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、かつ目視し易い注意喚起機能を有効に示すことができるとともに、欠損の問題を防止する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】本発明の刃先交換型切削チップ（１）は、本体（８）上に形成された基層と該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有し、この使用状態表示層は逃げ面（３）上であって、かつ特定の領域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るとともに、上記すくい面（２）上であって、かつ特定の領域Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の上記基層上に形成されており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１は、上記基層が表面に露出しており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有している。
【解決手段】本発明の刃先交換型切削チップ（１）は、本体（８）上に形成された基層と該基層上の部分に形成された使用状態表示層とを有し、この使用状態表示層は逃げ面（３）上であって、かつ特定の領域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るとともに、上記すくい面（２）上であって、かつ特定の領域Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の上記基層上に形成されており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１は、上記基層が表面に露出しており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有している。
【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およびその製造方法に関する。より詳細には、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用およびクランクシャフトのピンミーリング加工用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とは刃先稜線４を挟んで繋がり、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、既使用の切削位置とは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。
【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いる状態において、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く、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。
【０００８】
上記のような問題を解決する試みとして、従来より刃先稜線周辺部にのみ使用状態表示層を形成せず、その部分において基層を露出させる構成の刃先交換型切削チップが提案されており、これによりかかる問題をある程度解決することが期待される（国際公開第０２／００４１５６号パンフレット（特許文献２））。しかし、このような構成の刃先交換型切削チップにおいては、上記の問題とは別に刃先が欠損し易いという問題が存し、さらにその改善が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１４４１０８号公報
【特許文献２】国際公開第０２／００４１５６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、かつ目視し易い注意喚起機能を有効に示すことができるとともに、欠損の問題を防止する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】
【００１１】
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に接することから、使用状態表示層をこの刃先稜線周辺部に形成させず、かつその部位において靭性を付与させると、切削後の被削材表面に使用状態表示層が溶着することを防止できるとともに欠損等の問題を同時に解決できるのではないかという知見を得、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。
【００１２】
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は刃先稜線を挟んで繋がり、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、上記逃げ面上であって、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るとともに、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Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の上記基層上に形成されており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１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および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。
【００１３】
ここで、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い。また、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く、このＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１において表面に露出しており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることが好ましい。また、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好ましい。
【００１４】
また、上記基層は、化学的蒸着法により形成されていることが好ましく、物理的蒸着法により形成されたものとすることもできる。
【００１５】
また、上記領域Ａ１の面粗度ＲａをＡ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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、上記使用状態表示層は、上記基層に比し、摩耗し易い層とすることができる。
【００１６】
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、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、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。
【００１７】
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、または窒化硅素焼結体のいずれかにより構成することができる。
【００１８】
また、上記刃先交換型切削チップは、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用のいずれかのものとすることができる。
【００１９】
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を少なくとも含む領域と、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４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を少なくとも含む領域とに対して、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。そして、この使用状態表示層を除去するステップは、この使用状態表示層をブラスト法等により除去するものとすることが好ましい。
【００２０】
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、そのすくい面と逃げ面とは刃先稜線を挟んで繋がり、基層とは異なった色を呈する使用状態表示層は、刃先稜線周辺部の特定部位Ａ１およびＢ１を除く部位に形成されている。
【００２１】
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。上記のように刃先稜線周辺部の特定部位を除く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（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ことが好ましい。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、基層と比べて摩滅し易く、また基層への付着力が弱くなっているものが好ましい。
【００２２】
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良い。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。
【００２３】
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、該使用状態表示層は別様に色変化するものであっても良い。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部位が少なくとも短時間所定の温度を超えると、その部位の使用状態表示層が変色し、それが持続的にはっきり認識される。熱の作用による変色は、使用中に被削材と直接接触する部位のみではなく高温となった切り屑と接触する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いう利点がある。
【００２４】
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。
【００２５】
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、使用状態表示層が刃先稜線周辺部の特定部位に形成されていないことから、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。さらに、本発明の刃先交換型切削チップは、刃先稜線周辺部の特定部位において圧縮残留応力を有していることから、従来の刃先交換型切削チップのように容易に刃先が欠損することもない。したがって本発明は、このように従来の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。
【００２６】
加えて、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刃先稜線周辺部の特定部位を除く部位に形成された構成を有するため、該チップが収納ケースに収められている状態や、工作機械周辺の作業台に置かれている状態においても、どの刃先稜線が使用済であるかを容易に識別できるという優れた効果も有している。
【００２７】
ここで、このような使用状態表示層は淡色に、たとえば、黄色または黄色味がかった光沢（たとえば金色）を有するように形成し、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化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）またはこれを含んだ被膜と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。
【００２８】
こうして本発明の刃先交換型切削チップは、各層を積層して形成することができ、その際基層である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。
【００２９】
一方、このような耐摩耗層は、さらに補助表面層を保持してもよい。また、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。
【００３０】
本発明に係る刃先交換型切削チップを製造するために、まず、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上記のような刃先稜線周辺部の特定部位から除去するようにするとよい。そして、この除去は、ブラスト法により行なうことが特に好ましい。なぜなら、使用状態表示層の除去と同時にその部位に対して圧縮残留応力を付与することができるからである。この点、使用状態表示層を除去するためだけならば、ブラスト法ではなくブラシ法等によっても行なうことは可能であるが、ブラシ法等によっては相対的に大きな圧縮残留応力を付与することはできない。よって、ブラスト法を採用することが極めて好適である。また、ブラスト法を採用すると、このように圧縮残留応力を付与できるばかりではなく、その処理部分を極めて平滑にすることもできる。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】
【００３１】
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、かつ目視し易い注意喚起機能を有効に示すことができるとともに、欠損の問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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線概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
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等の炭化物、窒化物、炭窒化物等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、およびこれらの混合体など）、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、または窒化硅素焼結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。
【００３６】
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、このすくい面２と逃げ面３とは刃先稜線４（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）を挟んで繋がることになる。
【００３７】
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。
【００３８】
このような本発明の刃先交換型切削チップは、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用およびクランクシャフトのピンミーリング加工用のものとして特に有用である。なお、本発明は、ネガティブタイプまたはポジティブ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。
【００３９】
＜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、別の刃先稜線を使用することにより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く、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。
【００４０】
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、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／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。なお、すくい面と逃げ面とが刃先稜線を挟んで繋がるという表現および刃先稜線を有するという表現は、いずれも刃先稜線に対して上記のような刃先処理加工が施された場合も含むものとする。
【００４１】
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が、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。
【００４２】
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。
【００４３】
＜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。以下、刃先交換型切削チップ１に施したコーティング１１の構造を示す図５に基いて説明する。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、この基層１２は、後述の使用状態表示層１３との関係において、上記逃げ面上であって、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、および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Ｂ１において表面に露出する構成となっている。この場合、刃先稜線は、逃げ面上の基層（の表面）とすくい面上の基層（の表面）とが交差する稜（上述のように刃先処理加工がされている場合は仮定的な稜）である。なお、このような基層１２は、上記の領域Ａ１およびＢ１以外の領域（すなわち領域Ａ２およびＢ２）においても、その領域において使用状態表示層１３が形成されていない部位においては表面となるものである。
【００４４】
そして、このような基層１２は、さらにその露出している部位を構成する少なくとも一層が上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることを特徴としている。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。この点、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１の両方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。
【００４５】
ここで、圧縮残留応力とは、被覆層に存する内部応力（固有ひずみ）の一種であって、「−」（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。
【００４６】
上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方における圧縮残留応力は、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を越えると被膜自体が剥離することがあり好ましくない。
【００４７】
また、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方における圧縮残留応力は、その領域における基層を構成する少なくとも１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。
【００４８】
なお、上記残留応力は、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。
【００４９】
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５４〜６７頁に詳細に説明されている方法を用いれば良い。
【００５０】
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（現在リアライズ理工センターに社名変更）、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。
【００５１】
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、スパッタリング法を含む）等により形成することができるが、特に化学的蒸着法により形成することが好適である。なぜなら、化学的蒸着法によれば、上記本体８と基層１２との間で優れた密着性を得ることができるからである。なお、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。
【００５２】
ところで、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。
【００５３】
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（領域Ａ１および領域Ｂ１）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。
【００５４】
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。この場合、ブラスト法による処理に代えて他の方法、たとえばブラシによる研磨処理（すなわちブラシ法）を採用すると圧縮残留応力を付与することができず目的を達成することができなくなるので避けるべきである。
【００５５】
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および上記領域Ｂ１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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、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。
【００６１】
一方、上記のような基層１２は、１層または複数の層を積層して構成することができ、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、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
そして、このＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１において表面に露出し、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方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および上記領域Ｂ１の両方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やκ−Ａｌ2Ｏ3が含まれる。
【００６５】
また、このような基層１２を構成する化合物としては、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ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢ2、ＴｉＢＮ、ＴｉＢＮＯ、ＴｉＣＢＮ、ＺｒＣ、ＺｒＯ2、ＨｆＣ、ＨｆＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、ＣｒＮ、ＶＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＺｒＣＮ、ＺｒＣＮＯ、ＡｌＮ、ＡｌＣＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＣ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。
【００６６】
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得る機能を発揮するという利点を有し、これを好ましくは本体の全面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。
【００６７】
このような基層１２の厚み（２以上の層として形成される場合は全体の厚み）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。
【００６８】
＜使用状態表示層＞
本発明の使用状態表示層１３は、たとえば図２や図５に示したように、上記逃げ面３上であって、かつ上記刃先稜線４から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ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るとともに、上記すくい面２上であって、かつ上記刃先稜線４から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ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Ｂ１を除く領域Ｂ２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。なお、ここで刃先稜線は、逃げ面上の基層（の表面）とすくい面上の基層（の表面）とが交差する稜（上述のように刃先処理加工がされている場合は仮定的な稜）である。しかし、基層の厚みは、刃先交換型切削チップ全体の厚みに比べて非常に小さくなるため、実質的にこの刃先稜線の位置を特定するに際してこの基層の厚みを考慮するか否かは問題となるものではなく、刃先交換型切削チップの外郭を基準として特定すれば通常は十分である。
【００６９】
本発明者の研究によれば、上記の領域Ａ１および領域Ｂ１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および領域Ｂ１以外の領域Ａ２および領域Ｂ２の全面または部分に使用状態表示層を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、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。
【００７０】
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４．０ｍｍ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、上記距離の下限は、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。なお、上記領域Ａ１と上記領域Ｂ１とを規定する距離（すなわち０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ未満という距離）は、両領域間で同一であっても良いし、異なっていても良い。
【００７１】
このようにして、少なくとも上記領域Ａ２および領域Ｂ２それぞれの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く、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。
【００７２】
このような使用状態表示層１３は、公知の化学的蒸着法、または物理的蒸着法（スパッタリング法を含む）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。
【００７３】
なお、上記において「領域Ａ２の全面または部分」、「領域Ｂ２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および領域Ｂ２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および領域Ｂ２の全面に対して形成される場合だけではなく、それぞれの領域の一部分のみに形成される場合が含まれる。
【００７４】
また、上記０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ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および領域Ｂ１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Ａ１および領域Ｂ１をとること）は困難だからである。ここで該平均値は、該領域Ａ１および領域Ｂ１に含まれる任意の領域をそれぞれ選択し、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。
【００７５】
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および領域Ｂ２）と形成されていない部分（該領域Ａ１および領域Ｂ１）との境界は、当該境界の近傍部を電子顕微鏡および／または金属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。
【００７６】
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（基層中の最外層）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および領域Ｂ２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。
【００７７】
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、結果的に刃先稜線周辺部とそれ以外の領域との間で大きな色コントラストが生じるようにされる。なぜなら刃先稜線周辺部の表面には、上述の通り、耐摩耗層としての基層１２が形成されるからである。
【００７８】
そして、このように使用状態表示層１３が上記領域Ａ１および領域Ｂ１を除く領域Ａ２および領域Ｂ２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。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。
【００７９】
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。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いることが好ましい。
【００８０】
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。
【００８１】
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ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢ2、ＴｉＢＮ、ＴｉＢＮＯ、ＴｉＣＢＮ、ＺｒＣ、ＺｒＯ2、ＨｆＣ、ＨｆＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、ＣｒＮ、ＶＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＣＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＣＮ、ＺｒＣＮＯ、ＡｌＮ、ＡｌＣＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＣ、Ｃｒ、Ａｌ等の元素（金属）または化合物により形成することができる。
【００８２】
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、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（使用状態表示層が２層以上で形成される場合は全体の厚み）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。
【００８３】
＜面粗度Ｒａ＞
本発明の上記領域Ａ１および領域Ｂ１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および領域Ｂ１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および領域Ｂ１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。特に、ブラスト法を採用すれば、上述のように同時に圧縮残留応力を付与することができるため好ましい。
【００８４】
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Ａ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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＞Ａ１／Ａ２、０．８＞Ｂ１／Ｂ２、さらに好ましくは０．６＞Ａ１／Ａ２、０．６＞Ｂ１／Ｂ２である。
【００８５】
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、算術平均高さと呼ばれるものである（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）。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。
【００８６】
＜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を少なくとも含む領域と、該本体のすくい面上であって、かつ刃先稜線から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を少なくとも含む領域とに対して、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。そして、この使用状態表示層を除去するステップは、大きな圧縮残留応力を簡便に導入できるという点よりこの使用状態表示層をブラスト法により除去するものとすることが特に好ましい。
【００８７】
このような製造方法を採用することにより、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るとともに、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Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の上記基層上に形成されており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１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および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有している刃先交換型切削チップを極めて生産効率良く製造することができる。
【００８８】
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、その後領域Ａ１と領域Ｂ１とを少なくとも含む領域から取り除かれる。これにより、上記領域Ａ１および領域Ｂ１と、それら以外の領域（使用状態表示層が除去されていない領域）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。
【００８９】
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、ブラスト法を採用することができる。ブラスト法を採用することにより、上述の通り、基層１２に対して圧縮残留応力を同時に付与することができるとともに、露出した基層１２の表面を平滑にする効果を得ることができる。
【００９０】
なお、使用状態表示層１３を除去する方法として上記のようなブラスト法を採用せずブラシ法が採用される場合は、上記のように露出している基層１２を構成する少なくとも一層が上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有するようにショットピーニング法、バレル法、イオン注入法等を採用してその部分に圧縮残留応力を付与することが必要である。ブラシ法により、圧縮残留応力を付与することはできないからである。
【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および領域Ｂ１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Ａ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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、上記のブラスト法の他、各種の化学的方法、物理的方法または機械的方法を採用することができる。たとえば、ブラスト法とともにブラシ法を併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すくい面２および逃げ面３を有する。特に上記領域Ａ１および領域Ｂ１を除く領域Ａ２および領域Ｂ２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および領域Ｂ２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および領域Ｂ２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および領域Ｂ１は基層１２であるＡｌ2Ｏ3が表面に露出し、刃先交換型切削チップの代表的な色である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周辺部である領域Ａ１および領域Ｂ１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（領域Ａ１および領域Ｂ１を除く領域Ａ２および領域Ｂ２）の使用状態表示層１３が変色して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、１０が上記領域Ａ２および領域Ｂ２の各々に生じる。この変色区域９、１０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、１０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。
【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、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に隣接する区域の使用状態表示層１３が変色し、変色区域１４、１５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、使用状態表示層は上記領域Ａ２および領域Ｂ２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。
【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（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。上記領域Ａ２および領域Ｂ２の全面または部分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、これを上記領域Ａ１および領域Ｂ１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および領域Ｂ２の全面または部分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、使用状態表示層が領域Ａ２および領域Ｂ２の全面または部分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いても、いずれの刃先稜線が使用済かということを極めて容易に識別することができるという優れた機能を有している。
【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、２．０質量％のＴｉＣ、２．０質量％のＴａＣ、１．０質量％のＮｂＣ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１５μｍ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。
【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、０．６μｍのＴｉＮ、４．６μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、２．２μｍのαアルミナ（α−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７．９μｍ）。このコーティング（コーティングＮｏ．１とする）において、０．６μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と４．６μｍのＴｉＣＮと２．２μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）が基層であり、最外層の０．５μｍ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．２〜７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．７のＣｒＮ層を除き、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）。該ＣｒＮ層はイオンプレーティ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（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、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．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）。
【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）。
【０１１２】
（処理方法Ｄ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１、およびすくい面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１を除く領域Ａ２、およびすくい面上であって、かつ刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１およびすくい面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．５〜０．９ｍｍ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り、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線概略断面図（すなわち該鋭角コーナー部を２等分した位置における概略断面図）であるが、この図９に相当する部位（以下、この部位をＲ／２部位という）における上記領域Ａ１の距離は０．６ｍｍであり、領域Ｂ１の距離は０．７ｍｍであった（ただし、図９におけるＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の表示は、後述の処理方法Ｅの場合を表している。また、数値の単位はｍｍである）。なお、このようなＲ／２部位は複数存在するが、その全てのＲ／２部位において上記領域Ａ１および領域Ｂ１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Ｅ、Ｆおよび表面粗度の測定において同様の意味を示す）。
【０１１３】
（処理方法Ｅ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．２〜０．７ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１、およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．２ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．２〜０．７ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１を除く領域Ａ２、およびすくい面上であって、かつ刃先稜線から１．５〜２．２ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．２〜０．７ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．２ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．２〜０．７ｍｍおよび１．５ｍｍ〜２．２ｍｍはいずれも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Ｄ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０．３ｍｍであり、領域Ｂ１の距離は２．０ｍｍであった。
【０１１４】
（処理方法Ｆ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１、およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１を除く領域Ａ２、およびすくい面上であって、かつ刃先稜線から１．５〜２．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．４〜２．８ｍｍおよび１．５ｍｍ〜２．９ｍｍはいずれも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Ｄ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１．０ｍｍであり、領域Ｂ１の距離は２．０ｍｍであった。
【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〜表４に記載した４９種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１〜Ｎｏ．４９を製造した。Ｎｏ．４、５、６、１１、１２、１３、１８、１９、２０、２５、２６、２７、３２、３３、３４、３９、４０、４１、４６、４７および４８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．１〜４９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。また、３０分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２〜表４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。
【０１１８】
（旋削切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４１５
切削速度：１１５ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１３５ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．２ｍｍ
切削油：無し
切削時間：３０分
【０１１９】
【表２】
【０１２０】
【表３】
【０１２１】
【表４】
【０１２２】
表２〜表４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、ＺｒＮが白金色であり、ＴｉＣＮはピンク色であり、ＣｒＮは銀色である。また、残留応力は、領域Ａ１であって、刃先稜線から０．３ｍｍの距離を有する地点１０点の平均値を上記のｓｉｎ2ψ法により求めた結果を示している。なお、この残留応力の測定は、コーティングＮｏ．１、４、５、６、７についてはα−Ａｌ2Ｏ3層を、コーティングＮｏ．２、３についてはκ−Ａｌ2Ｏ3層をそれぞれ測定した。
【０１２３】
表２〜表４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、４１、４６、４７および４８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。なお、上記領域Ａ１の面粗度ＲａをＡ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍ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＞Ａ１／Ａ２かつ０．８＞Ｂ１／Ｂ２であった（測定方法は後述のＮｏ．５についてのものと同様とした）。
【０１２４】
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、３７、４３および４４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．３、１０、１７、２４、３１、３８および４５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、３７、４３および４４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、４２および４９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。
【０１２５】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．３４と同様の製造方法において、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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．３４−２〜Ｎｏ．３４−７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．３４およびＮｏ．３４−２〜Ｎｏ．３４−７は、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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、上記と同様にして測定した。
【０１２６】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．４０についても、上記領域Ａ１および領域Ｂ１において異なった残留応力を付与した、以下の表５に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．４０−２〜Ｎｏ．４０−７）を得た。
【０１２７】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、上記と同条件による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切削試験を行ない刃先が欠損するまでの衝撃回数を測定した。それらの結果を以下の表５に示す。この衝撃回数が多いもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１２８】
（断続切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４４０（４本溝入り丸棒）
切削速度：１８５ｍ／ｍｉｎ
切込み：１．５ｍｍ
送り：０．３４ｍｍ／ｒｅｖ．
湿式／乾式：湿式
【０１２９】
【表５】
【０１３０】
表５より明らかなように、上記領域Ａ１および領域Ｂ１のいずれか一方または両方において、基層を構成する少なくとも１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および領域Ｂ１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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
一方さらに、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．５と同様の製造方法において、上記領域Ａ１および領域Ｂ１に対してブラストの程度（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）を変えてブラスト法による処理を実施し、上記領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ｂ１および領域Ｂ２の面粗度Ｒａを表６のものとする本発明の刃先交換型切削チップＮｏ．５−２、Ｎｏ．５−３およびＮｏ．５−４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Ｒ／２部位とし、上記領域Ａ１については刃先稜線からの距離が領域Ａ１の距離（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については領域Ａ１と領域Ａ２の境界線から領域Ａ２側に上記領域Ａ１の距離（幅）の１／２に等しくなる距離だけ入った地点とした。同じく、上記領域Ｂ１については刃先稜線からの距離が領域Ｂ１の距離（幅）の１／２となる地点（すなわち領域Ｂ１の中央部）とし、上記領域Ｂ２については領域Ｂ１と領域Ｂ２の境界線から領域Ｂ２側に上記領域Ｂ１の距離（幅）の１／２に等しくなる距離だけ入った地点とした。また、測定距離は１００μｍとした。
【０１３３】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．５、Ｎｏ．５−２、Ｎｏ．５−３およびＮｏ．５−４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６に示す。
【０１３４】
【表６】
【０１３５】
表６より明らかなように、上記領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ｂ１および領域Ｂ２の面粗度ＲａをそれぞれＡ１μｍ、Ａ２μｍ、Ｂ１μｍおよびＢ２μｍとした場合、Ａ１／Ａ２およびＢ１／Ｂ２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。
【０１３６】
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、領域Ａ２、領域Ｂ１および領域Ｂ２の面粗度ＲａをそれぞれＡ１μｍ、Ａ２μｍ、Ｂ１μｍおよびＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２とすることが有効であり、このＡ１／Ａ２およびＢ１／Ｂ２の値をさらに小さくして、０．８＞Ａ１／Ａ２かつ０．８＞Ｂ１／Ｂ２、さらに０．６＞Ａ１／Ａ２かつ０．６＞Ｂ１／Ｂ２とすることがより有効となる。
【０１３７】
なお、コーティングＮｏ．７において、使用状態表示層としてＣｒＮに代えて公知のスパッタリング法を用いて金属Ｃｒまたは金属Ａｌ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．４３〜４９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Ａｌからなる使用状態表示層の色はいずれも銀色である。
【０１３８】
＜実施例２＞
８８質量％のＷＣ、２．０質量％のＴａＣおよび１０．０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ＩＳＯ型番ＳＰＧＮ１２０４０８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、表面に脱β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。
【０１３９】
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、２．０μｍ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０．５μｍ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．８とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と２．０μｍ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０．５μｍのＴｉＮが使用状態表示層（金色）である。
【０１４０】
以下同様にして、このコーティングＮｏ．８に代えて下記の表７に記載したコーティングＮｏ．９〜１３をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。
【０１４１】
【表７】
【０１４２】
上記表７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．９〜１０は、コーティングＮｏ．８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．１１〜１３については、公知のＰＶＤ法により形成した。
【０１４３】
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８および表９に記載した４２種類の刃先交換型切削チップＮｏ．５０〜Ｎｏ．９１を製造した。Ｎｏ．５３、５４、５５、６０、６１、６２、６７、６８、６９、７４、７５、７６、８１、８２、８３、８８、８９および９０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。
【０１４４】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．５０〜９１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８および表９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。
【０１４５】
（フライス切削試験の条件）
被削材：ＦＣ２５０
切削速度：１７３ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２７５ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．２ｍｍ
切削油：無し
切削距離：１０ｍ
なお、この試験はカッターに各刃先交換型切削チップを１枚だけ取り付けることにより行なった。
【０１４６】
【表８】
【０１４７】
【表９】
【０１４８】
表８および表９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、領域Ａ１であって、刃先稜線から０．３ｍｍの距離を有する地点１０点の平均値を上記のｓｉｎ2ψ法により求めた結果を示している。なお、この残留応力の測定は、コーティングＮｏ．８、１１についてはα−Ａｌ2Ｏ3層を、コーティングＮｏ．９、１０、１２についてはκ−Ａｌ2Ｏ3層を、コーティングＮｏ．１３についてはＴｉＡｌＮ層をそれぞれ測定した。
【０１４９】
表８および表９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．５３、５４、５５、６０、６１、６２、６７、６８、６９、７４、７５、７６、８１、８２、８３、８８、８９および９０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Ａ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍ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＞Ａ１／Ａ２かつ０．８＞Ｂ１／Ｂ２であった（測定方法は実施例１と同様とした）。
【０１５０】
これに対して、刃先交換型切削チップＮｏ．５０、５１、５７、５８、６４、６５、７１、７２、７８、７９、８５および８６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．５２、５９、６６、７３、８０および８７は、上記刃先交換型切削チップＮｏ．５０、５１、５７、５８、６４、６５、７１、７２、７８、７９、８５および８６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．５６、６３、７０、７７、８４および９１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。
【０１５１】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．５３と同様の製造方法において、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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．５３−２〜Ｎｏ．５３−８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．５３およびＮｏ．５３−２〜Ｎｏ．５３−８は、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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、上記と同様にして測定した。
【０１５２】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．７５についても、上記領域Ａ１および領域Ｂ１において異なった残留応力を付与した、以下の表１０に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．７５−２、Ｎｏ．７５−３）を得た。
【０１５３】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、上記と同条件によるフライス切削試験を行ない逃げ面摩耗量を測定するとともに、以下の条件による靭性切削試験を行ない逃げ面摩耗量を測定した。それらの結果を以下の表１０に示す。靭性切削試験における逃げ面摩耗量が少ないもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１５４】
（靭性切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４３５（スリット入り）
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
切込み：１．５ｍｍ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：無し
切削時間：５分（Ｎｏ．５３およびＮｏ．５３−２〜Ｎｏ．５３−８）
１０分（Ｎｏ．７５およびＮｏ．７５−２〜Ｎｏ．７５−３）
【０１５５】
【表１０】
【０１５６】
表１０より明らかなように、上記領域Ａ１および領域Ｂ１のいずれか一方または両方において、基層を構成する少なくとも１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および領域Ｂ１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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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が、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１５９】
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】
【０１６０】
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、９，１０，１４，１５ 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およびその製造方法に関する。より詳細には、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用およびクランクシャフトのピンミーリング加工用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とは刃先稜線４を挟んで繋がり、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、既使用の切削位置とは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。
【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いる状態において、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く、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。
【０００８】
上記のような問題を解決する試みとして、従来より刃先稜線周辺部にのみ使用状態表示層を形成せず、その部分において基層を露出させる構成の刃先交換型切削チップが提案されており、これによりかかる問題をある程度解決することが期待される（国際公開第０２／００４１５６号パンフレット（特許文献２））。しかし、このような構成の刃先交換型切削チップにおいては、上記の問題とは別に刃先が欠損し易いという問題が存し、さらにその改善が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１４４１０８号公報
【特許文献２】国際公開第０２／００４１５６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、かつ目視し易い注意喚起機能を有効に示すことができるとともに、欠損の問題を防止する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】
【００１１】
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に接することから、使用状態表示層をこの刃先稜線周辺部に形成させず、かつその部位において靭性を付与させると、切削後の被削材表面に使用状態表示層が溶着することを防止できるとともに欠損等の問題を同時に解決できるのではないかという知見を得、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。
【００１２】
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は刃先稜線を挟んで繋がり、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、上記逃げ面上であって、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るとともに、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Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の上記基層上に形成されており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１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および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。
【００１３】
ここで、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い。また、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く、このＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１において表面に露出しており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることが好ましい。また、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好ましい。
【００１４】
また、上記基層は、化学的蒸着法により形成されていることが好ましく、物理的蒸着法により形成されたものとすることもできる。
【００１５】
また、上記領域Ａ１の面粗度ＲａをＡ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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、上記使用状態表示層は、上記基層に比し、摩耗し易い層とすることができる。
【００１６】
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、Ｔａ等）、ＶＩａ族元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ等）、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。
【００１７】
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、または窒化硅素焼結体のいずれかにより構成することができる。
【００１８】
また、上記刃先交換型切削チップは、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用のいずれかのものとすることができる。
【００１９】
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を少なくとも含む領域と、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４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を少なくとも含む領域とに対して、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。そして、この使用状態表示層を除去するステップは、この使用状態表示層をブラスト法等により除去するものとすることが好ましい。
【００２０】
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、そのすくい面と逃げ面とは刃先稜線を挟んで繋がり、基層とは異なった色を呈する使用状態表示層は、刃先稜線周辺部の特定部位Ａ１およびＢ１を除く部位に形成されている。
【００２１】
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。上記のように刃先稜線周辺部の特定部位を除く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（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ことが好ましい。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、基層と比べて摩滅し易く、また基層への付着力が弱くなっているものが好ましい。
【００２２】
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良い。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。
【００２３】
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、該使用状態表示層は別様に色変化するものであっても良い。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部位が少なくとも短時間所定の温度を超えると、その部位の使用状態表示層が変色し、それが持続的にはっきり認識される。熱の作用による変色は、使用中に被削材と直接接触する部位のみではなく高温となった切り屑と接触する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いう利点がある。
【００２４】
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。
【００２５】
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、使用状態表示層が刃先稜線周辺部の特定部位に形成されていないことから、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。さらに、本発明の刃先交換型切削チップは、刃先稜線周辺部の特定部位において圧縮残留応力を有していることから、従来の刃先交換型切削チップのように容易に刃先が欠損することもない。したがって本発明は、このように従来の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。
【００２６】
加えて、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刃先稜線周辺部の特定部位を除く部位に形成された構成を有するため、該チップが収納ケースに収められている状態や、工作機械周辺の作業台に置かれている状態においても、どの刃先稜線が使用済であるかを容易に識別できるという優れた効果も有している。
【００２７】
ここで、このような使用状態表示層は淡色に、たとえば、黄色または黄色味がかった光沢（たとえば金色）を有するように形成し、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化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）またはこれを含んだ被膜と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。
【００２８】
こうして本発明の刃先交換型切削チップは、各層を積層して形成することができ、その際基層である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。
【００２９】
一方、このような耐摩耗層は、さらに補助表面層を保持してもよい。また、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。
【００３０】
本発明に係る刃先交換型切削チップを製造するために、まず、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上記のような刃先稜線周辺部の特定部位から除去するようにするとよい。そして、この除去は、ブラスト法により行なうことが特に好ましい。なぜなら、使用状態表示層の除去と同時にその部位に対して圧縮残留応力を付与することができるからである。この点、使用状態表示層を除去するためだけならば、ブラスト法ではなくブラシ法等によっても行なうことは可能であるが、ブラシ法等によっては相対的に大きな圧縮残留応力を付与することはできない。よって、ブラスト法を採用することが極めて好適である。また、ブラスト法を採用すると、このように圧縮残留応力を付与できるばかりではなく、その処理部分を極めて平滑にすることもできる。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】
【００３１】
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、かつ目視し易い注意喚起機能を有効に示すことができるとともに、欠損の問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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線概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
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等の炭化物、窒化物、炭窒化物等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、およびこれらの混合体など）、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、または窒化硅素焼結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。
【００３６】
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、このすくい面２と逃げ面３とは刃先稜線４（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）を挟んで繋がることになる。
【００３７】
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。
【００３８】
このような本発明の刃先交換型切削チップは、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用およびクランクシャフトのピンミーリング加工用のものとして特に有用である。なお、本発明は、ネガティブタイプまたはポジティブ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。
【００３９】
＜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、別の刃先稜線を使用することにより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く、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。
【００４０】
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、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／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。なお、すくい面と逃げ面とが刃先稜線を挟んで繋がるという表現および刃先稜線を有するという表現は、いずれも刃先稜線に対して上記のような刃先処理加工が施された場合も含むものとする。
【００４１】
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が、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。
【００４２】
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。
【００４３】
＜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。以下、刃先交換型切削チップ１に施したコーティング１１の構造を示す図５に基いて説明する。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、この基層１２は、後述の使用状態表示層１３との関係において、上記逃げ面上であって、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、および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Ｂ１において表面に露出する構成となっている。この場合、刃先稜線は、逃げ面上の基層（の表面）とすくい面上の基層（の表面）とが交差する稜（上述のように刃先処理加工がされている場合は仮定的な稜）である。なお、このような基層１２は、上記の領域Ａ１およびＢ１以外の領域（すなわち領域Ａ２およびＢ２）においても、その領域において使用状態表示層１３が形成されていない部位においては表面となるものである。
【００４４】
そして、このような基層１２は、さらにその露出している部位を構成する少なくとも一層が上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることを特徴としている。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。この点、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１の両方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。
【００４５】
ここで、圧縮残留応力とは、被覆層に存する内部応力（固有ひずみ）の一種であって、「−」（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。
【００４６】
上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方における圧縮残留応力は、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を越えると被膜自体が剥離することがあり好ましくない。
【００４７】
また、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方における圧縮残留応力は、その領域における基層を構成する少なくとも１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。
【００４８】
なお、上記残留応力は、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。
【００４９】
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５４〜６７頁に詳細に説明されている方法を用いれば良い。
【００５０】
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（現在リアライズ理工センターに社名変更）、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。
【００５１】
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、スパッタリング法を含む）等により形成することができるが、特に化学的蒸着法により形成することが好適である。なぜなら、化学的蒸着法によれば、上記本体８と基層１２との間で優れた密着性を得ることができるからである。なお、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。
【００５２】
ところで、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。
【００５３】
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（領域Ａ１および領域Ｂ１）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。
【００５４】
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。この場合、ブラスト法による処理に代えて他の方法、たとえばブラシによる研磨処理（すなわちブラシ法）を採用すると圧縮残留応力を付与することができず目的を達成することができなくなるので避けるべきである。
【００５５】
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および上記領域Ｂ１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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、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。
【００６１】
一方、上記のような基層１２は、１層または複数の層を積層して構成することができ、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、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
そして、このＡｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１において表面に露出し、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方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および上記領域Ｂ１の両方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やκ−Ａｌ2Ｏ3が含まれる。
【００６５】
また、このような基層１２を構成する化合物としては、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ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢ2、ＴｉＢＮ、ＴｉＢＮＯ、ＴｉＣＢＮ、ＺｒＣ、ＺｒＯ2、ＨｆＣ、ＨｆＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、ＣｒＮ、ＶＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＺｒＣＮ、ＺｒＣＮＯ、ＡｌＮ、ＡｌＣＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＣ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。
【００６６】
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得る機能を発揮するという利点を有し、これを好ましくは本体の全面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。
【００６７】
このような基層１２の厚み（２以上の層として形成される場合は全体の厚み）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。
【００６８】
＜使用状態表示層＞
本発明の使用状態表示層１３は、たとえば図２や図５に示したように、上記逃げ面３上であって、かつ上記刃先稜線４から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ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るとともに、上記すくい面２上であって、かつ上記刃先稜線４から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ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Ｂ１を除く領域Ｂ２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。なお、ここで刃先稜線は、逃げ面上の基層（の表面）とすくい面上の基層（の表面）とが交差する稜（上述のように刃先処理加工がされている場合は仮定的な稜）である。しかし、基層の厚みは、刃先交換型切削チップ全体の厚みに比べて非常に小さくなるため、実質的にこの刃先稜線の位置を特定するに際してこの基層の厚みを考慮するか否かは問題となるものではなく、刃先交換型切削チップの外郭を基準として特定すれば通常は十分である。
【００６９】
本発明者の研究によれば、上記の領域Ａ１および領域Ｂ１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および領域Ｂ１以外の領域Ａ２および領域Ｂ２の全面または部分に使用状態表示層を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、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。
【００７０】
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４．０ｍｍ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、上記距離の下限は、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。なお、上記領域Ａ１と上記領域Ｂ１とを規定する距離（すなわち０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ未満という距離）は、両領域間で同一であっても良いし、異なっていても良い。
【００７１】
このようにして、少なくとも上記領域Ａ２および領域Ｂ２それぞれの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く、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。
【００７２】
このような使用状態表示層１３は、公知の化学的蒸着法、または物理的蒸着法（スパッタリング法を含む）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。
【００７３】
なお、上記において「領域Ａ２の全面または部分」、「領域Ｂ２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および領域Ｂ２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および領域Ｂ２の全面に対して形成される場合だけではなく、それぞれの領域の一部分のみに形成される場合が含まれる。
【００７４】
また、上記０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ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および領域Ｂ１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Ａ１および領域Ｂ１をとること）は困難だからである。ここで該平均値は、該領域Ａ１および領域Ｂ１に含まれる任意の領域をそれぞれ選択し、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。
【００７５】
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および領域Ｂ２）と形成されていない部分（該領域Ａ１および領域Ｂ１）との境界は、当該境界の近傍部を電子顕微鏡および／または金属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。
【００７６】
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（基層中の最外層）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および領域Ｂ２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。
【００７７】
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、結果的に刃先稜線周辺部とそれ以外の領域との間で大きな色コントラストが生じるようにされる。なぜなら刃先稜線周辺部の表面には、上述の通り、耐摩耗層としての基層１２が形成されるからである。
【００７８】
そして、このように使用状態表示層１３が上記領域Ａ１および領域Ｂ１を除く領域Ａ２および領域Ｂ２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。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。
【００７９】
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。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いることが好ましい。
【００８０】
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。
【００８１】
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ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣＮＯ、ＴｉＢ2、ＴｉＢＮ、ＴｉＢＮＯ、ＴｉＣＢＮ、ＺｒＣ、ＺｒＯ2、ＨｆＣ、ＨｆＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、ＣｒＮ、ＶＮ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＣＮ、ＡｌＴｉＣｒＮ、ＴｉＡｌＣＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＣＮ、ＺｒＣＮＯ、ＡｌＮ、ＡｌＣＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＣ、Ｃｒ、Ａｌ等の元素（金属）または化合物により形成することができる。
【００８２】
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、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（使用状態表示層が２層以上で形成される場合は全体の厚み）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。
【００８３】
＜面粗度Ｒａ＞
本発明の上記領域Ａ１および領域Ｂ１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および領域Ｂ１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および領域Ｂ１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。特に、ブラスト法を採用すれば、上述のように同時に圧縮残留応力を付与することができるため好ましい。
【００８４】
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Ａ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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＞Ａ１／Ａ２、０．８＞Ｂ１／Ｂ２、さらに好ましくは０．６＞Ａ１／Ａ２、０．６＞Ｂ１／Ｂ２である。
【００８５】
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、算術平均高さと呼ばれるものである（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）。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。
【００８６】
＜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を少なくとも含む領域と、該本体のすくい面上であって、かつ刃先稜線から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を少なくとも含む領域とに対して、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。そして、この使用状態表示層を除去するステップは、大きな圧縮残留応力を簡便に導入できるという点よりこの使用状態表示層をブラスト法により除去するものとすることが特に好ましい。
【００８７】
このような製造方法を採用することにより、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るとともに、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Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の上記基層上に形成されており、上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１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および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有している刃先交換型切削チップを極めて生産効率良く製造することができる。
【００８８】
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、その後領域Ａ１と領域Ｂ１とを少なくとも含む領域から取り除かれる。これにより、上記領域Ａ１および領域Ｂ１と、それら以外の領域（使用状態表示層が除去されていない領域）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。
【００８９】
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、ブラスト法を採用することができる。ブラスト法を採用することにより、上述の通り、基層１２に対して圧縮残留応力を同時に付与することができるとともに、露出した基層１２の表面を平滑にする効果を得ることができる。
【００９０】
なお、使用状態表示層１３を除去する方法として上記のようなブラスト法を採用せずブラシ法が採用される場合は、上記のように露出している基層１２を構成する少なくとも一層が上記領域Ａ１および上記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有するようにショットピーニング法、バレル法、イオン注入法等を採用してその部分に圧縮残留応力を付与することが必要である。ブラシ法により、圧縮残留応力を付与することはできないからである。
【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および領域Ｂ１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Ａ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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、上記のブラスト法の他、各種の化学的方法、物理的方法または機械的方法を採用することができる。たとえば、ブラスト法とともにブラシ法を併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すくい面２および逃げ面３を有する。特に上記領域Ａ１および領域Ｂ１を除く領域Ａ２および領域Ｂ２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および領域Ｂ２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および領域Ｂ２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および領域Ｂ１は基層１２であるＡｌ2Ｏ3が表面に露出し、刃先交換型切削チップの代表的な色である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周辺部である領域Ａ１および領域Ｂ１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（領域Ａ１および領域Ｂ１を除く領域Ａ２および領域Ｂ２）の使用状態表示層１３が変色して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、１０が上記領域Ａ２および領域Ｂ２の各々に生じる。この変色区域９、１０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、１０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。
【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、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に隣接する区域の使用状態表示層１３が変色し、変色区域１４、１５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、使用状態表示層は上記領域Ａ２および領域Ｂ２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。
【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（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。上記領域Ａ２および領域Ｂ２の全面または部分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、これを上記領域Ａ１および領域Ｂ１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および領域Ｂ２の全面または部分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、使用状態表示層が領域Ａ２および領域Ｂ２の全面または部分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いても、いずれの刃先稜線が使用済かということを極めて容易に識別することができるという優れた機能を有している。
【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、２．０質量％のＴｉＣ、２．０質量％のＴａＣ、１．０質量％のＮｂＣ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１５μｍ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。
【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、０．６μｍのＴｉＮ、４．６μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、２．２μｍのαアルミナ（α−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７．９μｍ）。このコーティング（コーティングＮｏ．１とする）において、０．６μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と４．６μｍのＴｉＣＮと２．２μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）が基層であり、最外層の０．５μｍ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．２〜７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．７のＣｒＮ層を除き、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）。該ＣｒＮ層はイオンプレーティ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（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、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．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）。
【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）。
【０１１２】
（処理方法Ｄ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１、およびすくい面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１を除く領域Ａ２、およびすくい面上であって、かつ刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１およびすくい面上であって、刃先稜線から０．５〜０．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．５〜０．９ｍｍ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り、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線概略断面図（すなわち該鋭角コーナー部を２等分した位置における概略断面図）であるが、この図９に相当する部位（以下、この部位をＲ／２部位という）における上記領域Ａ１の距離は０．６ｍｍであり、領域Ｂ１の距離は０．７ｍｍであった（ただし、図９におけるＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の表示は、後述の処理方法Ｅの場合を表している。また、数値の単位はｍｍである）。なお、このようなＲ／２部位は複数存在するが、その全てのＲ／２部位において上記領域Ａ１および領域Ｂ１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Ｅ、Ｆおよび表面粗度の測定において同様の意味を示す）。
【０１１３】
（処理方法Ｅ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．２〜０．７ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１、およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．２ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．２〜０．７ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１を除く領域Ａ２、およびすくい面上であって、かつ刃先稜線から１．５〜２．２ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．２〜０．７ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．２ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．２〜０．７ｍｍおよび１．５ｍｍ〜２．２ｍｍはいずれも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Ｄ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０．３ｍｍであり、領域Ｂ１の距離は２．０ｍｍであった。
【０１１４】
（処理方法Ｆ）
コーティングに対して、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１、およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１を除く領域Ａ２、およびすくい面上であって、かつ刃先稜線から１．５〜２．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２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、逃げ面上であって、刃先稜線から０．４〜２．８ｍｍの距離をもって広がった領域Ａ１およびすくい面上であって、刃先稜線から１．５〜２．９ｍｍの距離をもって広がった領域Ｂ１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０．４〜２．８ｍｍおよび１．５ｍｍ〜２．９ｍｍはいずれも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Ｄ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１．０ｍｍであり、領域Ｂ１の距離は２．０ｍｍであった。
【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〜表４に記載した４９種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１〜Ｎｏ．４９を製造した。Ｎｏ．４、５、６、１１、１２、１３、１８、１９、２０、２５、２６、２７、３２、３３、３４、３９、４０、４１、４６、４７および４８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．１〜４９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。また、３０分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２〜表４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。
【０１１８】
（旋削切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４１５
切削速度：１１５ｍ／ｍｉｎ
送り：０．１３５ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．２ｍｍ
切削油：無し
切削時間：３０分
【０１１９】
【表２】
【０１２０】
【表３】
【０１２１】
【表４】
【０１２２】
表２〜表４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、ＺｒＮが白金色であり、ＴｉＣＮはピンク色であり、ＣｒＮは銀色である。また、残留応力は、領域Ａ１であって、刃先稜線から０．３ｍｍの距離を有する地点１０点の平均値を上記のｓｉｎ2ψ法により求めた結果を示している。なお、この残留応力の測定は、コーティングＮｏ．１、４、５、６、７についてはα−Ａｌ2Ｏ3層を、コーティングＮｏ．２、３についてはκ−Ａｌ2Ｏ3層をそれぞれ測定した。
【０１２３】
表２〜表４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、４１、４６、４７および４８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。なお、上記領域Ａ１の面粗度ＲａをＡ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍ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＞Ａ１／Ａ２かつ０．８＞Ｂ１／Ｂ２であった（測定方法は後述のＮｏ．５についてのものと同様とした）。
【０１２４】
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、３７、４３および４４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．３、１０、１７、２４、３１、３８および４５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、３７、４３および４４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、４２および４９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。
【０１２５】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．３４と同様の製造方法において、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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．３４−２〜Ｎｏ．３４−７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．３４およびＮｏ．３４−２〜Ｎｏ．３４−７は、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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、上記と同様にして測定した。
【０１２６】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．４０についても、上記領域Ａ１および領域Ｂ１において異なった残留応力を付与した、以下の表５に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．４０−２〜Ｎｏ．４０−７）を得た。
【０１２７】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、上記と同条件による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切削試験を行ない刃先が欠損するまでの衝撃回数を測定した。それらの結果を以下の表５に示す。この衝撃回数が多いもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１２８】
（断続切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４４０（４本溝入り丸棒）
切削速度：１８５ｍ／ｍｉｎ
切込み：１．５ｍｍ
送り：０．３４ｍｍ／ｒｅｖ．
湿式／乾式：湿式
【０１２９】
【表５】
【０１３０】
表５より明らかなように、上記領域Ａ１および領域Ｂ１のいずれか一方または両方において、基層を構成する少なくとも１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および領域Ｂ１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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
一方さらに、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．５と同様の製造方法において、上記領域Ａ１および領域Ｂ１に対してブラストの程度（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）を変えてブラスト法による処理を実施し、上記領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ｂ１および領域Ｂ２の面粗度Ｒａを表６のものとする本発明の刃先交換型切削チップＮｏ．５−２、Ｎｏ．５−３およびＮｏ．５−４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Ｒ／２部位とし、上記領域Ａ１については刃先稜線からの距離が領域Ａ１の距離（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については領域Ａ１と領域Ａ２の境界線から領域Ａ２側に上記領域Ａ１の距離（幅）の１／２に等しくなる距離だけ入った地点とした。同じく、上記領域Ｂ１については刃先稜線からの距離が領域Ｂ１の距離（幅）の１／２となる地点（すなわち領域Ｂ１の中央部）とし、上記領域Ｂ２については領域Ｂ１と領域Ｂ２の境界線から領域Ｂ２側に上記領域Ｂ１の距離（幅）の１／２に等しくなる距離だけ入った地点とした。また、測定距離は１００μｍとした。
【０１３３】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．５、Ｎｏ．５−２、Ｎｏ．５−３およびＮｏ．５−４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６に示す。
【０１３４】
【表６】
【０１３５】
表６より明らかなように、上記領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ｂ１および領域Ｂ２の面粗度ＲａをそれぞれＡ１μｍ、Ａ２μｍ、Ｂ１μｍおよびＢ２μｍとした場合、Ａ１／Ａ２およびＢ１／Ｂ２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。
【０１３６】
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、領域Ａ２、領域Ｂ１および領域Ｂ２の面粗度ＲａをそれぞれＡ１μｍ、Ａ２μｍ、Ｂ１μｍおよびＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２とすることが有効であり、このＡ１／Ａ２およびＢ１／Ｂ２の値をさらに小さくして、０．８＞Ａ１／Ａ２かつ０．８＞Ｂ１／Ｂ２、さらに０．６＞Ａ１／Ａ２かつ０．６＞Ｂ１／Ｂ２とすることがより有効となる。
【０１３７】
なお、コーティングＮｏ．７において、使用状態表示層としてＣｒＮに代えて公知のスパッタリング法を用いて金属Ｃｒまたは金属Ａｌ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．４３〜４９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Ａｌからなる使用状態表示層の色はいずれも銀色である。
【０１３８】
＜実施例２＞
８８質量％のＷＣ、２．０質量％のＴａＣおよび１０．０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ＩＳＯ型番ＳＰＧＮ１２０４０８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、表面に脱β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。
【０１３９】
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、２．０μｍ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０．５μｍ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．８とする）において、０．４μｍのＴｉＮ（本体表面側のもの）と２．０μｍ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０．５μｍのＴｉＮが使用状態表示層（金色）である。
【０１４０】
以下同様にして、このコーティングＮｏ．８に代えて下記の表７に記載したコーティングＮｏ．９〜１３をそれぞれ本体の全面に対して被覆した。
【０１４１】
【表７】
【０１４２】
上記表７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．９〜１０は、コーティングＮｏ．８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．１１〜１３については、公知のＰＶＤ法により形成した。
【０１４３】
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８および表９に記載した４２種類の刃先交換型切削チップＮｏ．５０〜Ｎｏ．９１を製造した。Ｎｏ．５３、５４、５５、６０、６１、６２、６７、６８、６９、７４、７５、７６、８１、８２、８３、８８、８９および９０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。
【０１４４】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．５０〜９１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８および表９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。
【０１４５】
（フライス切削試験の条件）
被削材：ＦＣ２５０
切削速度：１７３ｍ／ｍｉｎ
送り：０．２７５ｍｍ／ｒｅｖ．
切込み：１．２ｍｍ
切削油：無し
切削距離：１０ｍ
なお、この試験はカッターに各刃先交換型切削チップを１枚だけ取り付けることにより行なった。
【０１４６】
【表８】
【０１４７】
【表９】
【０１４８】
表８および表９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、領域Ａ１であって、刃先稜線から０．３ｍｍの距離を有する地点１０点の平均値を上記のｓｉｎ2ψ法により求めた結果を示している。なお、この残留応力の測定は、コーティングＮｏ．８、１１についてはα−Ａｌ2Ｏ3層を、コーティングＮｏ．９、１０、１２についてはκ−Ａｌ2Ｏ3層を、コーティングＮｏ．１３についてはＴｉＡｌＮ層をそれぞれ測定した。
【０１４９】
表８および表９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．５３、５４、５５、６０、６１、６２、６７、６８、６９、７４、７５、７６、８１、８２、８３、８８、８９および９０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Ａ１μｍ、上記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、上記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、上記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍ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＞Ａ１／Ａ２かつ０．８＞Ｂ１／Ｂ２であった（測定方法は実施例１と同様とした）。
【０１５０】
これに対して、刃先交換型切削チップＮｏ．５０、５１、５７、５８、６４、６５、７１、７２、７８、７９、８５および８６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．５２、５９、６６、７３、８０および８７は、上記刃先交換型切削チップＮｏ．５０、５１、５７、５８、６４、６５、７１、７２、７８、７９、８５および８６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．５６、６３、７０、７７、８４および９１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。
【０１５１】
一方、上記で製造した刃先交換型切削チップＮｏ．５３と同様の製造方法において、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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．５３−２〜Ｎｏ．５３−８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．５３およびＮｏ．５３−２〜Ｎｏ．５３−８は、上記領域Ａ１および領域Ｂ１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、上記と同様にして測定した。
【０１５２】
また同様にして、刃先交換型切削チップＮｏ．７５についても、上記領域Ａ１および領域Ｂ１において異なった残留応力を付与した、以下の表１０に示す刃先交換型切削チップ（Ｎｏ．７５−２、Ｎｏ．７５−３）を得た。
【０１５３】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、上記と同条件によるフライス切削試験を行ない逃げ面摩耗量を測定するとともに、以下の条件による靭性切削試験を行ない逃げ面摩耗量を測定した。それらの結果を以下の表１０に示す。靭性切削試験における逃げ面摩耗量が少ないもの程、靭性（耐欠損性）に優れていることを示している。
【０１５４】
（靭性切削試験の条件）
被削材：ＳＣＭ４３５（スリット入り）
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
切込み：１．５ｍｍ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：無し
切削時間：５分（Ｎｏ．５３およびＮｏ．５３−２〜Ｎｏ．５３−８）
１０分（Ｎｏ．７５およびＮｏ．７５−２〜Ｎｏ．７５−３）
【０１５５】
【表１０】
【０１５６】
表１０より明らかなように、上記領域Ａ１および領域Ｂ１のいずれか一方または両方において、基層を構成する少なくとも１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および領域Ｂ１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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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が、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１５９】
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】
【０１６０】
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、９，１０，１４，１５ 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）とは刃先稜線（４）を挟んで繋がり、
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、前記逃げ面（３）上であって、かつ前記刃先稜線（４）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前記基層（１２）上に形成されるとともに、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４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の前記基層（１２）上に形成されており、
前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１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基層（１２）を構成する少なくとも一層は、前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることを特徴とする刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項２】
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１記載の刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項３】
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４】
前記Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１において表面に露出しており、前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１のいずれか一方または両方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３記載の刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項５】
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４記載の刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項６】
前記基層（１２）は、化学的蒸着法により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）。
【請求項７】
前記基層（１２）は、物理的蒸着法により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）。
【請求項８】
前記領域Ａ１の面粗度ＲａをＡ１μｍ、前記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、前記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、前記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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９】
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１０】
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１１】
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１２】
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、または窒化硅素焼結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１３】
前記刃先交換型切削チップ（１）は、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用のいずれかのもの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１４】
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）から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ａ１を少なくとも含む領域と、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４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を少なくとも含む領域とに対して、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１５】
前記使用状態表示層（１３）を除去するステップは、前記使用状態表示層（１３）をブラスト法により除去することを特徴とする請求項１４記載の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）とは刃先稜線（４）を挟んで繋がり、
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、前記逃げ面（３）上であって、かつ前記刃先稜線（４）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前記基層（１２）上に形成されるとともに、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４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を除く領域Ｂ２の全面または部分の前記基層（１２）上に形成されており、
前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１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基層（１２）を構成する少なくとも一層は、前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１のいずれか一方または両方において圧縮残留応力を有していることを特徴とする刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項２】
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１記載の刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項３】
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４】
前記Ａｌ2Ｏ3層またはＡｌ2Ｏ3を含む層は、前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１において表面に露出しており、前記領域Ａ１および前記領域Ｂ１のいずれか一方または両方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３記載の刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項５】
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４記載の刃先交換型切削チップ（１）。
【請求項６】
前記基層（１２）は、化学的蒸着法により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）。
【請求項７】
前記基層（１２）は、物理的蒸着法により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）。
【請求項８】
前記領域Ａ１の面粗度ＲａをＡ１μｍ、前記領域Ａ２の面粗度ＲａをＡ２μｍ、前記領域Ｂ１の面粗度ＲａをＢ１μｍ、前記領域Ｂ２の面粗度ＲａをＢ２μｍとした場合、１．０＞Ａ１／Ａ２かつ１．０＞Ｂ１／Ｂ２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９】
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１０】
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１１】
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１２】
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、または窒化硅素焼結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１３】
前記刃先交換型切削チップ（１）は、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用、またはクランクシャフトのピンミーリング加工用のいずれかのもの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１４】
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）から０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ａ１を少なくとも含む領域と、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４．０ｍｍ未満の距離をもって広がった領域Ｂ１を少なくとも含む領域とに対して、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１５】
前記使用状態表示層（１３）を除去するステップは、前記使用状態表示層（１３）をブラスト法により除去することを特徴とする請求項１４記載の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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８９５０５（Ｐ２０１１−１８９５０５Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８４０９（Ｐ２０１１−１３８４０９）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【分割の表示】特願２００７−５１０４１５（Ｐ２００７−５１０４１５）の分割
【原出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【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２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【分割の表示】特願２００７−５１０４１５（Ｐ２００７−５１０４１５）の分割
【原出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【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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