KR101307125B1

KR101307125B1 - 날끝 교환형 절삭 팁 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101307125B1
Application number: KR1020077007065A
Authority: KR
Inventors: 나오야 오모리; 요시오 오카다; 미노루 이토; 노리히로 다카나시; 신야 이마무라
Original assignee: 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2013-09-10
Also published as: IL181930A0; JPWO2007013392A1; EP1911538A4; EP1911538B1; US7837416B2; IL181930A; WO2007013392A1; EP1911538A1; KR20080031848A; US20090232611A1; JP2011206907A

Abstract

본 발명의 날끝 교환형 팁(1)은 적어도 하나의 경사면(2)과, 적어도 2개의 여유면(3)과, 적어도 하나의 날끝 능선(4)과, 적어도 하나의 코너(9)를 갖고, 기층은 사용 상태 표시층과 상이한 색을 나타내며, 사용 상태 표시층은 적어도 하나의 상기 여유면(3) 상에 형성되며, 이 사용 상태 표시층이 형성된 여유면(3)은, 상기 코너(g)를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면 또는 부분의 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

날끝 교환형 절삭 팁 및 그 제조 방법{EDGE REPLACING CUTTING TIP AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 절삭 가공용 절삭 공구에 사용되는 날끝 교환형 절삭 팁 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 드릴 가공용, 엔드밀 가공용, 프라이스 가공용, 선삭 가공용, 메탈 소우(metal saw) 가공용, 치절 공구 가공용, 리머(reamer) 가공용, 탭 가공용 및 크랭크 샤프트 핀 밀링 가공용 등으로서 특히 유용한 날끝 교환형 절삭 팁 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

선삭 가공용 공구나 프라이스 가공용 공구는 단수 또는 복수의 날끝 교환형 절삭 팁을 구비하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이러한 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 절삭 가공시에 있어서 피삭재(5)의 절삭 부스러기(6)을 들어 올리는 측에 존재하는 경사면(2)과, 피삭재 자체에 대면하는 측에 존재하는 여유면(3)을 갖고, 이 경사면(2)과 여유면(3)은 날끝 능선(4)을 사이에 두고 연결되며, 이 날끝 능선(4)은 피삭재(5)를 절삭하는 중심적 작용점으로 되어 있다.

이러한 날끝 교환형 절삭 팁은 공구 수명에 달하면 날끝을 교환해야 한다. 이 경우, 날끝 능선이 1개뿐인 팁에서는, 그 팁 자체를 교환해야 한다. 그러나, 복수의 날끝 능선을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁은 동일한 시트면에 몇 번이나 방향을 바꾸어, 즉 사용되지 않은 날끝 능선을 절삭 위치에 마련하도록 하여, 사용이 완료된 절삭 위치와는 별도의 절삭 위치에서 사용할 수 있다. 경우에 따라서는, 날끝 능선을 별도의 시트면에 다시 붙여 여기서 사용되지 않은 날끝 능선을 이용할 수도 있다.

그런데 절삭 작업 현장에서는, 날끝 능선을 아직 사용하지 않았는데 날끝 교환형 절삭 팁이 교환되거나 방향이 바뀌어지거나 하는 경우가 있다. 이것은 날끝 교환 또는 날끝 능선의 방향 전환시에 사용 종료된 날끝 능선인지 사용되지 않은 날끝 능선인지가 인식되지 않은 것이 원인이다. 따라서, 이 조작은 날끝 능선이 사용되지 않은 것인지 사용 종료된 것인지를 충분히 확인한 뒤에 행해야 한다.

사용 종료된 날끝 능선을 용이하게 식별하는 방법으로서, 여유면과 경사면에서 색을 바꾼 날끝 교환형 절삭 팁이 제안되어 있다[일본 특허 공개 제2002-144108호 공보(특허 문헌 1)]. 구체적으로는, 이 날끝 교환형 절삭 팁은 본체 상에 감마(減摩) 피막이라 불리는 내마모성의 기층을 형성하고, 여유면 상에 마모되기 쉬운 재료로 이루어지는 사용 상태 표시층을 형성한 구성을 갖고 있다.

그러나, 이러한 구성을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁에서는 날끝 능선이 사용 종료된 것인지의 여부의 주의를 환기시키는 작용은 갖지만, 여유면 상에 형성된 사용 상태 표시층이 피삭재와 용착하기 쉽고, 이 때문에 피삭재 표면에 사용 상태 표시층이 용착되거나, 사용 상태 표시층에 피삭재가 용착하여 요철 상태가 된 날끝으로 절삭 가공이 실시되므로, 절삭 후의 피삭재의 외관 및 표면 평활성을 손상시킨다는 문제가 있었다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-144108호 공보

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 피삭재의 외관이나 표면 평활성을 손상시키지 않고 주의 환기 기능을 유효하게 나타낼 수 있는 날끝 교환형 절삭 팁 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해, 절삭 가공시에서의 날끝 교환형 절삭 팁과 피삭재의 접촉 상태를 예의 연구한 바, 도 1에 나타낸 바와 같이 날끝 교환형 절삭 팁(1)의 날끝 능선(4)이 피삭재(5)에 접하고, 날끝 교환형 절삭 팁(1)의 경사면(2)이 절삭 부스러기(6) 측에 위치하는 데 비해, 여유면(3)이 피삭재(5)와 대면하고, 날끝 교환형 절삭 팁(1)의 여유면(3) 상의 특정 부위에서 피삭재(5)의 용착이 현저하게 발생한다는 지견을 얻고, 이 지견에 기초하여 연구를 더 거듭함으로써 드디어 본 발명을 완성시키기에 이른 것이다.

즉, 본 발명은 본체와, 이 본체 상에 형성된 기층과, 이 기층 상의 부분에 형성된 사용 상태 표시층을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁으로서, 이 본체는 적어도 하나의 경사면과, 적어도 2개의 여유면과, 적어도 하나의 날끝 능선과, 적어도 하나의 코너를 가지며, 상기 여유면과 상기 경사면은 상기 날끝 능선을 사이에 두고 연결되고, 상기 코너는 2개의 상기 여유면과 하나의 상기 경사면이 교차하는 교점이며, 상기 기층은 상기 사용 상태 표시층과 상이한 색을 나타내고, 이 사용 상태 표시층은 적어도 하나의 상기 여유면 상에 형성되며, 이 사용 상태 표시층이 형성된 여유면은 상기 코너를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면(全面) 또는 부분의 상기 기층 상에 상기 사용 상태 표시층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁에 관한 것이다.

여기서, 상기 영역(A1) 및 상기 경사면은 상기 기층이 표면에 노출되어 있으며, 또한 그 노출되어 있는 기층을 구성하는 적어도 한 층은 상기 영역(A1) 또는 상기 경사면의 절삭에 관여하는 영역의 적어도 한쪽 영역의 적어도 일부에 있어서 압축 잔류 응력을 갖고 있는 것이 바람직하고, 그 압축 잔류 응력은 그 절대치가 0.1 GPa 이상의 응력인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 영역(A1)의 면 조도(粗度)(Ra)를 A ㎛, 상기 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛로 한 경우, 1.0 > A/B로 되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 날끝 교환형 절삭 팁은 복수의 날끝 능선을 가질 수 있다.

또한, 상기 사용 상태 표시층은 상기 기층에 비해, 마모되기 쉬운 층으로 할 수 있고, 상기 기층은 그 최외층이 Al₂O₃층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 사용 상태 표시층은 그 최외층이 원소 주기율표의 IVa족 원소(Ti, Zr, Hf 등), Va족 원소(V, Nb, Ta 등), VIa족 원소(Cr, Mo, W 등), Al, Si, Cu, Pt, Au, Ag, Pd, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속(원소) 또는 그 금속을 포함하는 합금에 의해 형성되거나, 또는 원소 주기율표의 IVa족 원소, Va족 원소, VIa족 원소, Al 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소와, 탄소, 질소, 산소 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소에 의해 구성되는 화합물에 의해 형성되는 층으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체는 초경합금, 서멧(cermet), 고속도강, 세라믹스, 입방정형 질화붕소 소결체, 다이아몬드 소결체, 또는 질화규소 소결체 중 어느 하나에 의해 구성될 수 있다.

또한, 상기 날끝 교환형 절삭 팁은 드릴 가공용, 엔드밀 가공용, 프라이스 가공용, 선삭 가공용, 메탈 소우 가공용, 치절 공구 가공용, 리머 가공용, 탭 가공용, 또는 크랭크 샤프트 핀 밀링 가공용 중 어느 하나의 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명은 본체와, 이 본체 상에 형성된 기층과, 이 기층 상의 부분에 형성된 사용 상태 표시층을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁의 제조 방법으로서, 상기 본체 상에 기층을 형성하는 단계와, 상기 기층 상에 상기 기층과 상이한 색의 사용 상태 표시층을 형성하는 단계와, 상기 본체의 여유면상에서, 코너를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 적어도 포함하는 영역과 경사면과 대하여, 거기에 형성되어 있는 상기 사용 상태 표시층을 제거하는 단계를 포함하는 것으로 할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 날끝 교환형 절삭 팁은 전술한 바와 같이 적어도 하나의 면이 경사면으로 되고, 별도의 적어도 하나의 면이 여유면으로 되고, 그 경사면과 여유면은 날끝 능선을 사이에 두고 연결되며, 기층과는 상이한 색을 나타내는 사용 상태 표시층은 여유면의 특정 부위에 형성되어 있다.

이 경우, 사용 상태 표시층은 상기 기층에 되도록이면 큰 색 콘트라스트가 생기도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 여유면의 특정 부위에 형성된 이 사용 상태 표시층은 날끝 교환형 절삭 팁을 되도록이면 짧은 시간, 예컨대 수초 내지 수분간 절삭 작업한 후에 명료한 가공 흔적을 나타내고, 적어도 부분적으로 마멸되어 색이 다른 하지(즉, 기층)가 보이도록 이루어지는 성질을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 가능한 실시형태에서는 사용 상태 표시층은 내마모성이 부족하고, 기층에 비해 마멸되기 쉬우며, 또한 기층에의 부착력이 약한 것이 바람직하다.

한편, 이 사용 상태 표시층은 날끝 교환형 절삭 팁이 사용되는 즉시 변색하도록 되어 있는 것이라도 좋다. 또한, 이 사용 상태 표시층은 절삭 칩이 부착되거나, 절삭유 등이 부착함으로써, 변색(마치 변색된 것 같은 외관을 부여하는 경우를 포함함)되는 것이라도 좋다.

대안으로서, 상기 사용 상태 표시층에 인접한 날끝 능선이 이미 사용된 것을 표시하도록, 상기 사용 상태 표시층은 다른 방법으로 색 변화하는 것이라도 좋다. 예컨대, 사용 상태 표시층은 200℃를 넘는 온도에서 날끝 능선의 근방만이 변색되는 감열성의 것이라도 좋다. 그리고, 변색은 산화 및 그 외의 변화에 기초하는 것으로, 불가역적인 것이 바람직하다. 인접한 날끝 능선이 단시간만 사용된 때라도, 이 날끝 능선에 인접한 부위가 적어도 단시간 소정의 온도를 넘으면, 그 부위의 사용 상태 표시층이 변색되고, 그것이 지속적으로 확실하게 인식된다. 열의 작용에 의한 변색은 사용 중에 피삭재와 직접 접촉하는 부위뿐만 아니라 고온으로 된 절삭 칩과 접촉하는 넓은 구역에서도 변색되므로 사용 종료된 날끝 능선을 용이하게 식별할 수 있다는 이점이 있다.

상기의 사용 상태 표시층에 가공 흔적 또는 변색이 발생하였는지의 여부에 의해, 날끝 교환형 절삭 팁이 이미 사용되었는지, 어떤 날끝 능선이 사용되지 않은 것인지를 간단하고 또한 용이하게 식별할 수 있다. 즉, 상기 사용 상태 표시층은 주의 환기 기능을 갖는 것이다. 이에 따라, 날끝 교환형 절삭 팁을 적절하게 교환하고 또는 그 방향을 적절하게 바꿀 수 있다. 특히 이미 사용 종료된 날끝 교환형 절삭 팁을 교환해야 하는데 그것을 알아차리지 못하거나, 사용되지 않은 날끝 교환형 절삭 팁을 사용하지 않고서 새로운 것으로 교환해 버리거나, 날끝 교환형 절삭 팁의 방향을 바꿀 때에 이미 사용 종료된 날끝 능선을 절삭 위치로 설정해 버리거나, 또는 사용되지 않은 날끝 능선을 사용하지 않은 상태로 두는 것이 회피된다. 따라서, 본 발명에 따른 날끝 교환형 절삭 팁에 의해 상기 절삭 공구의 보수가 대폭 간소화된다.

그리고 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁은 이러한 주의 환기 기능을 발휘할 뿐만 아니라, 사용 상태 표시층이 여유면의 특정 부위에 한해서만 형성되어 있는 점에서, 종래 기술이 갖고 있었던 것과 같은 절삭 가공 후의 피삭재의 외관 및 표면 평활성을 손상시킨다고 하는 문제를 일소했다고 하는 현저한 작용 효과를 갖는 것이다. 종래의 주의 환기 기능을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁은 사용 상태 표시층이 날끝 능선 및 그 근방에 형성되어 있으므로, 이것이 피삭재에 용착되어, 절삭 가공 후의 피삭재의 외관을 손상시키며, 또한 그 표면 면 조도도 열화시킨다. 덧붙여 절삭 저항이 증가함으로써 날끝이 결손되는 경우도 있다. 이 때문에, 피삭재의 종류나 용도가 한정될 뿐만 아니라, 이러한 날끝 교환형 절삭 팁을 이용하여 절삭할 수 없는 경우도 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 모두 해결한 것으로, 그 산업상의 이용성은 매우 큰 것이다.

여기서, 이러한 사용 상태 표시층은 담색으로, 예컨대 황색 또는 황색을 띤 광택(예컨대 금색)을 갖도록 형성되고, 기층은 거무스름한 색으로 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 이러한 기층은 산화알루미늄(Al₂O₃) 또는 이것을 함유하는 피막으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 Al₂O₃ 층의 위아래에도 별도의 층을 마련하여도 좋다.

이렇게 하여 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁은 각 층을 적층하여 형성될 수 있고, 이 때 기층인 Al₂O₃ 층은 내마모층으로 된다. 본 발명에서 말하는 내마모층은 절삭 가공 사용시에 있어서 날끝의 내마모성을 높이고, 이에 따라 공구 수명의 연장이나 절삭 속도를 높이는 기능을 갖는 피막을 말한다.

한편, 이러한 내마모층은 보조 표면층을 더 유지하여도 좋다. 또한, Al₂O₃ 층 대신에, 동일한 또는 보다 더 좋은 성질을 갖는 내마모층을 마련할 수도 있다.

본 발명에 따른 날끝 교환형 절삭 팁을 제조하기 위해, 우선 본체의 전면에 대하여, 내마모층으로서 Al₂O₃ 층을 포함하는 피막을 기층으로서 형성한다. 그리고, 최상부층으로서, 예컨대 질화물층(예컨대 TiN)을 사용 상태 표시층으로서 형성할 수 있다. 이 질화물층은 기층의 전면을 덮도록 형성하고 나서 경사면 및 여유면의 특정 부위로부터 제거하도록 하면 좋다.

특히, 사용 상태 표시층으로서 사용하는 질화물층은 여유면상으로서, 또한 상기 코너를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)으로부터 제거될 필요가 있다. 이것은 어떠한 방법으로 실시해도 좋지만, 예컨대 기계적 제거, 보다 구체적으로는 브러시 조작, 배럴 조작 또는 블라스트 가공(샌드 블라스트) 등으로 행할 수 있다.

브러시 또는 블라스트 가공 조작은 동시에 날끝 능선의 후처리도 행하게 됨으로써, 그에 따라 날끝 능선이 평활화된다. 이것은 피삭재에 대한 용착을 감소시켜, 날끝 교환형 절삭 팁의 수명의 향상에도 기여한다. 또한, 사용 상태 표시층을 잔존시키는 부위에는, 마스킹을 행함으로써 사용 상태 표시층을 제거하지 않고 잔존시킬 수 있다.

도 1은 절삭 가공시에 있어서의 날끝 교환형 절삭 팁과 피삭재의 접촉 상태를 모식적으로 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 일실시형태의 개략 사시도.

도 3은 하나의 날끝 능선(코너를 포함함)을 사용한 후의 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 개략 사시도.

도 4는 2개의 날끝 능선(코너를 포함함)을 사용한 후의 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 개략 사시도.

도 5는 날끝 교환형 절삭 팁의 날끝 능선부(코너를 포함함)의 확대 단면도.

도 6은 사용 상태 표시층이 여유면의 전면에 형성된 날끝 교환형 절삭 팁의 단면도.

도 7은 사용 상태 표시층이 경사면의 전면에 형성된 날끝 교환형 절삭 팁의 단면도.

도 8은 영역(A1)이 본체를 일주하도록 형성된 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 개략 사시도.

도 9는 영역(A1)이 2개의 여유면에 연속하여 형성된 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 개략 사시도.

도 10은 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 일실시형태의 개략 여유면도.

도 11은 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 다른 실시형태의 개략 여유면도.

도 12는 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁에 있는 하나의 예각 코너부를 도시한 개략 평면도.

도 13은 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁에 있는 하나의 코너부를 도시한 개략 평면도.

<도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 날끝 교환형 절삭 팁

2 : 경사면

3 : 여유면

4 : 날끝 능선

5 : 피삭재

6 : 절삭 부스러기

7 : 관통 구멍

8 : 본체

9 : 코너

10, 11 : 변색 구역

12 : 기층

13 : 사용 상태 표시층

14 : 코팅

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시형태의 설명에서는, 도면을 이용하여 설명하고 있지만, 본원의 도면에 있어서 동일한 참조 부호를 붙인 것은 동일 부분 또는 그에 상당하는 부분을 나타내고 있다. 또한, 각 도면은 어디까지나 설명용의 모식적인 것이며, 코팅의 막 두께와 본체의 사이즈 비나 코너의 라운드부(R)의 사이즈 비는 실제의 것과는 상이하다.

<날끝 교환형 절삭 팁 및 본체>

본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁은 본체와, 이 본체 상에 형성된 기층과, 이 기층 상의 부분에 형성된 사용 상태 표시층을 갖는 것이다. 도 2에 상면이 정방형 형상으로 형성된 날끝 교환형 절삭 팁(1)이 도시되어 있다. 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 이와 같이 본체(8)를 갖는 것으로, 이 본체(8)는 예컨대 초경합금제인 것이 바람직하다. 예컨대, 소결 탄화텅스텐 또는 그 외의 초경합금 재료에 의해 구성할 수 있다. 또한, 본체(8)를 세라믹 재료로 형성하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본체를 구성하는 재료로는 이러한 날끝 교환형 절삭 팁의 본체(기재)로 알려진 종래 공지의 것을 특별한 한정 없이 사용할 수 있고, 예컨대 초경합금(예컨대, WC기 초경합금, WC 외에 Co를 함유하며, 혹은 Ti, Ta, Nb 등의 탄화물, 질화물, 탄질화물 등을 더 첨가한 것도 포함함), 서밋(TiC, TiN, TiCN 등을 주성분으로 하는 것), 고속도강, 세라믹스(탄화티탄, 탄화규소, 질화규소, 질화알루미늄, 산화알루미늄 및 이들의 혼합체 등), 입방정형 질화붕소 소결체, 다이아몬드 소결체, 또는 질화규소 소결체 등을 예로 들 수 있다. 또한, 이들의 본체(기재)는, 그 표면이 개질된 것이어도 지장이 없다. 예컨대, 초경합금의 경우는 그 표면에 탈β 층이 형성되어 있거나, 서밋의 경우에는 표면 경화층이 형성되어 있어도 좋고, 이와 같이 표면이 개질되어 있더라도 본 발명의 효과는 나타난다.

또한, 본체(8)의 형상은, 예컨대 다면체로 할 수 있다. 이 다면체는, 예컨대 도 2에 도시한 바와 같이 적어도 바닥면, 복수의 측면 및 상면을 갖는 형상을 포함할 수 있지만, 이러한 형상으로만 한정되는 것이 아니라, 모든 형상의 다면체가 포함된다. 그리고, 이 본체(8)의 상기 각 면의 적어도 하나의 면이 후술하는 경사면(2)으로 되며 별도의 적어도 2개의 면이 여유면(3)으로 이루어지고, 이 경사면(2)과 여유면(3)은 날끝 능선(4)(도 2에서는 경사면과 여유면과가 교차하는 능으로서 나타냄)을 사이에 두고 연결되게 된다. 또한, 2개의 여유면과 하나의 경사면이 교차하는 교점이 코너(9)로 된다.

즉, 본 발명의 본체는 적어도 하나의 경사면과, 적어도 2개의 여유면과, 적어도 하나의 날끝 능선과, 적어도 하나의 코너를 갖는 것이 된다.

또한, 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁에는 칩 브레이커가 형성되어 있는 것과, 칩 브레이커가 형성되어 있지 않은 것의 양자가 포함된다. 또한, 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁에서는, 날끝 교환형 절삭 팁(1)을 공구에 부착하는 고정 구멍으로서 사용되는 관통 구멍(7)이 상면과 저면을 관통하도록 형성되어 있어도 좋다. 필요에 따라, 이 고정 구멍 외에 또는 그 대신에, 별도의 고정 수단을 마련할 수도 있다.

이러한 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁은 드릴 가공용, 엔드밀 가공용, 프라이스 가공용, 선삭 가공용, 메탈 소우 가공용, 치절 공구 가공용, 리머 가공용, 탭 가공용 및 크랭크 샤프트 핀 밀링 가공용의 것으로서 특히 유용하다. 또한, 본 발명은 네거티브 타입 또는 본딩 타입의 어느 쪽의 날끝 교환형 절삭 팁에 대해서도 유효하다.

<경사면, 여유면, 날끝 능선 및 코너>

상기 본체(8)는 그 적어도 하나의 면이 경사면(2)으로 되고, 별도의 적어도 2개의 면이 여유면(3)이 되고, 그 경사면(2)과 여유면(3)은 날끝 능선(4)(경사면과 여유면이 교차하는 능에 상당함)을 사이에 두고 연결되게 된다. 또한, 2개의 상기 여유면과 하나의 상기 경사면이 교차하는 교점이 코너(9)가 된다.

이러한 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 도 2에 도시한 바와 같이 날끝 능선(4)을 복수 갖고 있는 것이 바람직하다. 하나의 날끝 능선의 사용 후에 있어서, 별도의 날끝 능선을 사용함으로써 날끝 교환형 절삭 팁 자체를 교환하는 시간을 저감할 수 있기 때문이다. 또한, 본원에서 이용하는 경사면, 여유면, 날끝 능선 및 코너라는 표현은 날끝 교환형 절삭 팁의 최외측 표면부에 위치하는 부분이나 면뿐만이 아니라, 본체의 표면부나 기층, 사용 상태 표시층 등의 각 층의 표면부나 내부 등에 위치하는 상당 부분도 포함하는 개념이다.

상기 날끝 능선(4) 및 코너(9)는 피삭재를 절삭하는 중심적 작용점을 구성한다. 도 2 등에서는 날끝 능선(4)은 직선형으로 형성되어 있지만, 이것으로만 한정되지 않고 예컨대 원주형인 것, 물결치는 형상인 것, 만곡형인 것, 또는 굴절형인 것도 포함된다. 또한, 이러한 날끝 능선이나 코너에 대해서는, 모따기 가공 및/또는 코너의 알(R) 부여 가공 등의 날끝 처리 가공을 실시(예컨대, 도 5 참조)할 수 있지만 이러한 날끝 처리 가공 등에 의해 날끝 능선이 명료한 능을 구성하지 않게 되거나, 코너가 명료한 교점을 형성하지 않게 된 경우에는, 그와 같은 날끝 처리 가공 실시 등이 된 경사면 및 여유면에 대하여 날끝 처리 가공 등이 되기 전의 상태를 상정하여 각각의 면을 기하학적으로 연장시킴으로써 쌍방의 면이 교차하는 능이나 교점을 가정적인 능이나 교점으로 정하고, 그 가정적으로 정해진 능을 날끝 능선으로 하고, 가정적으로 정해진 교점을 코너로 하는 것으로 한다. 또한, 경사면과 여유면이 날끝 능선을 사이에 두고 연결된다고 하는 표현 및 날끝 능선을 갖는다는 표현은 어느 것이나 날끝 능선에 대하여 상기와 같은 날끝 처리 가공이 실시된 경우도 포함하는 것으로 한다. 또한, 2개의 여유면과 하나의 경사면이 교차하는 교점이라는 표현 및 그 교점이 코너로 된다고 하는 표현은 어느 것이나 그 코너에 대하여 상기와 같은 날끝 처리 가공이 실시된 경우도 포함하는 것으로 한다.

또한 도 2에 있어서는, 경사면(2)은 평탄한 면으로서 나타내고 있지만, 필요에 따라 경사면은 다른 구조, 예컨대 칩 브레이커 등을 갖고 있어도 좋다. 이것은 여유면(3)에도 적용하다. 또한, 여유면(3)은 도 2에서 평탄한 면으로서 나타내고 있지만, 필요에 따라 (복수의 면 구역으로 구분함)모따기를 하거나 또는 별도의 방법으로 평탄한 면과 다른 형상이나 곡면으로 하거나, 칩 브레이커를 마련한 형상으로 할 수도 있다.

<기층>

상기 본체(8) 상에 형성되는 기층(12)은 후술하는 사용 상태 표시층(13)과는 상이한 색을 나타내는 것이다. 이하, 날끝 교환형 절삭 팁(1)에 실시한 코팅(14)의 구조를 나타낸 도 5에 기초하여 설명한다. 경사면(2)과 여유면(3)에서 연장되는 기층(12)이 코팅(14)에 포함된다. 이와 같이, 본체(8)는 그 표면에 기층(12)이 형성되어 있고, 이러한 기층(12)은 적어도 상기 경사면(2)에 형성될 수 있고, 상기 경사면(2) 및 상기 여유면(3)에 더 형성될 수도 있다. 즉, 기층(12)은 본체(8)의 전면에 형성되는 것이 특히 바람직하다.

보다 구체적으로는, 이러한 기층(12)은 후술하는 사용 상태 표시층(13)과의 관계에서 영역(A1) 및 경사면(2)에 있어서 표면에 노출된 것이 된다. 다시 말하자면, 사용 상태 표시층(13)이 형성되어 있지 않은 부위에서는 기층(12)이 표면으로 되는 것이다.

그리고, 이러한 기층(12)은 그 노출되어 있는 영역에서 기층(12)을 구성하는 적어도 한층이, 상기 영역(A1) 또는 경사면의 절삭에 관여하는 영역의 적어도 한쪽 영역의 적어도 일부에서 압축 잔류 응력을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 인성이 부여되어 날끝의 결손을 매우 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 경사면의 절삭에 관여하는 영역은 날끝 교환형 절삭 팁의 형상, 피삭재의 종류나 크기, 절삭 가공의 형태 등에 따라 상이한 것이지만, 통상 피삭재가 접촉하는(또는 가장 접근함) 날끝 능선으로부터 경사면측으로 3 ㎜의 폭을 확보하여 넓어진 영역을 의미하는 것으로 한다.

또한, 상기 영역(A1) 또는 경사면의 절삭에 관여하는 영역의 적어도 한쪽의 영역의 적어도 일부로 규정한 것은, 그와 같은 영역의 전역에서 압축 잔류 응력이 부여되어 있는 것이 바람직하지만, 여러 가지의 사정에 의해, 그와 같은 영역의 일부에서 압축 잔류 응력이 부여되어 있지 않은 형태도 포함하는 취지이다.

여기서, 압축 잔류 응력이란, 코팅(피복층)에 존재하는 내부 응력(고유 변형)의 일종으로서, 「-」(마이너스)의 수치(단위 : 본 발명에서는「GPa」를 사용함)로 나타내는 응력을 말한다. 이 때문에, 압축 잔류 응력이 크다고 하는 개념은 상기 수치의 절대치가 커지는 것을 나타내고, 또한 압축 잔류 응력이 작다고 하는 개념은 상기 수치의 절대치가 작아지는 것을 나타낸다. 덧붙여서, 인장 잔류 응력이란 피복층에 존재하는 내부 응력(고유 변형)의 일종으로서, 「+」(플러스)의 수치로 나타내는 응력을 말한다. 또한, 단순히 잔류 응력이라는 것은 압축 잔류 응력과 인장 잔류 응력의 양자를 포함하는 것으로 한다.

그리고, 기층(12)이 갖는 상기 압축 잔류 응력은 그 절대치가 0.1 GPa 이상의 응력인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 GPa 이상, 보다 바람직하게는0.5 GPa 이상의 응력이다. 그 절대치가 0.1 GPa 미만이면 충분한 인성을 얻을 수 없는 경우가 있고, 한편 그 절대치는 커질수록 인성의 부여라는 관점에서는 바람직하지만, 그 절대치가 8 GPa를 넘으면 피복층 자체가 박리하는 경우가 있어 바람직하지 않다.

또한, 그와 같은 압축 잔류 응력은 그 영역에 있어서의 기층을 구성하는 적어도 한 층이 갖고 있으면 좋지만, 보다 바람직하게는 적어도 기층의 최외층을 구성하는 층이 갖는 것이 적합하다. 이것은 내결손성의 향상에 가장 기여한다고 생각되기 때문이다.

또한, 상기 잔류 응력은 어떠한 방법을 이용하여 측정해도 좋지만, 예컨대 X선 응력 측정 장치를 이용한 sin²φ법에 의해 측정할 수 있다. 그리고 이러한 잔류 응력은 기층 중의 상기 압축 잔류 응력이 부여되는 영역에 포함되는 임의의 점 10 점(이들의 각 점은 상기 층의 상기 영역의 응력을 대표할 수 있도록 서로 O.1 ㎜ 이상의 거리를 두고 선택하는 것이 바람직함)의 응력을 상기 sin²φ법에 의해 측정하고, 그 평균치를 구함으로써 측정할 수 있다.

이러한 X선을 이용한 sin²φ법은 다결정 재료의 잔류 응력의 측정 방법으로서 널리 이용되고 있는 것이며, 예컨대「X선 응력 측정법」(일본 재료 학회, 1981년 주식회사 양현당 발행)의 54 내지 67 페이지에 상세하게 설명되어 있는 방법을 이용하면 좋다.

또한, 상기 잔류 응력은 라만 분광법을 이용한 방법을 사용함으로써 측정하는 것도 가능하다. 이러한 라만 분광법은 좁은 범위, 예컨대 스폿 직경이 1 ㎛인 국소적인 측정을 할 수 있다고 하는 장점을 갖고 있다. 이러한 라만 분광법을 이용한 잔류 응력의 측정은 일반적인 것이지만, 예컨대「박막의 역학적 특성 평가 기술」[사이펙(현재 리얼라이즈 이공 센터로 사명 변경), 1992년 발행)] 264 내지 271 페이지에 기재된 방법을 채용할 수 있다.

또한, 상기 잔류 응력은 방사광을 이용하여 측정할 수도 있다. 이 경우, 기층(피복층)의 두께 방향에서 잔류 응력의 분포를 구할 수 있다고 하는 장점이 있다.

이러한 기층(12)은 공지의 화학적 증착법(CVD법), 물리적 증착법(PVD법, 스퍼터링법 등을 포함함)에 의해 형성될 수 있고, 그 형성 방법은 하등 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 날끝 교환형 절삭 팁(1)이 드릴 가공용이나 엔드밀 가공용으로서 이용되는 경우, 기층은 항절력을 저하시키지 않고 형성할 수 있는 PVD법에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 기층의 막 두께의 제어는 성막 시간에 의해 조정되는 것이 좋다.

또한, 공지의 CVD법을 이용하여 기층을 형성하는 경우에는 MT-CVD(Medium Temperature CVD)법에 의해 형성된 층을 구비하는 것이 바람직하다. 특히 그 방법에 의해 형성된 내마모성이 우수한 탄질화티탄(TiCN)층을 구비하는 것이 최적이다. 종래의 CVD법은 약 1020 내지 1030℃에서 성막을 행하는 데 비해, MT-CVD법은 약 850 내지 950℃이라는 비교적 저온에서 행할 수 있으므로, 성막시에 가열에 의한 본체의 손상을 저감할 수 있다. 따라서, MT-CVD법에 의해 형성된 층은 본체에 근접시켜 구비하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 성막시에 사용하는 가스는 니트릴계의 가스, 특히 아세트니트릴(CH₃CN)을 이용하면 양산성이 우수하고 바람직하다. 또한, 상기와 같은 MT-CVD법에 의해 형성되는 층과, HT-CVD(High Temperature CVD; 상기에서 말하는 종래의 CVD)법에 의해 형성되는 층을 적층시킨 복층 구조의 것으로 함으로써, 이들의 피복층의 층간의 밀착력이 향상되어, 바람직한 경우가 있다.

한편, 기층(12)에 대하여 상기와 같은 압축 잔류 응력을 부여하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 기층(12)이 CVD법에 의해 형성되는 경우에는, 그 형성 후에 있어서 그 기층의 압축 잔류 응력을 부여하는 영역에 대하여 블라스트법에 의한 처리를 실시함으로써 압축 잔류 응력을 부여할 수 있다. 또한, 이 블라스트법에 의해 처리되는 영역은 상기 영역[상기 영역(A1) 또는 경사면의 절삭에 관여하는 영역 중 적어도 한쪽의 영역]을 넘어서 보다 넓은 영역에 대하여 처리될 수도 있다. 한편, 기층(12)이 PVD법에 의해 형성되는 경우에는 형성시에 이미 압축 잔류 응력이 부여된 상태로 되므로 굳이 상기와 같은 처리를 실시할 필요는 없다.

이와 같이, 기층(12)에 압축 잔류 응력을 부여하는 방법은 기층(12) 자체를 PVD법에 의해 형성하는 방법도 들 수 있지만, 기층(12)과 본체(8)의 밀착성을 고려하면 기층(12) 자체를 CVD법으로 형성하고, 블라스트법에 의한 처리에 의해 압축 잔류 응력을 부여하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 이러한 블라스트법에 의한 처리는 기층(12)을 형성한 후에 행할 수 있지만, 기층(12) 상에 후술하는 사용 상태 표시층(13)을 형성하고, 상기 영역(A1) 또는 경사면의 절삭에 관여하는 영역 중 적어도 한쪽의 영역에서 이 사용 상태 표 시층(13)을 제거하는 조작을 겸하여 행하는 것도 할 수 있다. 이러한 처리 방법을 채용함으로써, 날끝 교환형 절삭 팁의 생산 효율이 향상하므로 바람직하다. 또한, 이 경우, 사용 상태 표시층(13)을 잔존시키는 부위에는 지그 등에 의해 마스킹하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 블라스트법은 이하의 (1) 내지 (3) 등의 방법에 의해, 피처리물 표면의 피막, 녹, 더러움 등의 제거를 행하는 표면 처리 방법의 일종이며, 많은 산업 분야에서 이용되고 있다.

(1) 각종 연마재의 입자를 압축 공기로 피처리물의 표면에 분무한다.

(2) 각종 연마재의 입자를 회전 날개에 의해 피처리물의 표면에 연속하여 투사한다.

(3) 각종 연마재의 입자를 함유하는 액체(물)를 고압으로 피처리물의 표면에 분무한다.

상기 각종 연마재 입자의 종류로는, 예컨대 스틸 그리드, 스틸 쇼트(steel shots), 컷트 와이어, 알루미나, 유리 비즈, 규사 등이 일반적이며, 이들의 입자의 종류에 따라 샌드 블라스트, 쇼트 블라스트, 알루미나 블라스트, 유리 비즈 블라스트 등으로 부르고 나누어지는 경우도 있다.

예컨대, 샌드 블라스트란 규사(분말) 등의 연마재 입자를 압축 공기 등에 의해 피처리물의 표면에 분무하는 방법을 나타내고, 쇼트 블라스트란 스틸 쇼트(통상은 구형)를 이용하는 방법을 나타낸다. 또한, 습식 블라스트란 연마재의 입자를 함유하는 액체(물)를 고압으로 피처리물의 표면에 분무하는 방법을 나타낸다.

이러한 블라스트법의 구체적 조건은 이용하는 연마재 입자(지립)의 종류나 적용 방법에 따라 상이하고, 예컨대 블라스트 처리용 금속계 연마재는 JIS Z0311 : 1996에 규정되어 있고, 블라스트 처리용 비금속계 연마재는 JIS Z0312 : 1996에 규정되어 있다. 또한, 쇼트 블라스트에 대해서는 JIS B6614 : 1998에 그 상세가 규정되어 있다. 본 발명의 블라스트법에 의한 처리 방법으로는 이들의 조건을 어느 것이나 채용할 수 있다.

또한, 기층(12)에 압축 잔류 응력을 부여하는 방법은 상기와 같은 블라스트법을 채용할 수 있는 것 이외에도, 브러시법, 쇼트 피닝법, 배럴법, 이온 주입법 등을 채용할 수도 있다.

한편, 이러한 기층(12)은 1층 또는 복수의 층을 적층하여 구성될 수 있고, 또한 내마모층으로서의 작용을 나타내는 것으로 하는 것이 바람직하다. 기층(12)으로는, 원소 주기율표의 IVa족 원소(Ti, Zr, Hf 등), Va족 원소(V, Nb, Ta 등), VIa족 원소(Cr, Mo, W 등), Al 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소와, 탄소, 질소, 산소 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소에 의해 구성되는 화합물에 의해 형성할 수 있고, 우수한 성능을 나타낸다.

예컨대, 기층(12)은 그와 같은 화합물로서 Al₂O₃ 층이거나 이것을 포함할 수 있다. 본체(8)의 위에 우선 TiN 층을 형성하고, 그 위에 TiCN 층을 형성하며, 이 위에 Al₂O₃층을 형성할 수도 있다. 이 3층계는 전체로서 기층(12)을 구성하여, 내마모층으로서의 작용을 나타낸다.

이와 같이, 기층(12)이 복수의 층을 적층하여 구성되는 경우는 그 최외층이 Al₂O₃층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층으로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 이에 따라, Al₂O₃층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층은 내마모층으로서 우수한 동시에 거무스름해진 색(정확하게는 그 자신이 흑색을 나타내는 것이 아니라 하지의 색의 영향을 받기 쉬운 것이지만, 본원에서는 단순히 흑색으로 표현하는 것도 있음)을 나타내므로, 그 위에 형성되는 사용 상태 표시층과의 사이에서 특히 현저한 콘트라스트를 형성할 수 있기 때문이다.

그리고, 이 Al₂O₃ 층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층은 상기 영역(A1) 또는 경사면의 절삭에 관여하는 영역 중 적어도 한쪽의 영역에서 표면에 노출되고, 그 영역의 적어도 일부에서 압축 잔류 응력을 갖고 있는 것이 특히 바람직하다. 이에 따라, 내결손성에 가장 관여하는 부위에서 내마모성과 인성을 고도로 양립시킬 수 있기 때문이다. 이러한 점에서, 상기 영역(A1) 및 경사면의 절삭에 관여하는 영역의 전역에 있어서 압축 잔류 응력을 갖고 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 압축 잔류 응력은 그 절대치가 0.1 GPa 이상의 응력인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 GPa 이상, 보다 바람직하게는 0.5 GPa 이상의 응력이다. 한편, 그 절대치는 커질수록 인성의 부여라는 관점에서는 바람직하지만, 그 절대치가 8 GPa를 넘으면 상기 층 자체가 박리되는 경우도 있어 바람직하지 못하다. 또한, 상기에서 말하는 Al₂O₃ 층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층을 구성하는 Al₂O₃는 그 결정 구조는 특별히 한정되지 않고, α-Al₂O₃, κ-Al₂O₃, γ-Al₂O₃ 또는 비정질 상태의 Al₂O₃가 포함되고, 이들이 혼재된 상태도 포함된다. 또한 Al₂O₃를 포함하는 층은, 그 층의 일부로서 적어도 Al₂O₃를 포함하는 것(50 질량％ 이상 포함되어 있으면 Al₂O₃를 포함하는 것으로 간주함)를 의미하며, 그 잔부는 기층을 구성하는 다른 화합물이나, ZrO₂, Y₂0₃(알루미나에 Zr나 Y가 첨가되었다고 볼 수도 있음)등에 의해 구성될 수 있고, 또한 염소, 탄소, 붕소, 질소 등을 포함하고 있어도 좋다.

또한, 이러한 기층(12)을 구성하는 화합물로서는, 상기한 Al₂O₃ 이외에(혹은 Al₂O₃와 함께) 사용할 수 있는 것으로, 예컨대 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 등을 예로 들 수 있다. 예컨대, 기층(12)으로서, 본체(8)의 전면에 우선 두께 수 ㎛의 TiN 층을 형성하고, 그 위에 두께 수 ㎛의 TiCN 층을 형성하며, 그 위에 두께 수 ㎛의 Al₂O₃ 층(또는 Al₂O₃를 포함하는 층)을 더 형성한 것을 적합한 예로 들 수 있고, 내마모층으로서의 작용을 나타낸다.

그리고 보다 적합한 예로는, Al₂O₃ 층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층의 하층으로서 Ti와, 질소, 산소, 또는 붕소 중 어느 1종 이상의 원소로 이루어지는 화합물로 구성되는 층을 형성하는 형태이다. 이러한 구성으로 함으로써, Al₂O₃ 층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층과 그 하층 사이에서 특히 우수한 밀착성을 얻을 수 있고, 보다 우수한 내마모성을 얻는 것이 가능해진다. 이러한 화합물의 보다 구체적인 예로는, TiN, TiBN, TiBNO, TiCNO 등을 예로 들 수 있다. 또한, 이들 이외의 적합한 화합물로서, AlON이나 AlCNO 등의 화합물을 예로 들 수도 있다.

이와 같이 기층(12)으로서 내마모층을 채용함으로써, 상기 날끝 교환형 절삭 팁의 공구 수명은 비약적으로 연장된다. 덧붙여, 절삭 속도를 높이는 등의 보다 가혹한 사용 환경에도 견딜 수 있는 기능을 발휘한다고 하는 이점을 가지고, 이것을 바람직하게는 본체의 전면에 형성함으로써, 이 이점을 보다 유효하게 달성할 수 있다.

이러한 기층(12)의 두께(2 이상의 층으로 형성되는 경우는 전체의 두께)는 0.05 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 두께가 0.05 ㎛ 미만이면 내마모성의 향상을 보이지 않고, 반대로 20 ㎛를 넘어도 큰 내마모성의 개선이 확인되지 않는 것에서 경제적으로 유리하지 않다. 그러나, 경제성을 무시하는 한, 그 두께는 20 ㎛ 이상으로서도 하등 지장이 없고, 본 발명의 효과는 나타난다. 이러한 두께의 측정 방법으로서는, 예컨대 날끝 교환형 절삭 팁을 절단하고, 그 단면을 SEM(주사형 전자 현미경)을 이용하여 관찰함으로써 측정할 수 있다.

<사용 상태 표시층>

본 발명의 사용 상태 표시층(13)은, 예컨대 도 2이나 도 5에 도시한 바와 같 이, 적어도 하나의 여유면(3) 상에 형성되고, 이 사용 상태 표시층(13)이 형성된 여유면(3)은 상기 코너(9)를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면 또는 부분의 상기 기층(12) 상에 이 사용 상태 표시층(13)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 여기서 코너(9)는 기하학적으로는 2개의 여유면 상에 형성된 각각의 기층(의 표면)과 하나의 경사면 상의 기층(의 표면)이 교차하는 교점(전술과 같이 날끝 처리 가공이 되어 있는 경우는 가정적인 교점)이다. 그러나, 기층의 두께는 날끝 교환형 절삭 팁 전체의 두께에 비해 매우 작아지므로, 실질적으로 이 날끝 능선의 위치를 특정할 때에 이 기층의 두께를 고려하는지의 여부는 문제가 되지 않고, 날끝 교환형 절삭 팁의 외곽을 기준으로서 특정하면 통상은 충분하다.

본 발명자의 연구에 따르면, 상기의 영역(A1)에서 피삭재의 용착이 현저하게 발생하는 것으로 판명되었다. 본 발명은 이 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면 또는 부분에 사용 상태 표시층을 형성함으로써 피삭재의 용착을 유효하게 방지하고, 이로써 절삭 가공 후의 피삭재의 외관 및 표면 평활성이 저해되는 것을 방지하면서 주의 환기 기능을 부여한다고 하는 우수한 효과를 발휘하는 것이다.

상기 영역(A1)의 면적이 2 ㎟ 미만이면 피삭재의 용착이 생기므로 상기와 같은 우수한 효과가 나타나지 않는다. 한편, 이 면적은 커질수록 피삭재의 용착 방지라는 관점에서는 바람직한 것이며 그 상한을 규정할 필요는 굳이 없지만, 이 영역(A1)의 면적이 지나치게 넓게 되면 사용 상태 표시층에 의한 주의 환기 기능이 충분히 나타나지 않는 경우가 있으므로, 그 기능이 나타나도록 사용 상태 표시층을 형성해야 한다. 따라서, 바람직하게는 상기 면적의 하한은 날끝 교환형 절삭 팁의 두께가 2 ㎜ 내지 8 ㎜인 경우, 2 ㎟ 이상이며, 보다 바람직하게는 5 ㎟ 이상이다. 또한, 그 상한은 날끝 교환형 절삭 팁의 두께가 2 ㎜ 내지 8 ㎜인 경우, 바람직하게는 100 ㎟ 미만이며, 보다 바람직하게는 70 ㎟ 미만이다. 이들의 면적은 이러한 범위 내에서, 날끝 교환형 절삭 팁의 크기에 따라 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여, 적어도 상기 영역(A2)의 20％ 이상의 영역에 사용 상태 표시층을 형성하도록 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50％ 이상, 보다 바람직하게는 80％ 이상의 영역에 사용 상태 표시층을 형성하는 것이 적합하다. 이에 따라, 피삭재의 용착을 방지하면서, 충분한 주의 환기 기능을 제공할 수 있다.

이러한 사용 상태 표시층(13)은 공지의 화학적 증착법, 물리적 증착법(스퍼터링법을 포함함), 진공 증착법 또는 도금법 등에 의해 형성될 수 있고, 그 형성 방법은 하등 한정되지 않는다.

또한, 상기에 있어서「한 부분 이상의 영역(A1)」이라고 규정한 것은 날끝 교환형 절삭 팁의 형상이나 용도에 있어서 절삭에 관여하는 코너의 개수가 상이하므로, 상기 영역(A1)은 적어도 절삭에 관여하는 코너를 포함하는 것을 의미하며, 그와 같은 절삭에 관여하는 코너가 복수 있는 경우에는 영역(A1)도 복수 형성되는 경우가 있는 것을 의미하는 것이다. 또한, 이러한 영역(A1)은 적어도 2 ㎟의 면적을 갖는 한, 2 이상의 여유면 상에 연속하여 형성되어 있어도 좋고, 또한 복수의 코너를 포함하고 있어도 좋다. 이와 같이 영역(A1)이 2 이상의 여유면 상에 연속하 여 형성되는 경우는, 하나의 여유면당의 면적이 아니라 연속한 영역의 합계 면적이 적어도 2 ㎟로 된다.

또한, 「적어도 2 ㎟」라고 하는 것과 같이 면적만으로 규정하고, 굳이 그 영역의 형상을 특정하지 않는 것은 날끝 교환형 절삭 팁의 형상이나 용도는 다종 다양하며, 각각에 따른 영역 형상으로 사용 상태 표시층을 제거하는 것이 적절하기 때문이다.

또한, 상기에 있어서「영역(A2)의 전면 또는 부분」이라고 규정한 것은 특정한 코너만이 절삭에 관여하는 것과 같은 경우에 있어서는, 그 절삭에 관여하는 부분에 근접한 부분에만 사용 상태 표시층을 배치시킴으로써 주의 환기 기능은 달성되며, 반드시 상기 영역(A2)의 전면을 덮도록, 굳이 대면적을 차지하는 사용 상태 표시층을 형성할 필요는 없기 때문이다. 따라서, 이러한 사용 상태 표시층(13)이 상기 영역(A2)의 전면에 대하여 형성되는 경우뿐만 아니라, 그 영역의 일부분에만 형성되는 경우가 포함된다.

또한, 상기 사용 상태 표시층이 형성되어 있는 부분[상기 영역(A2)]과 형성되어 있지 않은 부분[상기 영역(A1)]의 경계는 상기 경계의 근방부를 전자 현미경 및/또는 금속 현미경으로 관찰하여, 단위 면적(100 ㎛ × 100 ㎛)에서 차지하는 사용 상태 표시층의 면적이 80％ 이상이 되는 경우에, 사용 상태 표시층이 형성되어 있는 것으로 간주하는 것으로 한다. 따라서, 영역(A1)을 나타내는 적어도 2 ㎟라는 면적은 전자 현미경 및/또는 금속 현미경으로 관찰하여 측정하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 사용 상태 표시층(13)은 황색 또는 황동색(금색)의 외관 을 나타내는 질화티탄층이다. 이에 비해, 그 하층의 기층(12)은 Al₂O₃(기층 중의 최외층)에 의해 흑색 또는 거무스름한 색이다. 또한, 이러한 사용 상태 표시층(13)은 상기 기층(12)에 비해 마모되기 쉬운 층인 것이 바람직하다. 이것은 절삭 가공시에 삭제되기 쉽고, 하층의 기층(12)이 노출됨으로써, 그 부분이 사용되고 있는 것을 용이하게 표시할 수 있기 때문이다. 또한, 상기의 영역(A2) 이외에 형성된 사용 상태 표시층을 제거함으로써 날끝 교환형 절삭 팁 자체를 제조하는 것을 용이화하는 것에도 관련된다.

이와 같이 사용 상태 표시층(13)은 상기 기층(12)과 상이한 색을 나타내는 것이며, 상기와 같은 특정 부위에 형성함으로써, 결과적으로 코너 주변부와 그 이외의 영역 사이에 큰 색 콘트라스트가 생기게 된다. 왜냐하면 코너 주변부의 표면에는, 전술과 같이 내마모층으로서의 기층(12)이 형성되기 때문이다.

그리고, 이와 같이 사용 상태 표시층(13)이 상기 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면 또는 부분의 상기 기층(12) 상에 형성됨으로써, 절삭 가공시에 있어서 이 사용 상태 표시층(13)이 피삭재에 용착되며, 피삭재의 외관 및 표면 평활성을 손상시키지 않고, 이로써 이러한 단점을 수반하지 않고 주의 환기 기능을 나타낼 수 있다. 또한, 이러한 사용 상태 표시층(13)은 단층으로 형성될 수 있고, 복수의 층을 적층하여 형성될 수도 있다.

여기서, 이러한 사용 상태 표시층(13)은 원소 주기율표의 IVa족 원소, Va족 원소, VIa족 원소, A1, Si, Cu, Pt, Au, Ag, Pd, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군으 로부터 선택되는 적어도 1종의 금속(원소) 또는 그 금속을 포함하는 합금에 의해 형성되거나, 또는 원소 주기율표의 IVa족 원소, Va족 원소, VIa족 원소, Al 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소와, 탄소, 질소, 산소 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소에 의해 구성되는 화합물에 의해 형성되는 1 또는 2 이상의 층이다. 이들은 어느 것이나 선명한 색채를 갖고, 공업적으로도 용이하게 제조할 수 있으므로 바람직하다. 특히, 2 이상의 층이 적층되는 경우는 최외층으로서 상기와 같은 구성의 것이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 이러한 사용 상태 표시층은 그 최외층이 원소 주기율표의 IVa족 원소, Va족 원소, VIa족 원소, Al, Si, Cu, Pt, Au, Ag, Pd, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속, 또는 원소 주기율표의 IVa족 원소, Va족 원소, VIa족 원소, Al 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소와, 탄소, 질소, 산소 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소에 의해 구성되는 화합물에 의해 형성되는 층으로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 이것은 상기 화합물이 황색, 분홍색, 황동색, 금색 등 특히 선명한 색을 나타내며, 의장성이 우수하고 기층과의 사이에서 명료한 콘트라스트를 형성할 수 있기 때문이다. 또한, 사용 상태 표시층이 한층으로만 형성되는 경우에는 그 층이 최외층이 된다.

이러한 사용 상태 표시층은 보다 구체적으로는 상기와 같은 TiN의 외에, 예 컨대 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 등의 원소(금속) 또는 화합물에 의해 형성될 수 있다.

또한 사용 상태 표시층(13)은 강력한 내마모성의 개선의 기능을 갖지 않고(즉, 마모하기 쉬운 층인 것이 바람직하고, 내마모성은 기층보다 뒤떨어짐), 또한 비교적 얇은 두께를 갖는다. 바람직한 두께(사용 상태 표시층이 2층 이상으로 형성되는 경우는 전체의 두께)는 0.05 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하이다. 0.05 ㎛ 미만에서는, 소정 부위에 균일하게 피복하는 것이 공업적으로 곤란해지며, 이 때문에 그 외관에 색 얼룩이 발생하여 외관을 손상시키는 경우가 있다. 또한, 2 ㎛를 넘어도 사용 상태 표시층으로서의 기능에 큰 차가 없고, 도리어 경제적으로 불리해진다. 이 두께의 측정 방법으로서는, 상기 기층과 동일한 측정 방법을 채용할 수 있다.

또한, 사용 상태 표시층(13)은 압축 잔류 응력을 갖는 것으로 할 수 있다. 이에 따라, 날끝 교환형 절삭 팁의 인성 향상에 기여할 수 있다. 상기 압축 잔류 응력은 그 절대치가 0.1 GPa 이상의 응력인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 GPa 이상, 보다 더 바람직하게는 0.5 GPa 이상의 응력이다. 그 절대치가 0.1 GPa 미만이면 충분한 인성을 얻을 수 없는 경우가 있고, 한편 그 절대치는 커질수록 인성의 부여라는 관점에서는 바람직하지만, 그 절대치가 8 GPa를 넘으면 사용 상태 표시층 자체가 박리되어 버리는 경우가 있어 바람직하지 않다. 또한, 사용 상 태 표시층(13)에 대하여 압축 잔류 응력을 부여하는 방법은 기층에 대하여 압축 잔류 응력을 부여하는 방법과 동일한 방법을 채용할 수 있다.

<면 조도(Ra)>

본 발명의 상기 영역(A1)은 피삭재의 용착을 저지하기 위해 평활한 것으로 하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 표면 평활성은 상기 영역(A1)의 표면을 기계적 처리, 예컨대 브러시 조작 또는 블라스트 가공(샌드 블라스트)을 행함으로써 얻을 수 있다. 이러한 기계적 처리는 통상 기층 상에 형성된 사용 상태 표시층을 제거하는 경우에 행해지지만, 상기 영역(A1)의 표면에 대하여 독립된 처리 조작으로서 행하는 것도 가능하다. 또한, 상기 평활성은 이러한 기계적 처리뿐만 아니라, 예컨대 화학적 처리나 물리적 처리에 의해서도 얻을 수 있다.

그리고 본 발명자의 연구에 따르면, 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛, 상기 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛로 한 경우, 1.0 > A/B라는 관계가 성립하는 경우에 특히 양호한 내피삭재 용착성을 얻을 수 있는 것이 확인되고 있다. 보다 바람직하게는, 0.8 > A/B, 보다 바람직하게는 0.6 > A/B 이다.

여기서 상기 면 조도(Ra)는 표면 거칠기를 나타내는 수치의 일종이며, 산술 평균 높이라고 불린다(JIS BO601 : 2001). 그 측정 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 측정 방법 어느 것이나 채용할 수 있다. 예컨대, 접촉법(예컨대 촉침법 등)이어도, 비접촉법(예컨대 레이저 현미경법 등)이어도 좋고, 혹은 날끝 교환형 절삭 팁의 단면을 현미경으로 직접 관찰하는 방법이라도 좋다.

<날끝 교환형 절삭 팁의 제조 방법>

본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 제조 방법은 본체와, 이 본체 상에 형성된 기층과, 이 기층 상의 부분에 형성된 사용 상태 표시층을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁의 제조 방법으로서, 이 본체 상에 기층을 형성하는 단계와, 이 기층 상에 이 기층과 다른 색의 사용 상태 표시층을 형성하는 단계와, 이 본체의 여유면 상에서, 코너를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 적어도 포함하는 영역과 경사면에 대하여, 거기에 형성되어 있는 상기 사용 상태 표시층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 제조 방법을 채용함으로써, 본체와, 이 본체 상에 형성된 기층과, 이 기층 상의 부분에 형성된 사용 상태 표시층을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁으로서, 이 사용 상태 표시층은 적어도 하나의 상기 여유면 상에 형성되며, 이 사용 상태 표시층이 형성된 여유면은 상기 코너를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면 또는 부분의 상기 기층 상에 이 사용 상태 표시층이 형성되어 있는 날끝 교환형 절삭 팁을 매우 생산 효율 좋게 제조할 수 있다.

이와 같이 사용 상태 표시층(13)은 날끝 교환형 절삭 팁(1)의 제조시에 일단 기층(12) 상에 형성되지만, 그 후 영역(A1)을 적어도 포함하는 영역에서 제거된다. 이에 따라, 상기 영역(A1)과 이들 이외의 영역(사용 상태 표시층이 제거되어 있지 않은 영역) 사이에서 상기와 같은 큰 색 콘트라스트를 갖는 날끝 교환형 절삭 팁을 제조할 수 있다.

상기와 같이 사용 상태 표시층(13)을 제거하는 방법으로는, 블라스트법을 채 용할 수 있다. 블라스트법을 채용함으로써, 기층(12)에 대하여 압축 잔류 응력을 동시에 부여할 수 있으며, 노출된 기층(12)의 표면을 평활하게 하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 사용 상태 표시층(13)을 제거하는 방법으로서 상기와 같은 블라스트법을 채용하지 않고 브러시법을 채용할 수도 있다.

또한 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁의 제조 방법은 상기 영역(A1)에 대하여, 평활성 처리를 실시하는 단계(상기 사용 상태 표시층을 제거하는 단계와 동시에 행해지는 경우를 포함함)를 포함할 수 있다. 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛, 상기 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛로 한 경우, 1.0 > A/B라는 관계가 성립하 도록 이러한 평활성 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 절삭 가공후의 피삭재의 외관 및 표면 평활성을 담보하는 것이 가능해지기 때문이다.

이러한 평활성 처리로는, 상기의 블라스트법 외에, 각종 화학적 방법, 물리적 방법 또는 기계적 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 블라스트법과 브러시법을 병용할 수 있다.

<작용 등>

이상 진술한 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 도 2에 도시한 바와 같이 사용되지 않은 상태에서는 손상 없는 상태인 경사면(2) 및 여유면(3)을 갖는다. 특히 상기 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면 또는 부분은 또한 원래의 사용 상태 표시층(13)의 색을 가지고, 그에 따라 날끝 능선(4)[코너(9)를 포함함]이 사용되지 않은 것을 나타낸다. 예컨대, 그 영역(A2)의 전면 또는 부분이 TiN에 의해 코팅되어 있는 경우는, 이 영역(A2)의 사용 상태 표시층(13)의 부분은 사용되지 않은 상태에 서는 빛나는 황동색(금색)으로 되어 있다. 이에 대하여 상기 영역(A1)은 기층(12)인 Al₂O₃가 표면에 노출되어, 날끝 교환형 절삭 팁의 대표적인 색인 비교적 거무스름한 색 또는 거의 흑색의 외관을 나타낸다.

이하의 설명을 위해, 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 절삭 공구의 공구 본체에 부착되어 있고, 복수의 코너(9) 중 어느 하나의 코너가 최초에 사용되는 코너를 이루는 경우를 생각한다. 절삭 공구가 사용되는 즉시 그 하나의 코너(9)가 피삭재(5)에 접촉하고 피삭재(5)를 절삭 가공하기 시작한다. 특히, 그 코너(9)의 주변부인 영역(A1)에서는 기층(12)에 의해 날끝 교환형 절삭 팁(1)의 마모는 적다.

그런데, 그 코너(9)에 의한 절삭이 개시되면, 이 코너(9)에 인접한 구역[영역(A1)을 제외한 영역(A2)]의 사용 상태 표시층(13)이 변색되어 비교적 큰 초기 변화가 생긴다. 변색된 구역에서는 사용 상태 표시층(13)과는 별도의 색이 되고, 경우에 따라서는 이보다 더욱 거무스름해진 기층(12)이 보이게 된다.

이 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이 코너(9)에 인접하여 거무스름하게 변색된 변색 구역(10)이 상기 영역(A2)의 각각에 생긴다. 이 변색 구역(10)은 또한 용이하게 즉시 식별되어, 주의 환기 기능을 나타낸다. 이 변색은 상기와 같이 기층(12)이 노출됨으로써 생기는 외에, 열에 기인하는 변화, 예컨대 산화 현상의 결과로 발생하는 것이어도 좋다.

예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이 이 코너(9)에 인접한 구역의 사용 상태 표시층(13)이 템퍼 색을 나타냄으로써, 여기에 변색 구역(10)이 형성된다. 이것은 코 너(9)에 의한 피삭재의 절삭 가공의 결과로 발생하는 코너 근방의 온도 상승에 연유하는 것이다.

날끝 교환형 절삭 팁(1)을 장시간 사용한 후(절삭 위치를 변경시킨 후)에는, 도 4에 도시한 외관을 나타내게 되지만, 최초의 수분의 절삭 작업후에 이미 도 3에 도시한 외관에 이르게 되므로, 취급자는 한번 보는 것으로, 예컨대 하나의 코너(9)는 이미 사용되었지만 별도의 코너(9)는 아직 완전히 사용되지 않은 것을 확인할 수 있다. 이 별도의 코너(9)가 처음으로 사용되면, 도 4에 도시하는 외관을 나타낸다. 이 경우, 이 별도의 코너(9)에 인접한 구역의 사용 상태 표시층(13)이 변색되어, 변색 구역(11)을 생성하여 이 별도의 코너(9)가 사용된 것을 나타낸다.

또한, 도 2 내지 도 4에 도시한 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 4개의 사용 가능한 코너(9)를 갖는 스루어웨이(throw-away) 날끝 교환형 절삭 팁이다. 이 복수의 코너(9) 중에 어느 것이 이미 사용되었고, 어느 것이 아직 사용되고 있지 않았는지를 사용 상태 표시층(13)의 색에 의해 한눈에 알 수 있다. 따라서, 이러한 날끝 교환형 절삭 팁이 장착된 절삭 공구의 보수는 특히 간단하게 행할 수 있다.

전술한 바와 같이, 날끝 교환형 절삭 팁(1)에는 기층(12)과 사용 상태 표시층(13)으로 이루어지는 복합의 코팅(14)이 실시되고 있다(도 5). 또한, 사용 상태 표시층은 상기 영역(A2)에 형성되지만, 예컨대 ISO 규격 SNGN120408 등과 같은 일반적인 날끝 교환형 절삭 팁에서는 상면 또는 바닥면이 경사면으로 되고, 「세로 사용」등으로 불리는 전자 이외의 예외적인 날끝 교환형 절삭 팁에서는 여유면이 경사면으로 된다.

사용 상태 표시층(13)은 인접한 코너(9)를 단시간이라도 사용하면 이 사용 상태 표시층(13)에 명료한 흔적이 남고, 이 사용 상태 표시층(13)이 변색 내지는 변질된다. 이와 같이 사용 상태 표시층(13)은 매우 민감하므로 그 아래에 있는 다른 색의 층 또는 재료(즉, 기층)가 보이게 되는 경우가 있다. 이와 같이 하여 사용 상태 표시층(13)의 작용에 의해, 명료한 색 콘트라스트 또는 밝기 콘트라스트가 생기고 사용된 코너를 즉시 간단하게 식별할 수 있다. 상기 영역(A2)의 전면 또는 부분에 이와 같이 마찰적으로 불리할 수도 있는 코팅을 실시함으로써, 이것을 상기 영역(A1)에 실시하는 경우보다도, 피삭재의 외관 및 표면 평활성을 손상하는 경우가 없으므로, 이 영역(A2)의 전면 또는 부분을 사용 상태 표시면으로서 이용하는 것이 특히 유리한 것으로 판명되었다.

<실시예>

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로만 한정되지 않는다.

<실시예 1>

87.1 질량％의 WC, 1.8 질량％의 TiC, 2.0 질량％의 TaC, 1.0 질량％의 NbC 및 8.1 질량％의 Co로 이루어지는 조성의 초경합금 분말을 프레스하고, 이어서 진공 분위기 내에서 1400℃에서, 1시간 소결하며, 그 후 평탄 연마 처리 및 날끝 능선에 대하여 SiC 브러시로 날끝 처리[경사면측에서 보아 0.05 ㎜ 폭의 호닝(honing)을 실시함]를 행함으로써, 절삭 팁 CNMG120408N-UX[스미토모 전공 하드메탈(주)제]의 형상과 동일한 형상의 초경합금제 팁을 제작하여 이것을 본체로 했다. 이 본체는 표면에 탈β 층이 16 ㎛ 형성되어 있고, 2개의 면이 경사면으로 되며, 4개의 면이 여유면으로 되는 동시에, 그 경사면과 여유면은 날끝 능선(상기와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 능으로 되어 있음)을 사이에 두고 연결되는 것이었다. 날끝 능선은 도합 8개 존재했다. 또한, 2개의 여유면과 하나의 경사면이 교차하는 교점이 코너(상기한 바와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 교점으로 되어있음)이며, 이러한 코너는 도합 8개 존재했다.

이 본체의 전면에 대하여, 하층으로부터 순차적으로 하기의 층을 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다. 즉, 본체의 표면측으로부터 순차적으로 0.5 ㎛의 TiN, 4.6 ㎛의 TiCN(MT-CVD법에 의해 형성), 2.2 ㎛의 α 알루미나(α-Al₂O₃) 그리고 최외층으로서 0.5 ㎛의 TiN을 코팅했다(총 막두께 7.8 ㎛). 이 코팅(코팅 No.1로 함)에 있어서, 0.5 ㎛의 TiN(본체 표면측의 것)과 4.6 ㎛의 TiCN과 2.2 ㎛의 α알루미나(α-Al₂O₃)가 기층이며, 최외층의 0.5 ㎛의 TiN이 사용 상태 표시층이다.

이하 동일하게 하여, 이 코팅 No.1 대신에 하기의 표 1에 기재한 코팅 No.2 내지 6을 각각 본체의 전면에 대하여 피복했다.

[표 1]

상기 표 1에 있어서, 기층은 좌측의 것으로부터 순차적으로 본체의 표면 상에 적층시켰다. 또한, 각 층은 코팅 No.6의 CrN 층을 제외하고, 모두 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다[MT-CVD의 표시가 있는 것은 MT-CVD법(성막 온도 900℃)에 의해 형성하며, HT-CVD의 표시가 있는 것은 HT-CVD법(성막 온도 1000℃)에 의해 형성했음]. 상기 CrN 층은 이온 도금법에 의해 형성했다.

그리고 이들의 코팅을 실시한 본체에 대하여, 공지의 블라스트법[연마재 입자 : 알루미나 샌드 120번(평균 입자 지름 100 ㎛), 압력 : 0.3 MPa]을 이용하여 다음 11 종류의 처리 방법 A 내지 K를 각각 실시했다. 또한, 각 처리 방법에 있어서 사용 상태 표시층을 남기고 싶은 부위에는 지그를 이용하여 마스킹을 행했다.

(처리 방법 A)

코팅에 대하여 블라스트법에 의한 처리를 행하지 않았다. 따라서, 본체의 표면은 전면에 있어서 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타냈다.

(처리 방법 B)

코팅에 대하여, 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법에 의해 제거했다. 따라서, 여유면의 전면은 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타냈다[도 6 참조. 또한, 도 6에서는 사용 상태 표시층(13)이 경사면(2)의 평탄부까지 돌아 들어가게 형성되어 있지만, 거기까지 돌아 들어가지 않고 날끝 처리면의 바로 앞에서 멈추게 형성되는 경우도 본 처리 방법의 형태에 포함됨. 즉, 본 처리 방법은 날끝 능선의 날끝 처리면에서 사용 상태 표시층이 형성되는 경우와 형성되지 않는 경우의 양자를 포함하여, 어느 쪽의 경우라도 동일한 결과를 나타내는 것임].

(처리 방법 C)

코팅에 대하여, 여유면의 사용 상태 표시층을 블라스트법에 의해 제거했다. 따라서, 경사면의 전면은 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타냈다[도 7 참조. 또한, 도 7에서는 사용 상태 표시층(13)이 여유면(3)의 평탄부까지 돌아 들어가게 형성되어 있지만, 거기까지 돌아 들어가는 일 없이 날끝 처리면의 바로 앞에서 멈추도록 하여 형성되는 경우도 본 처리 방법의 형태에 포함됨. 즉, 본 처리 방법은 날끝 능선의 날끝 처리면에서 사용 상태 표시층이 형성되는 경우와 형성되지 않는 경우의 양자를 포함하여, 어느 쪽의 경우라도 동일한 결과를 나타내는 것임).

(처리 방법 D)

도 8에 나타낸 바와 같이 코팅에 대하여, 여유면상으로서 날끝 능선으로부터 수직 방향으로 1.38 내지 2.05 ㎜의 거리(c)를 확보하여 거의 평행하게 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 본체의 둘레를 일주하도록 4개의 여유면 상에 연속하여 형성되며, 코너를 4개 포함하는 것이고, 그 면적은 64.1 ㎟였다. 따라서, 여유면상으로서, 상기 A1을 제외한 영역(A2)은 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성이 되므로 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면 상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타낸다(도 5).

또한, 상기 날끝 능선으로부터의 거리(c)를 1.38 내지 2.05 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은 마스킹은 할 수 있는 한 고정밀도로 행했지만 블라스트의 누출 등에 의해 그 거리를 일정하게 유지하는 것은 곤란하며 오차를 배제할 수 없기 때문이다. 덧붙여, 일반적으로 노우즈 R2 등분 단면이라고 불리는 코너의 각도를 2등분한 경우의 그 중심 위치(이하 R/2 부위라고 함)에 있어서의 상기 거리(c)는 1.45 ㎜였다. 또한, 이러한 R/2 부위는 복수 존재하지만, 그 모든 R/2 부위에 있어서 상기 거리가 완전히 동일하게 되는 것은 아니며, 상기의 수치는 그 중 하나의 R/2 부위의 수치를 나타내는 것이다(이하의 처리 방법 E~J 및 표면 조도의 측정에 있어서 동일한 의미를 나타냄).

또한, 면적은 전자 현미경을 이용한 600배의 관찰에 의해 측정했다(이하 동일함).

(처리 방법 E)

처리 방법 D에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(c)를 0.68 내지 1.34 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는 모두 처리 방법 D와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 0.72 ㎜이며, 영역 A1의 면적은 30.32 ㎟였다. 또한, 상기 거리(c)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 D와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 F)

처리 방법 D에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리 c를 0.35 내지 0.58 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 D와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 0.50 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 4.18 ㎟였다. 또한, 상기 거리(c)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 D와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 G)

처리 방법 D에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(c)를 0.01 내지 0.25 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 D와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 0.14 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 1.52 ㎟였다. 또한, 상기 거리(c)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 D와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 H)

도 9에 도시한 바와 같이 코팅에 대하여, 여유면상으로서 날끝 능선으로부터 수직 방향의 거리(c)(0.4 내지 1.02 ㎜)를 갖고, 또한 하나의 코너로부터 날끝 능선을 따라 각각 거리 a(2.7 ㎜), 거리 b(2.8 ㎜)를 확보하여 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 2개의 여유면 상에 연속하여 형성되는 하나의 코너를 포함하는 것이며 그 면적은 4.8 ㎟였다. 따라서, 여유면상으로서, 상기 A1을 제외한 영역 A2는 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성이 되므로, 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.1의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면 상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨데, 코팅 No.1의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타냈다.

또한, 상기 날끝 능선으로부터의 거리(c)를 0.4 내지 1.02 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은 마스킹은 할 수 있는 한 고정밀도로 행했지만 블라스트의 누설 등에 의해 그 거리(c)를 일정하게 유지하는 것은 곤란하며 오차를 배제할 수 없기 때문이다. 덧붙여서, R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 0.58 ㎜였다.

(처리 방법 I)

처리 방법 H에 있어서, 거리 a, b 및 c를 각각 5.3 ㎜, 1.0 ㎜ 및 1.01 내지 1.43 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 H와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 1.21 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 10.2 ㎟였다. 또한, 상기 거리(c)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 H와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 J)

처리 방법 H에 있어서, 거리 a, b 및 c를 각각 0.9 ㎜, 1.0 ㎜ 및 0.1 내지 0.44 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 H와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리 c는 0.21 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 1.9 ㎟였다. 또한, 상기 거리 c를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 H와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 K)

코팅에 대하여, 본체 표면 전면의 사용 상태 표시층을 블라스트법에 의해 제거했다. 따라서, 본체 표면의 전면(경사면 및 여유면의 양면)은 기층의 색(예컨대 코팅 No.1의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타냈다.

이와 같이 하여, 이하의 표 2 내지 표 4에 기재한 66 종류의 날끝 교환형 절삭 팁 No.1 내지 No.66을 제조했다. No.4, 5, 6, 8, 9, 15, 16, 17, 19, 20, 26, 27, 28, 30, 31, 37, 38, 39, 41, 42, 48, 49, 50, 52, 53, 59, 60, 61, 63 및 64가 본 발명의 실시예이며, 그 외의 것은 비교예이다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.1 내지 66에 대하여 하기 조건으로 선삭 절삭 시험을 행하고, 피삭재의 면 조도와 날끝 교환형 절삭 팁의 여유면 마모량을 측정했다. 또한, 30분간의 절삭후의 날끝에의 피삭재의 용착 상태, 피삭재 가공면의 상태 및 날끝 능선(코너를 포함함, 이하 동일함)의 사용 상태의 식별성을 각각 관찰했다. 그 결과를 이하의 표2 내지 표 4에 도시한다. 또한, 피삭재의 면 조도(Rz;JIS BO601 : 2001)는 작은 수치일수록 평활성이 양호한 것을 나타내고, 여유면 마모량은 작은 수치일수록 내마모성이 우수한 것을 나타내고 있다. 또한, 날끝에의 피삭재의 용착량이 많을수록 피삭재의 면 조도가 악화되는 것을 나타내고, 피삭재 가공면의 상태는 경면에 가까울수록 양호한 것을 나타내고 있다.

(선삭 절삭 시험의 조건)

피삭재 : SCM415

절삭 속도 : 120 m/min

이송 : 0.13 ㎜/rev.

절삭 깊이 : 1.5 ㎜

절삭유 : 없음

절삭 시간 : 30분

[표 2]

(주 1) 경사면에 조금 용착

(주 2) 거의 경면에 가까움

[표 3]

(주 1) 경사면에 조금 용착

(주 2) 거의 경면에 가까움

[표 4]

(주 1) 경사면에 조금 용착

(주 2) 거의 경면에 가까움

표 2 내지 표 4중, 「*」 표시를 붙인 것이 본 발명의 실시예이다. 또한, 기층의 최외층은 코팅의 종류에 상관없이 모두 흑색이며, 사용 상태 표시층은 TiN이 금색이며, ZrN이 백금색이고, TiCN은 분홍색이며, CrN은 은색이다.

표 2 내지 표 4에 의해 명확해진 바와 같이, 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선의 사용 상태의 식별이 용이하고 주의 환기 기능이 매우 우 수한 것이며, 또한 날끝에 피삭재가 용착되지 않고, 절삭후의 피삭재의 상태도 경면에 가까운 것이며 피삭재의 면 조도도 우수한 것이었다. 또한, 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛, 상기 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛으로 한 경우, 이들의 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁에서는 모두 0.8 > A/B였다(측정 방법은 후술하는 No.5에 대한 것과 동일하다고 함).

이에 비해, 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선의 사용 상태의 식별은 가능하나, 날끝에 피삭재가 다량으로 용착되고, 또한 절삭후의 피삭재는 백탁(白濁)하며, 피삭재의 면 조도도 뒤떨어지고 있었다. 또한, 처리 방법 C를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 상기 날끝 교환형 절삭 팁과 비교하면 상당 정도 피삭재의 용착량은 저감되어 있지만, 경사면에 있어서 약간의 용착이 있었다. 처리 방법 K를 채용한 날끝 교환형 절삭 팁은 절삭후의 피삭재의 상태는 양호하지만, 날끝 능선의 사용 상태의 판별이 곤란하며, 주의 환기 기능을 갖지 않는 것이었다. 처리 방법 G 및 처리 방법 J를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 사용 상태 표시층을 제거한 영역(A1)의 크기가 충분하지 않으므로, 피삭재의 날끝에의 용착이 확인되며, 피삭재의 가공면의 상태(면광택)가 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁에 의해 가공한 피삭재의 면광택에 비해 뒤떨어지고 있었다.

이상의 결과, 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁이 각 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁에 비해 우수한 효과를 갖고 있는 것은 명확하다. 또한, 본 실시예는 칩 브레이커가 형성되어 있는 날끝 교환형 절삭 팁의 경우에 대해 나타냈지만, 칩 브레이커가 형성되어 있지 않은 날끝 교환형 절삭 팁에 대해서도 유효하다.

또한, 한편으로 상기에서 제조한 날끝 교환형 절삭 팁 No.5와 동일한 제조 방법에 있어서, 상기 영역(A1)에 대하여 블라스트의 정도[처리 시간 및 공작물(날끝 교환형 절삭 팁)과 노즐의 거리]를 바꾸어 블라스트법에 의한 처리를 실시하고, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 표 5의 것으로 하는 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁 No.5-2, No.5-3, No.5-4 및 No.5-5를 제조했다. 또한, 면 조도(Ra)는 레이저 현미경(VK-8510, (주)키엔스 제조)에 의해 측정했다. 측정 부분은 상기 R/2 부위로 하며, 상기 영역(A1)에 대해서는 날끝 능선로부터의 수직 방향의 거리(c)의 1/2이 되는 지점[즉, 영역(A1)의 중앙부]으로 하며, 상기 영역(A2)에 대해서는 영역(A1)과 영역(A2)의 경계선으로부터 영역(A2)측으로 수직 방향으로 상기 거리(c)의 1/2과 동등하게 되는 거리만큼 들어간 지점으로 했다. 또한, 측정 거리는 100 ㎛로 했다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.5, No.5-2, No.5-3, No.5-4 및 No.5-5에 대해서 상기와 동일한 조건에 의한 선삭 절삭 시험을 행하고, 피삭재의 면 조도(Rz)를 상기와 동일하게 하여 측정했다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.

[표 5]

표 5에 의해 명확해진 바와 같이, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 각각 A ㎛ 및 B ㎛으로 한 경우, A/B의 값이 작아질수록 피삭재의 면 조도(Rz)는 보다 양호하게 되었다.

이들의 결과에 의해, 날끝 교환형 절삭 팁에 있어서 피삭재와의 사이에서 용착 현상을 억제하며, 피삭재의 외관이 저해되는 것을 방지하기 위해서는, 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛ 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛로 한 경우, 1.0 > A/B로 하는 것이 유효하고, 이 A/B의 값을 보다 작게 하여, 0.8 > A/B, 보다 바람직하게는 0.6 > A/B로 하는 것이 보다 유효하게 된다.

또한, 코팅 No.6에 있어서, 사용 상태 표시층으로서 CrN 대신에 공지의 스퍼터링법을 이용하여 금속 Cr 또는 금속 Al를 동일한 막 두께로 코팅하는 것을 제외하고는, 모두 동일하게 하여 날끝 교환형 절삭 팁을 제조하며, 상기와 동일한 처리를 행하고 동일한 선삭 절삭 시험을 행한 바, 상기 날끝 교환형 절삭 팁 No.56 내지 66과 동일한 결과를 얻을 수 있는 것을 확인했다. 또한, 금속 Cr 또는 금속 Al로 이루어지는 사용 상태 표시층의 색은 어느 것이나 은색이다.

<실시예 2>

88.3 질량％의 WC, 1.7 질량％의 TaC 및 10.0 질량％의 Co로 이루어지는 조성의 초경합금 분말을 프레스하며, 이어서 진공 분위기 내에서 1400℃에서, 1시간 소결하여, 그 후 평탄 연마 처리 및 날끝 능선에 대하여 SiC 브러시로 날끝 처리(경사면측에서 보아 0.05 ㎜ 폭의 호닝을 실시함)를 행함으로써, 절삭 팁 ISO 형식 번호 SPGN 120408의 형상의 초경합금제 팁을 제작하여 이것을 본체로 했다. 이 본체는 표면에 탈β 층이 형성되어 있지 않고, 하나의 면이 경사면으로 되며, 4개의 면이 여유면으로 되고, 그 경사면과 여유면은 날끝 능선(상기한 바와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 능으로 되어 있음)을 사이에 두고 연결되는 것이었다. 날끝 능선은 도합 4개 존재했다. 또한, 2개의 여유면과 하나의 경사면이 교차하는 교점이 코너(상기한 바와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 교점으로 되어 있음)이며, 이러한 코너는 도합 4개 존재했다. 또한, 이 본체의 두께는 3.18 ㎜였다.

이 본체의 전면에 대하여, 하층으로부터 순차적으로 하기의 층을 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다. 즉, 본체의 표면측으로부터 순차적으로, 0.4 ㎛의 TiN, 2.1 ㎛의 TiCN(MT-CVD법에 의해 형성), 2.1 ㎛의 α알루미나(α-Al₂O₃) 그리고 최외층으로서 0.5 ㎛의 TiN을 코팅했다(총 막두께 5.1 ㎛). 이 코팅(코팅 No.7로 함)에 있어서, 0.4 ㎛의 TiN(본체 표면측의 것)과 2.1 ㎛의 TiCN과 2.1 ㎛의 α알루미나(α-Al₂O₃)가 기층(흑색)이며, 최외층의 0.5 ㎛의 TiN이 사용 상태 표시층(금색)이 다.

이하 동일하게 하여, 이 코팅 No.7 대신에 하기의 표 6에 기재한 코팅 No.8 내지 12를 각각 본체의 전면에 대하여 피복했다.

[표 6]

상기 표 6에 있어서, 기층은 좌측의 것으로부터 순차적으로 본체의 표면 상에 적층시켰다. 또한, 코팅 No.8 내지 9는 코팅 No.7과 동일하게 모두 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다. 코팅 No.10 내지 12에 대해서는 공지의 PVD법에 의해 형성했다.

그리고, 이 코팅을 실시한 본체 각각 대하여, 실시예 1과 동일한 처리 방법 A 내지 C 및 K를 각각 실시하고, 하기의 처리 방법 L 내지 O를 각각 실시함으로써, 이하의 표 7 및 표 8에 기재한 48종류의 날끝 교환형 절삭 팁 No.101 내지 No.148을 제조했다. No.104, 105, 107, 112, 113, 115, 120, 121, 123, 128, 129, 131, 136, 137, 139, 144, 145 및 147이 본 발명의 실시예이며, 그 이외의 것은 비교예이다.

(처리 방법 L)

도 10에 도시한 바와 같이 코팅에 대하여, 여유면상으로서 날끝 능선으로부터 수직 방향으로 0.29 내지 0.94 ㎜의 거리(x)를 확보하여 거의 평행하게 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법(실시예 1과 동일한 조건)에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 본체의 둘레를 일주하도록 4개의 여유면 상에 연속하여 형성되며, 코너를 4개 포함하는 것이고, 그 면적은 33.4 ㎟였다(측정 방법은 실시예 1과 동일함, 이하 동일함). 따라서, 여유면상에서, 상기 A1을 제외한 영역(A2)은 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성이 되므로 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.7의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.7의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타낸다(도 5).

또한, 상기 날끝 능선으로부터의 거리(x)를 0.29 내지 0.94 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은, 상기 실시예 1의 처리 방법 D와 동일한 이유에 의한다. 덧붙여서, R/2 부위(실시예 1과 동일함)에 있어서의 상기 거리(x)는 0.40 ㎜였다. 또한, 이러한 R/2 부위는 복수 존재하지만, 그 모든 R/2 부위에 있어서 상기 거리가 완전하게 동일해지는 것은 아니며, 상기의 수치는 그 중 하나인 R/2 부위의 수치를 나타내는 것은 실시예 1과 동일하다(이하의 처리 방법 M 내지 0 및 표면 조도의 측정에 있어서 동일한 의미를 나타냄).

(처리 방법 M)

처리 방법 L에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(x)를 0.06 내지 0.4 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 L과 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(x)는 0.28 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 8.16 ㎟였다. 또한, 상기 거리(x)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 L과 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 N)

처리 방법 L에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(x)를 0.01 내지 0.16 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 L과 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(x)는 0.09 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 1.9 ㎟였다. 또한, 상기 거리(x)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 L과 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 O)

도 11에 도시한 바와 같이 코팅에 대하여, 여유면상으로서 날끝 능선으로부터 수직 방향으로 0.2 내지 1.2 ㎜의 거리(x)를 확보하여 거의 평행하게 넓어지고, R/2 부위에 있어서 2개의 여유면이 교차하는 능(稜)을 따르며, 또한 거리 y, z가 각각 0.2 내지 1.2 ㎜가 되도록 하여 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법(처리 방법 L과 동일한 조건)에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 날끝 능선을 따라 본체의 둘레를 일주하도록 4개의 여유면 상에 연속하여 형성되며, 코너를 4개 포함하고, 각 코너에 있어서는 2개의 여유면이 교차하는 능을 따라 일정한 넓이를 갖도록 하여 형성되는 것이고, 그 면적은 38.2 ㎟였다. 따라서, 여유면상으로서, 상기 A1을 제외한 영역(A2)은 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성으로 되므로 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.7의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면 상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.7의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타낸다(도 5). 또한, 상기의 거리(x), 거리(y) 및 거리(z)를 각각 0.2 내지 1.2 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은 처리 방법 L과 동일한 이유에 의한다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.101 내지 148에 대하여, 하기 조건으로 프라이즈 절삭 시험을 행하고, 피삭재의 면 조도와 날끝 교환형 절삭 팁의 여유면 마모량을 측정했다. 그 결과를 이하의 표 7 및 표 8에 나타낸다. 피삭재의 면 조도(Rz; JIS BO601 : 2001)는 작은 수치일수록 평활성이 양호한 것을 나타내고, 여유면 마모량은 작은 수치일수록 내마모성이 우수한 것을 나타내고 있다.

(프라이즈 절삭 시험의 조건)

피삭재 : FCD450

절삭 속도 : 145 m/min

이송 : 0.28 ㎜/rev.

절삭 깊이 : 1.O ㎜

절삭유 : 없음

절삭 거리 : 10 m

커터 : DPG4160R[스미토모 전공 하드메탈(주)제]

상기 커터에의 날끝 교환형 절삭 팁의 부착수는 1장으로 했다. 이 때문에, 커터 1 회전당의 이송과, 한 날당의 이송은 일치하는 것이었다.

[표 7]

(주 1) 경사면에 조금 용착

(주 2) 거의 경면에 가까움

[표 8]

(주 1) 경사면에 조금 용착

(주 2) 거의 경면에 가까움

표 7 및 표 8 중, 「*」 표시를 붙인 것이 본 발명의 실시예이다. 또한, 기층의 최외층은 코팅의 종류에 상관없이 모두 흑색이며, 사용 상태 표시층은 TiN이 금색이며, TiCN은 분홍색이다.

표 7 및 표 8에 의해 명확해진 바와 같이, 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선(코너를 포함함, 이하 동일함)의 사용 상태의 판별이 용이하고 주의 환기 기능이 매우 우수한 것이며, 또한 날끝에 피삭재가 용착되지 않고, 절삭 후의 피삭재의 상태도 경면에 가까운 것이며 피삭재의 면 조도도 우수한 것이었다. 또한, 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛, 상기 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛으로 한 경우, 이들의 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁에서는 모두 0.8> A/B였다[측정 방법은 실시예 1과 동일하게 했음. 단, 처리 방법 O를 실시한 것에 대한 측정 부분은 상기 영역(A1)에 대해서는 상기 R/2 부위에 있어서 수직 방향의 거리(x)가 코너에서 1.5 ㎜로 되는 지점으로 하고, 상기 영역(A2)에 대해서는 상기 영역(A1)의 측정 부분으로부터 수평 방향으로 영역(A1)과 영역(A2)의 경계선으로부터 영역(A2)측으로 0.7 ㎜의 거리만큼 들어간 지점으로 했다].

이에 비해, 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선의 사용 상태의 식별은 가능하지만, 날끝에 피삭재가 다량으로 용착되며, 또한 절삭후의 피삭재는 백탁하고, 피삭재의 면 조도도 뒤떨어지고 있었다. 또한, 처리 방법 C를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 상기 날끝 교환형 절삭 팁과 비교하면 상당 정도 피삭재의 용착량은 저감되어 있지만, 경사면에 있어서 약간의 용착이 있었다. 처리 방법 K를 채용한 날끝 교환형 절삭 팁은 절삭 후의 피삭재의 상태는 양호하지만, 날끝 능선의 사용 상태의 판별이 곤란하며, 주의 환기 기능을 갖지 않는 것이었다. 처리 방법 N을 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 사용 상태 표시층을 제거한 영역(A1)의 크기가 충분하지 않으므로, 피삭재의 날끝에의 용착이 확인되며, 피삭 재의 가공면의 상태(면광택)가 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁에 의해 가공한 피삭재의 면광택에 비해 뒤떨어지고 있었다.

이상의 결과, 본 발명의 실시예인 날끝 교환형 절삭 팁이 각 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁에 비해, 우수한 효과를 갖고 있는 것은 분명하다.

한편, 상기에 의해 제조한 날끝 교환형 절삭 팁 No.104와 동일한 제조 방법에 있어서, 상기 영역(A1)에 대해 블라스트의 처리 조건[처리 시간 및 공작물(날끝 교환형 절삭 팁)과 노즐의 거리]을 바꾸는 것에 의해 상이한 블라스트법에 의한 처리를 실시함으로써, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 표 9의 것으로 하는 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁 No.104-2, No.104-3, No.104-4 및 No.104-5를 제조했다. 또한, 면 조도(Ra)는 실시예 1과 동일하게 하여 측정했다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.104, No.104-2, No.104-3, No.104-4및 No.104-5에 대해 하기의 조건에 의한 프라이즈 절삭 시험을 행하고, 피삭재의 면 조도(Rz)를 상기와 동일하게 하여 측정했다. 그 결과를 표 9에 나타낸다.

(프라이즈 절삭 시험의 조건)

피삭재 : SCM415

절삭 속도 : 220 m/min

이송 : 0.28 ㎜/rev.

절삭 깊이 : 1.O㎜

절삭유 : 없음

절삭 거리 : O.1 m

[표 9]

표 9에 의해 명확해진 바와 같이, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 각각 A ㎛ 및 B ㎛으로 한 경우, A/B의 값이 작아질수록 피삭재의 면 조도(Rz)는보다 양호하게 되었다.

이들의 결과에 의해, 날끝 교환형 절삭 팁에 있어서 피삭재와의 사이에서 용착 현상을 억제하며, 피삭재의 외관이 저해되는 것을 방지하기 위해서는, 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛ 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛으로 한 경우, 1.0 > A/B로 하는 것이 유효하며, 이 A/B의 값을 보다 작게 하고, 0.8 > A/B, 보다 바람직하게는 0.6 > A/B로 하는 것이 보다 유효하게 된다.

<실시예 3>

2.5 질량％의 TiC, 1.0 질량％의 TaC, 1.0 질량％의 NbC, 7.5 질량％의 Co 및 그 잔부가 WC로 이루어지는 조성의 초경합금 분말을 프레스하며, 이어서 진공 분위기 중에서 1400℃에서, 1시간 소결하고, 그 후 평탄 연마 처리 및 날끝 능선에 대해 SiC 브러시로 날끝 처리(경사면측에서 보아 0.05 ㎜ 폭의 호닝을 실시함)를 행함으로써, 절삭 팁 CNMG120408N-UX[스미토모 전공 하드메탈(주) 제조]의 형상과 동일한 형상의 초경합금제 팁을 제작하여 이것을 본체로 했다. 이 본체는 표면에 탈β 층이 12 ㎛ 형성되어 있고, 2개의 면이 경사면으로 되며, 4개의 면이 여유면으로 되고, 그 경사면과 여유면이란 날끝 능선(상기한 바와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 능으로 되어 있음)을 사이에 두고 연결되는 것이었다. 날끝 능선은 도합 8개 존재했다. 또한, 2개의 여유면과 하나의 경사면이 교차하는 교점이 코너(상기한 바와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 교점으로 되어 있음)이며, 이러한 코너는 도합 8개 존재했다.

이 본체의 전면에 대해, 하층으로부터 순차적으로 하기의 층을 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다. 즉, 본체의 표면측으로부터 순차적으로, 0.2 ㎛의 TiN, 3.9 ㎛의 TiCN(MT-CVD법에 의해 형성), 2.5 ㎛의 κ알루미나(κ-Al₂O₃) 그리고 최외층으로서 0.3 ㎛의 TiN을 코팅했다. 이 코팅(코팅 No.13으로 함)에 있어서, 0.2 ㎛의 TiN(본체 표면측의 것)과 3.9 ㎛의 TiCN과 2.5 ㎛의 κ알루미나(κ-Al₂O₃)가 기층이며, 최외층의 0.3 ㎛의 TiN이 사용 상태 표시층이다.

이하 동일하게 하여, 이 코팅 No.13 대신에 하기의 표 10에 기재한 코팅 No.14 내지 17을 각각 본체의 전면에 대해 피복했다.

[표 10]

상기 표 10에 있어서, 기층은 좌측의 것으로부터 순차적으로 본체의 표면 상에 적층시켰다. 또한 각 층은 모두 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다[(MT-CVD의 표시가 있는 것은 MT-CVD법(성막 온도 900℃)에 의해 형성하며, HT-CVD의 표시가 있는 것은 HT-CVD법(성막 온도 1000℃)에 의해 형성함].

그리고 이들의 코팅을 실시한 본체에 대하여, 공지의 습식 블라스트법[연마 재 입자 : 알루미나 샌드 120번(평균 입자 지름 100 ㎛), 압력 : 0.2 MPa]을 이용하여, 다음 11 종류의 처리 방법 A 내지 K를 각각 실시했다. 또한, 각 처리 방법에 있어서 사용 상태 표시층을 남기고 싶은 부위에는 지그를 이용하여 마스킹을 행했다.

(처리 방법 A), (처리 방법 B), (처리 방법 C), (처리 방법 K)는 각각 실시예 1과 동일한 처리 방법을 실시하고, 그 이외의 처리 방법은 이하와 같다.

(처리 방법 D2)

도 8에 도시한 바와 같이 코팅에 대해, 여유면상으로서 날끝 능선으로부터 수직 방향으로 1.35 내지 2.07 ㎜의 거리(c)를 확보하여 날끝 능선에 대하여 거의 평행하게 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 본체의 둘레를 일주하도록 4개의 여유면 상에 연속하여 형성되며, 코너를 4개 포함하는 것이고, 그 면적은 63.5 ㎟였다. 따라서, 여유면상에서, 상기 A1을 제외한 영역(A2)은 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성으로 되므로 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.13의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.13의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타냈다(도 5).

또한, 상기 날끝 능선으로부터의 거리(c)를 1.35 내지 2.07 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은 마스킹은 될 수 있는 한 고정밀도로 행했지만 블라스트의 누설 등에 의해 그 거리를 일정하게 유지하는 것은 곤란하며 오차를 배제할 수 없기 때문이다. 덧붙여서, R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 1.43 ㎜였다. 또한, 이러한 R/2 부위는 복수 존재하지만, 그 모든 R/2 부위에 있어서 상기 거리가 완전히 동일해지는 것은 아니며, 상기의 수치는 그 중의 하나인 R/2 부위의 수치를 나타내는 것이다(이하의 처리 방법 E2~J2 및 표면 조도의 측정에 있어서 동일한 의미를 나타냄).

(처리 방법 E2)

처리 방법 D2에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(c)를 0.69 내지 1.35 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 D2와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 0.75 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 30.68 ㎟였다. 또한, 상기 거리(c)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 D2와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 F2)

처리 방법 D2에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(c)를 0.36 내지 0.57 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 D2와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 0.51 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 4.13 ㎟였다. 또한, 상기 거리(c)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 D2와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 G2)

처리 방법 D2에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(c)를 0.01 내지 0.24 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 D2와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(c)는 0.13 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 1.54 ㎟였다. 또한, 상기 거리(c)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 D 2와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 H2)

도 9에 도시한 바와 같이 코팅에 대해, 여유면상으로서 날끝 능선으로부터 수직 방향의 거리 c(0.2 내지 1.04 ㎜)를 갖고, 또한 하나의 코너로부터 날끝 능선을 따라 각각 거리 a(2.6 ㎜), 거리 b(2.9 ㎜)를 확보하여 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 2개의 여유면 상에 연속하여 형성되는 하나의 코너를 포함하는 것이고, 그 면적은 4.7 ㎟였다. 따라서, 여유면상으로서, 상기 A1을 제외한 영역(A2)은 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성이 되므로 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.13의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면 상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.13의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타냈다.

또한, 상기 날끝 능선으로부터의 거리 c를 0.2 내지 1.04 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은 마스킹은 할 수 있는 한 고정밀도로 행했지만 블라스트의 누설 등에 의해 그 거리 c를 일정하게 유지하는 것은 곤란하며 오차를 배제할 수 없기 때문이다. 덧붙여서, R/2 부위에 있어서의 상기 거리 c는 0.57 ㎜였다.

(처리 방법 I2)

처리 방법 H2에 있어서, 거리 a, b 및 c를 각각 5.2 ㎜, 1.1 ㎜ 및 1.02 내지 1.35 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 H2와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리 c는 1.22 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 9.8 ㎟였다. 또한, 상기 거리 c를 범위를 갖고 표시한 것은 상기 처리 방법 H2와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 J2)

처리 방법 H2에 있어서, 거리 a, b 및 c를 각각 0.8 ㎜, 1.0 ㎜ 및 0.1 내지 0.35 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 H2와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리 c는 0.18 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 1.7 ㎟였다. 또한, 상기 거리 c를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 H2와 동일한 이유에 의한다.

이와 같이 하여, 이하의 표 11 내지 표 13에 기재한 55 종류의 날끝 교환형 절삭 팁 No.201 내지 No.255를 제조했다. 각 표의 좌측란에 「*」를 붙인 것은 본 발명의 실시예이며, 그 이외의 것은 비교예이다. 또한, 기층의 최외층은 코팅의 종류에 상관없이 모두 흑색이며, 사용 상태 표시층은 TiN이 금색이며, ZrN이 백금색이고, TiCN은 분홍색이다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.201 내지 255에 대해, 하기 조건으로 연속 선삭 절삭 시험을 행하며, 날끝 교환형 절삭 팁의 여유면 마모량을 측정했다. 또한, 15분 절삭후의 날끝에의 피삭재의 용착 상태, 피삭재 가공면의 상태 및 날끝 능선(코너를 포함함, 이하 동일함)의 사용 상태의 식별성을 각각 관찰했다. 그 결과를 이하의 표 11 내지 표 13에 나타낸다. 또한, 여유면 마모량은 작은 수치일수록 내마모성이 우수한 것을 나타내고 있다. 또한, 날끝에의 피삭재의 용착량이 많을수록 피삭재의 면 조도가 악화하는 것을 나타내고, 피삭재 가공면의 상태는 경면에 가까울수록 양호한 것을 나타내고 있다.

(연속 선삭 절삭 시험의 조건)

피삭재 : S35C 둥근 막대

절삭 속도 : 240 m/min

이송 : 0.35 ㎜/rev.

절삭 깊이 : 2.0 ㎜

절삭유 : 수용성유

절삭 시간 : 15분

[표 11]

(주 1) 경면에 조금 용착

[표 12]

(주 1) 경면에 조금 용착

[표 13]

(주 1) 경면에 조금 용착

또한, 표 11 내지 13의 잔류 응력은 도 12(본 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁의 경사면의 코너 부근의 개략 확대 평면도임)의 스폿(S)(평탄면에 위치하며 그 평탄면의 수직 방향에서 보아 직경 0.5 ㎜의 것)에 대해 측정한 것이며, 하나의 경사면에 대해 4개 존재하는 코너의 각 코너마다 이 스폿(S)은 동일하게 존재하므로, 잔류 응력은 이들 4개소의 평균치로 했다. 구체적 측정 방법은 전술의 X선 응력 측정 장치를 이용한 sin²φ법을 채용하고, 코팅 No.13을 피복한 것에 대해서는 κ-Al₂O₃ 층을 측정하고, 코팅 No.14 내지 17을 피복한 것에 대해서는 α-Al₂O₃ 층을 측정했다(실시예/비교예 공통).

또한, 이 측정 영역[도 12의 스폿(S)]은 경사면의 절삭에 관여하는 영역이며, 실시예의 것은 어느 것이나 그 영역에 있어서 기층이 표면에 노출되어 있고, 그 기층의 최상층의 잔류 응력을 측정한 것이다.

표 11 내지 표 13에 의해 명확해진 바와 같이, 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선의 사용 상태의 식별이 용이하고 주의 환기 기능이 매우 우수한 것이며, 또한 날끝에 피삭재가 용착되지 않고, 절삭후의 피삭재의 상태도 경면에 가까운 것이었다.

이에 비해, 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선의 사용 상태의 식별은 가능하지만, 날끝에 피삭재가 다량으로 용착되며, 또한 절삭후의 피삭재는 백탁했다. 또한, 처리 방법 C를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 상기 날끝 교환형 절삭 팁과 비교하면 상당 정도 피삭재의 용착량은 저감되어 있지만, 경사면에 있어서 약간의 용착이 있었다. 처리 방법 K를 채용한 날끝 교환형 절삭 팁은 절삭후의 피삭재의 상태는 양호하였지만, 날끝 능선의 사용 상태의 판별이 곤란하며, 주의 환기 기능을 갖지 않는 것이었다. 처리 방법 G2 및 처리 방법 J2를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 사용 상태 표시층을 제거한 영역(A1)의 크기가 충분하지 않으므로, 피삭재의 날끝에의 용착이 확인되고, 피삭재의 가공면의 상태(면광택)가 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁에 의해 가공한 피삭재의 면광택에 비해 뒤떨어지고 있었다.

이상의 결과, 본 발명의 실시예인 날끝 교환형 절삭 팁이 각 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁에 비해, 우수한 효과를 갖고 있는 것은 명확하다.

한편, 상기에 의해 제조한 날끝 교환형 절삭 팁 No.215와 동일한 제조 방법에 있어서, 상기 영역(A1) 및 경사면에 대해 블라스트의 처리 조건[처리 시간 및 공작물(날끝 교환형 절삭 팁)과 노즐의 거리]을 바꿈으로써 다른 블라스트법에 의한 처리를 실시하거나, 혹은 블라스트법 대신에 브러시법(#800의 SiC 브러시 사용)에 의한 처리를 실시함으로써, No.215-2 내지 No.215-5의 날끝 교환형 절삭 팁을 얻었다. 즉, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.215 및 No.215-2 내지 No.215-5는 상기 영역(A1) 및 경사면에 있어서 상이한 잔류 응력을 갖고 있다. 또한, 이 잔류 응력은 상기와 동일하게[즉, 도 12의 스폿(S)을 측정 영역으로 함] 하여 측정했다. 그 결과를 표 14에 도시한다.

또한 동일하게 하여, 날끝 교환형 절삭 팁 No.219, No.249, No.253에 대해서도, 상기 영역(A1) 및 경사면에 있어서 상이한 잔류 응력을 부여한, 이하의 표 14에 나타내는 날끝 교환형 절삭 팁(No.219-2, No.249-2 내지 No.249-5, No.253-2)을 얻었다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁(No.215, 219, 249, 253을 포함함) 및 비교용으로서 날끝 교환형 절삭 팁 No.212, No.245에 대해(이들의 No.212, 215, 219, 245, 249, 253에 대해서도 상기와 동일하게 하여 잔류 응력을 측정함), 상기와 동일한 조건에 의한 연속 선삭 절삭 시험을 행하고 여유면 마모량을 측정하고, 이하의 조건에 의한 단속 선삭 절삭 시험을 행하고 날끝 결손율을 측정했다[날끝 결손율은 20 절삭날(코너)에 대해 시험을 실시하며, 날끝 결손이 발생한 코너수를 20 절삭날에 대한 백분률로 도시한 것임). 이들의 결과를 이하의 표 14에 도시한다. 이 날끝 결손율이 낮을수록 인성(내결손성)이 우수한 것을 나타내고 있다.

(단속 선삭 절삭 시험의 조건)

피삭재 : SCM440(4줄의 홈이 들어간 둥근 막대)

절삭 속도 : 95 m/min

절삭 깊이 : 2.0 ㎜

이송 : 0.42 ㎜/rev.

습식/건식 : 건식

절삭 시간 : 1분

[표 14]

표 14에 의해 명확해진 바와 같이, 상기 영역(A1) 또는 경사면의 절삭에 관여하는 영역 중 적어도 한쪽 영역의 적어도 일부에 있어서, 기층을 구성하는 적어 도 한층이 압축 잔류 응력을 가지며 우수한 인성을 나타내는 것을 알 수 있다. 더구나, 이 압축 잔류 응력이 커질수록 우수한 인성을 나타낸다.

또한, 표 14 중 「*」 표시를 붙인 것이 실시예이며, 각 실시예는 날끝에 피삭재가 용착하지 않고, 또한 피삭재 표면도 양호한 광택을 나타내는 것인 데 비해, 각 비교예는 날끝에서의 피삭재의 용착이 현저하며, 피삭재 가공면도 전혀 광택을 지니지 않았다.

또한, 날끝 교환형 절삭 팁 No.215-2, 249-2는 여유면 마모량의 저감, 피삭재의 용착 방지 혹은 피삭재 가공면의 광택 향상에는 효과를 가졌지만, 인성을 대폭 개선할 수 없었다. 즉, 날끝 교환형 절삭 팁의 날끝 인성의 향상은 피삭재의 용착을 방지함으로써도 어느 정도의 효과를 얻는 것은 가능하며, 상기와 같은 날끝의 특정 부위에 압축 잔류 응력을 부여함으로써 날끝의 인성을 비약적으로 향상할 수 있는 것이 명확해졌다.

또한, 한편으로 상기에 의해 제조한 날끝 교환형 절삭 팁 No.249와 동일한 제조 방법에 있어서, 상기 영역(A1)에 대해 블라스트의 정도[처리 시간 및 공작물(날끝 교환형 절삭 팁)과 노즐의 거리]를 바꾸어 블라스트법에 의한 처리를 실시하며, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 표 15의 것으로 하는 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁 No.249-6, No.249-7, No.249-8 및 No.249-9를 제조했다(어느 쪽의 날끝 교환형 절삭 팁도 본 발명의 실시예임). 또한, 면 조도(Ra)는 레이저 현 미경[VK-8510, (주)키엔스제]에 의해 측정했다. 측정 부분은 상기 R/2 부위로 하고, 상기 영역(A1)에 대해서는 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리 c의 1/2이 되는 지점[즉 영역(A1)의 중앙부]으로 하며, 상기 영역(A2)에 대해서는 영역(A1)과 영역(A2)의 경계선으로부터 영역(A2)측에 수직 방향으로 상기 거리 c의 1/2과 동등하게 되는 거리만큼 들어간 지점으로 했다. 또한, 측정 거리는 100 ㎛로 했다. 또한, 잔류 응력은, 상기와 동일하게[즉, 도 12의 스폿(S)을 측정 영역으로 함] 하여 측정했다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.249, No.249-6, No.249-7, No.249-8 및 No.249-9에 대해 상기와 동일한 조건에 의한 연속 선삭 절삭 시험을 행하고, 시험 개시 1분 후의 피삭재의 면 조도(Rz)(JIS BO601 : 2001)를 상기 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 상기와 동일하게 하여 여유면 마모량 및 날끝 결손율(단속 선삭 절삭 시험에 의함)을 측정했다. 이들의 결과를 표 15에 나타낸다.

[표 15]

표 15에 의해 명확해진 바와 같이, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 각각 A ㎛ 및 B ㎛로 한 경우, A/B의 값이 작아질수록 피삭재의 면 조 도(Rz)는 보다 양호하게 되었다.

이들의 결과에 의해, 날끝 교환형 절삭 팁에 있어서 피삭재와의 사이에서 용착 현상을 억제하며, 피삭재의 외관이 저해되는 것을 방지하기 위해서는, 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛ 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛으로 한 경우, 1.0 > A/B로 하는 것이 유효하며, 이 A/B의 값을 보다 작게 하여, 0.8 > A/B, 보다 바람직하게는 0.6 > A/B로 하는 것이 보다 유효하게 된다.

또한, 부여된 압축 잔류 응력이 커질수록 양호한 날끝 결손율을 나타냈다.

또한, 본 실시예는 칩 브레이커가 형성되어 있는 날끝 교환형 절삭 팁의 경우에 대해 나타냈지만, 칩 브레이커가 형성되어 있지 않은 날끝 교환형 절삭 팁에 대해서도 유효하다.

<실시예 4>

0.5 질량％의 TaC, 10.0 질량％의 Co 및 그 잔부가 WC로 이루어지는 조성의 초경합금 분말을 프레스하고, 이어서 진공 분위기 중에서 1400℃에서, 1시간 소결하며, 그 후 평탄 연마 처리 및 날끝 능선에 대해 SiC 브러시로 날끝 처리(경사면측에서 보아 0.05 ㎜ 폭의 호닝을 실시함)를 행함으로써, 절삭 팁 SEMT13T3AGSN-G[스미토모 전공 하드메탈(주)제]의 형상과 동일한 형상의 초경합금제 팁을 제작하여, 이것을 본체로 했다. 이 본체는 표면에 탈β 층이 형성되어 있지 않고, 하나의 면이 경사면이 되며, 4개의 면이 여유면으로 되고, 그 경사면과 여유면은 날끝 능선(상기한 바와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 능으로 되어 있음)을 사이에 두고 연결되는 것이었다. 날끝 능선은 도합 4개 존재했다. 또한, 2개의 여유면과 하나의 경사면이 교차하는 교점이 코너(상기한 바와 같이 날끝 처리가 되어 있으므로 가정적인 교점으로 되어있음)이며, 이러한 코너는 도합 4개 존재했다.

이 본체의 전면에 대해, 하층으로부터 순차적으로 하기의 층을 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다. 즉, 본체의 표면측으로부터 순차적으로, 0.3 ㎛의 TiN, 3.1 ㎛의 TiCN(MT-CVD법에 의해 형성), 1.4 ㎛의 κ알루미나(κ-Al₂O₃) 그리고 최외층으로서 0.3 ㎛의 TiN을 코팅했다. 이 코팅(코팅 No.18로 함)에 있어서, 0.3 ㎛의 TiN(본체 표면측의 것)과 3.1 ㎛의 TiCN과 1.4 ㎛의 κ알루미나(κ-Al₂O₃)가 기층이며, 최외층의 0.3 ㎛의 TiN이 사용 상태 표시층이다.

이하 동일하게 하여, 이 코팅 No.18 대신에 하기의 표 16에 기재한 코팅 No.19 내지 22를 각각 본체의 전면에 대해 피복했다.

[표 16]

상기 표 16에 있어서, 기층은 좌측의 것으로부터 순차적으로 본체의 표면 상에 적층시켰다. 또한 각 층은 모두 공지의 열 CVD법에 의해 형성했다[MT-CVD의 표시가 있는 것은 MT-CVD법(성막 온도 900℃)에 의해 형성하며, HT-CVD의 표시가 있는 것은 HT-CVD법(성막 온도1000℃)에 의해 형성함].

그리고 이들의 코팅을 실시한 본체에 대해, 공지의 습식 블라스트법[연마재 입자 : 알루미나 샌드 120번(평균 입자 지름100 ㎛), 압력 : 0.2 MPa]을 이용하여 다음 8 종류의 처리 방법을 각각 실시했다. 또한, 각 처리 방법에 있어서 사용 상태 표시층을 남기고 싶은 부위에는 지그를 이용하여 마스킹을 행했다.

(처리 방법 L2)

도 10에 도시한 바와 같이 코팅에 대해, 여유면상에서 날끝 능선으로부터 수직 방향으로 0.28 내지 0.93 ㎜의 거리(x)를 확보하여 날끝 능선에 대해 거의 평행하게 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법(실시예 1과 동일한 조건)에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 본체의 둘레를 일주하도록 4개의 여유면 상에 연속하여 형성되며, 코너를 4개 포함하는 것이고, 그 면적은 33.1 ㎟였다(측정 방법은 실시예 1과 동일함, 이하 동일함). 따라서, 여유면상에서, 상기 A1을 제외한 영역(A2)은 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성이 되므로 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.18의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면 상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.18의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타낸다(도 5).

또한, 상기 날끝 능선으로부터의 거리(x)를 0.28 내지 0.93 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은 상기 실시예 1의 처리 방법 D와 동일한 이유에 의한다. 덧붙여서, R/2 부위(실시예 1에 동일함)에 있어서의 상기 거리(x)는 0.39 ㎜였다. 또 한, 이러한 R/2 부위는 복수 존재하지만, 그 모든 R/2 부위에 있어서 상기 거리가 완전히 동일해지는 것은 아니며, 상기의 수치는 그 중의 하나인 R/2 부위의 수치를 나타내는 것은 실시예 1과 동일하다(이하의 처리 방법 M2 내지 O2에 있어서 동일한 의미를 나타냄).

(처리 방법 M2)

처리 방법 L2에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(x)를 0.05 내지 0.41 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 L2와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(x)는 0.27 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 8.15 ㎟였다. 또한, 상기 거리(x)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 L2와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 N2)

처리 방법 L2에 있어서, 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(x)를 0.01 내지 0.17 ㎜로 바꾸는 것을 제외하고는, 모두 처리 방법 L2와 동일하게 하여 처리를 행했다. R/2 부위에 있어서의 상기 거리(x)는 0.09 ㎜이며, 영역(A1)의 면적은 1.8 ㎟였다. 또한, 상기 거리(x)를 범위를 갖게 표시한 것은 상기 처리 방법 L2와 동일한 이유에 의한다.

(처리 방법 O2)

도 11에 도시한 바와 같이 코팅에 대하여, 여유면상으로서 날끝 능선으로부터 수직 방향으로 0.2 내지 1.3 ㎜의 거리(x)를 확보하여 날끝 능선에 대해 거의 평행하게 넓어지고, R/2 부위에 있어서 2개의 여유면이 교차하는 능을 따라 또한 거리 y, z가 각각 0.2 내지 1.3 ㎜가 되도록 하여 넓어진 영역(A1) 및 경사면의 사용 상태 표시층을 블라스트법(처리 방법 L2와 동일한 조건)에 의해 제거했다. 이 영역(A1)은 날끝 능선을 따라 본체의 둘레를 일주하도록 4개의 여유면 상에 연속하여 형성되며, 코너를 4개 포함하고, 각 코너에 있어서는 2개의 여유면이 교차하는 능을 따라 일정한 넓이를 갖도록 하여 형성되는 것이고, 그 면적은 38.1 ㎟였다. 따라서, 여유면상에서, 상기 A1을 제외한 영역(A2)은 기층 상에 사용 상태 표시층이 형성된 구성이 되므로 사용 상태 표시층의 색(예컨대, 코팅 No.18의 경우는 TiN의 색인 금색)을 나타내며, 여유면 상의 상기 영역(A1) 및 경사면은 기층의 색(예컨대, 코팅 No.18의 경우는 Al₂O₃의 색인 흑색)을 나타낸다(도 5). 또한, 상기의 거리(x), 거리 y 및 거리 z를 각각 0.2 내지 1.3 ㎜와 같이 범위를 갖게 표시한 것은 처리 방법 L2와 동일한 이유에 의한다.

이와 같이 하여, 이하의 표 17 내지 표18에 기재한 40 종류의 날끝 교환형 절삭 팁 No.301 내지 No.340을 제조했다. 각 표의 좌측란에 「*」를 붙인 것이 본 발명의 실시예이며, 그 이외의 것은 비교예이다. 또한, 기층의 최외층은 코팅의 종류에 상관없이 모두 흑색이며, 사용 상태 표시층은 TiN이 금색이고, ZrN이 백금색이며, TiCN은 분홍색이다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.301 내지 340에 대해, 하기 조건으로 프라이즈 절삭 시험을 행하고, 날끝 교환형 절삭 팁의 여유면 마모량을 측정했다. 또한, 1 mm 절삭후의 날끝에의 피삭재의 용착 상태, 피삭재 가공면의 상태 및 날끝 능선(코너를 포함함, 이하 동일함)의 사용 상태의 식별성을 각각 관찰했다. 그 결과를 이하의 표 17 내지 표 18에 나타낸다. 또한, 여유면 마모량은 작은 수치일수록 내마모성이 우수한 것을 나타내고 있다. 또한, 날끝에의 피삭재의 용착량이 많을수록 피삭재의 면 조도가 악화하는 것을 나타내고, 피삭재 가공면의 상태는 경면에 가까울수록 양호한 것을 나타내고 있다.

(프라이즈 절삭 시험의 조건)

피삭재 : SKD11 블록재

절삭 속도 : 172 m/min

이송 : 0.16 ㎜/rev.

절삭 깊이 : 2.0 ㎜

절삭유 : 수용성유

절삭 길이 : 1 m

커터 : WGC4160R[스미토모 전공 하드메탈(주)제]

[표 17]

(주 1) 경사면에 조금 용착

[표 18]

(주 1) 경사면에 조금 용착

또한, 표 17 내지 표 18의 잔류 응력은 도 13(본 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁의 경사면의 코너 부근의 개략 확대 평면도임)의 스폿(T)(평탄면에 위치하며 그 평탄면의 수직 방향에서 보아 직경 0.5 ㎜의 것)에 대해 측정한 것이며, 경사면에 4개 존재하는 코너의 각 코너마다 이 스폿(T)은 동일하게 존재하므로, 잔류 응력은 이들 4개소의 평균치로 했다. 구체적 측정 방법은 전술한 X선 응력 측정 장치를 이용한 sin²φ법을 채용하고, 코팅 No.18을 피복한 것에 대해서는 κ-Al₂O₃ 층을 측정하고, 코팅 No.19 내지 22를 피복한 것에 대해서는 α-Al₂O₃층을 측정했다(실시예/비교예 공통).

또한, 이 측정 영역[도 13의 스폿(T)]은 경사면의 절삭에 관여하는 영역이며, 실시예의 것은 어느 것이나 그 영역에 있어서 기층이 표면에 노출되어 있으며, 그 기층의 최상층의 잔류 응력을 측정한 것이다.

표 17 내지 표 18에 의해 명확해진 바와 같이, 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선의 사용 상태의 식별이 용이하고 매우 주의 환기 기능이 매우 우수한 것이며, 또한 날끝에 피삭재가 용착되지 않고, 절삭 후의 피삭재의 상태도 경면에 가까운 것이었다.

이에 비해, 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 날끝 능선의 사용 상태의 식별은 가능하지만, 날끝에 피삭재가 다량으로 용착되며, 또한 절삭후의 피삭재는 백탁했다. 또한, 처리 방법 C를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 처리 방법 A 및 처리 방법 B를 채용한 비교예의 상기 날끝 교환형 절삭 팁과 비교하면 상당 정도 피삭재의 용착량은 저감되어 있지만, 경사면에 있어서 약간의 용착이 있었다. 처리 방법 K를 채용한 날끝 교환형 절삭 팁은 절삭 후의 피삭재의 상태는 양호하지만, 날끝 능선의 사용 상태의 판별이 곤란하며, 주의 환기 기능을 갖고 있지 않았다. 처리 방법 N2를 채용한 비교예의 날끝 교환형 절삭 팁은 사용 상태 표시층을 제거한 영역(A1)의 크기가 충분하지 않으므로, 피삭재의 날끝에의 용착이 확인되며, 피삭재의 가공면의 상태(면광택)가 본 발명의 실시예의 날끝 교환형 절삭 팁에 의해 가공한 피삭재의 면광택에 비해 뒤떨어지고 있었다.

한편, 상기에 의해 제조한 날끝 교환형 절삭 팁 No.312와 동일한 제조 방법에 있어서, 상기 영역(A1) 및 경사면에 대하여 블라스트의 처리 조건[처리 시간 및 공작물(날끝 교환형 절삭 팁)과 노즐의 거리]을 바꿈으로써 다른 블라스트법에 의한 처리를 실시하거나, 혹은 블라스트법 대신에 브러시법(# 800의 SiC 브러시 사용)에 의한 처리를 실시함으로써, No.312-2 내지 No.312-5의 날끝 교환형 절삭 팁을 얻었다. 즉, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.312 및 No.312-2 내지 No.312-5는 상기 영역(A1) 및 경사면에 있어서 다른 잔류 응력을 갖고 있다. 또한, 이 잔류 응력은 상기와 동일하게[도 13의 스폿(T)을 측정 영역으로 함] 측정했다. 그 결과를 표 19에 나타낸다.

또한 동일하게 하여, 날끝 교환형 절삭 팁 No.315, No.337, NO.339에 대해, 상기 영역(A1) 및 경사면에 있어서 다른 잔류 응력을 부여한, 이하의 표 19에 나타내는 날끝 교환형 절삭 팁(No.315-2, No.337-2 내지 No.337-5, No.339-2)을 얻었다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁(No.312, 315, 337, 339를 포함함) 및 비교용으로서 날끝 교환형 절삭 팁 No.309, No.333에 대해(이들의 No.309, 312, 315, 333, 337, 339에 대해서도 상기와 동일하게 하여 잔류 응력을 측정함), 상기와 동일한 조건에 의한 프라이즈 절삭 시험을 행하고 여유면 마모량을 측정하는 동시에, 이하의 조건에 의한 단속 선삭 절삭 시험(커터에 날끝 교환형 절삭 팁을 1장만 부착하여 실시)을 행하고 날끝 결손율을 측정했다[날끝 결손율은 20 절삭날(코 너)에 대해 시험을 실시하고, 날끝 결손이 발생한 코너수를 20 절삭날에 대한 백분률로 나타낸 것임]. 이들의 결과를 이하의 표 19에 나타낸다. 이 날끝 결손율이 낮을수록 인성(내결손성)이 우수한 것을 나타내고 있다.

(단속 선삭 절삭 시험의 조건)

피삭재 : SCM435(블록재 3장 중첩)

절삭 속도 : 160 m/min

절삭 깊이 : 2.0 ㎜

이송 : 0.35 ㎜/rev.

습식/건식 : 건식

절삭 거리 : 0.5 m

[표 19]

표 19에 의해 명확해진 바와 같이, 상기 영역(A1) 또는 경사면의 절삭에 관여하는 영역 중 적어도 한쪽 영역의 일부에 있어서, 기층을 구성하는 적어도 한층 이 압축 잔류 응력을 가지며 우수한 인성을 나타내는 것을 알 수 있다. 더구나, 이 압축 잔류 응력이 커질수록 우수한 인성을 나타낸다.

또한, 표 19 중 「*」 표시를 붙인 것이 실시예이며, 각 실시예는 날끝에 피삭재가 용착되지 않고, 또한 피삭재 표면도 양호한 광택을 나타내는 데 비해, 각 비교예는 날끝에의 피삭재의 용착이 현저하며, 피삭재 가공면도 전혀 광택을 갖지 않았다.

또한, 날끝 교환형 절삭 팁 No.312-2, 337-2는 여유면 마모량의 저감, 피삭재의 용착 방지 혹은 피삭재 가공면의 광택 향상에는 효과를 가졌지만, 인성을 대폭 개선할 수는 없었다. 즉, 날끝 교환형 절삭 팁의 날끝 인성의 향상은 피삭재의 용착을 방지함으로써도 어느 정도의 효과를 얻는 것은 가능하지만, 상기와 같은 날끝의 특정 부위에 압축 잔류 응력을 부여함으로써 날끝의 인성을 비약적으로 향상할 수 있는 것이 명확해졌다.

한편 또한, 상기에 의해 제조한 날끝 교환형 절삭 팁 No.337과 동일한 제조 방법에 있어서, 상기 영역(A1)에 대하여 블라스트의 정도[처리 시간 및 공작물(날끝 교환형 절삭 팁)과 노즐의 거리]를 바꾸어 블라스트법에 의한 처리를 실시하며, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 표 20의 것으로 하는 본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁 No.337-6, No.337-7, No.337-8 및 No.337-9를 제조했다(어느 쪽의 날끝 교환형 절삭 팁도 본 발명의 실시예임). 또한, 면 조도(Ra)는 레이저 현미경[VK-8510, (주)키엔스제]에 의해 측정했다. 측정 부분은 상기 R/2 부위로 하며, 상기 영역(A1)에 대해서는 날끝 능선으로부터의 수직 방향의 거리(x)의 1/2이 되는 지점[즉, 영역(A1)의 중앙부]으로 하고, 상기 영역(A2)에 대해서는 영역(A1)과 영역(A2)의 경계선으로부터 영역(A2)측에 수직 방향으로 상기 거리(x)의 1/2과 동등하게 되는 거리만큼 들어간 지점으로 했다. 또한, 측정 거리는 100 ㎛로 했다. 또한, 잔류 응력은 상기와 동일하게[즉, 도 13의 스폿(T)을 측정 영역으로 함] 측정했다.

그리고, 이들의 날끝 교환형 절삭 팁 No.337, No.337-6, No.337-7, No.337-8및 No.337-9에 대해 상기와 동일한 조건에 의한 프라이즈 절삭 시험을 행하고, 시험 개시 0.1 m의 피삭재의 면 조도(Rz)(JIS BO601 : 2001)를 상기 실시예 1과 동일하게 하여 측정하는 동시에, 상기와 동일하게 하여 여유면 마모량 및 날끝 결손율(단속 선삭 절삭 시험에 의함)을 측정했다. 이들의 결과를 표 20에 나타낸다.

[표 20]

표 20에 의해 명확해진 바와 같이, 상기 영역(A1) 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 각각 A ㎛ 및 B ㎛로 한 경우, A/B의 값이 작아질수록 피삭재의 면 조도(Rz)는 보다 양호하게 되었다.

이들의 결과에 의해, 날끝 교환형 절삭 팁에 있어서 피삭재와의 사이에서 용착 현상을 억제하며, 피삭재의 외관이 저해되는 것을 방지하기 위해서는, 상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛ 및 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛로 한 경우, 1.0 > A/B로 하는 것이 유효하고, 이 A/B의 값을 더 작게 하여 0.8 > A/B, 보다 바람직하게는 0.6 > A/B로 하는 것이 보다 유효하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대해 설명을 행했지만, 전술의 각 실시형태 및 실시예의 구성을 적절하게 조합하는 것도 당초부터 예정하고 있다.

이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시적인 것이며 제한적인 것이 아니라고 생각해야 한다. 본 발명의 범위는 상기의 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타내며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

본 발명의 날끝 교환형 절삭 팁은 전술한 바와 같은 구성을 가짐으로써, 피 삭재의 외관이나 표면 평활성을 손상시키지 않고 주의 환기 기능을 유효하게 나타낼 수 있다.

Claims

본체(8)와, 이 본체(8) 상에 형성된 기층(12)과, 이 기층(12) 상의 부분에 형성된 사용 상태 표시층(13)을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁(1)으로서,

상기 본체(8)는 적어도 하나의 경사면(2)과, 적어도 2개의 여유면(3)과, 적어도 하나의 날끝 능선(4)과, 적어도 하나의 코너(9)를 갖고,

상기 여유면(3)과 상기 경사면(2)은 상기 날끝 능선(4)을 사이에 두고 연결되며,

상기 코너(9)는 2개의 여유면(3)과 하나의 경사면(2)이 교차하는 교점이고,

상기 기층(12)은 CVD법에 의해 형성되고, 상기 사용 상태 표시층(13)과 상이한 색을 나타내며,

상기 사용 상태 표시층(13)은 적어도 하나의 상기 여유면(3) 상에 형성되고,

상기 사용 상태 표시층(13)이 형성된 여유면(3)은 상기 코너(9)를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면(全面) 또는 부분의 상기 기층(12) 상에 상기 사용 상태 표시층(13)이 형성되어 있고,

상기 영역(A1) 및 상기 경사면(2)은 상기 기층(12)이 표면에 노출되어 있으며, 이 노출되어 있는 상기 기층(12)을 구성하는 적어도 한층은 상기 영역(A1) 또는 상기 경사면(2)의 절삭에 관여하는 영역 중 적어도 한쪽 영역의 적어도 일부에 있어서 압축 잔류 응력을 가지며,

상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛, 상기 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛로 한 경우, 1.0 > A/B로 되는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
삭제
제1항에 있어서, 상기 압축 잔류 응력은 그 절대치가 0.1 GPa 이상의 응력인 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
삭제
제1항에 있어서, 상기 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 복수의 날끝 능선(4)을 갖는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
제1항에 있어서, 상기 사용 상태 표시층(13)은 상기 기층(12)에 비해, 마모되기 쉬운 층인 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
제1항에 있어서, 상기 기층(12)은 그 최외층이 Al₂O₃ 층 또는 Al₂O₃를 포함하는 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
제1항에 있어서, 상기 사용 상태 표시층(13)은 그 최외층이 원소 주기율표의 IVa족 원소, Va족 원소, VIa족 원소, Al, Si, Cu, Pt, Au, Ag, Pd, Fe, Co 및 Ni로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속(원소) 또는 이 금속을 포함하는 합금에 의해서 형성되거나, 또는 원소 주기율표의 IVa족 원소, Va족 원소, VIa족 원소, Al 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소와, 탄소, 질소, 산소 및 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소에 의해 구성되는 화합물에 의해 형성되는 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
제1항에 있어서, 상기 본체(8)는 초경합금, 서멧(cermet), 고속도강, 세라믹스, 입방정형 질화붕소 소결체, 다이아몬드 소결체, 또는 질화규소 소결체 중 어느 하나에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
제1항에 있어서, 상기 날끝 교환형 절삭 팁(1)은 드릴 가공용, 엔드밀 가공용, 프라이스 가공용, 선삭 가공용, 메탈 소우(metal saw) 가공용, 치절 공구 가공용, 리머 가공용, 탭 가공용, 또는 크랭크 샤프트 핀 밀링 가공용 중 어느 하나를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁.
본체(8)와, 이 본체(8)상에 형성된 기층(12)과, 이 기층(12) 상의 부분에 형성된 사용 상태 표시층(13)을 갖는 날끝 교환형 절삭 팁(1)의 제조 방법으로서,

상기 본체(8) 상에 기층(12)을 형성하는 단계와,

상기 기층(12) 상에 상기 기층(12)과 상이한 색의 사용 상태 표시층(13)을 형성하는 단계와,

상기 본체(8)의 여유면(3) 상에서, 코너(9)를 적어도 하나 포함하는 적어도 2 ㎟의 한 부분 이상의 영역(A1)을 적어도 포함하는 영역과 경사면(2)에 대하여, 상기 영역과 경사면(2)에 형성되어 있는 상기 사용 상태 표시층(13)을 제거하고, 상기 영역(A1)을 제외한 영역(A2)의 전면 또는 부분의 상기 기층(12) 상에 사용 상태 표시층(13)을 남겨두는 단계

를 포함하고,

상기 기층(12)은 CVD법에 의해 형성되며,

상기 영역(A1) 및 상기 경사면(2)은 상기 기층(12)이 표면에 노출되어 있으며, 이 노출되어 있는 상기 기층(12)을 구성하는 적어도 한층은 상기 영역(A1) 또는 상기 경사면(2)의 절삭에 관여하는 영역 중 적어도 한쪽 영역의 적어도 일부에 있어서 압축 잔류 응력을 가지며,

상기 영역(A1)의 면 조도(Ra)를 A ㎛, 상기 영역(A2)의 면 조도(Ra)를 B ㎛로 한 경우, 1.0 > A/B로 되는 것을 특징으로 하는 날끝 교환형 절삭 팁의 제조 방법.