키는 것이다. 이 때문에, 종래의 표면 피복 절삭 인서트와 마찬가지로 각 층을 연속적으로 피복한 다음에 최외층을 부분적으로 제거하면 되어, 양산에 적합하고 효율적이며 또한 경제적이다. 또한, 이렇게 해서 중간층이 주로 노출된 부분에 후공정에서 최외층이 피복되는 등의 일도 없어, 따라서 전술한 바와 같은 우수한 효과를 나타내는 표면 피복 절삭 인서트를 안정적으로, 확실하게 또한 저비용으로 제조하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 발명의 제조 방법에 있어서 이와 같이 최외층을 제거함에 있어서도, 예를 들어 탄성 지석이나 지립이 함유된 나일론 브러시, 또는 다이아몬드 페이스트를 사용한 동물모의 브러시 등을 이용한 기계 가공에 의한 방법도 있다. 그러나, 이들 기계 가공은 통상적인 절삭 인서트에서의 절삭날의 호닝 처리나 랩 처리에도 적용되는 가공 에너지가 높은 것이기 때문에, 최외층을 제거하여 노출된 중간층의 표면에 연마 상흔 등을 발생시킬 우려가 있고, 특히 플랭크면의 표면 조도를 열화시키거나, 인서트 자체의 인성 저하를 초래하기도 할 우려가 있다. 또한, 이들의 방법에서는, 인서트 본체 중 특히 돌출된 절삭날이 형성되는 상기 교차 능선부에 가공 에너지가 강하게 작용하기 때문에, 이 교차 능선부에 있어서 최외층의 제거에 머물지 않고, 중간층까지 국소적으로 얇게 연마될 우려도 있다.

그래서, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 이러한 높은 가공 에너지가 작용하지 않고, 또한 국소적으로 가공 에너지가 집중되는 일도 적은 습식 블라스트에 의해 상기 최외층을 제거하는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 습식 블라스트 처리는, 분사 연마재를 함유한 액체 (일반적으로는 물) 인 연마액을 피처리물에 분사하여 연마를 실시하는 것으로, 전술한 바와 같은 탄성 지석이나 브러시를 사용한 기계 가공은 물론, 건식 블라스트 처리와 비교하더라도 액체가 피처리물과의 사이에서 분사 연마재의 운동 에너지를 감쇠시키기 때문에, 가공 에너지가 비교적 약한 소프트한 가공이 된다. 이 때문에, 본 발명과 같은 최외층의 제거에 사용함으로써, 노출된 중간층 표면에 대한 연마 상흔의 발생도 적게 억제할 수 있어, 예를 들어 전술한 바와 같은 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 평 활한 플랭크면을 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 교차 능선부에 있어서도 국소적으로 가공 에너지가 강하게 작용하는 일이 없기 때문에, 절삭날이 형성되는 이 교차 능선부만이 과도하게 처리되는 일도 없다.

또, 이와 같이 습식 블라스트에 의해 인서트 본체 표면 중 적어도 레이크면의 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부를 제외하고, 적어도 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서 최외층을 제거하는 경우라도, 상기 인서트 본체를, 상기 레이크면이 형성된 면과 이것과는 반대의 면 사이에서 축선 둘레로 회전가능한 한 쌍의 회전축에 의해 사이에 끼워 유지하고, 상기 인서트 본체를 회전시키면서, 상기 축선에 대하여 10∼90°의 분사각의 블라스트 건에 의해 상기 인서트 본체의 표면에 연마액을 분사하여 습식 블라스트를 실시한다. 이것에 의해, 블라스트 처리의 자동화도 가능하여 양산에 의해 경제적이고, 나아가 안정된 품질의 표면 피복 절삭 인서트를 제조할 수 있다.

즉, 회전축의 축선에 대한 블라스트 건의 분사각이 90°이면, 블라스트 건이 플랭크면에 대략 대향한 상태로 연마액을 분사하게 되어, 인서트 본체를 회전시킴으로써 빠짐없이 균일하게, 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 그 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서 최외층을 제거할 수 있다. 또한, 이보다 분사각을 레이크면측으로 작게 함에 따라서, 연마액은 플랭크면에 분사됨과 함께 레이크면측으로도 분사되게 된다. 이 때문에, 이 레이크면에 대한 분사 부위를 조정함으로써 레이크면 내측에는 최외층을 남기면서, 절삭날이 형성되는 상기 교차 능선부의 전체, 또한 이 교차 능선부와 레이크면의 경계보다 레이크면의 내측의 범위 까지 상기 최외층을 제거하여 중간층을 주로 노출시킬 수 있다. 단, 이 분사각이 레이크면측으로 작아질수록, 플랭크면에 대한 분사액의 입사각도 작아져 최외층의 제거 작용이 약해지기 때문에, 상기 분사각은 전술한 바와 같이 10°이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30°이상으로 한다.

또, 플랭크면에 미리 플랭크각이 형성된 포지티브 타입의 절삭 인서트인 경우에는, 레이크면과는 반대측을 향하여 분사각을 작게 함으로써, 플랭크면에 대해서는 분사각을 수직에 가깝게 하여 효율적인 처리를 꾀하면서, 플랭크면측 절삭날부에서도 최외층을 확실히 제거할 수 있다.

또한, 레이크면 중 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부에 최외층을 확실히 남기면서, 적어도 플랭크면과 교차 능선부의 플랭크면측 절삭날부에서는 효율적으로 최외층을 제거하여 중간층을 노출시키기 위해서는, 상기 한 쌍의 회전축 중, 인서트 본체의 레이크면이 형성된 면을 사이에 끼우는 회전축에 마스킹 부재를 장착하여, 상기 레이크면 중의 상기 일부를 마스킹하면서 습식 블라스트를 실시하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 예를 들어 상기 서술한 레이크면과의 경계보다 내측으로 2㎜ 까지의 일정 폭의 범위 내에서 최외층이 제거되고, 이보다 내측에는 최외층이 남겨진, 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별성이 높은 표면 피복 절삭 인서트도 생산성을 손상시키지 않고 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

또, 이러한 습식 블라스트의 분사 연마재로는, 경질의 미립 미디어이면 재질로는 알루미나, 지르코니아, 수지계, 유리계 등 여러 가지를 사용 가능하고, 입경으로는 약 10∼500㎛ 정도가 바람직하며, 이 중에서도 특히 10∼200㎛ 정도의 미립 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 분사 조건으로는, 예를 들어 미디어로서 알루미나를 사용하는 경우에는 액체 (물) 와 혼합한 상태에 있어서 15∼60wt% 의 범위가 되도록 미디어를 함유시켜 연마액을 조정하고, 블라스트 건에 공급하는 압축 공기 압력 즉 분사 압력을 0.05∼0.3MPa 의 범위로 하여 분사하는 것이 바람직하다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1 및 도 2 는, 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트의 일 실시형태를 나타내는 것이다. 본 실시형태에 있어서, 인서트 본체 (11) 는, 탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스를 모재로 한 소결 합금에 의해 다각형 판형상 (도 1 에서는 마름모꼴 판형상) 으로 형성된다. 즉 그 표면이 서로 평행한 한 쌍의 다각형면과, 이들 다각형면의 주위에 배치되고 상기 인서트 본체 (11) 의 두께 방향 (도 1 및 도 2 에서의 상하 방향) 으로 연장되는 복수의 측면을 구비하고 있다. 또한, 상기 다각형면의 중앙에는, 이 인서트 본체 (11) 를 인서트 착탈식 절삭 공구의 장착 자리에 장착시키기 위한 장착구멍 (12) 이, 상기 인서트 본체 (11) 를 상기 두께 방향으로 관통하도록 형성되어 개구되어 있다.

그리고, 이 인서트 본체 (11) 의 상기 다각형면에는 레이크면 (13) 이 형성됨과 함께 상기 측면에는 플랭크면 (14) 이 형성되고, 이들 레이크면 (13) 과 플랭크면 (14) 의 교차 능선부 (15), 즉 상기 다각형면의 능변부 (邊稜部) 에 절삭날 (16) 이 형성되어 있다. 단, 전술한 바와 같은 다각형 판형상의 인서트 본체 (11) 를 갖는 절삭 인서트에서는, 그 다각형면의 능변부의 모두가 절삭날 (16) 로서 사용되는 경우는 적다. 특히 마름모꼴 판형상의 절삭 인서트에서는, 그 마 름모꼴면 중 예각을 이루는 코너부 (17) 측의 능변부가 오로지 절삭날 (16) 로서 사용된다.

또 본 실시형태는, 레이크면 (13) 이 형성된 한 쌍의 다각형면과 플랭크면 (14) 이 형성된 4 개의 측면이 교차 능선부 (15) 를 사이에 두고 서로 수직으로 교차하는 방향으로 연장되는 네거티브 타입의 인서트로 되어 있다. 따라서 상기 코너부 (17) 를 사이에 낀 표리 (表裏) 8 개의 능변부에 절삭날 (16) 이 형성되어 있어, 인서트 본체 (11) 를 상기 장착구멍 (12) 둘레로 180°회전시키고, 또한 절삭날 (16) 을 표리 반전시켜 돌아가면서 사용하는 것이 가능하게 된다. 또, 이 절삭날 (16) 이 형성되는 상기 교차 능선부 (15) 에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 라운딩 호닝이 실시되어 있어, 이것에 의해 절삭날 (16) 이 형성되는 상기 교차 능선부 (15) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 단면 1/4 원호형상을 나타내게 된다.

이러한 인서트 본체 (11) 의 표면에는, 전술한 바와 같은 모재 상에, 도 2 에 나타내는 바와 같이 인서트 본체 (11) 측으로부터 순서대로 하지층 (18) 과 중간층 (19) 과 최외층 (20) 이 피복된다. 이 중, 하지층 (18) 과 최외층 (20) 은, 각각 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 (단, Al₂O₃ 의 단층은 제외한다.) 또는 2 층 이상의 다층으로 형성된 것으로, 하지층 (18) 과 최외층 (20) 은 동일한 것이어도 되고 상이해도 된다. 단, 이들 하지층 (18) 과 최외층 (20) 의 적어도 일방이, 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 의 1 종 의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물의 층을 갖고 있는 경우에는, 이 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속은 Ti, Zr, Hf, Cr 중에서 선택되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 중간층 (19) 은 Al₂O₃ 을 주성분으로 하여 형성되어 있다. 단, 이 중간층 (19) 은, 100% 가 Al₂O₃ 이 아니어도 되며, 즉 Al₂O₃ 을 주성분으로 하고 본질적으로 Al₂O₃ 으로 구성되는 층이면 되고, Al₂O₃ 이 바람직하게는 80vol% 이상 함유되어 있으면 된다. 예를 들어, 상기 중간층 (19) 은, Al₂O₃ 과, Ti, Zr, Hf, Cr, Si 의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 및 이들의 복합 화합물 중에서 선택되는 물질과의 고용체를 형성한 화합물층, 또는 이들 물질이 Al₂O₃ 의 매트릭스 중에 석출된 혼합물층, 나아가 Al₂O₃ 과 이들 물질을 번갈아 복수 회 적층한 다층 구조로 되어 있어도 된다. 또한, Al₂O₃ 자체도 α형이나 κ 형 등 몇 가지 결정 구조를 갖고 있고, 어떤 결정 구조라도 좋지만, 특히 α형의 Al₂O₃ 이 바람직하다.

또, 이러한 하지층 (18), 중간층 (19), 및 최외층 (20) 은 공지된 화학 증착법 (CVD)이나 물리 증착법 (PVD) 등에 의해서 형성 가능하며, 특히 고온에서 피복되고, 나아가 부하가 높은 고능률 가공에서 사용되는 화학 증착법에 의해서 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 피복되는 인서트 본체 (11) 의 모재의 표면은 연마되어 있어도 되고, 소결 상태 그대로의 이른바 M 급 정밀도여도 된다.

그리고, 또 상기 인서트 본체 (11) 의 표면 중, 적어도 상기 플랭크면 (14) 과 상기 교차 능선부 (15) 중 플랭크면 (14) 에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에서는 상기 최외층 (20) 이 제거됨으로써 중간층 (19) 이 주로 노출되어 있는 한편, 적어도 상기 레이크면 (13) 중 이 레이크면 (13) 과 상기 교차 능선부 (15) 의 경계 (Q) 보다 상기 레이크면 (13) 의 내측에 있어서는, 그 일부에 상기 최외층 (20) 이 남겨져 있다. 바꿔 말하면, 인서트 본체 (11) 의 표면 중, 적어도 상기 플랭크면 (14) 과 교차 능선부 (15) 중의 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에서는 하지층 (18) 과 중간층 (19) 이 형성되어 이 중간층 (19) 이 주로 노출되어 있음에 대하여, 적어도 상기 경계 (Q) 보다 레이크면 (13) 의 내측에는, 플랭크면 (14) 및 플랭크면측 절삭날부 (15a) 로부터 연속되는 상기 중간층 (19) 상에 최외층 (20) 이 피복되어 있는 것이다.

여기서, 본 실시형태에서는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 플랭크면 (14) 과, 상기 교차 능선부 (15) 중 이 플랭크면 (14) 에 연속되는 측의 일부분인 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에서 최외층 (20) 이 제거되어 중간층 (19) 이 노출되어 있고, 교차 능선부 (15) 중 이 플랭크면측 절삭날부 (15a) 이외의 나머지의 부분인, 레이크면 (13) 에 연속되는 측의 레이크면측 절삭날부 (15b) 와 레이크면 (13) 에 최외층 (20) 이 남겨져 있다. 또 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이 단면 1/4 원호형상을 이루는 교차 능선부 (15) 중에서도, 도 2 에 나타내는 바와 같이 그 1/2 보다도 더 플랭크면 (14) 측, 즉 상기 1/4 원호의 이등분선 L 보다 플랭크면 (14) 측에까지 최외층 (20) 이 남겨져 있어, 요컨대 상기 교차 능선부 (15) 에 있 어서, 최외층 (20) 이 제거되어 중간층 (19) 이 노출되는 플랭크면측 절삭날부 (15a) 는 교차 능선부 (15) 의 1/2 보다 작고, 또한 최외층 (20) 이 남겨지는 레이크면측 절삭날부 (15b) 보다 작게 되어 있다.

또, 이와 같이 최외층 (20) 이 제거되어 중간층 (19) 이 노출된 플랭크면 (14) 및 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에 있어서는, 그 전체에 있어서 중간층 (19) 이 최외로 노출되어 있지 않더라도, 주로 이 중간층 (19) 이 노출되어 있으면 된다. 예를 들어 상기 플랭크면 (14) 및 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에서의 면적 비율에 있어서 중간층 (19) 의 70% 이상이 노출되어 있으면 된다. 또한, 이렇게 해서 최외층 (20) 이 제거되어 노출된 중간층 (19) 의 피복두께, 즉 층두께는 1∼15㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 한편, 상기 하지층 (18) 및 최외층 (20) 의 층두께는 그 조성 등에 따라서 적절히 설정하면 되지만, 최외층 (20) 은 플랭크면 (14) 이나 플랭크면측 절삭날부 (15a) 로부터 제거하는 것을 고려하면, 중간층 (19) 이나 하지층 (18) 보다 얇은 층두께로 피복되는 것이 바람직하다.

또한, 이렇게 해서 최외층 (20) 이 제거되어 중간층 (19) 이 노출된 플랭크면 (14) 및 플랭크면측 절삭날부 (15a) 는, 중간층 (19) 이 주성분으로 하는 Al₂O₃ 자체가 갖는 흑색계의 외관색을 나타내게 된다. 이에 대하여, 최외층 (20) 이 남겨진 레이크면 (13) 및 레이크면측 절삭날부 (15b) 는, 그 조성 등에 따라서도 달라지지만 대체로 밝은 색조의 광택이 있는 엷은 황색, 크림색, 또는 금색을 나타나게 된다. 또한, 적어도 상기 플랭크면 (14) 에 있어서 노출된 중간층 (19) 은, 그 표면 조도가 JIS B 0601-1994 (또는 JIS B 0601-2001) 에 규정되는 표면 조도 중, 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하로 되어 있다.

다음으로, 도 3 은 이러한 실시형태의 표면 피복 절삭 인서트를 제조하는 경우에 있어서, 인서트 본체 (11) 의 표면 중, 적어도 레이크면 (13) 의 상기 경계 (Q) 보다 내측의 일부를 제외하고, 적어도 플랭크면 (14) 과 상기 교차 능선부 (15) 중 플랭크면 (14) 에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에서 최외층 (20) 을 제거함으로써 중간층 (19) 을 주로 노출시킬 때의, 본 발명에 관련된 표면 피복 절삭 인서트 제조 장치의 일례를 나타내는 것이다. 도 4 는 이 제조 장치를 사용한 본 발명의 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법의 일 실시형태를 설명하는 것이다.

이 중, 우선 도 3 에 나타내는 제조 장치에 있어서는, 한 쌍의 회전축 (21) 이 그 선단끼리를 서로 대향시켜서 간격을 두고, 예를 들어 수평 방향으로 연장되는 축선 (O) 둘레로 서로 동방향으로 회전 가능하게 동축에 지지되어 있다. 또한, 상기 축선 (O) 의 측방 (도 3 에서는 상측) 에는, 이들 회전축 (21) 사이에 유지된 인서트 본체 (11) 의 표면에 연마액 (G) 을 분사하여 습식 블라스트를 실시함으로써 상기 최외층 (20) 을 제거하는 블라스트 건 (22) 이 구비되어 있다.

여기서, 이 제조 장치는 전술한 바와 같은 장착구멍 (12) 을 갖는 인서트 본체 (11) 용 제조 장치로서, 상기 회전축 (21) 의 선단부에는, 각각 그 선단측을 향하여 예를 들어 원추형상으로 선단이 가늘어지는 경질 우레탄 고무 등의 탄성재로 만든 캡 (23) 이 장착되어 있다. 또한, 이들 한 쌍의 회전축 (21) 중 적어도 일방은 축선 (O) 방향으로 진퇴 가능하게 되어 있다. 상기 축선 (O) 방향에 인서트 본체 (11) 의 두께 방향을 일치시켜 양 회전축 (21) 사이에 인서트 본체 (11) 를 배치하고, 상기 적어도 일방의 회전축 (21) 을 타방을 향하여 전진시킴으로써, 장착구멍 (12) 의 개구부에 캡 (23) 이 각각 밀착하여 인서트 본체 (11) 가 유지되고, 또한 회전축 (21) 과 일체로 회전 가능하게 된다. 따라서, 이렇게 해서 유지된 인서트 본체 (11) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 그 레이크면 (13) 이 축선 (O) 에 수직으로 상기 축선 (O) 방향을 향하게 됨과 함께, 플랭크면 (14) 은 축선 (O) 에 평행하게 된다.

한편, 블라스트 건 (22) 은, 액체에 분사 연마재를 혼합한 상기 연마액 (G) 을 압축 공기의 압력에 의해 그 선단의 노즐 (24) 로부터 상기 회전축 (21) 사이에 끼워져 유지된 인서트 본체 (11) 를 향하여 분출해서 습식 블라스트를 실시하는 것이다. 연마액 (G) 의 액체로는 통상 물이 사용되고, 또한 분사 연마재로는 알루미나, 지르코니아, 수지계, 유리계 등과 같은 경질의 미디어를 여러 가지 사용 가능하고, 입경으로는 약 10∼500㎛ 정도, 특히 10∼200㎛ 정도의 미립인 것이 보다 바람직하다. 또, 연마액 (G) 중의 연마재의 함유량은, 예를 들어 미디어로서 알루미나를 사용하는 경우에는 15∼60wt%, 상기 압축 공기의 압력 (분사 압력) 은 0.05∼0.3MPa 의 범위가 바람직하다.

또한, 이 블라스트 건 (22) 은, 상기 축선 (O) 에 대한 연마액 (G) 의 분사각 (θ), 즉 노즐 (24) 로부터의 연마액 (G) 의 분사 방향이 축선 (O) 에 대하여 형성하는 각도가 10∼90°의 범위에서 조정 가능하게 되어 있다. 따라서 전술한 바와 같이 레이크면 (13) 이 축선 (O) 방향을 향하고 있는 인서트 본체 (11) 에 대해서는, 이 레이크면 (13) 측으로부터 분사각 (θ) 이 축선 (O) 에 대하여 10∼90°가 되고, 본 실시형태에서는 도 4 에 나타내는 바와 같이 분사각 (θ) 이 90°가 되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 연마액 (G) 이 인서트 본체 (11) 의 플랭크면 (14) 에 대해서는, 이 플랭크면 (14) 에 대향하여 상기 두께 방향에 수직인 방향으로부터 분사되어지게 된다. 또, 도시한 예에서는 연마액 (G) 이 노즐 (24) 로부터 상기 분사각 (θ) 의 방향을 따라서 평행하게 분사되고 있지만, 상기 분사각 (θ) 의 방향으로 연장된 직선을 중심으로 한 원추형상 등으로 연마액 (G) 이 분사되어도 된다.

또, 상기 회전축 (21) 을 축선 (O) 둘레로 회전시키는 회전 구동 수단은, 도시되지 않은 제어 수단에 의해 적절히 제어 가능하게 되어 있다. 이 제어 수단에 있어서는, 예를 들어 회전축 (21) 의 회전시간 즉 인서트 본체 (11) 가 습식 블라스트 처리되고 있는 시간과, 회전축 (21) 의 회전수 즉 인서트 본체 (11) 의 회전속도가 제어된다. 또한, 회전축 (21) 이 1 회전, 즉 인서트 본체 (11) 가 축선 (O) 둘레로 1 회전하는 동안에, 블라스트 건 (22) 으로부터 연마액 (G) 의 분사를 받는 위치에 대하여 미리 설정된 1 또는 복수의 회전각도 영역에서 상기 회전속도를 단속적 또는 연속적으로 변화시키거나, 미리 설정된 1 또는 복수의 회전각도의 위치에서 회전축 (21) 및 인서트 본체 (11) 를 소정 시간 정지시키거나 해도 된다. 또한, 상기 블라스트 건 (22) 으로부터의 연마액 (G) 의 분사도 이 제어 수단에 의해 제어하여, 연마액 (G) 분사의 개시나 정지를 실시하거나, 인서트 본체 (11) 가 소정의 회전각도 영역이나 회전각도 위치에 있을 때에는 연마액 (G) 의 상기 분사 압력을 단속적 또는 연속적으로 변화시키거나 해도 된다.

이러한 제조 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 회전축 (21) 사이에는, 플랭크면 (14) 이나 교차 능선부 (15) 중의 플랭크면측 절삭날부 (15a) 도 포함하여, 하지층 (18) 및 중간층 (19), 그리고 최외층 (20) 이, 그 표면 전체에 피복된 인서트 본체 (11) 가 유지된다. 그리고, 이 인서트 본체 (11) 를 회전시키면서 블라스트 건 (22) 에 의해서 습식 블라스트를 실시하면, 연마액 (G) 의 분사각 (θ) 이 90°로 상기 두께 방향에 수직인 방향으로부터 플랭크면 (14) 에 대향하도록 연마액 (G) 이 분사된다. 이 때문에, 이 플랭크면 (14) 상에 피복된 최외층 (20) 이 제거됨과 함께, 플랭크면 (14) 과 레이크면 (13) 의 교차 능선부 (15) 에 있어서도 그 플랭크면 (14) 측의 플랭크면측 절삭날부 (15a) 로부터 최외층 (20) 이 제거된다.

한편, 교차 능선부 (15) 중의 레이크면측 절삭날부 (15b) 와 레이크면 (13) 에서는 연마액 (G) 의 분사가 충분히 작용하지 않기 때문에 최외층 (20) 이 남겨진다. 이 때문에, 예를 들어 전술한 바와 같이 회전축 (21) 의 회전시간이나 회전수, 회전속도를 제어하여, 플랭크면 (14) 및 상기 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에 있어서 중간층 (19) 이 주로 노출될 때까지 습식 블라스트 처리를 실시하는 것에 의해, 상기 실시형태의 표면 피복 절삭 인서트를 얻을 수 있다. 또한, 이 습식 블라스트에 의해서 플랭크면 (14) 에는 연마가 실시되기 때문에, 그 표면 조도를 전술한 바와 같이 평활하게도 마무리할 수 있다.

그리고, 예를 들어 이와 같이 제조되는 상기 구성의 표면 피복 절삭 인서트에 있어서는, 전술한 바와 같이 피삭재의 절삭 가공 표면과 접촉하여 최종적으로 이 절삭 가공 표면을 형성하는 플랭크면 (14) 과 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에, 마찰계수가 낮은 Al₂O₃ 을 주성분으로 하는 중간층 (19) 이 주로 노출되어 있다. 이 때문에, 피삭재와의 마찰에 의한 절삭 가공 표면의 가우지나 보풀을 억제하는 것이 가능해져, 가령 난삭재의 가공이라도 광택이 있는 양호한 품질의 절삭 가공 표면을 장기에 걸쳐 형성할 수 있다. 따라서, 최근의 고정밀도 가공에 있어서 중요시되는 피삭재의 절삭 가공 표면 (마무리면) 의 품질 향상을 만족하면서, 작업자에 의해서 절삭날의 수명이 다한 것으로 판단되어 사용 절삭날이나 인서트 자체가 교환되기까지의 시간을 연장하는 것이 가능해져, 즉 인서트의 수명의 장기화를 꾀함으로써 경제적인 고정밀도 가공을 추진할 수 있다.

한편에서, 레이크면 (13) 중 적어도 상기 교차 능선부 (15) 와의 경계 (Q) 보다 내측의 일부, 특히 본 실시형태에서는 레이크면 (13) 과, 교차 능선부 (15) 중의 상기 플랭크면측 절삭날부 (15a) 이외의 부분인 레이크면측 절삭날부 (15b) 에서는, 전술한 바와 같이 흑색 계통의 중간층 (19) 에 대하여 황색이나 크림색, 금색, 또는 백색 계통 등의 밝은 색조를 나타내도록 조정된 최외층 (20) 이 피복된 채로 남겨져 있다. 이 때문에, 절삭시에 절삭 부스러기가 레이크면 (13) 의 최외층 (20) 상을 찰과하여 이 최외층 (20) 을 깎아내거나, 또는 이 찰과에 의해서 발생하는 마찰열로 인해 최외층 (20) 이 변색되거나 하면, 가령 조명이 불충분한 절삭 가공의 작업 현장이더라도 이것을 용이하게 확인할 수 있어, 절삭날 (16) 의 사용ㆍ미사용을 확실하게 식별하는 것이 가능해지므로, 사용이 끝난 절삭날 (16) 을 재사용하거나, 반대로 미사용 절삭날 (16) 이 남아있는 채로 인서트 본체 (11) 가 폐기되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 표면 피복 절삭 인서트에서는, 플랭크면 (14) 에 있어서 노출된 중간층 (19) 의 표면 조도가, JIS B 0601-1994 (2001) 에 기초하는 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하, 바람직하게는 0.2㎛ 이하로 평활하게 마무리되어 있기 때문에, 중간층 (19) 이 저마찰계수의 Al₂O₃ 을 주성분으로 하는 것과도 더불어서, 한층 더 고품위의 절삭 가공 표면을 얻을 수 있다. 또한 상기 하지층 (18) 과 최외층 (20) 의 적어도 일방을, 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 형성된 층으로 하는 경우에 상기 금속으로서 Ti, Zr, Hf, Cr중에서 선택하여 사용하면, 표면 피복 절삭 인서트를 양산하는 경우라도 절삭 성능과 피복 처리의 경제성을 양립시켜, 제조 비용을 억제하면서 절삭성의 향상을 꾀하는 것이 가능해진다.

한편, 이러한 표면 피복 절삭 인서트를 제조하는 상기 구성의 제조 방법에서는, 종래와 동일하게 인서트 본체 (11) 표면에 하지층 (18), 중간층 (19), 최외층 (20) 을 피복한 후에, 적어도 레이크면 (13) 의 상기 경계 (Q) 보다 내측의 일부를 제외하고, 적어도 플랭크면 (14) 과 상기 플랭크면측 절삭날부 (15a) 의 최외층 (20) 을 제거하면 된다. 즉 종래의 제조 방법의 후공정으로서 최외층 (20) 을 제거하는 공정을 부가하기만 하면 된다. 이 때문에, 예를 들어 중간층 (19) 까지를 피복한 인서트 본체 (11) 를 코팅로로부터 꺼내어, 하나 하나 중간층 (19) 을 노출시키는 부분에 마스킹을 실시하거나 한 후에, 다시 코팅로에 수용하여 최외층 (20) 을 피복하는 등의 경우에 비하여, 양산에 적합하고 효율적이며 또한 경제적이고, 나아가 마스킹의 박리 등에 의해서 플랭크면 (14) 이나 플랭크면측 절삭날부 (15a) 의 중간층 (19) 에 최외층 (20) 이 피복되는 일도 없다. 따라서 전술한 바와 같은 우수한 효과를 나타내는 표면 피복 절삭 인서트를 안정적이면서 또한 확실하게, 저비용으로 제조할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 제조 방법에서는 이렇게 해서 최외층 (20) 을 제거하는 데에 습식 블라스트를 사용하고 있어, 예를 들어 탄성 지석에 의한 감삭이나 지립, 다이아몬드 페이스트를 부착한 브러시 등을 이용한 기계 가공에 의한 방법으로 최외층 (20) 을 제거하는 데에 비하여 가공 에너지가 약하다. 이 때문에, 노출된 중간층 (19) 표면에 연마 상흔 등이 생기거나, 플랭크면 (14) 의 표면 조도를 열화시키거나, 인서트 자체의 인성의 저하를 초래하거나 하는 일이 없다. 또한, 이 습식 블라스트의 연마재에 의해, 전술한 바와 같은 평활한 플랭크면 (14) 을 얻을 수 있다. 나아가, 레이크면 (13) 과 플랭크면 (14) 이 교차함으로써 인서트 본체 (11) 에 있어서 돌출된 상태가 되는 절삭날 (16) 이 형성되는 상기 교차 능선부 (15) 에 가공 에너지가 집중하여 과도하게 처리되는 일도 없다.

또한, 본 실시형태에서는 인서트 본체 (11) 를 한 쌍의 회전축 (21) 에 의해 서 사이에 끼워 유지하고, 인서트 본체 (11) 를 회전시키면서 습식 블라스트를 실시하기 때문에, 인서트 본체 (11) 표면의 최외층 (20) 을 제거해야 할 부분에 전체 둘레에 걸쳐서 빠짐없이 연마액 (G) 을 분사할 수 있다. 이 때문에, 최외층 (20) 의 제거에 불균일함이 생기거나 하는 것을 억제하여 안정된 품질의 표면 피복 절삭 인서트를 제조하는 것이 가능해짐과 함께, 블라스트 처리의 자동화에 의해서 한층 더 양산에 적합한 경제적인 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 제어 수단에 의해서 회전축 (21) 의 회전시간과 회전수를 제어하거나, 미리 설정된 회전각도 영역에서 회전축 (21) 의 회전속도를 변화시키거나, 회전축 (21) 을 정지하거나, 또는 연마액 (G) 의 분사도 제어하거나 함으로써, 예를 들어 전술한 바와 같이 오로지 절삭날 (16) 로서 사용되는 상기 코너부 (17) 의 주변에서는 장시간 또는 고분사 압력으로 습식 블라스트를 실시하여 최외층 (20) 을 확실하게 제거할 수 있다. 또는, 다각형 판형상의 인서트 본체 (11) 의 측면에 형성되는 플랭크면 (14) 이나, 다각형면의 능변부에 형성되는 교차 능선부 (15) 와 블라스트 건 (22) 의 거리가 인서트 본체 (11) 의 회전에 동반하여 변화하는 데 따라서, 이들 플랭크면 (14) 이나 교차 능선부 (15) 가 습식 블라스트되는 시간이나 분사 압력을 조정하는 것도 가능해진다.

여기서, 피삭재와 접촉하여 최종적으로 절삭 가공 표면을 형성하는 것은, 절삭날 (16) 이 형성되는 교차 능선부 (15) 중의 상기 플랭크면측 절삭날부 (15a) 와, 도 23 에 나타낸 바와 같이 마모가 진행됨으로써 접촉하게 되는 플랭크면 (14) 이기 때문에, 최외층 (20) 이 제거됨으로써 중간층 (19) 이 주로 노출되는 부분은, 적어도 이들 플랭크면 (14) 과 교차 능선부 (15) 중 도중까지의 상기 플랭크면 (14) 에 연속되는 플랭크면측 절삭날부 (15a) 이면 된다.

한편, 레이크면 (13) 측에 남겨지는 최외층 (20) 에 있어서는, 본 실시형태에서는 이 레이크면 (13) 과 상기 교차 능선부 (15) 중 레이크면 (13) 에 연속되는 레이크면측 절삭날부 (15b) 에 피복되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이 절삭시에 절삭 부스러기가 찰과하는 범위에 이 최외층 (20) 이 확보되어 절삭날 (16) 의 사용ㆍ미사용을 식별 가능하면, 도 5 에 나타내는 바와 같이 상기 경계 (Q) 보다 내측의 레이크면 (13) 전체에 최외층 (20) 이 남겨지고, 즉 플랭크면 (14) 과 상기 교차 능선부 (15) 의 전체에서 최외층 (20) 이 제거되어 중간층 (19) 이 주로 노출되어 있어도 된다. 또 도 6 에 나타내는 바와 같이 이 경계 (Q) 보다 더욱 레이크면 (13) 의 내측으로 거리 (M) 만큼 떨어진 범위로부터 최외층 (20) 이 남겨지고, 즉 상기 경계 (Q) 보다 레이크면 (13) 의 내측의 범위까지 최외층 (20) 이 제거되어 중간층 (19) 이 노출되어 있어도 된다. 이들 경우에는, 절삭날 (16) 이 형성되는 상기 교차 능선부 (15) 나 레이크면 (13) 의 절삭날 (16) 측에 저마찰계수의 Al₂O₃ 를 주성분으로 하는 중간층 (19) 이 노출되기 때문에, 레이크면 (13) 의 확산 크레이터 마모나 용착을 방지하여 절삭날 교환까지의 기간을 더욱 연장할 수 있다.

또, 이 중 도 6 에 나타낸 바와 같이 상기 경계 (Q) 보다 레이크면 (13) 의 내측까지 최외층 (20) 이 제거되는 경우에는, 상기 거리 (M) 가 커져서 최외층 (20) 이 레이크면의 내측까지 지나치게 제거되면, 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별 효과가 손상될 우려가 있다. 따라서, 이러한 경우라도 상기 최외층 (20) 은, 플랭크면 (14) 으로부터 상기 교차 능선부 (15) 와 레이크면 (13) 의 경계 (Q) 보다 이 레이크면 (13) 의 내측으로의 거리 (M) 가 2㎜ 인 범위 내까지 제거되고, 이보다 내측에는 남겨져 있는 것이 바람직하다.

도 7 은, 도 5 에 나타낸 바와 같이 상기 경계 (Q) 보다 내측의 레이크면 (13) 전체에 최외층 (20) 이 남겨지고, 플랭크면 (14) 과 교차 능선부 (15) 의 전체에서 중간층 (19) 이 노출된 표면 피복 절삭 인서트나, 도 6 에 나타낸 바와 같이 경계 (Q) 로부터 소정의 거리 (M) 만큼 레이크면 (13) 의 내측으로 떨어진 범위로부터 최외층 (20) 이 남겨지고, 플랭크면 (14) 및 교차 능선부 (15) 와 이 범위까지의 레이크면 (13) 에서 중간층 (19) 이 노출된 표면 피복 절삭 인서트를 보다 확실하게 제조하는 데에 바람직한, 본 발명의 제조 방법의 다른 실시형태를 나타내는 것이다.

본 실시형태에서는, 우선 도 3 및 도 4 에 나타낸 실시형태의 캡 (23) 을 대신하여, 상기 회전축 (21) 의 선단에 마스킹 부재 (25) 가 장착되어 있다. 이 마스킹 부재 (25) 는, 본 실시형태에서는 한 쌍의 회전축 (21) 의 선단에 각각 장착되고, 인서트 본체 (11) 를 사이에 끼웠을 때에 최외층 (20) 을 남겨야 할 적어도 레이크면 (13) 내측의 일부에 밀착하여 마스킹하는 것이다. 재질은 캡 (23) 과 마찬가지로 경질 우레탄 고무로 이루어지는 탄성재와 같은 밀착성 좋은 것이 사용된다.

즉, 도 5 에 나타낸 바와 같이 플랭크면 (14) 과 교차 능선부 (15) 의 전체까지 중간층 (19) 이 노출된 표면 피복 절삭 인서트를 제조하는 경우에는, 마스킹 부재 (25) 는 상기 경계 (Q) 의 윤곽과 동일한 외형을 가지고 레이크면 (13) 에 밀착된다. 또한, 도 6 에 나타낸 바와 같이 경계 (Q) 로부터 소정 거리 (M) 만큼 레이크면 (13) 의 내측으로 떨어진 범위까지에서 중간층 (19) 이 노출된 표면 피복 절삭 인서트를 제조하는 경우에는, 마스킹 부재 (25) 는 경계 (Q) 로부터 거리 (M) 만큼 한단계 작은 윤곽의 외형을 가지고 레이크면 (13) 에 밀착된다.

또한, 본 실시형태에서는 복수 (본 실시형태에서는 2 개) 의 블라스트 건 (22) 이, 회전축 (21) 의 축선 (O) 을 사이에 두고 반대측에, 나아가 인서트 본체 (11) 의 두께 방향 (축선 (O) 방향) 과도 반대측에 위치하여, 각각 노즐 (24) 이 인서트 본체 (11) 를 향하도록 배치되어 있다. 이들 블라스트 건 (22) 은, 그 축선 (O) 에 대한 분사각 (θ) 이 서로 동일하며, 또한 90°미만의 예각으로 설정되어 있고, 본 실시형태에서는 2 개의 블라스트 건 (22) 이, 인서트 본체 (11) 의 플랭크면 (14) 과, 서로 반대측의 다각형면의 능변부에 위치하는 상기 교차 능선부 (15), 또는 이들과 역시 서로 반대측의 다각형면에 형성되는 레이크면 (13) 중 상기 마스킹 부재 (25) 로부터 튀어나온 부분에, 각각 그 노즐 (24) 을 향하게 하여 연마액 (G) 을 분사하도록 되어 있다.

따라서, 이러한 제조 방법에서는, 상기 마스킹 부재 (25) 에 의해서 최외층 (20) 을 남겨야 할 부분이 마스킹되고, 최외층 (20) 을 제거해야 할 부분에만 습식 블라스트 처리가 실시된다. 이 때문에, 플랭크면 (14) 과 교차 능선부 (15) 에 서만 최외층 (20) 을 제거하는 경우나, 레이크면의 상기 거리 (M) 까지의 범위에서도 제거하는 경우라도 확실하게 소정의 범위만 최외층 (20) 을 제거할 수 있어, 최외층 (20) 이 지나치게 제거되었기 때문에 절삭날 (16) 의 사용ㆍ미사용의 식별이 곤란해지거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 마스킹 부재 (25) 가 회전축 (21) 의 선단에 장착되어 있기 때문에, 회전축 (21) 에 의해 인서트 본체 (11) 를 사이에 끼우는 것만으로 마스킹이 가능하여, 조작이 용이하다는 이점도 얻어진다.

또한, 본 실시형태에서는 복수의 블라스트 건 (22) 에 의해서 플랭크면 (14) 과 인서트 본체 (11) 의 서로 반대측의 다각형면의 교차 능선부 (15) 나 레이크면 (13) 에 습식 블라스트가 실시되기 때문에, 효율적이다. 또, 이들 블라스트 건 (22) 은, 각각이 습식 블라스트를 실시하는 레이크면 (13) 측으로부터 축선 (O) 에 대한 분사각 (θ) 이 90°미만인 예각으로 되어 있어, 각각 인서트 본체 (11) 의 일방의 다각형면의 교차 능선부 (15) 나 레이크면 (13) 의 최외층 (20) 을 제거하면서, 플랭크면 (14) 으로부터도 최외층 (20) 을 확실히 제거할 수 있다. 단, 이렇게 해서 분사각 (θ) 를 예각으로 설정한 경우, 이 분사각 (θ) 이 작아질수록 플랭크면 (14) 에 대한 분사액 (G) 의 입사각도 작아져 그 최외층 (20) 이 제거되기 어려워진다. 이 때문에, 상기 분사각 (θ) 은 10°이상으로 하는 것이 바람직하고, 30°이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

도 8 은, 이러한 제조 방법에 의해서 습식 블라스트 처리를 표면 피복 절삭 인서트에 실시하는 경우를 나타내는 것으로, 이후에 설명하는 도 9∼13 도 포함하여, (a) 는 처리전, 즉 인서트 본체 (11) 전체에 최외층 (20) 이 피복된 상태를 나 타내고, (b) 는 처리후의 상기 경계 (Q) 보다 레이크면 (13) 의 내측까지 최외층 (20) 이 제거된 상태를 나타낸다. 그리고, 이들 도 8∼13 의 (b) 에 있어서 흑색을 나타내고 있는 부분이, 습식 블라스트에 의해서 최외층 (20) 이 제거된 부분이다.

이 중 도 8 에 나타내는 절삭 인서트는, 레이크면 (13) 이 형성되는 다각형면 (마름모꼴면) 의 내측에, 전체 둘레에 걸쳐서 오목홈형상의 브레이커 홈 (13a) 이 형성된 CNMG 120408 타입의 절삭 인서트이다. 플랭크면 (14) 및 라운딩 호닝이 실시된 상기 교차 능선부 (15) 의 전체와, 이 교차 능선부 (15) 와의 경계 (Q) 로부터 레이크면 (13) 의 내측으로 거리 (도 8 의 (b) 에 있어서 화살선 A 위치에서의 거리: M) 가 1.0㎜ 의 일정한 범위에서, 인서트 본체 (11) 의 전체 둘레에 걸쳐서 최외층 (20) 이 제거되어 있다. 또, 이렇게 해서 최외층 (20) 이 제거되어 노출된 중간층 (19) 과 레이크면 (13) 의 내측에 남겨진 최외층 (20) 과의 경계선은, 도시한 예에서는 상기 브레이커 홈 (13a) 내에 위치하고 있다.

단, 이렇게 해서 경계 (Q) 보다 레이크면 (13) 의 내측에서 최외층 (20) 이 제거되는 범위의 상기 거리 (M) 가 규정되는 것은, 인서트 본체 (11) 중에서도 실제로 절삭 가공에 관여하는 절삭날 (16) 이 형성되는 교차 능선부 (15) 의 내측의 레이크면 (13) 부분에 관해서만이다. 절삭 가공에는 관여하지 않고, 따라서 절삭날 (16) 의 사용ㆍ미사용의 식별에도 관여하지 않는 교차 능선부 (15) 의 내측 부분에서는, 최외층 (20) 이 상기 거리 (M) 보다 내측까지 제거되어 있어도 되고, 또한 반대로 교차 능선부 (15) 나 이것에 교차하는 부분의 플랭크면 (14) 도 포함 하여 최외층 (20) 이 제거되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 상기 실시형태에 나타낸 마름모꼴 판형상의 절삭 인서트는, 일반적으로 그 마름모꼴면의 능변부인 상기 교차 능선부 (15) 에 형성된 절삭날 (16) 중, 이 마름모형의 코너부, 특히 전술한 바와 같이 예각인 코너부 (17) 측의 능변부에 형성된 절삭날 (16) 부분만이 오직 사용되기 때문에, 이렇게 해서 오로지 절삭 가공에 쓰여지는 부분에서 상기 거리 (M) 보다 내측의 범위에 최외층 (20) 이 남겨져 있으면 된다.

도 9 및 도 10 은, 이와 같이 오로지 절삭 가공에는 관여하지 않는 교차 능선부 (15) 에 이어져 있는 부분의 레이크면 (13) 에서는 최외층 (20) 을 상기 거리 (M) 보다 내측까지 제거하도록, 습식 블라스트 처리를 표면 피복 절삭 인서트에 실시하는 경우를 나타내는 것이다. 도 10 은 도 8 과 같은 CNMG 120408 타입 절삭 인서트, 도 9 는 브레이커 홈 (13a) 이 없는 플랫 톱의 CNMA 120408 타입 절삭 인서트이다.

이 중, 도 9 에 나타내는 절삭 인서트에서는, 상기 마름모꼴면의 각 능변부에 있어서, 이 마름모꼴면의 예각 코너부 (17) 와 둔각 코너부에 연속되는 각각의 양단부에서, 상기 교차 능선부 (15) 와의 경계 (Q) 로부터 레이크면 (13) 의 내측으로 거리 (도 9 의 (b) 에 있어서 화살선 A 위치에서의 거리: M) 가 0.5㎜ 의 일정한 범위에서 최외층 (20) 이 제거되는 한편, 절삭 가공에 관여하지 않는 각 능변부의 중앙부에서는, 거리 (도 9 의 (b) 에 있어서 화살선 B 위치에서의 거리: M) 가 이보다 큰 2.5㎜ 의 일정한 범위에서 최외층 (20) 이 제거되어 있다. 이들 부분 사이에서는, 남겨진 최외층 (20) 과 이 최외층 (20) 이 제거되어 노출된 중간 층 (19) 의 경계선이 교차 능선부 (15) 에 수직으로 연장되도록 단차형상으로 형성되어 있다.

또한, 도 10 에 나타내는 절삭 인서트에서는, 상기 마름모꼴면의 각 능변부 중 예각인 코너부 (17) 에 이어져 있는 부분에서만, 상기 교차 능선부 (15) 와의 경계 (Q) 로부터 레이크면 (13) 의 내측으로 거리 (도 10 의 (b) 에 있어서 화살선 A 위치에서의 거리: M) 가 0.6㎜ 의 일정한 범위에서 최외층 (20) 이 제거되어 있다. 한편, 이 밖의, 각 능변부의 중앙부로부터 둔각의 코너부로 이어져 있는 부분에서는, 거리 (도 10 의 (b) 에 있어서 화살선 B 위치에서의 거리: M) 가, 예각인 코너부 (17) 측보다 큰 2.5㎜ 의 일정한 범위에서 최외층 (20) 이 제거되어 있다.

또, 도 10 의 (b) 에 나타내는 처리후의 표면 피복 절삭 인서트에서는, 남겨진 최외층 (20) 과 이 최외층 (20) 이 제거되어 노출된 중간층 (19) 의 경계선이, 상기 마름모꼴면 중 일방의 예각 코너부 (17) (도 10 의 (b) 에 있어서 상측의 예각 코너부 (17)) 측에서는 교차 능선부 (15) 에 수직으로 연장되도록 형성됨과 함께, 타방의 예각 코너부 (17) (도 10 의 (b) 에 있어서 하측의 예각 코너부 (17)) 측에서는 교차 능선부 (15) 에 사교(斜交)하여 상기 코너부 (17) 를 사이에 둔 경계선 간에서 평행하게 연장되도록 형성되어 있다. 즉, 다각형 판형상의 절삭 인서트 (11) 의 복수의 코너부 (17) 끼리에서, 상기 경계선에 의해 획정되는 남겨진 최외층 (20) 의 평면시 형상이 상이하게 되어 있다. 이것에 의해 각 코너부 (17) 에 이어져 있는 능변부의 교차 능선부 (15) 에 형성된 절삭날 (16) 의 사용 순서를 설정하는 것이 용이해져, 상기 최외층 (20) 의 변색 등에 의한 고도의 식별성과도 더불어, 사용이 끝난 절삭날 (16) 을 재사용하거나, 미사용 절삭날 (16) 이 남아있는 채로 절삭 인서트가 폐기되거나 하는 사태를 한층 더 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 이들 도 8 내지 도 10 에 나타낸 표면 피복 절삭 인서트에서는, 절삭 가공에 관여하는 절삭날 (16) 이 형성된 교차 능선부 (15) 와의 경계 (Q) 로부터 레이크면 (13) 의 내측으로, 상기 교차 능선부 (15) 를 따라서 거리 (M) 가 일정한 범위에서 최외층 (20) 이 제거되어 있다. 즉 이 절삭 가공에 관여하는 부분에서는, 남겨진 최외층 (20) 과 노출된 중간층 (19) 의 경계선이 레이크면 (13) 에 대향하는 평면에서 볼 때 교차 능선부 (15) 와 평행하게 연장되도록 되어 있지만, 상기 경계 (Q) 로부터의 거리 (M) 가 2.0㎜ 이내의 범위이면, 예를 들어 도 11 에 나타내는 바와 같이 거리 (M) 가 교차 능선부 (15) 를 따라서 변화하도록 되어 있어도 된다.

이 도 11 에 나타내는 절삭 인서트에서는, 레이크면 (13) 이 형성되는 상기 마름모꼴면의 오로지 절삭 가공에 관여하는 예각 코너부 (17) 의 돌출단에서는 상기 거리 (도 11 의 (b) 에 있어서 화살선 A 위치에서의 거리: M) 가 0.9㎜ 로 됨과 함께, 이보다 약간 둔각 코너부측으로 떨어진 절삭날 (16) 이 직선형상을 이루는 부분에서의 거리 (도 11 의 (b) 에 있어서 화살선 B 위치에서의 거리: M) 가 0.6㎜ 로 되어 절삭 가공에 관여하는 부분에서는 최소로 되어 있다. 또한, 이 최소의 거리 (M) 가 되는 부분으로부터 상기 능변부의 중앙부을 향해서는 거리 (M) 가 점 차 커져, 큰 절삭 깊이의 조(粗)절삭 가공시에 관여하는 이 중앙부에서의 거리 (도 11 의 (b) 에 있어서 화살선 C 위치에서의 거리: M) 는 2.0㎜ 로 최대가 되도록, 최외층 (20) 이 제거되어 있다.

또, 이 도 11 에 나타내는 절삭 인서트는, 상기 레이크면 (13) 의 내측에, 이 레이크면 (13) 의 내측을 향하여 점차 후퇴하는 경사면 (13b) 이 형성됨과 함께, 이 경사면 (13b) 이 형성된 레이크면 (13) 상에, 상기 마름모꼴면 (다각형면 )의 중앙으로부터 적어도 상기 예각의 코너부 (17) 를 향하여 연장되는 돌조부 (31a) 와, 이 돌조부 (31a) 의 선단에 교차 능선부 (15) 와 간격을 두고 형성된 구면형상의 돌기부 (31b) 를 갖는 볼록형상의 칩 브레이커 (31) 를 구비한 것이다. 상기 돌조부 (31a) 는 둔각의 코너부 및 각 능변부의 중앙을 향해서도 연장되도록 형성됨과 함께, 돌기부 (31b) 는 둔각의 코너부로 연장되는 돌조부 (31a) 의 선단과, 능변부 중앙을 향하여 연장되는 돌조부 (31a) 의 양 옆에도 형성되어 있다. 그리고, 레이크면 (13) 상에 있어서 노출된 중간층 (19) 과 남겨진 최외층 (20) 의 경계선은, 경사면 (13b) 도 포함한 레이크면 (13) 과, 둔각 코너부측 및 능변부 중앙측에 형성된 것도 포함한 상기 칩 브레이커 (31) 와의 경계선을 따르도록 연장되어 있다.

또한, 도 8 내지 도 11 에서는, 특히 예각 코너부 (17) 의 각도가 80°인 마름모꼴 판형상의 표면 피복 절삭 인서트에 본 발명을 적용한 경우에 관해서 설명하였지만, 도 12 에 나타내는 바와 같은 대략 정삼각형 판형상의 표면 피복 절삭 인서트나, 그 밖의 다각형 판형상 또는 원형 등의 곡선부를 갖는 판형상, 또는 판형 상 이외의 절삭 인서트에도 물론 본 발명을 적용할 수 있다. 또한 도 13 에 나타내는 바와 같이, 마름모꼴 판형상에서도 예각 코너부 (17) 의 각도가 상이한 절삭 인서트에 본 발명을 적용해도 된다. 또, 절삭날 (16) 의 형상에 대해서도, 코너부 (17) 를 제외하고 직선형상으로 연장되는 것 외에, 요철의 곡선형상을 이루는 것, 또는 러핑 커터에 사용되는 레이크면 (13) 에 대향하는 평면에서 볼 때 절삭날 (16) 이 파형을 나타내는 것, 또는 도 14 에 나타내는 절삭날 (16) 이 형성되는 교차 능선부 (15) 를 따라서 레이크면 (13) 이 요철됨으로써, 상기 절삭날 (16) 이 플랭크면 (14) 에 대향하는 측면에서 볼 때 파형을 나타내는 것 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 이들 도 12 내지 도 14 중, 도 12 에 나타내는 절삭 인서트는 TNMG 160408 타입 인서트로서, 그 레이크면 (13) 의 내측에는, 상기와 동일한 경사면 (13b) 이 형성됨과 함께, 상기 레이크면 (13) 이 형성된 다각형면 (대략 정삼각형면) 의 각 모서리부를 향하여 연장되는 돌조부 (31a) 와, 이들 돌조부 (31a) 의 양 옆에 예를 들어 복수개씩 대칭으로 형성된 돌기부 (31b) 를 갖는 칩 브레이커 (31) 가 구비되어 있다. 단, 중간층 (19) 과 최외층 (20) 의 상기 경계선은, 이들 레이크면 (13) 과 칩 브레이커 (31) 의 경계선에 상관없이, 상기 교차 능선부 (15) 와 레이크면 (13) 의 경계 (Q) 로부터의 거리 (예를 들어, 도 12 의 (b) 에 있어서 화살선 A 위치에서의 거리: M) 가 1.0㎜ 로, 상기 다각형면의 전체 둘레에 걸쳐서 일정해지도록 되어 있다.

또한, 도 13 에 나타내는 절삭 인서트는 DNMG 150408 타입 인서트로서, 레이 크면 (13) 의 내측에는 폭이 작은 경사면 (13b) 이 형성됨과 함께, 또 그 내측은 인서트 본체 (11) 의 두께 방향에 수직인 평탄면이 되고, 칩 브레이커 (31) 는 예각의 코너부 (17) 를 향하여 단계적으로 폭이 좁아지는 돌조부 (31a) 만이 형성된 것으로 되어 있다. 그리고, 절삭 가공에 관여하는 이 예각의 코너부 (17) 측에서는 상기 거리 (도 13 의 (b) 에 있어서 화살선 A 위치에서의 거리: M) 가 1.0㎜ 가 되는 한편, 절삭에 관여하지 않는 둔각의 코너부측에서는 상기 거리 (도 13 의 (b) 에 있어서 화살선 B 위치에서의 거리: M) 가 2.2㎜ 로, 2.0㎜ 를 넘는 크기로 되어 있다.

또한, 도 4 에 나타낸 바와 같이 분사각 (θ) 이 90°가 되도록 설정하고, 마스킹 부재를 사용하지 않고서 도 14 에 나타낸 CNMG 120408 타입 절삭 인서트의 습식 블라스트 처리를 실시하였다. 본 인서트의 레이크면 (13) 에는 예각 코너부 (17) 와 둔각 코너부에도 칩 브레이커 (예를 들어, 미쯔비시 마테리알 주식회사 제조의 SH 브레이커: 31) 가 형성됨과 함께, 전술한 바와 같이 요철이 형성된 이 레이크면 (13) 의 내측에는, 이 레이크면 (13) 이나 도 14 의 (b) 에 나타낸 파형을 나타내는 절삭날 (16) 로부터 돌출하여, 인서트 본체 (11) 의 두께 방향에 수직인 평면형상의 보스면 (32a) 을 갖는 볼록부 (32) 가, 장착구멍 (12) 의 개구부 주위에 형성되어 있다. 그리고, 상기 최외층 (20) 은, 플랭크면 (14) 과, 플랭크면측 절삭날부 (15a) 와, 또한 레이크면 (13) 으로부터 상기 보스면 (32a) 에 세워져 있는 볼록부 (32) 의 경사벽면 (도 14 의 (c), (d) 에 있어서 검게 칠해진 부분: 32b) 에서 제거되어, 중간층 (19) 이 노출된 상태로 되어 있다.

즉, 이러한 절삭 인서트에 있어서는, 상기 경사벽면 (32b) 에도 연마액이 어느 정도의 입사각을 갖고 분사되기 때문에, 부분적으로 최외층 (20) 이 제거되어 흑색계의 중간층이 노출되는 경우가 있다. 단, 이러한 경우에서도, 예를 들어 상기 레이크면 (13) 에 최외층 (20) 이 남겨지는 것에 의해, 본 발명의 효과는 충분히 발휘할 수 있다. 또, 도 14 의 (d) 에 있어서는, 중간층 (19) 이 노출된 플랭크면 (14) 을 다른 도 8∼13 의 (b) 와 동일하게 검게 칠하면 경사벽면 (32b) 과 구별되지 않게 되므로, 플랭크면 (14) 은 해칭 표시되어 있다.

또한, 상기 각 표면 피복 절삭 인서트에서는, 절삭날 (16) 이 형성되는 레이크면 (13) 과 플랭크면 (14) 의 교차 능선부 (15) 에 단면 원호형상을 이루는 라운딩 호닝 (R 호닝) 이 실시되어 있고, 이 교차 능선부 (15) 의 단면이 형성하는 원호의 플랭크면 (14) 에 연속되는 측의 일부를 플랭크면측 절삭날부 (15a) 로 하고 있다. 이러한 라운딩 호닝 이외에, 레이크면 (13) 측에서 본 폭이 플랭크면 (14) 측에서 본 폭보다 큰, 이른바 워터 폴형의 곡면 호닝이나, 이것과는 반대로 레이크면 (13) 측에서 본 폭이 플랭크면 (14) 측에서 본 폭보다 작은 곡면 호닝, 또는 챔퍼 (chamfer) 호닝이나, 이 챔퍼 호닝의 레이크면 (13) 측 및 플랭크면 (14) 측의 적어도 일방의 경계를 곡면형상으로 둥글린 컴비네이션 호닝을 교차 능선부 (15) 에 실시하여, 그 플랭크면 (14) 측의 일부를 플랭크면측 절삭날부 (15a) 로 해도 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 이러한 호닝이 교차 능선부 (15) 에 실시되지 않은, 레이크면 (3) 과 플랭크면 (4) 이 각도를 갖고 교차하도록 형성된, 이른바 샤 프 에지의 절삭 인서트에서도, 이 교차 능선부 (15) 는 미시적으로는 극소이기는 하지만 소정의 폭으로 호닝이 실시된 상태로 되어 있기 때문에, 그 적어도 플랭크면 (14) 에 연속되는 플랭크면측 절삭날부 (15a) 와 플랭크면 (14) 에서 최외층 (20) 이 제거되어 중간층 (19) 이 주로 노출되어 있으면 된다.

한편, 상기 실시형태의 제조 방법에서는, 인서트 본체 (11) 에 장착구멍 (12) 이 형성된 네거티브 타입의 표면 피복 절삭 인서트에 습식 블라스트 처리를 실시하여 최외층 (20) 을 제거하는 경우에 관해서 설명하였지만, 장착구멍 (12) 을 구비하지 않은 예를 들어 CNMN 120408 타입의 절삭 인서트에 습식 블라스트 처리를 실시하기 위해서는, 예를 들어 도 3 및 도 4 에 나타낸 선단이 앞으로 갈수록 가늘어지는 형상으로 된 상기 캡 (23) 을 대신하여, 도 15 에 나타내는 바와 같이 선단면이 축선 (O) 에 수직인 평탄면으로 된 캡 (26) 을 사용하면 된다. 물론, 도 7 에 나타낸 마스킹 부재 (25) 의 선단면을 이 캡 (26) 의 선단면과 마찬가지로 축선 (O) 에 수직인 평탄면으로 하여, 장착구멍 (12) 이 없는 인서트 본체 (11) 라도 상기 마스킹 부재로 마스킹된 부분 이외의 원하는 범위에 습식 블라스트를 실시하도록 해도 된다.

또한, 레이크면 (13) 과 플랭크면 (14) 이 예각으로 교차하는 방향에 배치되고, 이 플랭크면 (14) 에 미리 플랭크각이 부여되도록 한, 예를 들어 CCMT 09T302 타입의 포지티브 타입 절삭 인서트에 본 발명을 적용하는 경우에는, 도 16 에 부호 A 로 나타내는 바와 같이 블라스트 건 (22) 으로부터의 연마액 (G) 의 분사각 (θ) 이 도 4 나 도 15 에 나타낸 것과 동일하게 축선 (O) 에 대하여 90°로 되어 있어 도 된다. 또는 도 16 에 부호 B 로 나타내는 바와 같이, 레이크면 (13) 과는 반대측을 향하여 축선 (O) 에 대한 분사각 (θ) 이 예각을 이루도록 되어 있어도 되고, 부호 A, B 중 어느 하나의 자세를 선택하여 블라스트 건 (22) 을 배치하면 된다.

이 중, 부호 B 로 나타낸 경우에는, 플랭크면 (14) 에 부여된 플랭크각에 따라서 분사각 (θ) 을 설정함으로써, 연마액 (G) 의 분사 방향을 상기 플랭크면 (14) 에 수직인 방향에 가깝게 하여 최외층 (20) 의 효율적인 제거를 꾀할 수 있는 한편, 상기 교차 능선부 (15) 중의 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에도 연마액 (G) 이 미치기 때문에, 상기 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에서도 확실한 최외층 (20) 의 제거를 꾀할 수 있다. 단, 이 경우에도, 분사각 (θ) 이 지나치게 작아지면, 플랭크면측 절삭날부 (15a) 에 대한 최외층 (20) 의 제거 작용이 약해져 비효율적으로 되기 때문에, 분사각 (θ) 은 10°이상, 바람직하게는 30°이상으로 한다.

실시예

이하, 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 들어 본 발명의 효과에 관해서 설명한다. 본 실시예에서는, 우선, P10 그레이드의 탄화텅스텐 (WC) 기 초경합금을 모재로 하여, CNMG 120408 에 규정되는 형상, 치수를 갖는 인서트 본체를 제조하였다. 또, 절삭날이 형성되는 교차 능선부에는, 지립을 함유한 브러시로 반경 0.06㎜ 의 라운딩 호닝을 실시하였다. 그리고, 이 인서트 본체의 표면에, 화학 증착법에 의해서 하기 표 1 에 나타내는 두께 및 조성의 하지층, 중간층, 및 최외층을, 인서트 본체측으로부터 순서대로 표면 전체에 걸쳐 피복하였다. 또, 피복 후의 인서트 본체의 표면색은, 최외층에 의해 밝은 색조의 엷은 황색을 나타내고 있었다.

하지층	중간층	최외층
0.5㎛: TiN-10㎛; 주상 결정 Ti(CN)- 0.5㎛: Ti(C0)	6㎛:α형 Al₂O₃	1㎛: Ti₂O₃- 0.5㎛: Ti(NO)

이어서, 이렇게 해서 표면이 피복된 절삭 인서트에 습식 블라스트 처리를 실시하여, 그 표면으로부터 부분적 또는 대략 전체면에 걸쳐 최외층만을 제거하였다. 이 습식 블라스트 처리에서는, 분사 연마재로서 입경 30∼60㎛ 의 알루미나 입자를 사용하여, 이 연마재를 액체로서의 물과 혼합하여 분사 연마액으로 함과 함께, 이 연마액 중의 연마재의 함유량이 30wt% 가 되도록 조정하였다. 한편, 절삭 인서트는, 도 3 에 나타낸 것과 동일하게 한 쌍의 회전축에 의해서 그 축선 둘레로 회전 가능하게 유지하고, 이 절삭 인서트의 표면에, 전술한 바와 같이 조정한 연마액을 대향하는 2 개의 블라스트 건으로부터 0.15MPa 의 분사 압력으로 분사하였다.

여기서, 본 실시예에서는, 이 습식 블라스트 처리시의 연마액의 상기 축선에 대한 분사각을 하기 표 2 에 나타내는 조건 A∼D 에서 다르게 하여, 합계 4 개의 절삭 인서트에 처리를 실시하였다. 또, 표 2 에는, 인서트 본체 표면으로의 연마액의 분사 방향 및 인서트 본체 표면에 대한 처리 상태 (최외층의 제거 상태) 도 합하여 나타낸다.

조건	분사각	연마액의 분사 방향	인서트 본채 표면에 대한 처리 상태
A	90도	플랭크면에 수직 방향에서 레이크면에 평행하게 투사	주로 플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부를 처리
B	45도	레이크면 및 플랭크면의 양쪽에 대한 입사 각도가 45 도이고 절삭날 중앙에는 거의 수직 방향으로 투사	플랭크면, 절삭날, 레이크면의 거의 전체면을 처리
C	45도	전항 B 와 동일하지만, 플랭크면 전체면을 경질 우레탄 고무로 마스킹하여 투사	주로 레이크면 및 절삭날을 처리
D	0도	레이크면에 수직 방향에서 플랭크면에 평행하게 투사	주로 레이크면 및 레이크면측 절삭날부를 처리

또, 이렇게 해서 조건 A∼D 의 습식 블라스트 처리에 의해서 최외층을 제거한 절삭 인서트 외에, 표 1 에 나타낸 피복을 실시하였을 뿐 미처리인 것, 피복을 실시한 후에 지립을 함유한 탄성 지석을 레이크면 및 절삭날이 형성된 마름모꼴면에 가압하면서 회전시켜 연마한 것, 및 다이아몬드 지립을 함유한 나일론제의 브러시를 회전시키면서 상기 마름모꼴면에 닿게 하여 연마한 것도 제조하였다. 이들에 관해서, 표 2 의 조건 A 로 제조된 것을 실시예 1 로 하고, 이외의 것을 비교예 1∼6 로 하여, 그 처리 조건, 레이크면과 플랭크면의 외관색, 최외층의 제거 상태, 및 플랭크면의 표면 조도를 하기 표 3 에 나타낸다.

단, 표면 조도는, JIS B 0601-1994 (2001) 에 기초하는 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) (㎛) 를, 인서트 본체의 두께 방향에 있어서 플랭크면의 대략 중앙 부근에서 절삭날에 평행하게 3 점 측정하여, 그 평균치를 나타내었다. 이 중, 각각 2 점에서 실제로 표면 조도를 측정한 조도 곡선을, 실시예 1 에 관해서 도 17 에, 그리고 비교예 1 에 관해서 도 18 에 나타낸다. 또, 탄성 지석에 의해서 연마를 실시한 비교예 5 와 브러시에 의해서 연마를 실시한 비교예 6 에서는, 절삭날이 형성되는 교차 능선부 및 그 근방의 레이크면에 불규칙한 방향으로 줄모양의 연마 상흔이 발생되어 있었다.

	피복후의 처리 조건	외관색		처리에 의한 최외층의 제거 상태 등	플랭크면의 표면 조도
	피복후의 처리 조건	레이크면	플랭크면	처리에 의한 최외층의 제거 상태 등	플랭크면의 표면 조도
실시예1	A	엷은 황색	흑색계	플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부의 일부로부터 최외층이 제거되어 있다.	0.13㎛
비교예1	미처리	엷은 황색	엷은 황색	플랭크면, 절삭날 및 레이크면의 전체면에 최외층이 존재하고 있다.	0.32㎛
비교예2	B	흑색계	흑색계	플랭크면, 절삭날 및 레이크면의 전체면으로부터 최외층이 제거되어 있다.	0.15㎛
비교예3	C	흑색계	엷은 황색	절삭날 및 레이크면으로부터 제거되어 있지만 플랭크면에는 최외층이 미처리 상태로 존재하고 있다.	0.32㎛
비교예4	D	흑색계	엷은 황색	레이크면 및 레이크면측 절삭날부로부터 최외층이 제거되어 있다.	0.31㎛
비교예5	탄성 지석	광택이 있는 어두운 황색	엷은 황색	절삭날의 일부로부터 제거되어 있지만, 플랭크면에는 거의 미처리 상태로 최외층이 존재하고 있다.	0.32㎛
비교예6	브러시	광택이 있는 어두운 황색	엷은 황색	절삭날의 일부로부터 제거되어 있지만, 플랭크면에는 거의 미처리 상태로 최외층이 존재하고 있다.	0.32㎛

그리고, 이들 실시예 1 및 비교예 1∼6 의 표면 피복 절삭 인서트를 인서트 착탈식의 바이트에 장착하고, 동일한 절삭 조건으로 피삭재의 선삭에 의한 절삭 가공을 실시하였다. 그 때의 절삭날을 교환하기까지의 실제 절삭 시간, 및 절삭날 교환의 이유와, 절삭날 교환시에 있어서의 플랭크면 마모폭, 피삭재의 절삭 가공 표면 (마무리면) 상태, 그리고 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별 상태를 하기 표 4 에 정리하여 기재한다. 또, 절삭 조건은, 피삭재가 저탄소강 (S10C) 으로서, 절삭 속도 250m/min, 이송 속도 0.12㎜/rev, 절삭 깊이 1.5㎜ 의 건식 절삭이었다. 또한, 절삭날 교환까지의 실제 절삭 시간은, 마무리면이 열화된 경우에는 그 시점에서 절삭을 종료하여 그 실제 절삭 시간으로 하고, 양호한 마무리면이 유지되어 있는 경우에는 플랭크면 마모폭이 0.3㎜ 에 도달할 때까지 절삭 가공을 실시하여 그 실제 절삭 시간으로 하였다. 이는, 플랭크면 마모폭이 0.3㎜ 를 넘을 때까지 성장하면 다수의 경우에서 가공 치수 정밀도를 유지할 수 없게 되기 때문이다.

	절삭날 교환까지의 실제 절삭 시간	절삭날 교환의 이유	절삭날 교환시의 플랭크면 마모폭	절삭날 교환시의 절삭 가공 표면 (마무리면) 상태	절삭날 사용후의 절삭날 식별 상태
실시예1	35분	플랭크면 마모	0.30㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
비교예1	절삭 개시 직후	마무리면 불량	0.01㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	매우 용이
비교예2	32분	플랭크면 마모	0.30㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	식별이 어려움
비교예3	12분	마무리면 열화	0.06㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	용이하지 않음
비교예4	3분	마무리면 열화	0.02㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	용이하지 않음
비교예5	8분	마무리면 열화	0.04㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	용이
비교예6	10분	마무리면 열화	0.05㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	용이

이 표 4 의 결과로부터, 본 발명에 관련된 실시예 1 의 절삭 인서트에서는, 전술한 바와 같이 플랭크면 마모폭이 0.3㎜ 에 도달하여 절삭날 교환의 수명에 이르기까지, 도 19 에 나타낸 것과 같은 광택이 있는 양호한 마무리면을 얻을 수 있어, 즉 고품위로 긴 수명의 절삭 가공을 실시할 수 있었다. 또한, 사용한 절삭날의 식별도, 절삭 부스러기가 레이크면을 직접 찰과하였을 때에 발생한 다량의 열에 의해 이 레이크면에 남겨진 최외층이 넓은 범위에서 분명히 변색되어 있어, 용이하게 식별하는 것이 가능하였다.

이에 대하여, 우선 비교예 2 의 절삭 인서트에서는, 절삭날 교환까지의 수명이나 마무리면의 상태에 관해서는 실시예 1 과 대략 동등한 결과를 얻을 수 있었다. 그러나, 레이크면의 전체면으로부터도 최외층이 제거되어 전체면이 흑색계의 외관색을 나타내고 있었기 때문에, 특히 조명이 불충분한 절삭 가공 현장에서는 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별이 곤란하였다. 또한, 전체면이 최외층으로 덮인 채인 비교예 1 이나, 플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부에 최외층이 많이 잔존하는 비교예 4 의 절삭 인서트에서는, 절삭 개시 직후 또는 절삭 초기의 단시간에서, 플랭크면 마모는 거의 발생하고 있지 않음에도 불구하고, 마무리면이 도 20 에 나타낸 것과 같은 가우지 현상에 의해 백탁화되어, 절삭을 종료하지 않을 수 없었다.

또한, 레이크면과 절삭날이 형성되는 교차 능선부로부터 최외층을 제거한 비교예 3 에서는, 미처리의 비교예 1 과 비교하면 양호한 결과가 얻어졌지만, 플랭크면 마모가 플랭크면측 절삭날부로부터 플랭크면 그 자체에 도달하면, 역시 가우지에 의해서 마무리면이 백탁화되어, 절삭을 종료하게 되었다. 또한, 이들 비교예 3, 4 에서는, 플랭크면에는 최외층이 잔존하지만, 레이크면이 중간층의 흑색계의 외관색을 나타낸 것이기 때문에, 사용 후의 식별도 충분히 관찰하지 않으면 곤란하여, 용이하다고는 말하기 어렵다.

한편, 탄성 지석이나 지립을 포함한 브러시에 의해 연마를 실시한 비교예 5, 6 의 절삭 인서트에서는, 본질적으로는 비교예 3 과 동일한 결과가 되었다. 그러나, 플랭크면측 절삭날부로부터 충분히 최외층이 제거되어 있지 않은 것과, 처리된 부분에 전술한 바와 같은 연마 상흔이 발생되어 있었기 때문에, 상세하게는 비교예 3 과 비교하더라도 절삭 당초부터 절삭 가공 표면이 약간 백탁 기미의 마무리면을 나타내고, 플랭크면 마모의 성장과 함께 마무리면의 열화가 현저해졌기 때문에, 절삭을 종료하는 결과가 되었다. 또한, 이들 비교예 5, 6 의 사용후의 절삭날은, 식별은 용이하였지만, 탄성 지석이나 브러시에 의한 기계 가공의 영향으로 레이크면이, 광택은 있지만 어두운 황색의 외관색으로 되어 있었기 때문에, 실시예 1 보다는 식별성이 떨어지는 결과를 보였다.

다음으로, 상기와 동일하게 P10 그레이드의 탄화 텅스텐기 초경합금으로 CNMG 120408 에 규정되는 인서트 본체를 형성하였다. 단 교차 능선부에는, 탄성 지석에 의해, 레이크면측에서부터 측정한 폭이 0.05㎜ 이고 플랭크면측에서부터 측정한 폭이 0.03㎜ 인 워터 폴형의 곡면 호닝을 실시하였다. 이렇게 해서 제조한 7 개의 인서트 본체의 표면에, 그 중 4 개에 대해서는 하기 표 5 에 나타내는 바와 같은 하지층, 중간층, 최외층을, 또한 나머지 3 개에 대해서는 표 6 에 나타내는 바와 같은 하지층, 중간층, 최외층을 각각 피복하였다. 또, 이 중 표 5 의 피복을 실시한 것은 표면색이 밝은 크림색을, 표 6 의 피복을 실시한 것은 광택이 있는 황색을 나타내고 있었다.

하지층	중간층	최외층
3㎛: (TiCr)C-3㎛ : 입상 결정 Ti(CN)	(0.2㎛: TiN-0.8㎛: κ형 Al₂O₃) 을 10 회 번갈아 적층	1㎛:TiN- 2㎛:HfN

하지층	중간층	최외층
0.5㎛: TiN-9㎛: 주상 결정 Ti(CN)- 0.5㎛: Ti(CNO)	10㎛: κ형 Al₂O₃	0.5㎛: TiN-1㎛: TiC-0.5㎛: TiN

이와 같이 표면 피복을 한 절삭 인서트를, 역시 한 쌍의 회전축에 의해서 그 축선 둘레로 회전 가능하게 유지하면서, 분사 연마재로서 입경 60∼100㎛ 의 알루미나 입자를 사용하여, 연마액 중의 연마재의 함유량이 20wt% 가 되도록 물과 혼합하여 조정한 연마액을 블라스트 건으로부터 0.2MPa 의 분사 압력으로 분사해서, 습식 블라스트 처리를 실시하였다. 이 중, 표 5 의 조건으로 피복을 한 절삭 인서트 중 1 개에 있어서는, 도 4 에 나타낸 것과 동일하게 연마액의 분사각을 축선에 대하여 90°로 하고, 단 축선을 사이에 두고 양측으로부터 2 개의 블라스트 건에 의해 습식 블라스트 처리를 실시하였다. 그 처리후의 외관색, 최외층의 제거 상태, 및 플랭크면의 표면 조도를 실시예 2 로서 표 7 에 나타낸다.

또한, 표 5, 표 6 의 피복을 실시한 2 개씩의 절삭 인서트에 관해서는, 도 7 에 나타낸 것과 같이, 표 8 에 E∼H 로 나타내는 경질 우레탄 고무제의 마스킹 부재를 양 회전축의 선단에 장착하여, 레이크면이 형성되는 마름모꼴면의 전체면 또는 일부를 마스킹하면서 습식 블라스트 처리를 실시하였다. 단, 이들에 관해서는, 역시 도 7 에 나타낸 것과 동일하게 연마액의 분사각을 회전축의 축선에 대하여 45°의 예각으로 하고, 인서트 본체의 한 쌍의 마름모꼴면의 양측으로부터 연마액을 분사하도록 하였다. 이들을 실시예 3∼6 으로 하고, 그 표면 상태를 표 7 에 합하여 나타낸다. 또, 연마액이나 그 분사 압력은 실시예 2 와 동일하다. 또한, 표 7 에는 습식 블라스트 미처리의 절삭 인서트에 대해서도 비교예 7, 8 로서 그 표면 상태를 나타내고 있다.

	피복	마스킹 부재 형상	외관색		처리에 의한 최외층의 제거 상태 등	플랭크면의 표면 조도
	피복	마스킹 부재 형상	마스킹부	마스킹 미처리부	처리에 의한 최외층의 제거 상태 등	플랭크면의 표면 조도
실시예2	표5	마스킹 없음	레이크면은 밝은 크림색	플랭크면는 흑색계	플랭크면측 절삭날부와 플랭크면으로부터 제거	0.18㎛
실시예3	표5	E	밝은 크림색	흑색계	절삭날 및 플랭크면으로부터 제거	0.20㎛
실시예4	표5	F	밝은 크림색	흑색계	절삭날 및 플랭크면과 레이크면의 외주로부터 0.3㎜ 의 폭 제거	0.19㎛
실시예5	표6	G	광택이 있는 황색	흑색계	절삭날 및 플랭크면과 레이크면의 외주로부터 1.0㎜ 폭 제거	0.16㎛
실시예6	표6	H	광택이 있는 황색	흑색계	절삭날 및 플랭크면과 레이크면의 외주로부터 1.5㎜ 폭 제거	0.17㎛
비교예7	표5	습식 블라스트 미처리	전체면이 밝은 크림색을 나타내었다.		절삭날, 플랭크면 및 레이크면의 전체면에 최외층이 존재	0.42㎛
비교예8	표6	습식 블라스트 미처리	전체면이 광택이 있는 황색을 나타내었다.		절삭날, 플랭크면 및 레이크면의 전체면에 최외층이 존재	0.36㎛

	마스킹 부재의 형상
E	레이크면의 외주형상과 동일 형상의 대략 80 도 마름모꼴의 마스킹 부재
F	레이크면의 외주형상보다 일측에서 0.3㎜ 작은 대략 80 도 마름모꼴의 마스킹 부재
G	레이크면의 외주형상보다 일측에서 1.0㎜ 작은 대략 80 도 마름모꼴의 마스킹 부재
H	레이크면의 외주형상보다 일측에서 1.5㎜ 작은 대략 80 도 마름모꼴의 마스킹 부재

그리고, 이들 실시예 2∼6 및 비교예 7, 8 에 관해서도, 동일한 절삭 조건으로 피삭재의 선삭에 의한 절삭 가공을 실시하고, 그 때의 절삭날을 교환하기까지의 실제 절삭 시간, 및 절삭날 교환의 이유와, 절삭날 교환시에 있어서의 플랭크면 마모폭, 피삭재의 절삭 가공 표면 (마무리면) 상태, 및 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별 상태를 측정하였다. 그 결과를, 표 9 에 나타낸다. 또, 이 때의 절삭 조건은, 피삭재가 스테인리스강 (SUS 316L) 으로서, 절삭 속도 200m/min, 이송 속도 0.15㎜/rev, 절삭 깊이 1.5㎜ 의 습식 절삭이었다. 평가는, 표 4 의 결과와 동일한 기준이다.

	절삭날 교환까지의 실제 절삭 시간	절삭날 교환의 이유	절삭날 교환시의 플랭크면 마모폭	절삭날 교환시의 절삭 가공 표면 (마무리면) 상태	절삭날 사용후의 절삭날 식별 상태
실시예2	15분	레이크면에 용착	0.18㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
실시예3	17분	레이크면에 용착	0.20㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
실시예4	20분	레이크면에 용착	0.24㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
실시예5	25분	플랭크면 마모	0.30㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
실시예6	23분	플랭크면 마모	0.30㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
비교예7	절삭 개시 직후	마무리면 불량	0.01㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	매우 용이
비교예8	절삭 개시 직후	마무리면 불량	0.01㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	매우 용이

이 표 9 의 결과로부터, 실시예 2∼6 의 절삭 인서트에 의하면, 절삭 가공 표면은 모두 광택이 있는 양호한 마무리면을 나타내고, 또한 비교예 7, 8 과 비교하여 절삭 시간을 대폭 연장할 수 있었다. 단, 실시예 2∼4 에서는, 상기 교차 능선부와 레이크면의 경계로부터 약 0.5㎜ 내측의 레이크면 영역이나, 특히 실시예 2 에서는 레이크면측 절삭날부에도, 피삭재의 용착 현상이 미소하나마 확인되고, 이것이 성장하여 날끝에 치핑을 발생시킬 가능성이 생겼기 때문에 표기된 실제 절삭 시간에서 절삭 가공을 종료하였다. 이에 대하여, 실시예 5, 6 에서는, 이러한 용착 현상도 없고, 플랭크면 마모폭이 0.3㎜ 에 도달하였기 때문에 절삭 가공을 종료하였다. 이와 같이, 피삭재의 종류나 절삭 조건에 따라서 용착 현상이 발생하는 영역은 다르지만, 각각의 조건에 맞추어 상기 교차 능선부의 전체나, 이것에 추가하여 상기 경계로부터의 거리가 2.0㎜ 이하인 범위에서 최외층을 제거하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

또한 P20 그레이드의 탄화 텅스텐기 초경합금에 의해 형성한 인서트 본체의 표면에, 하기 표 10 의 하지층, 중간층, 최외층을 화학 증착법에 의해 피복하였다. 그 후, 상기 실시예 3∼6 과 동일하게 마스킹 부재를 사용하여 동일한 조건으로 습식 블라스트 처리를 실시하고, 도 9∼도 13 의 (b) 에 나타낸 것과 동일한 형상, 치수, 및 최외층 제거 상태의 표면 피복 절삭 인서트를 제조하였다. 그리고, 각각의 형상, 치수를 고려한 절삭 가공을 실시한 결과, 상기 실시예 2∼6 과 동일한 효과를 확인할 수 있었다.

단, 이 때의 교차 능선부에는 지립을 함유한 브러시에 의해 반경 0.06㎜ 의 라운딩 호닝을 실시하고 있으며, 또한 습식 블라스트 처리전의 인서트 본체의 표면색은 엷은 광택이 있는 금색이었다. 또한, 마스킹 부재는 도 9∼도 13 의 (b) 에 있어서 다각형면에 남겨지는 최외층의 형상, 치수에 맞춘 것으로 되어 있다. 덧붙이자면, 도 11∼13 에 나타낸 절삭 인서트에 있어서의 칩 브레이커는 모두 미쯔비시 마테리알 주식회사에서 제조한, 도 11 은 MA 브레이커, 도 12 는 MV 브레이커, 도 13 은 GH 브레이커이다.

하지층	중간층	최외층
1㎛: TiC-1㎛; κ형 Al₂O₃- 3㎛: Zr(CN)-0.5㎛; Ti(CNO)	5㎛: (10% ZrO₂ 와 90% α형 Al₂O₃ 의 혼합물)	1㎛; TiN- 2㎛: ZrN

또한, 이 중 도 11 의 (a) 에 나타낸 것과 동일한 형상, 치수, 및 칩 브레이커의 인서트 본체를 P20 그레이드의 탄화 텅스텐기 초경합금에 의해서 형성하였다. 단, 교차 능선부에는 지립을 함유한 브러시에 의해서, 레이크면측에서부터 측정한 폭이 0.07㎜ 이고 플랭크면측에서부터 측정한 폭이 0.04㎜ 인 워터 폴형의 곡면 호닝을 실시하고, 이 인서트 본체의 표면에 하기 표 11 의 하지층, 중간층, 최외층을 피복하였다. 이 표면 피복 절삭 인서트에, 도 4 에 나타낸 제조 방법에 기초하여 분사각 90°이고, 그 처리 조건 (연마액 중의 연마재 함유량과 연마액의 분사 압력) 을 표 12 에 나타내는 조건 I∼L 로 하여 습식 블라스트 처리를 실시해서, 4 종의 표면 피복 절삭 인서트를 제조하였다. 단, 연마재는 입경 30∼60㎛ 의 알루미나 입자이다. 이들 절삭 인서트를, 실시예 7∼9 및 비교예 9 로 하여, 또한 습식 블라스트 처리하지 않은 것을 비교예 10 으로 하여, 그 표면 상태를 표 13 에 나타낸다. 또, 비교예 9 에 대해서는, 제조 방법에 관해서는 본 발명에 관련된 것이지만, 플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부에서의 최외층의 제거 상태가 약 50% 로서, 중간층이 주로 노출된 것이 아니기 때문에 비교예로 하였다.

하지층	중간층	최외층
0.5㎛: TiN-8㎛; 주상 결정 Ti(CN)- 1㎛: 입상 결정 Ti(CN)- 0.5㎛:Ti(CO)	3.0㎛: α형 Al₂O₃	0.5㎛: Ti₂O₃- 0.5㎛: Ti(NO)

	습식 블라스트 조건
	연마재 함유량	분사 압력
I	40중량%	0.24MPa
J	30중량%	0.12MPa
K	20중량%	0.08MPa
L	10중량%	0.08MPa

	처리 조건	외관색		처리에 의한 최외층의 제거 상태 등	플랭크면의 표면 조도
	처리 조건	레이크면	플랭크면	처리에 의한 최외층의 제거 상태 등	플랭크면의 표면 조도
실시예7	I	엷은 황색	흑색계	플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부로부터 완전히 최외층이 제거되어 있다.	0.10㎛
실시예8	J	엷은 황색	흑색계	플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부로부터 90% 이상의 최외층이 제거되어 있다.	0.12㎛
실시예9	K	엷은 황색	흑색계	플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부로부터 70% 이상의 최외층이 제거되어 있다.	0.15㎛
비교예9	L	엷은 황색	다갈색	플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부로부터 50% 이상의 최외층이 제거되어 있다.	0.20㎛
비교예10	미처리	엷은 황색	엷은 황색	플랭크면, 절삭날 및 레이크면에 완전하게 최외층이 잔존하고 있다.	0.30㎛

이어서, 이들 실시예 7∼9 및 비교예 9, 10 에 대해서도 선삭에 의한 절삭 가공을 실시하여, 그 결과를 표 4 와 동일한 기준으로 평가하였다. 이것을 표 14 에 나타낸다. 또, 이 때의 절삭 조건은, 피삭재가 베어링강 (SUJ2), 절삭 속도 300m/min, 이송 속도 0.15㎜/rev, 절삭 깊이 1.5㎜ 의 습식 절삭이다.

	절삭날 교환까지의 실제 절삭 시간	절삭날 교환의 이유	절삭날 교환시의 플랭크면 마모폭	절삭날 교환시의 절삭 가공 표면 (마무리면) 상태	절삭날 사용후의 절삭날 식별 상태
실시예7	22분	플랭크면 마모	0.30㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
실시예8	20분	플랭크면 마모	0.30㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
실시예9	17분	플랭크면 마모	0.30㎜	광택이 있는 양호한 마무리면	매우 용이
비교예9	8분	마무리면 열화	0.08㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	매우 용이
비교예10	절삭 개시 직후	마무리면 불량	0.01㎜	가우지에 의한 백탁 마무리면	매우 용이

이 중, 실시예 8, 9 및 비교예 9 의 절삭 인서트에서는, 플랭크면 및 플랭크면측 절삭날부에 있어서 최외층이 습식 블라스트 처리에 의해 연마되어 얇아져 있기는 하지만, 완전히 제거되어 있지는 않다. 그러나, 표 14 의 결과로부터는, 이들 부분에 있어서 70% 이상의 면적 비율로 최외층이 제거되어 있으면 다른 실시예와 동일한 효과가 얻어지는 것을 알 수 있고, 반대로 비교예 9 와 같이 50% 정도밖에 최외층이 제거되어 있지 않으면 이 효과가 얻어지지 않음을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 몇몇의 바람직한 실시형태를 설명하였지만, 이 실시형태들은 모두 설명을 위한 것으로서 권리범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 따른 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않으면서 다양한 부가, 생략, 치환 및 다른 변형이 가능함을 인정할 것이다. 본 발명은 상기한 설명에 의해 제한되지 않고 단지 첨부된 청구범위에 의해서 범위가 정해진다.

본 발명의 구성에 따라서, 피삭재에 가우지나 보풀이 없고, 광택이 있는 고품질의 절삭 가공 표면을 형성하는 것이 가능하고, 또한 보다 확실하게 절삭날의 사용ㆍ미사용의 식별이 가능한 표면 피복 절삭 인서트 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스를 모재로 하는 인서트 본체와, 상기 인서트 본체의 표면에 인서트 본체측으로부터 순서대로 피복된 하지층과 중간층과 최외층을 갖고,

상기 인서트 본체의 레이크면과 플랭크면의 교차 능선부에 절삭날이 형성되고,

상기 하지층과 최외층은, 각각 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 또는 2 층 이상의 다층으로 형성됨과 함께, 상기 중간층은 Al₂O₃ 을 주성분으로 하여 형성되어 있고,

상기 인서트 본체의 표면 중, 적어도 상기 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 상기 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서는, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있는 한편, 적어도 상기 레이크면 중 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부에는 상기 최외층이 남겨져 있는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,

상기 플랭크면과 상기 교차 능선부의 전체에서, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,

상기 플랭크면으로부터, 상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 상기 레이크면의 내측의 범위까지, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 3 항에 있어서,

상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 상기 레이크면의 내측으로 2㎜ 까지의 범위 내에서, 상기 최외층이 제거됨으로써 상기 중간층이 주로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,

상기 플랭크면에 있어서 주로 노출된 상기 중간층의 표면 조도가, 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,

상기 하지층과 최외층의 적어도 일방은, 원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속으로서 선택된 Ti, Zr, Hf, Cr 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 형성된 층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,

상기 플랭크면 및 상기 플랭크면측 절삭날부에 있어서, 70면적% 이상의 중간층이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,

상기 중간층은 80체적% 이상 Al₂O₃ 을 함유한 층인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
제 1 항에 있어서,

상기 최외층이 습식 블라스트에 의해서 제거되는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트.
탄화 텅스텐기 초경합금, 탄질화 티탄기 서멧, 또는 세라믹스를 모재로 하는 인서트 본체의 레이크면과 플랭크면의 교차 능선부에 절삭날을 형성함과 함께,

원소 주기율표의 IVa, Va, VIa 족 금속 및 Al, Si 중 1 종의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 또는 그 복합 화합물에 의해 단층 또는 2 층 이상의 다층으로 각각 형성된 하지층 및 최외층과, Al₂O₃ 을 주성분으로 하여 형성된 중간층을, 상기 인서트 본체측으로부터 하지층, 중간층, 최외층의 순으로 상기 인서트 본체의 표면에 피복한 후,

상기 인서트 본체의 표면 중, 적어도 상기 레이크면의 상기 교차 능선부와의 경계보다 내측의 일부를 제외하고, 적어도 상기 플랭크면과 상기 교차 능선부 중 상기 플랭크면에 이어져 있는 플랭크면측 절삭날부에서, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시키는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 플랭크면과 상기 교차 능선부의 전체에서, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시키는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 플랭크면으로부터, 상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 그 레이크면의 내측의 범위까지, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시키는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 교차 능선부와 상기 레이크면의 경계보다 상기 레이크면의 내측으로 2㎜ 까지의 범위 내에서, 상기 최외층을 제거함으로써 상기 중간층을 주로 노출시키는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 플랭크면에 있어서 주로 노출시킨 상기 중간층의 표면 조도를, 컷오프치 0.08㎜ 에 있어서의 산술 평균 조도 (Ra) 로 0.3㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 중간층은 80체적% 이상 Al₂O₃ 을 함유한 층인 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 플랭크면 및 상기 플랭크면측 절삭날부에 있어서, 70면적% 이상의 중간층을 노출시키는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 최외층을 습식 블라스트에 의해서 제거하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 인서트 본체를, 상기 레이크면이 형성된 면과 이것과는 반대의 면 사이에서, 축선 둘레로 회전가능한 한 쌍의 회전축에 의해 사이에 끼워 유지하고, 상기 인서트 본체를 회전시키면서, 블라스트 건에 의해 상기 인서트 본체의 표면에 연마액을 분사하여 습식 블라스트를 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 인서트 본체를, 상기 레이크면이 형성된 면과 이것과는 반대의 면 사이에서, 축선 둘레로 회전가능한 한 쌍의 회전축에 의해 사이에 끼워 유지하고, 상기 인서트 본체를 회전시키면서, 상기 축선에 대하여 10∼90°의 분사각의 블라스트 건에 의해 상기 인서트 본체의 표면에 연마액을 분사하여 습식 블라스트를 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 인서트 본체를, 상기 레이크면이 형성된 면과 이것과는 반대의 면 사이에서, 축선 둘레로 회전가능한 한 쌍의 회전축에 의해 사이에 끼워 유지하고, 그인 서트 본체를 회전시키면서, 상기 축선에 대하여 30∼90°의 분사각의 블라스트 건에 의해 상기 인서트 본체의 표면에 연마액을 분사하여 습식 블라스트를 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 한 쌍의 회전축 중, 상기 인서트 본체의 상기 레이크면이 형성된 면을 사이에 끼우는 회전축에 마스킹 부재를 장착하여, 상기 레이크면 중의 상기 일부를 마스킹하면서 습식 블라스트를 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 피복 절삭 인서트의 제조 방법.