WO2006080154A1

WO2006080154A1 - 刃先交換型切削チップおよびその製造方法

Info

Publication number: WO2006080154A1
Application number: PCT/JP2005/023018
Authority: WO
Inventors: Naoya Omori; Yoshio Okada; Minoru Itoh; Norihiro Takanashi; Shinya Imamura; Susumu Okuno
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp.
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2006-08-03
Also published as: JP4739197B2; EP1842609B1; US7553113B2; IL184297A0; KR101267180B1; KR20070093003A; IL184297A; EP1842609A4; US20080131218A1; JPWO2006080154A1; EP1842609A1

Abstract

　本発明は、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する刃先交換型切削チップ（１）であって、この本体（８）は、その少なくとも１つの面がすくい面（２）となり、別の少なくとも１つの面が逃げ面（３）となるとともに、そのすくい面（２）は刃先稜線（４）を挟んで逃げ面（３）と繋がり、該基層は、上記使用状態表示層と異なった色を呈し、この使用状態表示層は、上記すくい面上であって、かつ上記刃先稜線から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ａ１を除く領域Ａ２の全面または部分の上記基層上に形成されてい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、ドリル、エンドミル、フライス加工用または旋削加ェ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加工用チップ等として特に有用な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、このすくい面 2は刃先稜線 4を挟んで逃げ面 3と繋がり、この刃先稜線 4は被削材 5を切削する中心的作用点となっている。

[0003] 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、刃先稜線を別の座面に付け直してここで未使用の刃先稜線を利用することもできる。

[0004] ところが切削作業現場では、刃先稜線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の方向転換の際に使用済の刃先稜線か未使用の刃先稜線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が未使用である力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。

[0005] 使用済の刃先稜線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。

[0006] 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ェが施されるため、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がめつに。

[0007] 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

[0008] 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

[0009] 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 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と対面することから、使用状態表示層をすくい面 2側の特定部位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。

[0010] 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、その少なくとも 1つの面がすくい面となり、別の少なくとも 1つの面が逃げ面となるとともに、そのすくい面は刃先稜線を挟んで逃げ面と繋がり、該基層は、上記使用状態表示層と異なった色を呈し、この使用状態表示層は、上記すくい面上であって、かつ上記刃先稜線から 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2の全面または部分の上記基層上に形成されていることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。なお、この使用状態表示層は、上記すくい面上であって、さらに上記領域 A1の部分に形成されることもある。

[0011] ここで、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。

[0012] また、上記領域 A1の面粗度 Raを A μ m、上記領域 A2の面粗度 Raを Β μ mとした場合、 1. 0>AZBとすることが好ましい。また、上記刃先交換型切削チップは、複数の刃先稜線を有することができる。

[0013] また、上記使用状態表示層は、前記基層に比し、摩耗し易い層とすることができ、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好まし

2 3 2 3

い。

[0014] また、上記基層は、切削に関与する刃先稜線の一部または全部において、上記最外層である Al O層または Al Oを含む層以外の層が表面に露出していることが好ま

2 3 2 3

しい。

[0015] また、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、 Zr 、 Hf等）、 Va族元素（V、 Nbゝ Ta等）、 Via族元素（Crゝ Mo、 W等）、 Al、 Siゝ Cu、 Pt 、 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。

[0016] また、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することができる。

[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力とすることができる。

[0018] 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、上記本体のすくい面上であって、かつ刃先稜線から 0 . 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を少なくとも含む領域と逃げ面とに対して、そこに形成されて、る上記使用状態表示層を除去するステップと、を含むものとすることができる。

[0019] このような本発明に係る刃先交換型切削チップは、上述のように少なくとも 1つの面がすくい面となり、別の少なくとも 1つの面が逃げ面となるとともに、そのすくい面は刃先稜線を挟んで逃げ面と繋がり、その逃げ面に形成された層の色 (すなわち基層の色）と異なる色の使用状態表示層をすく!、面の特定部位に備えて!/、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しい。すくい面の特定部位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い時間たとえば数秒〜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、当該使用状態表示層に隣接する刃先稜線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。隣接する刃先稜線が短時間だけ使用された時でも、この刃先稜線に隣接するすくい面の上記特定部位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つ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を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。従って、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の特定部位のみに限って形成されていることから、従来技術が有して、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いう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] 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の特定部位に形成されて、るため、該チップが収納ケースに収められて、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、どの刃先稜線が使用済であるかを容易に識別できると、う優れた効果を有するものである。

[0026] 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 )

2 3またはこれを含んだ被膜にすることが望ましい。また、この Al O

2 3層の上にも下にも別の層を設けても良い。

[0027] 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。

[0028] 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。

[0029] 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、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。そして、一番上の層と

2 3

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逃げ面およびすくい面の特定部位から除去するようにするとよ!/、。

[0030] 特に使用状態表示層として使用する窒化物層は、すくい面上であって、かつ上記刃先稜線から 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1から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、またはブラスト加工 (サンドブラスト)等で行なうことができる。

[0031] ブラシまたはブラスト加工操作は同時に逃げ面および上記刃先稜線近傍部の後処理をも行なうことになつて、それによつて逃げ面および上記刃先稜線近傍部が平滑化される。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。なお、使用状態表示層を残存させる部位には、マスキングを行なうことにより、使用状態表示層が除去されることなく残存させることができる。

発明の効果

[0032] 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

[0033] [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]1つの刃先稜線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。

圆 4]2つの刃先稜線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 5]刃先交換型切削チップの刃先稜線部の拡大断面図である。

[図 6]使用状態表示層がすくい面の全面に形成された刃先交換型切削チップの断面図である。

[図 7]使用状態表示層が逃げ面の全面に形成された刃先交換型切削チップの断面図である。

[図 8]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。 [図 9]切れ刃長さを表わした刃先交換型切削チップの模式図である。

[図 10]図 9における ocの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の模式図である。

[図 11]図 9における ocの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の別の模式図である。符号の説明

[0034] 1 刃先交換型切削チップ、 2 すくい面、 3 逃げ面、 4 刃先稜線、 5 被削材、 6 切り屑、 7 貫通孔、 8 本体、 9, 10 変色区域、 11 コーティング、 12 基層、 13 使用状態表示層、 120 アルミナ層、 121 下層。

発明を実施するための最良の形態

[0035] 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。

[0036] <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より構成することができる。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。

[0037] 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。

[0038] 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、このすくい面は刃先稜線（図 2においてはすくい面と逃げ面とが交差する稜として表される）を挟んで逃げ面と繋がることになる。

[0039] なお、本発明の刃先交換型切削チップには、チップブレーカが形成されているものと、チップブレーカが形成されていないものとの両者が含まれる。また、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を工具に取り付ける固定孔として使用される貫通孔 7が、上面と底面を貫通するように形成されて!、ても良!ヽ。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。

[0040] 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力卩ェ用チップとして特に有用である。なお、本発明は、ネガタイプまたはポジタイプのいずれの刃先交換型切削チップに対しても有効である。

[0041] <すくい面、逃げ面および刃先稜線 >

上記本体 8は、その少なくとも 1つの面がすくい面 2となり、別の少なくとも 1つの面が逃げ面 3となるとともに、そのすくい面 2は刃先稜線 4 (すくい面と逃げ面とが交差する稜に相当する）を挟んで逃げ面 3と繋がることになる。このような刃先交換型切削チップ 1は、図 2に示したように刃先稜線 4を複数有していることが好ましい。 1つの刃先稜線の使用後において、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、本願で用いるすくい面、逃げ面および刃先稜線という表現は、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。

[0042] 上記刃先稜線 4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 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、このような刃先稜線は、面取り加工および Zまたはコーナーのアール (R)付与力卩ェ等の刃先処理力卩ェを施すことができる力このような刃先処理カ卩ェ等により刃先稜線が明瞭な稜を構成しなくなった場合には、そのような刃先処理加工等がされたすくい面および逃げ面に対して刃先処理加工等がされる前の状態を想定してそれぞれの面を幾何学的に延長させることにより双方の面が交差する稜を仮定的な稜と定め、その仮定的に定められた稜を刃先稜線とするものとする。

[0043] また図 2においては、すくい面 2は平坦な面として示されている力必要に応じすくい面は他の構造、たとえばチップブレーカ等を有していてもよい。同じことが逃げ面 3 にも当てはまる。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。

[0044] 必要に応じ、刃先稜線 4は、直線形状と異なる湾曲または屈折した形状に形成することができる。また、図 5より明らかなように、たとえば刃先稜線は上述のように面取り加工および Zまたはコーナーのアール (R)付与加工等の刃先処理加工が施されていても良い。

[0045] <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 11の構造を図 5 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 11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 3に形成することができ、さらに上記すくい面 2および上記逃げ面 3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。

[0046] 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。

[0047] 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)刃先稜線からすく!ヽ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く、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!、ても良!、。

[0048] 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。

[0049] 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。

[0050] 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。

[0051] 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。

[0052] 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。

[0053] 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。

[0054] 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。

[0055] 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。

[0056] 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。

[0057] 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。

[0058] 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、。

[0059] 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好ましい。

[0060] 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。

[0061] 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。

[0062] 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。

[0063] 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。

[0064] 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。

[0065] 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。

[0066] 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。

[0067] 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。

[0068] 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。

[0069] 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 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。

[0070] 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。

[0071] 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

2 3層または Al O

2 3を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。

[0072] 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、または逃げ面およびすくい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。

[0073] なお、上記基層 12は、切削に関与する刃先稜線 4の一部または全部において、上記最外層である Al O層または Al Oを含む層以外の層が表面に露出している態様

2 3 2 3

とすることもできる。このような態様を採用することにより、さらに良好な被削材に対する耐溶着性が示されるとヽぅ優れた効果が発揮される。このような態様を構成する場合、基層の最外層としてー且全面に Al O層または Al Oを含む層を形成し、その後

2 3 2 3

切削に関与する刃先稜線 4の一部または全部において Al O層または Al Oを含む層を除去することにより、 Al O層または Al Oを含む層以外の層（すなわち Al O層

2 3 2 3 2 3 または Al Oを含む層の下層として存在する層）を表面に露出するようにすることが好

2 3

ましい。この場合、 Al O層または Al Oを含む層を除去する方法は、上記において

2 3 2 3

使用状態表示層 13を除去する方法として採用したのと同様の方法を採用することができる。

[0074] ここで、切削に関与する刃先稜線とは、実際に被削材が接触する (または最接近する）刃先稜線を含むとともに、刃先稜線近傍に被削材が接触し、該刃先稜線もその切削に実質的に関与するような場合 (たとえば温度が上昇するような場合)を含むものである。しかし、単に切削加工時の被削材の切り屑が飛散して接触するような刃先稜線は含まれない。

[0075] 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。

[0076] <使用状態表示層 >

本発明の使用状態表示層は、たとえば図 2や図 5に示したように、上記すくい面上であって、かつ上記刃先稜線力 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離 (刃先稜線に対する垂直方向の距離とする）をもって広がった領域 A1を除く領域 A2の全面または部分の上記基層上に形成されていることを特徴としている。本発明者の研究によれば、すくい面 2上であっても刃先稜線 4から 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広力た領域 A1においては被削材の溶着が顕著に生じることが判明した。本発明は、すくい面上であって、この領域 A1以外の領域 A2の全面または部分に使用状態表示層を選択的に形成することにより被削材の溶着を有効に防止し、以つて切削加工後の被削材の外観および表面平滑性が阻害されることを防止しつつ、目視容易な状態で注意喚起機能を付与せしめたという優れた効果を発揮するものである。 [0077] 刃先稜線からの上記距離が 0. 2mm未満では、被削材の溶着が生じるため上記のような優れた効果が示されなくなる。またその距離が 4. Ommを超えると、切削条件等にもよるが切削による使用状態表示層の変色効果が十分に示されなくなることがある。好ましくは、上記距離の下限は、刃先交換型切削チップの厚みが 2mn！〜 8mmの場合、 0. 3mm以上であり、より好ましくは 0. 5mm以上である。また、その上限は、刃先交換型切削チップの厚みが 2mm〜8mmの場合、好ましくは 2. 5mm未満であり、より好ましくは 2. Omm未満である。これらの距離は、このような範囲内において、適宜刃先交換型切削チップの大きさに応じて選択することが好ましい。このようにして、少なくともすくい面の 20%以上の領域に使用状態表示層を形成させるようにすることが好ましぐより好ましくは 50%以上、さらに好ましくは 80%以上の領域に使用状態表示層を形成させることが好適である。これにより、被削材の溶着を防止しつつ、十分な注意喚起機能を提供することができる。

[0078] そして、たとえば図 5に示したようにコーティング 11は、すくい面 2上であって、かつ上記刃先稜線 4から 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2の全面または部分の上記基層 12上に形成された使用状態表示層 13を有している。このような使用状態表示層 13は、公知の化学的蒸着法、物理的蒸着法、真空蒸着法、めっき法またはスパッタリング法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、。

[0079] なお、上記において「領域 A2の全面または部分」と規定したのは、刃先稜線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、必ずしも上記領域 A2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 13は、上記領域 A2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。

[0080] また、上記 0. 2mm以上 4. Omm未満という距離は、切削に関与する部位での平均値を示すものとする。なぜなら、工業的に製造する場合、この距離を一定に保つこと（すなわち、領域 A1のどの部分においてもこの距離を正確に同一の数値とすること、換言すれば刃先稜線に対して完全に平行な状態として領域 Alをとること）は困難だ力もである。ここで該平均値は、該領域 A1に含まれる任意の領域を選択し、その領域の単位長さ（刃先稜線に対して平行方向に lmmとする）あたりの面積をその単位長さで除した値とする。

[0081] また、当該使用状態表示層が形成されている部分 (該領域 A2)と形成されていない部分 (該領域 A1)との境界は、当該境界の近傍部を電子顕微鏡および Zまたは金属顕微鏡で観察することにより、単位面積（100 m X 100 m)に占める使用状態表示層の面積が 80%以上となる場合に使用状態表示層が形成されているものとみなすものとする。

[0082] なお、この使用状態表示層は、すくい面上であって、さらに上記領域 A1の部分に形成される場合が含まれる。これは、切削に関与する部位 (換言すれば被削材の溶着が顕著に生じる部位)以外の部位であれば、この領域 A1に使用状態表示層が部分的に形成されていても被削材の外観等が阻害されることがないと考えられるからである。さらに、被削材の種類によっては、たとえ切削に関与する部位の一部に使用状態表示層が形成されていても顕著な溶着現象を生じず、逆に明瞭な注意喚起機能を示す場合もあるからである。

[0083] 本実施の形態では、使用状態表示層 13は黄色または黄銅色 (金色)の外観を呈する窒化チタン層である。これに対して、その下層の基層 12は Al O (基層中の最上層

2 3

)による黒色または黒ずんだ色である。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、上記の領域 A2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。

[0084] 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り、上記のような特定部位に形成することにより、結果的にすくい面の一部は逃げ面との間で大きな色コントラストが生じるようにされる。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が形成されるからである。 [0085] そして、このように使用状態表示層 13がすくい面 2上であって、かつ上記刃先稜線 4力ら 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2の全面または部分の上記基層 12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。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。

[0086] 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、。

[0087] 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。

[0088] 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。 [0089] 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、所定部位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。

[0090] 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。

[0091] <面粗度 Ra>

本発明の上記領域 A1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、上記領域 A1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カ卩ェ (サンドブラスト）を行なうことに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領域 A1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。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。

[0092] そして本発明者の研究によれば、上記領域 A1の面粗度 Raを A/z m、上記領域 A2 の面粗度 Raを B /z mとした場合、 1. 0>AZB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、 0. 8 >A/B 、さらに好ましくは 0. 6 >AZB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] <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、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、該本体のすく!、面上であって、かつ刃先稜線から 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を少なくとも含む領域と逃げ面とに対して、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。

[0095] 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の上に形成される力その後該すくい面 2上の刃先稜線 4力 0. 2mm以上 4. 0 mm未満の距離をもって広がった領域 A1と逃げ面 3とから取り除かれる。これにより、すくい面の一部と逃げ面との間で、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。

[0096] 上記のように使用状態表示層 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、上述の通り、こうして再び露出した基層 12の表面を平滑にする効果がある。

[0097] さらに本発明の刃先交換型切削チップの製造方法は、上記領域 A1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。上記領域 A1の面粗度 Raを Α/ζ πι、上記領域 Α2の面粗度 Raを B /z mとした場合、 1. 0>AZB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、切削加工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。

[0098] 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。

[0099] <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。特にすくい面 2上の刃先稜線 4から 0. 2mm以上 4. 0 mm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2の全面または部分はなお元の使用状態表示層 13の色を有し、それによつて刃先稜線 4が未使用であることを示す。たとえば、その領域 A2の全面または部分が TiNでコーティングされている場合は、この領域 A2の使用状態表示層 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。これに対して上記領域 A1と逃げ面 3とは基層 12である Al O力もなり

2 3

、刃先交換型切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。

[0100] 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 4のうちのいずれか一の刃先稜線が最初に使用される刃先稜線を成す場合を考える。切削工具が使用されると直ちにその一の刃先稜線 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、その刃先稜線 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。

[0101] ところが、刃先稜線 4による切削が開始すると、この刃先稜線 4に隣接する区域 (すくい面 2上の刃先稜線力 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2)の使用状態表示層 13が変色して、すくい面 2のうちこの領域 A2 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。

[0102] このため、図 3に示すように刃先稜線 4に続いて黒ずんで変色した変色区域 9が生じる。この変色区域 9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。

[0103] たとえば、図 3に示したようにこの刃先稜線 4に隣接する区域 (すくい面 2上の刃先稜線から 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2) 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 9が形成される。これは刃先稜線 4による被削材の切削加工の結果起こる刃先稜線近傍の温度上昇に由来するものである。

[0104] 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 4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 3に示す外観に達するから、たとえば一の刃先稜線 4は既に使用された力別の刃先稜線 4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。この別の刃先稜線 4が初めて使用されると、図 4に示す外観を呈する。この場合、この別の刃先稜線 4に隣接する区域 (すくい面 2上の刃先稜線力 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2)の使用状態表示層 13 が変色し、変色区域 10を生じることによりこの別の刃先稜線 4が使用されたことを示す。

[0105] なお、図 2〜4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 4を有するスローァウェイ刃先交換型切削チップである。この複数の刃先稜線 4 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削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。

[0106] 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 11が施されている（図 5)。なお、使用状態表示層は単数個または複数個のすくい面の特定部位に形成される力たとえば ISO規格 SNGN 1204 08等のような一般的な刃先交換型切削チップでは上面または底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。

[0107] 使用状態表示層 13は、隣接する刃先稜線 4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、使用した刃先稜線を直ちに簡単に識別することができる。すくい面の特定部位 (刃先稜線力も 0. 2 mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2)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、これを逃げ面や上記領域 A1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ため、この領域 A2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。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、作業台に置かれている状態にお、ても、 V、ずれの刃先稜線が使用済かと!/、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。

[0108] <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。

[0109] <実施例 1 >

89. 5質量％の WC、 2. 0質量％の TaC、 0. 5質量％の?^じおよび 8. 0質量⁰ /₀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稜線部に対して SiCブラシによる刃先処理（すくい面側から見て 0. 05mm幅のホーニングを施す）を行なうことにより、切削チップ CNMG120408N— 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、表面に脱 j8層が形成されており、 2つの面がすくい面となり、 4つの面が逃げ面となるとともに、そのすく V、面は刃先稜線 (上記の通り刃先処理がされて!/、るので仮定的な稜となって、る）を挟んで逃げ面と繋がるものであった。刃先稜線は、計 8つ存在した。

[0110] 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. 6 mの TiN、 4. 6 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. 6 μ mの TiNをコーティングした（総膜厚 7. 9 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. 6 mの TiN (本体表面側のもの）と 4. 6 μ mの TiCNと 2. 1 μ mの αアルミナ (Al O )が基層であり、最外層の 0. 6 /z mの TiNが使用状態表示層である。

2 3

[0111] 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。

[0112] [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。 [0114] そしてこれらのコーティングを施した本体に対して、公知のブラスト法を用いて次の 7種類の処理方法 A〜G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。

[0115] (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。

[0116] (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、刃先稜線を含む逃げ面の全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（図 7参照。なお、図 7では使

2 3

用状態表示層 13がすくい面 2に回り込むことなくその手前で止まっているが、すくい面 2まで回り込むように形成される場合も本処理方法の態様に含まれる）。

[0117] (処理方法 C)

コーティングに対して、刃先稜線を含む逃げ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、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、刃先稜線を含む逃げ面全面は基層の色 (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（図 6参照。

2 3

なお、図 6では使用状態表示層 13が逃げ面 3に回り込むことなくその手前で止まっているが、逃げ面 3まで回り込むように形成される場合も本処理方法の態様に含まれる

) o

[0118] (処理方法 D)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線から 0. 5〜0. 8mmの距離をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがつて、すくい面上であって、かつ刃先稜線から 0. 5〜0. 8mmの距離をもって広がつた領域 A1を除く領域 A2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、すくい面上の刃先稜線から 0. 5〜0. 8mmの距離をもって広がった領域 Alと逃げ面（刃先稜線を含む）とは基層の色 (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（図 5)。なお、上記距離 0. 5〜0

2 3

. 8mmは平均値を示すものである力この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、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距離を一定に保つことは困難であり誤差を排除できな力たためである。

[0119] (処理方法 E)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線から 0. 2〜0. 5mmの距離をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがつて、すくい面上であって、かつ刃先稜線から 0. 2〜0. 5mmの距離をもって広がつた領域 A1を除く領域 A2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、すくい面上の刃先稜線から 0. 2〜0. 5mmの距離をもって広がった領域 A1と逃げ面（刃先稜線を含む）とは基層の色 (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。なお、上記距離に対して 0. 2

2 3

〜0. 5mmと範囲をもって表示したのは、上記処理方法 Dと同じ理由による。

[0120] (処理方法 F)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線から 0. 4〜2. 8mmの距離をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがつて、すくい面上であって、かつ刃先稜線から 0. 4〜2. 8mmの距離をもって広がつた領域 A1を除く領域 A2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、すくい面上の刃先稜線から 0. 4〜2. 8mmの距離をもって広がった領域 A1と逃げ面（刃先稜線を含む）とは基層の色 (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。なお、上記距離に対して 0. 4

2 3

〜2. 8mmと範囲をもって表示したのは、上記処理方法 Dと同じ理由による。

[0121] (処理方法 G)

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

[0122] このようにして、以下の表 2および表 3に記載した 42種類の刃先交換型切削チップ No. l〜No. 42を製造した。 No. 4、 5、 6、 11、 12、 13、 18、 19、 20、 25、 26、 27 、 32、 33、 34、 39、 40および 41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。

[0123] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 1〜42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 B0601 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、小さい数値のもの程、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： 120mZmin

送り： 0. 13mm/rev.

切込み： 1. Omm

切削油：無し

切削時間：35分

[0125] [表 2]

刃先交換コーテ処理逃げ面被削材刃先へ被削材加工面刃先稜型切削チィング方法庳耗量面粗度の被削の状態線の使ップ N o. N o. (mm) R z 材の溶用状態

(y m) 着状態の識別

1 ！ A 0.118 5.5 多い白濁容易

2 B 0.121 5.1 多い白溷容易

3 C 0.123 2.8 (注 1) (注 2) 容易

* 4 1 D 0.109 2.1 無し鎊面に近い容易

* 5 E 0.120 2.4 無し競面に iffし、容易

* 6 ！ F 0.116 2.2 無し錢面に近い容易

7 1 G 0.112 2.3 無し鏟面に近い困難

8 2 A 0.159 5.5 多い白濁容易

9 2 B 0.153 4.7 多い白濁容易

1 0 2 C 0.142 2.9 (注 1 ) (注 2) 容易

* 1 1 2 D 0.141 2.4 無し鏡面に近い容易

* 1 2 2 E 0.139 2.5 無し鏡面に近い容易

* 1 3 2 F 0.138 2.7 無し銪面に近い容易

14 2 G 0.135 2.7 無し鏡面に近い困難

15 3 A 0.123 6.1 多い白濁容易

1 6 3 B 0.114 5.1 多い白濁容易

1 7 3 C 0.098 3.1 (注 1) (注 2) 容易

1 8 3 D 0.096 3.0 無し銪面に近い

* 1 9 3 E 0.095 2.9 無し鎊面に近い容易

* 20 3 F 0.096 2.9 無し鏡面に近い容易

21 3 G 0.099 2.8 無し鍍面に近い困難

(注 1 ) すくい面に少し溶着

(注 2 ) ほぼ鏡面に近い ] 刃先交換コ一亍処理逃げ面被削材刃先へ被削材加工面刃先稜型切削チイング方法摩耗 i 面粗度の被削の状態線の使ップ N o. N o. (mm) R z 材の溶用状態

(jt/ m) 着状 fis の識別

22 4 A 0.121 5.4 多い白濁

23 4 B 0.116 5.3 多い白濁容易

24 4 C 0.100 2.8 (注 1) (注 2) 容易

* 25 4 D 0.090 2.2 無し鎮面に近い

* 26 4 E 0.081 2.3 無し鏡面に近い容易

27 4 F 0.079 2.2 無し鏡面に近い容易

28 4 G 0.083 2.3 無し鏡面に近い困難

29 5 A 0.110 5.4 多い白濁容易

30 5 B 0.102 4.8 多い白濁容易

31 5 C 0.064 2.4 (注 1 ) (注 2) 容易

32 5 D 0.055 2.1 無し鏡面に近い容易

* 33 5 E 0.054 2,0 無し鏡面に近い容易

* 34 5 F 0.056 2.1 無し鏡面に近い容易

35 5 G 0.054 2.0 無し鏡面に近い困難

36 6 A 0.126 5.9 多い白濁容易

37 6 B 0.125 5.5 多い白濁容易

38 6 C 0.120 2.8 (注 1 ) (注 2) 容易

* 39 6 D 0.115 2.0 無し銪面に近い容易

* 40 6 E 0.111 2.2 無し鎮面に近い容易

* 41 6 F 0.110 2.1 ifitし銪面に近い容易

42 6 G 0.109 2.0 無し鏡面に近い困難

(注 1 ) すくい面に少し溶着

(注 2) ほぼ鏡面に近い

[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.4 5 6 11 12 13 18 19 20 25 26 27 32 33 34 39 40および 4 1は、刃先稜線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被削材の面粗度にも優れるものであった。なお、上記領域 A1の面粗度 Raを A ^ m,上記領域 A2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すべて 0. 8 >AZBであった (測定方法は後述の No. 4についてのものと同様とした)。

[0129] これに対して、刃先交換型切削チップ No. 1、 2、 8、 9、 15、 16、 22、 23、 29、 30 、 36および 37は、刃先稜線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、被削材の面粗度も劣っていた。また、刃先交換型切削チップ No. 3、 10、 17、 24、 31および 38は、上記刃先交換型切削チップ No. 1、 2、 8、 9、 15、 16、 22、 23、 29、 30、 36および 37と比較すれば相当程度被削材の溶着量は低減されてヽたが、すくヽ面にお!/ヽて若干の溶着があつた。刃先交換型切削チップ No. 7、 14、 21、 28、 35および 42は、切削後の被削材の状態は良好であるものの、刃先稜線の使用状態の判別が困難であり、注意喚起機能を有さな、ものであった。

[0130] 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。なお、本実施例は、チップブレーカが形成されている刃先交換型切削チップの場合について示したが、チップブレーカが形成されて、な、刃先交換型切削チップに対しても有効である。

[0131] 一方、上記で製造した刃先交換型切削チップ No. 4と同様の製造方法において、上記領域 A1に対してブラストの程度を変えてブラスト法による処理を実施し、上記領域 A1の面粗度 Raと上記領域 A2の面粗度 Raとを表 4のものとする本発明の刃先交換型切削チップ No. 4— 2、 No. 4— 3および No. 4—4を製造した。なお、面粗度 R aはレーザー顕微鏡 (VK— 8510、（株)キーエンス製）により測定した。測定箇所は、上記領域 A1については刃先稜線からの距離が領域 A1の幅の 1Z2となる地点（すなわち領域 A1の中央部）とし、上記領域 A2については領域 A1と領域 A2の境界線力領域 A2側に上記領域 A1の 1Z2の幅に等しくなる距離だけ入った地点であって該境界線に平行となる地点を測定箇所とし、測定距離は 100 mとした。

[0132] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 4、 No. 4— 2、 No. 4 3および No.

4 4について上記と同条件による旋削切削試験を行ない、被削材の面粗度 Rzを上記と同様にして測定した。その結果を表 4に示す。

[0133] [表 4]

[0134] 表 4より明らかなように、上記領域 A1の面粗度 Raを A/z m、上記領域 A2の面粗度 Raを B /z mとした場合、 A/Bの値が小さくなる程被削材の面粗度 Rzはより良好なものとなつた。

[0135] これらの結果より、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、上記領域 A1の面粗度 R aを A/z m 上記領域 A2の面粗度 Raを B mとした場合、 1. 0>AZBとすることが有効であり、この AZB値をさらに小さくして、 0. 8 >AZB、さらに 0. 6 >AZBとすることがより有効となる。

[0136] なお、コーティング No. 6において、使用状態表示層として CrNに代えて公知のスノッタリング法を用いて金属 Crまたは金属 A1を同膜厚でコーティングすることを除き他は全て同様にして刃先交換型切削チップを製造し、上記と同様の処理を行なうとともに同様の旋削切削試験を行なったところ、上記刃先交換型切削チップ No. 36〜4 2と同様の結果が得られることを確認した。なお、金属 Crまたは金属 A1力もなる使用状態表示層の色は!、ずれも銀色である。

[0137] <実施例 2>

刃先交換型切削チップの本体の形状を ISO型番 SPGN120408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。

[0138] 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. 4 μ mの TiN、 3. Ο μ mの TiCN (MT—C VD)、 1. 8 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. 7 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. 4 μ mの TiN (本体表面側のもの）と 3. 0 mの TiCNと 1. 8 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。

[0139] 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 5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。

[0140] [表 5]

上記表 5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。 [0142] 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〜Gを各々実施することにより、以下の表 6および表 7に記載した 42種類の刃先交換型切削チップ No. 43〜No. 84を製造した。 No. 46、 47、 48、 53、 54、 55、 6 0、 61、 62、 67、 68、 69、 74、 75、 76、 81、 82および 83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。

[0143] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 43〜84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 6および表 7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。

[0144] (フライス切削試験の条件）

被削材: FC250

切削速度： 175mZmin

送り： 0. 27mm/rev.

切込み： 1. Omm

切削油：無し

切削距離: 11m

カッター： DPG4160R (住友電工ハードメタル (株） )

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。

[0145] [表 6] 刃先交換 3―亍処理逃げ面被削材刃先へ被削材加工面刃先稜型切削チイング方法縻耗量面粗度の被削の状態線の使ップ N o . N o. (mm) z 材の溶用状態

(y m) 着状 fe の識別

43 7 A 0.101 9.6 多い白港容易

44 7 B 0.097 9.1 多い白濁容易

45 7 C 0.081 6.0 (注 1 ) (注 2) 容易

* 46 7 D 0.073 5.7 無し鏡面に近い容易

* 47 7 E 0.075 5.5 無し镜面に近い容易 * 48 7 F 0.072 5.4 無し鏡面に近い容易

49 7 G 0.077 5.5 無し鏡面に近い困難

50 8 A 0.149 9.5 多い白濁容易

5 1 S B 0.142 8.6 多い白濁容易

52 8 C 0.110 5.9 (注 1 ) (注 2) 容易

* 53 S D 0.097 5.4 無し銪面に近い容易

* 54 S E 0.095 5.3 無し鏡面に近い容易

* 55 8 F 0.096 5.0 無し鏡面に近い容易

56 8 G 0.090 5.1 無し銪面に近い困難

57 9 A 0.112 9.8 多い白濁容易

58 Θ B 0.113 9.1 多い白濁容易

59 Θ C 0.085 6.5 (注 1 ) (注 2) 容易

* 60 9 D 0.079 6.0 無し鏡面に近い容易

* 61 9 E 0.078 6.1 無し鍰面に近い容易

* 62 9 F 0.077 5.8 無し鏡面に近い容易

63 9 G 0.076 5.7 無し鏡面に近い困難

(注 1 ) すくい面に少し溶着

(注 2) ほぼ鏡面に近い ] 刃先交換コ一亍処理逃げ面被削材刃先へ被削材加工面刃先稜型切削チィング方法摩耗量面粗度の被削の状態線の使ップ N o . N o. (mm) z 材の溶用状態着状態の識別

64 10 A 0.088 7.1 多い白濁容易

65 10 B 0.082 6.8 多い白濁容易

66 10 C 0.061 3.8 (注 1) (注 2) 容易

* 67 10 D 0.058 3.2 し鏡面に近い容易

* 68 10 E 0.055 3.1 無し鏟面に近い容易

* 69 10 F 0.053 2.9 無し銪面に近い容易

70 10 G 0.049 2.9 無し鏡面に近い困難

71 1 1 A 0.093 7.2 多い白濁容易

72 1 1 B 0.088 6.8 多い白濁容易

73 1 1 C 0.066 3.8 (注 1) (注 2) 容易

74 1 1 D 0.061 3.3 無し鏔面に近い容易

* 75 1 1 E 0.059 3.2 無し鏡面に近い容易

* 76 1 1 F 0.058 3.0 無し錢面に ia:し、容易

77 1 1 G 0.059 3.2 無し鏡面に近い困難

78 1 2 A 0.095 8.6 多い白滞容易

79 1 2 B 0.091 8.3 多い白濁 ^

80 1 2 C 0.076 4.6 (注 1) (注 2) 容易

* 81 12 D 0.062 4.1 無し鏡面に近い容易

* 82 1 2 E 0.061 4.0 無し銪面に近い容易

* 83 1 2 F 0.060 3.9 無し鏡面に近い容易

84 1 2 G 0.062 3.8 無し銪面に近い困難

(注 1 ) すくい面に少し溶着

(注 2) ほぼ鏡面に近い

[0147] 表 6および表 7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。

[0148] 表 6および表 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 N o.46、 47、 48、 53、 54、 55、 60、 61、 62、 67、 68、 69、 74、 75、 76、 81、 82および 83は、刃先稜線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被削材の面粗度にも優れるものであった。なお、上記領域 A1の面粗度 Ra を Α μ ηι、上記領域 Α2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すべて 0. 8 > AZBであった (測定方法は実施例 1と同様とした)。

[0149] これに対して、刃先交換型切削チップ No. 43、 44、 50、 51、 57、 58、 64、 65、 71 、 72、 78および 79は、刃先稜線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、被削材の面粗度も劣っていた。また、刃先交換型切削チップ No. 45、 52、 59、 66、 73および 80は、上記刃先交換型切削チップ No. 43、 44、 50、 51、 57、 58、 64、 65、 71、 72、 78および 79と比較すれば相当程度被削材の溶着量は低減されてヽたが、すくヽ面にお!/ヽて若干の溶着力 Sあった。刃先交換型切肖 'Jチップ No. 49、 56、 63、 70、 77および 84は、切削後の被削材の状態は良好であるものの、刃先稜線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。

[0150] 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。

[0151] <実施例 3 >

0. 1質量％の TiC、 0. 6質量％の TaC、 0. 3質量％の NbC、 6. 0質量％の Coおよび残部 WCカゝらなる組成 (ただし不可避不純物を含む）の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で 1450°C、 1時間焼結し、その後平坦研磨処理および刃先稜線部に対して SiCブラシによる刃先処理 (すくい面側力見て 0. 05mm幅のホーユングを施す）を行なうことにより、切削チップ CNMG120408N—UX (住友電工ハ一ドメタル (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層が形成されておらず、 2つの面がすくい面となり、 4つの面が逃げ面となるとともに、そのすく、面は刃先稜線 (上記の通り刃先処理がされて、るので仮定的な稜となっている）を挟んで逃げ面と繋がるものであった。刃先稜線は、計 8つ存在した。

[0152] 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. 2 111の1？^、 3. O _iu mのTiCN (MT—C VD)、 2. 4 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. 2 μ m( TiN ( 本体表面側のもの）と 3. 0 μ mの TiCNと 2. 4 mの αアルミナ（Al Ο )が基層であ

2 3

り、最外層の 0. 3 mの TiNが使用状態表示層である。

[0153] 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 8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。

[0154] [表 8]

[0155] 上記表 8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。

[0156] そしてこれらのコーティングを施した本体に対して、公知のブラスト法（アルミナサンド 120番（平均粒径 100 /z m)、圧力 0. 28MPa)あるいはブラスト法以外の方法を用いて 14種類の処理方法 A〜I3を各々実施した。処理方法 A、 B、 Cおよび Gは実施例 1で用いられた処理方法であり、それ以外の方法は以下の通りである。なお、各処理方法にぉ、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。

[0157] (処理方法 HI)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線力 0. 2〜1. 2mmの距離をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがつて、すくい面上であって、かつ刃先稜線から 0. 2〜1. 2mmの距離をもって広がつた領域 A1を除く領域 A2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、すくい面上の刃先稜線から 0. 2〜1. 2mmの距離をもって広がった領域 A1と逃げ面（刃先稜線を含む）とは基層の色 (たとえばコーテイング No. 13の場合は Al Oの色である黒色）を呈した（図 5)。なお、上記距離 0. 2

2 3

〜1. 2mmは平均値を示すものである力この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、実施例 1と同じ理由による。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）におけるこの距離は 0. 35mmであった。

[0158] (処理方法 H2〜H5)

上記処理方法 HIにおいて、領域 A1をすくい面上の刃先稜線力 Omm〜l. 2m mの距離 (RZ2部位における距離は処理方法 HIと同様 0. 35mm)をもって広がつた領域とすることを除き、他は全て処理方法 HIと同様の処理を行なった。なお、上記刃先稜線からの距離が Ommを含んでいるのは、使用状態表示層が、すくい面上であって、さらに上記領域 A1の部分に形成されること (換言すれば領域 A1において使用状態表示層が除去されていない部分が存在すること)を意味している。また、処理方法 H2〜H5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 9および表 10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。

[0159] (処理方法 H6〜H7)

コーティングに対して、処理方法 H2〜H5と同じブラスト法による処理（因みに RZ2 部位における距離は処理方法 H2〜H5と同様 0. 35mm)を実施した後、さら〖ここのブラスト法を実施した領域と同領域に対してブラシ法 (ダイヤモンドブラシ使用）による処理を実施した。なお、処理方法 H6〜H7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 9および表 10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。

[0160] (処理方法 II)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線から 0. 2〜2. 4mmの距離をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがつて、すくい面上であって、かつ刃先稜線から 0. 2〜2. 4mmの距離をもって広がつた領域 A1を除く領域 A2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、すくい面上の刃先稜線から 0. 2〜2. 4mmの距離をもって広がった領域 A1と逃げ面（刃先稜線を含む）とは基層の色 (たとえばコーテイング No. 13の場合は Al Oの色である黒色）を呈した（図 5)。なお、上記距離 0. 2

2 3

〜2. 4mmは平均値を示すものである力この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、実施例 1と同じ理由による。因みに、 RZ2部位におけるこの距離は 1. 52 mmで teつた。

[0161] (処理方法 12)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線から 0mm〜2. 4mm の距離 (RZ2部位における距離は処理方法 IIと同様 1. 52mm)をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラシ法 (ダイヤモンドブラシ使用）により除去した。その後、さらにこのブラシ法を実施した領域と同領域に対して処理方法 IIと同様のブラスト法による処理を実施した。なお、上記刃先稜線力もの距離力Ommを含んでいるのは、使用状態表示層が、すくい面上であって、さらに上記領域 A1の部分に形成されること (換言すれば領域 A1にお、て使用状態表示層が除去されて、な、部分が存在すること）を意味している。

[0162] (処理方法 13)

コーティングに対して、処理方法 12においてブラシ法を実施したのと同領域に対してバレル法による処理（因みに RZ2部位における距離は処理方法 IIと同様 1. 52m m)を実施した後、さらにバレル法を実施した領域と同領域に対してブラシ法 (ダイヤモンドブラシ使用）による処理を実施することにより使用状態表示層を除去した。 [0163] このようにして、以下の表 9および表 10に記載した 46種類の刃先交換型切削チップ No. 85〜No. 130を製造した。表 9および表 10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（あるいはバレル法とブラシ法とを組み合せて）処理を施した領域 (すなわち、基層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を含む領域）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）が、表 9および表 10 には、逃げ面における図 8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)。

[0164] また、上記の処理方法 H1〜H7および処理方法 11〜13について、切削に関与する刃先稜線において基層の最外層であるアルミナ層（ a—Al O

2 3層または γ—Al Ο

2 3 層）ではなぐこのアルミナ層の下層（この下層も基層の一層である）が露出している割合 (％)を以下の方法により算出した。すなわち、走査電子顕微鏡で刃先交換型切削チップを観察して刃先稜線のアルミナ層の存在状態を確認できる写真撮影を行なうことにより実行され、その写真上で切れ刃長さに相当する刃先稜線に該当する線を引き、その線上でアルミナ層が存在しない領域をパーセンテージで表わすものとする

[0165] 図 9〜図 11は、上記の方法をより具体的に図示したもの（走査電子顕微鏡写真を模式化した図）である。すなわち、図 9における αの範囲が切れ刃長さを表わしている。図 10および図 11は、 αの範囲の拡大図であり、図 10が切削に関与する刃先稜線 4の全部にお、てアルミナ層 120が形成されて、な、場合 (すなわちその全部において下層 121が露出している場合)であり、図 11が切削に関与する刃先稜線 4の一部にお、てアルミナ層 120が形成されずその下層 121が露出して、る場合である

[0166] そして、図 10および図 11において、刃先稜線 4として線 bを引き、この線 b上でアルミナ層 120が形成されていない部分の長さを測定する。図 10では、線 b上にアルミナ層 120が全く存在せず、したがってアルミナ層 120が形成されて!、な!/、範囲が 100 % (全部）となる。一方、図 11の場合、線 b上にアルミナ層 120が形成されていない部分（bl、b3、b5)力存在し、（bl +b3+b5) Z (bl +b2+b3+b4+b5)で計算されるパーセンテージがアルミナ層 120が形成されてヽな、範囲の比率となる。

[0167] 上記のような方法により算出した結果、処理方法 H1〜H5および処理方法 IIにおいては、切削に関与する刃先稜線 (すなわち、本実施例の場合、図 9〜図 11で示される部分）におヽてアルミナ層 120は全く除去されてヽなかった (すなわち下層 121 が露出することはな力つた）のに対して、処理方法 H6、 H7、 12、 13では、切削に関与する刃先稜線においてそれぞれ 37%、 68%、 82%、 24%の割合で下層 121が表面に露出していた。

[0168] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 85〜130について、下記条件で連続旋削切削試験と断続旋削切削試験とを行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と破損率とを測定した。また、下記条件により、刃先への被削材の溶着状態、被削材加工面の状態および刃先稜線の使用状態の識別性も確認した。これらの結果を以下の表 9および表 10に示す。逃げ面摩耗量が小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示し、破損率が小さい数値のもの程、靭性に優れていることを示している。

[0169] (連続旋削切削試験の条件）

被削材: FCD450丸棒

切削速度： 200mZmin

り： 0. 35mmz rev.

切込み： 2. 0mm

切削油：水溶性油

切削時間：10分

この条件で、切削開始 1分後の刃先への被削材の溶着状態および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。

[0170] (断続旋削切削試験の条件）

被削材: SCM435 (4本溝入り丸棒）切削速度： lOOmZmin

送り： 0. 40mmZrev.

切込み： 2. Omm

切削油：無し

切削時間：30秒

20切れ刃を 30秒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。

[表 9]

(注 1 ) すくい面に少し溶着。

(注 2 ) ほぼ鏡面に近い。

(注 3 ) 鏡面に近く、最も光沢が良い。 [0172] [表 10]

(注 1〉すくい面に少し溶着。

(注 2 ) ほぼ鏡面に近い。

(注 3 ) 鏡面に近く、最も光沢が良い。

[0173] 表 9および表 10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と Z rNが金色であり、 TiCNはピンク色である。

[0174] 表 9および表 10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 (切れ刃）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った。なお、上記領域 A1の面粗度 Raを Α/ζ πι、上記領域 Α2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すべて 0. 8 >AZBであった（測定方法は後述の No. 128についてのものと同様とした）

[0175] 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および Bを施したものは刃先稜線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、逃げ面摩耗量および破損率も劣っており、また、処理方法 G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。また、処理方法 Cを施した刃先交換型切削チップは、相当程度被削材の溶着量は低減されていた力すくい面において若干の溶着があった。

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。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の特定領域 (すなわち領域 A1を除く領域 A2)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ことは明らかである。また、切削に関与する刃先稜線において、基層の最外層であるアルミナ層以外の層が表面に露出することにより、被削材の溶着がさらに防止され、さらに優れた耐摩耗性が示されることも明らかである。なお、本実施例は、チップブレーカが形成されている刃先交換型切削チップの場合について示したが、チップブレーカが形成されて、な、刃先交換型切削チップに対しても有効である。

[0176] 一方、上記で製造した刃先交換型切削チップ No. 128と同様の製造方法において、上記領域 A1に対してブラストの程度を変えてブラスト法による処理を実施し、上記領域 A1の面粗度 Raと上記領域 A2の面粗度 Raとを表 11のものとする本発明の刃先交換型切削チップ No. 128— 2、 No. 128— 3および No. 128— 4を製造した。なお、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。測定箇所は、上記領域 A1については刃先稜線からの距離が領域 A1の幅の 1Z2となる地点（すなわち領域 A1の中央部）とし、上記領域 A2につ、ては領域 A1と領域 A2の境界線力領域 A2側に上記領域 A1の 1Z2の幅に等しくなる距離だけ入った地点であって該境界線に平行となる地点を測定箇所とし、測定距離は 100 μ mとした。

[0177] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 128、 No. 128— 2、 No. 128— 3および No. 128— 4について以下の条件による旋削切削試験を行ない、被削材の面粗度 Rzを上記実施例 1と同様にして測定した。その結果を表 11に示す。

[0178] (旋削切削試験の条件）

被削材: SCM415丸棒

切削速度： lOOmZmin

送り： 0. 12mm/rev.

切込み： 1. Omm

切削油：無し

切削時間： 1分

切削開始 1分後の被削材の面粗度 Rzを測定した。

[0179] [表 11]

[0180] 表 11より明らかなように、上記領域 A1の面粗度 Raを A/z m、上記領域 A2の面粗度 Raを B /z mとした場合、 A/Bの値が小さくなる程被削材の面粗度 Rzはより良好なものとなった。

[0181] これらの結果より、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、上記領域 A1の面粗度 R aを A/z m 上記領域 A2の面粗度 Raを B mとした場合、 1. 0>AZBとすることが有効であり、この AZB値をさらに小さくして、 0. 8>AZB、さらに 0. 6>AZBとすることがより有効となる。

[0182] <実施例 4>

0. 5質量％の TaC、 0. 2質量％の Cr C 、 9. 5質量％の Coおよび残部 WCからなる組成 (ただし不可避不純物を含む）の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で 1430°C、 1時間焼結し、その後平坦研磨処理および刃先稜線部に対して SiC ブラシによる刃先処理 (すくい面側から見て 0. 05mm幅のホーユングを施す）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層が形成されておらず、 1つの面がすくい面となり、 4つの面が逃げ面となるとともに、そのすく!、面は刃先稜線 (上記の通り刃先処理がされて、るので仮定的な稜となっている）を挟んで逃げ面と繋がるものであった。刃先稜線は、計 4つ存在した。

[0183] 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. 2 μ mの TiN、 3. 4 μ mの TiCN (MT—C VD)、 2. 2 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. 4 μ mの TiCNと 2. 2 mの αアルミナ（Al Ο )が基層であ

2 3

り、最外層の 0. 3 mの TiNが使用状態表示層である。

[0184] 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 12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。

[0185] [表 12]

[0186] 上記表 12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。

[0187] そしてこれらのコーティングを施した本体に対して、公知のブラスト法 (アルミナサンド 120番（平均粒径 100 m)、圧力 0. 28MPa)あるいはブラスト法以外の方法を用いて 14種類の処理方法 A〜K3を各々実施した。処理方法 A、 B、 Cおよび Gは実施例 1で用いられた処理方法であり、それ以外の方法は以下の通りである。なお、各処理方法にぉ、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。

[0188] (処理方

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線力 0. 2〜1. 1mmの距離をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがつて、すくい面上であって、かつ刃先稜線から 0. 2〜1. 1mmの距離をもって広がつた領域 A1を除く領域 A2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、すくい面上の刃先稜線から 0. 2〜1. 1mmの距離をもって広がった領域 A1と逃げ面（刃先稜線を含む）とは基層の色 (たとえばコーテイング No. 18の場合は Al Oの色である黒色）を呈した（図 5)。なお、上記距離 0. 2

2 3

〜1. 1mmは平均値を示すものである力この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、実施例 1と同じ理由による。因みに、 RZ2部位におけるこの距離は 0. 42 mmで teつた。

[0189] (処理方 ¾[2〜J5)

上記処理方 ¾[1において、領域 A1をすくい面上の刃先稜線力 Omm〜l. lmm の距離 (RZ2部位における距離は処理方 ¾[1と同様 0. 42mm)をもって広がった領域とすることを除き、他は全て処理方 ¾[1と同様の処理を行なった。なお、上記刃先稜線からの距離が Ommを含んでいるのは、使用状態表示層が、すくい面上であって、さらに上記領域 A1の部分に形成されること (換言すれば領域 A1において使用状態表示層が除去されていない部分が存在すること)を意味している。また、処理方 ¾[ 2〜J5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 13および表 14 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。

[0190] (処理方 ¾[6〜J7)

コーティングに対して、処理方 ¾[2〜J5と同じブラスト法による処理（因みに RZ2部位における距離は処理方 ¾[2〜J5と同様 0. 42mm)を実施した後、さら〖ここのブラスト法を実施した領域と同領域に対してブラシ法 (ダイヤモンドブラシ使用）〖こよる処理を実施した。なお、処理方 ¾[6〜J7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 13および表 14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。

[0191] (処理方法 K1)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線から 0. 2〜2. 3mmの距離をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラスト法により除去した。したがつて、すくい面上であって、かつ刃先稜線から 0. 2〜2. 3mmの距離をもって広がつた領域 A1を除く領域 A2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、すくい面上の刃先稜線から 0. 2〜2. 3mmの距離をもって広がった領域 A1と逃げ面（刃先稜線を含む）とは基層の色 (たとえばコーテイング No. 18の場合は Al Oの色である黒色）を呈した（図 5)。なお、上記距離 0. 2

2 3

〜2. 3mmは平均値を示すものである力この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、実施例 1と同じ理由による。因みに、 RZ2部位におけるこの距離は 1. 35 mmで teつた。

[0192] (処理方法 K2)

コーティングに対して、逃げ面全面とすくい面上の刃先稜線から 0mm〜2. 3mm の距離 (RZ2部位における距離は処理方法 K1と同様 1. 35mm)をもって広がった領域 A1の使用状態表示層をブラシ法 (ダイヤモンドブラシ使用）により除去した。その後、さらにこのブラシ法を実施した領域と同領域に対して処理方法 K1と同様のブラスト法による処理を実施した。なお、上記刃先稜線からの距離が Ommを含んでいるのは、使用状態表示層が、すくい面上であって、さらに上記領域 A1の部分に形成されること (換言すれば領域 A1にお、て使用状態表示層が除去されて!、な、部分が存在すること）を意味して、る。

[0193] (処理方法 K3)

コーティングに対して、処理方法 K2においてブラシ法を実施したのと同領域に対してバレル法による処理（因みに RZ2部位における距離は処理方法 K1と同様 1. 35 mm)を実施した後、さらにバレル法を実施した領域と同領域に対してブラシ法 (ダイャモンドブラシ使用）による処理を実施することにより使用状態表示層を除去した。 [0194] このようにして、以下の表 13および表 14に記載した 46種類の刃先交換型切削チップ No. 131〜No. 176を製造した。表 13および表 14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（あるいはバレル法とブラシ法とを組み合せて）処理を施した領域 (すなわち、基層上に使用状態表示層が形成されて!ヽなヽ部分であつて、かつ切削に関与する部位を含む領域）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）が、表 13および表 14には、実施例 3と同様にして測定した残留応力の数値を示す。

[0195] また、上記の処理方 ¾[1〜J7および処理方法 K1〜K3について、切削に関与する刃先稜線において基層の最外層であるアルミナ層（ a—Al Ο層または γ—Al Ο

2 3 2 3 層）ではなぐこのアルミナ層の下層（この下層も基層の一層である）が露出している割合 (％)を実施例 3の方法と同様の方法により算出した。その結果、処理方 ¾[1〜J5 および処理方法 K1にお、ては、切削に関与する刃先稜線にお!、てアルミナ層は全く除去されていなかった (すなわち下層 121が露出することはな力つた）のに対して、処理方 ¾[6、 J7、 K2、 Κ3では、切削に関与する刃先稜線においてそれぞれ 32%、 69%、 100%、 22%の割合で下層 121が表面に露出していた。

[0196] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 131〜176について、下記条件で連続旋削切削試験と断続旋削切削試験とを行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と破損率とを測定した。また、下記条件により、刃先への被削材の溶着状態、被削材加工面の状態および刃先稜線の使用状態の識別性も確認した。これらの結果を以下の表 13および表 14に示す。逃げ面摩耗量が小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示し、破損率が小さい数値のもの程、靭性に優れていることを示している。

[0197] (連続旋削切削試験の条件）

被削材： FCD450ブロック

切削速度： 220mZmin

送り： 0. 20mm/rev. 切込み： 2. Omm

切削油：水溶性油

切削距離: 0. 5m

この条件で、切削開始 0. 5m後の刃先への被削材の溶着状態および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。

[0198] (断続旋削切削試験の条件）

被削材： S50Cブロック材 (スリット有）

切削速度： l lOmZmin

送り： 0. 40mmZrev.

切込み： 2. Omm

切削油：無し

切削距離: lm

20切れ刃を lm切削した場合の欠損数力破損率を算出した。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。

[0199] [表 13]

刃先交換コ一亍処理残留逃げ面破損率刃先への被削材刃先稜線の型切削チイング方法応力摩耗量 (%) 被削材の加工面使用状態ップ No. N o . (GPa) (mm) き着状態の状態の識別

1 31 1 8 A 0.23 0.215 100 多い白濁容易

1 32 1 8 B 0.23 0.211 100 多い白濁容易

1 33 1 8 C 0.01 0.198 85 注 1 注 2 困難

1 34 1 8 J 1 -0.34 0.176 50 無し注 3 容易

* 1 35 1 8 K 1 -1.23 0.175 35 無し注 3 容易

1 36 1 8 G 0 01 0.174 80 無し注 3 困難

1 37 1 9 A 0.20 0.225 100 多い白濁容易

1 38 1 9 B 0.20 0.223 100 多い白通容易

1 39 1 9 C 0.03 0.192 85 注 1 注 2 困難

1 40 1 9 J 1 -0.52 0.184 55 無し注 3 容易

* 141 1 9 1 -1.15 0, 180 45 無し注 3 容易

1 42 1 9 G 0.03 0.182 80 無し注 3 困難

1 3 20 A 0.18 0.205 100 多い白濁容易

1 44 20 0.18 0.202 100 多い白濁容易

1 5 20 C 0.04 0.198 80 注 1 注 2 困難

* 1 46 20 J 1 -0.44 0.163 50 無し注 3 容易

1 47 20 J 2 0.03 0.168 75 無し注 3 容易

1 48 20 J 3 -0.02 0.164 55 無し注 3 容易

* 1 49 20 J 4 -1.25 0.162 45 無し注 3 容易

* 1 50 20 J 5 -3,25 0.158 25 無し注 3 容易

* 1 51 20 J 6 -1.22 0.141 35 無し注 3 容易

* 1 52 20 J 7 -1.22 0, 138 35 無し注 3 容易

(注 1 ) すくい面に少し溶着。

(注 2) ほぼ鏟面に近い。

(注 3) 鏡面に近く、最も光沢が良い。 14]

刃先交換コ一亍処理残留逃げ面破損率刃先への被削材刃先稜線の型切削チイング方法応力麽耗量 (¾) 被削材の加工面使用状態ツプ No. N o. (GPa) (mm) 溶着状態の伏態の繊別

1 53 20 1 -0.75 0.160 60 無し注 3 容易

* 1 54 20 K 2 -2.14 0.134 20 無し注 3 容易

1 55 20 K 3 -0.31 0.148 50 無し注 3 容易

1 56 20 G 0.04 0.169 75 無し注 3 困難

1 5フ 21 A 0.24 0.176 100 多い白濁容易

1 5 S 21 B 0.24 0.175 100 多い白通容易

1 59 21 C 0.05 0.169 90 注 1 注 2 困難

1 60 2 1 J 1 -0.41 0.151 55 無し注 3 容易

1 61 2 1 J 2 0.04 0.150 70 無し注 3 容易

1 62 2 1 J 3 -0.02 0.152 60 無し注 3 容易

1 63 2 1 J 4 -1.27 0.150 55 無し注 3 容易

1 64 2 1 J 5 -3.24 0.146 30 無し注 3 容易

* 1 65 2 1 J 6 -1.25 0.129 35 無し注 3 容易

1 66 2 1 J 7 -1.25 0.121 30 無し注 3 容昜

1 6フ 2 1 K 1 -0.77 0.153 65 無し注 3 容易

1 68 2 1 K 2 -2.11 0.112 10 無し注 3 容易

* 1 6 g 2 1 K 3 -0.32 0.127 60 無し注 3 容易

1 70 21 G 0.05 0.153 85 無し注 3 困難

1 71 22 A 0.18 0.191 100 多い白濁容易

1 72 22 B 0.18 0.188 100 多い白濁容易

1 73 22 C 0.07 0.184 85 注 1 注 2 困難

1 74 22 J 1 -0.52 0.157 50 無し注 3 容易

1 75 22 K 1 -1.19 0.154 45 無し注 3

1 76 22 G 0.07 0.159 85 無し注 3 困難

(注 1 ) すくい面に少し溶着。

(注 2) ほほ錶面に近い。

(注 3 ) 鏡面に近く、最も光沢が良い。

[0201] 表 13および表 14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。

[0202] 表 13および表 14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 (切れ刃）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った。なお、上記領域 A1の面粗度 Raを Α/ζπι、上記領域 Α2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すベて 0. 8 >AZBであった（測定方法は後述の No. 134についてのものと同様とした

) o

[0203] 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および Bを施したものは刃先稜線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、逃げ面摩耗量および破損率も劣っており、また、処理方法 G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。また、処理方法 Cを施した刃先交換型切削チップは、相当程度被削材の溶着量は低減されていた力すくい面において若干の溶着があった。

[0204] 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。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の特定領域 (すなわち領域 A1を除く領域 A2)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ことは明らかである。また、切削に関与する刃先稜線において、基層の最外層であるアルミナ層以外の層が表面に露出することにより、被削材の溶着がさらに防止され、さらに優れた耐摩耗性が示されることも明らかである。なお、本実施例は、チップブレーカが形成されている刃先交換型切削チップの場合について示したが、チップブレーカが形成されて、な、刃先交換型切削チップに対しても有効である。

[0205] 一方、上記で製造した刃先交換型切削チップ No. 134と同様の製造方法において、上記領域 A1に対してブラストの程度を変えてブラスト法による処理を実施し、上記領域 A1の面粗度 Raと上記領域 A2の面粗度 Raとを表 15のものとする本発明の刃先交換型切削チップ No. 134— 2、 No. 134— 3および No. 134— 4を製造した。なお、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。測定箇所は、上記領域 A1については刃先稜線からの距離が領域 A1の幅の 1Z2となる地点（すなわち領域 A1の中央部）とし、上記領域 A2につ、ては領域 A1と領域 A2の境界線力領域 A2側に上記領域 A1の 1Z2の幅に等しくなる距離だけ入った地点であって該境界線に平行となる地点を測定箇所とし、測定距離は 100 μ mとした。

[0206] そして、これらの刃先交換型切削チップ No. 134、 No. 134— 2、 No. 134— 3および No. 134— 4について以下の条件による旋削切削試験を行ない、被削材の面粗度 Rzを上記実施例 1と同様にして測定した。その結果を表 15に示す。

[0207] (旋削切削試験の条件）

被削材: S15Cブロック

切削速度： lOOmZmin

送り： 0. 20mm/rev.

切込み： 1. Omm

切削油：無し

切削距離: 0. 5m

切削開始 0. 5m後の被削材の面粗度 Rzを測定した。

[0208] [表 15]

[0209] 表 15より明らかなように、上記領域 A1の面粗度 Raを A/z m、上記領域 A2の面粗度 Raを B /z mとした場合、 A/Bの値が小さくなる程被削材の面粗度 Rzはより良好なものとなった。

[0210] これらの結果より、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、上記領域 A1の面粗度 R aを A/z m 上記領域 A2の面粗度 Raを B mとした場合、 1. 0>AZBとすることが有効であり、この AZB値をさらに小さくして、 0. 8>AZB、さらに 0. 6>AZBとすることがより有効となる。

[0211] 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。

[0212] 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。

[0213] 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、その少なくとも 1つの面がすくい面（2)となり、別の少なくとも 1つの面が逃げ面（3)となるとともに、そのすく、面（2)は刃先稜線 (4)を挟んで逃げ面（

3)と繋がり、

前記基層 (12)は、前記使用状態表示層（13)と異なった色を呈し、

前記使用状態表示層（13)は、前記すくい面（2)上であって、かつ前記刃先稜線（

4)から 0. 2mm以上 4. Omm未満の距離をもって広がった領域 A1を除く領域 A2の全面または部分の前記基層（12)上に形成されていることを特徴とする刃先交換型切削チップ（1)。

[2] 前記使用状態表示層（13)は、前記すくい面（2)上であって、さらに前記領域 A1の部分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)。

[3] 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)。

[4] 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 3記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[5] 前記領域 A1の面粗度 Raを A μ m、前記領域 A2の面粗度 Raを Β μ mとした場合、

1. 0>AZBとな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、複数の刃先稜線 (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)。

[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] 前記基層 (12)は、切削に関与する刃先稜線 (4)の一部または全部において、前記最外層である Al O層または Al Oを含む層以外の層が表面に露出していることを

2 3 2 3

特徴とする請求項 8記載の刃先交換型切削チップ（ 1)。

[10] 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)。

[11] 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)。

[12] 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)。

[13] 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)の製造方法であつて、

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)のすくい面（2)上であって、かつ刃先稜線 (4)から 0. 2mm以上 4. 0 mm未満の距離をもって広がった領域 A1を少なくとも含む領域と逃げ面（3)とに対して、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。