WO2006059551A1

WO2006059551A1 - 刃先交換型切削チップおよびその製造方法

Info

Publication number: WO2006059551A1
Application number: PCT/JP2005/021704
Authority: WO
Inventors: Naoya Omori; Yoshio Okada; Minoru Itoh; Norihiro Takanashi; Shinya Imamura; Susumu Okuno
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp.
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2006-06-08
Also published as: JPWO2006059551A1; JP4739234B2; KR20070073731A; US8133576B2; EP1818124A4; KR101167343B1; EP1818124A1; US20070298230A1; IL180049A; IL180049A0; EP1818124B1

Abstract

　本発明の刃先交換型切削チップ（１）は、本体（８）と、該本体（８）上に形成された基層と、該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有し、該基層は、該使用状態表示層と異なった色を呈し、該使用状態表示層は、該基層上であって、かつ逃げ面（３）を除く刃先稜線部（４）とすくい面（２）とを含む表面の少なくとも一部に形成されており、該すくい面（２）のブレーカ溝部またはランド部の面粗度ＲａをＡμｍ、該逃げ面（３）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、Ｂ／Ａ≦１となることを特徴とする。

Description

明細書

刃先交換型切削チップおよびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は切削加工用の切削工具に使用される刃先交換型切削チップおよびその製造方法に関する。より詳細には、切削により被削材力分離して流出する切り屑を適当な小片に破断させることを目的とするチップブレーカがすくい面に形成された刃先交換型切削チップおよびその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 旋削加工用工具やフライス加工用工具は、単数または複数の刃先交換型切削チップを備えている。図 1に示したように、このような刃先交換型切削チップ 1は、切削加ェ時において被削材 5の切り屑 6を持ち上げる側に存在するすくい面 2と、被削材自体に対面する側に存在する逃げ面 3とを有し、この逃げ面 3は被削材 5を切削する中心的作用点となる刃先稜線部 4を挟んですくい面 2に繋がった構成を有する。

[0003] そして、このすくい面 2には切り屑の排出性を向上させるために、チップブレーカ 7と呼ばれる凹凸の突起が形成されることが多い（図 2参照)。このチップブレーカを形成することにより、被削材力分離して流出する切り屑は適当な小片に破断され、この切り屑が長く延びることによる作業の危険性 (工具や被削材への絡まり）を防止することができる。また、切削により高温となった切り屑が即座に排出されることにより、工具表面や被削材表面への切り屑の溶着が防止されるとともに、工具表面の温度上昇を防止することが可能となる。

[0004] このような刃先交換型切削チップは、工具寿命に達すると刃先を交換しなければならない。この場合、刃先稜線部が 1個のみのチップでは、そのチップ自体を交換しなければならない。しかし、複数個の刃先稜線部を持つ刃先交換型切削チップは同じ座面で何回も向きを変え、すなわち、未使用の刃先稜線部を切削位置に設置するようにして、別の切削位置で使用することができる。場合によっては、刃先稜線部を別の座面に付け直してここで未使用の刃先稜線部を利用することもできる。

[0005] ところが切削作業現場では、刃先稜線部をまだ使用していないのに刃先交換型切削チップが取り替えられたり向きを変えられたりする場合がある。これは刃先交換または刃先稜線部の方向転換の際に使用済の刃先稜線部力未使用の刃先稜線部かが認識されないのが原因である。したがって、この操作は刃先稜線部が未使用であるか使用済であるかを十分に確認した上で行なう必要がある。

[0006] 使用済の刃先稜線部を容易に識別する方法として、逃げ面とすくい面とにおいて色を変えた刃先交換型切削チップが提案されている（特開 2002— 144108号公報（特許文献 1) )。具体的には、この刃先交換型切削チップは、本体上に減摩被膜と呼ばれる耐摩耗性の基層を形成し、逃げ面上に摩耗し易ヽ材料からなる使用状態表示層を形成した構成を有してヽる。

[0007] し力しながら、このような構成を有する刃先交換型切削チップにおいては、刃先稜線部が使用済力否かの注意を喚起する作用は有するものの、逃げ面上に形成された使用状態表示層が被削材と溶着しやすく、このため被削材表面に使用状態表示層が溶着したり、使用状態表示層に被削材が溶着して凹凸状態となった刃先で切削加工が施されるため、切削後の被削材の外観および表面平滑性を害するという問題かあつた。

[0008] さらに、この刃先交換型切削チップのように逃げ面に使用状態表示層が設けられている場合、該チップが収納ケースに収められている状態や、工作機械周辺の作業台に置かれて、る状態にぉ、て、どの刃先稜線部が使用済であるかを容易に識別しにくいという問題があった。なぜなら、通常逃げ面はすくい面より面積が小さいため、すくい面を上にして収納ケースに収められ、また作業台でもすくい面を上にして置かれることが多ぐこのため該逃げ面は目視しにくい位置にくるためである。

特許文献 1 :特開 2002— 144108号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、被削材の外観や表面平滑性を害することなぐかつ目視しゃすい注意喚起機能を有効に示すことができる刃先交換型切削チップおよびその製造方法を提供することにある。課題を解決するための手段

[0010] 本発明者は、上記課題を解決するために、切削加工時における刃先交換型切削チップと被削材との接触状態を鋭意研究したところ、図 1に示したように刃先交換型切削チップ 1の刃先稜線部 4が被削材 5に接し、そのすくい面 2が切り屑 6側に位置するのに対し、逃げ面 3が被削材 5と対面することになることから、使用状態表示層をすくい面 2側に形成すると切削後の被削材表面にこれが溶着することを防止できるのではな!/、かと!/、う知見を得、この知見に基づきさらに研究を重ねることによりついに本発明を完成させるに至ったものである。

[0011] すなわち、本発明は、本体と、該本体上に形成された基層と、該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有する刃先交換型切削チップであって、この本体は、少なくとも 1つの刃先稜線部と、少なくとも 1つのすくい面と、少なくとも 1つの逃げ面とを有し、該逃げ面は、該刃先稜線部を挟んで該すくい面と繋がり、該すくい面は、チップブレーカが形成されているとともに、該刃先稜線部に隣接して、該刃先稜線部からすくい面の中心部に向力つて凹状に傾斜するブレーカ溝部または該刃先稜線部力すくい面の中心部に向力つて水平状に形成されるランド部を有し、該基層は、該使用状態表示層と異なった色を呈し、該使用状態表示層は、該基層上であって、かっ該逃げ面を除く刃先稜線部とすくい面とを含む表面の少なくとも一部に形成されており、該すくい面のブレーカ溝部またはランド部の面粗度 Raを A m、該逃げ面の面粗度 Raを B /z mとした場合、 B/A≤ 1となることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。

[0012] また、上記基層は、その上に使用状態表示層が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において、この基層を構成する少なくとも一層が圧縮残留応力を有していることが好ましぐこの圧縮残留応力は、その絶対値が 0. lGPa以上の応力であることが好ましい。

[0013] また、本発明は、本体と、該本体上に形成された基層と、該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有する刃先交換型切削チップであって、この本体は、少なくとも 1つの刃先稜線部と、少なくとも 1つのすくい面と、少なくとも 1つの逃げ面とを有し、該逃げ面は、該刃先稜線部を挟んで該すくい面と繋がり、該すくい面は、チップブレーカが形成されているとともに、該刃先稜線部に隣接して、該刃先稜線部からすくい面の中心部に向かって凹状に傾斜するブレーカ溝部または該刃先稜線部からすくい面の中心部に向かって水平状に形成されるランド部を有し、該使用状態表示層は、該基層上であって、かつ該逃げ面を除く該刃先稜線部と該すくい面とを含む表面の少なくとも一部に形成されており、該基層は、該使用状態表示層と異なった色を呈するとともに、その上に該使用状態表示層が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において、この基層を構成する少なくとも一層が圧縮残留応力を有していることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。該圧縮残留応力は、その絶対値が 0. lGPa以上の応力であることが好ましい。

[0014] また、上記使用状態表示層は、上記すくい面の切削に関与する部位の少なくとも一部に形成されたものとすることができ、また上記基層に比し、摩耗し易い層であることが好ましい。

[0015] また、上記刃先交換型切削チップは、複数個の利用可能な刃先稜線部を有することができ、上記本体は、超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硅素焼結体、または酸化アルミニウムと炭化チタンとからなる混合体の、ずれかにより構成されることが好ま、。

[0016] また、上記基層は、その最外層が Al O層または Al Oを含む層で構成されることが

2 3 2 3

好ましぐ上記使用状態表示層は、その最外層が元素周期律表の IVa族元素 (Ti、 Z r、 Hf等）、 Va族元素（V、 Nb、 Ta等）、 Via族元素（Cr、 Mo、 W等）、 Al、 Si、 Cu、 P t、 Au、 Ag、 Pd、 Fe、 Coおよび Niからなる群から選ばれる少なくとも 1種の金属（元素）またはその金属を含む合金によって形成される力、または元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 A1および Siからなる群力も選ばれる少なくとも 1種の元素と、炭素、窒素、酸素およびホウ素力なる群力選ばれる少なくとも 1種の元素とにより構成される化合物によって形成される層で構成されることが好ましい。

[0017] また、上記刃先交換型切削チップは、ドリル、エンドミル、フライス加工用または旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップ、またはクランタシャフトのピンミーリング力卩ェ用チップのいずれかであることが好ましい。

[0018] また、本発明は、チップブレーカを有する本体と、該本体上に形成された基層と、該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有する刃先交換型切削チップの製造方法であって、上記本体上に基層を形成するステップと、上記基層上に上記基層と異なる色の使用状態表示層を形成するステップと、上記本体の逃げ面の少なくとも一部を含む所定の区域に対して、そこに形成されている上記使用状態表示層を除去するステップと、を含むことを特徴とする刃先交換型切削チップの製造方法に係る

[0019] このような本発明に係る刃先交換型切削チップは、少なくとも 1つの逃げ面と、少なくとも 1つのすくい面と、少なくとも 1つの刃先稜線部とを有し、本体上に形成された基層と異なる色の使用状態表示層をすくい面側の上記所定箇所に備えている。

[0020] この場合、使用状態表示層は上記基層となるべく大きな色コントラストが生じるようにされることが望ま、。すく、面側の所定箇所に形成されたこの使用状態表示層は、刃先交換型切削チップをなるベく短、時間たとえば数秒〜数分間切削作業した後に明瞭な加工痕を示し、少なくとも部分的に摩滅して、色の異なる下地 (すなわち基層）が見えるようになる性質を有するようにする。可能な実施形態では使用状態表示層は耐摩耗性に乏しぐ基層と比べて摩滅し易ぐまた基層への付着力が弱くなつているものが好ましい。

[0021] 一方、この使用状態表示層は、刃先交換型切削チップが使用されると直ちに変色するようになっているものでもよい。さらに、この使用状態表示層は、切屑が付着したり、切削油等が付着することにより、変色 (あた力も変色したかのような外観を与える場合を含む)するものであっても良い。

[0022] さらにまたはその代わりに、該使用状態表示層に隣接する刃先稜線部がすでに使用されたことを表示するために、使用状態表示層は別様に色変化するものであってもよい。たとえば、使用状態表示層は、 200°Cを超える温度で刃先稜線部の近傍だけが変色する感熱性のものであってもよい。そして、変色は酸ィ匕その他の変化に基づくもので、不可逆的であることが望ましい。隣接する刃先稜線部が短時間だけ使用された時でも、この刃先稜線部に隣接するすくい面区域が少なくとも短時間所定の温度を超えると、使用状態表示層が変色し、それが持続的にはっきり認識される。熱の作用による変色は、使用中に被削材と直接接触する部位のみではなく高温となった切り屑と接触するすくい面の広い区域でも変色するので使用済の刃先稜線部が容易に識別できると、う利点がある。

[0023] 上記の使用状態表示層に加工痕または変色が生じているか否かによって、刃先交換型切削チップがすでに使用されたか、どの刃先稜線部が未使用であるかを簡単かつ容易に識別することができる。すなわち、上記使用状態表示層は注意喚起機能を持つものである。これにより、刃先交換型切削チップを適宜に交換しまたはその向きを適宜に変えることができる。特にすでに使用済の刃先交換型切削チップを交換しなければいけないのにそれに気が付かな力つたり、未使用の刃先交換型切削チップを使用せずに新しいものに交換してしまったり、刃先交換型切削チップの向きを変えるときにすでに使用済の刃先稜線部を切削位置に設定してしまったり、または未使用の刃先稜線部を使用せずに未使用のままにしてしまったりすることが回避される。従つて、本発明に係る刃先交換型切削チップによって当該切削工具の保守が大幅に簡素化される。

[0024] そして本発明の刃先交換型切削チップは、このような注意喚起機能を発揮するだけではなぐ使用状態表示層がすくい面側に形成されていることから、従来技術が有していたような切削加工後の被削材の外観および表面平滑性を害するという問題を一掃したと!ヽぅ顕著な作用効果を備えたものである。従来の注意喚起機能を備えた刃先交換型切削チップは、使用状態表示層が逃げ面に形成されていたため、使用状態表示層に被削材が溶着し、切削加工後の被削材の外観を害し、またその表面面粗度をも劣化させる。加えて切削抵抗が増加することで刃先が欠損する場合もある。このため、被削材の種類や用途が限定されるのみならず、このような刃先交換型切削チップを用いて切削できない場合もあった。本発明は、このような問題点を悉く解決したものであり、その産業上の利用性は極めて大きいものである。

[0025] そしてさらに、本発明の刃先交換型切削チップは、上記すくい面のブレーカ溝部またはランド部の面粗度 Raを A/z m、上記逃げ面の面粗度 Raを B /z mとした場合、 B /A≤ 1としたことにより、逃げ面に対する被削材の溶着を特に効果的に防止することがでさる。

[0026] 力!]えて、本発明の刃先交換型切削チップは、このように使用状態表示層がすくい面側に形成されているため、該チップが収納ケースに収められている状態や、工作機械周辺の作業台に置かれている状態においても、どの刃先稜線部が使用済であるかを容易に識別できるとヽぅ優れた効果を有するものである。

[0027] ここで、このような使用状態表示層は淡色に、たとえば、黄色または黄色味がかった光沢 (たとえば金色）を有するように形成し、逃げ面の表面となる基層は黒ずんだ色に形成することが望ましい。たとえば、このような基層は酸ィ匕アルミニウム (Al O )の

2 3 被膜にすることが望ましい。また、この Al O層の上にも下にも別の層を設けても良い

2 3

[0028] こうして本発明の刃先交換型切削チップは、各層を積層して形成することができ、その際基層である Al O層は耐摩耗層となる。本発明でいう耐摩耗層とは、切削加工

2 3

使用時において刃先の耐摩耗性を高め、これにより工具寿命の延長や切削速度を高める機能を持った被膜をいう。

[0029] 一方、このような耐摩耗層は、さらに補助表面層を保持してもよい。また、 Al O層

2 3 の代わりに、同じまたは更によりよい性質を有する耐摩耗層を設けることもできる。

[0030] 本発明に係る刃先交換型切削チップを製造するために、まず、チップブレーカを有する本体の全面に対して、耐摩耗層として Al O層を含む被膜を基層として形成する

2 3

。そして、一番上の層としてたとえば窒化物層（たとえば TiN)を使用状態表示層として形成することができる。この窒化物層は基層の全面を覆うように形成して力もすくい面の所定箇所以外の表面から除去するようにするとよ、。

[0031] 特に使用状態表示層として使用する窒化物層は、逃げ面力取り除かれている必要がある。これはいかなる方法で実施しても良いが、たとえば機械的除去、より具体的には、ブラシ操作、バレル操作、またはブラストカ卩ェ (サンドブラスト)等で行なうことができる。

[0032] ブラシまたはブラストカ卩ェ操作は同時に逃げ面の後処理をも行なうことになつて、それによって逃げ面の被覆が平滑ィ匕される。このことは被削材に対する溶着を減少させ、刃先交換型切削チップの寿命の向上にも寄与する。

発明の効果

[0033] 本発明の刃先交換型切削チップは、上述の通りの構成を有することにより、被削材の外観や表面平滑性を害することなぐかつ目視しゃすい注意喚起機能を有効に示すことができる。

図面の簡単な説明

[0034] [図 1]切削加工時における刃先交換型切削チップと被削材との接触状態を模式的に示した概略図である。

[図 2]使用前の本発明の刃先交換型切削チップの一実施形態の概略斜視図である。

[図 3]すくい面のブレーカ溝部近傍の拡大断面図である。

[図 4]すく、面のランド部近傍の拡大断面図である。

[図 5]1つの刃先稜線部を使用した後の本発明の刃先交換型切削チップの概略斜視図である。

[図 6]2つの刃先稜線部を使用した後の本発明の刃先交換型切削チップの概略斜視図である。

[図 7]本発明の刃先交換型切削チップの刃先稜線部近傍の拡大断面図である。

[図 8]使用状態表示層を別の形態で形成した刃先交換型切削チップの刃先稜線部近傍の拡大断面図である。

[図 9]使用状態表示層をさらに別の形態で形成した刃先交換型切削チップの刃先稜線部近傍の拡大断面図である。

[図 10]使用状態表示層をさらに別の形態で形成した刃先交換型切削チップの刃先稜線部近傍の拡大断面図である。

[図 11]刃先交換型切削チップの刃先コーナー部の概略平面図である。

[図 12]刃先交換型切削チップの刃先コーナー部の概略断面図である。

[図 13]刃先交換型切削チップの逃げ面側の刃先コーナーの近傍を示す概略側面図である。

符号の説明

[0035] 1 刃先交換型切削チップ、 2 すくい面、 3 逃げ面、 4, 41, 42, 43 刃先稜線部、 5 被削材、 6 切り屑、 7 チップブレーカ、 8 本体、 9 貫通孔、 10 ブレーカ溝部、 11 ランド部、 12 基層、 13 使用状態表示層、 14 コーティング、 16, 17 変色区域、 18 ブレーカ溝部の中央部、 19 逃げ面の所定箇所。発明を実施するための最良の形態

[0036] 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明している力本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。また、各図面はあくまでも説明用の模式的なものであって、コーティングの膜厚と本体とのサイズ比やコーナーのアール (R )のサイズ比は実際のものとは異なっている。

[0037] <刃先交換型切削チップおよび本体 >

本発明の刃先交換型切削チップは、本体と、該本体上に形成された基層と、該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有するものである。図 2に上面が正方形の形状として形成された刃先交換型切削チップ 1が示されている。刃先交換型切削チップ 1はこのように本体 8を有するものである力この本体 8はたとえば超硬合金製のものが好ましい。たとえば、焼結炭化タングステンまたはその他の超硬合金材料にすることができる。また、本体 8をセラミック材料で形成することも可能である。

[0038] このように、本体を構成する材料としては、このような刃先交換型切削チップの本体

(基材)として知られる従来公知のものを特に限定なく使用することができ、たとえば超硬合金（たとえば WC基超硬合金、 WCの他、 Coを含み、あるいはさらに Ti、 Ta、 Nb等の炭窒化物を添加したものも含む）、サーメット (TiC、 TiN、 TiCN等を主成分とするもの）、高速度鋼、セラミックス (炭化チタン、炭化硅素、窒化硅素、窒化アルミユウム、酸ィ匕アルミニウムなど）、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硅素焼結体、または酸ィ匕アルミニウムと炭化チタンとからなる混合体等を挙げることができる。また、これらの本体 (基材）は、その表面が改質されたものであっても差し支えない。たとえば、超硬合金の場合はその表面に脱 j8層が形成されていたり、サーメットの場合には表面硬化層が形成されていても良ぐこのように表面が改質されていても本発明の効果は示される。

[0039] また、本体 8の形状は、たとえば多面体とすることができる。この多面体は、たとえば図 2に示したように少なくとも底面、複数の側面および上面を有する形状を含むことができるが、このような形状のみに限られるものではなぐあらゆる形状の多面体が含まれる。そして、この本体 8の上記各面の少なくとも 1つの面が後述のすくい面となり、別の少なくとも 1つの面が逃げ面となるとともに、この逃げ面は刃先稜線部（図 2においては逃げ面とすくい面とが交差する稜として表される）を挟んですくい面と繋がることになる。

[0040] なお、本発明の刃先交換型切削チップにおいては、刃先交換型切削チップ 1をェ具に取り付ける固定孔として使用される貫通孔 9が、上面と底面を貫通するように形成されていても良い。必要に応じ、この固定孔の他にまたはその代わりに、別の固定手段を設けることもできる。

[0041] このような本発明の刃先交換型切削チップは、ドリル、エンドミル、フライス力卩ェ用または旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップおよびクランクシャフトのピンミーリングカ卩ェ用チップとして特に有用である。

[0042] なお、本発明は、ネガタイプまたはポジタイプの、ずれの刃先交換型切削チップに対しても有効である。

[0043] <すく、面、逃げ面および刃先稜線部 >

上記本体は、少なくとも 1つの刃先稜線部と、少なくとも 1つのすくい面と、少なくとも 1つの逃げ面とを有し、この逃げ面は、刃先稜線部を挟んですくい面と繋がるものである。このような刃先交換型切削チップ 1は、図 2に示したように複数個の利用可能な刃先稜線部 4、 41、 42、 43を有していることが好ましい。 1つの刃先稜線部の使用後にお、て、刃先交換型切削チップ自体を交換する手間を低減することができるからである。なお、本願で用いる刃先稜線部、すくい面および逃げ面という表現は、刃先交換型切削チップの最表面部に位置する部分や面だけではなぐ本体の表面部や基層、使用状態表示層等の各層の表面部や内部等に位置する相当部分をも含む概念である。

[0044] 上記刃先稜線部は、被削材を切削する中心的作用点を構成する。図 2等では刃先稜線部 4は直線状に形成されている力これのみに限られるものではなくたとえば円周状のもの、波打ち状のもの、湾曲状のもの、または屈折状のものも含まれる。なお、本願で用いる刃先稜線部と、う表現は、すく、面と逃げ面とが交差する稜に相当する部分 (シャープエッジ)だけではなぐそのシャープエッジに対して刃先処理が実施されアール (R)を有するように処理された部分 (所謂刃先処理部）や、面取り処理がされた部分 (所謂ネガランド処理部）を含むとともに、さらにこれらの刃先処理や面取り処理が組み合わされて処理された部分をも含むものとする。

[0045] また、逃げ面 3は図 2において平坦な面として示されている力必要に応じ、（複数の面区域に区分する）面取りをしまたは別の仕方で平坦な面と異なる形状や曲面にしたり、チップブレーカを設けた形状にすることもできる。また、すくい面 2には、以下のようなチップブレーカが形成されている。

[0046] <チップブレーカ、ブレーカ溝部およびランド部 >

上記すくい面には、図 2に示したようにチップブレーカ 7が形成されている。このようなチップブレーカの形状は、図 2に示されているような態様に限定されるものではなく、切り屑の排出性が良好となるように任意の凹凸形状に形成することができる。また、チップブレーカの形成手段は、特に限定されず従来公知の形成手段であればヽずれのものも採用することができる。最も一般的な方法は、予め所望のチップブレーカの形状に加工された金型を用いて原料の粉体をプレス成形後焼結する、所謂粉体冶金法による方法である力この方法以外にも上記本体のすくい面に対して、レーザ一加工、放電加工、超音波加工、砥粒研摩加工あるいはこれらの各加工方法を適宜組み合せた方法等を施すことにより形成することができる。

[0047] また、このような上記すくい面は、図 3および図 4に示したように上記刃先稜線部 4に隣接して、上記刃先稜線部 4からすくい面 2の中心部に向力つて凹状に傾斜するブレー力溝部 10または前記刃先稜線部 4からすくい面 2の中心部に向力つて水平状に形成されるランド部 11を有しており、このようなブレーカ溝部 10およびランド部 11はチップブレーカ 7の一部をなすものである。換言すれば、すくい面 2上に形成されるチップブレーカ 7は、刃先稜線部 4に隣接する箇所においては、ブレーカ溝部 10またはランド部 11の、ずれかの形状を有したものとなる。このような!/、ずれかの形状を有することにより、切り屑の排出性が良好なものとなる。なお、ブレーカ溝部 10についてすくい面の中心部に向かって凹状に傾斜するとは、すくい面の水平方向に対して任意の角度 0 (0° < Θ < 90° )で下がる方向に傾斜することをいう（図 3参照)。

[0048] <基層>

上記本体 8上に形成される基層 12は、後述の使用状態表示層 13とは異なった色を呈するものである。刃先交換型切削チップ 1に施したコーティング 14の構造を図 7 に示す。すくい面 2と逃げ面 3とに延びる基層 12がコーティング 14に含まれる。このように本体 8は、その表面に基層 12が形成されており、このような基層 12は、少なくとも上記逃げ面に形成することができ、さらに上記すくい面および上記逃げ面の両者に形成することもできる。すなわち、基層 12は本体 8の全面に形成することが特に好ましい。

[0049] より具体的には、このような基層 12は、その上に使用状態表示層 13が形成されていない部分において表面に露出したものとなる。すなわち、使用状態表示層 13が形成されて、な、部分にぉ、ては基層 12が表面となるものである。

[0050] そして、このような基層 12は、その上に使用状態表示層 13が形成されていない部分 (すなわち表面となる部分)であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において、基層 12を構成する少なくとも一層が、圧縮残留応力を有していることが好ましい。このような構成とすることにより、靭性が付与され刃先の欠損を極めて有効に防止することができる。なお、ここで切削に関与する部位とは、刃先交換型切削チップの形状、被削材の種類や大きさ、切削加工の態様等により異なるものであるが、通常被削材が接触する (または最接近する)刃先稜線部からすく!、面側および逃げ面側に各々 3mmの幅を有して広がった領域を意味するものとする。そして、上記圧縮残留応力は、このような切削に関与する部位の少なくとも一部において付与されていれば良ぐすく、面側または逃げ面側の、ずれか一方のみに付与されて、ても良、し、これらの両方に付与されていても良い。

[0051] なお、このように切削に関与する部位の少なくとも一部と規定したのは、そのような部位の全域において圧縮残留応力が付与されていることが好ましいが、種々の事情により、そのような部位の一部にお、て圧縮残留応力が付与されて、な、と、う態様をも含む趣旨である。

[0052] ここで、圧縮残留応力とは、コーティング (被覆層）に存する内部応力（固有ひずみ) の一種であって、「一」（マイナス）の数値（単位:本発明では「GPa」を使う）で表される応力をいう。このため、圧縮残留応力が大きいという概念は、上記数値の絶対値が大きくなることを示し、また、圧縮残留応力が小さいという概念は、上記数値の絶対値力、さくなることを示す。因みに、引張残留応力とは、被覆層に存する内部応力（固有ひずみ）の一種であって、「 +」（プラス）の数値で表される応力をいう。なお、単に残留応力という場合は、圧縮残留応力と引張残留応力との両者を含むものとする。

[0053] そして、基層 12が有する上記圧縮残留応力は、その絶対値が 0. lGPa以上の応力であることが好ましぐより好ましくは 0. 2GPa以上、さらに好ましくは 0. 5GPa以上の応力である。その絶対値が 0. lGPa未満では、十分な靭性を得ることができない場合があり、一方、その絶対値は大きくなればなる程靭性の付与という観点力もは好ましいが、その絶対値が 8GPaを越えると被覆層自体が剥離することがあり好ましくない。

[0054] また、そのような圧縮残留応力は、上記で規定した領域における基層を構成する少なくとも一層によって有されて!/ヽれば良！、が、より好ましくは少なくとも基層の最外層を構成する層によって有されていることが好適である。耐欠損性の向上に最も寄与すると考免られるカゝらである。

[0055] なお、上記残留応力は、いかなる方法を用いて測定しても良いが、たとえば X線応力測定装置を用いた sin² φ法により測定することができる。そしてこのような残留応力は基層中の上記圧縮残留応力が付与される領域に含まれる任意の点 10点 (これらの各点は当該層の該領域の応力を代表できるように互、に 0. 1mm以上の距離を離して選択することが好ましい）の応力を該 sin² φ法により測定し、その平均値を求めること〖こより柳』定することができる。

[0056] このような X線を用いた sin² φ法は、多結晶材料の残留応力の測定方法として広く用いられているものであり、たとえば「X線応力測定法」（日本材料学会、 1981年株式会社養賢堂発行)の 54〜66頁に詳細に説明されている方法を用いれば良い。

[0057] また、上記残留応力は、ラマン分光法を用いた方法を利用することにより測定することも可能である。このようなラマン分光法は、狭い範囲、たとえばスポット径 1 μ mと V、つた局所的な測定ができると!、うメリットを有して、る。このようなラマン分光法を用いた残留応力の測定は、一般的なものであるがたとえば「薄膜の力学的特性評価技術」（サイペック、 1992年発行)の 264〜271頁に記載の方法を採用することができる。 [0058] さらに、上記残留応力は、放射光を用いて測定することもできる。この場合、基層 ( 被覆層）の厚み方向で残留応力の分布を求めることができるというメリットがある。

[0059] なお、このような基層 12は、公知の化学的蒸着法 (CVD法）、物理的蒸着法 (PVD 法)またはスパッタリング法等により形成することができ、その形成方法は何等限定されるものではない。たとえば、刃先交換型切削チップ 1がドリルやエンドミルとして用いられる場合、基層は抗折カを低下させることなく形成できる PVD法により形成するのが好ましい。また、基層の膜厚の制御は、成膜時間により調整を行なうと良い。

[0060] また、公知の CVD法を用いて基層を形成する場合には、 MT—CVD (medium t emperature CVD)法により形成された層を備えることが好ましい。特にその方法により形成した耐摩耗性に優れる炭窒化チタン (TiCN)層を備えることが最適である。従来の CVD法は、約 1020〜1030°Cで成膜を行なうのに対して、 MT—CVD法は約 850〜950°Cという比較的低温で行なうことができるため、成膜の際加熱による本体のダメージを低減することができる。したがって、 MT—CVD法により形成した層は、本体に近接させて備えることがより好ましい。また、成膜の際に使用するガスは、二トリル系のガス、特にァセトニトリル (CH CN)を用いると量産性に優れて好ましい。な

3

お、上記のような MT— CVD法により形成される層と、 HT— CVD (high temperat ure CVD,上記でいう従来の CVD)法により形成される層とを積層させた複層構造のものとすることにより、これらの被覆層の層間の密着力が向上する場合があり、好ましい場合がある。

[0061] 一方、基層 12に対して上記のような圧縮残留応力を付与する方法は、特に限定されるものではなぐたとえば基層 12が CVD法により形成される場合には、その形成後においてその基層の圧縮残留応力を付与する領域に対してブラスト法による処理を施すことにより圧縮残留応力を付与することができる。なお、このブラスト法により処理する領域は、上記領域 (使用状態表示層 13が形成されて、な、部分 (すなわち表面となる部分)であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部）を越えてより広い領域に対して処理することもできる。一方、基層 12が PVD法により形成される場合には、形成時において既に圧縮残留応力が付与された状態となるのであえて上記のような処理を施す必要はな、。 [0062] このように、基層 12に圧縮残留応力を付与する方法は、基層 12自体を PVD法により形成する方法も挙げられるが、基層 12と本体 8との密着性を考慮すると基層 12自体を CVD法で形成し、ブラスト法による処理により圧縮残留応力を付与することが特に好ましい。

[0063] なお、このようなブラスト法による処理は、基層 12を形成した後に行なうことができる力基層 12上に後述の使用状態表示層 13を一旦全面に形成し、その後この使用状態表示層 13を残存させる領域以外の領域からこの使用状態表示層 13を除去する操作を兼ねて行なうこともできる。このような処理方法を採用することにより、刃先交換型切削チップの生産効率が向上するため好ましい。なお、この場合、使用状態表示層 13を残存させる部位には、治具等によりマスキングすることが好ましい。

[0064] ここで、上記ブラスト法とは、以下の（1)〜（3)等の方法により、被処理物表面の被膜、鲭、汚れ等の除去を行なう表面処理方法の一種であり、多くの産業分野で利用されているものである。

(1)各種研磨材の粒子を、圧縮空気で被処理物の表面に吹き付ける。

(2)各種研磨材の粒子を、回転翼により被処理物の表面に連続して投射する。

(3)各種研磨材の粒子を含有する液体 (水）を、高圧で被処理物の表面に吹き付ける。

[0065] 上記各種研磨材の粒子の種類としては、たとえばスチールグリッド、スチールショット、カットワイヤー、アルミナ、ガラスビーズ、珪砂等が一般的であり、これらの粒子の種類によりサンドブラスト、ショットブラスト、ァノレミナブラスト、ガラスビーズブラストなどと呼び分けられることもある。

[0066] たとえば、サンドブラストとは、珪砂 (粉)等の研磨材粒子を圧縮空気等により被処理物の表面に吹き付ける方法を示し、ショットブラストとは、スチールショット（通常は球状)を用いる方法を示す。また、ウエットブラストとは、研磨材の粒子を含有する液体 (水）を、高圧で被処理物の表面に吹き付ける方法を示す。

[0067] このようなブラスト法の具体的条件は、用いる研磨材粒子 (砲粒)の種類や適用方法により異なり、たとえばブラスト処理用金属系研磨材 ίお IS Z0311 : 1996に規定されており、ブラスト処理用非金属系研磨材 ίお IS Z0312 : 1996に規定されている。また、ショットブラストについては、 JIS B6614 : 1998にその詳細が規定されている。本発明のブラスト法による処理方法としては、これらの条件をいずれも採用することができる。

[0068] なお、基層 12に圧縮残留応力を付与する方法は、上記のようなブラスト法を採用することができる他、ブラシ法、ショットピー-ング法、バレル法、イオン注入法等を採用することちでさる。

[0069] 一方、このような基層 12は複数の層を積層して構成することもでき、また耐摩耗層としての作用を示すものとすることが好ましい。基層 12としては、元素周期律表の IVa 族元素、 Va族元素、 Via族元素、 A1および Siからなる群力も選ばれる少なくとも 1種の元素と、炭素、窒素、酸素およびホウ素力なる群力選ばれる少なくとも 1種の元素とにより構成される化合物により形成することができ、優れた性能が示される。

[0070] たとえば、基層 12は、そのような化合物として Al O層である力これを含むことがで

2 3

きる。本体 8の上にまず TiN層を形成し、その上に TiCN層を形成し、この上に Al O

2 3 層を形成することもできる。この 3層系は全体として基層 12を構成し、耐摩耗層としての作用を示す。

[0071] このように、基層 12が複数の層を積層して構成される場合は、その最外層が Al O

2 3 層または Al Oを含む層で構成されることが特に好ましい。 Al O層または Al Oを含

2 3 2 3 2 3 む層は、耐摩耗層として優れるとともに黒ずんだ色 (正確にはそれ自身が黒色を呈するものではなく下地の色の影響を受けやすいものである力本願では単に黒色と表現することもある）を呈するため、その上に形成される使用状態表示層との間で特に顕著なコントラストを形成することができるからである。

[0072] そして、この Al O層または Al Oを含む層は、上記使用状態表示層 13が形成され

2 3 2 3

ていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において表面に露出し、その領域において圧縮残留応力を有していることが特に好ましい。これにより、耐欠損性に最も関与する部位において耐摩耗性と靭性とを高度に両立させることができるからである。この点、上記切削に関与する部位の全域において圧縮残留応力を有していることがより好ましい。なお、上記圧縮残留応力は、その絶対値が 0. 1 GPa以上の応力であることが好ましぐより好ましくは 0. 2GPa以上、さらに好ましくは 0. 5GPa以上の応力である。一方、その絶対値は大きくなればなる程靭性の付与という観点からは好ましいが、その絶対値が 8GPaを越えると該層自体が剥離することがあり好ましくない。なお、上記でいう Al O層または Al Oを含む層を構成する Al O

2 3 2 3 2 は、その結晶構造は特に限定されず、 a— Al O、 κ— Al Ο、 y— Al Oまたはァ

3 2 3 2 3 2 3 モルファス状態の Al Oが含まれるとともに、これらが混在した状態も含まれる。また A

2 3

1 Oを含む層とは、その層の一部として少なくとも Al Oを含んでいること（50質量％

2 3 2 3

以上含まれていれば Al Oを含むものとみなす)を意味し、その残部は基層を構成す

2 3

る他の化合物や、 ZrO、 Y O (アルミナに Zrや Yが添加されたとみることもできる）等

2 2 3

によって構成することができ、また塩素、炭素、ホウ素、窒素等を含んでいても良い。

[0073] 一方、このような基層 12は、刃先稜線部 4から逃げ面 3側に 0. 4mm未満の距離を有して広がった領域と、刃先稜線部 4からすくい面 2側に 2mm未満の距離を有して広がった領域とにおいて表面に露出しており、その露出部における基層 12の表面が Al O層または Al Oを含む層で構成されていることが好ましい。このような構成とす

2 3 2 3

ることにより、切削初期におけるコーティング (被覆層）の損傷を抑制したり、切削中期における異常損傷を抑制することができ、耐摩耗性および靭性の向上に寄与するものとなる。

[0074] また、このような基層 12を構成する化合物の具体例としては、上記の Al O以外に（

2 3 あるいは Al Oとともに）使用できるものとして、たとえば TiCN、 TiN、 TiCNO、 TiBN

2 3

、 ZrO、 A1N等を挙げることができる。たとえば、基層 12として、本体 8の全面にまず

2

厚み数/ z mの TiN層を形成し、その上に厚み数/ z mの TiCN層を形成し、さらにその上に厚み数 mの Al O層（または Al Oを含む層）を形成したものを好適な例として

2 3 2 3

あげることができ、耐摩耗層としての作用を示す。

[0075] そしてさらに好適な例としては、 Al O層または Al Oを含む層の下層として、 Tiと、

2 3 2 3

窒素、酸素、またはホウ素のいずれか 1種以上の元素とからなる化合物で構成される層を形成させる態様である。このような構成とすることにより、 Al O層または Al Oを

2 3 2 3 含む層とその下層との間で特に優れた密着性を得ることができ、さらに優れた耐摩耗性を得ることが可能となる。このような化合物のより具体的な例としては、 TiN、 TiBN 、 TiBNO、 TiCBN、 TiCNO等を挙げることができる。また、これら以外の好適な化合物として、 AIONや A1CNO等の化合物を挙げることもできる。

[0076] このように基層 12として耐摩耗層を採用することにより、当該刃先交換型切削チップの工具寿命は飛躍的に延長される。力!]えて、切削速度を高める等のより過酷な使用環境にも耐えうる機能を発揮するという利点を有し、これを少なくとも逃げ面、またはすくい面および逃げ面の両者に形成することにより、この利点をより有効に享受することがでさる。

[0077] このような基層 12の厚みは、 0. 05 m以上 20 m以下であることが好ましい。厚みが 0. 05 /z m未満では耐摩耗性の向上が見られず、逆に 20 mを超えても大きな耐摩耗性の改善が認められないことから経済的に有利ではない。しかし、経済性を無視する限りその厚みは 20 m以上としても何等差し支えなぐ本発明の効果は示される。このような厚みの測定方法としては、たとえば刃先交換型切削チップを切断し、その断面を SEM (走査型電子顕微鏡)を用いて観察することにより測定することができる。

[0078] <使用状態表示層 >

本発明の刃先交換型切削チップは、上記基層上であって、かつ上記逃げ面を除く上記刃先稜線部と上記すくい面とを含む表面の少なくとも一部に、上記基層の色と異なる色の使用状態表示層を形成したことを特徴としている。なお、このような使用状態表示層は、公知の化学的蒸着法、物理的蒸着法、真空蒸着法、めっき法またはスノッタリング法等により形成することができ、その形成方法は何等限定されるものではない。

[0079] 本発明の使用状態表示層の形成の態様を刃先稜線部の近傍部を中心として検討した場合、その態様には種々のものが含まれる。たとえば、このような態様には、まず上記図 7に示したように、使用状態表示層 13がすくい面 2上であって刃先稜線部 4の直前まで形成されているような態様が含まれる。また、図 8に示したように、使用状態表示層 13がほぼ刃先稜線部 4まで延びるようにして形成される場合も含まれ、さらに図 9に示したように刃先稜線部 4を完全に覆、逃げ面の直前まで回り込むようにして形成されている場合も含まれる。一方、図 10に示したように、使用状態表示層 13は、刃先稜線部 4まで少しの距離 (切削チップのサイズにもよるが使用状態表示機能を大きく損なわない距離、たとえば内接円 12. 7mmの切削チップならば約 3. Omm以下の距離)をお!、て形成される場合も含まれる。

[0080] そして本発明の使用状態表示層は、上記すくい面の切削に関与する部位の少なくとも一部に形成されていることが特に好ましい。ここで切削に関与する部位とは、具体的には刃先稜線部だけではなぐ刃先稜線部の近傍部（刃先稜線部からすくい面の中心部に向かって Omm〜3mm程度の距離をもって広がった領域）を含む領域をいう。これにより、当該刃先稜線部が使用済力否かを確実に識別することができる。

[0081] なお、上記において使用状態表示層の形成箇所について「上記刃先稜線部と上記すくい面とを含む表面の少なくとも一部」と規定したのは、刃先稜線部の一部のみが切削に関与するような場合においては、その切削に関与する部分に近接した部分にのみ使用状態表示層を配置させるだけで注意喚起機能は達成され、必ずしも上記刃先稜線部と上記すく、面の全面を覆うように、あえて大面積を占める使用状態表示層を形成させる必要はないためである。したがって、このような使用状態表示層は、上記刃先稜線部と上記すくい面の全面に対して形成される場合だけではなぐその一部分のみに形成される場合が含まれる。なお、このような使用状態表示層は、すくい面においてチップブレーカが形成されている箇所に形成される場合は、そのチップブレーカ上に形成されることになる（図 7〜10参照。図 7〜10のすくい面 2の凹凸形状はチップブレーカを示してヽる）。

[0082] なお、このような使用状態表示層 13は、上記基層 12に比し摩耗し易い層であることが好ましい。切削加工時に削除されやすぐ下層の基層 12が露出することにより、その部分が使用されていることを容易に表示することができるからである。また、すくい面以外に形成された使用状態表示層を除去することにより刃先交換型切削チップ自体を製造することを容易化することにもつながる。

[0083] このように使用状態表示層 13は、上記基層 12と異なる色を呈するものである。このような構成を採用することにより、結果的にすくい面は逃げ面との間で大きな色コントラストが生じるよう〖こされる。なぜなら逃げ面の表面には、上述の通り、通常、耐摩耗層としての基層 12が形成されるカゝらである。

[0084] そして、このように使用状態表示層 13がすくい面 2上に形成されることにより、切削加工時においてこの使用状態表示層 13が被削材に溶着し、被削材の外観および表面平滑性を害することがなぐ以ってこのようなデメリットを伴うことなく注意喚起機能を示すことができる。このような使用状態表示層は、すくい面上の一部分に形成することができるとともに、上記すくい面の全面に形成することもできる。そして、上述の通り、本発明の使用状態表示層は、すくい面の切削に関与する部位の少なくとも一部に形成されていることが好ましい。なお、このような使用状態表示層 13は、単層で形成することができるとともに複数の層を積層して形成することもできる。

[0085] ここで、このような使用状態表示層 13は、元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 Al、 Si、 Cu、 Pt、 Au、 Ag、 Pd、 Fe、 Coおよび N もなる群から選ばれる少なくとも 1種の金属 (元素)またはその金属を含む合金によって形成される力または元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 A1および Siからなる群から選ばれる少なくとも 1種の元素と、炭素、窒素、酸素およびホウ素からなる群から選ばれる少なくとも 1種の元素とにより構成される化合物によって形成される 1または 2以上の層である。これらはいずれも鮮やかな色彩を有し、工業的にも容易に製造することができるため好ましい。特に、 2以上の層が積層される場合は、最外層として上記のような構成のものが形成されて、ることが好まし、。

[0086] そして、このような使用状態表示層は、その最外層が元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 Al、 Si、 Cu、 Pt、 Au、 Ag、 Pd、 Fe、 Coおよび N らなる群力も選ばれる少なくとも 1種の金属、または元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 A1および S もなる群力も選ばれる少なくとも 1種の元素と、炭素、窒素、酸素およびホウ素力もなる群力選ばれる少なくとも 1種の元素とにより構成される化合物によって形成される層で構成されることが特に好ましい。当該化合物は、黄色、ピンク色、黄銅色、金色等特に鮮ゃ力な色を呈し、意匠性に優れるとともに基層との間で明瞭なコントラストを形成することができるからである。なお、使用状態表示層が一層のみで形成される場合にはその層が最外層となる。

[0087] このような使用状態表示層は、より具体的には上記のような TiNの他、たとえば ZrN 、 TiCN、 TiSiCN、 TiCNO、 VN、 Cr等の元素または化合物により形成することができる。 [0088] また使用状態表示層 13は、強力な耐摩耗性の改善の機能を持つものでなく（すなわち摩耗し易い層であることが好ましぐ耐摩耗性は基層より劣る）、かつ比較的薄い厚みを有する。好ましい厚みは 0. 05 m以上 2 m以下であり、さらに好ましくは 0. 1 μ m以上 0. 5 μ m以下である。 0. 05 μ m未満では、本体全体に均一に被覆することが工業的に困難となり、このためその外観に色ムラが発生し外観を害することがある。また、 2 mを超えても使用状態表示層としての機能に大差なぐ却って経済的に不利となる。この厚みの測定方法としては、上記基層と同様の測定方法を採用することがでさる。

[0089] なお、使用状態表示層 13は、圧縮残留応力を有するものとすることができる。これにより、刃先交換型切削チップの靭性向上に寄与することができる。上記圧縮残留応力は、その絶対値が 0. lGPa以上の応力であることが好ましぐより好ましくは 0. 2 GPa以上、さらに好ましくは 0. 5GPa以上の応力である。その絶対値が 0. lGPa未満では、十分な靭性を得ることができない場合があり、一方、その絶対値は大きくなればなる程靭性の付与という観点からは好ましいが、その絶対値が 8GPaを越えると使用状態表示層自体が剥離することがあり好ましくない。

[0090] <面粗度 Ra>

本発明の上記逃げ面は、被削材の溶着を阻止するために平滑なものとすることが特に好ましい。このような表面平滑性は、上記逃げ面の表面を機械的処理、たとえば、ブラシ操作またはブラスト加工 (サンドブラスト）を行なうこと〖こより得ることができる。このような機械的処理は、通常基層上に形成された使用状態表示層を除去する場合に行なわれる力上記逃げ面の表面に対して独立した処理操作として行なうことも可能である。すなわち、上記逃げ面に形成された基層上に対して独立した処理操作として行なうことができる。なお、上記平滑性は、このような機械的処理だけではなぐたとえばィ匕学的処理や物理的処理によっても得ることができる。

[0091] そして本発明者の研究によれば、上記すくい面のブレーカ溝部またはランド部の面粗度 Raを A/z m、上記逃げ面の面粗度 Raを B /z mとした場合、 BZA≤ 1という関係が成立する場合に特に良好な耐被削材溶着性が得られることが認められている。より好ましくは、 B/A≤0. 8、さらに好ましくは B/A≤0. 7である。 [0092] なお、上記面粗度の規定対象領域であるすくい面のブレーカ溝部またはランド部は、その表面に使用状態表示層が形成されていても良いし、それが形成されず基層が露出した状態となっていても良い。一方、上記面粗度の規定対象領域の逃げ面は、当然のことながらその表面は基層である。

[0093] ここで上記面粗度 Raは、表面粗さを表す数値の一種であり、中心線平均値と呼ばれるものである (JIS B0601)。その測定方法は特に限定されるものではなぐ公知の測定方法がいずれも採用できる。たとえば、接触法 (たとえば触針法等)であっても、非接触法 (たとえばレーザー顕微鏡法等)であってもよぐまたあるいは刃先交換型切削チップの断面を顕微鏡で直接観察する方法であってもよい。

[0094] またそれぞれの測定部位は、ブレーカ溝部またはランド部にっ、ては各部の中央部を測定することが好ましぐ逃げ面については、刃先稜線部から逃げ面の中心部に向かって、 0〜3mm程度離れた部位を測定することが好ましい。

[0095] <刃先交換型切削チップの製造方法 >

本発明の刃先交換型切削チップの製造方法は、チップブレーカを有する本体と、該本体上に形成された基層と、該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有する刃先交換型切削チップの製造方法であって、該本体上に基層を形成するステップと、該基層上に該基層と異なる色の使用状態表示層を形成するステップと、該本体の逃げ面の少なくとも一部を含む所定の区域に対して、そこに形成されている上記使用状態表示層を除去するステップと、を含むことを特徴とするものである。これにより、極めて生産効率良く刃先交換型切削チップを製造することができる。

[0096] このように使用状態表示層 13は、刃先交換型切削チップ 1の製造の際に一旦基層 12の上に形成されるが、その後刃先稜線部とすくい面とを含む表面の少なくとも一部 (すなわち使用状態表示層が形成される部分)以外の部分から取り除かれる。また、使用状態表示層が取り除かれる部分は、切削に関与する部位の少なくとも一部を除く部分でも本発明の効果は発揮されるが、より容易に使用済刃先稜線部の識別をするためには、好ましくは逃げ面の全面である。これにより、すくい面と逃げ面との間で、上記のような大きな色コントラストを持った刃先交換型切削チップを製造することができる。 [0097] 逃げ面から使用状態表示層 13を除去する方法としては、化学的方法、物理的方法および機械的方法のいずれをも採用することができる。好ましくは、ブラシ掛けまたはその他の摩滅による除去、たとえばサンドブラストによる除去 (ブラスト加工)などの物理的または機械的方法を採用することができる。その上、このようなブラスト加工は、前述の通り、こうして再び露出した基層 12を平滑にする効果がある。

[0098] さらに本発明の刃先交換型切削チップの製造方法は、上記逃げ面に対して、平滑性処理を施すステップ (上記使用状態表示層を除去するステップと同時に行なわれる場合を含む）を含むことができる。上記すくい面のブレーカ溝部またはランド部の面粗度 Raを A/z m、上記逃げ面の面粗度 Raを B /z mとした場合、 BZA≤ 1という関係が成立するように、このような平滑性処理を施すことが好ましい。これにより、切削加ェ後の被削材の外観および表面平滑性を担保することが可能となるからである。

[0099] このような平滑性処理としては、化学的方法、物理的方法および機械的方法の、ずれをも採用することができる。好ましくは、ブラシ掛けまたはその他の摩滅による方法、たとえばサンドブラストによる研磨 (ブラスト加工)などの物理的または機械的方法を採用することができる。

[0100] <作用等>

以上述べた刃先交換型切削チップ 1は、図 2に示すように未使用状態では無傷のままであるすくい面 2を有する。特に刃先稜線部 4、 41に続くすくい面は、その全面に使用状態表示層が形成されている場合はその全面がなお元の使用状態表示層の色を有し、それによつて刃先稜線部 4、 41が未使用であることを示す。たとえば、すくい面 2が TiNでコーティングされている場合は、刃先稜線部 4、 41に続く使用状態表示層 13の部分は、未使用状態では輝く黄銅色 (金色）になっている。これに対して使用状態表示層が取り除かれた逃げ面 3は基層 12である Al Oからなり、刃先交換型切

2 3

削チップの代表的な比較的黒ずんだ色またはほぼ黒色の外観を呈する。

[0101] 以下の説明のために、刃先交換型切削チップ 1は切削工具の工具本体に取付けられており、複数の刃先稜線部 4、 41、 42、 43のうち刃先稜線部 4が最初に使用される刃先稜線部を成す場合を考える。切削工具が使用されると直ちに刃先稜線部 4が被削材 5に接触し、被削材 5を切削加工し始める。特に、刃先稜線部 4と逃げ面 3の区域では基層 12により刃先交換型切削チップ 1の摩耗は少ない。

[0102] ところが、刃先稜線部 4による切削が開始すると、この刃先稜線部 4に隣接する区域の使用状態表示層 13が変色して、すくい面 2のうち刃先稜線部 4の隣接部分に比較的大きな初期変化を生じる。変色した区域では使用状態表示層 13とは別の色になり、場合によってはこれより遙かに黒ずんだ基層 12が見えるようになる。

[0103] このため、図 5に示すように刃先稜線部 4に続いて黒ずんで変色した変色区域 16 が生じる。この変色区域 16は直ちにかつ容易に識別され、注意喚起機能を示す。この変色は、上記のように基層 12が露出することにより生じるものの他、熱に原因する変化、たとえば、酸ィ匕現象の結果起こるものであっても良い。

[0104] たとえば、図 5に示したようにこの刃先稜線部 4に隣接する区域の使用状態表示層 13が、焼もどし色を呈することによって、ここに変色区域 16が形成される。これは刃先稜線部 4による被削材の切削加工の結果起こる刃先稜線部近傍の温度上昇に由来するものである。

[0105] 刃先交換型切削チップ 1を長時間の使用の後 (切削位置を変更させた後）においては、すくい面 2は図 6に示す外観を呈するようになるが、最初の数分の切削作業の後に早くも図 5に示す外観に達するから、たとえば刃先稜線部 4は既に使用されたが、刃先稜線部 41はまだ全く未使用であることを取扱者は一見して確認することができる。刃先稜線部 41が初めて使用されると、図 6に示す外観を呈する。この場合、刃先稜線部 41に隣接する区域の使用状態表示層 13が変色し、変色区域 17を生じることにより刃先稜線部 41が使用されたことを示す。

[0106] なお、図 2、 5、 6に示されている刃先交換型切削チップ 1は、 4個の使用可能な刃先稜線部 4、 41、 42、 43を有するスローァウェイ刃先交換型切削チップである。刃先稜線部 4、 41、 42、 43の内のどれが既に使用され、どれがまだ使用されていないかが使用状態表示層 13の色によって一目で分かる。従って、このような刃先交換型切肖 IJチップを装備した切削工具の保守は特に簡単に行なうことができる。

[0107] 上述のように、刃先交換型切削チップ 1には、基層 12と使用状態表示層 13から成る複合のコーティング 14が施されている（図 7)。なお、使用状態表示層は単数個または複数個のすくい面に形成される力たとえば ISO規格 SNGN120408等のような一般的な刃先交換型切削チップでは底面または上面がすくい面となり、「縦使い」等と呼ばれる前者以外の例外的な刃先交換型切削チップでは側面がすくい面となる

[0108] 使用状態表示層 13は、隣接する刃先稜線部 4、 41、 42、 43を短時間でも使用するとこの使用状態表示層 13に明瞭な痕跡が残って、この使用状態表示層 13が変色乃至は変質する。このように使用状態表示層 13は非常に敏感であるから、その下にある別色の層または材料 (すなわち基層）が見えるようになることがある。このようにして使用状態表示層 13の作用により、明瞭な色コントラストまたは明るさコントラストが生じ、使用した刃先稜線部を直ちに簡単に識別することができる。

[0109] すくい面側にこのように摩擦的に不利力もしれないコーティングを施すことにより、これを逃げ面に施す場合よりも、被削材の外観および表面平滑性を害することがないことは勿論のこと、より大きな色コントラストを得ることができるため、すくい面を使用状態表示面として利用することが特に有利であることが判明した。しかも、上記すくい面のブレーカ溝部またはランド部の面粗度 Raを A m、上記逃げ面の面粗度 Raを B mとした場合、 B/A≤ 1という関係を成立させることにより特に良好な耐被削材溶着性を得ることができる。さらに加えて、使用状態表示層がすくい面側に形成されていることにより、このような刃先交換型切削チップを収納ケースに収納した状態や、作業台に置かれて、る状態にぉ、ても、 V、ずれの刃先稜線部が使用済かと!/、うことを極めて容易に識別することができると、う優れた機能を有して、る。

[0110] く実施例 >

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

[0111] く実施例 1 >

87質量％の WC、 2. 5質量％の TaC、 1. 0質量％の?^じ、 2. 0質量％の1じおよび 7. 5質量％の Coからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で 1400°C、 1時間焼結し、その後平坦研磨処理および刃先処理を行なうことにより、切削チップ CNMG 120408N GU (住友電工ハードメタル (株）製）の形状と同形状の超硬合金製チップを作製し、これを本体とした。この本体は、 8つの刃先稜線部と、 2つのすくい面と、 4つの逃げ面とを有するものであった。また、このすくい面は、チップブレーカが形成されているとともに、刃先稜線部に隣接して、刃先稜線部からすくい面の中心部に向かって凹状に傾斜するブレーカ溝部を有するものであった。なお、この本体の表面には、脱 j8層は形成されていなかった。

[0112] この本体の全面に対して、下層力順に下記の層を公知の熱 CVD法により形成した。すなわち、本体の表面側から順に、 0. 5 mの TiN、 5. 5 mの TiCN (MT—C VD)、 1. 5 mの αアルミナ（Al O )そして最外層として 0. 5 μ mの TiNをコーティ

2 3

ングした（総膜厚 8. 0 /z m)。このコーティング（コーティング No. 1とする）において、 0. 5 mの TiN (本体表面側のもの）と 5. 5 mの TiCNと 1. 5 μ mの αアルミナ (Al O )が基層であり、最外層の 0. 5 /z mの TiNが使用状態表示層である。

2 3

[0113] 以下同様にして、このコーティング No. 1に代えて下記の表 1に記載したコーティング No. 2〜6をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。

[0114] [表 1]

上記表 1において、基層は左側のものから順に本体の表面上に積層させた。また各層は、コーティング No. 6の CrN層を除き、全て公知の熱 CVD法により形成した。該 CrN層はイオンプレーティング法により形成した。 [0116] そしてこのコーティングを施した本体のそれぞれに対して、公知のブラスト法を用いて次の 4種類の処理方法 A〜Dを各々実施した。なお、各処理方法において使用状態表示層を残した、部位には、治具を用いてマスキングを行なった。

[0117] (処理方法 A)

コーティングに対してブラスト法による処理を行なわな力つた。したがって、本体の表面は、全面において使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は T iNの色である金色）を呈した。

[0118] (処理方法 B)

コーティングに対して、すくい面の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがって、逃げ面は使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は TiN の色である金色）を呈し、すくい面は基層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は Al Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0119] (処理方法 C)

コーティングに対して、逃げ面の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがって、すくい面は使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は TiN の色である金色）を呈し、逃げ面は基層の色（たとえばコーティング No. 1の場合は A 1 oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0120] (処理方法 D)

コーティングに対して、本体表面全面の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがって、本体表面の全面 (すくい面および逃げ面の両面）は基層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は AI Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0121] このようにして、以下の表 2および表 3に記載した 27種類の刃先交換型切削チップ No. l〜No. 27を製造した。 No. 3、 7、 11、 15、 19、 23、 25、 26および 27力本発明の実施例であり、それ以外のものは比較例である。なお、 No. 25〜27は、 No. 19 のブラストの条件を変更して逃げ面の使用状態表示層をブラスト法により除去したものである。

[0122] ここで、各刃先交換型切削チップの面粗度 Raは、レーザー顕微鏡 (VK— 8510、 ( 株)キーエンス製）により測定した結果 (BZA値)を以下の表 2および表 3に記載した。具体的な測定箇所は、該チップの刃先コーナー部の平面図である図 11の XII— XI I断面で示されるブレーカ溝部の中央部 18の面粗度 R_a (A/z m)と逃げ面の所定箇所 19 (刃先稜線部から 0. 5mm離れた地点）の面粗度 Ra (B μ m)を測定し（図 12参照）、測定距離は 100 μ mとした。

[0123] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. l〜No. 27について、下記条件で旋削切削試験を行な!/、、被削材の面粗度と刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量を測定した。その結果を以下の表 2および表 3に示す。被削材の面粗度 (Rz :JIS B06 01により規定されるものであって、 JIS B0651に準拠した機器を用いて測定されるもの）は、小さい数値のもの程、平滑性が良好であることを示し、逃げ面摩耗量は、小さ、数値のもの程、耐摩耗性に優れて!/、ることを示して!/、る。

[0124] (旋削切削試験の条件）

被削材: SCM415

切削速度： lOOmZmin

り： 0. 15mmz rev.

切込み： 1. Omm

切削油：無し

切削時間 :40分

[0125] [表 2]

〔〕

[0127] 表 2および表 3中、「*」の印を付したものが本発明の実施例である。なお、基層の最外層はコ一ティングの種類に拘わらず全て黒色であり、使用状態表示層は TiNと Z rNが金色であり、 TiCNはピンク色であり、 CrNは銀色である。

[0128] 表 2および表 3より明らかなように、本発明の実施例である刃先交換型切削チップ N o. 3、 7、 11、 15、 19、 23、 25、 26および 27は、刃先稜線部の使用状態の判別が容易で極めて注意喚起機能に優れるものであり、且つ刃先に被削材が溶着することもなぐ切削後の被削材の状態も鏡面に近いものであり面粗度にも優れるものであつた。なお、上記ブレーカ溝部の面粗度 Raを A/z m、上記逃げ面の面粗度 Raを B /z m とした場合、これらの本発明の実施例の刃先交換型切削チップでは全て BZA≤ 1でめつに。

[0129] これに対して、刃先交換型切削チップ No. 1、 2、 5、 6、 9、 10、 13、 14、 17、 18、 21および 22は、刃先稜線部の使用状態の判別は可能であるものの、刃先に被削材が多量に溶着し、且つ切削後の被削材は白濁し、面粗度も劣っていた。また、刃先交換型切削チップ No. 4、 8、 12、 16、 20および 24は、切削後の被削材の状態は良好であるものの、刃先交換型切削チップの刃先稜線部の使用状態の判別が困難であり、注意喚起機能を有さないものであった。

[0130] 以上の結果、本発明の実施例である各刃先交換型切削チップが、各比較例の刃先交換型切削チップに比し、優れた効果を有していることは明らかである。したがつて、刃先交換型切削チップにおいて被削材との間で溶着現象を抑制し、被削材の外観が阻害されることを防止するためには、使用状態表示層を逃げ面ではなくすくい面に形成し、すくい面の特定部位 (ブレーカ溝部またはランド部）の面粗度 Raを A m 、逃げ面の面粗度 Raを B /z mとした場合、 B/A≤ 1とすることが有効であり、この BZ A値をさらに小さくして BZA≤0. 8、さらに BZA≤0. 7とすることがより有効となることは明らかである。

[0131] <実施例 2 >

刃先交換型切削チップの本体の形状を切削チップ SEMT13T3AGSN— L (住友電エノ、一ドメタル (株)製)の形状と同形状のものとすることを除き、他は実施例 1と同様にして本体を得た。この本体は、 4つの刃先稜線部と、 1つのすくい面と、 4つの逃げ面とを有し、また、このすくい面は、チップブレーカが形成されているとともに、刃先稜線部に隣接して、刃先稜線部力すくい面の中心部に向かって凹状に傾斜するブレー力溝部を有するものであった。

[0132] この本体の全面に対して、下層力順に下記の層を公知の熱 CVD法により形成した。すなわち、本体の表面側から順に、 0. 5 mの TiN、 3. Ο μ mの TiCN (MT—C VD)、 1. 0 mの αアルミナ（Al O )そして最外層として 0. 5 μ mの TiNをコーティ

2 3

ングした（総膜厚 5. 0 m)。このコーティング（コーティング No. 7とする）において、 0. 5 mの TiN (本体表面側のもの）と 3. 0 mの TiCNと 1. 0 μ mの αアルミナ (Al O )が基層（黒色)であり、最外層の 0. 5 μ mの TiNが使用状態表示層（金色)であ

2 3

る。

[0133] 以下同様にして、このコーティング No. 7に代えて下記の表 4に記載したコーティング No . 8〜 12をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。

[0134] [表 4]

上記表 4において、基層は左側のものから順に本体の表面上に積層させた。またコ一ティング No. 8〜9は、コーティング No. 7と同様、全て公知の熱 CVD法により形成した。コーティング No. 10〜12については、公知の PVD法により形成した。 [0136] そして、このコーティングを施した本体のそれぞれに対して、実施例 1と同じ処理方法 A〜Dを各々実施することにより、以下の表 5および表 6に記載した 27種類の刃先交換型切削チップ No. 28〜No. 54を製造した。 No. 30、 34、 38、 42、 46、 50、 5 2、 53および 54が本発明の実施例であり、それ以外のものは比較例である。なお、面粗度 Ra (BZA値）は実施例 1と同様にして測定した。

[0137] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 28〜No. 54について、下記条件でフライス切削試験を行な、、被削材の面粗度と刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量を測定した。その結果を以下の表 5および表 6に示す。被削材の面粗度 (Rz :JIS B 0601により規定されるものであって、 JIS B0651に準拠した機器を用いて測定されるもの）は、小さい数値のもの程、平滑性が良好であることを示し、逃げ面摩耗量は、小さ、数値のもの程、耐摩耗性に優れて、ることを示して!/、る。

[0138] (フライス切削試験の条件）

使用カッター： WGC4100R (住友電工ハードメタル (株）製）

被削材: FC250

切削速度： 150mZmin

り： 0. 3mmZrev.

切込み： 1. Omm

切削油：無し

切削距離 : 12m

このフライス切削試験は、上記カッターに刃先交換型切削チップを 1枚だけ取付けて行なったため、カッター 1回転当りの送りと、一刃当りの送りは一致するものとなる。

[0139] [表 5] 0140

mとした場合、これらの本発明の実施例の刃先交換型切削チップでは全て BZA≤ 1 であった。

[0143] これに対して、刃先交換型切削チップ No. 28、 29、 32、 33、 36、 37、 40、 41、 44 、 45、 48および 49は、刃先稜線部の使用状態の判別は可能であるものの、刃先に被削材が多量に溶着し、且つ切削後の被削材は白濁し、面粗度も劣っていた。また、刃先交換型切削チップ No. 31、 35、 39、 43、 47および 51は、切削後の被削材の状態は良好であるものの、刃先交換型切削チップの刃先稜線部の使用状態の判別が困難であり、注意喚起機能を有さないものであった。

[0144] 以上の結果、本発明の実施例である刃先交換型切削チップが、各比較例の刃先交換型切削チップに比し、優れた効果を有していることは明らかである。

[0145] <実施例 3>

実施例 1で用いた本体に対して、刃先処理 (刃先稜線部に対して SiCブラシホー- ング処理を施し、すくい面と逃げ面との交差部に対して半径が約 0. 05mmのアール (R)を付与したもの)を行なった。

[0146] この本体の全面に対して、各々実施例 1と同じコーティング（コーティング No. 1〜6 )を被覆した。

[0147] そしてこのコーティングを施した本体のそれぞれに対して、次の 3種類の処理方法 C1〜C3を各々実施した。なお、各処理方法において使用状態表示層を残したい部位には、治具を用いてマスキングを行なった。

[0148] (処理方法 C1)

コーティングに対して、ブラシ法 (ダイヤモンドブラシ使用）による処理を実施した後、ブラスト法（アルミナサンド # 120 (平均粒径 100 m)を使用し、圧力 0. 3MPaとした）による処理を実施し、逃げ面の使用状態表示層を除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 18mmの幅 (この幅は必ずしも均一なものではなぐ最大幅が 0. 18mmになることを意味する（因みに、すくい面の鋭角コーナー部の角度を 2等分する位置（以下 RZ2部位という）におけるこの幅は 0. 12mmであった）。なお、このようにその幅を均一な幅とできなかったのは、マスキングはできる限り高精度に行なったがブラストの回り込み等によりその幅を一定に保つことは困難であり誤差を排除できな力つたためである。以下の各処理方法において同意。）を有する領域において除去した。したがって、刃先稜線部から 0. 18mmの幅を有する領域を除くすくい面は使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は TiNの色である金色）を呈し、逃げ面および刃先稜線部から 0. 18mmの幅を有する領域のすくい面は基層の色（たとえばコーティング No. 1の場合は AI Oの色である黒色）を呈し

2 3

た。

[0149] (処理方法 C2)

コーティングに対して、ブラスト法 (処理方法 C1と同じ条件を採用）による処理を実施し、逃げ面の使用状態表示層を除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 09mmの幅（RZ2部位における幅： 0. 06mm)を有する領域において除去した。したがって、刃先稜線部から 0. 09mmの幅を有する領域を除くすくい面は使用状態表示層の色（たとえばコーティング No. 1の場合は TiNの色である金色）を呈し、逃げ面および刃先稜線部から 0. 09mmの幅を有する領域のすくい面は基層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は AI Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0150] (処理方法 C3)

コーティングに対して、ブラスト法 (処理方法 C1と同じ条件を採用）による処理を実施した後、ブラシ法 (処理方法 C1と同じ条件を採用）による処理を実施し、逃げ面の使用状態表示層を除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0 . 16mmの幅（RZ2部位における幅： 0. 11mm)を有する領域において除去した。したがって、刃先稜線部から 0. 16mmの幅を有する領域を除くすくい面は使用状態表示層の色（たとえばコーティング No. 1の場合は TiNの色である金色）を呈し、逃げ面および刃先稜線部から 0. 16mmの幅を有する領域のすくい面は基層の色 (たとえばコーティング No. 1の場合は AI Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0151] このようにして、以下の表 7に記載した 27種類の刃先交換型切削チップ No. 101 〜No. 127を製造した。表 7中、「*」の印を付したものが本発明の実施例であり、コ一ティング No.は上記のコーティング No. 1〜6を示している。なお、各刃先交換型切削チップの面粗度 Ra (BZA値）は、実施例 1と同様にして測定した。

[0152] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 101〜No. 127について、実施例 1と同じ条件で旋削切削試験を行ない、被削材の面粗度と刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量を測定した。その結果を以下の表 7に示す。実施例 1と同様、被削材の面粗度 (Rz)は、小さい数値のもの程、平滑性が良好であることを示し、逃げ面摩耗量は、小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示している。

[表 7]

表 7より明らかなように、本発明の実施例である刃先交換型切削チップ No. 101 127は、実施例 1にお V、て処理方法 Cを実施した刃先交換型切削チップとほぼ同様の結果を示した。すなわち、これらの刃先交換型切削チップは、刃先稜線部の使用状態の判別が容易で極めて注意喚起機能に優れるものであり、且つ刃先に被削材が溶着することもなぐ切削後の被削材の状態も鏡面に近いものであり面粗度にも優れるものであった。なお、上記ブレーカ溝部の面粗度 Raを A m、上記逃げ面の面粗度 Raを B /z mとした場合、これらの本発明の実施例の刃先交換型切削チップでは全て B/A≤lであった。

[0155] なお、刃先交換型切削チップ No. 119〜127は、刃先交換型切削チップ No. 114

〜 116に対してそれぞれのブラスト処理の条件を代えることにより異なった面粗度 (B

ZA値)を付与したものである。

[0156] 以上の結果、本実施例 3と実施例 1 (処理方法 Cを実施したもの）とを比較すると明らかなように、使用状態表示層の形成領域が図 9に示したように刃先稜線部 4を完全に覆、逃げ面の直前まで回り込むようにして形成されて、る場合 (実施例 1)であっても、図 7、 8、 10に示したように刃先稜線部等に形成されない場合 (実施例 3)であっても、ほぼ同様の結果が示されることが確認できた。

[0157] <実施例 4>

実施例 2で用いた本体に対して、刃先処理 (刃先稜線部に対して SiCブラシホー- ング処理を施し、すくい面と逃げ面との交差部に対して半径が約 0. 05mmのアール

(R)を付与したもの)を行なった。

[0158] この本体の全面に対して、各々実施例 2と同じコーティング（コーティング No. 7〜1

2)を被覆した。

[0159] そしてこのコーティングを施した本体のそれぞれに対して、実施例 3と同じ 3種類の処理方法 C1〜C3を各々実施した。

[0160] このようにして、以下の表 8に記載した 27種類の刃先交換型切削チップ No. 201 〜No. 227を製造した。表 8中、「*」の印を付したものが本発明の実施例であり、コ一ティング No.は上記のコーティング No. 7〜 12を示している。なお、各刃先交換型切削チップの面粗度 Ra (BZA値）は、実施例 1と同様にして測定した。

[0161] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 201〜No. 227について、実施例 2と同じ条件でフライス切削試験を行な、、被削材の面粗度と刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量を測定した。その結果を以下の表 8に示す。被削材の面粗度 (Rz)は、小さい数値のもの程、平滑性が良好であることを示し、逃げ面摩耗量は、小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示している。

[表 8]

表 8より明らかなように、本発明の実施例である刃先交換型切削チップ No. 201 227は、実施例 2において処理方法 Cを実施した刃先交換型切削チップとほぼ同様の結果を示した。すなわち、これらの刃先交換型切削チップは、刃先稜線部の使用状態の判別が容易で極めて注意喚起機能に優れるものであり、且つ刃先に被削材が溶着することもなぐ切削後の被削材の状態も鏡面に近いものであり面粗度にも優れるものであった。なお、上記ブレーカ溝部の面粗度 Raを A m、上記逃げ面の面粗度 Raを B /z mとした場合、これらの本発明の実施例の刃先交換型切削チップでは全て B/A≤lであった。

[0164] なお、刃先交換型切削チップ No. 219〜227は、刃先交換型切削チップ No. 204 〜206に対してそれぞれのブラスト処理の条件を代えることにより異なった面粗度 (B ZA値)を付与したものである。

[0165] 以上の結果、本実施例 4と実施例 2 (処理方法 Cを実施したもの）とを比較すると明らかなように、使用状態表示層の形成領域が図 9に示したように刃先稜線部 4を完全に覆、逃げ面の直前まで回り込むようにして形成されて、る場合 (実施例 2)であっても、図 7、 8、 10に示したように刃先稜線部等に形成されない場合 (実施例 4)であっても、ほぼ同様の結果が示されることが確認できた。

[0166] <実施例 5 >

1. 8質量⁰ /₀の TiC、 1. 2質量⁰ /₀の TaC、 7. 0質量⁰ /₀の Coおよび残部 WCからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で 1400°C、 1時間焼結し、その後平坦研磨処理および刃先処理 (刃先稜線部に対して SiCブラシホーユング処理を施し、すくい面と逃げ面との交差部に対して半径が約 0. 05mmのアール (R)を付与したもの）を行なうことにより、切削チップ CNMG120408N—UX (住友電工ハードメタル (株)製)の形状と同形状の超硬合金製チップを作製し、これを本体とした。この本体は、表面に脱層が 13 m形成されており、 8つの刃先稜線部と、 2つのすくい面と、 4つの逃げ面とを有するものであった。また、このすくい面は、チップブレーカが形成されているとともに、刃先稜線部に隣接して、刃先稜線部からすくい面の中心部に向力つて凹状に傾斜するブレーカ溝部を有するものであった。

[0167] この本体の全面に対して、下層力順に下記の層を公知の熱 CVD法により形成した。すなわち、本体の表面側から順に、 0. 3 mの TiN、 3. 8 mの TiCN (MT—C VD)、 2. 3 mの αアルミナ（Al Ο )そして最外層として 0. 3 μ mの TiNをコーティ

2 3

ングした。このコーティング（コーティング No. 13とする）において、 0. の TiN ( 本体表面側のもの）と 3. 8 mの TiCNと 2. 3 mの aアルミナ（A^O が基層であり、最外層の 0. 3 μ πιの TiNが使用状態表示層である。

[0168] 以下同様にして、このコーティング No. 13に代えて下記の表 9に記載したコーティング No. 14〜17をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。

[0169] [表 9]

^ ¾ぉ眯^ «¾ (¾¾ (π-ι 。

[0170] 上記表 9において、基層は左側のものから順に本体の表面上に積層させた。また各層は、全て公知の熱 CVD法により形成した。

[0171] そしてこのコーティングを施した本体のそれぞれに対して、公知のブラスト法またはこれと公知のブラシ法とを組み合せて用いて次の 13種類の処理方法 Al〜F3を各々実施した。なお、各処理方法において使用状態表示層を残したい部位には、治具を用いてマスキングを行なった。

[0172] (処理方法 A1)

コーティングに対してブラスト法やブラシ法による処理を一切行なわな力つた。したがって、本体の表面は、全面において使用状態表示層の色 (たとえばコーティング N o. 13の場合は TiNの色である金色）を呈した。

[0173] (処理方法 B1)

コーティングに対して、すくい面の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがって、逃げ面は使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 13の場合は Ti

Nの色である金色）を呈し、すくい面は基層の色（たとえばコーティング No. 13の場合は Al Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0174] (処理方法 D1)

コーティングに対して、本体表面全面の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがって、本体表面の全面 (すくい面および逃げ面の両面）は基層の色 (たとえばコーティング No. 13の場合は AI Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0175] (処理方法 E1)

コーティングに対して、逃げ面の使用状態表示層をブラスト法により除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 08mmの幅 (この幅は実施例 3と同意であり、以下の処理方法でも同意。なお、 RZ2部位におけるこの幅は 0. 04mm であった。）を有する領域において除去した。したがって、刃先稜線部から 0. 08mm の幅を有する領域を除くすくい面は使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 13の場合は TiNの色である金色）を呈し、逃げ面および刃先稜線部から 0. 08mm の幅を有する領域のすくい面は基層の色（たとえばコーティング No. 13の場合は Al

2

Oの色である黒色）を呈した。 [0176] (処理方法 E2〜E5)

上記処理方法 Elにおいて、すくい面における刃先稜線部からの幅を 0. 10mm(R Z2部位における幅： 0. 07mm)とすることを除き、他は全て処理方法 E1と同様の処理を実施した。なお、処理方法 E2〜E5の相違は、ブラスト法の処理条件を変えることにより、以下の表 10および表 11に示したように異なった残留応力を付与したものである。

[0177] (処理方法 E6)

上記処理方法 E1において、すくい面における刃先稜線部からの幅を 0. 05mm (R Z2部位における幅 0. 02mm)とすることを除き、他は全て処理方法 E1と同様の処理を実施した。

[0178] (処理方法 E7)

上記処理方法 E1にお、て、使用状態表示層が刃先稜線部を完全に覆!、逃げ面の直前まで回り込むようにして形成されるように、逃げ面のみの使用状態表示層をブラスト法により除去することを除き、他は全て処理方法 E1と同様の処理を実施した。

[0179] (処理方法 F1〜F3)

コーティングに対して、ブラスト法による処理を実施した後、ブラシ法による処理を実施し、逃げ面の使用状態表示層を除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 16mmの幅（RZ2部位における幅： 0. 12mm)を有する領域において除去した。したがって、刃先稜線部から 0. 16mmの幅を有する領域を除くすくい面は使用状態表示層の色（たとえばコーティング No. 13の場合は TiNの色である金色）を呈し、逃げ面および刃先稜線部から 0. 16mmの幅を有する領域のすくい面は基層の色（たとえばコーティング No. 13の場合は AI Oの色である黒色）を呈した。

2 3

なお、処理方法 F1〜F3の相違は、ブラスト法の処理条件を変えることにより、以下の表 10および表 11に示したように異なった残留応力を付与したものである。

[0180] このようにして、以下の表 10および表 11に記載した 44種類の刃先交換型切削チップ No. 301〜No. 344を製造した。表 10および表 11中、「*」の印を付したものが本発明の実施例であり、コーティング No.は上記のコーティング No. 13〜17を示している。なお、上記の実施例の各刃先交換型切削チップにおいては、ブラスト法またはこれとブラシ法とを組み合せて処理を施した領域 (この領域は切削に関与する部位に含まれる）において圧縮残留応力を付与することができる (その場合、この領域以外は引張残留応力を有したものとなる）力表 10および表 11には、逃げ面における図 13のスポット U (スポットサイズ：直径 0.5mm)で示される領域（この領域は切削に関与する部位の一部となる)のアルミナ層を測定した数値を示す (具体的測定方法は、上述の X線応力測定装置を用いた sin² φ法を採用した)。

[0181] なお、基層の最外層はコーティングの種類に拘わらず全て黒色であり、使用状態表示層は TiNが金色であり、 TiCNはピンク色である。また、刃先交換型切削チップ No . 325は、上記 RZ2部位の刃先稜線部において基層の最上層である κ -A1 Oが

2 3 一部除去され、その下層の TiCN (MT—CVD)層が表面に露出していることが認められ、刃先交換型切削チップ No. 338は、上記 RZ2部位の刃先稜線部において基層の最上層である a -A1 O層およびその下層の TiBN層が一部除去され、さらに

2 3

その下層の TiCN (HT—CVD)層が表面に露出していることが認められた。これらの刃先交換型切削チップ No. 325および No. 338は、以下の切削試験において最も高い刃先強度を示した。

[0182] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 301〜No. 344について、下記条件で旋削切削試験を行な!、、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と破損率を測定するとともに、刃先稜線部の使用状態の判別の容易性 (切れ刃の使用状態の識別性 )を確認した。その結果を以下の表 10および表 11に示す。逃げ面摩耗量は、小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示し、破損率が小さくなる程、靭性に優れていることを示す。

[0183] (連続旋削切削試験の条件）

被削材： SCM435丸棒

切削速度： 230mZmin

送り： 0. 20mm/rev.

切込み： 2. Omm

切削油：水溶性油

切削時間：15分切削開始 1分後の、刃先への被削材の溶着状態と被削材加工面の状態を観察するとともに逃げ面摩耗量を測定した。

[0184] (断続旋削切削試験の条件）

被削材： SCM440 (4本溝入り丸棒）

切削速度： 120mZmin

送り： 0. 40mmZrev.

切込み： 2. Omm

切削油：無し

切削時間： 1分

20切れ刃を 1分間切削した場合の欠損数から破損率を算出した。すなわち、欠損した切れ刃数を nとすると破損率（％) =nZ20となる。

[0185] [表 10]

刃先交換コー亍処理残逃げ面破損刃先への被削材切れ刃の型切削チイング方法応力庫耗量率被削材 ω 加工面使用状態ップ No. N o . (GPa) (mm) (%) 溶着状態の状態の¾別

30 1 1 3 A 1 0.2 0.253 100 ：注 1 白 ¾ 容易

302 1 3 B 1 0.2 0.252 100 注 1 白 ¾ 容易

303 1 3 D 1 0.0 0.224 85 無し ' 光沢有リ困難

304 1 3 E 1 -0.4 0.220 60 無し光; 有リ容易

* 305 1 3 E 2 -1.1 0.221 45 無し光沢有リ容易

* 306 1 3 F 1 0.6 0.209 55 無し光沢有リ容易

307 1 4 A 1 0.2 0.266 100 注 1 白容易

308 1 4 B 1 0.2 0.266 100 注 1 ]¾

309 1 4 D 1 0.0 0.230 85 無し光; Λ有リ困難

* 3 1 0 1 4 E 1 -0.5 0.228 60 無し光 ^有リ容易

* 3 1 1 1 4 E2 -1.1 0.227 50 無し光沢有リ容易

3 1 2 1 4 F 1 -0.7 0 218 55 無し光沢有リ容易

3 1 3 1 5 A 1 0.2 0.241 100 注 1 白漫容易

3 1 4 1 5 B 1 0, 2 0.240 100 注 1 白漫容易

3 1 5 1 5 D 1 -0.06 0.218 85 し光沢有リ困難

* 3 1 6 1 5 E 1 -0.3 0.217 55 無し光沢有 4 容易

* 3 1 フ 1 5 E 2 -1.1 0.216 40 無し光沢有り容易

* 3 1 8 1 5 E 3 -2.5 0 212 30 無し光沢有リ容易

* 3 1 9 1 5 E 4 -3.5 0.210 15 無し光沢有リ容易

* 320 1 5 E 5 0.1 0.217 85 無し光沢有リ容易

* 32 1 1 5 E 6 -0.5 0.216 50 無し光沢有リ容易

* 322 1 5 E 7 -0 5 0.216 50 無し i 光沢有リ容易注 1 Ϊ 逃げ面に少し溶着 11」

刃先交換コ一チ処理残留逃げ面破損刃先への被削材切れ刃の型切削チィンゲ方法応力摩耗量率被削材の加工面使用状態ッづ Nc. N o. (GPa) (mm) (¾) 溶 *状態の状態の識別

323 1 5 1 -0.8 0.215 45 無し光沢有リ容易

* 324 1 5 F 2 -2.0 0.210 35 無し光沢有 y 容易

* 325 1 5 F 3 -2.0 0.190 25 無し光沢有り容易

326 1 6 A 1 0.3 0.135 100 ai 白濁容易

32 7 16 B 1 0.2 0.134 100 ai 白港容易

328 1 6 D 1 -0.05 0.155 75 無し光沢有り困難

* 329 1 β E 1 -0 4 0.154 60 無し光沢有 y 容昜

* 330 1 6 E 2 -1 2 0.164 45 無し光沢有リ容易

* 331 1 6 E 3 - 2 4 0.165 30 無し光沢有リ容易

332 1 6 Ε 4 -3.5 0.161 20 無し光沢有リ

* 333 1 6 Ε 5 0.1 0.168 75 無し光沢有り容易

* 3 34 1 6 Ε 6 -0.4 0.168 50 無し光沢有リ容易

* 335 1 6 Ε 7 -0.4 0.167 55 無し光沢有¹ J 容易

* 336 1 6 F 1 -0.7 0.165 45 無し光沢有り容易

* 33フ 1 6 F 2 -1.9 0.161 40 無し光沢有り

* 3 38 1 6 F 3 -1.9 0.154 25 無し光沢有り容易

339 1 7 A 1 0.2 0.198 100 注 1 白渴

340 1 7 Β 1 0.2 0.199 100 注 1 白 ¾ 容易

34 1 1 7 D 1 0.0 0 165 80 無し光沢有り困難

342 1 7 Ε 1 -0.4 0.164 55 無し光沢有り容易

* 343 1 7 Ε2 - 1.0 0.164 45 無し光沢有り容易

* 344 1 7 F 1 -0.8 0, 162 50 無し光沢有り容易注 1〉逃げ面に少し溶着

[0187] 表 10および表 11より明らかなように、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、刃先稜線部の使用状態の判別が容易で極めて注意喚起機能に優れるものであり、且つ刃先に被削材が溶着することもなぐ切削後の被削材の状態も鏡面に近いものであり逃げ面摩耗量および破損率にも優れるものであった。

[0188] これに対して、比較例（表中「*」の印のないもの）の刃先交換型切削チップは、処理方法 A 1および B 1を施したものは刃先稜線部の使用状態の判別は可能であるものの、刃先の逃げ面に被削材が少し溶着し、且つ切削後の被削材は白濁し、逃げ面摩耗量および破損率も劣っており、また、処理方法 D1を施した刃先交換型切削チップは、切削後の被削材の状態等は良好であるものの、刃先稜線部の使用状態の判別が困難であり、注意喚起機能を有さなレ、ものであった。 [0189] 以上の結果、本発明の実施例である各刃先交換型切削チップが、各比較例の刃先交換型切削チップに比し、優れた効果を有していることは明らかである。したがつて、刃先交換型切削チップにおいて被削材との間で溶着現象を抑制し、被削材の外観が阻害されることを防止するためには、使用状態表示層を逃げ面ではなくすくい面に形成し、使用状態表示層が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において、基層を構成する少なくとも一層（上記でいうアルミナ層）が圧縮残留応力を有していることが有効である。

[0190] <実施例 6 >

実施例 5における刃先交換型切削チップ No. 339において、その処理方法 A1に代えて以下の 4種類の処理方法 E8、 E9、 F4および F5を実施することにより互いに異なる 4種類の刃先交換型切削チップ No. 339— 2〜No. 339— 5を得た。

[0191] (処理方法 E8)

コーティングに対して、逃げ面の使用状態表示層をブラスト法により除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 07mmの幅 (この幅は実施例 3と同意であり、以下の処理方法でも同意。なお、 RZ2部位におけるこの幅は 0. 03mm であった。）を有する領域において除去した。

[0192] (処理方法 E9)

上記処理方法 E8において、すくい面における刃先稜線部からの幅を 0. 15mm(R Z2部位における幅 0. 09mm)とすることを除き、他は全て処理方法 E8と同様の処理を実施した。

[0193] (処理方法 F4)

コーティングに対して、ブラスト法による処理を実施した後、ブラシ法による処理を実施し、逃げ面の使用状態表示層を除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 14mmの幅 (RZ2部位における幅： 0. 11mm)を有する領域において除去した。

[0194] (処理方法 F5)

上記処理方法 F4において、すくい面における刃先稜線部からの幅を 0. 19mm (R Z2部位における幅 0. 13mm)とすることを除き、他は全て処理方法 F4と同様の処理を実施した。

[0195] そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例 5と同様にして残留応力、刃先への被削材の溶着状態、被削材加工面の状態、逃げ面摩耗量、破損率および切れ刃の使用状態の識別性をそれぞれ測定乃至観察した。また、それとともに、実施例 1と同様にして面粗度 Ra (BZA値)を測定した。それらの結果を以下の表 12 に示す。

[0196] [表 12]

表 12中、「*」の印を付したものが本発明の実施例である。なお、刃先交換型切削チップ No. 339— 5は、上記 RZ2部位の刃先稜線部において基層の最上層である a -Al O層およびその下層の TiCNO層が一部除去され、さらにその下層の TiCN (MT—CVD)層が表面に露出していることが認められた。この刃先交換型切削チップ No. 339— 5は、切削試験において最も高い刃先強度を示した。

[0198] 表 12より明らかなように、本発明の実施例である各刃先交換型切削チップ (No. 3 39— 2〜No. 339— 5)が、比較例の刃先交換型切削チップ（No. 339)に比し、優れた効果を有していることは明らかである。したがって、刃先交換型切削チップにおいて被削材との間で溶着現象を抑制し、被削材の外観が阻害されることを防止するためには、使用状態表示層を逃げ面ではなくすくい面に形成し、すくい面の特定部位 (ブレーカ溝部またはランド部）の面粗度 Raを A μ m、逃げ面の面粗度 Raを Β μ m とした場合、 BZA≤1とすることが有効となるとともに、使用状態表示層が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部（すなわち上記においてブラスト法またはこれとブラシ法を組み合せて処理した領域）において、基層を構成する少なくとも一層（たとえば上記でいうアルミナ層）が圧縮残留応力を有していることが有効である。

[0199] <実施例 7 >

0. 4質量％の TaC、 0. 25質量％の Cr C、 9. 0質量％の Coおよび残部 WCから

3 2

なる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で 1400°C、 1時間焼結し、その後平坦研磨処理および刃先処理 (刃先稜線部に対して SiCブラシホーユング処理を施し、すくい面と逃げ面との交差部に対して半径が約 0. 05mmのアール (R) を付与したもの）を行なうことにより、切削チップ SEMT13T3AGSN—G (住友電工ハードメタル (株)製)の形状と同形状の超硬合金製チップを作製し、これを本体とした。この本体は、表面に脱 j8層を有さず、 4つの刃先稜線部と、 1つのすくい面と、 4 つの逃げ面とを有するものであった。また、このすくい面は、チップブレーカが形成されているとともに、刃先稜線部に隣接して、刃先稜線部力すくい面の中心部に向かつて凹状に傾斜するブレーカ溝部を有するものであった。

[0200] この本体の全面に対して、下層力順に下記の層を公知の熱 CVD法により形成した。すなわち、本体の表面側から順に、 0. 3 mの TiN、 3. 1 μ mの TiCN (MT—C VD)、2. 1 mの αアルミナ（Al O )そして最外層として 0. 3 μ mの TiNをコーティ

2 3

ングした。このコーティング（コーティング No. 18とする）において、 0. の TiN ( 本体表面側のもの）と 3. 1 μ mの TiCNと 2. ΙμηΚΌαアルミナ（Al Ο )が基層であ

2 3 り、最外層の 0.3μπιの TiNが使用状態表示層である。

[0201] 以下同様にして、このコーティング No. 18に代えて下記の表 13に記載したコーテイング No. 19〜22をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。

[0202] [表 13]

[0203] 上記表 13において、基層は左側のものから順に本体の表面上に積層させた。また各層は、全て公知の熱 CVD法により形成した。

[0204] そしてこのコーティングを施した本体のそれぞれに対して、公知のブラスト法またはこれと公知のブラシ法とを組み合せて用いて次の 13種類の処理方法 A2〜H3を各々実施した。なお、各処理方法において使用状態表示層を残したい部位には、治具を用いてマスキングを行なった。

[0205] (処理方法 A2)

コーティングに対してブラスト法やブラシ法による処理を一切行なわな力つた。したがって、本体の表面は、全面において使用状態表示層の色 (たとえばコーティング N o. 18の場合は TiNの色である金色）を呈した。

[0206] (処理方法 B2)

コーティングに対して、すくい面の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがって、逃げ面は使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 18の場合は Ti

Nの色である金色）を呈し、すくい面は基層の色（たとえばコーティング No. 18の場合は Al Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0207] (処理方法 D2)

コーティングに対して、本体表面全面の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがって、本体表面の全面 (すくい面および逃げ面の両面）は基層の色 (たとえばコーティング No. 18の場合は AI Oの色である黒色）を呈した。

2 3

[0208] (処理方法 G1)

コーティングに対して、逃げ面の使用状態表示層をブラスト法により除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 07mmの幅 (この幅は実施例 3と同意であり、以下の処理方法でも同意。なお、 RZ2部位におけるこの幅は 0. 05mm であった。）を有する領域において除去した。したがって、刃先稜線部から 0. 07mm の幅を有する領域を除くすくい面は使用状態表示層の色 (たとえばコーティング No. 18の場合は TiNの色である金色）を呈し、逃げ面および刃先稜線部から 0. 07mm の幅を有する領域のすくい面は基層の色（たとえばコーティング No. 18の場合は Al

2

Oの色である黒色）を呈した。 [0209] (処理方法 G2〜G5)

上記処理方法 G1において、すくい面における刃先稜線部力の幅を 0. 12mm (R Z2部位における幅: 0. 11mm)とすることを除き、他は全て処理方法 G1と同様の処理を実施した。なお、処理方法 G2〜G5の相違は、ブラスト法の処理条件を変えることにより、以下の表 14および表 15に示したように異なった残留応力を付与したものである。

[0210] (処理方法 G6)

上記処理方法 G1において、すくい面における刃先稜線部力の幅を 0. 06mm (R Z2部位における幅 0. 03mm)とすることを除き、他は全て処理方法 G1と同様の処理を実施した。

[0211] (処理方法 G7)

上記処理方法 G1にお、て、使用状態表示層が刃先稜線部を完全に覆!、逃げ面の直前まで回り込むようにして形成されるように、逃げ面のみの使用状態表示層をブラスト法により除去することを除き、他は全て処理方法 G1と同様の処理を実施した。

[0212] (処理方法 H1〜H3)

コーティングに対して、ブラスト法による処理を実施した後、ブラシ法による処理を実施し、逃げ面の使用状態表示層を除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 15mmの幅（RZ2部位における幅： 0. 13mm)を有する領域において除去した。したがって、刃先稜線部から 0. 15mmの幅を有する領域を除くすくい面は使用状態表示層の色（たとえばコーティング No. 18の場合は TiNの色である金色）を呈し、逃げ面および刃先稜線部から 0. 15mmの幅を有する領域のすくい面は基層の色（たとえばコーティング No. 18の場合は AI Oの色である黒色）を呈した。

2 3

なお、処理方法 H1〜H3の相違は、ブラスト法の処理条件を変えることにより、以下の表 14および表 15に示したように異なった残留応力を付与したものである。

[0213] このようにして、以下の表 14および表 15に記載した 44種類の刃先交換型切削チップ No. 401〜No. 444を製造した。表 14および表 15中、「*」の印を付したものが本発明の実施例であり、コーティング No.は上記のコーティング No. 18〜22を示している。なお、上記の実施例の各刃先交換型切削チップにおいては、ブラスト法またはこれとブラシ法とを組み合せて処理を施した領域 (この領域は切削に関与する部位に含まれる）において圧縮残留応力を付与することができる (その場合、この領域以外は引張残留応力を有したものとなる）力表 14および表 15には、逃げ面における図 13のスポット U (スポットサイズ：直径 0.5mm)で示される領域（この領域は切削に関与する部位の一部となる)のアルミナ層を測定した数値を示す (具体的測定方法は、上述の X線応力測定装置を用いた sin² φ法を採用した)。

[0214] なお、基層の最外層はコーティングの種類に拘わらず全て黒色であり、使用状態表示層は TiNが金色であり、 TiCNはピンク色である。また、刃先交換型切削チップ No . 425は、上記 RZ2部位の刃先稜線部において基層の最上層である a—Al Oが

2 3 一部除去され、その下層の TiCN (MT—CVD)層が表面に露出していることが認められ、刃先交換型切削チップ No. 438は、上記 RZ2部位の刃先稜線部において基層の最上層である κ - Al O層およびその下層の TiBN層が一部除去され、さらに

2 3

その下層の TiCN (HT—CVD)層が表面に露出していることが認められた。これらの刃先交換型切削チップ No. 425および No. 438は、以下の切削試験において最も高い刃先強度を示した。

[0215] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 401〜No. 444について、下記条件でフライス切削試験（住友電工ハードメタル社製のカッター（WGC4100R)に刃先交換型切削チップを 1枚だけ取り付けて実施した)を行なヽ、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と破損率を測定するとともに、刃先稜線部の使用状態の判別の容易性 (切れ刃の使用状態の識別性)を確認した。その結果を以下の表 14および表 15に示す。逃げ面摩耗量は、小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示し、破損率が小さくなる程、靭性に優れていることを示す。

[0216] (フライス耐摩耗性試験の条件）

被削材： SCM440ブロック材

切削速度： 240mZmin

送り： 0. 22mm/rev.

切込み： 2. Omm

切削油：水溶性油切削距離 : 5m

切削開始 1分後の、刃先への被削材の溶着状態と被削材加工面の状態を観察するとともに逃げ面摩耗量を測定した。

[0217] (フライス靭性試験の条件）

被削材： S50Cブロック材 (スリット有）

切削速度： 130mZmin

送り： 0. 42mmZrev.

切込み： 2. Omm

切削油：無し

切削距離: lm

[0218] [表 14]

刃先交換コーテ籠残留逃げ面破損刃先への被削材切れ Sの型切削チイング方法応力庳耗量率被削材の加工面使用状態ップ No. N o. (GPa) (mm) (¾) 溶着状態の状態の識別

401 1 8 A 2 0.2 0.242 100 注 1 白濁容易

402 1 δ B 2 0.2 0.240 100 注 1 白 ¾ 容易

403 1 8 D 2 0.0 0.208 80 無し困難

* 404 1 8 G 1 -0.5 0.203 60 無し光沢有り容易

* 405 1 8 G 2 -1.2 0.202 50 無し光沢有り容易

* 406 18 H 1 -0.7 0.194 55 無し光沢有リ容易

407 1 9 A 2 0 2 0, 255 100 注 1 白 ¾ 容易

408 1 9 B 2 0.2 0.254 100 注，白濁容易

409 1 9 D 2 0.0 0.221 90 無し光沢有リ困難

* 41 0 1 9 G 1 -0.4 0.213 65 無し光沢有リ容易

41 1 1 9 G 2 -1.2 0.211 50 無し光沢有リ容易

* 41 2 1 9 H 1 -0.8 0.212 60 無し光沢有り容易

1 3 20 A2 0.2 0.220 100 注 1 白濁容易 1 4 20 B 2 0.2 0.219 100 注 1 白 , 容易

41 5 20 D 2 -0.05 0.207 90 無し光/尺リ因雜

* 41 6 20 G 1 -0.4 0.198 50 無し光沢有リ容易

* 41 7 20 G2 -1.1 0.197 40 無し光沢有リ容易

* 1 8 20 G3 -2.4 0.194 25 無し光 i尺有リ容易

* 1 9 20 G4 -3.5 0.198 15 無し光沢有り容易

* 420 20 G 5 0.2 0.197 90 無し光 i尺有リ容易 * 421 20 G 6 -0.4 0.196 50 無し光 i尺有り容易

* 422 20 G7 -0.6 0.197 50 無し光沢有り容易注 1 逃げ面に少し溶着 15]

刃先交換コ―亍処理残留逃げ面破損刃先への被削材切れ刃の型切削チイング方法応力摩耗 S 率被削材の加工面使用状態プ to. o . (GPa) (mm) (¾) 溶着状態の態の識別

4 2 3 2 0 H 1 -。. 9 0. 195 50 無し光沢有容易

* 4 2 4 2 0 H 2 - 2. 1 0 194 35 無し光沢有り容易

* 4 2 5 2 0 H 3 - 2. 1 0 178 30 無し光^有リ容易

4 2 6 2 1 A 2 0. 2 0 174 100 注 1 白通容易

4 2フ 2 1 B 2 0. 2 0. 173 100 注 1 白蜀容易

4 2 8 2 1 D 2 -0. 04 0. 155 70 無し光 W有り困難

* 4 2 9 2 1 G 1 -0. 5 0. 156 60 無し光有り容易 * 4 3 0 2 1 G 2 - 1. 3 0. 157 50 無し光沢有り容易

* 4 3 1 2 1 G 3 - 2. 3 0. 154 30 無し光沢有り容易

* 4 3 2 2 1 G 4 -3. 4 0. 151 20 無し光沢有り容 S

4 3 3 2 1 G 5 0. 2 0. 157 70 無し光沢有リ容易

* 4 3 4 2 1 G 6 -。. 5 0. 156 50 無し光沢有リ容易

* 4 3 5 2 1 G 7 -0. 5 0. 158 60 無し光沢有リ容易

4 3 6 2 1 H 1 -。. 8 0. 157 45 無し光沢有り容易

* 4 3 7 2 1 H 2 -1. 8 0. 152 40 無し光沢有り容易

* 4 3 8 2 1 H 3 -1 8 0. 138 20 無し光沢有リ容易

4 3 9 2 2 A 2 0 2 0. 176 100 注 1 白渴容易

4 4 0 2 2 B 2 0. 2 0. 178 100 注" I 白濁容易

4 4 1 2 2 D 2 0, 0 0. 161 85 無し光沢有り困難

* 4 4 2 2 2 G 1 -0. 5 0. 157 60 無し光沢有り容易 * 4 4 3 2 2 G 2 -1. 1 0. 158 40 無し光沢有リ容易

4 4 4 2 2 H 1 -0. 9 0. 159 50 無し光沢有り容易注 1、> 逃げ面に少し溶着

[0220] 表 14および表 15より明らかなように、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、刃先稜線部の使用状態の判別が容易で極めて注意喚起機能に優れるものであり、且つ刃先に被削材が溶着することもなぐ切削後の被削材の状態も光沢を有するものであり逃げ面摩耗量および破損率にも優れるものであった。

[0221] これに対して、比較例（表中「*」の印のないもの）の刃先交換型切削チップは、処理方法 A2および B2を施したものは刃先稜線部の使用状態の判別は可能であるものの、刃先の逃げ面に被削材が少し溶着し、且つ切削後の被削材は白濁し、逃げ面摩耗量および破損率も劣っており、また、処理方法 D2を施した刃先交換型切削チップは、切削後の被削材の状態等は良好であるものの、刃先稜線部の使用状態の判別が困難であり、注意喚起機能を有さないものであった。 [0222] 以上の結果、本発明の実施例である各刃先交換型切削チップが、各比較例の刃先交換型切削チップに比し、優れた効果を有していることは明らかである。したがつて、刃先交換型切削チップにおいて被削材との間で溶着現象を抑制し、被削材の外観が阻害されることを防止するためには、使用状態表示層を逃げ面ではなくすくい面に形成し、使用状態表示層が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において、基層を構成する少なくとも一層（上記でいうアルミナ層）が圧縮残留応力を有していることが有効である。

[0223] <実施例 8 >

実施例 7における刃先交換型切削チップ No. 401において、その処理方法 A2に代えて以下の 4種類の処理方法 G8、 G9、 H4および H5を実施することにより互いに異なる 4種類の刃先交換型切削チップ No. 401— 2〜No. 401— 5を得た。

[0224] (処理方法 G8)

コーティングに対して、逃げ面の使用状態表示層をブラスト法により除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 08mmの幅 (この幅は実施例 3と同意であり、以下の処理方法でも同意。なお、 RZ2部位におけるこの幅は 0. 04mm であった。）を有する領域において除去した。

[0225] (処理方法 G9)

上記処理方法 G8において、すくい面における刃先稜線部力の幅を 0. 14mm (R Z2部位における幅 0. 10mm)とすることを除き、他は全て処理方法 G8と同様の処理を実施した。

[0226] (処理方法 H4)

コーティングに対して、ブラスト法による処理を実施した後、ブラシ法による処理を実施し、逃げ面の使用状態表示層を除去するとともにすくい面の使用状態表示層も刃先稜線部から 0. 16mmの幅 (RZ2部位における幅： 0. 14mm)を有する領域において除去した。

[0227] (処理方法 H5)

上記処理方法 H4において、すくい面における刃先稜線部からの幅を 0. 17mm(R Z2部位における幅 0. 13mm)とすることを除き、他は全て処理方法 H4と同様の処理を実施した。

[0228] そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例 7と同様にして残留応力、刃先への被削材の溶着状態、被削材加工面の状態、逃げ面摩耗量、破損率および切れ刃の使用状態の識別性をそれぞれ測定乃至観察した。また、それとともに、実施例 1と同様にして面粗度 Ra (BZA値)を測定した。それらの結果を以下の表 16 に示す。

[0229] [表 16]

表 16中、「*」の印を付したものが本発明の実施例である。なお、刃先交換型切削チップ No. 401— 5は、上記 RZ2部位の刃先稜線部において基層の最上層である a -A1 O層が一部除去され、その下層の TiCN (MT— CVD)層が表面に露出していることが認められた。この刃先交換型切削チップ No. 401— 5は、切削試験において最も高!ヽ刃先強度を示した。

[0231] 表 16より明らかなように、本発明の実施例である各刃先交換型切削チップ (No. 4 01— 2〜No. 401— 5)が、比較例の刃先交換型切削チップ（No. 401)に比し、優れた効果を有していることは明らかである。したがって、刃先交換型切削チップにおいて被削材との間で溶着現象を抑制し、被削材の外観が阻害されることを防止するためには、使用状態表示層を逃げ面ではなくすくい面に形成し、すくい面の特定部位 (ブレーカ溝部またはランド部）の面粗度 Raを A μ m、逃げ面の面粗度 Raを Β μ m とした場合、 BZA≤1とすることが有効となるとともに、使用状態表示層が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部（すなわち上記においてブラスト法またはこれとブラシ法を組み合せて処理した領域）において、基層を構成する少なくとも一層（たとえば上記でいうアルミナ層）が圧縮残留応力を有していることが有効である。

[0232] なお、上記の各実施例は、旋削加工用およびフライス加工用の刃先交換型切削チップについて示した力ドリル力卩ェ用刃先交換型切削チップ、エンドミルカ卩ェ用刃先交換型切削チップ、メタルソー加工用刃先交換型切削チップ、歯切工具加工用刃先交換型切削チップ、リーマ加工用刃先交換型切削チップ、タップ加工用刃先交換型切削チップ、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用刃先交換型切削チップ等につ、ても勿論適用可能であり、本発明の効果は示される。

[0233] 以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なった力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ることも当初カゝら予定している。

[0234] 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説明ではなくて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。

Claims

請求の範囲

[1] 本体 (8)と、該本体 (8)上に形成された基層（12)と、該基層（12)上の部分に形成された使用状態表示層（13)とを有する刃先交換型切削チップ（1)であって、前記本体 (8)は、少なくとも 1つの刃先稜線部 (4)と、少なくとも 1つのすくい面（2) と、少なくとも 1つの逃げ面（3)とを有し、

前記逃げ面 (3)は、前記刃先稜線部 (4)を挟んで前記すく!、面 (2)と繋がり、前記すくい面（2)は、チップブレーカ（7)が形成されているとともに、前記刃先稜線部 (4)に隣接して、前記刃先稜線部 (4)からすく、面（2)の中心部に向力つて凹状に傾斜するブレーカ溝部（10)または前記刃先稜線部 (4)力すく、面（2)の中心部に向力つて水平状に形成されるランド部（11)を有し、

前記基層 (12)は、前記使用状態表示層（13)と異なった色を呈し、

前記使用状態表示層（13)は、前記基層（12)上であって、かつ前記逃げ面（3)を除く前記刃先稜線部 (4)と前記すくい面（2)とを含む表面の少なくとも一部に形成されており、

前記すく、面（2)のブレーカ溝部（10)またはランド部（11)の面粗度 Raを A/z m、前記逃げ面（3)の面粗度 Raを B mとした場合、 BZA≤ 1となることを特徴とする刃先交換型切削チップ（1)。

[2] 前記基層 (12)は、その上に前記使用状態表示層（13)が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において、前記基層（12)を構成する少なくとも一層が圧縮残留応力を有していることを特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ（1)。

[3] 前記圧縮残留応力は、その絶対値が 0. lGPa以上の応力であることを特徴とする請求項 2記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[4] 前記使用状態表示層（13)は、前記すくい面（2)の切削に関与する部位の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ（1)

[5] 前記使用状態表示層（13)は、前記基層 (12)に比し、摩耗し易い層であることを特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[6] 前記刃先交換型切削チップ（1)は、複数個の利用可能な刃先稜線部 (4)を有することを特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ（1)。

[7] 前記本体 (8)は、超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硅素焼結体、または酸ィヒアルミニウムと炭化チタンとからなる混合体のいずれかにより構成されることを特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ（1)。

[8] 前記基層 (12)は、その最外層が Al O層または Al Oを含む層で構成されることを

2 3 2 3

特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[9] 前記使用状態表示層（13)は、その最外層が元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 Al、 Si、 Cu、 Pt、 Au、 Ag、 Pd、 Fe、 Coおよび N もなる群から選ばれる少なくとも 1種の金属（元素）またはその金属を含む合金によって形成されるか、または元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 A1および S らなる群力選ばれる少なくとも 1種の元素と、炭素、窒素、酸素およびホウ素からなる群から選ばれる少なくとも 1種の元素とにより構成される化合物によって形成される層で構成されることを特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ ( 1)。

[10] 前記刃先交換型切削チップ（1)は、ドリル、エンドミル、フライス加工用または旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップ、またはクランタシャフトのピンミーリング力卩ェ用チップのいずれかであることを特徴とする請求項 1記載の刃先交換型切削チップ（1)。

[11] 本体 (8)と、該本体 (8)上に形成された基層（12)と、該基層（12)上の部分に形成された使用状態表示層（13)とを有する刃先交換型切削チップ（1)であって、前記本体 (8)は、少なくとも 1つの刃先稜線部 (4)と、少なくとも 1つのすくい面（2) と、少なくとも 1つの逃げ面（3)とを有し、

前記逃げ面 (3)は、前記刃先稜線部 (4)を挟んで前記すく!、面 (2)と繋がり、前記すくい面（2)は、チップブレーカ（7)が形成されているとともに、前記刃先稜線部 (4)に隣接して、前記刃先稜線部 (4)からすく、面（2)の中心部に向力つて凹状に傾斜するブレーカ溝部（10)または前記刃先稜線部 (4)力すく、面（2)の中心部に向力つて水平状に形成されるランド部（11)を有し、前記使用状態表示層（13)は、前記基層（12)上であって、かつ前記逃げ面（3)を除く前記刃先稜線部 (4)と前記すくい面（2)とを含む表面の少なくとも一部に形成されており、

前記基層 (12)は、前記使用状態表示層（13)と異なった色を呈するとともに、その上に前記使用状態表示層（13)が形成されていない部分であって、かつ切削に関与する部位の少なくとも一部において、前記基層 ( 12)を構成する少なくとも一層が圧縮残留応力を有して、ることを特徴とする刃先交換型切削チップ（ 1)。

[12] 前記圧縮残留応力は、その絶対値が 0. lGPa以上の応力であることを特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[13] 前記使用状態表示層（13)は、前記すくい面（2)の切削に関与する部位の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（1

) o

[14] 前記使用状態表示層（13)は、前記基層 (12)に比し、摩耗し易い層であることを特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[15] 前記刃先交換型切削チップ（1)は、複数個の利用可能な刃先稜線部 (4)を有することを特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[16] 前記本体 (8)は、超硬合金、サーメット、高速度鋼、セラミックス、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、窒化硅素焼結体、または酸ィヒアルミニウムと炭化チタンとからなる混合体のいずれかにより構成されることを特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（1)。

[17] 前記基層 (12)は、その最外層が Al O層または Al Oを含む層で構成されることを

2 3 2 3

特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[18] 前記使用状態表示層（13)は、その最外層が元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 Al、 Si、 Cu、 Pt、 Au、 Ag、 Pd、 Fe、 Coおよび N もなる群から選ばれる少なくとも 1種の金属（元素）またはその金属を含む合金によって形成されるか、または元素周期律表の IVa族元素、 Va族元素、 Via族元素、 A1および S らなる群力選ばれる少なくとも 1種の元素と、炭素、窒素、酸素およびホウ素からなる群から選ばれる少なくとも 1種の元素とにより構成される化合物によって形成される層で構成されることを特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[19] 前記刃先交換型切削チップ（1)は、ドリル、エンドミル、フライス加工用または旋削加工用刃先交換型チップ、メタルソー、歯切工具、リーマ、タップ、またはクランタシャフトのピンミーリング力卩ェ用チップのいずれかであることを特徴とする請求項 11記載の刃先交換型切削チップ（1)。

[20] チップブレーカ（7)を有する本体 (8)と、該本体 (8)上に形成された基層（12)と、該基層 (12)上の部分に形成された使用状態表示層（13)とを有する刃先交換型切削チップ（1)の製造方法であって、

前記本体 (8)上に基層 (12)を形成するステップと、

前記基層 (12)上に前記基層 (12)と異なる色の使用状態表示層（13)を形成するステップと、

前記本体 (8)の逃げ面（3)の少なくとも一部を含む所定の区域に対して、そこに形成されている前記使用状態表示層（13)を除去するステップと、を含むことを特徴とする刃先交換型切削チップ（1)の製造方法。