刃先交換型切削チップ
【課題】本発明の目的は、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、かつ表面層の剥離を高度に防止した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は、基材と被覆層とを有し、該被覆層は、内層と外層とを含み、該内層の各層は、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種の元素を含む特定の層で形成され、かつ該各層のうち該外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、該外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、かつ切削に関与する部位において、逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする。
【解決手段】本発明の刃先交換型切削チップは、基材と被覆層とを有し、該被覆層は、内層と外層とを含み、該内層の各層は、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種の元素を含む特定の層で形成され、かつ該各層のうち該外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、該外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、かつ切削に関与する部位において、逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刃先交換型切削チップ（スローアウェイチップと呼ぶこともある）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、着脱自在に工具に取り付けて被削材を切削加工する刃先交換型切削チップが知られている。このような刃先交換型切削チップは、耐摩耗性や靭性を向上させることを目的として、超硬合金やサーメットからなる基材上にセラミックス等の硬質被膜を形成する構成のものが多数提案されている。
【０００３】
そして、このような構成の刃先交換型切削チップにおいては、硬質被膜の組成を変更したり、硬質被膜の厚みを逃げ面上とすくい面上とで変更させたりすることにより諸特性を向上させる試みが種々なされている（特許文献１〜４）。
【０００４】
しかし、昨今のように高速切削や精密切削、並びに難削材に対する高効率切削等が要求される中、このような各種切削に必要とされる耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、かつ表面層の剥離を高度に防止した刃先交換型切削チップは未だ開発されていない現状にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４７４０３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２２２６３号公報
【特許文献３】特開２００４−１２２２６４号公報
【特許文献４】特開２００４−２１６４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、かつ表面層の剥離を高度に防止した刃先交換型切削チップを提供することにある。特に、靭性と逃げ面側の耐摩耗性との両立が要求されるねずみ鋳鉄の高速切削や難削材切削に有効な刃先交換型切削チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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の周辺部が被削材５に接し、逃げ面３が被削材５と対面するのに対してそのすくい面２が切り屑６側に位置する切削状況において、被覆層の厚みが薄くなる程靭性の向上には有利となること、および逆に耐摩耗性を向上させるためには被覆層の厚みを厚くする方が有利となること、という相反する特性が要求されることが明らかとなった。さらに、被覆層の表面層としてアルミナを含む層を使用すると被削材の溶着を防止できるという有利な効果が得られる反面、該層はその直下に存在する下層との関係で容易に剥離するという問題を有することが明らかとなった。そして、さらに研究を進めたところ、ねずみ鋳鉄の高速切削や難削材切削においては逃げ面の耐摩耗性を向上させることが特に有利となること、およびアルミナを含む層の下層として特定の組成を有する層を形成させると耐剥離性が特段に向上することが明らかとなった。本発明は、これらの知見に基づきさらに研究を重ねることによりついに完成させるに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、該基材は、少なくとも１つの逃げ面と少なくとも１つのすくい面とを有し、該逃げ面と該すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、上記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、この内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち上記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、上記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、この外層は、切削に関与する部位において、上記逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、上記すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。
【０００９】
また、本発明は、基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、該基材は、少なくとも２つの逃げ面と、少なくとも１つのすくい面と、少なくとも１つのコーナーとを有し、該逃げ面と該すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、上記コーナーは、２つの上記逃げ面と１つの上記すくい面とが交差する交点であり、上記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、この内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち上記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、上記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、切削に関与する上記コーナーを通り、そのコーナーを構成する２つの上記逃げ面がなす角度を上記すくい面上において２等分し、かつ上記すくい面から上記２つの逃げ面が交差する稜へと繋がる直線上において、この外層は、上記コーナーから上記逃げ面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＡμｍ、上記コーナーから上記すくい面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。
【００１０】
ここで、上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物は、ＴｉＢXＮY（ただし式中、Ｘ、Ｙはそれぞれ原子％であって、０．００１＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０４である）で表される硼窒化チタンであることが好ましく、またＴｉＢXＮYＯZ（ただし式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ原子％であって、０．０００５＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０４であり、かつ０＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．５である）で表される硼窒酸化チタンであることが好ましい。
【００１１】
また、上記外層は、切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていないことが好ましく、上記被覆層は、０．０５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有することが好ましい。
【００１２】
また、上記基材は、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ができる。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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から、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、かつ表面層の剥離を高度に防止することに成功したものであり、特に、靭性と逃げ面側の耐摩耗性との両立が要求されるねずみ鋳鉄の高速切削や難削材の切削に極めて有効な性能を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】本発明の刃先交換型切削チップの一例を示す概略斜視図である。
【図３】チップブレーカを有さないネガティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図４】チップブレーカを有するネガティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図５】チップブレーカを有さないポジティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図６】チップブレーカを有するポジティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図７】切れ刃長さを表わした刃先交換型切削チップの模式図である。
【図８】図７におけるαの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の模式図である。
【図９】図７におけるαの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の別の模式図である。
【図１０】２つの逃げ面がなす角度を２等分する直線Ｌを表した刃先交換型切削チップの平面図である。
【図１１】図１０の直線Ｌにおける概略断面図である。
【図１２】基材の刃先処理部の一例を示した概略断面図である。
【図１３】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１４】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１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線の概略断面図である。
【図１６】刃先交換型切削チップの異なるコーナー部の１つを示す概略平面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、被覆層の膜厚と基材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。
【００１７】
＜刃先交換型切削チップ＞
本発明の刃先交換型切削チップは、基材と、該基材上に形成された被覆層とを有するものである。そして、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。
【００１８】
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り、またチップブレーカが形成されているものおよびそれが形成されていないものの両者いずれに対しても有効である。
【００１９】
＜基材＞
本発明の基材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。
【００２０】
また、これらの基材は、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。
【００２１】
また、基材の形状は、このような刃先交換型切削チップの基材の形状として知られる従来公知のものを特に限定なく採用することができる。たとえば、基材表面（上面）に平行な断面形状で表せば、菱形、正方形、三角形、円形、楕円形等の形状のものが含まれる。
【００２２】
そして、このような基材８は、たとえば図２に示すように少なくとも１つの逃げ面３と少なくとも１つのすくい面２とを有する構造を備えたものであり、この逃げ面３とすくい面２とは刃先稜線４を挟んで繋がり、この刃先稜線４が被削材に対する切削作用の中心的作用点となる。より好ましくは、このような基材８は、少なくとも２つの逃げ面３と、少なくとも１つのすくい面２と、少なくとも１つのコーナー９とを有する構造を備えたものであり、このコーナー９は２つの逃げ面３と１つのすくい面２とが交差する交点であり、切削作用の最も中心的作用点となる場合が多い。
【００２３】
なお、本願で用いる逃げ面、すくい面、刃先稜線およびコーナー等という表現は、基材の表面部だけではなく刃先交換型切削チップ１の最表面部に位置する部分や面とともに、後述する内層や外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。
【００２４】
また、上記刃先稜線４は図２で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。また、このような刃先稜線やコーナー、あるいはその他の稜に対しては、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り、コーナーが明瞭な交点を形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ない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や交点を仮定的な稜や交点と定め、その仮定的に定められた稜を刃先稜線とし、仮定的に定められた交点をコーナーとするものとする。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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点という表現およびその交点がコーナーとなるという表現は、いずれもそのコーナー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。
【００２５】
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、必要に応じて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、必要に応じて（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。
【００２６】
なお、本発明の基材には、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。
【００２７】
＜被覆層＞
本発明の被覆層１１は、たとえば図３〜図６に示したように上記基材８上に形成されるものであって、１以上の層からなる内層１２（図面では便宜的に１の層として表されている）とその内層１２上に形成された外層１３とを含むものである。以下、内層１２と外層１３とに分けて説明する。
【００２８】
なお、図３および図４は、ネガティブタイプ（すくい面２と逃げ面３とが９０°以上の角度をなして交差するもの）の刃先交換型切削チップ１の断面を模式的に表した概略断面図であり、図３はチップブレーカを有さず、図４はチップブレーカを有するものである。図５および図６は、ポジティブタイプ（すくい面２と逃げ面３とが鋭角をなして交差するもの）の刃先交換型切削チップ１の断面を模式的に表した概略断面図であり、図５はチップブレーカを有さず、図６はチップブレーカを有するものである。
【００２９】
また、被覆層の厚み（内層と外層とからなる全体の厚み）は、０．０５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。その厚みが０．０５μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されないためである。一方、３０μｍを超えてもそれ以上の諸特性の向上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３０μｍ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。
【００３０】
＜内層＞
本発明の内層は、上記基材と後述の外層との間に１以上の層として形成されるものであり、刃先交換型切削チップの耐摩耗性や靭性等の諸特性を向上させる作用を有するものである。通常、この内層は、基材の全面を覆うようにして形成されていることが好ましい。
【００３１】
そしてこの内層を形成する各層は、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って形成することができる。なお、これらの化合物の組成比（原子比）は、従来公知のように前者の元素と後者の元素との原子比が必ずしも１：１に限定されるわけではなく、前者の元素１に対して、後者の元素を０．５〜１程度とすることができる（たとえばＴｉaＮbとした場合であってａ＋ｂ＝１００原子％とする場合、ｂは３５〜５０原子％程度となる）。また、後者の元素が複数の元素で構成される場合は、各元素の原子比は必ずしも等比に限定されるわけではなく、従来公知の原子比を任意に選択することができる。したがって、以下の実施例等において当該化合物を表す場合において特に断りのない場合は、その化合物を構成する原子比は従来公知の原子比を任意に選択することができるものとする。
【００３２】
このような化合物をより具体的に挙げると、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。
【００３３】
そして、このような内層を形成する各層のうち、後述の外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成されることが必要である。これにより、後述の外層、すなわちアルミナ層またはアルミナを含む層が剥離することを極めて有効に防止することができるという極めて有利な効果が示される。これは、恐らく上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物からなる層と、アルミナ層またはアルミナを含む層との間で極めて高い密着性が得られるためであると考えられる。
【００３４】
従来、このようなアルミナ層またはアルミナを含む層の下層としてはＴｉＣＮ層を形成することが知られていたが、本発明者の研究により、アルミナ層またはアルミナを含む層が剥離するのはこのＴｉＣＮ層との密着性不良によることが主な原因であることが明らかとなり、上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物からなる層を採用したことにより、正しくこのＴｉＣＮ層が有していた密着性不良の問題を一掃したものである。したがって、上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物には、ＴｉＣＮは含まれない。
【００３５】
このようなＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物としては、ＴｉＮ、ＴｉＢＮ、ＴｉＣＢＮ、ＴｉＢＮＯ、ＴｉＣＮＯ等を挙げることができる。なお、これらの化合物は、非化学量論域の組成を有することができる。
【００３６】
そして特に、この化合物としては、ＴｉＢXＮY（ただし式中、Ｘ、Ｙはそれぞれ原子％であって、０．００１＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０４である）で表される硼窒化チタン、またはＴｉＢXＮYＯZ（ただし式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ原子％であって、０．０００５＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０４であり、かつ０＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．５である）で表される硼窒酸化チタンであることが好ましい。これらの化合物を使用すれば、アルミナ層またはアルミナを含む層との間で特に優れた密着性が得られるからである。
【００３７】
上記ＴｉＢXＮYにおいて、Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）が０．００１以下になると、外層に対して優れた密着性を示さない場合があり、逆に０．０４以上になると、被削材との反応性が高くなりこの層が表面に露出した場合に被削材と反応して、その溶着物が刃先に強固に付着し被削材の外観を害する場合がある。Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）は、より好ましくは０．００３＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０２である。なお、上記式においてＴｉとＢＮの合計との原子比は、既に説明したように１:１である必要はない。
【００３８】
また、上記ＴｉＢXＮYＯZにおいて、Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）が０．０００５以下になると、外層に対して優れた密着性を示さない場合があり、逆に０．０４以上になると、被削材との反応性が高くなりこの層が表面に露出した場合に被削材と反応して、その溶着物が刃先に強固に付着し被削材の外観を害する場合がある。Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）は、より好ましくは０．００３＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０２である。また、Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）が０．５以上になると、膜の硬度は高くなるものの靭性が低下し耐欠損性が低くなってしまう場合がある。Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）は、より好ましくは０．０００５＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．３である。なお、上記式においてＴｉとＢＮＯの合計との原子比は１:１である必要はない。
【００３９】
このような内層は、公知の化学的蒸着法（ＣＶＤ法）、物理的蒸着法（ＰＶＤ法、スパッタリング法等を含む）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。たとえば、刃先交換型切削チップがドリル加工用やエンドミル加工用として用いられる場合、内層は抗折力を低下させることなく形成できるＰＶＤ法により形成することが好ましい。また、内層の膜厚の制御は、成膜時間により調整を行なうと良い。
【００４０】
また、公知のＣＶＤ法を用いて内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含むことが好ましい。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）層を含むことが最適である。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基材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、基材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。
【００４１】
このような内層の厚み（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３０μｍ以下であることが好ましい。厚みが０．０５μｍ未満では耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されず、逆に３０μｍを超えてもそれ以上の諸特性の向上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３０μｍ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。
【００４２】
＜外層＞
本発明の外層は、上記の内層上に１以上の層として形成されるものであって、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成される。そして、該外層の厚みは、切削に関与する部位において、上記逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、上記すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とするものである。このように外層（最表層）をアルミナ層またはアルミナを含む層により形成し、かつその厚みを切削に関与する部位において逃げ面に比しすくい面側である規定値以上に薄くすることにより、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、特に靭性と逃げ面側の耐摩耗性との両立に成功したものである。
【００４３】
なお、ここでいうアルミナ（酸化アルミニウム、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。またアルミナを含むとは、その層の一部として少なくともアルミナを含んでいること（５０質量％以上含まれていればアルミナを含むものとみなす）を意味し、その残部は前述の内層を形成する化合物や、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。
【００４４】
また、このようなアルミナ層またはアルミナを含む層は、圧縮応力を有していることが好ましく、これにより靭性を効果的に向上させることができる。この場合、すくい面の圧縮応力を逃げ面の圧縮応力よりも大きくすることにより、靭性をさらに向上させることができるため好ましい。
【００４５】
そして、特に好ましくは、アルミナ層またはアルミナを含む層は、すくい面の切削に関与する部位において圧縮応力を有していることが好適である。最も直接的に靭性の向上に寄与することができるからである。
【００４６】
なお、導入する圧縮応力の制御は、内層上に一旦外層を均一な厚みで形成した後に、ブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を外層に対して施すことにより調整することが好ましい。このように圧縮応力を制御する方法としては、一旦外層を均一な厚みで形成した後にブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を施す方法を採用することが有効である。なお、ブラスト処理を行なう場合は、すくい面に対してほぼ垂直方向からスラリーを照射することにより、効果的にすくい面上の外層の厚みを薄くし、表面粗さを平滑化することができるため好ましい。しかし、すくい面に対して所定の角度を有する方向からスラリーを照射することにより複数の面を同時に処理することもできる。加えて、これらの処理を行なうことにより、被覆層の少なくとも１層に対して圧縮応力を発生させ、以って刃先強度を向上させることができるというメリットが享受される。
【００４７】
ここで、圧縮応力とは、このような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、圧縮応力と引張応力との両者を含むものとする。
【００４８】
そして、このような圧縮応力は、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。
【００４９】
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被覆層中の圧縮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、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】
本発明は、切削に関与する部位において、上記の如く外層の厚みを逃げ面側に比しすくい面側において薄く制御することにより、特に逃げ面側の耐摩耗性を維持しつつチップ全体の靭性を飛躍的に向上させることに成功したものである。すなわち、耐摩耗性の向上は被覆層の厚みを厚くすることにより達成されることから、とりわけ逃げ面側においてその効果が顕著に発揮される構成とした。また、靭性の向上は被覆層の厚みを薄くすることにより達成されるが、特に靭性が必要とされるすくい面側においてその効果が顕著に発揮される構成とした。そして、これら両構成を組み合せることにより、靭性の向上と耐摩耗性の向上という相反する特性の両立に成功したものである。
【００５４】
ここで、切削に関与する部位とは、刃先交換型切削チップの形状、被削材の種類や大きさ、切削加工の態様等により異なるものであるが、通常被削材が接触する（または最接近する）刃先稜線から逃げ面側およびすくい面側にそれぞれ３ｍｍの幅を有して広がった領域を意味するものとする。
【００５５】
また、上記逃げ面側における平均厚みＡμｍおよび上記すくい面側における平均厚みＢμｍとは、それぞれ上記領域内において互いに異なる１０点の測定ポイントにおける厚みの平均値を意味するものとする。なお、厚みの測定方法としては、上記と同様の測定方法を採用することができ、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。
【００５６】
上記Ｂ／Ａ値は、より好ましくはＢ／Ａ≦０．７、さらに好ましくはＢ／Ａ≦０．５である。Ｂ／Ａ値が０．９を超えると、耐摩耗性と靭性とを両立させる作用、特に耐摩耗性を向上させる作用を示さなくなる。この点、Ｂ／Ａ値が１以下となっても０．９を超えると耐摩耗性と靭性とを両立させる作用を示さなくなる。また、Ｂ／Ａ値の下限は０．３以上とすることが好ましい。これは０．３未満になるとすくい面側の外層の厚みが薄くなりすぎ、すくい面側における耐摩耗性に問題を有することになる。
【００５７】
なお、外層に対する上記のような厚みの制御は、内層上に一旦外層を均一で比較的厚い厚みで形成した後に、ブラスト処理、ブラシ処理、バレル処理等を外層に対して施すことによりその厚みを調整することが好ましい。このように外層の厚みを制御する方法としては、他の方法としてたとえば外層を形成する場合に直接的に制御して形成する方法も採用し得るが、厚みの薄い外層をある領域の全体に亘って均一な厚みで直接的に形成することは困難なため、上述のように一旦外層を均一で比較的厚い厚みで形成した後にブラスト処理やブラシ処理を施す方法を採用することが特に有効である。なお、ブラスト処理を行なう場合は、すくい面に対してほぼ垂直方向からブラストを照射することにより、効果的にすくい面上の外層の厚みを薄くすることができるため好ましい。しかし、すくい面に対して所定の角度を有する方向からブラストを照射することにより複数の面を同時に処理することもできる。
【００５８】
さらに、このような外層は、特に図１０および図１１に示したように切削に関与するコーナー９（図面のように刃先処理されている場合は仮定的なコーナー）を通り、そのコーナー９を構成する２つの逃げ面がなす角度をすくい面上において２等分し、かつすくい面２から上記２つの逃げ面３が交差する稜へと繋がる直線Ｌ（図１０ではこの直線Ｌはすくい面２上のみに表されているが２つの逃げ面が交差する稜（図面のように刃先処理されている場合はアールの中間に位置する部分を仮定的な稜とする）にも繋がる）上において、そのコーナー９から逃げ面３側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｃにおける平均厚みをＡμｍ、コーナー９からすくい面２側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｄにおける平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることが特に好ましい。このように規定することにより、耐摩耗性と靭性との両立をさらに効果的に達成させることが可能となり、特に、靭性と逃げ面側での耐摩耗性との両立に極めて有効となる。
【００５９】
ここで、切削に関与するコーナーとは、実際に被削材が接触する（または最接近する）コーナーを含むとともに、コーナー近傍の刃先稜線に被削材が接触し、該コーナーもその切削に実質的に関与するような場合（たとえば温度が上昇するような場合）を含むものである。しかし、単に切削加工時の被削材の切り屑が飛散して接触するようなコーナーは含まれない。
【００６０】
また、コーナーおよび稜が刃先処理されている場合は、２つの逃げ面が交差する稜とは、２つの逃げ面を繋げるアール部の中間を通る直線を仮定的な稜とし、この仮定的な稜と仮定的なコーナーとを結ぶ直線をいうものとする（図１０および図１１参照）。
【００６１】
また、上記線分区域ｃおよびｄを、上記のように各々０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲と規定したのは、切削され極めて高温となった被削材の切り屑がこの規定範囲内の領域に接触する確率が高く、このため耐摩耗性および靭性等の特性に最も大きな影響を与えるものと推測されるためである。
【００６２】
また、上記Ｂ／Ａ値は、より好ましくはＢ／Ａ≦０．７、さらに好ましくはＢ／Ａ≦０．５である。Ｂ／Ａ値が０．９を超えると、上記同様耐摩耗性と靭性との両立を達成させることができなくなる。この点、Ｂ／Ａ値が１以下となっても０．９を超えると耐摩耗性と靭性との両立を達成させることができなくなるものであるが、これは前記と同様の理由によるものと考えられる。また、Ｂ／Ａ値の下限は０．３以上とすることが好ましい。これは０．３未満になるとすくい面側の外層の厚みが薄くなりすぎ、すくい面側での耐摩耗性が問題となるからである。
【００６３】
なお、ここでいう平均厚みＡμｍおよびＢμｍとは、それぞれ上記線分区域ｃ、ｄにおいて互いに異なる１０点の測定ポイントにおける厚みの平均値を意味するものとし、厚みの測定方法としては、上記と同様の測定方法を採用することができる。また、刃先交換型切削チップに複数のコーナーが存在する場合は、切削に関与する可能性のある全てのコーナーについて上記のＢ／Ａ値の関係が成立する必要がある。
【００６４】
このような外層は、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。
【００６５】
本発明の外層は、後述のように切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていない（すなわち内層が表面に露出する）部分を除き刃先交換型切削チップの最外層となるものであって、上述の通り耐摩耗性と靭性とを両立させる作用を奏するものである。なお、このような優れた作用を阻害しない範囲内で外層の表面にさらに別の層を形成しても差し支えない。このような層としては、たとえばＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＺｒＮ、Ｃｒ、Ａｌ、ＣｒＮ、ＡｌＮ、ＶＮ等を挙げることができる。しかし、これらの層は切削に関与する部位から除去されていることが必要であり、その部位においてはアルミナ層またはアルミナを含む層が表面層を構成していることが必要である。
【００６６】
このような外層の厚み（外層が２層以上積層されて形成される場合は全体の厚み）は、０．０５μｍ以上１５μｍ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ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る。また、１５μｍを超えても機能に大差なく、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、上記と同様の測定方法を採用することができる。
【００６７】
一方、このような外層は、図７〜図９に表したように切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていないことが好ましい。このようにアルミナ層またはアルミナを含む層である外層を上記のような特定の部位で設けないことにより、さらに良好な耐溶着性が得られるという優れた効果が奏される。
【００６８】
ここで、切削に関与する刃先稜線部とは、実際に被削材が接触する（または最接近する）刃先稜線部を含むとともに、刃先稜線部近傍に被削材が接触し、該刃先稜線部もその切削に実質的に関与するような場合（たとえば温度が上昇するような場合）を含むものである。しかし、単に切削加工時の被削材の切り屑が飛散して接触するような刃先稜線部は含まれない。
【００６９】
また、刃先稜線部とは、図８や図９における領域ａによって示されるような領域であり、より具体的には刃先稜線（前述のような刃先処理加工がなされている場合には仮定的な稜をいう）から逃げ面側およびすくい面側にそれぞれ２０００μｍ以下の幅を有して広がった領域をいう。当然この領域は、コーナーを含み得るものであるとともに、切削に関与する部位の一部となり得るものである。
【００７０】
なお、外層が形成されていないとする判断は、切削に関与する刃先稜線部における切れ刃長さの１０％以上の領域で形成されていなければ、外層が形成されていないとみなすものとし、上記のような優れた効果が示される。そして、その形成されていない領域は好ましくは５０％以上、より好ましくは１００％（すなわちその領域の全部）であり、その領域が広がるにつれ効果はより優れたものとなる。ここで、上記切れ刃長さとは、切削に関与する刃先稜線部の刃先稜線に平行な方向の長さをいう。
【００７１】
そして、外層が形成されていないとする判断のより具体的な方法は、走査電子顕微鏡で刃先交換型切削チップを観察して刃先稜線部の外層の存在状態を確認できる写真撮影を行なうことにより実行され、その写真上で切れ刃長さに相当する刃先稜線に平行な任意の線を引き、その線上で外層が存在しない領域をパーセンテージで表わしたものとする。
【００７２】
図７〜９は、上記の方法をより具体的に図示したもの（走査電子顕微鏡写真を模式化した図）である。すなわち、図７におけるαの範囲が切れ刃長さを表わしている。図８および図９は、αの範囲の拡大図であり、図８が切削に関与する刃先稜線部の全部において外層が形成されていない場合であり、図９が切削に関与する刃先稜線部の一部において外層が形成されていない場合である。
【００７３】
そして、図８および図９において、刃先稜線と平行な線ｂを引き、この線ｂ上で外層が形成されていない部分の長さを測定する。図８では、線ｂ上に外層が全く存在せず、したがって外層が形成されていない範囲が１００％（全部）となる。一方、図９の場合、線ｂ上に外層が形成されていない部分（ｂ１、ｂ３、ｂ５）が存在し、（ｂ１＋ｂ３＋ｂ５）／（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４＋ｂ５）で計算されるパーセンテージが外層が形成されていない範囲の比率となる。なお、上記線ｂは、刃先稜線部の中央を通る線を選択するものとする。
【００７４】
なお、外層が形成されていない範囲には、内層が表面に露出することとなるが、かかる内層の露出部は内層の最上層によって構成されていても良いし、あるいはさらにその下層の内層が略同心状に現れるような構成であってもよい。
【００７５】
また、このように外層が形成されていない領域を形成する方法は、従来公知の種々の方法を採用することができ、その方法は何等限定されるものではない。たとえば、内層上に外層を形成した後に、外層を形成しない所定領域の外層に対してブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を施すことによって該外層を除去することにより形成させることができる。しかし、このような方法のみに限られるものではない。
【実施例】
【００７６】
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。
【００７７】
＜実施例１＞
１．７質量％のＴｉＣ、１．０質量％のＴａＣ、１．１質量％のＮｂＣ、６．０質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４３０℃、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ＣＮＭＡ１２０４０８（ＪＩＳ Ｂ ４１２０：１９９８）の形状の超硬合金製チップを作製し、これを基材とした。この基材は、表面に脱β層を有さず、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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計８つ存在した（ただし、ここで用いたチップは、その形状から、上面または下面から観察した場合に８０°の頂角をなすコーナーを切削用途に用いることが多く、この場合コーナー数は４と考えることができる）。
【００７８】
この基材の全面に対して、下層から順に下記の層を被覆層として公知の熱ＣＶＤ法により形成した。すなわち、基材の表面側から順に、０．３μｍのＴｉＮ、６．５μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、１．１μｍのＴｉＣＮ（ＨＴ−ＣＶＤ法により形成）および０．３μｍのＴｉＢＮ（ＴｉＢXＮY：Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＝０．０１９）をそれぞれ内層として形成し、これらの内層の最上層であるＴｉＢＮ層上にこれと接するように外層として３．７μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）を形成し、さらにその上に０.６μｍのＴｉＮを形成した（以上の被覆層を被覆層Ｎｏ．１とする）。
【００７９】
以下同様にして、この被覆層Ｎｏ．１に代えて下記の表１に記載した被覆層Ｎｏ．２〜７をそれぞれ基材の全面に対して被覆した。
【００８０】
【表１】
【００８１】
上記表１において、内層は左側のものから順に基材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）。
【００８２】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、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）、ブラシ法（ダイヤモンドブラシ使用）、またはバレル法を用いて次の８種類の処理方法Ａ〜Ｈを各々実施した。
【００８３】
（処理方法Ａ）
被覆層に対してブラスト法およびブラシ法による処理を全く行なわなかった。
【００８４】
（処理方法Ｂ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラシ法による処理を行なった。
【００８５】
（処理方法Ｃ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラスト法による処理を行なった。
【００８６】
（処理方法Ｄ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラシ法による処理を行なった後、さらにブラスト法による処理を行なった。
【００８７】
（処理方法Ｅ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラスト法による処理を行なった後、さらにブラシ法による処理を行なった。
【００８８】
（処理方法Ｆ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラシ法による処理を行なった後、さらにバレル法による処理を行なった。
【００８９】
（処理方法Ｇ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラスト法による処理を行なった後、さらにバレル法による処理を行なった。
【００９０】
（処理方法Ｈ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにバレル法による処理を行なった後、さらにブラスト法による処理を行なった。
【００９１】
なお、表２〜表３における外層の厚みは、前述の図１１に示したように切削に関与するコーナー（すなわち以下の切削試験を実施したコーナー）を通り、そのコーナーを構成する２つの逃げ面がなす角度をすくい面上において２等分し、かつすくい面から２つの逃げ面が交差する稜へと繋がる直線上において、そのコーナーから逃げ面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｃにおける平均厚みをＡμｍ、そのコーナーからすくい面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｄにおける平均厚みをＢμｍとし、Ｂ／Ａ値を求めた。
【００９２】
ただし、被覆層Ｎｏ．１を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.１とチップＮｏ.１４を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.１とチップＮｏ.１４は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【００９３】
また、表２〜表３において、除去率とは、切削に関与する刃先稜線部（切れ刃長さを５０μｍとし、図９のように領域ａの中央部に線ｂを引くものとする）において、前述の方法により求めた外層が形成されていないパーセンテージを示している。この外層を形成しない領域は、上記の処理方法によりその部分の外層を除去することにより形成した。
【００９４】
このようにして、以下の表２〜表３に記載した３２種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１〜Ｎｏ．３２を製造した。表中に「※」の記号を付したもの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。
【００９５】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１〜３２について、下記条件で旋削切削試験を行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と欠損率を測定する（耐摩耗性試験により逃げ面摩耗量を測定し、靭性試験により欠損率を測定した）とともに、耐摩耗性試験において１分切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表２〜表３に示す。なお、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、欠損率は、小さい数値のもの程、靭性に優れていることを示している。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。
【００９６】
＜旋削切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：ＦＣ２５０丸棒
切削速度：３６０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：１５分
（靭性試験）
被削材：ＦＣ２００角棒
切削速度：１３０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．４５ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：５分
評価：２０切れ刃を５分間切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【００９７】
【表２】
【００９８】
【表３】
【００９９】
表２〜表３より明らかなように、上記の外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１００】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。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、以下の実施例で述べる通り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。
【０１０１】
＜実施例２＞
０．８質量％のＴａＣ、５．０質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４５０℃、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ＣＮＭＮ１２０４０８Ｎ−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、これを基材とした。この基材は、チップブレーカを有さないとともに表面に脱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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計８つ存在した（ただし、ここで用いたチップは、その形状から、上面または下面から観察した場合に８０°の頂角をなすコーナーを切削用途に用いることが多く、この場合コーナー数は４と考えることができる）。
【０１０２】
続いて以下の表４に記載したように、この基材の全面に対して実施例１と同様の被覆層を各々形成した（すなわち、表４における被覆層Ｎｏ．は実施例１の被覆層Ｎｏ．を示す）。
【０１０３】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、実施例１と同じ処理方法を各々実施した。なお、表４における外層の厚み、Ｂ／Ａ値および除去率は実施例１と同様にして求めたものである。また、被覆層Ｎｏ．１を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.３３を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.３３は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【０１０４】
このようにして、表４に記載した２０種類の刃先交換型切削チップＮｏ．３３〜Ｎｏ．５２を製造した。表中に「※」の記号を付したもの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。
【０１０５】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．３３〜５２について、下記条件で旋削切削試験を行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と欠損率を測定するとともに、耐摩耗性試験において１０分切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表４に示す。
【０１０６】
＜旋削切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：インコネル７１８
切削速度：４０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：１．０ｍｍ
切削油：有り
切削時間：５分
（靭性試験）
被削材：ＦＣ２５０角棒
切削速度：１４０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．５ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：５分
評価：２０切れ刃を５分間切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【０１０７】
【表４】
【０１０８】
表４より明らかなように、外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１０９】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。
【０１１０】
＜実施例３＞
１．３質量％のＴａＣ、１０．５質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４００℃、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、これを基材とした。この基材は、表面に脱β層を有さず、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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計４つ存在した。
【０１１１】
この基材の全面に対して、下層から順に下記の層を被覆層として公知の熱ＣＶＤ法により形成した。すなわち、基材の表面側から順に、０．４μｍのＴｉＮ、２．３μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、および０．４μｍのＴｉＢＮ（ＴｉＢXＮY：Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＝０．０３０）をそれぞれ内層として形成し、これらの内層の最上層であるＴｉＢＮ層上にこれと接するように外層として２．２μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）を形成し、さらにその上に０.７μｍのＴｉＮを形成した（以上の被覆層を被覆層Ｎｏ．８とする）。
【０１１２】
以下同様にして、この被覆層Ｎｏ．８に代えて下記の表５に記載した被覆層Ｎｏ．９〜１３をそれぞれ基材の全面に対して被覆した。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
上記表５において、内層は左側のものから順に基材の表面上に積層させた。また被覆層Ｎｏ．８〜１１は、被覆層Ｎｏ．７と同様全て公知の熱ＣＶＤ法により形成した。被覆層Ｎｏ．１２〜１３は公知のＰＶＤ法により形成した。
【０１１５】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、実施例１と同じ処理方法を各々実施した。
【０１１６】
このようにして、以下の表６〜表７に記載した２５種類の刃先交換型切削チップＮｏ．５３〜Ｎｏ．７７を製造した。表中に「※」の記号を付したものが本発明の実施例であり、それ以外のものは比較例である。なお、表６〜表７における外層の厚み、Ｂ／Ａ値および除去率は実施例１と同様にして求めたものである。ただし、被覆層Ｎｏ．８を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.５３とチップＮｏ.５９を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.５３とチップＮｏ.５９は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【０１１７】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．５３〜７７について、下記条件でフライス切削試験を行ない、逃げ面摩耗量と欠損率を測定するとともに、耐摩耗性試験において１０ｍ切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表６〜表７に示す。
【０１１８】
＜フライス切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：ＦＣ２５０
切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．２５ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：有り
切削距離：１０ｍ
カッター：ＷＧＣ４１００Ｒ（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
（靭性試験）
被削材：ＳＣＭ４４０（３枚重ね）
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．４５ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削距離：０．５ｍ
カッター：ＷＧＣ４１００Ｒ（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
評価：２０切れ刃をそれぞれ０．５ｍ切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【０１１９】
【表６】
【０１２０】
【表７】
【０１２１】
表６〜表７より明らかなように、外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１２２】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。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、以下の実施例で述べる通り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。
【０１２３】
＜実施例４＞
０．６質量％のＴａＣ、０．３質量％のＣｒ3Ｃ2、８．２質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４５０℃、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−２５°のホーニングを施す、図１２参照）を行なうことにより、ＪＩＳ Ｂ４１２０（１９９８改）規定の切削チップＳＰＧＮ１２０４０８の形状と同形状の超硬合金製チップを作製し、これを基材とした。この基材は、チップブレーカを有さないとともに表面に脱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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計４つ存在した。
【０１２４】
続いて以下の表８に記載したように、この基材の全面に対して実施例３と同様の被覆層を各々形成した（すなわち、表８における被覆層Ｎｏ．は実施例３の被覆層Ｎｏ．を示す）。
【０１２５】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、実施例１と同処理方法を各々実施した。なお、表８における外層の厚み、Ｂ／Ａ値および除去率は実施例１と同様にして求めたものである。ただし、被覆層Ｎｏ．８を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.７８とチップＮｏ.８４を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.７８とチップＮｏ.８４は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【０１２６】
このようにして、表８に記載した２２種類の刃先交換型切削チップＮｏ．７８〜Ｎｏ．９９を製造した。表中に「※」の記号を付したもの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。
【０１２７】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．７８〜９９について、下記条件でフライス切削試験を行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と欠損率を測定するとともに、耐摩耗性試験において１０ｍ切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表８に示す。
【０１２８】
＜フライス切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：ＦＣ２００
切削速度：３８０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．３ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：有り
切削距離：１０ｍ
カッター：ＤＰＧ４１００Ｒ（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
（靭性試験）
被削材：ＦＣ２５０（３枚重ね）
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．５５ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削距離：０．５ｍ
カッター：ＤＰＧ４１００Ｒ（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
評価：２０切れ刃をそれぞれ０．５ｍ切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【０１２９】
【表８】
【０１３０】
表８より明らかなように、外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１３１】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。
【０１３２】
＜実施例５＞
実施例１において、刃先交換型切削チップＮｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．１８およびＮｏ．１９の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3またはκ−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナー９（実際は刃先処理されているので仮定的なコーナーとして表されている）の近傍である図１３のスポットＴ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域を測定した（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部位を代表する領域である。
【０１３３】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．１８について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．１８−２、Ｎｏ．１８−３およびＮｏ．１８−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．１９についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．１９−２、Ｎｏ．１９−３およびＮｏ．１９−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表９に示す。
【０１３４】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例１と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表９に示す。なお、表９中、「※」の記号を付したもの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。
【０１３５】
【表９】
【０１３６】
表９の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１３７】
＜実施例６＞
実施例２において、刃先交換型切削チップＮｏ．３３、Ｎｏ．３４、Ｎｏ．３８およびＮｏ．４０の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3またはκ−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナーの近傍である図１４のスポットＳ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域は、図１４のＸＶ−ＸＶ断面である図１５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１５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（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部位を代表する領域である。
【０１３８】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．３８について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．３８−２、Ｎｏ．３８−３およびＮｏ．３８−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．４０についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．４０−２、Ｎｏ．４０−３およびＮｏ．４０−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表１０に示す。
【０１３９】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例２と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表１０に示す。なお、表１０中、「※」の記号を付したもの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。
【０１４０】
【表１０】
【０１４１】
表１０の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１４２】
＜実施例７＞
実施例３において、刃先交換型切削チップＮｏ．５４、Ｎｏ．５５、Ｎｏ．６３およびＮｏ．６４の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3またはκ−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナーの近傍である図１６のスポットＵ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面である図１７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１７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（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部位を代表する領域である。
【０１４３】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．６３について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．６３−２、Ｎｏ．６３−３およびＮｏ．６３−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．６４についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．６４−２、Ｎｏ．６４−３およびＮｏ．６４−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表１１に示す。
【０１４４】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例３と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表１１に示す。なお、表１１中、「※」の記号を付したもの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。
【０１４５】
【表１１】
【０１４６】
表１１の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１４７】
＜実施例８＞
実施例４において、刃先交換型切削チップＮｏ．７８、Ｎｏ．８１、Ｎｏ．８６およびＮｏ．９０の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナー９（実際は刃先処理されているので仮定的なコーナーとして表されている）の近傍である図１３のスポットＴ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域を測定した（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部位を代表する領域である。
【０１４８】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．８６について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．８６−２、Ｎｏ．８６−３およびＮｏ．８６−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．９０についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．９０−２、Ｎｏ．９０−３およびＮｏ．９０−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表１２に示す。
【０１４９】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例４と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表１２に示す。なお、表１２中、「※」の記号を付したもの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。
【０１５０】
【表１２】
【０１５１】
表１２の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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】
【０１５４】
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 基材、９ コーナー、１１ 被覆層、１２ 内層、１３ 外層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刃先交換型切削チップ（スローアウェイチップと呼ぶこともある）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、着脱自在に工具に取り付けて被削材を切削加工する刃先交換型切削チップが知られている。このような刃先交換型切削チップは、耐摩耗性や靭性を向上させることを目的として、超硬合金やサーメットからなる基材上にセラミックス等の硬質被膜を形成する構成のものが多数提案されている。
【０００３】
そして、このような構成の刃先交換型切削チップにおいては、硬質被膜の組成を変更したり、硬質被膜の厚みを逃げ面上とすくい面上とで変更させたりすることにより諸特性を向上させる試みが種々なされている（特許文献１〜４）。
【０００４】
しかし、昨今のように高速切削や精密切削、並びに難削材に対する高効率切削等が要求される中、このような各種切削に必要とされる耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、かつ表面層の剥離を高度に防止した刃先交換型切削チップは未だ開発されていない現状にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４７４０３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２２２６３号公報
【特許文献３】特開２００４−１２２２６４号公報
【特許文献４】特開２００４−２１６４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、かつ表面層の剥離を高度に防止した刃先交換型切削チップを提供することにある。特に、靭性と逃げ面側の耐摩耗性との両立が要求されるねずみ鋳鉄の高速切削や難削材切削に有効な刃先交換型切削チップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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の周辺部が被削材５に接し、逃げ面３が被削材５と対面するのに対してそのすくい面２が切り屑６側に位置する切削状況において、被覆層の厚みが薄くなる程靭性の向上には有利となること、および逆に耐摩耗性を向上させるためには被覆層の厚みを厚くする方が有利となること、という相反する特性が要求されることが明らかとなった。さらに、被覆層の表面層としてアルミナを含む層を使用すると被削材の溶着を防止できるという有利な効果が得られる反面、該層はその直下に存在する下層との関係で容易に剥離するという問題を有することが明らかとなった。そして、さらに研究を進めたところ、ねずみ鋳鉄の高速切削や難削材切削においては逃げ面の耐摩耗性を向上させることが特に有利となること、およびアルミナを含む層の下層として特定の組成を有する層を形成させると耐剥離性が特段に向上することが明らかとなった。本発明は、これらの知見に基づきさらに研究を重ねることによりついに完成させるに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、該基材は、少なくとも１つの逃げ面と少なくとも１つのすくい面とを有し、該逃げ面と該すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、上記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、この内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち上記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、上記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、この外層は、切削に関与する部位において、上記逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、上記すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。
【０００９】
また、本発明は、基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、該基材は、少なくとも２つの逃げ面と、少なくとも１つのすくい面と、少なくとも１つのコーナーとを有し、該逃げ面と該すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、上記コーナーは、２つの上記逃げ面と１つの上記すくい面とが交差する交点であり、上記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、この内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち上記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、上記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、切削に関与する上記コーナーを通り、そのコーナーを構成する２つの上記逃げ面がなす角度を上記すくい面上において２等分し、かつ上記すくい面から上記２つの逃げ面が交差する稜へと繋がる直線上において、この外層は、上記コーナーから上記逃げ面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＡμｍ、上記コーナーから上記すくい面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップに係る。
【００１０】
ここで、上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物は、ＴｉＢXＮY（ただし式中、Ｘ、Ｙはそれぞれ原子％であって、０．００１＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０４である）で表される硼窒化チタンであることが好ましく、またＴｉＢXＮYＯZ（ただし式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ原子％であって、０．０００５＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０４であり、かつ０＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．５である）で表される硼窒酸化チタンであることが好ましい。
【００１１】
また、上記外層は、切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていないことが好ましく、上記被覆層は、０．０５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有することが好ましい。
【００１２】
また、上記基材は、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ができる。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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から、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、かつ表面層の剥離を高度に防止することに成功したものであり、特に、靭性と逃げ面側の耐摩耗性との両立が要求されるねずみ鋳鉄の高速切削や難削材の切削に極めて有効な性能を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】本発明の刃先交換型切削チップの一例を示す概略斜視図である。
【図３】チップブレーカを有さないネガティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図４】チップブレーカを有するネガティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図５】チップブレーカを有さないポジティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図６】チップブレーカを有するポジティブタイプの刃先交換型切削チップの概略断面図である。
【図７】切れ刃長さを表わした刃先交換型切削チップの模式図である。
【図８】図７におけるαの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の模式図である。
【図９】図７におけるαの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の別の模式図である。
【図１０】２つの逃げ面がなす角度を２等分する直線Ｌを表した刃先交換型切削チップの平面図である。
【図１１】図１０の直線Ｌにおける概略断面図である。
【図１２】基材の刃先処理部の一例を示した概略断面図である。
【図１３】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１４】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１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線の概略断面図である。
【図１６】刃先交換型切削チップの異なるコーナー部の１つを示す概略平面図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、被覆層の膜厚と基材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。
【００１７】
＜刃先交換型切削チップ＞
本発明の刃先交換型切削チップは、基材と、該基材上に形成された被覆層とを有するものである。そして、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。
【００１８】
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り、またチップブレーカが形成されているものおよびそれが形成されていないものの両者いずれに対しても有効である。
【００１９】
＜基材＞
本発明の基材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。
【００２０】
また、これらの基材は、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。
【００２１】
また、基材の形状は、このような刃先交換型切削チップの基材の形状として知られる従来公知のものを特に限定なく採用することができる。たとえば、基材表面（上面）に平行な断面形状で表せば、菱形、正方形、三角形、円形、楕円形等の形状のものが含まれる。
【００２２】
そして、このような基材８は、たとえば図２に示すように少なくとも１つの逃げ面３と少なくとも１つのすくい面２とを有する構造を備えたものであり、この逃げ面３とすくい面２とは刃先稜線４を挟んで繋がり、この刃先稜線４が被削材に対する切削作用の中心的作用点となる。より好ましくは、このような基材８は、少なくとも２つの逃げ面３と、少なくとも１つのすくい面２と、少なくとも１つのコーナー９とを有する構造を備えたものであり、このコーナー９は２つの逃げ面３と１つのすくい面２とが交差する交点であり、切削作用の最も中心的作用点となる場合が多い。
【００２３】
なお、本願で用いる逃げ面、すくい面、刃先稜線およびコーナー等という表現は、基材の表面部だけではなく刃先交換型切削チップ１の最表面部に位置する部分や面とともに、後述する内層や外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。
【００２４】
また、上記刃先稜線４は図２で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。また、このような刃先稜線やコーナー、あるいはその他の稜に対しては、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り、コーナーが明瞭な交点を形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ない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や交点を仮定的な稜や交点と定め、その仮定的に定められた稜を刃先稜線とし、仮定的に定められた交点をコーナーとするものとする。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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点という表現およびその交点がコーナーとなるという表現は、いずれもそのコーナー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。
【００２５】
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、必要に応じて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、必要に応じて（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。
【００２６】
なお、本発明の基材には、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。
【００２７】
＜被覆層＞
本発明の被覆層１１は、たとえば図３〜図６に示したように上記基材８上に形成されるものであって、１以上の層からなる内層１２（図面では便宜的に１の層として表されている）とその内層１２上に形成された外層１３とを含むものである。以下、内層１２と外層１３とに分けて説明する。
【００２８】
なお、図３および図４は、ネガティブタイプ（すくい面２と逃げ面３とが９０°以上の角度をなして交差するもの）の刃先交換型切削チップ１の断面を模式的に表した概略断面図であり、図３はチップブレーカを有さず、図４はチップブレーカを有するものである。図５および図６は、ポジティブタイプ（すくい面２と逃げ面３とが鋭角をなして交差するもの）の刃先交換型切削チップ１の断面を模式的に表した概略断面図であり、図５はチップブレーカを有さず、図６はチップブレーカを有するものである。
【００２９】
また、被覆層の厚み（内層と外層とからなる全体の厚み）は、０．０５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。その厚みが０．０５μｍ未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されないためである。一方、３０μｍを超えてもそれ以上の諸特性の向上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３０μｍ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。
【００３０】
＜内層＞
本発明の内層は、上記基材と後述の外層との間に１以上の層として形成されるものであり、刃先交換型切削チップの耐摩耗性や靭性等の諸特性を向上させる作用を有するものである。通常、この内層は、基材の全面を覆うようにして形成されていることが好ましい。
【００３１】
そしてこの内層を形成する各層は、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って形成することができる。なお、これらの化合物の組成比（原子比）は、従来公知のように前者の元素と後者の元素との原子比が必ずしも１：１に限定されるわけではなく、前者の元素１に対して、後者の元素を０．５〜１程度とすることができる（たとえばＴｉaＮbとした場合であってａ＋ｂ＝１００原子％とする場合、ｂは３５〜５０原子％程度となる）。また、後者の元素が複数の元素で構成される場合は、各元素の原子比は必ずしも等比に限定されるわけではなく、従来公知の原子比を任意に選択することができる。したがって、以下の実施例等において当該化合物を表す場合において特に断りのない場合は、その化合物を構成する原子比は従来公知の原子比を任意に選択することができるものとする。
【００３２】
このような化合物をより具体的に挙げると、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。
【００３３】
そして、このような内層を形成する各層のうち、後述の外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成されることが必要である。これにより、後述の外層、すなわちアルミナ層またはアルミナを含む層が剥離することを極めて有効に防止することができるという極めて有利な効果が示される。これは、恐らく上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物からなる層と、アルミナ層またはアルミナを含む層との間で極めて高い密着性が得られるためであると考えられる。
【００３４】
従来、このようなアルミナ層またはアルミナを含む層の下層としてはＴｉＣＮ層を形成することが知られていたが、本発明者の研究により、アルミナ層またはアルミナを含む層が剥離するのはこのＴｉＣＮ層との密着性不良によることが主な原因であることが明らかとなり、上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物からなる層を採用したことにより、正しくこのＴｉＣＮ層が有していた密着性不良の問題を一掃したものである。したがって、上記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物には、ＴｉＣＮは含まれない。
【００３５】
このようなＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物としては、ＴｉＮ、ＴｉＢＮ、ＴｉＣＢＮ、ＴｉＢＮＯ、ＴｉＣＮＯ等を挙げることができる。なお、これらの化合物は、非化学量論域の組成を有することができる。
【００３６】
そして特に、この化合物としては、ＴｉＢXＮY（ただし式中、Ｘ、Ｙはそれぞれ原子％であって、０．００１＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０４である）で表される硼窒化チタン、またはＴｉＢXＮYＯZ（ただし式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ原子％であって、０．０００５＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０４であり、かつ０＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．５である）で表される硼窒酸化チタンであることが好ましい。これらの化合物を使用すれば、アルミナ層またはアルミナを含む層との間で特に優れた密着性が得られるからである。
【００３７】
上記ＴｉＢXＮYにおいて、Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）が０．００１以下になると、外層に対して優れた密着性を示さない場合があり、逆に０．０４以上になると、被削材との反応性が高くなりこの層が表面に露出した場合に被削材と反応して、その溶着物が刃先に強固に付着し被削材の外観を害する場合がある。Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）は、より好ましくは０．００３＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０２である。なお、上記式においてＴｉとＢＮの合計との原子比は、既に説明したように１:１である必要はない。
【００３８】
また、上記ＴｉＢXＮYＯZにおいて、Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）が０．０００５以下になると、外層に対して優れた密着性を示さない場合があり、逆に０．０４以上になると、被削材との反応性が高くなりこの層が表面に露出した場合に被削材と反応して、その溶着物が刃先に強固に付着し被削材の外観を害する場合がある。Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）は、より好ましくは０．００３＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０２である。また、Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）が０．５以上になると、膜の硬度は高くなるものの靭性が低下し耐欠損性が低くなってしまう場合がある。Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）は、より好ましくは０．０００５＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．３である。なお、上記式においてＴｉとＢＮＯの合計との原子比は１:１である必要はない。
【００３９】
このような内層は、公知の化学的蒸着法（ＣＶＤ法）、物理的蒸着法（ＰＶＤ法、スパッタリング法等を含む）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。たとえば、刃先交換型切削チップがドリル加工用やエンドミル加工用として用いられる場合、内層は抗折力を低下させることなく形成できるＰＶＤ法により形成することが好ましい。また、内層の膜厚の制御は、成膜時間により調整を行なうと良い。
【００４０】
また、公知のＣＶＤ法を用いて内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含むことが好ましい。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）層を含むことが最適である。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基材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、基材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。
【００４１】
このような内層の厚み（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３０μｍ以下であることが好ましい。厚みが０．０５μｍ未満では耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されず、逆に３０μｍを超えてもそれ以上の諸特性の向上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３０μｍ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。
【００４２】
＜外層＞
本発明の外層は、上記の内層上に１以上の層として形成されるものであって、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成される。そして、該外層の厚みは、切削に関与する部位において、上記逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、上記すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とするものである。このように外層（最表層）をアルミナ層またはアルミナを含む層により形成し、かつその厚みを切削に関与する部位において逃げ面に比しすくい面側である規定値以上に薄くすることにより、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させ、特に靭性と逃げ面側の耐摩耗性との両立に成功したものである。
【００４３】
なお、ここでいうアルミナ（酸化アルミニウム、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。またアルミナを含むとは、その層の一部として少なくともアルミナを含んでいること（５０質量％以上含まれていればアルミナを含むものとみなす）を意味し、その残部は前述の内層を形成する化合物や、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。
【００４４】
また、このようなアルミナ層またはアルミナを含む層は、圧縮応力を有していることが好ましく、これにより靭性を効果的に向上させることができる。この場合、すくい面の圧縮応力を逃げ面の圧縮応力よりも大きくすることにより、靭性をさらに向上させることができるため好ましい。
【００４５】
そして、特に好ましくは、アルミナ層またはアルミナを含む層は、すくい面の切削に関与する部位において圧縮応力を有していることが好適である。最も直接的に靭性の向上に寄与することができるからである。
【００４６】
なお、導入する圧縮応力の制御は、内層上に一旦外層を均一な厚みで形成した後に、ブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を外層に対して施すことにより調整することが好ましい。このように圧縮応力を制御する方法としては、一旦外層を均一な厚みで形成した後にブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を施す方法を採用することが有効である。なお、ブラスト処理を行なう場合は、すくい面に対してほぼ垂直方向からスラリーを照射することにより、効果的にすくい面上の外層の厚みを薄くし、表面粗さを平滑化することができるため好ましい。しかし、すくい面に対して所定の角度を有する方向からスラリーを照射することにより複数の面を同時に処理することもできる。加えて、これらの処理を行なうことにより、被覆層の少なくとも１層に対して圧縮応力を発生させ、以って刃先強度を向上させることができるというメリットが享受される。
【００４７】
ここで、圧縮応力とは、このような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、圧縮応力と引張応力との両者を含むものとする。
【００４８】
そして、このような圧縮応力は、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。
【００４９】
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被覆層中の圧縮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、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】
本発明は、切削に関与する部位において、上記の如く外層の厚みを逃げ面側に比しすくい面側において薄く制御することにより、特に逃げ面側の耐摩耗性を維持しつつチップ全体の靭性を飛躍的に向上させることに成功したものである。すなわち、耐摩耗性の向上は被覆層の厚みを厚くすることにより達成されることから、とりわけ逃げ面側においてその効果が顕著に発揮される構成とした。また、靭性の向上は被覆層の厚みを薄くすることにより達成されるが、特に靭性が必要とされるすくい面側においてその効果が顕著に発揮される構成とした。そして、これら両構成を組み合せることにより、靭性の向上と耐摩耗性の向上という相反する特性の両立に成功したものである。
【００５４】
ここで、切削に関与する部位とは、刃先交換型切削チップの形状、被削材の種類や大きさ、切削加工の態様等により異なるものであるが、通常被削材が接触する（または最接近する）刃先稜線から逃げ面側およびすくい面側にそれぞれ３ｍｍの幅を有して広がった領域を意味するものとする。
【００５５】
また、上記逃げ面側における平均厚みＡμｍおよび上記すくい面側における平均厚みＢμｍとは、それぞれ上記領域内において互いに異なる１０点の測定ポイントにおける厚みの平均値を意味するものとする。なお、厚みの測定方法としては、上記と同様の測定方法を採用することができ、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。
【００５６】
上記Ｂ／Ａ値は、より好ましくはＢ／Ａ≦０．７、さらに好ましくはＢ／Ａ≦０．５である。Ｂ／Ａ値が０．９を超えると、耐摩耗性と靭性とを両立させる作用、特に耐摩耗性を向上させる作用を示さなくなる。この点、Ｂ／Ａ値が１以下となっても０．９を超えると耐摩耗性と靭性とを両立させる作用を示さなくなる。また、Ｂ／Ａ値の下限は０．３以上とすることが好ましい。これは０．３未満になるとすくい面側の外層の厚みが薄くなりすぎ、すくい面側における耐摩耗性に問題を有することになる。
【００５７】
なお、外層に対する上記のような厚みの制御は、内層上に一旦外層を均一で比較的厚い厚みで形成した後に、ブラスト処理、ブラシ処理、バレル処理等を外層に対して施すことによりその厚みを調整することが好ましい。このように外層の厚みを制御する方法としては、他の方法としてたとえば外層を形成する場合に直接的に制御して形成する方法も採用し得るが、厚みの薄い外層をある領域の全体に亘って均一な厚みで直接的に形成することは困難なため、上述のように一旦外層を均一で比較的厚い厚みで形成した後にブラスト処理やブラシ処理を施す方法を採用することが特に有効である。なお、ブラスト処理を行なう場合は、すくい面に対してほぼ垂直方向からブラストを照射することにより、効果的にすくい面上の外層の厚みを薄くすることができるため好ましい。しかし、すくい面に対して所定の角度を有する方向からブラストを照射することにより複数の面を同時に処理することもできる。
【００５８】
さらに、このような外層は、特に図１０および図１１に示したように切削に関与するコーナー９（図面のように刃先処理されている場合は仮定的なコーナー）を通り、そのコーナー９を構成する２つの逃げ面がなす角度をすくい面上において２等分し、かつすくい面２から上記２つの逃げ面３が交差する稜へと繋がる直線Ｌ（図１０ではこの直線Ｌはすくい面２上のみに表されているが２つの逃げ面が交差する稜（図面のように刃先処理されている場合はアールの中間に位置する部分を仮定的な稜とする）にも繋がる）上において、そのコーナー９から逃げ面３側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｃにおける平均厚みをＡμｍ、コーナー９からすくい面２側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｄにおける平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることが特に好ましい。このように規定することにより、耐摩耗性と靭性との両立をさらに効果的に達成させることが可能となり、特に、靭性と逃げ面側での耐摩耗性との両立に極めて有効となる。
【００５９】
ここで、切削に関与するコーナーとは、実際に被削材が接触する（または最接近する）コーナーを含むとともに、コーナー近傍の刃先稜線に被削材が接触し、該コーナーもその切削に実質的に関与するような場合（たとえば温度が上昇するような場合）を含むものである。しかし、単に切削加工時の被削材の切り屑が飛散して接触するようなコーナーは含まれない。
【００６０】
また、コーナーおよび稜が刃先処理されている場合は、２つの逃げ面が交差する稜とは、２つの逃げ面を繋げるアール部の中間を通る直線を仮定的な稜とし、この仮定的な稜と仮定的なコーナーとを結ぶ直線をいうものとする（図１０および図１１参照）。
【００６１】
また、上記線分区域ｃおよびｄを、上記のように各々０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲と規定したのは、切削され極めて高温となった被削材の切り屑がこの規定範囲内の領域に接触する確率が高く、このため耐摩耗性および靭性等の特性に最も大きな影響を与えるものと推測されるためである。
【００６２】
また、上記Ｂ／Ａ値は、より好ましくはＢ／Ａ≦０．７、さらに好ましくはＢ／Ａ≦０．５である。Ｂ／Ａ値が０．９を超えると、上記同様耐摩耗性と靭性との両立を達成させることができなくなる。この点、Ｂ／Ａ値が１以下となっても０．９を超えると耐摩耗性と靭性との両立を達成させることができなくなるものであるが、これは前記と同様の理由によるものと考えられる。また、Ｂ／Ａ値の下限は０．３以上とすることが好ましい。これは０．３未満になるとすくい面側の外層の厚みが薄くなりすぎ、すくい面側での耐摩耗性が問題となるからである。
【００６３】
なお、ここでいう平均厚みＡμｍおよびＢμｍとは、それぞれ上記線分区域ｃ、ｄにおいて互いに異なる１０点の測定ポイントにおける厚みの平均値を意味するものとし、厚みの測定方法としては、上記と同様の測定方法を採用することができる。また、刃先交換型切削チップに複数のコーナーが存在する場合は、切削に関与する可能性のある全てのコーナーについて上記のＢ／Ａ値の関係が成立する必要がある。
【００６４】
このような外層は、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。
【００６５】
本発明の外層は、後述のように切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていない（すなわち内層が表面に露出する）部分を除き刃先交換型切削チップの最外層となるものであって、上述の通り耐摩耗性と靭性とを両立させる作用を奏するものである。なお、このような優れた作用を阻害しない範囲内で外層の表面にさらに別の層を形成しても差し支えない。このような層としては、たとえばＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＺｒＮ、Ｃｒ、Ａｌ、ＣｒＮ、ＡｌＮ、ＶＮ等を挙げることができる。しかし、これらの層は切削に関与する部位から除去されていることが必要であり、その部位においてはアルミナ層またはアルミナを含む層が表面層を構成していることが必要である。
【００６６】
このような外層の厚み（外層が２層以上積層されて形成される場合は全体の厚み）は、０．０５μｍ以上１５μｍ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ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る。また、１５μｍを超えても機能に大差なく、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、上記と同様の測定方法を採用することができる。
【００６７】
一方、このような外層は、図７〜図９に表したように切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていないことが好ましい。このようにアルミナ層またはアルミナを含む層である外層を上記のような特定の部位で設けないことにより、さらに良好な耐溶着性が得られるという優れた効果が奏される。
【００６８】
ここで、切削に関与する刃先稜線部とは、実際に被削材が接触する（または最接近する）刃先稜線部を含むとともに、刃先稜線部近傍に被削材が接触し、該刃先稜線部もその切削に実質的に関与するような場合（たとえば温度が上昇するような場合）を含むものである。しかし、単に切削加工時の被削材の切り屑が飛散して接触するような刃先稜線部は含まれない。
【００６９】
また、刃先稜線部とは、図８や図９における領域ａによって示されるような領域であり、より具体的には刃先稜線（前述のような刃先処理加工がなされている場合には仮定的な稜をいう）から逃げ面側およびすくい面側にそれぞれ２０００μｍ以下の幅を有して広がった領域をいう。当然この領域は、コーナーを含み得るものであるとともに、切削に関与する部位の一部となり得るものである。
【００７０】
なお、外層が形成されていないとする判断は、切削に関与する刃先稜線部における切れ刃長さの１０％以上の領域で形成されていなければ、外層が形成されていないとみなすものとし、上記のような優れた効果が示される。そして、その形成されていない領域は好ましくは５０％以上、より好ましくは１００％（すなわちその領域の全部）であり、その領域が広がるにつれ効果はより優れたものとなる。ここで、上記切れ刃長さとは、切削に関与する刃先稜線部の刃先稜線に平行な方向の長さをいう。
【００７１】
そして、外層が形成されていないとする判断のより具体的な方法は、走査電子顕微鏡で刃先交換型切削チップを観察して刃先稜線部の外層の存在状態を確認できる写真撮影を行なうことにより実行され、その写真上で切れ刃長さに相当する刃先稜線に平行な任意の線を引き、その線上で外層が存在しない領域をパーセンテージで表わしたものとする。
【００７２】
図７〜９は、上記の方法をより具体的に図示したもの（走査電子顕微鏡写真を模式化した図）である。すなわち、図７におけるαの範囲が切れ刃長さを表わしている。図８および図９は、αの範囲の拡大図であり、図８が切削に関与する刃先稜線部の全部において外層が形成されていない場合であり、図９が切削に関与する刃先稜線部の一部において外層が形成されていない場合である。
【００７３】
そして、図８および図９において、刃先稜線と平行な線ｂを引き、この線ｂ上で外層が形成されていない部分の長さを測定する。図８では、線ｂ上に外層が全く存在せず、したがって外層が形成されていない範囲が１００％（全部）となる。一方、図９の場合、線ｂ上に外層が形成されていない部分（ｂ１、ｂ３、ｂ５）が存在し、（ｂ１＋ｂ３＋ｂ５）／（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４＋ｂ５）で計算されるパーセンテージが外層が形成されていない範囲の比率となる。なお、上記線ｂは、刃先稜線部の中央を通る線を選択するものとする。
【００７４】
なお、外層が形成されていない範囲には、内層が表面に露出することとなるが、かかる内層の露出部は内層の最上層によって構成されていても良いし、あるいはさらにその下層の内層が略同心状に現れるような構成であってもよい。
【００７５】
また、このように外層が形成されていない領域を形成する方法は、従来公知の種々の方法を採用することができ、その方法は何等限定されるものではない。たとえば、内層上に外層を形成した後に、外層を形成しない所定領域の外層に対してブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を施すことによって該外層を除去することにより形成させることができる。しかし、このような方法のみに限られるものではない。
【実施例】
【００７６】
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。
【００７７】
＜実施例１＞
１．７質量％のＴｉＣ、１．０質量％のＴａＣ、１．１質量％のＮｂＣ、６．０質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４３０℃、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ＣＮＭＡ１２０４０８（ＪＩＳ Ｂ ４１２０：１９９８）の形状の超硬合金製チップを作製し、これを基材とした。この基材は、表面に脱β層を有さず、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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計８つ存在した（ただし、ここで用いたチップは、その形状から、上面または下面から観察した場合に８０°の頂角をなすコーナーを切削用途に用いることが多く、この場合コーナー数は４と考えることができる）。
【００７８】
この基材の全面に対して、下層から順に下記の層を被覆層として公知の熱ＣＶＤ法により形成した。すなわち、基材の表面側から順に、０．３μｍのＴｉＮ、６．５μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、１．１μｍのＴｉＣＮ（ＨＴ−ＣＶＤ法により形成）および０．３μｍのＴｉＢＮ（ＴｉＢXＮY：Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＝０．０１９）をそれぞれ内層として形成し、これらの内層の最上層であるＴｉＢＮ層上にこれと接するように外層として３．７μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）を形成し、さらにその上に０.６μｍのＴｉＮを形成した（以上の被覆層を被覆層Ｎｏ．１とする）。
【００７９】
以下同様にして、この被覆層Ｎｏ．１に代えて下記の表１に記載した被覆層Ｎｏ．２〜７をそれぞれ基材の全面に対して被覆した。
【００８０】
【表１】
【００８１】
上記表１において、内層は左側のものから順に基材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）。
【００８２】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、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）、ブラシ法（ダイヤモンドブラシ使用）、またはバレル法を用いて次の８種類の処理方法Ａ〜Ｈを各々実施した。
【００８３】
（処理方法Ａ）
被覆層に対してブラスト法およびブラシ法による処理を全く行なわなかった。
【００８４】
（処理方法Ｂ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラシ法による処理を行なった。
【００８５】
（処理方法Ｃ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラスト法による処理を行なった。
【００８６】
（処理方法Ｄ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラシ法による処理を行なった後、さらにブラスト法による処理を行なった。
【００８７】
（処理方法Ｅ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラスト法による処理を行なった後、さらにブラシ法による処理を行なった。
【００８８】
（処理方法Ｆ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラシ法による処理を行なった後、さらにバレル法による処理を行なった。
【００８９】
（処理方法Ｇ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにブラスト法による処理を行なった後、さらにバレル法による処理を行なった。
【００９０】
（処理方法Ｈ）
被覆層に対して外層の厚みが表２〜表３記載の平均厚みとなるようにバレル法による処理を行なった後、さらにブラスト法による処理を行なった。
【００９１】
なお、表２〜表３における外層の厚みは、前述の図１１に示したように切削に関与するコーナー（すなわち以下の切削試験を実施したコーナー）を通り、そのコーナーを構成する２つの逃げ面がなす角度をすくい面上において２等分し、かつすくい面から２つの逃げ面が交差する稜へと繋がる直線上において、そのコーナーから逃げ面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｃにおける平均厚みをＡμｍ、そのコーナーからすくい面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域ｄにおける平均厚みをＢμｍとし、Ｂ／Ａ値を求めた。
【００９２】
ただし、被覆層Ｎｏ．１を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.１とチップＮｏ.１４を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.１とチップＮｏ.１４は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【００９３】
また、表２〜表３において、除去率とは、切削に関与する刃先稜線部（切れ刃長さを５０μｍとし、図９のように領域ａの中央部に線ｂを引くものとする）において、前述の方法により求めた外層が形成されていないパーセンテージを示している。この外層を形成しない領域は、上記の処理方法によりその部分の外層を除去することにより形成した。
【００９４】
このようにして、以下の表２〜表３に記載した３２種類の刃先交換型切削チップＮｏ．１〜Ｎｏ．３２を製造した。表中に「※」の記号を付したもの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。
【００９５】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．１〜３２について、下記条件で旋削切削試験を行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と欠損率を測定する（耐摩耗性試験により逃げ面摩耗量を測定し、靭性試験により欠損率を測定した）とともに、耐摩耗性試験において１分切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表２〜表３に示す。なお、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、欠損率は、小さい数値のもの程、靭性に優れていることを示している。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。
【００９６】
＜旋削切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：ＦＣ２５０丸棒
切削速度：３６０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：１５分
（靭性試験）
被削材：ＦＣ２００角棒
切削速度：１３０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．４５ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：５分
評価：２０切れ刃を５分間切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【００９７】
【表２】
【００９８】
【表３】
【００９９】
表２〜表３より明らかなように、上記の外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１００】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。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、以下の実施例で述べる通り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。
【０１０１】
＜実施例２＞
０．８質量％のＴａＣ、５．０質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４５０℃、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ＣＮＭＮ１２０４０８Ｎ−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、これを基材とした。この基材は、チップブレーカを有さないとともに表面に脱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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計８つ存在した（ただし、ここで用いたチップは、その形状から、上面または下面から観察した場合に８０°の頂角をなすコーナーを切削用途に用いることが多く、この場合コーナー数は４と考えることができる）。
【０１０２】
続いて以下の表４に記載したように、この基材の全面に対して実施例１と同様の被覆層を各々形成した（すなわち、表４における被覆層Ｎｏ．は実施例１の被覆層Ｎｏ．を示す）。
【０１０３】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、実施例１と同じ処理方法を各々実施した。なお、表４における外層の厚み、Ｂ／Ａ値および除去率は実施例１と同様にして求めたものである。また、被覆層Ｎｏ．１を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.３３を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.３３は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【０１０４】
このようにして、表４に記載した２０種類の刃先交換型切削チップＮｏ．３３〜Ｎｏ．５２を製造した。表中に「※」の記号を付したもの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。
【０１０５】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．３３〜５２について、下記条件で旋削切削試験を行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と欠損率を測定するとともに、耐摩耗性試験において１０分切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表４に示す。
【０１０６】
＜旋削切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：インコネル７１８
切削速度：４０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：１．０ｍｍ
切削油：有り
切削時間：５分
（靭性試験）
被削材：ＦＣ２５０角棒
切削速度：１４０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．５ｍｍ／ｒｅｖ.
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削時間：５分
評価：２０切れ刃を５分間切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【０１０７】
【表４】
【０１０８】
表４より明らかなように、外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１０９】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。
【０１１０】
＜実施例３＞
１．３質量％のＴａＣ、１０．５質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４００℃、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、これを基材とした。この基材は、表面に脱β層を有さず、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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計４つ存在した。
【０１１１】
この基材の全面に対して、下層から順に下記の層を被覆層として公知の熱ＣＶＤ法により形成した。すなわち、基材の表面側から順に、０．４μｍのＴｉＮ、２．３μｍのＴｉＣＮ（ＭＴ−ＣＶＤ法により形成）、および０．４μｍのＴｉＢＮ（ＴｉＢXＮY：Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＝０．０３０）をそれぞれ内層として形成し、これらの内層の最上層であるＴｉＢＮ層上にこれと接するように外層として２．２μｍのαアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）を形成し、さらにその上に０.７μｍのＴｉＮを形成した（以上の被覆層を被覆層Ｎｏ．８とする）。
【０１１２】
以下同様にして、この被覆層Ｎｏ．８に代えて下記の表５に記載した被覆層Ｎｏ．９〜１３をそれぞれ基材の全面に対して被覆した。
【０１１３】
【表５】
【０１１４】
上記表５において、内層は左側のものから順に基材の表面上に積層させた。また被覆層Ｎｏ．８〜１１は、被覆層Ｎｏ．７と同様全て公知の熱ＣＶＤ法により形成した。被覆層Ｎｏ．１２〜１３は公知のＰＶＤ法により形成した。
【０１１５】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、実施例１と同じ処理方法を各々実施した。
【０１１６】
このようにして、以下の表６〜表７に記載した２５種類の刃先交換型切削チップＮｏ．５３〜Ｎｏ．７７を製造した。表中に「※」の記号を付したものが本発明の実施例であり、それ以外のものは比較例である。なお、表６〜表７における外層の厚み、Ｂ／Ａ値および除去率は実施例１と同様にして求めたものである。ただし、被覆層Ｎｏ．８を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.５３とチップＮｏ.５９を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.５３とチップＮｏ.５９は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【０１１７】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．５３〜７７について、下記条件でフライス切削試験を行ない、逃げ面摩耗量と欠損率を測定するとともに、耐摩耗性試験において１０ｍ切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表６〜表７に示す。
【０１１８】
＜フライス切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：ＦＣ２５０
切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．２５ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：有り
切削距離：１０ｍ
カッター：ＷＧＣ４１００Ｒ（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
（靭性試験）
被削材：ＳＣＭ４４０（３枚重ね）
切削速度：２００ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．４５ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削距離：０．５ｍ
カッター：ＷＧＣ４１００Ｒ（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
評価：２０切れ刃をそれぞれ０．５ｍ切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【０１１９】
【表６】
【０１２０】
【表７】
【０１２１】
表６〜表７より明らかなように、外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１２２】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。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、以下の実施例で述べる通り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。
【０１２３】
＜実施例４＞
０．６質量％のＴａＣ、０．３質量％のＣｒ3Ｃ2、８．２質量％のＣｏおよび残部ＷＣからなる組成の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で１４５０℃、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−２５°のホーニングを施す、図１２参照）を行なうことにより、ＪＩＳ Ｂ４１２０（１９９８改）規定の切削チップＳＰＧＮ１２０４０８の形状と同形状の超硬合金製チップを作製し、これを基材とした。この基材は、チップブレーカを有さないとともに表面に脱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。また、２つの逃げ面と１つのすくい面とが交差する交点がコーナー（上記の通り刃先処理がされているので仮定的な交点となっている）であり、このようなコーナーは計４つ存在した。
【０１２４】
続いて以下の表８に記載したように、この基材の全面に対して実施例３と同様の被覆層を各々形成した（すなわち、表８における被覆層Ｎｏ．は実施例３の被覆層Ｎｏ．を示す）。
【０１２５】
そしてこれらの被覆層を形成した基材に対して、実施例１と同処理方法を各々実施した。なお、表８における外層の厚み、Ｂ／Ａ値および除去率は実施例１と同様にして求めたものである。ただし、被覆層Ｎｏ．８を形成した刃先交換型切削チップにおいては、チップＮｏ.７８とチップＮｏ.８４を除き、外層上に形成されたＴｉＮ層を刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて完全に除去した。チップＮｏ.７８とチップＮｏ.８４は、刃先稜線から線分区域ｃおよびｄにおいて表面にＴｉＮ層を形成したままとし、記載されている厚みもＴｉＮ層のみの厚みを記した。
【０１２６】
このようにして、表８に記載した２２種類の刃先交換型切削チップＮｏ．７８〜Ｎｏ．９９を製造した。表中に「※」の記号を付したもの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。
【０１２７】
そして、これらの刃先交換型切削チップＮｏ．７８〜９９について、下記条件でフライス切削試験を行ない、刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量と欠損率を測定するとともに、耐摩耗性試験において１０ｍ切削後の刃先への被削材の溶着状態および被削材加工面の状態をそれぞれ観察した。その結果を以下の表８に示す。
【０１２８】
＜フライス切削試験の条件＞
（耐摩耗性試験）
被削材：ＦＣ２００
切削速度：３８０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．３ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：有り
切削距離：１０ｍ
カッター：ＤＰＧ４１００Ｒ（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
（靭性試験）
被削材：ＦＣ２５０（３枚重ね）
切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ.
送り：０．５５ｍｍ／刃
切込み：２．０ｍｍ
切削油：無し
切削距離：０．５ｍ
カッター：ＤＰＧ４１００Ｒ（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
評価：２０切れ刃をそれぞれ０．５ｍ切削した場合の欠損数から欠損率を求める
【０１２９】
【表８】
【０１３０】
表８より明らかなように、外層の平均厚みＡμｍ、Ｂμｍから求められるＢ／Ａ値が０．９以下である本発明の実施例の刃先交換型切削チップは、比較例の刃先交換型切削チップに比し良好な逃げ面摩耗量および欠損率を示し、耐摩耗性と靭性とが高度に両立されたものであった。また、表面がアルミナ層ではなくＴｉＮ層となっているものは切れ刃において被削材が溶着し、加工後の被削材も白濁していた。
【０１３１】
以上、本発明の実施例である刃先交換型切削チップは、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り、耐摩耗性（特に逃げ面側）と靭性とを高度に両立できるものであった。
【０１３２】
＜実施例５＞
実施例１において、刃先交換型切削チップＮｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．１８およびＮｏ．１９の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3またはκ−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナー９（実際は刃先処理されているので仮定的なコーナーとして表されている）の近傍である図１３のスポットＴ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域を測定した（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部位を代表する領域である。
【０１３３】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．１８について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．１８−２、Ｎｏ．１８−３およびＮｏ．１８−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．１９についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．１９−２、Ｎｏ．１９−３およびＮｏ．１９−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表９に示す。
【０１３４】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例１と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表９に示す。なお、表９中、「※」の記号を付したもの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。
【０１３５】
【表９】
【０１３６】
表９の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１３７】
＜実施例６＞
実施例２において、刃先交換型切削チップＮｏ．３３、Ｎｏ．３４、Ｎｏ．３８およびＮｏ．４０の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3またはκ−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナーの近傍である図１４のスポットＳ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域は、図１４のＸＶ−ＸＶ断面である図１５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１５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（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部位を代表する領域である。
【０１３８】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．３８について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．３８−２、Ｎｏ．３８−３およびＮｏ．３８−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．４０についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．４０−２、Ｎｏ．４０−３およびＮｏ．４０−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表１０に示す。
【０１３９】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例２と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表１０に示す。なお、表１０中、「※」の記号を付したもの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。
【０１４０】
【表１０】
【０１４１】
表１０の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１４２】
＜実施例７＞
実施例３において、刃先交換型切削チップＮｏ．５４、Ｎｏ．５５、Ｎｏ．６３およびＮｏ．６４の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3またはκ−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナーの近傍である図１６のスポットＵ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域（当該領域は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面である図１７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１７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（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部位を代表する領域である。
【０１４３】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．６３について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．６３−２、Ｎｏ．６３−３およびＮｏ．６３−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．６４についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．６４−２、Ｎｏ．６４−３およびＮｏ．６４−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表１１に示す。
【０１４４】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例３と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表１１に示す。なお、表１１中、「※」の記号を付したもの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。
【０１４５】
【表１１】
【０１４６】
表１１の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１４７】
＜実施例８＞
実施例４において、刃先交換型切削チップＮｏ．７８、Ｎｏ．８１、Ｎｏ．８６およびＮｏ．９０の外層であるアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）層について残留応力を測定した。この残留応力の測定は、これらの刃先交換型切削チップのすくい面側の切削に関与するコーナー９（実際は刃先処理されているので仮定的なコーナーとして表されている）の近傍である図１３のスポットＴ（スポットサイズ：直径０.５ｍｍ）で示される領域を測定した（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部位を代表する領域である。
【０１４８】
一方、上記の刃先交換型切削チップＮｏ．８６について、処理方法で採用したブラスト法の条件を変えることにより異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．８６−２、Ｎｏ．８６−３およびＮｏ．８６−４）をさらに得、上記と同様にして残留応力を測定した。また、同様にして刃先交換型切削チップＮｏ．９０についても、異なった残留応力を付与した３種類の刃先交換型切削チップ（刃先交換型切削チップＮｏ．９０−２、Ｎｏ．９０−３およびＮｏ．９０−４）を得、これらについても残留応力を測定した。その結果を以下の表１２に示す。
【０１４９】
そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例４と同様にして逃げ面摩耗量および欠損率を測定した。これらの結果を同じく表１２に示す。なお、表１２中、「※」の記号を付したもの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。
【０１５０】
【表１２】
【０１５１】
表１２の結果より明らかなように、すくい面の切削に関与する部位において、外層であるアルミナ層が圧縮応力を有すると優れた靭性が示され、特にその圧縮応力が大きくなる程、靭性（耐欠損性）がさらに向上することが確認できた。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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】
【０１５４】
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 基材、９ コーナー、１１ 被覆層、１２ 内層、１３ 外層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、
前記基材は、少なくとも１つの逃げ面と少なくとも１つのすくい面とを有し、
前記逃げ面と前記すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、
前記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、
前記内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち前記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、
前記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、
前記外層は、切削に関与する部位において、前記逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、前記すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップ。
【請求項２】
基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、
前記基材は、少なくとも２つの逃げ面と、少なくとも１つのすくい面と、少なくとも１つのコーナーとを有し、
前記逃げ面と前記すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、
前記コーナーは、２つの前記逃げ面と１つの前記すくい面とが交差する交点であり、
前記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、
前記内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち前記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、
前記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、
切削に関与する前記コーナーを通り、そのコーナーを構成する２つの前記逃げ面がなす角度を前記すくい面上において２等分し、かつ前記すくい面から前記２つの逃げ面が交差する稜へと繋がる直線上において、前記外層は、前記コーナーから前記逃げ面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＡμｍ、前記コーナーから前記すくい面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップ。
【請求項３】
前記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物は、ＴｉＢXＮY（ただし式中、Ｘ、Ｙはそれぞれ原子％であって、０．００１＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０４である）で表される硼窒化チタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項４】
前記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物は、ＴｉＢXＮYＯZ（ただし式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ原子％であって、０．０００５＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０４であり、かつ０＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．５である）で表される硼窒酸化チタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項５】
前記外層は、切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項６】
前記被覆層は、０．０５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項７】
前記基材は、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１〜６のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項８】
前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であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項１】
基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、
前記基材は、少なくとも１つの逃げ面と少なくとも１つのすくい面とを有し、
前記逃げ面と前記すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、
前記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、
前記内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち前記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、
前記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、
前記外層は、切削に関与する部位において、前記逃げ面側における平均厚みをＡμｍ、前記すくい面側における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップ。
【請求項２】
基材と、該基材上に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、
前記基材は、少なくとも２つの逃げ面と、少なくとも１つのすくい面と、少なくとも１つのコーナーとを有し、
前記逃げ面と前記すくい面とは、刃先稜線を挟んで繋がり、
前記コーナーは、２つの前記逃げ面と１つの前記すくい面とが交差する交点であり、
前記被覆層は、１以上の層からなる内層とその内層上に形成された外層とを含み、
前記内層を形成する各層は、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、かつ該各層のうち前記外層と接する最上層はＴｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成され、
前記外層は、アルミナ層またはアルミナを含む層により形成され、
切削に関与する前記コーナーを通り、そのコーナーを構成する２つの前記逃げ面がなす角度を前記すくい面上において２等分し、かつ前記すくい面から前記２つの逃げ面が交差する稜へと繋がる直線上において、前記外層は、前記コーナーから前記逃げ面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＡμｍ、前記コーナーから前記すくい面側に０.５ｍｍ以上１ｍｍ以下となる線分区域における平均厚みをＢμｍとした場合に、Ｂ／Ａ≦０．９となることを特徴とする刃先交換型切削チップ。
【請求項３】
前記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物は、ＴｉＢXＮY（ただし式中、Ｘ、Ｙはそれぞれ原子％であって、０．００１＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）＜０．０４である）で表される硼窒化チタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項４】
前記Ｔｉと、窒素またはホウ素の１種以上の元素と、を少なくとも含む化合物は、ＴｉＢXＮYＯZ（ただし式中、Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ原子％であって、０．０００５＜Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．０４であり、かつ０＜Ｚ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）＜０．５である）で表される硼窒酸化チタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項５】
前記外層は、切削に関与する刃先稜線部の一部または全部において形成されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項６】
前記被覆層は、０．０５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項７】
前記基材は、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１〜６のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【請求項８】
前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であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−３０３５９（Ｐ２０１２−３０３５９Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６１１７（Ｐ２０１１−２０６１１７）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【分割の表示】特願２００５−３３６１２５（Ｐ２００５−３３６１２５）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【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２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【分割の表示】特願２００５−３３６１２５（Ｐ２００５−３３６１２５）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【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）】
[ Back to top ]