(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とするインサート本体のすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されるとともに、上記インサート本体の表面には、該インサート本体側から順に下地層と中間層と最外層とが被覆され、
上記下地層と最外層はそれぞれ元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層に形成されるとともに、上記中間層はＡｌ２Ｏ３を主成分として形成されており、
上記インサート本体の表面のうち、少なくとも上記逃げ面の全面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とでは、ウェットブラストによって上記最外層が除去されることにより上記中間層が主として露出させられている一方、少なくとも上記すくい面のうち上記交差稜線部との境界よりも内側の一部には、上記最外層が残されていて、
上記逃げ面において主として露出させられた上記中間層の表面粗さが、上記インサート本体の厚さ方向において上記逃げ面の中央付近で、カットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下とされていることを特徴とする表面被覆切削インサート。
【請求項２】
上記逃げ面と上記交差稜線部の全体とで、上記最外層が除去されることにより上記中間層が主として露出させられていることを特徴とする請求項１に記載の表面被覆切削インサート。
【請求項３】
上記逃げ面から、上記交差稜線部と上記すくい面との境界よりも該すくい面の内側の範囲まで、上記最外層が除去されることにより上記中間層が主として露出させられていることを特徴とする請求項１に記載の表面被覆切削インサート。
【請求項４】
上記交差稜線部と上記すくい面との境界より該すくい面の内側に２ｍｍまでの範囲内で、上記最外層が除去されることにより上記中間層が主として露出させられていることを特徴とする請求項３に記載の表面被覆切削インサート。
【請求項５】
上記下地層と最外層との少なくとも一方は、元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属として選択されたＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＣｒおよびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により形成された層を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の表面被覆切削インサート。
【請求項６】
炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とするインサート本体のすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃を形成するとともに、
元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層にそれぞれ形成された下地層および最外層と、Ａｌ２Ｏ３を主成分として形成された中間層とを、上記インサート本体側から下地層、中間層、最外層の順に該インサート本体の表面に被覆した後、
上記インサート本体の表面のうち、少なくとも上記すくい面の上記交差稜線部との境界よりも内側の一部を除いて、少なくとも上記逃げ面の全面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とで、ウェットブラストによって上記最外層を除去することにより上記中間層を主として露出させ、
上記逃げ面において主として露出させられた上記中間層の表面粗さを、上記インサート本体の厚さ方向において上記逃げ面の中央付近で、カットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下とすることを特徴とする表面被覆切削インサートの製造方法。
【請求項７】
上記インサート本体を、上記すくい面が形成された面とこれとは反対の面との間で、軸線回りに回転可能な一対の回転軸により挟み込んで保持し、該インサート本体を回転させつつ、上記軸線に対して１０〜９０°の噴射角とされたブラストガンにより上記インサート本体の表面に研磨液を噴射してウェットブラストを行うことを特徴とする請求項６に記載の表面被覆切削インサートの製造方法。
【請求項８】
上記一対の回転軸のうち、上記インサート本体の上記すくい面が形成された面を挟み込む回転軸にマスキング部材を取り付けて、該すくい面のうちの上記一部をマスキングしつつウェットブラストを行うことを特徴とする請求項７に記載の表面被覆切削インサートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート着脱式の各種工具に取り付けられて切削加工に用いられる表面被覆切削インサートおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
切削インサートは、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスなどの硬質材料を母材とする、例えば多角形平板状のインサート本体の、すくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたものであり、インサート着脱式の工具に取り付けられて金属被削材の切削加工に広く使用されている。また、かかる切削インサートでは、主としてその耐摩耗性を向上させるために、インサート本体の表面に、元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層に形成された下地層と、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする中間層と、下地層と同様に元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層に形成された最外層とを、インサート本体表面側からこの順に被覆した表面被覆切削インサートも提案されている。
【０００３】
そして、さらにこのような表面被覆切削インサートでは、例えば特許文献１、２に、これらの層の一部を機械的に除去したものも提案されている。すなわち、特許文献１には、α−Ａｌ２Ｏ３層（中間層）上のＴｉＣｘＮｙＯｚ層（最外層）を切刃ラインのみから、あるいはすくい面と切刃ラインの両方から機械的に取り除き、逃げ面ではこのＴｉＣｘＮｙＯｚ最外層をそのまま残しておくことが開示されており、拡散クレータ摩耗や溶着（スミアリング）に対する抵抗性の強いＡｌ２Ｏ３をすくい面と切刃の最外層とし、逆に逃げ面では相対的に早期に摩耗するＡｌ２Ｏ３に代えて、フランク摩耗に対する抵抗性の強いＴｉＣｘＮｙＯｚを最外層とすることで、すくい面と逃げ面において同時に優れた摩耗抵抗を発揮することが開示されている。また、この逃げ面のＴｉＣｘＮｙＯｚ層により、使用した切刃と未使用の切刃との相違を見極める「使用切刃区別」が容易となることも開示されている。なお、機械的な除去としては、ブラッシングやポリシング、ブラスティング処理が挙げられている。
【０００４】
また、特許文献２においては、やはり切刃が未使用か使用済みであるかを簡単に検出することを可能にするため、逃げ面上に使用状態表示層を設けることが示されている。さらに望ましくは減摩被膜としてＡｌ２Ｏ３層を被覆してから最外層としてＴｉＮ層を被覆した後に、すくい面および切刃から使用状態表示層であるＴｉＮ層をブラシやサンドブラストにより機械的に除去する方法が示されている。
【特許文献１】特開平８−５２６０３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような切削加工の分野では近年ますます高精度加工が要求されるようになってきており、従来からの管理項目である加工寸法精度は当然のことながら、それに加えて被削材の切削加工表面（仕上げ面）の品質向上も重要視されるようになってきた。ここで、上記従来の切削インサートにおいては、上述のようにすくい面と逃げ面において同時に優れた摩耗抵抗を発揮するようにされているため、加工寸法精度に関してはある程度の改善が達成されている。
【０００６】
しかしながら、切削加工表面の品質に関しては、上述のように近年その判断基準が厳しくなってきたため、切削初期の段階から、あるいは切削開始後の比較的短時間の段階で満足できない状況となり、摩耗の発生はまだ小さくても作業者によって寿命と判断されて、使用切刃やインサートそのものが交換されている実情がある。ここで、作業者は、被削材の切削加工表面にムシレや毛羽立ちと呼ばれる現象が発生して、手で触ったときにざらつき感があったり、光沢のない白濁した表面に見えることで、切刃が寿命であると判断している。特に最近では被削材についても難削材化が進んでおり、このような表面状態の異常がますます発生しやすい状況となってきている。
【０００７】
また、上記従来の切削インサートでは、上述のように逃げ面のＴｉＣｘＮｙＯｚ層や使用状態表示層であるＴｉＮ層により、使用した切刃と未使用の切刃との相違を見極める「使用切刃区別」を行うようにしているが、例えば照明の不十分な切削加工現場で切刃の使用・未使用を確実に識別することは難しい。特に、上記特許文献２記載の表面被覆切削インサートでは、切削時に発生する熱の作用による変色で、使用中に工作物と直接接触しないが使用された切刃に隣接している逃げ面区域も変色することを利用しているため、直接切屑と接触して多量の発熱を生じるすくい面と比べると変色する領域は狭く、また変色の度合いも弱いため、切刃の使用・未使用が一層識別し難い状況となる。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、被削材にムシレや毛羽立ちのない、光沢のある高品質な切削加工表面を形成することが可能であり、さらにより確実に切刃の使用・未使用の識別が可能な表面被覆切削インサートおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の表面被覆切削インサートは、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とするインサート本体のすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されるとともに、上記インサート本体の表面には、該インサート本体側から順に下地層と中間層と最外層とが被覆され、上記下地層と最外層はそれぞれ元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層に形成されるとともに、上記中間層はＡｌ２Ｏ３を主成分として形成されており、上記インサート本体の表面のうち、少なくとも上記逃げ面の全面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とでは、ウェットブラストによって上記最外層が除去されることにより上記中間層が主として露出させられている一方、少なくとも上記すくい面のうち上記交差稜線部との境界よりも内側の一部には、上記最外層が残されていて、上記逃げ面において主として露出させられた上記中間層の表面粗さが、上記インサート本体の厚さ方向において上記逃げ面の中央付近で、カットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下とされていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の表面被覆切削インサートの製造方法は、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とするインサート本体のすくい面と逃げ面との交差稜線部に切刃を形成するとともに、元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層にそれぞれ形成された下地層および最外層と、Ａｌ２Ｏ３を主成分として形成された中間層とを、上記インサート本体側から下地層、中間層、最外層の順に該インサート本体の表面に被覆した後、上記インサート本体の表面のうち、少なくとも上記すくい面の上記交差稜線部との境界よりも内側の一部を除いて、少なくとも上記逃げ面の全面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とで、ウェットブラストによって上記最外層を除去することにより上記中間層を主として露出させ、上記逃げ面において主として露出させられた上記中間層の表面粗さを、上記インサート本体の厚さ方向において上記逃げ面の中央付近で、カットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
ここで、図２１は一般的なネガティブタイプの切削インサートの切刃１周辺を示す拡大断面図であり、図中において符号２はインサート本体、符号３で示す領域はすくい面、符号４で示す領域は逃げ面、符号５で示す領域は上記切刃１が形成されるすくい面３と逃げ面４との交差稜線部であって、図２１では丸ホーニングが施されている。なお、このようなホーニングが施されない、すくい面３と逃げ面４とが角度をもって交差するように形成された切削インサートにおいても、その交差稜線部５は実際には幅を持たない線となることはなく、極小さいながらも所定の幅でホーニングが施されたような状態となっており、すなわち微視的に見れば図２１に示したのと同様の状態とされる。また、すくい面３上には図示のように凹溝状のチップブレーカ６が形成されていてもよい。
【００１２】
このような切削インサートによって被削材Ｗを切削すると、切削初期には図２２に示すように切刃１が形成される上記交差稜線部５のうちでも、逃げ面４に連なる逃げ面側切刃部５ａの領域が、該図２２に黒矢線で示すように最終的に被削材Ｗの切削加工表面Ｐに接触して該切削加工表面Ｐを形成していることが分かる。さらに、切刃１の摩耗が発達してくると、図２３に示すようにこの切削加工表面Ｐに接触する領域は逃げ面４側に拡がり、最終的には該図２３に黒い矢線で示すように逃げ面４の領域が切削加工表面Ｐを形成することになる。なお、これら図２２および図２３における白抜き矢線は被削材Ｗに対する切削インサートの相対的な進行方向を示すものであり、符号Ｃは切屑である。
【００１３】
そこで、本発明の発明者らは、良好な品質の切削加工表面Ｐを得るには、こうして切削加工表面Ｐに最終的に接触する切削インサートの逃げ面４と上記交差稜線部５のうち該逃げ面４に連なる上記逃げ面側切刃部５ａの性状が重要であると考えた。特に、表面被覆切削インサートは、仕上げ切削でも使用されるが、多くは負荷の高い粗・中仕上げ切削に使用され、通常は逃げ面４の摩耗幅が０．３ｍｍ以上に成長するまで使用されるため、逃げ面４の性状は非常に重要と考えられる。そして、さらに本発明の発明者らは、このように切削加工表面Ｐと接触し、最終的に該切削加工表面Ｐを形成する逃げ面４と上記逃げ面側切刃部５ａとにおいては、従来の表面被覆切削インサートの逃げ面のようなＴｉＣｘＮｙＯｚ層やＴｉＮ層よりも摩擦係数の低いＡｌ２Ｏ３を主成分とする中間層を主として露出させることにより、摩耗速度は速くても切削加工表面Ｐとの擦過によるムシレや毛羽立ちを抑制することが可能になるとの知見を得て、上記構成の表面被覆切削インサートを発明するに至った。
【００１４】
従って、このような本発明の表面被覆切削インサートによれば、逃げ面の表面がＴｉＣｘＮｙＯｚ層やＴｉＮ層とされた従来のインサートと比べ、たとえ難削材の加工であっても結果的には光沢のある良好な品質の切削加工表面Ｐを長期に亘って得ることができ、すなわち作業者に切刃が寿命と判断されて使用切刃やインサート自体が交換されるまでの時間を延長することが可能となる。その一方で、少なくとも上記すくい面のうち上記交差稜線部との境界よりも内側の一部には、元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層または２層以上の多層にそれぞれ形成された上記最外層が残されており、このような最外層は、黒色系統のＡｌ２Ｏ３を主成分とする中間層に対して、例えば黄色や白色系統等の明るい色調を呈するように調整することが可能であるので、切削時の切屑擦過によって発生する摩擦熱による変色を容易に確認することができ、切刃の使用・未使用を確実に識別することが可能となる。
【００１５】
ここで、最外層が除去されることにより露出する上記中間層は、１００％がＡｌ２Ｏ３でなくても、Ａｌ２Ｏ３を主成分として本質的にＡｌ２Ｏ３で構成される層であればよく、Ａｌ２Ｏ３が好ましくは８０vol%以上含有されていれば上述の効果を得ることができる。例えば、該中間層は、Ａｌ２Ｏ３と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｓｉの炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、およびこれらの複合化合物のうちから選択される物質との固溶体を形成した化合物層、あるいはこれらの物質がＡｌ２Ｏ３のマトリックス中に析出した混合物層、さらにはＡｌ２Ｏ３とこれらの物質とを交互に複数回積層した多層構造とされていてもよい。また、Ａｌ２Ｏ３自体もα型やκ型などいくつかの結晶構造を有しており、どの結晶構造でも上述の効果は得られるが、特にα型のＡｌ２Ｏ３の場合にはより高品質の切削加工表面を得ることができる。
【００１６】
さらに、上記逃げ面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とでは、最外層が完全に除去されて中間層のみ露出させられていなくてもよく、例えば僅かに最外層が残されていても、主として中間層が露出させられていればよい。ただし、この中間層が露出する比率が少なすぎると、上述の効果が十分に奏功されなくなるおそれがあるので、逃げ面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とでは、中間層は面積比率で７０％以上が露出させられているのが望ましい。なお、こうして最外層が除去されて露出した中間層の被覆厚さは１〜１５μｍの範囲とされるのが望ましく、１μｍ未満では中間層が早期に摩耗して長期に亘る良好な品質の切削加工表面の形成ができなくなるおそれがある一方、１５μｍを越えるほど厚いと靱性が著しく低下して中間層に剥離や欠けが生じ易くなるおそれがある。
【００１７】
ところで、このように最外層が除去されることにより中間層が主として露出させられる部分は、少なくとも逃げ面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部、すなわち逃げ面と上記交差稜線部の逃げ面に連続する側の少なくとも途中部分であればよいが、上述のように切刃の使用・未使用を識別する最外層が切屑の擦過する範囲に十分に確保されていれば、逃げ面と上記交差稜線部の全体とで最外層が除去されて中間層が主として露出させられていてもよく、さらには逃げ面から、上記交差稜線部と上記すくい面との境界よりも該すくい面の内側の範囲まで最外層が除去されて中間層が主として露出させられていてもよい。この場合には、切刃が形成される上記交差稜線部やすくい面の切刃側にＡｌ２Ｏ３を主成分とする中間層が露出するので、特許文献１にも記載されているようにすくい面の拡散クレータ摩耗や溶着に対する抵抗性が向上し、より効果的に切刃交換までの期間を延長することができる。
【００１８】
ただし、こうしてすくい面の内側まで最外層が除去される場合には、最外層があまりすくい面の内側まで除去されすぎると、切刃の使用・未使用の識別効果が損なわれるおそれがあるので、逃げ面から上記交差稜線部と上記すくい面との境界よりも該すくい面の内側に２ｍｍまでの範囲内で、上記最外層が除去されることにより上記中間層が主として露出させられるのが望ましい。勿論、これらはインサート本体のうち切削加工に関与する、特に切刃のコーナ部側の部分でのことであり、切削加工には関与せず、従って切刃の使用・未使用の識別にも関与しないインサート本体の交差稜線部に連なる部分では、最外層が残されたままでも、また全体的もしくは部分的に最外層が除去されて中間層が露出した状態であっても構わない。
【００１９】
また、後述するように少なくとも上記逃げ面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とで上記中間層を主として露出させる際には、最外層の除去のみならず、除去される部分の表面粗さをも改善することが可能であり、これによって一層の切削加工表面の品質向上を図ることができる。特に、表面を被覆する切削インサートの場合には、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスの母材よりなるインサート本体の逃げ面部分を焼結肌のまま、研磨加工せずに被覆を施す、いわゆるＭ級精度のものが広く使用されるが、このような場合でも上述のように表面粗さを改善することにより、被削材との摩擦を低減して一層光沢のある高品位の切削加工表面を得ることが可能となる。
【００２０】
そして、このようにして改善される、上記逃げ面において主として露出させられた中間層の表面粗さは、本発明では、上記インサート本体の厚さ方向において上記逃げ面の中央付近で、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４（２００１）において、カットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下とされている。なお、０．２μｍ以下とされるのがより望ましい。このように表面粗さが小さいので、逃げ面に露出する中間層が低摩擦係数のＡｌ２Ｏ３を主成分とするものであることとも相俟って、上述のようにより高品位の切削加工表面を得ることができる。ここで、カットオフ値を０．０８ｍｍとしているのは、切削加工表面の品質に影響を与えるのは中間層表面のミクロな状態であって、インサート本体の焼結前の圧粉体の密度バラツキや焼結時に発生する焼結変形等に起因する焼結肌でのうねり現象（うねり成分）を除去するためである。
【００２１】
なお、上記下地層と最外層との少なくとも一方を、元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉの炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により形成された層とする場合、これら元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒのうちから選択されるのが望ましい。すなわち、これらの金属の化合物は、表面被覆切削インサートにおける量産の表面被覆処理技術上で、切削性能と被覆処理の経済性との両方に優れた物質であり、従って製造コストを抑えつつも、より切削性に優れた表面被覆切削インサートを提供することが可能となる。
【００２２】
一方、このように、インサート本体の表面のうち、少なくとも逃げ面の全面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とで上記中間層が主として露出させられている一方、少なくともすくい面のうち上記交差稜線部との境界よりも内側の一部に最外層が残された表面被覆切削インサートを製造するには、例えばインサート本体表面に下地層と中間層を被覆したところで、一旦インサート本体をコーティング炉から取り出し、中間層を露出させる部分にマスキングを施したりした上で、再度コーティング炉にセットして最外層を被覆することも考えられるが、このような製造方法では、作業性が悪くて経済的でないばかりか、マスキングが安定しないと中間層を露出させるべき部分にまで広く最外層が被覆されてしまい、上述の効果が得られなくなるおそれが生じる。
【００２３】
しかるに、これに対して本発明の表面被覆切削インサートおよびその製造方法は、上述のように下地層、中間層、最外層をインサート本体の表面に被覆した後に、少なくともすくい面の上記交差稜線部との境界よりも内側の一部を除いて、少なくとも逃げ面の全面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とで、最外層を除去することにより中間層を主として露出させるものであるから、従来の表面被覆切削インサートと同様に各層を連続して被覆した上で最外層を部分的に除去すればよく、量産に適して効率的かつ経済的である。また、こうして中間層が主として露出させられた部分に後工程で最外層が被覆されるようなこともなく、従って上述のような優れた効果を奏する表面被覆切削インサートを安定して、確実かつ低コストで製造することが可能となる。
【００２４】
さらに、このように最外層を除去するのにも、例えば弾性砥石や砥粒が含有されたナイロンブラシ、あるいはダイヤモンドペーストを使用した動物毛のブラシなどを利用した機械加工による方法も考えられるが、これらの機械加工は通常の切削インサートにおける切刃のホーニング処理やラップ処理にも適用されるように加工エネルギーの高いものであるため、最外層を除去して露出させられた中間層の表面に研磨傷等を発生させるおそれがあり、特に逃げ面の表面粗さを劣化させたり、インサート自体の靱性の低下を招いたりするおそれがある。また、これらの方法では、インサート本体のうち特に突出した切刃の形成される上記交差稜線部に加工エネルギーが強く作用するため、この交差稜線部において最外層の除去にとどまらず、中間層までもが局所的に薄く研磨されてしまうおそれもある。
【００２５】
そこで、本発明の表面被覆切削インサートおよびその製造方法においては、このような高い加工エネルギーが作用することがなく、また局所的に加工エネルギーが集中することも少ないウェットブラストによって上記最外層を除去している。すなわち、このようなウェットブラスト処理は、噴射研磨材を含有した液体（一般的には水）である研磨液を被処理物に噴射して研磨を行うものであり、上述のような弾性砥石やブラシを用いた機械加工はもとより、乾式のブラスト処理と比べても、液体が被処理物との間で噴射研磨材の運動エネルギーを減衰させるため、加工エネルギーの比較的弱いソフトな加工となる。このため、本発明のような最外層の除去に用いることにより、露出させられた中間層表面への研磨傷の発生も少なく抑えることができ、上述したような算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下の表面粗さの平滑な逃げ面を形成することが可能となる。また、上記交差稜線部においても、局所的に加工エネルギーが強く作用することがないので、切刃が形成されるこの交差稜線部のみが過処理となることもない。
【００２６】
さらに、このようにウェットブラストによりインサート本体表面のうち少なくともすくい面の上記交差稜線部との境界よりも内側の一部を除いて、少なくとも逃げ面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とで最外層を除去する場合でも、上記インサート本体を、上記すくい面が形成された面とこれとは反対の面との間で、軸線回りに回転可能な一対の回転軸により挟み込んで保持し、該インサート本体を回転させつつ、上記軸線に対して１０〜９０°の噴射角とされたブラストガンにより上記インサート本体の表面に研磨液を噴射してウェットブラストを行うことにより、ブラスト処理の自動化も可能で量産により経済的に、しかも安定した品質の表面被覆切削インサートを製造することができる。
【００２７】
すなわち、回転軸の軸線に対するブラストガンの噴射角が９０°であると、ブラストガンが逃げ面に略対向した状態で研磨液を噴射することになり、インサート本体を回転させることによって満遍なく均一に、逃げ面と上記交差稜線部のうち該逃げ面に連なる逃げ面側切刃部とで最外層を除去することができる。また、これよりも噴射角をすくい面側に小さくするに従い、研磨液は逃げ面に噴射されるとともにすくい面側にも噴射させられることになるので、このすくい面への噴射部位を調整することによってすくい面内側には最外層を残しつつ、切刃が形成される上記交差稜線部の全体、さらにはこの交差稜線部とすくい面の境界よりも該すくい面の内側の範囲まで、上記最外層を除去して中間層を主として露出させることができる。ただし、この噴射角がすくい面側に小さくなるほど、逃げ面への噴射液の入射角も小さくなって最外層の除去作用が弱くなるため、上記噴射角は上述のように１０°以上とされるのが好ましく、より好ましくは３０°以上とされる。
【００２８】
さらに、逃げ面に予め逃げ角が付されたポジティブタイプの切削インサートの場合は、すくい面とは反対側に向けて噴射角を小さくすることで、逃げ面に対しては噴射角を垂直に近づけて効率的な処理を図りつつ、逃げ面側切刃部でも最外層を確実に除去することができる。
【００２９】
また、すくい面のうち上記交差稜線部との境界よりも内側の一部に最外層を確実に残しつつ、少なくとも逃げ面と交差稜線部の逃げ面側切刃部とでは効率的に最外層を除去して中間層を露出させるには、上記一対の回転軸のうち、インサート本体のすくい面が形成された面を挟み込む回転軸にマスキング部材を取り付けて、該すくい面のうちの上記一部をマスキングしつつウェットブラストを行うのが望ましい。これにより、例えば上述のすくい面との境界より内側に２ｍｍまでの一定幅の範囲内で最外層が除去され、これよりも内側には最外層が残されたような、切刃の使用・未使用の識別性が高い表面被覆切削インサートも、生産性を損なうことなく容易に製造することが可能となる。
【００３０】
なお、このようなウェットブラストの噴射研磨材としては、硬質の微粒メディアであれば材質としてはアルミナ、ジルコニア、樹脂系、ガラス系など種々使用可能であり、粒径としては約１０〜５００μｍ程度が望ましく、このうちでも特に１０〜２００μｍ程度の微粒のものがより好ましい。また、噴射条件としては、例えばメディアとしてアルミナを使用する場合には液体（水）と混合した状態において１５〜６０wt％の範囲となるようにメディアを含有させて研磨液を調整し、ブラストガンに供給する圧縮空気圧力すなわち噴射圧力を０．０５〜０．３ＭＰａの範囲として噴射するのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１および図２は、本発明の表面被覆切削インサートの一実施形態を示すものである。本実施形態において、インサート本体１１は、炭化タングステン基超硬合金、炭窒化チタン基サーメット、またはセラミックスを母材とした焼結合金により多角形平板状（図１では菱形平板状）に形成され、すなわちその表面が、互いに平行とされた一対の多角形面と、これらの多角形面の周囲に配されて当該インサート本体１１の厚さ方向（図１および図２における上下方向）に延びる複数の側面とを備えている。また、上記多角形面の中央には、このインサート本体１１をインサート着脱式切削工具の取付座に装着するための取付孔１２が、該インサート本体１１を上記厚さ方向に貫通するように形成されて開口させられている。
【００３２】
そして、このインサート本体１１の上記多角形面にはすくい面１３が形成されるとともに上記側面には逃げ面１４が形成され、これらすくい面１３と逃げ面１４との交差稜線部１５、すなわち上記多角形面の辺稜部に、切刃１６が形成されている。ただし、上述のような多角形平板状のインサート本体１１を有する切削インサートでは、その多角形面の辺稜部のすべてが切刃１６として使用されることは少なく、特に菱形平板状の切削インサートでは、その菱形面のうち鋭角をなすコーナ部１７側の辺稜部が専ら切刃１６として使用される。
【００３３】
さらに、本実施形態は、すくい面１３が形成された一対の多角形面と逃げ面１４が形成された４つの側面とが交差稜線部１５を介して互いに垂直に交差する方向に延びるネガティブタイプのインサートとされており、従って上記コーナ部１７を挟む表裏８つの辺稜部に切刃１６が形成されて、インサート本体１１を上記取付孔１２回りに１８０°回転させて、また表裏反転させての切刃１６の使い回しが可能とされる。なお、この切刃１６が形成される上記交差稜線部１５には、図２に示すように丸ホーニングが施されており、これにより該切刃１６が形成される上記交差稜線部１５は、図２に示すように断面１／４円弧状を呈することになる。
【００３４】
このようなインサート本体１１の表面には、上述のような母材の上に、図２に示すようにインサート本体１１側から順に下地層１８と中間層１９と最外層２０とが被覆される。このうち、下地層１８と最外層２０は、それぞれ元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉのうち１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により単層（ただし、Ａｌ２Ｏ３の単層は除く。）または２層以上の多層に形成されたものであって、下地層１８と最外層２０とで同じものであっても異なるものであってもよい。ただし、これら下地層１８と最外層２０との少なくとも一方が、元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉの１種の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物の層を有している場合には、この元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒのうちから選択されることが望ましい。
【００３５】
一方、上記中間層１９はＡｌ２Ｏ３を主成分として形成されている。ただし、この中間層１９は、１００％がＡｌ２Ｏ３でなくてもよく、すなわちＡｌ２Ｏ３を主成分として本質的にＡｌ２Ｏ３で構成される層であればよく、Ａｌ２Ｏ３が好ましくは８０vol%以上含有されていればよい。例えば、該中間層１９は、Ａｌ２Ｏ３と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｓｉの炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、およびこれらの複合化合物のうちから選択される物質との固溶体を形成した化合物層、あるいはこれらの物質がＡｌ２Ｏ３のマトリックス中に析出した混合物層、さらにはＡｌ２Ｏ３とこれらの物質とを交互に複数回積層した多層構造とされていてもよい。また、Ａｌ２Ｏ３自体もα型やκ型などいくつかの結晶構造を有しており、どの結晶構造でもよいが、特にα型のＡｌ２Ｏ３が好ましい。
【００３６】
なお、このような下地層１８、中間層１９、および最外層２０は、公知の化学蒸着法（ＣＶＤ）や物理蒸着法（ＰＶＤ）等によって形成可能であるが、特に高温で被覆され、しかも負荷の高い高能率加工で使用される化学蒸着法によって形成されるのが望ましい。また、被覆されるインサート本体１１の母材の表面は、研磨されていてもよいが、焼結肌のままのいわゆるＭ級精度であってもよい。
【００３７】
そして、さらに上記インサート本体１１の表面のうち、少なくとも上記逃げ面１４の全面と上記交差稜線部１５のうち該逃げ面１４に連なる逃げ面側切刃部１５ａとでは、上記最外層２０が除去されることにより中間層１９が主として露出させられている一方、少なくとも上記すくい面１３のうちこのすくい面１３と上記交差稜線部１５との境界Ｑよりも該すくい面１３の内側においては、その一部に上記最外層２０が残されている。言い換えれば、インサート本体１１の表面のうち、少なくとも上記逃げ面１４の全面と交差稜線部１５のうちの逃げ面側切刃部１５ａとでは、下地層１８と中間層１９とが形成されてこの中間層１９が主として露出させられているのに対し、少なくとも上記境界Ｑよりもすくい面１３の内側には、逃げ面１４および逃げ面側切刃部１５ａから連続する上記中間層１９の上に最外層２０が被覆されているのである。
【００３８】
ここで、本実施形態では図２に示すように、逃げ面１４と、上記交差稜線部１５のうちこの逃げ面１４に連続する側の一部分である逃げ面側切刃部１５ａとで最外層２０が除去されて中間層１９が露出させられており、交差稜線部１５のうちこの逃げ面側切刃部１５ａ以外の残りの部分である、すくい面１３に連続する側のすくい面側切刃部１５ｂと、すくい面１３とに最外層２０が残されている。さらに本実施形態では、上述のように断面１／４円弧状をなす交差稜線部１５のうちでも、図２に示すようにそのさらに１／２よりも逃げ面１４側、すなわち上記１／４円弧の二等分線Ｌよりも逃げ面１４側にまで最外層２０が残されており、つまり該交差稜線部１５において、最外層２０が除去されて中間層１９が露出する逃げ面側切刃部１５ａは交差稜線部１５の１／２より小さく、かつ最外層２０が残されるすくい面側切刃部１５ｂよりも小さくされている。
【００３９】
なお、このように最外層２０が除去されて中間層１９が露出した逃げ面１４および逃げ面側切刃部１５ａにおいては、そのすべてにおいて中間層１９が最外に露出していなくても、主としてこの中間層１９が露出させられていればよく、例えば該逃げ面１４および逃げ面側切刃部１５ａにおける面積比率において７０％以上に中間層１９が露出させられていればよい。さらに、こうして最外層２０が除去されて露出した中間層１９の被覆厚さ、すなわち層厚は１〜１５μｍの範囲とされるのが望ましい。一方、上記下地層１８および最外層２０の層厚は、その組成等に応じて適宜設定されてよいが、最外層２０は逃げ面１４や逃げ面側切刃部１５ａから除去することを考慮すると中間層１９や下地層１８よりも薄い層厚に被覆されるのが望ましい。
【００４０】
また、こうして最外層２０が除去されて中間層１９が露出した逃げ面１４および逃げ面側切刃部１５ａは、該中間層１９が主成分とするＡｌ２Ｏ３自体が有する黒色系の外観色を呈することになる。これに対して、最外層２０が残されたすくい面１３およびすくい面側切刃部１５ｂは、その組成等にもよるが概ね明るい色調の光沢のある薄い黄色、クリーム色、あるいは金色を呈することになる。さらに、少なくとも上記逃げ面１４において露出させられた中間層１９は、その表面粗さが、上記インサート本体１１の厚さ方向において上記逃げ面１４の中央付近で、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４（またはＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１）に規定される表面粗さのうち、カットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下とされている。
【００４１】
次に、図３は、このような実施形態の表面被覆切削インサートを製造する場合において、インサート本体１１の表面のうち、少なくともすくい面１３の上記境界Ｑよりも内側の一部を除いて、少なくとも逃げ面１４と上記交差稜線部１５のうち該逃げ面１４に連なる逃げ面側切刃部１５ａとで、最外層２０を除去することにより中間層１９を主として露出させる際の、本発明に係わる表面被覆切削インサートの製造装置の一例を示すものであり、図４はこの製造装置を用いた本発明の表面被覆切削インサートの製造方法の一実施形態を説明するものである。
【００４２】
このうち、まず図３に示す製造装置においては、一対の回転軸２１がその先端同士を互いに対向させるように間隔をあけて、例えば水平方向に延びる軸線Ｏ回りに互いに同方向に回転可能に同軸に支持されているとともに、上記軸線Ｏの側方（図３では上側）には、これらの回転軸２１間に保持されたインサート本体１１の表面に研磨液Ｇを噴射してウェットブラストを行うことにより上記最外層２０を除去するブラストガン２２が備えられている。
【００４３】
ここで、この製造装置は、上述のような取付孔１２を有するインサート本体１１用のものであって、上記回転軸２１の先端部には、それぞれその先端側に向けて例えば円錐状に先細りとなる硬質ウレタンゴム等の弾性材製のキャップ２３が取り付けられている。また、これら一対の回転軸２１のうち少なくとも一方は軸線Ｏ方向に進退可能とされており、上記軸線Ｏ方向にインサート本体１１の厚さ方向を一致させて両回転軸２１間にインサート本体１１を配置し、上記少なくとも一方の回転軸２１を他方に向けて前進させることにより、取付孔１２の開口部にキャップ２３がそれぞれ密着してインサート本体１１が保持され、かつ回転軸２１と一体に回転可能とされる。従って、こうして保持されたインサート本体１１は、図４に示すようにそのすくい面１３が軸線Ｏに垂直に該軸線Ｏ方向に向けられるとともに、逃げ面１４は軸線Ｏに平行とされることになる。
【００４４】
一方、ブラストガン２２は、液体に噴射研磨材を混合した上記研磨液Ｇを圧縮空気の圧力により、その先端のノズル２４から上記回転軸２１の間に挟まれて保持されたインサート本体１１に向けて噴出してウェットブラストを行うものであり、研磨液Ｇの液体としては通常水が用いられ、また噴射研磨材としてはアルミナ、ジルコニア、樹脂系、ガラス系などの硬質のメディアが種々使用可能であり、粒径としては約１０〜５００μｍ程度、特に１０〜２００μｍ程度の微粒のものがより好ましい。なお、研磨液Ｇ中の研磨材の含有量は、例えばメディアとしてアルミナを使用する場合には１５〜６０wt％、上記圧縮空気の圧力（噴射圧力）は０．０５〜０．３ＭＰａの範囲が好ましい。
【００４５】
さらに、このブラストガン２２は、上記軸線Ｏに対する研磨液Ｇの噴射角θ、すなわちノズル２４からの研磨液Ｇの噴射方向が軸線Ｏに対してなす角度が１０〜９０°の範囲で調整可能とされており、従って上述のようにすくい面１３が軸線Ｏ方向に向けられたインサート本体１１に対しては、このすくい面１３側から噴射角θが軸線Ｏに対して１０〜９０°とされ、本実施形態では図４に示すように噴射角θが９０°となるように設定されている。このため、本実施形態では研磨液Ｇは、インサート本体１１の逃げ面１４に対しては、該逃げ面１４に対向して上記厚さ方向に垂直な方向から噴射させられることになる。なお、図示の例では研磨液Ｇがノズル２４から上記噴射角θの方向に沿って平行に噴射させられているが、該噴射角θの方向に延びる直線を中心とした円錐状等に研磨液Ｇが噴射させられてもよい。
【００４６】
なお、上記回転軸２１を軸線Ｏ回りに回転させる回転駆動手段は、図示されない制御手段によって適宜制御可能とされている。この制御手段においては、例えば回転軸２１の回転時間すなわちインサート本体１１がウェットブラスト処理を受ける時間と、回転軸２１の回転数すなわちインサート本体１１の回転速度とが制御される。また、回転軸２１が１回転、すなわちインサート本体１１が軸線Ｏ回りに１回転する間に、ブラストガン２２から研磨液Ｇの噴射を受ける位置に対して予め設定された１または複数の回転角度領域で上記回転速度を断続的あるいは連続的に変化させたり、予め設定された１または複数の回転角度の位置で回転軸２１およびインサート本体１１を所定時間停止したりしてもよい。さらに、上記ブラストガン２２からの研磨液Ｇの噴射もこの制御手段によって制御して、研磨液Ｇの噴射の開始や停止を行ったり、インサート本体１１が所定の回転角度領域や回転角度位置にあるときには研磨液Ｇの上記噴射圧力を断続的あるいは連続的に変化させたりしてもよい。
【００４７】
このような製造方法において、上記一対の回転軸２１の間には、下地層１８および中間層１９と、そして最外層２０とが、逃げ面１４や交差稜線部１５のうちの逃げ面側切刃部１５ａも含めてその表面全体に被覆されたインサート本体１１が保持される。そして、このインサート本体１１を回転させつつブラストガン２２によってウェットブラストを施すと、研磨液Ｇの噴射角θが９０°で上記厚さ方向に垂直な方向から逃げ面１４に対向するように研磨液Ｇが噴射されるため、この逃げ面１４上に被覆された最外層２０が除去されるとともに、逃げ面１４とすくい面１３との交差稜線部１５においてもその逃げ面１４側の逃げ面側切刃部１５ａから最外層２０が除去される。
【００４８】
その一方で、交差稜線部１５のうちのすくい面側切刃部１５ｂとすくい面１３とでは研磨液Ｇの噴射が十分に作用しないために最外層２０が残されるので、例えば上述のように回転軸２１の回転時間や回転数、回転速度を制御して、逃げ面１４および上記逃げ面側切刃部１５ａにおいて中間層１９が主として露出するまでウェットブラスト処理を行うことにより、上記実施形態の表面被覆切削インサートを得ることができる。また、このウェットブラストによって逃げ面１４には研磨が施されるので、その表面粗さを上述のように平滑にも仕上げることができる。
【００４９】
そして、このように製造される上記構成の表面被覆切削インサートにおいては、上述のように被削材の切削加工表面と接触して最終的に該切削加工表面を形成する逃げ面１４と逃げ面側切刃部１５ａとに、摩擦係数の低いＡｌ２Ｏ３を主成分とする中間層１９が主として露出させられているので、被削材との摩擦による切削加工表面のムシレや毛羽立ちを抑制することが可能になり、たとえ難削材の加工であっても光沢のある良好な品質の切削加工表面を長期に亘って形成することができる。従って、近年の高精度加工において重要視される被削材の切削加工表面（仕上げ面）の品質向上を満足しつつ、作業者によって切刃が寿命と判断されて使用切刃やインサート自体が交換されるまでの時間を延長することが可能となり、すなわちインサートの長寿命化を図って経済的な高精度加工を促すことができる。
【００５０】
その一方で、すくい面１３のうち少なくとも上記交差稜線部１５との境界Ｑよりも内側の一部、特に本実施形態ではすくい面１３と、交差稜線部１５のうちの上記逃げ面側切刃部１５ａ以外の部分であるすくい面側切刃部１５ｂとでは、上述のように黒色系統の中間層１９に対して黄色やクリーム色、金色、あるいは白色系統等の明るい色調を呈するように調整された最外層２０が被覆されたまま残されている。このため、切削時に切屑がすくい面１３の最外層２０上を擦過して該最外層２０を削り取ったり、あるいはこの擦過によって発生する摩擦熱によって最外層２０が変色したりすると、たとえ照明が不十分な切削加工の作業現場であってもこれを容易に確認することができ、切刃１６の使用・未使用を確実に識別することが可能となって、使用済みの切刃１６を再使用してしまったり、逆に未使用の切刃１６が残ったままインサート本体１１が廃棄されてしまったりするのを防ぐことができる。
【００５１】
また、本実施形態の表面被覆切削インサートでは、逃げ面１４において露出させられた中間層１９の表面粗さが、上記インサート本体１１の厚さ方向において上記逃げ面１４の中央付近で、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４（２００１）に基づくカットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａで０．３μｍ以下、望ましくは０．２μｍ以下と平滑に仕上げられているので、該中間層１９が低摩擦係数のＡｌ２Ｏ３を主成分とするものであることとも相俟って、一層高品位の切削加工表面を得ることができる。また。上記下地層１８と最外層２０との少なくとも一方を、元素周期律表のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属およびＡｌ、Ｓｉの炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、またはその複合化合物により形成された層とする場合に上記金属として、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒから選択して用いれば、表面被覆切削インサートを量産する場合でも切削性能と被覆処理の経済性とを両立させて、製造コストを抑えつつ切削性の向上を図ることが可能となる。
【００５２】
一方、このような表面被覆切削インサートを製造する上記構成の製造方法では、従来と同様にインサート本体１１表面に下地層１８、中間層１９、最外層２０を被覆した後に、少なくともすくい面１３の上記境界Ｑよりも内側の一部を除いて、少なくとも逃げ面１４と上記逃げ面側切刃部１５ａの最外層２０を除去すればよく、すなわち従来の製造方法の後工程として最外層２０を除去する工程を付け加えるだけでよい。このため、例えば中間層１９までを被覆したインサート本体１１をコーティング炉から取り出して、一つ一つ中間層１９を露出させる部分にマスキングを施したりした後に、再びコーティング炉に収容して最外層２０を被覆したりするのに比べ、量産に適していて効率的かつ経済的であり、しかもマスキングの剥がれ等によって逃げ面１４や逃げ面側切刃部１５ａの中間層１９に最外層２０が被覆されてしまうようなこともなく、従って上述のような優れた効果を奏する表面被覆切削インサートを安定的かつ確実に、低コストで製造することができる。
【００５３】
そして、本実施形態の表面被覆切削インサートおよびその製造方法では、こうして最外層２０を除去するのにウェットブラストを用いており、例えば弾性砥石による研削や砥粒、ダイヤモンドペーストを付着したブラシなどを利用した機械加工による方法で最外層２０を除去するのに比べて加工エネルギーが弱いために、露出させられた中間層１９表面に研磨傷等が生じたり、逃げ面１４の表面粗さを劣化させたり、インサート自体の靱性の低下を招いたりすることがない。しかも、このウェットブラストの研磨材により、上述のような平滑な逃げ面１４を得ることができる。さらには、すくい面１３と逃げ面１４とが交差することでインサート本体１１において突出した状態となる、切刃１６が形成される上記交差稜線部１５に加工エネルギーが集中して過処理となることもない。
【００５４】
さらにまた、本実施形態ではインサート本体１１を一対の回転軸２１によって挟み込んで保持し、インサート本体１１を回転させながらウェットブラストを行うので、インサート本体１１表面の最外層２０を除去すべき部分に全周に亘って満遍なく研磨液Ｇを噴射することができ、最外層２０の除去ムラが生じたりするのを抑制して安定した品質の表面被覆切削インサートを製造することが可能となるとともに、ブラスト処理の自動化によって一層量産に適した経済的な製造方法を提供することができる。
【００５５】
さらに、上述のように制御手段によって回転軸２１の回転時間と回転数を制御したり、予め設定された回転角度領域で回転軸２１の回転速度を変化させたり、回転軸２１を停止したり、あるいは研磨液Ｇの噴射も制御したりすることにより、例えば上述のように専ら切刃１６として使用される上記コーナ部１７の周辺では長時間または高噴射圧力でウェットブラストを施して最外層２０を確実に除去することができる。あるいは、多角形平板状のインサート本体１１の側面に形成される逃げ面１４や、多角形面の辺稜部に形成される交差稜線部１５とブラストガン２２との距離が、インサート本体１１の回転に伴って変化するのに応じて、これら逃げ面１４や交差稜線部１５がウェットブラストを受ける時間や噴射圧力を調整したりすることも可能となる。
【００５６】
ここで、被削材と接触して最終的に切削加工表面を形成するのは、切刃１６が形成される交差稜線部１５のうちの上記逃げ面側切刃部１５ａと、図２３に示したように摩耗が進行することによって接触することになる逃げ面１４であるので、最外層２０が除去されることにより中間層１９が主として露出させられる部分は、少なくともこれら逃げ面１４の全面と交差稜線部１５のうち途中までの該逃げ面１４に連続する逃げ面側切刃部１５ａであればよい。
【００５７】
一方、すくい面１３側に残される最外層２０においては、本実施形態ではこのすくい面１３と上記交差稜線部１５のうちすくい面１３に連続するすくい面側切刃部１５ｂとに被覆されているが、上述のように切削時に切屑が擦過する範囲にこの最外層２０が確保されて切刃１６の使用・未使用が識別可能であれば、図５に示すように上記境界Ｑから内側のすくい面１３全体に最外層２０が残されて、すなわち逃げ面１４と上記交差稜線部１５の全体とで最外層２０が除去されて中間層１９が主として露出させられていてもよく、また図６に示すようにこの境界Ｑよりもさらにすくい面１３の内側に距離Ｍだけ離れた範囲から最外層２０が残されて、すなわち上記境界Ｑよりもすくい面１３の内側の範囲まで最外層２０が除去されて中間層１９が露出させられていてもよい。これらの場合には、切刃１６が形成される上記交差稜線部１５やすくい面１３の切刃１６側に低摩擦係数のＡｌ２Ｏ３を主成分とする中間層１９が露出するので、すくい面１３の拡散クレータ摩耗や溶着を防止して切刃交換までの期間をさらに延長することができる。
【００５８】
なお、このうち図６に示したように上記境界Ｑよりもすくい面１３の内側まで最外層２０が除去される場合には、上記距離Ｍが大きくなって最外層２０がすくい面の内側まで除去されすぎると、切刃の使用・未使用の識別効果が損なわれるおそれがある。従って、このような場合でも、上記最外層２０は、逃げ面１４から上記交差稜線部１５とすくい面１３との境界Ｑよりも該すくい面１３の内側への距離Ｍが２ｍｍの範囲内までで除去されて、これよりも内側には残されているのが望ましい。
【００５９】
図７は、図５に示したように上記境界Ｑから内側のすくい面１３全体に最外層２０が残されて、逃げ面１４と交差稜線部１５の全体で中間層１９が露出させられた表面被覆切削インサートや、図６に示したように境界Ｑよりも所定の距離Ｍだけすくい面１３の内側に離れた範囲から最外層２０が残されて、逃げ面１４および交差稜線部１５とこの範囲までのすくい面１３とで中間層１９が露出させられた表面被覆切削インサートを、より確実に製造するのに好適な、本発明の製造方法の他の実施形態を示すものである。
【００６０】
本実施形態では、まず図３および図４に示した実施形態のキャップ２３に代えて、上記回転軸２１の先端にマスキング部材２５が取り付けられている。このマスキング部材２５は、本実施形態では一対の回転軸２１の先端にそれぞれ取り付けられ、インサート本体１１を挟み込んだときに最外層２０を残すべき少なくともすくい面１３の内側の一部に密着してマスキングするものであり、材質はキャップ２３と同様に硬質ウレタンゴムよりなる弾性材のような密着性のよいものが使用される。
【００６１】
すなわち、図５に示したように逃げ面１４と交差稜線部１５の全体まで中間層１９が露出させられた表面被覆切削インサートを製造する場合には、マスキング部材２５は上記境界Ｑの輪郭と等しい外形を有してすくい面１３に密着させられる。また、図６に示したように境界Ｑよりも所定の距離Ｍだけすくい面１３の内側に離れた範囲までで中間層１９が露出させられた表面被覆切削インサートを製造する場合には、マスキング部材２５は境界Ｑよりも距離Ｍだけ一回り小さな輪郭の外形を有してすくい面１３に密着させられる。
【００６２】
さらに、本実施形態では、複数（本実施形態では２つ）のブラストガン２２が、回転軸２１の軸線Ｏを挟んで反対側に、しかもインサート本体１１の厚さ方向（軸線Ｏ方向）にも反対側に位置して、それぞれノズル２４をインサート本体１１に向けるように配置されている。これらのブラストガン２２は、その軸線Ｏにする噴射角θが互いに等しく、しかも９０°未満の鋭角に設定されていて、本実施形態では２つのブラストガン２２が、インサート本体１１の逃げ面１４と、互いに反対側の多角形面の辺稜部に位置する上記交差稜線部１５、あるいはこれらとやはり互いに反対側の多角形面に形成されるすくい面１３のうち上記マスキング部材２５からはみ出した部分とに、それぞれそのノズル２４を向けて研磨液Ｇを噴射するようになされている。
【００６３】
従って、このような製造方法では、上記マスキング部材２５によって最外層２０を残すべき部分がマスキングされ、最外層２０を除去すべき部分のみにウェットブラスト処理が施されるので、逃げ面１４と交差稜線部１５のみ最外層２０を除去する場合や、すくい面の上記距離Ｍまでの範囲も除去する場合でも、確実に所定の範囲のみ最外層２０を除去することができて、最外層２０が除去されすぎたために切刃１６の使用・未使用の識別が困難となったりするのを防ぐことができる。また、マスキング部材２５が回転軸２１の先端に取り付けられているので、回転軸２１でインサート本体１１を挟み込むだけでマスキングができ、操作が容易であるという利点も得られる。
【００６４】
さらに、本実施形態では複数のブラストガン２２によって逃げ面１４とインサート本体１１の互いに反対側の多角形面の交差稜線部１５やすくい面１３にウェットブラストが施されるため、効率的である。しかも、これらのブラストガン２２は、各々がウェットブラストを行うすくい面１３側からの軸線Ｏに対する噴射角θが９０°未満の鋭角とされていて、それぞれインサート本体１１の一方の多角形面の交差稜線部１５やすくい面１３の最外層２０を除去しつつ、逃げ面１４からも最外層２０を確実に除去することができる。ただし、こうして噴射角θを鋭角に設定した場合、この噴射角θが小さくなるほど逃げ面１４への噴射液Ｇの入射角も小さくなってその最外層２０が除去され難くなるため、該噴射角θは１０°以上とされるのが好ましく、３０°以上とされるのがより好ましい。
【００６５】
図８は、このような製造方法によってウェットブラスト処理を表面被覆切削インサートに施す場合を示すものであって、以降に説明する図９〜１３も含めて、（ａ）は処理前、すなわちインサート本体１１全体に最外層２０が被覆された状態を示し、（ｂ）は処理後の上記境界Ｑよりもすくい面１３の内側まで最外層２０が除去された状態を示す。そして、これらの図８〜１３の（ｂ）において黒色を呈している部分が、ウェットブラストによって最外層２０が除去された部分である。
【００６６】
このうち図８に示す切削インサートは、すくい面１３が形成される多角形面（菱形面）の内側に、全周に亘って凹溝状のブレーカ溝１３ａが形成されたＣＮＭＧ１２０４０８タイプの切削インサートであり、逃げ面１４および丸ホーニングが施された上記交差稜線部１５の全体と、該交差稜線部１５との境界Ｑからすくい面１３の内側に距離（図８（ｂ）における矢線Ａの位置での距離）Ｍが１．０ｍｍの一定となる範囲とで、インサート本体１１の全周に亘って最外層２０が除去されている。なお、こうして最外層２０が除去されて露出した中間層１９とすくい面１３の内側に残された最外層２０との境界線は、図示の例では上記ブレーカ溝１３ａ内に位置している。
【００６７】
ただし、こうして境界Ｑよりもすくい面１３の内側で最外層２０が除去される範囲の上記距離Ｍが規定されるのは、インサート本体１１のうちでも現に切削加工に関与する切刃１６が形成される交差稜線部１５の内側のすくい面１３部分に関してのみであり、切削加工には関与せず、従って切刃１６の使用・未使用の識別にも関与しない交差稜線部１５の内側部分では、最外層２０が上記距離Ｍよりも内側まで除去されていてもよく、また逆に交差稜線部１５やこれに交差する部分の逃げ面１４も含めて最外層２０が除去されていなくてもよい。例えば、上記実施形態に示した菱形平板状の切削インサートは、一般にその菱形面の辺稜部である上記交差稜線部１５に形成された切刃１６のうち、この菱形のコーナ部、特に上述のように鋭角のコーナ部１７側の辺稜部に形成された切刃１６部分が専ら使用されるので、こうして専ら切削加工に供される部分で上記距離Ｍより内側の範囲に最外層２０が残されていればよい。
【００６８】
図９および図１０は、このように専ら切削加工には関与しない交差稜線部１５に連なる部分のすくい面１３では最外層２０を上記距離Ｍよりも内側まで除去するように、ウェットブラスト処理を表面被覆切削インサートに施す場合を示すものであって、図１０は図８と同じＣＮＭＧ１２０４０８タイプの切削インサート、図９はブレーカ溝１３ａのないフラットトップのＣＮＭＡ１２０４０８タイプの切削インサートである。
【００６９】
このうち、図９に示す切削インサートでは、上記菱形面の各辺稜部において、該菱形面の鋭角のコーナ部１７と鈍角のコーナ部とに連なるそれぞれ両端部で、上記交差稜線部１５との境界Ｑからすくい面１３の内側に距離（図９（ｂ）における矢線Ａの位置での距離）Ｍが０．５ｍｍの一定となる範囲で最外層２０が除去される一方、切削加工に関与しない各辺稜部の中央部では、距離（図９（ｂ）における矢線Ｂの位置での距離）Ｍがこれよりも大きな２．５ｍｍの一定となる範囲で最外層２０が除去されており、これらの部分の間では、残された最外層２０と該最外層２０が除去されて露出した中間層１９との境界線が交差稜線部１５に垂直に延びるように段差状に形成されている。
【００７０】
また、図１０に示す切削インサートでは、上記菱形面の各辺稜部のうち鋭角のコーナ部１７に連なる部分のみで、上記交差稜線部１５との境界Ｑからすくい面１３の内側に距離（図１０（ｂ）における矢線Ａの位置での距離）Ｍが０．６ｍｍの一定となる範囲で最外層２０が除去されている。一方、これ以外の、各辺稜部の中央部から鈍角のコーナ部に連なる部分では、距離（図１０（ｂ）における矢線Ｂの位置での距離）Ｍが、鋭角のコーナ部１７側よりも大きな２．５ｍｍの一定となる範囲で最外層２０が除去されている。
【００７１】
なお、図１０（ｂ）に示す処理後の表面被覆切削インサートでは、残された最外層２０と該最外層２０が除去されて露出した中間層１９との境界線が、上記菱形面のうち一方の鋭角コーナ部１７（図１０（ｂ）において上側の鋭角コーナ部１７）側では交差稜線部１５に垂直に延びるように形成されるとともに、他方の鋭角コーナ部１７（図１０（ｂ）において下側の鋭角コーナ部１７）側では交差稜線部１５に斜交して該コーナ部１７を挟む境界線同士で平行に延びるように形成されている。すなわち、多角形平板状の切削インサート１１の複数のコーナ部１７同士で、上記境界線により画定される残された最外層２０の平面視形状が異なるものとされているので、これにより各コーナ部１７に連なる辺稜部の交差稜線部１５に形成された切刃１６の使用順序を設定することが容易となり、該最外層２０の変色等による識別性の高さとも相俟って、使用済みの切刃１６を再使用してしまったり、未使用の切刃１６を残したまま切削インサートが廃棄されたりするような事態を一層確実に防ぐことができる。
【００７２】
さらに、これら図８から図１０に示した表面被覆切削インサートでは、切削加工に関与する切刃１６が形成された交差稜線部１５との境界Ｑからすくい面１３の内側に、該交差稜線部１５に沿って距離Ｍが一定となる範囲で最外層２０が除去されており、すなわちこの切削加工に関与する部分では、残された最外層２０と露出した中間層１９との境界線がすくい面１３に対向する平面視に交差稜線部１５と平行に延びるようにされているが、上記境界Ｑからの距離Ｍが２．０ｍｍ以内の範囲であれば、例えば図１１に示すように距離Ｍが交差稜線部１５に沿って変化するようにされていてもよい。
【００７３】
この図１１に示す切削インサートでは、すくい面１３が形成される上記菱形面の専ら切削加工に関与する鋭角コーナ部１７の突端では上記距離（図１１（ｂ）における矢線Ａの位置での距離）Ｍが０．９ｍｍとされるとともに、これよりも僅かに鈍角コーナ部側に離れた切刃１６が直線状をなす部分での距離（図１１（ｂ）における矢線Ｂの位置での距離）Ｍが０．６ｍｍとされて切削加工に関与する部分では最小とされている。さらに、この最小の距離Ｍとなる部分から上記辺稜部の中央部に向けては距離Ｍが漸次大きくなって、高切込みの粗切削加工時に関与するこの中央部での距離（図１１（ｂ）における矢線Ｃの位置での距離）Ｍは２．０ｍｍと最大となるように、最外層２０が除去されている。
【００７４】
なお、この図１１に示す切削インサートは、上記すくい面１３の内側に、このすくい面１３の内側に向けて漸次後退する傾斜面１３ｂが形成されるとともに、この傾斜面１３ｂが形成されたすくい面１３上に、上記菱形面（多角形面）の中央から少なくとも上記鋭角のコーナ部１７に向けて延びる突条部３１ａと、この突条部３１ａの先端に交差稜線部１５と間隔をあけて形成された球面状の突起部３１ｂとを有する凸状のチップブレーカ３１を備えたものであり、該突条部３１ａは鈍角のコーナ部および各辺稜部の中央に向けても延びるように形成されるとともに、突起部３１ｂは鈍角のコーナ部に延びる突条部３１ａの先端と、辺稜部中央に向けて延びる突条部３１ａの両脇にも形成されている。そして、すくい面１３上において露出した中間層１９と残された最外層２０との境界線は、傾斜面１３ｂも含めたすくい面１３と、鈍角コーナ部側および辺稜部中央側に形成されたものも含めた上記チップブレーカ３１との境界線に沿うように延びている。
【００７５】
また、図８から図１１では、特に鋭角コーナ部１７の角度が８０°の菱形平板状の表面被覆切削インサートに本発明を適用した場合について説明したが、図１２に示すような略正三角形平板状の表面被覆切削インサートや、その他の多角形平板状あるいは円形等の曲線部を有する平板状、もしくは平板状以外の切削インサートにも本発明を適用することは勿論可能であり、さらに図１３に示すように、菱形平板状でも鋭角コーナ部１７の角度が異なる切削インサートに本発明を適用してもよい。さらにまた、切刃１６の形状についても、コーナ部１７を除いて直線状に延びるものの他、凹凸の曲線状をなすもの、あるいはラフィングカッタに使用されるようなすくい面１３に対向する平面視に切刃１６が波形を呈するもの、さらには図１４に示すように切刃１６が形成される交差稜線部１５に沿ってすくい面１３が凹凸することにより、該切刃１６が逃げ面１４に対向する側面視に波形を呈するものなどにも、本発明を適用することが可能である。
【００７６】
なお、これら図１２から図１４のうち、図１２に示す切削インサートはＴＮＭＧ１６０４０８タイプのものであって、そのすくい面１３の内側には、上記と同様の傾斜面１３ｂが形成されるとともに、該すくい面１３が形成された多角形面（略正三角形面）の各角部に向けて延びる突条部３１ａと、これらの突条部３１ａの両脇に例えば複数ずつ対称に形成された突起部３１ｂとを有するチップブレーカ３１が備えられている。ただし、中間層１９と最外層２０との上記境界線は、これらすくい面１３とチップブレーカ３１との境界線に関わらず、上記交差稜線部１５とすくい面１３との境界Ｑからの距離（例えば、図１２（ｂ）における矢線Ａの位置での距離）Ｍが１．０ｍｍで、上記多角形面の全周に亘って一定となるようにされている。
【００７７】
また、図１３に示す切削インサートはＤＮＭＧ１５０４０８タイプのものであって、すくい面１３の内側には幅の小さい傾斜面１３ｂが形成されるとともに、さらにその内側はインサート本体１１の厚さ方向に垂直な平坦面とされ、チップブレーカ３１は鋭角のコーナ部１７に向けて段階的に幅狭となる突条部３１ａのみが形成されたものとされている。そして、切削加工に関与するこの鋭角のコーナ部１７側では上記距離（図１３（ｂ）における矢線Ａの位置での距離）Ｍは１．０ｍｍとされる一方、切削に関与しない鈍角のコーナ部側では上記距離（図１３（ｂ）における矢線Ｂの位置での距離）Ｍが２．２ｍｍと、２．０ｍｍを越える大きさとされている。
【００７８】
さらに、図４に示したように噴射角θが９０°となるように設定し、マスキング部材を使用しないで図１４に示したＣＮＭＧ１２０４０８タイプの切削インサートのウェットブラスト処理を行った。本インサートのすくい面１３には鋭角のコーナ部１７と鈍角のコーナ部にもチップブレーカ（例えば、三菱マテリアル株式会社製ＳＨブレーカ）３１が形成されるとともに、上述のように凹凸したこのすくい面１３の内側には、該すくい面１３や図１４（ｂ）に示すように波形を呈する切刃１６よりも突出して、インサート本体１１の厚さ方向に垂直な平面状とされたボス面３２ａを有する凸部３２が、取付孔１２の開口部の周りに形成されている。そして、上記最外層２０は、逃げ面１４と、逃げ面側切刃部１５ａと、さらにはすくい面１３から上記ボス面３２ａに立ち上がる凸部３２の傾斜壁面（図１４（ｃ）、（ｄ）において黒く塗りつぶされた部分）３２ｂとで除去されて、中間層１９が露出させられた状態とされている。
【００７９】
すなわち、このような切削インサートにおいては、上記傾斜壁面３２ｂにも研磨液がある程度の入射角をもって吹き付けられるため、部分的に最外層２０が除去されて黒色系の中間層が露出する場合がある。ただし、このような場合でも、例えば上記すくい面１３に最外層２０が残されることにより、本発明の効果は十分に奏功することが可能である。なお、図１４（ｄ）においては、中間層１９が露出した逃げ面１４を他の図８〜１３（ｂ）と同じに黒く塗りつぶすと傾斜壁面３２ｂとの区別がつかなくなるので、逃げ面１４は網掛けとしてある。
【００８０】
また、上記各表面被覆切削インサートでは、切刃１６が形成されるすくい面１３と逃げ面１４との交差稜線部１５に断面円弧状をなす丸ホーニング（Ｒホーニング）が施されていて、この交差稜線部１５の断面がなす円弧の逃げ面１４に連続する側の一部を逃げ面側切刃部１５ａとしているが、このような丸ホーニング以外に、すくい面１３側から見た幅が逃げ面１４側から見た幅よりも大きい、いわゆるウォーターフォール型の曲面ホーニングや、これとは逆にすくい面１３側から見た幅が逃げ面１４側から見た幅よりも小さい曲面ホーニング、あるいはチャンファーホーニングや、該チャンファーホーニングのすくい面１３側および逃げ面１４側の少なくとも一方の境界を曲面状に丸めたコンビネーションホーニングを交差稜線部１５に施して、その逃げ面１４側の一部を逃げ面側切刃部１５ａとしてもよい。
【００８１】
さらに、上述したように、このようなホーニングが交差稜線部１５に施されない、すくい面３と逃げ面４とが角度をもって交差するように形成された、いわゆるシャープエッジの切削インサートでも、この交差稜線部１５は微視的には極小さいながらも所定の幅でホーニングが施されたような状態となっているので、その少なくとも逃げ面１４に連続する逃げ面側切刃部１５ａと逃げ面１４とで最外層２０が除去されて中間層１９が主として露出させられていればよい。
【００８２】
一方、上記実施形態の製造方法では、インサート本体１１に取付孔１２が形成されたネガティブタイプの表面被覆切削インサートにウェットブラスト処理を施して最外層２０を除去する場合について説明したが、取付孔１２を備えない例えばＣＮＭＮ１２０４０８タイプの切削インサートにウェットブラスト処理を施すには、例えば図３および図４に示した先端が先細りとされた上記キャップ２３に代えて、図１５に示すように先端面が軸線Ｏに垂直な平坦面とされたキャップ２６を用いればよい。勿論、図７に示したマスキング部材２５の先端面を、このキャップ２６の先端面と同様に軸線Ｏに垂直な平坦面として、取付孔１２のないインサート本体１１でも該マスキング部材でマスキングされた以外の所望の範囲にウェットブラストを施すようにしてもよい。
【００８３】
また、すくい面１３と逃げ面１４とが鋭角に交差する方向に配されて、この逃げ面１４に予め逃げ角が与えられるようにされた、例えばＣＣＭＴ０９Ｔ３０２タイプのポジティブタイプの切削インサートに本発明を適用する場合には、図１６に符号Ａで示すようにブラストガン２２からの研磨液Ｇの噴射角θが図４や図１５に示したのと同様に軸線Ｏに対して９０°とされていてもよく、あるいは図１６に符号Ｂで示すように、すくい面１３とは反対側に向けて軸線Ｏに対する噴射角θが鋭角をなすようにされていてもよく、符号Ａ、Ｂいずれかの姿勢を選択してブラストガン２２を配設すればよい。
【００８４】
このうち、符号Ｂで示した場合には、逃げ面１４に与えられる逃げ角に応じて噴射角θを設定することで、研磨液Ｇの噴射方向を該逃げ面１４に垂直な方向に近づけて最外層２０の効率的な除去を図ることができる一方、上記交差稜線部１５のうちの逃げ面側切刃部１５ａにも研磨液Ｇが行き届くので、該逃げ面側切刃部１５ａでも確実な最外層２０の除去を図ることができる。ただし、この場合でも、噴射角θが小さくなりすぎると、逃げ面側切刃部１５ａへの最外層２０の除去作用が弱まって非効率的となるので、噴射角θは１０°以上、望ましくは３０°以上とされる。
【実施例】
【００８５】
以下、本発明のより具体的な実施例を挙げて、本発明の効果について説明する。本実施例では、まず、Ｐ１０グレードの炭化タングステン（ＷＣ）基超硬合金を母材として、ＣＮＭＧ１２０４０８に規定する形状、寸法を有するインサート本体を製造した。なお、切刃が形成される交差稜線部には、砥粒を含有したブラシで半径０．０６ｍｍの丸ホーニングを施した。そして、このインサート本体の表面に、化学蒸着法によって次表１に示す厚さおよび組成の下地層、中間層、および最外層を、インサート本体側から順に表面全体に亘って被覆した。なお、被覆後のインサート本体の表面色は、最外層により明るい色調の薄い黄色を呈していた。
【００８６】
【表１】
0004797608.tif 000002
【００８７】
次いで、こうして表面が被覆された切削インサートにウェットブラスト処理を施し、その表面から部分的あるいは略全面に亘って最外層のみを除去した。このウェットブラスト処理では、噴射研磨材として粒径３０〜６０μｍのアルミナ粒子を使用し、この研磨材を液体としての水と混合して噴射研磨液とするとともに、この研磨液中の研磨材の含有量が３０wt％となるように調整した。一方、切削インサートは、図３に示したのと同様に一対の回転軸によってその軸線回りに回転可能に保持し、この切削インサートの表面に、上述のように調整した研磨液を、対向する２本のブラストガンから０．１５ＭＰａの噴射圧力で噴射した。
【００８８】
ここで、本実施例では、このウェットブラスト処理の際の研磨液の上記軸線に対する噴射角を次表２に示す条件Ａ〜Ｄで異ならせて、合計４つの切削インサートに処理を施した。なお、表２には、インサート本体表面への研磨液の噴射方向およびインサート本体表面に対する処理状態（最外層の除去状態）も合わせて示す。
【００８９】
【表２】
0004797608.tif 000003
【００９０】
また、こうして条件Ａ〜Ｄのウェットブラスト処理によって最外層を除去した切削インサートの他に、表１に示した被覆を行っただけで未処理のもの、被覆をした後に砥粒を含有した弾性砥石をすくい面および切刃が形成された菱形面に押圧しつつ回転させて研磨したもの、およびダイヤモンド砥粒を含有したナイロン製のブラシを回転させつつ上記菱形面に当てて研磨したものも製造した。これらについて、表２の条件Ａで製造されたものを実施例１とし、これ以外のものを比較例１〜６として、その処理条件、すくい面と逃げ面の外観色、最外層の除去状態、および逃げ面の表面粗さを次表３に示す。
【００９１】
ただし、表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４（２００１）に基づくカットオフ値０．０８ｍｍにおける算術平均粗さＲａ（μｍ）を、インサート本体の厚さ方向において逃げ面の略中央付近で切刃に平行に３点測定し、その平均値を示した。このうち、それぞれ２点において実際に表面粗さを測定した粗さ曲線を、実施例１について図１７に、また比較例１について図１８に示す。なお、弾性砥石によって研磨を施した比較例５とブラシによって研磨を施した比較例６とでは、切刃が形成される交差稜線部およびその近傍のすくい面に、不規則な方向に多数の筋状の研磨傷が発生していた。
【００９２】
【表３】
0004797608.tif 000004
【００９３】
そして、これら実施例１および比較例１〜６の表面被覆切削インサートをインサート着脱式のバイトに取り付けて、同一の切削条件で被削材の旋削による切削加工を行った。その際の切刃を交換するまでの実切削時間、および切刃交換の理由と、切刃交換時における逃げ面摩耗幅、被削材の切削加工表面（仕上げ面）の状態、および切刃の使用・未使用の識別状態とを、次表４にまとめて記す。なお、切削条件は、被削材が低炭素鋼（Ｓ１０Ｃ）であって、切削速度２５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１２ｍｍ／ｒｅｖ、切込み１．５ｍｍの乾式切削であった。また、切刃交換までの実切削時間は、仕上げ面が劣化した場合にはその時点で切削を終了してその実切削時間とし、良好な仕上げ面が維持されている場合は逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに達するまで切削加工を行ってその実切削時間とした。これは、逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍを越えるまで成長すると多くの場合加工寸法精度を維持することできなくなるからである。
【００９４】
【表４】
0004797608.tif 000005
【００９５】
この表４の結果より、本発明に係わる実施例１の切削インサートでは、上述のように逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに達して切刃交換の寿命に至るまで、図１９に示すような光沢のある良好な仕上げ面を得ることができ、すなわち高品位で長寿命の切削加工を行うことができた。また、使用した切刃の識別も、切屑がすくい面を直接擦過したときに発生した多量の熱で、このすくい面に残された最外層が広い範囲ではっきりと変色しており、容易に識別することが可能であった。
【００９６】
これに対して、まず比較例２の切削インサートでは、切刃交換までの寿命や仕上げ面の状態については実施例１と略同様の結果を得ることができたが、すくい面の全面からも最外層が除去されて全面が黒色系の外観色を呈していたため、特に照明が不十分な切削加工現場では切刃の使用・未使用の識別が困難であった。また、全面が最外層で覆われたままの比較例１や、逃げ面および逃げ面側切刃部に最外層が多く残存した比較例４の切削インサートでは、切削開始直後あるいは切削初期の短時間で、逃げ面摩耗は殆ど発生していないにも関わらず、仕上げ面が図２０に示すようなムシレ現象により白濁化し、切削を終了せざるを得なかった。
【００９７】
さらに、すくい面と切刃が形成される交差稜線部から最外層を除去した比較例３では、未処理の比較例１と比べると良好な結果が得られたが、逃げ面摩耗が逃げ面側切刃部から逃げ面そのものに達すると、やはりムシレによって仕上げ面が白濁化し、切削を終了することになった。しかも、これら比較例３、４では、逃げ面には最外層が残存するものの、すくい面が中間層の黒色系の外観色を呈したものであるため、使用後の識別も十分観察しないと困難であって、容易であるとは言い難い。
【００９８】
一方、弾性砥石や砥粒を含んだブラシにより研磨を施した比較例５、６の切削インサートでは、本質的には比較例３と同様の結果となったが、逃げ面側切刃部から十分に最外層が除去されていないことと、処理された部分に上述のような研磨傷が発生していたため、詳細には比較例３と比べても切削当初から切削加工表面がやや白濁気味の仕上げ面を示し、逃げ面摩耗の成長とともに仕上げ面の劣化が著しくなったため、切削を終了する結果となった。また、これら比較例５、６の使用後の切刃は、識別は容易であったが、弾性砥石やブラシによる機械加工の影響ですくい面が、光沢はあるものの、暗い黄色の外観色となっていたため、実施例１よりは識別性が劣る結果であった。
【００９９】
次に、上記と同様にＰ１０グレードの炭化タングステン基超硬合金でＣＮＭＧ１２０４０８に規定するインサート本体を形成し、ただし交差稜線部には、弾性砥石により、すくい面側から測定した幅が０．０５ｍｍで逃げ面側から測定した幅が０．０３ｍｍのウォーターフォール型の曲面ホーニングを施した。このようにして製造した７つのインサート本体の表面に、そのうち４つについては次表５に示すような下地層、中間層、最外層を、また残り３つについては表６に示すような下地層、中間層、最外層をそれぞれ被覆した。なお、このうち表５の被覆を施したものは表面色が明るいクリーム色を、表６の被覆を施したものは光沢のある黄色を呈していた。
【０１００】
【表５】
0004797608.tif 000006
【０１０１】
【表６】
0004797608.tif 000007
【０１０２】
このように表面被覆をした切削インサートを、やはり一対の回転軸によってその軸線回りに回転可能に保持しつつ、噴射研磨材として粒径６０〜１００μｍのアルミナ粒子を使用して、研磨液中の研磨材の含有量が２０wt％となるように水と混合して調整した研磨液を、ブラストガンから０．２ＭＰａの噴射圧力で噴射して、ウェットブラスト処理を施した。このうち、表５の条件で被覆をした切削インサートの１つにおいては、図４に示したのと同様に研磨液の噴射角を軸線に対して９０°とし、ただし軸線を挟んで両側から２つのブラストガンによりウェットブラスト処理を施した。その処理後の外観色、最外層の除去状態、および逃げ面の表面粗さを実施例２として表７に示す。
【０１０３】
また、表５、表６の被覆を施した２つずつの切削インサートについては、図７に示したのと同様に、表８にＥ〜Ｈで示す硬質ウレタンゴム製のマスキング部材を両回転軸の先端に取り付けて、すくい面が形成される菱形面の全面または一部をマスキングしながらウェットブラスト処理を施した。ただし、これらについては、やはり図７に示したのと同様に研磨液の噴射角を回転軸の軸線に対して４５°の鋭角として、インサート本体の一対の菱形面の両側から研磨液を噴射するようにした。これらを実施例３〜６として、その表面状態を表７に合わせて示す。なお、研磨液やその噴射圧力は実施例２と同じである。さらに、表７にはウェットブラスト未処理の切削インサートについても比較例７、８としてその表面状態を示してある。
【０１０４】
【表７】
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【０１０５】
【表８】
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【０１０６】
そして、これら実施例２〜６および比較例７、８についても、同一の切削条件で被削材の旋削による切削加工を行い、その際の切刃を交換するまでの実切削時間、および切刃交換の理由と、切刃交換時における逃げ面摩耗幅、被削材の切削加工表面（仕上げ面）の状態、および切刃の使用・未使用の識別状態を測定した。その結果を、表９に示す。なお、このときの切削条件は、被削材がステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）であって、切削速度２００ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切込み１．５ｍｍの湿式切削であった。評価は、表４の結果と同様の基準である。
【０１０７】
【表９】
0004797608.tif 000010
【０１０８】
この表９の結果より、実施例２〜６の切削インサートによれば、切削加工表面はいずれも光沢のある良好な仕上げ面を示し、また比較例７、８と比べて切削時間を大幅に延長することができた。ただし、実施例２〜４では、上記交差稜線部とすくい面との境界から約０．５ｍｍ内側のすくい面領域や、特に実施例２ではすくい面側切刃部にも、被削材の溶着現象が僅かながら確認され、これが成長して刃先がチッピングを生じる可能性が生じたので表記の実切削時間で切削加工を終了した。これに対して、実施例５、６では、このような溶着現象もなく、逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに達したので切削加工を終了した。このように、被削材の種類や切削条件によって溶着現象の発生する領域は異なるが、それぞれの条件に合わせて、上記交差稜線部の全体や、これに加えて上記境界からの距離が２．０ｍｍ以下の範囲で最外層を除去するのが望ましいことが分かる。
【０１０９】
なお、Ｐ２０グレードの炭化タングステン基超硬合金によって形成したインサート本体の表面に、次表１０の下地層、中間層、最外層を化学蒸着法で被覆した後、上記実施例３〜６と同様にマスキング部材を用いて同様の条件でウェットブラスト処理を施して、図９〜図１３（ｂ）に示したのと同じ形状、寸法、および最外層除去状態の表面被覆切削インサートを製造し、それぞれの形状、寸法を考慮した切削加工を行ったところでも、これら実施例２〜６と同様の効果が確認できた。
【０１１０】
ただし、このときの交差稜線部には、砥粒を含有したブラシによって半径０．０６ｍｍの丸ホーニングを施してあり、またウェットブラスト処理前のインサート本体の表面色は薄い光沢のある金色であった。さらに、マスキング部材は図９〜図１３（ｂ）において多角形面に残される最外層の形状、寸法に合わせたものとされている。ちなみに、図１１〜１３に示した切削インサートにおけるチップブレーカは、いずれも三菱マテリアル株式会社製の、図１１はＭＡブレーカ、図１２はＭＶブレーカ、図１３はＧＨブレーカである。
【０１１１】
【表１０】
0004797608.tif 000011
【０１１２】
さらに、このうち図１１（ａ）に示したのと同じ形状、寸法、およびチップブレーカのインサート本体をＰ２０グレードの炭化タングステン基超硬合金によって形成し、ただし交差稜線部には砥粒を含有したブラシによって、すくい面側から測定した幅が０．０７ｍｍで逃げ面側から測定した幅が０．０４ｍｍのウォーターフォール型の曲面ホーニングを施し、このインサート本体の表面に、次表１１の下地層、中間層、最外層を被覆した。この表面被覆切削インサートに、図４に示した製造方法に基づいて噴射角９０°で、ただしその処理条件（研磨液中の研磨材含有量と研磨液の噴射圧力）を表１２に示す条件Ｉ〜Ｌとしてウェットブラスト処理を施し、４種の表面被覆切削インサートを製造した。ただし、研磨材は粒径３０〜６０μｍのアルミナ粒子である。これらの切削インサートを、実施例７〜９および比較例９として、またウェットブラスト未処理のものを比較例１０として、その表面状態を表１３に示す。なお、比較例９については、製造方法に関しては本発明に係わるものであるものの、逃げ面および逃げ面側切刃部における最外層の除去状態が約５０％と、中間層が主として露出させられたものではないため、比較例とした。
【０１１３】
【表１１】
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【０１１４】
【表１２】
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【０１１５】
【表１３】
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【０１１６】
次いで、これら実施例７〜９および比較例９、１０についても旋削による切削加工を行い、その結果を表４と同様の基準で評価した。これを表１４に示す。なお、このときの切削条件は、被削材がベアリング鋼（ＳＵＪ２）、切削速度３００ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切込み１．５ｍｍの湿式切削である。
【０１１７】
【表１４】
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【０１１８】
このうち、実施例８、９および比較例９の切削インサートでは、逃げ面および逃げ面側切刃部において最外層がウェットブラスト処理により研磨されて薄くはなっているが、完全には除去されていない。しかしながら、表１４の結果からは、これらの部分において７０％以上の面積比率で最外層が除去されていれば、他の実施例と同様の効果が得られることが分かり、逆に比較例９のように５０％程度しか最外層が除去されていなければ、この効果が得られないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の表面被覆切削インサートの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の切刃１６が形成される交差稜線部１５に直交する拡大断面図である。
【図３】本発明の表面被覆切削インサートの製造方法の一実施形態に係わる製造装置を示す図である。
【図４】図３に示す製造装置により図１および図２に示す実施形態の表面被覆切削インサートを製造する場合の、本発明の製造方法の一実施形態を説明する図である。
【図５】図１に示す実施形態の変形例を示す、切刃１６が形成される交差稜線部１５に直交する拡大断面図である。
【図６】図１に示す実施形態の他の変形例を示す、切刃１６が形成される交差稜線部に直交する拡大断面図である。
【図７】本発明の製造方法の他の実施形態を説明する図である。
【図８】図７に示す製造方法により製造される表面被覆切削インサートの、（ａ）はウェットブラスト処理前、（ｂ）はウェットブラスト処理後の状態を示す図である。
【図９】図７に示す製造方法により製造される表面被覆切削インサートの、（ａ）はウェットブラスト処理前、（ｂ）はウェットブラスト処理後の状態を示す図である。
【図１０】図７に示す製造方法により製造される表面被覆切削インサートの、（ａ）はウェットブラスト処理前、（ｂ）はウェットブラスト処理後の状態を示す図である。
【図１１】図７に示す製造方法により製造される表面被覆切削インサートの、（ａ）はウェットブラスト処理前、（ｂ）はウェットブラスト処理後の状態を示す図である。
【図１２】図７に示す製造方法により製造される表面被覆切削インサートの、（ａ）はウェットブラスト処理前、（ｂ）はウェットブラスト処理後の状態を示す図である。
【図１３】図７に示す製造方法により製造される表面被覆切削インサートの、（ａ）はウェットブラスト処理前、（ｂ）はウェットブラスト処理後の状態を示す図である。
【図１４】図４に示す製造方法により製造される表面被覆切削インサートを示す図であって、（ａ）はウェットブラスト処理前の平面図、（ｂ）はウェットブラスト処理前の側面図、（ｃ）はウェットブラスト処理後の平面図、（ｄ）はウェットブラスト処理後の側面図である。
【図１５】取付孔１２がない表面被覆切削インサートにウェットブラスト処理を施す場合の図である。
【図１６】ポジティブタイプの表面被覆切削インサートにウェットブラスト処理を施す場合の図である。
【図１７】実施例１における逃げ面の表面粗さ曲線である。
【図１８】比較例１における逃げ面の表面粗さ曲線である。
【図１９】実施例１による光沢のある良好な仕上げ面を示すものである。
【図２０】比較例１によるムシレによって白濁した仕上げ面を示すものである。
【図２１】一般的な切削インサートの切刃１が形成される交差稜線部５に直交する拡大断面図である。
【図２２】図２１に示す切削インサートによって被削材Ｗを切削するときの切削初期の図である。
【図２３】図２１に示す切削インサートによって被削材Ｗを切削するときの逃げ面摩耗が発達した段階における図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１１  インサート本体
１３  すくい面
１４  逃げ面
１５  交差稜線部
１５ａ  逃げ面側切刃部
１５ｂ  すくい面側切刃部
１６  切刃
１７  コーナ部
１８  下地層
１９  中間層
２０  最外層
２１  回転軸
２２  ブラストガン
２５  マスキング部材
Ｑ  すくい面１３と交差稜線部１５との境界
Ｍ  境界Ｑからすくい面１３内側への距離
Ｏ  回転軸２１の軸線
θ  軸線Ｏに対するブラストガン２２の噴射角
【図１】
0004797608.tif 000016
【図２】
0004797608.tif 000017
【図３】
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【図４】
0004797608.tif 000019
【図５】
0004797608.tif 000020
【図６】
0004797608.tif 000021
【図７】
0004797608.tif 000022
【図８】
0004797608.tif 000023
【図９】
0004797608.tif 000024
【図１０】
0004797608.tif 000025
【図１１】
0004797608.tif 000026
【図１２】
0004797608.tif 000027
【図１３】
0004797608.tif 000028
【図１４】
0004797608.tif 000029
【図１５】
0004797608.tif 000030
【図１６】
0004797608.tif 000031
【図１７】
0004797608.tif 000032
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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