刃先交換型切削チップおよびその製造方法
【課題】本発明の目的は、被削材の外観や表面平滑性を害することなく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を提供することにある。
【解決手段】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）と逃げ面（３）とが交差する稜が刃先稜線（４）となり、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、上記逃げ面（３）上であって、かつ上記刃先稜線（４）に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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刃先交換型切削チップ（１）に係る。
【解決手段】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）と逃げ面（３）とが交差する稜が刃先稜線（４）となり、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、上記逃げ面（３）上であって、かつ上記刃先稜線（４）に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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刃先交換型切削チップ（１）に係る。
【発明の詳細な説明】
【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、切削加工時において被削材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と逃げ面３とが交差する稜に相当する部分が刃先稜線４と呼ばれ、被削材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、前述の操作は刃先稜線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。
【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い材料からなる使用状態表示層を形成した構成を有している。
【０００６】
しかしながら、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、刃先稜線が使用済か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があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４４１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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く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と対面し、その逃げ面３上の特定部位において被削材５の溶着が顕著に生じるとの知見を得、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、そのすくい面と逃げ面とが交差する稜が刃先稜線となり、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、上記逃げ面上であって、かつ上記刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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刃先交換型切削チップに係る。
【００１１】
ここで、上記領域（Ａ１）および上記すくい面は、上記基層が表面に露出しており、かつその露出している基層を構成する少なくとも一層は、上記領域（Ａ１）または上記すくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部において圧縮残留応力を有していることが好ましく、その圧縮残留応力は、その絶対値が０.１ＧＰａ以上の応力であることがこのましい。
【００１２】
また、上記領域（Ａ１）の面粗度ＲａをＡμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層で構成されることが好ましい。
【００１４】
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、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、Ｓｉ、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か、または元素周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ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層で構成されることが好ましい。
【００１５】
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、または酸化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。
【００１６】
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、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用チップのいずれかとすることができる。
【００１７】
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、上記本体の逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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すくい面とに対して、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、を含むものとすることができる。
【００１８】
このような本発明に係る刃先交換型切削チップは、上述のように単数個または複数個の逃げ面と、単数個または複数個のすくい面とを有し、すくい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逃げ面の特定部位に備えている。
【００１９】
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。逃げ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べ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（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く、それどころか比較的摩滅し易く、たとえば、下地（基層）への付着力が弱くなっているものが好ましい。
【００２０】
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（あたか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。
【００２１】
さらにまたはその代わりに、当該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とすることもできる。たとえば、使用状態表示層は、２００℃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、変色は酸化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逃げ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使用された刃先稜線に隣接している逃げ面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いう利点がある。
【００２２】
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かったり、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。
【００２３】
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く、使用状態表示層が逃げ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、使用状態表示層が刃先稜線およびその近傍に形成されていたため、これが被削材に溶着し、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。
【００２４】
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、すくい面（基層）は黒ずんだ色に形成することが望ましい。たとえば、すくい面（基層）は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）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Ａｌ2Ｏ3層の上にも下にも別の層を設けても良い。
【００２５】
こうして本発明の刃先交換型切削チップを多重に形成することができ、その際Ａｌ2Ｏ3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。
【００２６】
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、Ａｌ2Ｏ3層の代わりに、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。
【００２７】
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Ａｌ2Ｏ3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からすくい面および逃げ面の特定部位から除去するようにするとよい。
【００２８】
特に使用状態表示層として使用する窒化物層は、逃げ面上であって、かつ上記刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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。
【００２９】
ブラシまたはブラスト加工操作は同時に刃先稜線の後処理をも行なうことになって、それによって刃先稜線が平滑化される。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。
【発明の効果】
【００３０】
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く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】
【００３１】
【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。
【図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７】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８】刃先交換型切削チップの鋭角コーナー部の１つを示す概略平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線の概略断面図である。
【図１０】刃先交換型切削チップのコーナー部の１つを示す概略平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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が、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。
【００３３】
＜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が、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。
【００３４】
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、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなど）、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、または酸化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β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く、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。
【００３５】
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く、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、そのすくい面と逃げ面とが交差する稜が刃先稜線となる。
【００３６】
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。
【００３７】
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として特に有用である。
【００３８】
＜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と逃げ面３とが交差する稜が刃先稜線４となる。本発明の刃先交換型切削チップ１は、このような刃先稜線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、本願でいうすくい面および逃げ面とは、刃先交換型切削チップの表面に位置する面だけではなく、本体の表面や基層、使用状態表示層等の各層の表面や内部等に位置する相当の面をも含む概念である。
【００３９】
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が、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や波打ち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／またはコーナーのアール（Ｒ）付与加工等の刃先処理加工を施すことができるが、このような刃先処理加工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。
【００４０】
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。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が、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。
【００４１】
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／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。
【００４２】
＜基層＞
上記の本体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、少なくとも上記すくい面２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。
【００４３】
より具体的には、このような基層１２は、後述の使用状態表示層１３との関係で領域（Ａ１）およびすくい面２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が形成されていない部位においては基層１２が表面となるものである。
【００４４】
そして、このような基層１２は、その露出している領域において基層１２を構成する少なくとも一層が、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部において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、すくい面の切削に関与する領域とは、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）刃先稜線からすくい面側に３ｍｍの幅を有して広がった領域を意味するものとする。
【００４５】
また、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部と規定したのは、そのような領域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、そのような領域の一部において圧縮残留応力が付与されていないという態様をも含む趣旨である。
【００４６】
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、「−」（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、上記数値の絶対値が小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。
【００４７】
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０．１ＧＰａ以上の応力であることが好ましく、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０．１ＧＰａ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を越えると被覆層自体が剥離することがあり好ましくない。
【００４８】
また、そのような圧縮残留応力は、その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いれば良いが、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えられるからである。
【００４９】
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ｓｉｎ2ψ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いに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ｓｉｎ2ψ法により測定し、その平均値を求めることにより測定することができる。
【００５０】
このようなＸ線を用いたｓｉｎ2ψ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。
【００５１】
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１μｍといった局所的な測定ができるというメリットを有している。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」（サイぺック、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、基層は抗折力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。
【００５４】
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 ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 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℃で成膜を行なうのに対して、ＭＴ−ＣＶＤ法は約８５０〜９５０℃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、ニトリル系のガス、特にアセトニトリル（ＣＨ3ＣＮ）を用いると量産性に優れて好ましい。なお、上記のようなＭＴ−ＣＶＤ法により形成される層と、ＨＴ−ＣＶＤ（ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 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。
【００５５】
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く、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（上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域）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い。
【００５６】
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。
【００５７】
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が、基層１２上に後述の使用状態表示層１３を形成し、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方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。
【００５８】
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、錆、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。
【００５９】
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、アルミナブラスト、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。
【００６０】
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、ウェットブラストとは、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。
【００６１】
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（砥粒）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はＪＩＳ Ｚ０３１１：１９９６に規定されており、ブラスト処理用非金属系研磨材はＪＩＳ 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。
【００６２】
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、ショットピーニング法、バレル法、イオン注入法等を採用することもできる。
【００６３】
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（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等）、Ｖａ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、Ａｌ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り形成することができ、優れた性能が示される。
【００６４】
たとえば、基層１２は、そのような化合物としてＡｌ２Ｏ3層であるかこれを含むことができる。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Ａｌ2Ｏ3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。
【００６５】
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Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層で構成されることが特に好ましい。Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、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が、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。
【００６６】
そして、このＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域において表面に露出し、その領域の少なくとも一部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、上記領域（Ａ１）およびすくい面の切削に関与する領域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０．１ＧＰａ以上の応力であることが好ましく、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Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層を構成するＡｌ2Ｏ3は、その結晶構造は特に限定されず、α−Ａｌ2Ｏ3、κ−Ａｌ2Ｏ3、γ−Ａｌ2Ｏ3またはアモルファス状態のＡｌ2Ｏ3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Ａｌ2Ｏ3を含む層とは、その層の一部として少なくともＡｌ2Ｏ3を含んでいること（５０質量％以上含まれていればＡｌ2Ｏ3を含むものとみなす）を意味し、その残部は基層を構成する他の化合物や、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3（アルミナにＺｒやＹが添加されたとみることもできる）等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。
【００６７】
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Ａｌ２Ｏ3以外に（あるいはＡｌ２Ｏ3とともに）使用できるものとして、たとえばＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢＮ、ＺｒＯ2、ＡｌＮ等を挙げることができる。たとえば、基層１２として、本体８の全面にまず厚み数μｍのＴｉＮ層を形成し、その上に厚み数μｍのＴｉＣＮ層を形成し、さらにその上に厚み数μｍのＡｌ２Ｏ3層（またはＡｌ２Ｏ3を含む層）を形成したものを好適な例としてあげることができ、耐摩耗層としての作用を示す。
【００６８】
そしてさらに好適な例としては、Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層の下層として、Ｔｉと、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、Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3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、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、ＡｌＯＮやＡｌＣＮＯ等の化合物を挙げることもできる。
【００６９】
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。加えて、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、これを少なくともすくい面、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きる。
【００７０】
このような基層１２の厚みは、０．０５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。厚みが０．０５μｍ未満では耐摩耗性の向上が見られず、逆に２０μｍ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２０μｍ以上としても何等差し支えなく、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。
【００７１】
＜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、上記逃げ面上であって、かつ上記刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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している。本発明者の研究によれば、刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域（Ａ１）において被削材の溶着が顕著に生じることが判明した。本発明は、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、以っ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。
【００７２】
刃先稜線に対して垂直方向の距離が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３．０ｍｍ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、前記距離の下限は、刃先交換型切削チップの厚みが２ｍｍ〜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２．０ｍｍ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。
【００７３】
たとえば図５に示したようにコーティング１１は、逃げ面３上であって、かつ上記刃先稜線４に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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。
【００７４】
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く、その一部分のみに形成される場合が含まれる。
【００７５】
また、上記０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満という距離は、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正確に同一の数値とすること）は困難だからである。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１ｍｍとする）あたりの面積をその単位長さで除した値とする。
【００７６】
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で観察することにより、単位面積（１００μｍ×１００μｍ）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。
【００７７】
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Ａｌ2Ｏ3（基層中の最上層）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く、下層の基層１３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。
【００７８】
このように使用状態表示層１３は、上記基層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、結果的に逃げ面の一部はすくい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。なぜならすくい面の表面には、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。
【００７９】
そして、このように使用状態表示層１３が逃げ面３上であって、かつ上記刃先稜線４に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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く、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。
【００８０】
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か、または元素周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ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。
【００８１】
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Ｎｉからなる群から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、Ａｌ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、金色等特に鮮やかな色を呈し、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。
【００８２】
このような使用状態表示層は、より具体的には本実施の形態で用いられている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。
【００８３】
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く）、かつ比較的薄い厚みを有する。好ましい厚みは０．０５μｍ以上２μｍ以下であり、さらに好ましくは０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。０．０５μｍ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、２μｍを超えても使用状態表示層としての機能に大差なく、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きる。
【００８４】
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０．１ＧＰａ以上の応力であることが好ましく、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０．１ＧＰａ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。
【００８５】
＜逃げ面およびすくい面の面粗度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加工（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が、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く、たとえば化学的処理や物理的処理によっても得ることができる。
【００８６】
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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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＞Ａ／Ｂである。
【００８７】
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。その測定方法は特に限定されるものではなく、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）であってもよく、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。
【００８８】
＜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、該本体の逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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すくい面とに対して、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。
【００８９】
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、その後該逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面とから取り除かれる。これにより、逃げ面の一部とすくい面との間で、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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。
【００９２】
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。
【００９３】
＜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逃げ面３を有する。特に逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域（Ａ１）を除く領域（Ａ２）の全面または部分はなお元の使用状態表示層１３の色を有し、それによって刃先稜線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）とすくい面２とは基層１２であるＡｌ2Ｏ3からなり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。
【００９４】
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有効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とすくい面２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。
【００９５】
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（逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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、逃げ面３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。
【００９６】
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、酸化現象の結果起こるものであっても良い。
【００９７】
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（逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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場合もある。
【００９８】
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、逃げ面３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は既に使用されたが、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（逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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。
【００９９】
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を有するスローア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。
【０１００】
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逃げ面の特定部位に形成されるが、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側面が逃げ面となり、「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上面または底面が逃げ面となる。
【０１０１】
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。逃げ面の特定部位（刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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かもしれないコーティングを施すことにより、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。
【実施例】
【０１０２】
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。
【０１０３】
＜実施例１＞
８７質量％のＷＣ、２．５質量％のＴａＣ、１．０質量％のＮｂＣ、２．０質量％のＴｉＣ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℃、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、ＩＳＯ型番ＣＮＭＧ１２０４０８の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、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、そのすくい面と逃げ面とが交差する稜（ただし刃先処理加工がされているので仮定的な稜）が刃先稜線となるものであった。なお、この本体の表面には、脱β層は形成されていなかった。
【０１０４】
この本体の全面に対して、下層から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、０．４μｍのＴｉＮ、４．８μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）、１．３μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．４μｍのＴｉＮをコーティングした（総膜厚６．９μｍ）。このコーティング（コーティングＮｏ．１とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と４．８μｍのＴｉＣＮと１．３μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が基層であり、最外層の０．４μｍのＴｉＮが使用状態表示層である。
【０１０５】
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。
【０１０６】
【表１】
【０１０７】
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Ｃｒ層を除き、全て公知の熱ＣＶＤ法により形成した。該Ｃｒ層はスパッタリング法により形成した。
【０１０８】
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い部位には、治具を用いてマスキングを行なった。
【０１０９】
（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かった。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ＴｉＮの色である金色）を呈した。
【０１１０】
（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図６参照。なお、図６では使用状態表示層３がすくい面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）。
【０１１１】
（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図７参照。なお、図７では使用状態表示層３が逃げ面に回り込むことなくその手前で止まっているが、逃げ面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）。
【０１１２】
（処理方法Ｄ）
コーティングに対して、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．５〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．５〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．５〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．５〜０．８ｍｍは平均値を示すものであるが、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かったためである。
【０１１３】
（処理方法Ｅ）
コーティングに対して、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２〜０．５ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．２〜０．５ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２〜０．５ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。なお、上記距離に対して０．２〜０．５ｍｍ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。
【０１１４】
（処理方法Ｆ）
コーティングに対して、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。なお、上記距離に対して０．４〜２．８ｍｍ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。
【０１１５】
（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。
【０１１６】
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．１〜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。
【０１１７】
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２および表３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。
【０１１８】
（旋削切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４１５
切削速度：１１０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１４ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：４０分
【０１１９】
【表２】
【０１２０】
【表３】
【０１２１】
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ＺｒＮが金色であり、ＴｉＣＮはピンク色であり、Ｃｒは銀色である。
【０１２２】
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Ｎｏ．４、５、６、１１、１２、１３、１８、１９、２０、２５、２６、２７、３２、３３、３４、３９、４０および４１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く、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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍ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＞Ａ／Ｂ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）。
【０１２３】
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いたが、すくい面において若干の溶着があった。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いものであった。
【０１２４】
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ない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いる刃先交換型切削チップに対しても有効である。
【０１２５】
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Ｒａはレーザー顕微鏡により測定した。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１／２となる地点（すなわち領域（Ａ１）の中央部）とし、上記領域（Ａ２）については刃先稜線からの距離が逃げ面の幅の１／２となる地点（すなわち領域（Ａ２）の中央部）とし、測定距離は１００μｍとした。
【０１２６】
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。
【０１２７】
【表４】
【０１２８】
表４より明らかなように、上記領域（Ａ１）の面粗度ＲａをＡμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍ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。
【０１２９】
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ＲａをＡμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂとすることが有効であり、このＡ／Ｂ値をさらに小さくして、０．８＞Ａ／Ｂ、さらに０．６＞Ａ／Ｂとすることがより有効となる。
【０１３０】
＜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。
【０１３１】
この本体の全面に対して、下層から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、０．４μｍのＴｉＮ、２．９μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）、１．２μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．５μｍのＴｉＮをコーティングした（総膜厚５．０μｍ）。このコーティング（コーティングＮｏ．７とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と２．９μｍのＴｉＣＮと１．２μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が基層（黒色）であり、最外層の０．５μｍのＴｉＮが使用状態表示層（金色）である。
【０１３２】
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。
【０１３３】
【表５】
【０１３４】
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。またコーティング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。
【０１３５】
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、６０、６１、６２、６７、６８、６９、７４、７５、７６、８１、８２および８３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。
【０１３６】
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６および表７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。なお、このフライス切削試験は、カッターとしてＤＰＧ４１６０Ｒ（住友電工ハードメタル（株）製）を用い、このカッターに刃先交換型切削チップを１枚だけ取り付けて行なった。このため、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であった。
【０１３７】
（フライス切削試験の条件）
被削材：ＦＣ２５０
切削速度：１６０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２８ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．０ｍｍ
切削油：無し
切削距離：１２ｍ
【０１３８】
【表６】
【０１３９】
【表７】
【０１４０】
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。
【０１４１】
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Ｎｏ．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く、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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍ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＞Ａ／Ｂであった（測定方法は実施例１と同様とした）。
【０１４２】
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いたが、すくい面において若干の溶着があった。刃先交換型切削チップ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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
＜実施例３＞
８９．５質量％のＷＣ、２．０質量％のＴｉＣ、１．５質量％のＴａＣおよび７．０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℃、１時間焼結し、その後平坦研磨処理および刃先稜線に対して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−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β層が１３μｍ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、そのすくい面と逃げ面とは刃先稜線（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な稜となっている）を挟んで繋がるものであった。刃先稜線は、計８つ存在した。
【０１４５】
この本体の全面に対して、下層から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、０．３μｍのＴｉＮ、４．０μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、２．４μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．３μｍのＴｉＮをコーティングした。このコーティング（コーティングＮｏ．１３とする）において、０．３μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と４．０μｍのＴｉＣＮと２．４μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）が基層であり、最外層の０．３μｍのＴｉＮが使用状態表示層である。
【０１４６】
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。
【０１４７】
【表８】
【０１４８】
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（ＭＴ−ＣＶＤの表示のあるものはＭＴ−ＣＶＤ法（成膜温度９００℃）により形成し、ＨＴ−ＣＶＤの表示のあるものはＨＴ−ＣＶＤ法（成膜温度１０００℃）により形成した）。
【０１４９】
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（研磨材粒子：アルミナサンド１２０番（平均粒径１００μｍ）、圧力：０．３ＭＰａ）を用いて次の６種類の処理方法Ｈ〜Ｍ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。
【０１５０】
（処理方法Ｈ）
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かった。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．１３の場合はＴｉＮの色である金色）を呈した。
【０１５１】
（処理方法Ｉ）
コーティングに対して、刃先稜線を含む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．１３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．１３の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図６参照。なお、図６では使用状態表示層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）。
【０１５２】
（処理方法Ｊ）
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．１３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．１３の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図７参照。なお、図７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）。
【０１５３】
（処理方法Ｋ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．４〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．４〜０．９ｍｍは平均値を示すものであるが、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かったためである。因みに、図８は本実施例の刃先交換型切削チップの鋭角コーナー部の１つを示す概略平面図であるが、この図８の矢印ｘで示した部位の紙面の裏側鉛直方向に延びる部位（すなわち鋭角コーナー部を２等分した逃げ面側の中央部位、以下Ｒ／２部位という）における上記領域（Ａ１）の距離は０．６ｍｍであった。なお、このようなＲ／２部位はコーナー毎に複数存在するが、その全てのＲ／２部位において上記領域（Ａ１）の距離が各々完全に同一となるものではなく、上記の数値はそのうちの一つのＲ／２部位の数値を示すものである（以下の処理方法Ｌ、Ｑ、Ｒにおいて同様の意味を示す）。
【０１５４】
（処理方法Ｌ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．０ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．３〜１．０ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．０ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．３〜１．０ｍｍは平均値を示すものであるが、この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、上記処理方法Ｋと同じ理由による。因みに、Ｒ／２部位における上記領域（Ａ１）の距離は０．５ｍｍであった。
【０１５５】
（処理方法Ｍ）
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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。
【０１５６】
このようにして、以下の表９〜表１０に記載した３０種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１０１〜Ｎｏ．１３０を製造した。Ｎｏ．１０４、１０５、１１０、１１１、１１６、１１７、１２２、１２３、１２８および１２９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。
【０１５７】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１０１〜１３０について、下記条件で連続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。また、１分切削後（実施例１および２においては切削試験終了後の状態を観察乃至測定したが本実施例では切削開始１分後の状態を観察した）の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をそれぞれ観察した。その結果を以下の表９〜表１０に示す。なお、被削材の面粗度（Ｒｚ；ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）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。また、刃先への被削材の溶着量が多い程、被削材の面粗度が悪化することを示し、被削材加工面の状態は鏡面に近い程、良好であることを示している。
【０１５８】
（連続旋削切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４３５丸棒
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２１ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：２．０ｍｍ
切削油：有り（水溶性油）
切削時間：２０分
【０１５９】
【表９】
【０１６０】
【表１０】
【０１６１】
表９〜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が金色であり、ＴｉＣＮはピンク色である。また、残留応力は、図８のスポットＢ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域はコーナーに近接する領域であって、図８のＩＸ−ＩＸ断面である図９に示されているようにチップブレーカを構成する傾斜角１６°の傾斜平坦面の一部である）に対して図９の矢印で示した垂直方向（傾斜平坦面に対する）から測定したものである（具体的測定方法は、上述のＸ線応力測定装置を用いたｓｉｎ2ψ法を採用した）。なお、この測定領域は、すくい面の切削に関与する領域であり、実施例のもの（処理方法ＫおよびＬ）はいずれもその領域において基層が表面に露出しており、その基層の最上層の残留応力を測定したものである。これに対し、各比較例のものはそれぞれ該当する最外層の残留応力を測定したものである。また、この測定領域は各コーナー毎に同等領域が存在するが、そのうちの任意の一のものを選択して測定した。
【０１６２】
表９〜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、刃先稜線の使用状態の識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く、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。
【０１６３】
これに対して、刃先交換型切削チップＮｏ．１０１、１０２、１０７、１０８、１１３、１１４、１１９、１２０、１２５および１２６は、刃先稜線の使用状態の識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．１０３、１０９、１１５、１２１および１２７は、上記刃先交換型切削チップＮｏ．１０１、１０２、１０７、１０８、１１３、１１４、１１９、１２０、１２５および１２６と比較すれば相当程度被削材の溶着量は低減されていたが、すくい面において若干の溶着があった。刃先交換型切削チップＮｏ．１０６、１１２、１１８、１２４および１３０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。
【０１６４】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．１０４と同様の製造方法において、上記領域（Ａ１）およびすくい面に対してブラストの処理条件（処理時間およびワーク（刃先交換型切削チップ）とノズルとの距離）を変えることにより異なったブラスト法による処理を実施したり、あるいはブラスト法に代えてブラシ法（＃８００のＳｉＣブラシ使用）による処理を実施することにより、Ｎｏ．１０４−２〜Ｎｏ．１０４−７の刃先交換型切削チップを得た。すなわち、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１０４およびＮｏ．１０４−２〜Ｎｏ．１０４−７は、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を有している。なお、この残留応力は、すくい面においては上記図８のスポットＢと同領域を同様にして測定した。また、領域（Ａ１）の残留応力については、処理幅（刃先稜線からの距離）が０．５ｍｍ以上となる地点を１０箇所選択して、直径０.５ｍｍのスポットサイズでその最外層（すなわち基層の最上層であるα−Ａｌ2Ｏ3層）に対して測定してその平均値を求めることにより算出した。
【０１６５】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．１２３についても、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を付与した、以下の表１１に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．１２３−２〜Ｎｏ．１２３−７）を得た。
【０１６６】
そして、これらの刃先交換型切削チップ（Ｎｏ.１０４とＮｏ．１２３を含む）および比較用として刃先交換型切削チップＮｏ.１０１およびＮｏ.１１９について（これらのＮｏ．１０１、１０４、１１９、１２３についても上記のＮｏ．１０４−２等と同様にして残留応力を測定した）、上記と同条件による連続旋削切削試験を行ない逃げ面摩耗量を測定するとともに、以下の条件による断続旋削切削試験を行ない刃先の欠損率を測定した（この欠損率は、２０切れ刃について試験を実施し、刃先欠損が生じているコーナー数を２０切れ刃に対する百分率で示したものである）。それらの結果を以下の表１１に示す。この欠損率が低いもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１６７】
（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：１２０ｍ／ｍｉｎ
切込み：２．０ｍｍ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：無し
切削時間：１分
【０１６８】
【表１１】
【０１６９】
表１１より明らかなように、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域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が圧縮残留応力を有すると優れた靭性が示されることが分かる。しかも、この圧縮残留応力が大きくなる程より優れた靭性が示されるとともに、上記領域（Ａ１）およびすくい面の切削に関与する領域の両方において圧縮残留応力が付与される場合にもより優れた靭性が示されることが分かる。
【０１７０】
なお、表１１中「＊」の印を付したものが実施例であるが、各実施例のものは刃先に被削材が溶着することもなく、また被削材表面も良好な光沢を示すものであったのに対して、各比較例は刃先への被削材の溶着が顕著であり、被削材加工面も全く光沢を有しなかった。因みに、各比較例の残留応力は、当該測定領域に存在する最外層である使用状態表示層の残留応力を示している。
【０１７１】
また、刃先交換型切削チップＮｏ．１０４−２、１０４−６、１２３−２、１２３−６は、逃げ面摩耗量の低減、被削材の溶着防止あるいは被削材加工面の光沢向上には効果を有したが、靭性を大幅に改善することはできなかった。すなわち、刃先交換型切削チップの刃先靭性の向上は、被削材の溶着を防止することによってもある程度の効果を得ることは可能であるが、上記のような刃先の特定部位に圧縮残留応力を付与することにより刃先の靭性を飛躍的に向上できることが明らかとなった。
【０１７２】
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いない刃先交換型切削チップに対しても有効である。
【０１７３】
＜実施例４＞
９１．５質量％のＷＣ、０．３質量％のＴａＣ、０．２質量％のＣｒ3Ｃ2および８．０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℃、１時間焼結し、その後刃先稜線部に対してＳｉＣブラシホーニング処理により刃先処理（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）をすることにより、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β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、そのすくい面と逃げ面とは刃先稜線（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な稜となっている）を挟んで繋がるものであった。刃先稜線は、計４つ存在した。
【０１７４】
この本体の全面に対して、下層から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、０．４μｍのＴｉＮ、３．０μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、２．１μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．３μｍのＴｉＮをコーティングした。このコーティング（コーティングＮｏ．１８とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と３．０μｍのＴｉＣＮと２．１μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）が基層（黒色）であり、最外層の０．３μｍのＴｉＮが使用状態表示層（金色）である。
【０１７５】
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に記載したコーティングＮｏ．１９〜２２をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。
【０１７６】
【表１２】
【０１７７】
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。またコーティングＮｏ．１９〜２２は、コーティングＮｏ．１８と同様、全て公知の熱ＣＶＤ法により形成した。
【０１７８】
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（研磨材粒子：アルミナサンド１２０番（平均粒径１００μｍ）、圧力：０．３ＭＰａ）を用いて次の６種類の処理方法Ｎ〜Ｓ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。
【０１７９】
（処理方法Ｎ）
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かった。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．１８の場合はＴｉＮの色である金色）を呈した。
【０１８０】
（処理方法Ｏ）
コーティングに対して、刃先稜線を含む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．１８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．１８の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図６参照。なお、図６では使用状態表示層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）。
【０１８１】
（処理方法Ｐ）
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．１８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．１８の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図７参照。なお、図７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）。
【０１８２】
（処理方法Ｑ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．４〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．４〜０．８ｍｍは平均値を示すものであるが、この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、上記処理方法Ｋと同じ理由による。因みに、Ｒ／２部位における上記領域（Ａ１）の距離は０．５ｍｍであった。
【０１８３】
（処理方法Ｒ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．２ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．３〜１．２ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．２ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．３〜１．２ｍｍは平均値を示すものであるが、この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、上記処理方法Ｋと同じ理由による。因みに、Ｒ／２部位における上記領域（Ａ１）の距離は０．６ｍｍであった。
【０１８４】
（処理方法Ｓ）
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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。
【０１８５】
このようにして、以下の表１３および表１４に記載した３０種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１３１〜Ｎｏ．１６０を製造した。Ｎｏ．１３４、１３５、１４０、１４１、１４６、１４７、１５２、１５３、１５８および１５９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。
【０１８６】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１３１〜１６０について、下記条件でフライス切削試験を行ない、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。また、０．１ｍ切削後の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をそれぞれ観察した。その結果を以下の表１３および表１４に示す。被削材の面粗度（Ｒｚ；ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）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。また、刃先への被削材の溶着量が多い程、被削材の面粗度が悪化することを示し、被削材加工面の状態は鏡面に近い程良好であることを示している。
【０１８７】
（フライス切削試験の条件）
被削材：ＳＫＤ１１ブロック材
切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１６ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削長：１ｍ
カッター：ＷＧＣ４１６０Ｒ（住友電工ハードメタル（株）製）
上記カッターへの刃先交換型切削チップの取り付け数は１枚とした
【０１８８】
【表１３】
【０１８９】
【表１４】
【０１９０】
表１３〜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。また、残留応力は、図１０のスポットＣ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域はコーナーに近接する領域であって、図１０のＸＩ−ＸＩ断面である図１１に示されているようにチップブレーカを構成する傾斜角２０°の傾斜平坦面の一部である）に対して図１１の矢印で示した垂直方向（傾斜平坦面に対する）から測定したものである（具体的測定方法は、上述のＸ線応力測定装置を用いたｓｉｎ2ψ法を採用した）。なお、この測定領域は、すくい面の切削に関与する領域であり、実施例のもの（処理方法ＱおよびＲ）はいずれもその領域において基層が表面に露出しており、その基層の最上層の残留応力を測定したものである。これに対し、各比較例のものはそれぞれ該当する最外層の残留応力を測定したものである。また、この測定領域は各コーナー毎に同等領域が存在するが、そのうちの任意の一のものを選択して測定した。
【０１９１】
表１３〜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、刃先稜線の使用状態の識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く、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。
【０１９２】
これに対して、刃先交換型切削チップＮｏ．１３１、１３２、１３７、１３８、１４３、１４４、１４９、１５０、１５５および１５６は、刃先稜線の使用状態の識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．１３３、１３９、１４５、１５１および１５７は、上記刃先交換型切削チップＮｏ．１３１、１３２、１３７、１３８、１４３、１４４、１４９、１５０、１５５および１５６と比較すれば相当程度被削材の溶着量は低減されていたが、すくい面において若干の溶着があった。刃先交換型切削チップＮｏ．１３６、１４２、１４８、１５４および１６０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。
【０１９３】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．１５２と同様の製造方法において、上記領域（Ａ１）およびすくい面に対してブラストの処理条件（処理時間およびワーク（刃先交換型切削チップ）とノズルとの距離）を変えることにより異なったブラスト法による処理を実施したり、あるいはブラスト法に代えてブラシ法（＃８００のＳｉＣブラシ使用）による処理を実施することにより、Ｎｏ．１５２−２〜Ｎｏ．１５２−７の刃先交換型切削チップを得た。すなわち、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１５２およびＮｏ．１５２−２〜Ｎｏ．１５２−７は、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を有している。なお、この残留応力は、すくい面においては上記図１０のスポットＣと同領域を同様にして測定した。また、領域（Ａ１）の残留応力については、処理幅（刃先稜線からの距離）が０．５ｍｍ以上となる地点を１０箇所選択して、直径０.５ｍｍのスポットサイズでその最外層（すなわち基層の最上層であるκ−Ａｌ2Ｏ3層）に対して測定してその平均値を求めることにより算出した。
【０１９４】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．１５９についても、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を付与した、以下の表１５に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．１５９−２〜Ｎｏ．１５９−７）を得た。
【０１９５】
そして、これらの刃先交換型切削チップ（Ｎｏ.１５２とＮｏ．１５９を含む）および比較用として刃先交換型切削チップＮｏ.１４９およびＮｏ.１５５について（これらのＮｏ．１４９、１５２、１５５、１５９についても上記のＮｏ．１５２−２等と同様にして残留応力を測定した）、上記と同条件によるフライス切削試験（耐摩耗性に関するもの）を行ない逃げ面摩耗量を測定するとともに、以下の条件によるフライス切削試験（靭性に関するもの）を行ない刃先の欠損率を測定した（この欠損率は、２０切れ刃について試験を実施し、刃先欠損が生じているコーナー数を２０切れ刃に対する百分率で示したものである）。それらの結果を以下の表１５に示す。この欠損率が低いもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１９６】
（フライス切削試験の条件）・・・靭性に関するもの
被削材：ＳＣＭ４３５（ブロック材３枚重ね）
切削速度：１７０ｍ／ｍｉｎ
切込み：２．０ｍｍ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：無し
切削距離：０．５ｍ
カッター：ＷＧＣ４１６０Ｒ（住友電工ハードメタル（株）製）
上記カッターへの刃先交換型切削チップの取り付け数は１枚とした
【０１９７】
【表１５】
【０１９８】
表１５より明らかなように、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域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が圧縮残留応力を有すると優れた靭性が示されることが分かる。しかも、この圧縮残留応力が大きくなる程より優れた靭性が示されるとともに、上記領域（Ａ１）およびすくい面の切削に関与する領域の両方において圧縮残留応力が付与される場合にもより優れた靭性が示されることが分かる。
【０１９９】
なお、表１５中「＊」の印を付したものが実施例であるが、各実施例のものは刃先に被削材が溶着することもなく、また被削材表面も良好な光沢を示すものであったのに対して、各比較例は刃先への被削材の溶着が顕著であり、被削材加工面も全く光沢を有しなかった。因みに、各比較例の残留応力は、当該測定領域に存在する最外層である使用状態表示層の残留応力を示している。
【０２００】
また、刃先交換型切削チップＮｏ．１５２−２、１５２−６、１５９−２、１５９−６は、逃げ面摩耗量の低減、被削材の溶着防止あるいは被削材加工面の光沢向上には効果を有したが、靭性を大幅に改善することはできなかった。すなわち、刃先交換型切削チップの刃先靭性の向上は、被削材の溶着を防止することによってもある程度の効果を得ることは可能であるが、上記のような刃先の特定部位に圧縮残留応力を付与することにより刃先の靭性を飛躍的に向上できることが明らかとなった。
【０２０１】
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いない刃先交換型切削チップに対しても有効である。
【０２０２】
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が、ドリル加工用刃先交換型切削チップ、エンドミル加工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いても勿論適用可能であり、本発明の効果は示される。
【０２０３】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【０２０４】
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。
【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、切削加工時において被削材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と逃げ面３とが交差する稜に相当する部分が刃先稜線４と呼ばれ、被削材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、前述の操作は刃先稜線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。
【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い材料からなる使用状態表示層を形成した構成を有している。
【０００６】
しかしながら、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、刃先稜線が使用済か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があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４４１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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く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と対面し、その逃げ面３上の特定部位において被削材５の溶着が顕著に生じるとの知見を得、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、そのすくい面と逃げ面とが交差する稜が刃先稜線となり、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、上記逃げ面上であって、かつ上記刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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刃先交換型切削チップに係る。
【００１１】
ここで、上記領域（Ａ１）および上記すくい面は、上記基層が表面に露出しており、かつその露出している基層を構成する少なくとも一層は、上記領域（Ａ１）または上記すくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部において圧縮残留応力を有していることが好ましく、その圧縮残留応力は、その絶対値が０.１ＧＰａ以上の応力であることがこのましい。
【００１２】
また、上記領域（Ａ１）の面粗度ＲａをＡμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層で構成されることが好ましい。
【００１４】
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、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、Ｓｉ、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か、または元素周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ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層で構成されることが好ましい。
【００１５】
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、または酸化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。
【００１６】
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、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用チップのいずれかとすることができる。
【００１７】
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、上記本体の逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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すくい面とに対して、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、を含むものとすることができる。
【００１８】
このような本発明に係る刃先交換型切削チップは、上述のように単数個または複数個の逃げ面と、単数個または複数個のすくい面とを有し、すくい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逃げ面の特定部位に備えている。
【００１９】
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。逃げ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べ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（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く、それどころか比較的摩滅し易く、たとえば、下地（基層）への付着力が弱くなっているものが好ましい。
【００２０】
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（あたか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。
【００２１】
さらにまたはその代わりに、当該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とすることもできる。たとえば、使用状態表示層は、２００℃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、変色は酸化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逃げ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使用された刃先稜線に隣接している逃げ面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いう利点がある。
【００２２】
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かったり、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。
【００２３】
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く、使用状態表示層が逃げ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、使用状態表示層が刃先稜線およびその近傍に形成されていたため、これが被削材に溶着し、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。
【００２４】
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、すくい面（基層）は黒ずんだ色に形成することが望ましい。たとえば、すくい面（基層）は酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）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Ａｌ2Ｏ3層の上にも下にも別の層を設けても良い。
【００２５】
こうして本発明の刃先交換型切削チップを多重に形成することができ、その際Ａｌ2Ｏ3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。
【００２６】
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、Ａｌ2Ｏ3層の代わりに、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。
【００２７】
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Ａｌ2Ｏ3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からすくい面および逃げ面の特定部位から除去するようにするとよい。
【００２８】
特に使用状態表示層として使用する窒化物層は、逃げ面上であって、かつ上記刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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。
【００２９】
ブラシまたはブラスト加工操作は同時に刃先稜線の後処理をも行なうことになって、それによって刃先稜線が平滑化される。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。
【発明の効果】
【００３０】
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く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】
【００３１】
【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。
【図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７】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８】刃先交換型切削チップの鋭角コーナー部の１つを示す概略平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線の概略断面図である。
【図１０】刃先交換型切削チップのコーナー部の１つを示す概略平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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が、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。
【００３３】
＜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が、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。
【００３４】
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、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなど）、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、または酸化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β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く、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。
【００３５】
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く、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、そのすくい面と逃げ面とが交差する稜が刃先稜線となる。
【００３６】
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。
【００３７】
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として特に有用である。
【００３８】
＜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と逃げ面３とが交差する稜が刃先稜線４となる。本発明の刃先交換型切削チップ１は、このような刃先稜線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、本願でいうすくい面および逃げ面とは、刃先交換型切削チップの表面に位置する面だけではなく、本体の表面や基層、使用状態表示層等の各層の表面や内部等に位置する相当の面をも含む概念である。
【００３９】
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が、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や波打ち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／またはコーナーのアール（Ｒ）付与加工等の刃先処理加工を施すことができるが、このような刃先処理加工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。
【００４０】
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。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が、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。
【００４１】
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／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。
【００４２】
＜基層＞
上記の本体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、少なくとも上記すくい面２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。
【００４３】
より具体的には、このような基層１２は、後述の使用状態表示層１３との関係で領域（Ａ１）およびすくい面２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が形成されていない部位においては基層１２が表面となるものである。
【００４４】
そして、このような基層１２は、その露出している領域において基層１２を構成する少なくとも一層が、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部において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、すくい面の切削に関与する領域とは、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）刃先稜線からすくい面側に３ｍｍの幅を有して広がった領域を意味するものとする。
【００４５】
また、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部と規定したのは、そのような領域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、そのような領域の一部において圧縮残留応力が付与されていないという態様をも含む趣旨である。
【００４６】
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、「−」（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、上記数値の絶対値が小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。
【００４７】
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０．１ＧＰａ以上の応力であることが好ましく、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０．１ＧＰａ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を越えると被覆層自体が剥離することがあり好ましくない。
【００４８】
また、そのような圧縮残留応力は、その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いれば良いが、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えられるからである。
【００４９】
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ｓｉｎ2ψ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いに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ｓｉｎ2ψ法により測定し、その平均値を求めることにより測定することができる。
【００５０】
このようなＸ線を用いたｓｉｎ2ψ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。
【００５１】
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１μｍといった局所的な測定ができるというメリットを有している。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」（サイぺック、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、基層は抗折力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。
【００５４】
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 ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 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℃で成膜を行なうのに対して、ＭＴ−ＣＶＤ法は約８５０〜９５０℃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、ニトリル系のガス、特にアセトニトリル（ＣＨ3ＣＮ）を用いると量産性に優れて好ましい。なお、上記のようなＭＴ−ＣＶＤ法により形成される層と、ＨＴ−ＣＶＤ（ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 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。
【００５５】
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く、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（上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域）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い。
【００５６】
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。
【００５７】
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が、基層１２上に後述の使用状態表示層１３を形成し、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方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。
【００５８】
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、錆、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。
【００５９】
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、アルミナブラスト、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。
【００６０】
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、ウェットブラストとは、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。
【００６１】
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（砥粒）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はＪＩＳ Ｚ０３１１：１９９６に規定されており、ブラスト処理用非金属系研磨材はＪＩＳ 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。
【００６２】
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、ショットピーニング法、バレル法、イオン注入法等を採用することもできる。
【００６３】
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（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等）、Ｖａ族元素（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、Ａｌ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り形成することができ、優れた性能が示される。
【００６４】
たとえば、基層１２は、そのような化合物としてＡｌ２Ｏ3層であるかこれを含むことができる。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Ａｌ2Ｏ3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。
【００６５】
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Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層で構成されることが特に好ましい。Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、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が、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。
【００６６】
そして、このＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域において表面に露出し、その領域の少なくとも一部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、上記領域（Ａ１）およびすくい面の切削に関与する領域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０．１ＧＰａ以上の応力であることが好ましく、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Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層を構成するＡｌ2Ｏ3は、その結晶構造は特に限定されず、α−Ａｌ2Ｏ3、κ−Ａｌ2Ｏ3、γ−Ａｌ2Ｏ3またはアモルファス状態のＡｌ2Ｏ3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Ａｌ2Ｏ3を含む層とは、その層の一部として少なくともＡｌ2Ｏ3を含んでいること（５０質量％以上含まれていればＡｌ2Ｏ3を含むものとみなす）を意味し、その残部は基層を構成する他の化合物や、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3（アルミナにＺｒやＹが添加されたとみることもできる）等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。
【００６７】
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Ａｌ２Ｏ3以外に（あるいはＡｌ２Ｏ3とともに）使用できるものとして、たとえばＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢＮ、ＺｒＯ2、ＡｌＮ等を挙げることができる。たとえば、基層１２として、本体８の全面にまず厚み数μｍのＴｉＮ層を形成し、その上に厚み数μｍのＴｉＣＮ層を形成し、さらにその上に厚み数μｍのＡｌ２Ｏ3層（またはＡｌ２Ｏ3を含む層）を形成したものを好適な例としてあげることができ、耐摩耗層としての作用を示す。
【００６８】
そしてさらに好適な例としては、Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層の下層として、Ｔｉと、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、Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3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、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、ＡｌＯＮやＡｌＣＮＯ等の化合物を挙げることもできる。
【００６９】
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。加えて、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、これを少なくともすくい面、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きる。
【００７０】
このような基層１２の厚みは、０．０５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。厚みが０．０５μｍ未満では耐摩耗性の向上が見られず、逆に２０μｍ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２０μｍ以上としても何等差し支えなく、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。
【００７１】
＜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、上記逃げ面上であって、かつ上記刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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している。本発明者の研究によれば、刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域（Ａ１）において被削材の溶着が顕著に生じることが判明した。本発明は、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、以っ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。
【００７２】
刃先稜線に対して垂直方向の距離が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３．０ｍｍ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、前記距離の下限は、刃先交換型切削チップの厚みが２ｍｍ〜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２．０ｍｍ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。
【００７３】
たとえば図５に示したようにコーティング１１は、逃げ面３上であって、かつ上記刃先稜線４に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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。
【００７４】
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く、その一部分のみに形成される場合が含まれる。
【００７５】
また、上記０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満という距離は、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正確に同一の数値とすること）は困難だからである。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１ｍｍとする）あたりの面積をその単位長さで除した値とする。
【００７６】
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で観察することにより、単位面積（１００μｍ×１００μｍ）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。
【００７７】
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Ａｌ2Ｏ3（基層中の最上層）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く、下層の基層１３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。
【００７８】
このように使用状態表示層１３は、上記基層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、結果的に逃げ面の一部はすくい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。なぜならすくい面の表面には、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。
【００７９】
そして、このように使用状態表示層１３が逃げ面３上であって、かつ上記刃先稜線４に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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く、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。
【００８０】
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か、または元素周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ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。
【００８１】
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Ｎｉからなる群から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、Ａｌ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、金色等特に鮮やかな色を呈し、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。
【００８２】
このような使用状態表示層は、より具体的には本実施の形態で用いられている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。
【００８３】
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く）、かつ比較的薄い厚みを有する。好ましい厚みは０．０５μｍ以上２μｍ以下であり、さらに好ましくは０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。０．０５μｍ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、２μｍを超えても使用状態表示層としての機能に大差なく、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きる。
【００８４】
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０．１ＧＰａ以上の応力であることが好ましく、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０．１ＧＰａ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。
【００８５】
＜逃げ面およびすくい面の面粗度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加工（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が、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く、たとえば化学的処理や物理的処理によっても得ることができる。
【００８６】
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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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＞Ａ／Ｂである。
【００８７】
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。その測定方法は特に限定されるものではなく、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）であってもよく、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。
【００８８】
＜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、該本体の逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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すくい面とに対して、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。
【００８９】
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、その後該逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面とから取り除かれる。これにより、逃げ面の一部とすくい面との間で、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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。
【００９２】
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。
【００９３】
＜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逃げ面３を有する。特に逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域（Ａ１）を除く領域（Ａ２）の全面または部分はなお元の使用状態表示層１３の色を有し、それによって刃先稜線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）とすくい面２とは基層１２であるＡｌ2Ｏ3からなり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。
【００９４】
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有効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とすくい面２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。
【００９５】
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（逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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、逃げ面３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。
【００９６】
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、酸化現象の結果起こるものであっても良い。
【００９７】
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（逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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場合もある。
【００９８】
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、逃げ面３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は既に使用されたが、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（逃げ面３上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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。
【００９９】
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を有するスローア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。
【０１００】
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逃げ面の特定部位に形成されるが、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側面が逃げ面となり、「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上面または底面が逃げ面となる。
【０１０１】
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。逃げ面の特定部位（刃先稜線に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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かもしれないコーティングを施すことにより、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。
【実施例】
【０１０２】
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。
【０１０３】
＜実施例１＞
８７質量％のＷＣ、２．５質量％のＴａＣ、１．０質量％のＮｂＣ、２．０質量％のＴｉＣ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℃、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、ＩＳＯ型番ＣＮＭＧ１２０４０８の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、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、そのすくい面と逃げ面とが交差する稜（ただし刃先処理加工がされているので仮定的な稜）が刃先稜線となるものであった。なお、この本体の表面には、脱β層は形成されていなかった。
【０１０４】
この本体の全面に対して、下層から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、０．４μｍのＴｉＮ、４．８μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）、１．３μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．４μｍのＴｉＮをコーティングした（総膜厚６．９μｍ）。このコーティング（コーティングＮｏ．１とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と４．８μｍのＴｉＣＮと１．３μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が基層であり、最外層の０．４μｍのＴｉＮが使用状態表示層である。
【０１０５】
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。
【０１０６】
【表１】
【０１０７】
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Ｃｒ層を除き、全て公知の熱ＣＶＤ法により形成した。該Ｃｒ層はスパッタリング法により形成した。
【０１０８】
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い部位には、治具を用いてマスキングを行なった。
【０１０９】
（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かった。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ＴｉＮの色である金色）を呈した。
【０１１０】
（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図６参照。なお、図６では使用状態表示層３がすくい面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）。
【０１１１】
（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図７参照。なお、図７では使用状態表示層３が逃げ面に回り込むことなくその手前で止まっているが、逃げ面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）。
【０１１２】
（処理方法Ｄ）
コーティングに対して、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．５〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．５〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．５〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．５〜０．８ｍｍは平均値を示すものであるが、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かったためである。
【０１１３】
（処理方法Ｅ）
コーティングに対して、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２〜０．５ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．２〜０．５ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．２〜０．５ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。なお、上記距離に対して０．２〜０．５ｍｍ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。
【０１１４】
（処理方法Ｆ）
コーティングに対して、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線に対して垂直方向に０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上の刃先稜線に対して垂直方向に０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）とすくい面（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。なお、上記距離に対して０．４〜２．８ｍｍ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。
【０１１５】
（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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。
【０１１６】
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．１〜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。
【０１１７】
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２および表３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。
【０１１８】
（旋削切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４１５
切削速度：１１０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１４ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：４０分
【０１１９】
【表２】
【０１２０】
【表３】
【０１２１】
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ＺｒＮが金色であり、ＴｉＣＮはピンク色であり、Ｃｒは銀色である。
【０１２２】
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Ｎｏ．４、５、６、１１、１２、１３、１８、１９、２０、２５、２６、２７、３２、３３、３４、３９、４０および４１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く、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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍ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＞Ａ／Ｂ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）。
【０１２３】
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いたが、すくい面において若干の溶着があった。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いものであった。
【０１２４】
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ない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いる刃先交換型切削チップに対しても有効である。
【０１２５】
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Ｒａはレーザー顕微鏡により測定した。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１／２となる地点（すなわち領域（Ａ１）の中央部）とし、上記領域（Ａ２）については刃先稜線からの距離が逃げ面の幅の１／２となる地点（すなわち領域（Ａ２）の中央部）とし、測定距離は１００μｍとした。
【０１２６】
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。
【０１２７】
【表４】
【０１２８】
表４より明らかなように、上記領域（Ａ１）の面粗度ＲａをＡμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍ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。
【０１２９】
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ＲａをＡμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂとすることが有効であり、このＡ／Ｂ値をさらに小さくして、０．８＞Ａ／Ｂ、さらに０．６＞Ａ／Ｂとすることがより有効となる。
【０１３０】
＜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。
【０１３１】
この本体の全面に対して、下層から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、０．４μｍのＴｉＮ、２．９μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ）、１．２μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．５μｍのＴｉＮをコーティングした（総膜厚５．０μｍ）。このコーティング（コーティングＮｏ．７とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と２．９μｍのＴｉＣＮと１．２μｍのαアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が基層（黒色）であり、最外層の０．５μｍのＴｉＮが使用状態表示層（金色）である。
【０１３２】
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。
【０１３３】
【表５】
【０１３４】
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。またコーティング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。
【０１３５】
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、６０、６１、６２、６７、６８、６９、７４、７５、７６、８１、８２および８３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。
【０１３６】
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６および表７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。なお、このフライス切削試験は、カッターとしてＤＰＧ４１６０Ｒ（住友電工ハードメタル（株）製）を用い、このカッターに刃先交換型切削チップを１枚だけ取り付けて行なった。このため、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であった。
【０１３７】
（フライス切削試験の条件）
被削材：ＦＣ２５０
切削速度：１６０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２８ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．０ｍｍ
切削油：無し
切削距離：１２ｍ
【０１３８】
【表６】
【０１３９】
【表７】
【０１４０】
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。
【０１４１】
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Ｎｏ．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く、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Ａμｍ、上記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍ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＞Ａ／Ｂであった（測定方法は実施例１と同様とした）。
【０１４２】
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いたが、すくい面において若干の溶着があった。刃先交換型切削チップ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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
＜実施例３＞
８９．５質量％のＷＣ、２．０質量％のＴｉＣ、１．５質量％のＴａＣおよび７．０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℃、１時間焼結し、その後平坦研磨処理および刃先稜線に対して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−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β層が１３μｍ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、そのすくい面と逃げ面とは刃先稜線（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な稜となっている）を挟んで繋がるものであった。刃先稜線は、計８つ存在した。
【０１４５】
この本体の全面に対して、下層から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、０．３μｍのＴｉＮ、４．０μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、２．４μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．３μｍのＴｉＮをコーティングした。このコーティング（コーティングＮｏ．１３とする）において、０．３μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と４．０μｍのＴｉＣＮと２．４μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）が基層であり、最外層の０．３μｍのＴｉＮが使用状態表示層である。
【０１４６】
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。
【０１４７】
【表８】
【０１４８】
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（ＭＴ−ＣＶＤの表示のあるものはＭＴ−ＣＶＤ法（成膜温度９００℃）により形成し、ＨＴ−ＣＶＤの表示のあるものはＨＴ−ＣＶＤ法（成膜温度１０００℃）により形成した）。
【０１４９】
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（研磨材粒子：アルミナサンド１２０番（平均粒径１００μｍ）、圧力：０．３ＭＰａ）を用いて次の６種類の処理方法Ｈ〜Ｍ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。
【０１５０】
（処理方法Ｈ）
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かった。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．１３の場合はＴｉＮの色である金色）を呈した。
【０１５１】
（処理方法Ｉ）
コーティングに対して、刃先稜線を含む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．１３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．１３の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図６参照。なお、図６では使用状態表示層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）。
【０１５２】
（処理方法Ｊ）
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．１３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．１３の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図７参照。なお、図７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）。
【０１５３】
（処理方法Ｋ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．４〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．４〜０．９ｍｍは平均値を示すものであるが、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かったためである。因みに、図８は本実施例の刃先交換型切削チップの鋭角コーナー部の１つを示す概略平面図であるが、この図８の矢印ｘで示した部位の紙面の裏側鉛直方向に延びる部位（すなわち鋭角コーナー部を２等分した逃げ面側の中央部位、以下Ｒ／２部位という）における上記領域（Ａ１）の距離は０．６ｍｍであった。なお、このようなＲ／２部位はコーナー毎に複数存在するが、その全てのＲ／２部位において上記領域（Ａ１）の距離が各々完全に同一となるものではなく、上記の数値はそのうちの一つのＲ／２部位の数値を示すものである（以下の処理方法Ｌ、Ｑ、Ｒにおいて同様の意味を示す）。
【０１５４】
（処理方法Ｌ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．０ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．３〜１．０ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．０ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．３〜１．０ｍｍは平均値を示すものであるが、この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、上記処理方法Ｋと同じ理由による。因みに、Ｒ／２部位における上記領域（Ａ１）の距離は０．５ｍｍであった。
【０１５５】
（処理方法Ｍ）
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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。
【０１５６】
このようにして、以下の表９〜表１０に記載した３０種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１０１〜Ｎｏ．１３０を製造した。Ｎｏ．１０４、１０５、１１０、１１１、１１６、１１７、１２２、１２３、１２８および１２９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。
【０１５７】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１０１〜１３０について、下記条件で連続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。また、１分切削後（実施例１および２においては切削試験終了後の状態を観察乃至測定したが本実施例では切削開始１分後の状態を観察した）の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をそれぞれ観察した。その結果を以下の表９〜表１０に示す。なお、被削材の面粗度（Ｒｚ；ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）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。また、刃先への被削材の溶着量が多い程、被削材の面粗度が悪化することを示し、被削材加工面の状態は鏡面に近い程、良好であることを示している。
【０１５８】
（連続旋削切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４３５丸棒
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２１ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：２．０ｍｍ
切削油：有り（水溶性油）
切削時間：２０分
【０１５９】
【表９】
【０１６０】
【表１０】
【０１６１】
表９〜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が金色であり、ＴｉＣＮはピンク色である。また、残留応力は、図８のスポットＢ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域はコーナーに近接する領域であって、図８のＩＸ−ＩＸ断面である図９に示されているようにチップブレーカを構成する傾斜角１６°の傾斜平坦面の一部である）に対して図９の矢印で示した垂直方向（傾斜平坦面に対する）から測定したものである（具体的測定方法は、上述のＸ線応力測定装置を用いたｓｉｎ2ψ法を採用した）。なお、この測定領域は、すくい面の切削に関与する領域であり、実施例のもの（処理方法ＫおよびＬ）はいずれもその領域において基層が表面に露出しており、その基層の最上層の残留応力を測定したものである。これに対し、各比較例のものはそれぞれ該当する最外層の残留応力を測定したものである。また、この測定領域は各コーナー毎に同等領域が存在するが、そのうちの任意の一のものを選択して測定した。
【０１６２】
表９〜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、刃先稜線の使用状態の識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く、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。
【０１６３】
これに対して、刃先交換型切削チップＮｏ．１０１、１０２、１０７、１０８、１１３、１１４、１１９、１２０、１２５および１２６は、刃先稜線の使用状態の識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．１０３、１０９、１１５、１２１および１２７は、上記刃先交換型切削チップＮｏ．１０１、１０２、１０７、１０８、１１３、１１４、１１９、１２０、１２５および１２６と比較すれば相当程度被削材の溶着量は低減されていたが、すくい面において若干の溶着があった。刃先交換型切削チップＮｏ．１０６、１１２、１１８、１２４および１３０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。
【０１６４】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．１０４と同様の製造方法において、上記領域（Ａ１）およびすくい面に対してブラストの処理条件（処理時間およびワーク（刃先交換型切削チップ）とノズルとの距離）を変えることにより異なったブラスト法による処理を実施したり、あるいはブラスト法に代えてブラシ法（＃８００のＳｉＣブラシ使用）による処理を実施することにより、Ｎｏ．１０４−２〜Ｎｏ．１０４−７の刃先交換型切削チップを得た。すなわち、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１０４およびＮｏ．１０４−２〜Ｎｏ．１０４−７は、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を有している。なお、この残留応力は、すくい面においては上記図８のスポットＢと同領域を同様にして測定した。また、領域（Ａ１）の残留応力については、処理幅（刃先稜線からの距離）が０．５ｍｍ以上となる地点を１０箇所選択して、直径０.５ｍｍのスポットサイズでその最外層（すなわち基層の最上層であるα−Ａｌ2Ｏ3層）に対して測定してその平均値を求めることにより算出した。
【０１６５】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．１２３についても、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を付与した、以下の表１１に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．１２３−２〜Ｎｏ．１２３−７）を得た。
【０１６６】
そして、これらの刃先交換型切削チップ（Ｎｏ.１０４とＮｏ．１２３を含む）および比較用として刃先交換型切削チップＮｏ.１０１およびＮｏ.１１９について（これらのＮｏ．１０１、１０４、１１９、１２３についても上記のＮｏ．１０４−２等と同様にして残留応力を測定した）、上記と同条件による連続旋削切削試験を行ない逃げ面摩耗量を測定するとともに、以下の条件による断続旋削切削試験を行ない刃先の欠損率を測定した（この欠損率は、２０切れ刃について試験を実施し、刃先欠損が生じているコーナー数を２０切れ刃に対する百分率で示したものである）。それらの結果を以下の表１１に示す。この欠損率が低いもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１６７】
（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：１２０ｍ／ｍｉｎ
切込み：２．０ｍｍ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：無し
切削時間：１分
【０１６８】
【表１１】
【０１６９】
表１１より明らかなように、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域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が圧縮残留応力を有すると優れた靭性が示されることが分かる。しかも、この圧縮残留応力が大きくなる程より優れた靭性が示されるとともに、上記領域（Ａ１）およびすくい面の切削に関与する領域の両方において圧縮残留応力が付与される場合にもより優れた靭性が示されることが分かる。
【０１７０】
なお、表１１中「＊」の印を付したものが実施例であるが、各実施例のものは刃先に被削材が溶着することもなく、また被削材表面も良好な光沢を示すものであったのに対して、各比較例は刃先への被削材の溶着が顕著であり、被削材加工面も全く光沢を有しなかった。因みに、各比較例の残留応力は、当該測定領域に存在する最外層である使用状態表示層の残留応力を示している。
【０１７１】
また、刃先交換型切削チップＮｏ．１０４−２、１０４−６、１２３−２、１２３−６は、逃げ面摩耗量の低減、被削材の溶着防止あるいは被削材加工面の光沢向上には効果を有したが、靭性を大幅に改善することはできなかった。すなわち、刃先交換型切削チップの刃先靭性の向上は、被削材の溶着を防止することによってもある程度の効果を得ることは可能であるが、上記のような刃先の特定部位に圧縮残留応力を付与することにより刃先の靭性を飛躍的に向上できることが明らかとなった。
【０１７２】
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いない刃先交換型切削チップに対しても有効である。
【０１７３】
＜実施例４＞
９１．５質量％のＷＣ、０．３質量％のＴａＣ、０．２質量％のＣｒ3Ｃ2および８．０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℃、１時間焼結し、その後刃先稜線部に対してＳｉＣブラシホーニング処理により刃先処理（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）をすることにより、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β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、そのすくい面と逃げ面とは刃先稜線（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な稜となっている）を挟んで繋がるものであった。刃先稜線は、計４つ存在した。
【０１７４】
この本体の全面に対して、下層から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、０．４μｍのＴｉＮ、３．０μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、２．１μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）そして最外層として０．３μｍのＴｉＮをコーティングした。このコーティング（コーティングＮｏ．１８とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と３．０μｍのＴｉＣＮと２．１μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）が基層（黒色）であり、最外層の０．３μｍのＴｉＮが使用状態表示層（金色）である。
【０１７５】
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に記載したコーティングＮｏ．１９〜２２をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。
【０１７６】
【表１２】
【０１７７】
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。またコーティングＮｏ．１９〜２２は、コーティングＮｏ．１８と同様、全て公知の熱ＣＶＤ法により形成した。
【０１７８】
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（研磨材粒子：アルミナサンド１２０番（平均粒径１００μｍ）、圧力：０．３ＭＰａ）を用いて次の６種類の処理方法Ｎ〜Ｓ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。
【０１７９】
（処理方法Ｎ）
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かった。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．１８の場合はＴｉＮの色である金色）を呈した。
【０１８０】
（処理方法Ｏ）
コーティングに対して、刃先稜線を含む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．１８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．１８の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図６参照。なお、図６では使用状態表示層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）。
【０１８１】
（処理方法Ｐ）
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．１８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．１８の場合はＡｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図７参照。なお、図７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）。
【０１８２】
（処理方法Ｑ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．４〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜０．８ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．４〜０．８ｍｍは平均値を示すものであるが、この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、上記処理方法Ｋと同じ理由による。因みに、Ｒ／２部位における上記領域（Ａ１）の距離は０．５ｍｍであった。
【０１８３】
（処理方法Ｒ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．２ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）、および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、逃げ面上であって、かつ刃先稜線から０．３〜１．２ｍｍの距離をもって広がった領域（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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．３〜１．２ｍｍの距離をもって広がった領域（Ａ１）および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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した（図５）。なお、上記距離０．３〜１．２ｍｍは平均値を示すものであるが、この平均値をこのように範囲をもって表示したのは、上記処理方法Ｋと同じ理由による。因みに、Ｒ／２部位における上記領域（Ａ１）の距離は０．６ｍｍであった。
【０１８４】
（処理方法Ｓ）
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Ａｌ2Ｏ3の色である黒色）を呈した。
【０１８５】
このようにして、以下の表１３および表１４に記載した３０種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１３１〜Ｎｏ．１６０を製造した。Ｎｏ．１３４、１３５、１４０、１４１、１４６、１４７、１５２、１５３、１５８および１５９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。
【０１８６】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１３１〜１６０について、下記条件でフライス切削試験を行ない、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。また、０．１ｍ切削後の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をそれぞれ観察した。その結果を以下の表１３および表１４に示す。被削材の面粗度（Ｒｚ；ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）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。また、刃先への被削材の溶着量が多い程、被削材の面粗度が悪化することを示し、被削材加工面の状態は鏡面に近い程良好であることを示している。
【０１８７】
（フライス切削試験の条件）
被削材：ＳＫＤ１１ブロック材
切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１６ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削長：１ｍ
カッター：ＷＧＣ４１６０Ｒ（住友電工ハードメタル（株）製）
上記カッターへの刃先交換型切削チップの取り付け数は１枚とした
【０１８８】
【表１３】
【０１８９】
【表１４】
【０１９０】
表１３〜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。また、残留応力は、図１０のスポットＣ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域はコーナーに近接する領域であって、図１０のＸＩ−ＸＩ断面である図１１に示されているようにチップブレーカを構成する傾斜角２０°の傾斜平坦面の一部である）に対して図１１の矢印で示した垂直方向（傾斜平坦面に対する）から測定したものである（具体的測定方法は、上述のＸ線応力測定装置を用いたｓｉｎ2ψ法を採用した）。なお、この測定領域は、すくい面の切削に関与する領域であり、実施例のもの（処理方法ＱおよびＲ）はいずれもその領域において基層が表面に露出しており、その基層の最上層の残留応力を測定したものである。これに対し、各比較例のものはそれぞれ該当する最外層の残留応力を測定したものである。また、この測定領域は各コーナー毎に同等領域が存在するが、そのうちの任意の一のものを選択して測定した。
【０１９１】
表１３〜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、刃先稜線の使用状態の識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く、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。
【０１９２】
これに対して、刃先交換型切削チップＮｏ．１３１、１３２、１３７、１３８、１４３、１４４、１４９、１５０、１５５および１５６は、刃先稜線の使用状態の識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．１３３、１３９、１４５、１５１および１５７は、上記刃先交換型切削チップＮｏ．１３１、１３２、１３７、１３８、１４３、１４４、１４９、１５０、１５５および１５６と比較すれば相当程度被削材の溶着量は低減されていたが、すくい面において若干の溶着があった。刃先交換型切削チップＮｏ．１３６、１４２、１４８、１５４および１６０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。
【０１９３】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．１５２と同様の製造方法において、上記領域（Ａ１）およびすくい面に対してブラストの処理条件（処理時間およびワーク（刃先交換型切削チップ）とノズルとの距離）を変えることにより異なったブラスト法による処理を実施したり、あるいはブラスト法に代えてブラシ法（＃８００のＳｉＣブラシ使用）による処理を実施することにより、Ｎｏ．１５２−２〜Ｎｏ．１５２−７の刃先交換型切削チップを得た。すなわち、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１５２およびＮｏ．１５２−２〜Ｎｏ．１５２−７は、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を有している。なお、この残留応力は、すくい面においては上記図１０のスポットＣと同領域を同様にして測定した。また、領域（Ａ１）の残留応力については、処理幅（刃先稜線からの距離）が０．５ｍｍ以上となる地点を１０箇所選択して、直径０.５ｍｍのスポットサイズでその最外層（すなわち基層の最上層であるκ−Ａｌ2Ｏ3層）に対して測定してその平均値を求めることにより算出した。
【０１９４】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．１５９についても、上記領域（Ａ１）およびすくい面において異なった残留応力を付与した、以下の表１５に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．１５９−２〜Ｎｏ．１５９−７）を得た。
【０１９５】
そして、これらの刃先交換型切削チップ（Ｎｏ.１５２とＮｏ．１５９を含む）および比較用として刃先交換型切削チップＮｏ.１４９およびＮｏ.１５５について（これらのＮｏ．１４９、１５２、１５５、１５９についても上記のＮｏ．１５２−２等と同様にして残留応力を測定した）、上記と同条件によるフライス切削試験（耐摩耗性に関するもの）を行ない逃げ面摩耗量を測定するとともに、以下の条件によるフライス切削試験（靭性に関するもの）を行ない刃先の欠損率を測定した（この欠損率は、２０切れ刃について試験を実施し、刃先欠損が生じているコーナー数を２０切れ刃に対する百分率で示したものである）。それらの結果を以下の表１５に示す。この欠損率が低いもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１９６】
（フライス切削試験の条件）・・・靭性に関するもの
被削材：ＳＣＭ４３５（ブロック材３枚重ね）
切削速度：１７０ｍ／ｍｉｎ
切込み：２．０ｍｍ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：無し
切削距離：０．５ｍ
カッター：ＷＧＣ４１６０Ｒ（住友電工ハードメタル（株）製）
上記カッターへの刃先交換型切削チップの取り付け数は１枚とした
【０１９７】
【表１５】
【０１９８】
表１５より明らかなように、上記領域（Ａ１）またはすくい面の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域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が圧縮残留応力を有すると優れた靭性が示されることが分かる。しかも、この圧縮残留応力が大きくなる程より優れた靭性が示されるとともに、上記領域（Ａ１）およびすくい面の切削に関与する領域の両方において圧縮残留応力が付与される場合にもより優れた靭性が示されることが分かる。
【０１９９】
なお、表１５中「＊」の印を付したものが実施例であるが、各実施例のものは刃先に被削材が溶着することもなく、また被削材表面も良好な光沢を示すものであったのに対して、各比較例は刃先への被削材の溶着が顕著であり、被削材加工面も全く光沢を有しなかった。因みに、各比較例の残留応力は、当該測定領域に存在する最外層である使用状態表示層の残留応力を示している。
【０２００】
また、刃先交換型切削チップＮｏ．１５２−２、１５２−６、１５９−２、１５９−６は、逃げ面摩耗量の低減、被削材の溶着防止あるいは被削材加工面の光沢向上には効果を有したが、靭性を大幅に改善することはできなかった。すなわち、刃先交換型切削チップの刃先靭性の向上は、被削材の溶着を防止することによってもある程度の効果を得ることは可能であるが、上記のような刃先の特定部位に圧縮残留応力を付与することにより刃先の靭性を飛躍的に向上できることが明らかとなった。
【０２０１】
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いない刃先交換型切削チップに対しても有効である。
【０２０２】
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が、ドリル加工用刃先交換型切削チップ、エンドミル加工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いても勿論適用可能であり、本発明の効果は示される。
【０２０３】
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特許請求の範囲によって示され、特許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。
【符号の説明】
【０２０４】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項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、そのすくい面（２）と逃げ面（３）とが交差する稜が刃先稜線（４）となり、
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、前記逃げ面（３）上であって、かつ前記刃先稜線（４）に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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）。
【請求項２】
前記領域（Ａ１）および前記すくい面（２）は、前記基層（１２）が表面に露出しており、かつその露出している前記基層（１２）を構成する少なくとも一層は、前記領域（Ａ１）または前記すくい面（３）の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部において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）。
【請求項３】
前記圧縮残留応力は、その絶対値が０.１ＧＰａ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）。
【請求項４】
前記領域（Ａ１）の面粗度ＲａをＡμｍ、前記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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）。
【請求項５】
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）。
【請求項６】
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）。
【請求項７】
前記基層（１２）は、その最外層がＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む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）。
【請求項８】
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か、または元素周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ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）。
【請求項９】
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、または酸化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）。
【請求項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、またはクランクシャフトのピンミーリング加工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）。
【請求項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）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）上であって、かつ刃先稜線（４）に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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すくい面（２）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。
【請求項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、そのすくい面（２）と逃げ面（３）とが交差する稜が刃先稜線（４）となり、
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、前記逃げ面（３）上であって、かつ前記刃先稜線（４）に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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）。
【請求項２】
前記領域（Ａ１）および前記すくい面（２）は、前記基層（１２）が表面に露出しており、かつその露出している前記基層（１２）を構成する少なくとも一層は、前記領域（Ａ１）または前記すくい面（３）の切削に関与する領域の少なくとも一方の領域の少なくとも一部において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）。
【請求項３】
前記圧縮残留応力は、その絶対値が０.１ＧＰａ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）。
【請求項４】
前記領域（Ａ１）の面粗度ＲａをＡμｍ、前記領域（Ａ２）の面粗度ＲａをＢμｍとした場合、１．０＞Ａ／Ｂ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）。
【請求項５】
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）。
【請求項６】
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）。
【請求項７】
前記基層（１２）は、その最外層がＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む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）。
【請求項８】
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か、または元素周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ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）。
【請求項９】
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、または酸化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）。
【請求項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、またはクランクシャフトのピンミーリング加工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）。
【請求項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）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）上であって、かつ刃先稜線（４）に対して垂直方向に０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ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すくい面（２）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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７７８９０（Ｐ２０１１−１７７８９０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７６３０（Ｐ２０１１−１３７６３０）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【分割の表示】特願２００６−５４３０５５（Ｐ２００６−５４３０５５）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（５０３２１２６５２）住友電工ハードメタル株式会社 (390)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【分割の表示】特願２００６−５４３０５５（Ｐ２００６−５４３０５５）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（５０３２１２６５２）住友電工ハードメタル株式会社 (390)
【Ｆターム（参考）】
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