[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2008006542A - Cutting edge changing type cutting tip - Google Patents

Cutting edge changing type cutting tip Download PDF

Info

Publication number
JP2008006542A
JP2008006542A JP2006180039A JP2006180039A JP2008006542A JP 2008006542 A JP2008006542 A JP 2008006542A JP 2006180039 A JP2006180039 A JP 2006180039A JP 2006180039 A JP2006180039 A JP 2006180039A JP 2008006542 A JP2008006542 A JP 2008006542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
cutting
cutting edge
flank
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006180039A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoya Omori
直也 大森
Yoshio Okada
吉生 岡田
Minoru Ito
実 伊藤
Shinya Imamura
晋也 今村
Susumu Okuno
晋 奥野
Hiroyuki Morimoto
浩之 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Original Assignee
Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Hardmetal Corp filed Critical Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority to JP2006180039A priority Critical patent/JP2008006542A/en
Publication of JP2008006542A publication Critical patent/JP2008006542A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting edge changing type cutting tip using alumina as a coating layer and highly making wear resistance and toughness compatible. <P>SOLUTION: This cutting tip has a substrate and the coating layer formed in at least a part on the substrate. The substrate has a cutting edge ridge line, a flank and a rake face. The coating layer includes a first layer mainly including alumina having a α type crystal structure and a second layer mainly including alumina except the alumina having the α type crystal structure. Either one of the first layer or the second layer is formed in a continuous state in a region connected to the rake face across the cutting edge ridge line from the flank. The first layer becomes a top layer in at least a part of the rake face. The second layer becomes a top layer in at least a part of the flank. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、刃先交換型切削チップ(スローアウェイチップと呼ぶこともある)に関する。   The present invention relates to a blade-tip-exchangeable cutting tip (sometimes referred to as a throw-away tip).

従来より、着脱自在に工具に取り付けて被削材を切削加工する刃先交換型切削チップが知られている。このような刃先交換型切削チップは、耐摩耗性や靭性を向上させることを目的として、超硬合金やサーメットからなる基材上にセラミックス等の硬質被膜を形成する構成のものが多数提案されている。中でもアルミナは、耐摩耗性に優れるとともに基材の表面酸化を防止する効果が期待されることから、基材上に形成される被膜として古くから用いられてきた。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a blade-tip-exchangeable cutting tip that is detachably attached to a tool and cuts a work material. Many blade-replaceable cutting tips have been proposed in which a hard coating such as ceramic is formed on a substrate made of cemented carbide or cermet for the purpose of improving wear resistance and toughness. Yes. Among these, alumina has been used for a long time as a coating film formed on a base material because it is excellent in wear resistance and is expected to have an effect of preventing surface oxidation of the base material.

近年、このようなアルミナの結晶構造に着目して、種々の結晶構造のアルミナをこのような被膜に用いることにより、耐摩耗性や靭性を向上させる提案が種々なされている(特許文献1〜5)。   In recent years, focusing on the crystal structure of such alumina, various proposals have been made to improve wear resistance and toughness by using alumina having various crystal structures for such a coating (Patent Documents 1 to 5). ).

しかしながら、鋼や鋳鉄を被削材とする切削加工においては、刃先において耐摩耗性と靭性とを高度に両立させることが求められており、上記のようなアルミナを用いた刃先交換型切削チップにおいてもこのような要求を満たすべくさらに改善が望まれている。   However, in cutting work using steel or cast iron as a work material, it is required that the cutting edge is highly compatible with wear resistance and toughness. In the cutting edge-exchangeable cutting tip using alumina as described above, However, further improvements are desired to meet these requirements.

近年、鋼や鋳鉄の切削加工において切削工程の省力化および短縮化に対する要求が高まっており、さらに苛酷な条件下での切削が行なわれる傾向にある。このような苛酷な条件下で切削を行なうと、摩耗および欠損により比較的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
特開平09−125250号公報 特開平10−237652号公報 特開平11−335816号公報 特開2000−024808号公報 国際公開第99/052662号パンフレット
In recent years, there has been an increasing demand for labor saving and shortening of the cutting process in cutting of steel and cast iron, and there is a tendency for cutting under severe conditions. When cutting is performed under such severe conditions, the service life is reached in a relatively short time due to wear and chipping.
JP 09-125250 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-237652 JP-A-11-335816 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-024808 WO99 / 052662 pamphlet

本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであってその目的とするところは、被覆層としてアルミナを用いた刃先交換型切削チップであって、耐摩耗性と靭性とを高度に両立させた刃先交換型切削チップを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object of the present invention is a blade-tip-exchangeable cutting tip using alumina as a coating layer, which is highly compatible with wear resistance and toughness. An object of the present invention is to provide an exchangeable cutting tip.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行なったところ、基材上にアルミナを含む被覆層を形成した刃先交換型切削チップにおいて、すくい面にはα型の結晶構造を有するアルミナを含む被覆層を形成させ、逃げ面にはα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを含む被覆層を形成させると、耐摩耗性および靭性が共に優れるという知見が得られ、この知見に基づきさらに研究を重ねることにより、ついに本発明を完成させるに至ったものである。   The present inventor conducted intensive research to solve the above-described problems. As a result, in a blade-tip-exchangeable cutting tip in which a coating layer containing alumina is formed on a substrate, alumina having an α-type crystal structure on the rake face When a coating layer containing a non-alumina having an α-type crystal structure is formed on the flank face, the knowledge that both wear resistance and toughness are excellent is obtained. Through further research, the present invention has finally been completed.

すなわち、本発明の刃先交換型切削チップは、基材と、該基材上の少なくとも一部に形成された被覆層とを有するものであって、この基材は、刃先稜線と逃げ面とすくい面とを有し、この被覆層は、α型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む第1層とα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含む第2層とを含み、該第1層または該第2層のいずれか一方の層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、該第1層は、すくい面の少なくとも一部において最上層となり、該第2層は、逃げ面の少なくとも一部において最上層となることを特徴としている。   That is, the cutting edge-exchangeable cutting tip of the present invention has a base material and a coating layer formed on at least a part of the base material, and the base material is scooped with a cutting edge ridgeline and a flank face. The coating layer includes a first layer mainly including alumina having an α-type crystal structure and a second layer mainly including alumina other than alumina having an α-type crystal structure, Either one of the first layer and the second layer is formed in a continuous state in a region connecting from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge, and the first layer includes at least the rake face. A part of the flank is the uppermost layer, and the second layer is the uppermost layer of at least a part of the flank.

また、上記第2層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、上記第1層は、すくい面の少なくとも一部において上記第2層上に形成されていることが好ましい。また、上記第1層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において上記第2層上に連続した状態で形成された後、上記逃げ面の少なくとも一部を含む領域から除去されていることが好ましい。   Further, the second layer is formed in a continuous state in a region connecting from the flank face to the rake face with the edge of the cutting edge interposed therebetween, and the first layer is formed on at least a part of the rake face on the second layer. It is preferable to be formed. In addition, the first layer is formed in a continuous state on the second layer in a region connecting from the flank face to the scooping surface across the edge of the cutting edge, and then removed from the region including at least a part of the flank surface. It is preferable that

また、上記第1層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、上記第2層は、逃げ面の少なくとも一部において上記第1層上に形成されていることが好ましい。また、上記第2層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において上記第1層上に連続した状態で形成された後、上記すくい面の少なくとも一部を含む領域から除去されていることが好ましい。   In addition, the first layer is formed in a continuous state in a region connecting from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge, and the second layer is formed on the first layer in at least a part of the flank face. It is preferable to be formed. In addition, the second layer is formed in a continuous state on the first layer in a region connected from the flank to the scooping surface with the edge of the cutting edge interposed therebetween, and then removed from a region including at least a part of the scooping surface. It is preferable that

また、上記被覆層は、第1層および第2層とは異なる第3層を1層以上含むことができ、この第3層は、逃げ面の少なくとも一部またはすくい面の少なくとも一部において最上層となることができる。   Further, the covering layer may include one or more third layers different from the first layer and the second layer, and the third layer is at least a part of the flank face or at least a part of the rake face. Can be an upper layer.

また、上記第3層は、第1層と第2層との間に形成することができ、また上記基材上に形成することもできる。   The third layer can be formed between the first layer and the second layer, or can be formed on the substrate.

本発明の刃先交換型切削チップは、上記の通りの構成を有することにより、優れた耐摩耗性と優れた靭性とを両立させたものである。   The cutting edge replacement type cutting tip of the present invention has both the excellent wear resistance and the excellent toughness by having the above-described configuration.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。また、各図面はあくまでも説明用の模式的なものであって、被覆層の膜厚と基材とのサイズ比やコーナーのアール(R)のサイズ比は実際のものとは異なっている。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the following description of the embodiments, the description is made with reference to the drawings. In the drawings of the present application, the same reference numerals denote the same or corresponding parts. Each drawing is merely a schematic diagram for explanation, and the film thickness ratio of the coating layer to the base material and the corner (R) size ratio are different from the actual ones.

<刃先交換型切削チップ>
本発明の刃先交換型切削チップは、基材と、該基材上の少なくとも一部に形成された被覆層とを有するものである。このような本発明の刃先交換型切削チップは、ドリル加工用、エンドミル加工用、フライス加工用、旋削加工用、メタルソー加工用、歯切工具加工用、リーマ加工用、タップ加工用またはクランクシャフトのピンミーリング加工用のものとして特に有用である。
<Cutting edge type cutting tip>
The blade-tip-exchangeable cutting tip of the present invention has a base material and a coating layer formed on at least a part of the base material. Such a cutting edge replaceable cutting tip of the present invention is used for drilling, end milling, milling, turning, metal saw processing, gear cutting tool processing, reamer processing, tapping processing or crankshaft. Especially useful for pin milling.

なお、本発明は、ネガティブタイプまたはポジティブタイプのいずれの刃先交換型切削チップに対しても有効であり、またチップブレーカが形成されているものおよびそれが形成されていないものの両者いずれに対しても有効である。   The present invention is effective for either a negative-type or a positive-type blade-tip-exchangeable cutting tip, and for both a chip breaker formed and a chip breaker not formed. It is valid.

<基材>
本発明の基材を構成する材料としては、このような刃先交換型切削チップの基材として知られる従来公知のものを特に限定なく使用することができる。たとえば、超硬合金(たとえばWC基超硬合金を含み、WCの他、Coを含み、あるいはさらにTi、Ta、Nb等の炭化物、窒化物、炭窒化物等を添加したものも含む)、サーメット(TiC、TiN、TiCN等を主成分とするもの)、高速度鋼、セラミックス(炭化チタン、炭化硅素、窒化硅素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、およびこれらの混合体など)、立方晶型窒化硼素焼結体、ダイヤモンド焼結体、または窒化硅素焼結体等を挙げることができる。
<Base material>
As a material constituting the base material of the present invention, a conventionally known material known as a base material for such a blade-tip-exchangeable cutting tip can be used without any particular limitation. For example, cemented carbide (for example, including WC base cemented carbide, including WC, Co, or further including carbides such as Ti, Ta, Nb, nitrides, carbonitrides, etc.), cermet (Mainly composed of TiC, TiN, TiCN, etc.), high-speed steel, ceramics (such as titanium carbide, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, aluminum oxide, and mixtures thereof), cubic boron nitride firing Examples thereof include a sintered body, a diamond sintered body, and a silicon nitride sintered body.

また、これらの基材は、その表面が改質されたものであっても差し支えない。たとえば、超硬合金の場合はその表面に脱β層、β相富化層またはCo相富化層が形成されていたり、サーメットの場合には表面硬化層が形成されていても良く、このように表面が改質されていても本発明の効果は示される。また、超硬合金やサーメットの場合、合金組織中の遊離炭素およびε相の存在の有無に関わらず本発明の効果は示される。   In addition, these substrates may be those whose surfaces are modified. For example, in the case of cemented carbide, a de-β layer, β phase enriched layer or Co phase enriched layer may be formed on the surface, and in the case of cermet, a surface hardened layer may be formed. Even if the surface is modified, the effect of the present invention is exhibited. In the case of cemented carbide or cermet, the effect of the present invention is shown regardless of the presence or absence of free carbon and ε phase in the alloy structure.

一方、基材の形状は、このような刃先交換型切削チップの基材の形状として知られる従来公知のものを特に限定なく採用することができる。たとえば、基材表面(上面)に平行な断面形状で表せば、菱形、正方形、三角形、円形、楕円形等の形状のものが含まれる。   On the other hand, as the shape of the base material, a conventionally known one known as the shape of the base material of such a blade-tip-exchangeable cutting tip can be used without any particular limitation. For example, when expressed in a cross-sectional shape parallel to the surface (upper surface) of the base material, a shape such as a rhombus, a square, a triangle, a circle and an ellipse is included.

そして、このような基材8は、刃先稜線4と逃げ面3とすくい面2とを有するものである。たとえば図1に示したように、本発明のような刃先交換型切削チップ1は、その刃先稜線4の周辺部が被削材5に接し、逃げ面3が被削材5と対面するのに対してそのすくい面2が切り屑6側に位置するものとなり、この刃先稜線4が被削材5に対する切削作用の中心的作用点となる。   And such a base material 8 has the cutting edge ridgeline 4, the flank 3, and the rake face 2. FIG. For example, as shown in FIG. 1, the cutting edge replacement type cutting tip 1 according to the present invention has a peripheral portion of the cutting edge ridge line 4 in contact with the work material 5, and the flank 3 faces the work material 5. On the other hand, the rake face 2 is positioned on the chip 6 side, and the cutting edge ridge line 4 becomes a central action point of the cutting action on the work material 5.

なお、図2に示すように、この逃げ面3とすくい面2とは刃先稜線4を挟んで繋がるという関係を有している。また、2つの逃げ面3と1つのすくい面2とが交差する交点はコーナー9と呼ばれ、切削作用の最も中心的作用点となる場合が多い。   As shown in FIG. 2, the flank 3 and the rake face 2 have a relationship such that they are connected with a cutting edge ridge line 4 interposed therebetween. Further, the intersection point where the two flank surfaces 3 and the one rake surface 2 intersect is called a corner 9 and is often the most central point of action for cutting.

また、上記刃先稜線4は図2では直線状に形成されているがこれのみに限られるものではなく、たとえば円周状のもの、波打ち状のもの、湾曲状のもの、または屈折状のもの等も含まれる。また、このような刃先稜線やコーナー、あるいはその他の稜に対しては、面取り加工および/またはコーナーのアール(R)付与加工等の刃先処理加工を施すことができる。しかし、このような刃先処理加工等により刃先稜線が明瞭な稜を構成しなくなったり、コーナーが明瞭な交点を形成しなくなった場合には、たとえば図3に示すようにそのような刃先処理加工等がされた刃先稜線に続くすくい面2および逃げ面3に対して刃先処理加工等がされない状態を想定してそれぞれの面を幾何学的に延長させることにより双方の面が交差する稜や交点を仮定的な稜や交点と定め、その仮定的に定められた稜を刃先稜線4とし、仮定的に定められた交点をコーナーとするものとする。   Further, the edge edge 4 of the cutting edge is formed in a straight line in FIG. 2, but is not limited to this. For example, a circumferential one, a wavy one, a curved one, a refractive one, etc. Is also included. Further, a blade edge processing such as a chamfering process and / or a corner radius (R) applying process can be performed on such a blade edge line, corner, or other edge. However, when the cutting edge ridge line does not form a clear ridge or the corner no longer forms a clear intersection, the cutting edge processing such as shown in FIG. Assuming a state in which the cutting edge processing is not performed on the rake face 2 and the flank face 3 that follow the edge of the edge of the cut edge, by extending each face geometrically, a ridge or intersection where both faces intersect is obtained. The hypothetical ridges and intersections are defined, the hypothetically defined ridges are defined as the cutting edge ridge lines 4, and the hypothetical defined intersections are defined as corners.

なお、すくい面と逃げ面とが刃先稜線を挟んで繋がるという表現、あるいは逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がるという表現、およびこれらに類似する表現は、いずれも刃先稜線に対して上記のような刃先処理加工が施された場合をも含むものとする。すなわち、これらの表現は、すくい面と逃げ面とが面取り加工および/またはアール(R)付与加工等が施された刃先稜線部(このように面取り加工および/またはアール(R)付与加工等が施された刃先稜線を刃先稜線部と呼ぶ場合がある)を挟んで繋がる場合をも含むものである。また同様に、2つの逃げ面と1つのすくい面とが交差する交点という表現およびこれに類似する表現は、いずれもそのコーナーに対して上記のような刃先処理加工が施された場合をも含むものとする。   The expression that the rake face and the flank face are connected with the edge of the edge of the edge, or the expression that the flank face is connected to the rake face with the edge of the edge of the edge interposed therebetween, and expressions similar to these are all The case where the blade edge processing as described above is performed is also included. That is, these expressions include a cutting edge ridge line portion in which a rake face and a flank face are chamfered and / or rounded (R) imparted (such as chamfered and / or rounded (R) imparted). The case where the edge of the cutting edge ridge line applied is sometimes called a cutting edge ridge line portion) is also included. Similarly, the expression of the intersection of two flank faces and one rake face and similar expressions also include the case where the above edge processing is applied to the corner. Shall be.

なお、本発明で用いる逃げ面、すくい面、刃先稜線およびコーナー等という用語は、基材の表面部だけに限って用いられる用語ではなく、刃先交換型切削チップ1の最表面部に位置する部分や面とともに、後述する各被覆層の表面部や内部等に位置する相当部分に対しても用いられる。   Note that the terms flank, rake face, cutting edge line, corner, and the like used in the present invention are not limited to terms used only on the surface portion of the base material, but are located on the outermost surface portion of the cutting edge replaceable cutting tip 1. Along with the surface and the surface, it is also used for a corresponding portion located on the surface portion or inside of each coating layer described later.

また、本発明の基材には、刃先交換型切削チップ1を工具に取り付ける固定孔として使用される貫通孔7が、上面と底面を貫通するように形成されていても良い。必要に応じ、この固定孔の他にまたはその代わりに、別の固定手段を設けることもできる。   Moreover, the through-hole 7 used as a fixing hole which attaches the blade-tip-exchangeable cutting tip 1 to the tool may be formed in the base material of the present invention so as to penetrate the upper surface and the bottom surface. If necessary, another fixing means can be provided in addition to or instead of the fixing hole.

<被覆層>
本発明の被覆層14は、たとえば図3に示したように上記基材8上の少なくとも一部に形成されるものであって、α型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む第1層11とα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含む第2層12とを含むものである。なお、この被覆層14は、第1層および第2層とは異なる第3層を1層以上含むことができる。
<Coating layer>
The coating layer 14 of the present invention is formed on at least a part of the base material 8 as shown in FIG. 3, for example, and includes a first layer 11 mainly containing alumina having an α-type crystal structure. And a second layer 12 mainly containing alumina other than alumina having an α-type crystal structure. The covering layer 14 can include one or more third layers different from the first layer and the second layer.

このような被覆層14は、基材8上の少なくとも一部に形成されるものである。すなわち、この被覆層14は、その基材8の全面を覆うようにして形成されていても良いし、あるいはその基材8の表面を部分的に覆うようにして形成されていても良い。このように被覆層14は、必ずしも基材8の全面を覆うようにして形成する必要はなく、被覆層14が形成されていない部分が含まれていても本発明の範囲を逸脱するものではない。   Such a coating layer 14 is formed on at least a part of the substrate 8. That is, the coating layer 14 may be formed so as to cover the entire surface of the substrate 8 or may be formed so as to partially cover the surface of the substrate 8. Thus, the coating layer 14 does not necessarily need to be formed so as to cover the entire surface of the substrate 8, and even if a portion where the coating layer 14 is not formed is included, it does not depart from the scope of the present invention. .

本発明の被覆層14の厚み(全体の厚み)は、0.05μm以上30μm以下であることが好ましい。その厚みが0.05μm未満の場合、耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されないためであり、一方、30μmを超えてもそれ以上の諸特性の向上が認められないことから経済的に有利ではない。しかし、経済性を無視する限りその厚みは30μm以上としても何等差し支えなく、本発明の効果は示される。このような厚みの測定方法としては、たとえば刃先交換型切削チップを切断し、その断面をSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察することにより測定することができる。   The thickness (total thickness) of the coating layer 14 of the present invention is preferably 0.05 μm or more and 30 μm or less. If the thickness is less than 0.05 μm, the effect of improving various properties such as wear resistance is not sufficiently exhibited. On the other hand, if the thickness exceeds 30 μm, no further improvement in various properties is observed. Is not advantageous. However, as long as economic efficiency is ignored, the thickness can be 30 μm or more, and the effect of the present invention is shown. As a method for measuring the thickness, for example, a cutting edge-exchangeable cutting tip is cut and the cross section thereof can be measured by observing using a SEM (scanning electron microscope).

なお、本発明の被覆層14は、上記の通り第1層、第2層および第3層を含み得るものであり、これらの各層は後述のように各種の積層構成をとり得るものであるが、各層が互いに接する界面付近においては各層の組成が混在する混在層が存在する場合がある。しかし、このような混在層が含まれているとしても本発明の範囲を逸脱するものではない。   The coating layer 14 of the present invention can include the first layer, the second layer, and the third layer as described above, and each of these layers can have various laminated structures as described later. In the vicinity of the interface where each layer is in contact with each other, there may be a mixed layer in which the composition of each layer is mixed. However, even if such a mixed layer is included, it does not depart from the scope of the present invention.

<第1層>
本発明の第1層は、α型の結晶構造を有するアルミナ(本発明では単にα−Al23と記すこともある)を主体として含むものである。ここで、α型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むとは、X線回折法(XRD)の測定結果においてアルミナに関する回折角度と回折強度のデータを収集することにより、その強度が最大となるものから順にその大きさが5番目のものまでの5つの強度データ(すなわち5つのピーク)を確認し、その5つのデータのうち3つ以上のデータがα−Al23に関するものである場合をいうものとする。この場合、面間隔d(Å)が3.47、2.55、2.37、2.08、1.74、1.60、1.40および1.37である計8個のピーク位置(小数第3位以下は切り捨て)にあるピークをα−Al23に関するピークとする。
<First layer>
The first layer of the present invention mainly contains alumina having an α-type crystal structure (sometimes simply referred to as α-Al 2 O 3 in the present invention). Here, including alumina having an α-type crystal structure as a main component means that the intensity is maximized by collecting diffraction angle and diffraction intensity data relating to alumina in the measurement result of X-ray diffraction (XRD). When five intensity data (that is, five peaks) from the first to the fifth largest are confirmed, and three or more of the five data are related to α-Al 2 O 3 It shall be said. In this case, a total of eight peak positions (surface distance d (Å)) of 3.47, 2.55, 2.37, 2.08, 1.74, 1.60, 1.40 and 1.37 ( The peak at the third decimal place is rounded down) as the peak for α-Al 2 O 3 .

なお、この面間隔dはJCPDS(Joint Comittee on Powder Diffraction Standards)のNo.46−1212およびNo.010−0173(Huang,T.,Parrish,W.,Masciocchi,N.,Wang,P.,Adv.X−Ray Anal.,33,295.(1990)、Acta Crystallogr.,Sec.B:Structural Science.49,973,(1993))を基準とするものである。   In addition, this surface interval d is a No. of JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards). 46-1212 and no. 010-0173 (Huang, T., Parish, W., Masciocchi, N., Wang, P., Adv. X-Ray Anal., 33, 295. (1990), Acta Crystallogr., Sec. B: Structural Science. .49,973 (1993)).

なお、上記において明瞭なピークが4つ以下しか確認されない場合は、以下の基準に従うものとする。すなわち、ピークが3つまたは4つの場合、そのうち2つ以上のピークがα−Al23に関するものであればα型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとする。また、ピークが2つの場合は、ピーク強度の高い方のピークがα−Al23に関するものであればα型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとし、ピークが1つの場合は、そのピークがα−Al23に関するものであればα型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとする。なお、上記の判断が困難となる場合は透過型電子顕微鏡観察による同定を併用するものとする。 In addition, when only 4 or less clear peaks are confirmed in the above, the following criteria shall be followed. That is, in the case where there are three or four peaks, if two or more peaks are related to α-Al 2 O 3, alumina having an α-type crystal structure is mainly included. In addition, in the case of two peaks, if the peak with the higher peak intensity is related to α-Al 2 O 3 , it shall mainly contain alumina having an α-type crystal structure. If the peak is related to α-Al 2 O 3 , it shall mainly contain alumina having an α-type crystal structure. In addition, when said judgment becomes difficult, the identification by transmission electron microscope observation shall be used together.

なお、この第1層はアルミナ(α型以外のものも含む)を50質量%以上含有するものとする。また、この第1層にα−Al23以外のものが含まれる場合は、通常それらはα型以外の結晶構造を有するアルミナやアモルファス状態のアルミナとなるが、これらのみに限られるものではない。たとえば、このようなアルミナ以外の成分としては、ZrO2、Y23(アルミナにZrやYが添加されたとみることもできる)等を挙げることができ、また塩素、炭素、ホウ素、窒素等を含んでいても良い。 In addition, this 1st layer shall contain 50 mass% or more of alumina (a thing other than alpha type is included). In addition, when the first layer includes materials other than α-Al 2 O 3 , they are usually alumina having a crystal structure other than α-type or amorphous alumina, but are not limited thereto. Absent. For example, examples of such components other than alumina include ZrO 2 and Y 2 O 3 (it can be considered that Zr and Y are added to alumina), and chlorine, carbon, boron, nitrogen and the like. May be included.

また、この第1層の厚みは、0.05μm以上15μm以下とすることが好ましく、さらに好ましくは0.1μm以上10μm以下である。0.05μm未満では、本発明の効果が示されない場合があるとともに所定部位に均一に被覆することが工業的に困難となる。また、15μmを超えても機能に大差なく、却って経済的に不利となる。この厚みの測定方法としては、上記と同様の測定方法を採用することができる。   The thickness of the first layer is preferably 0.05 μm or more and 15 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. If it is less than 0.05 μm, the effect of the present invention may not be shown, and it is industrially difficult to uniformly coat a predetermined site. Moreover, even if it exceeds 15 μm, there is not much difference in function, but it is economically disadvantageous. As a method for measuring the thickness, the same measuring method as described above can be employed.

<第2層>
本発明の第2層は、α型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含むものである。ここで、α型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナとしては、α型以外の結晶構造(たとえばγ型、δ型、η型、θ型、κ型、ρ型、χ型等)を有するアルミナをはじめアモルファス状態のアルミナ等を挙げることができる。また、α型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含むとは、XRDの測定結果が上記の第1層についての測定結果以外の結果を示すアルミナを含み、アルミナの合計量が50質量%以上となるものをいう。
<Second layer>
The second layer of the present invention mainly contains alumina other than alumina having an α-type crystal structure. Here, as alumina other than alumina having an α-type crystal structure, alumina having a crystal structure other than α-type (for example, γ-type, δ-type, η-type, θ-type, κ-type, ρ-type, χ-type, etc.) And amorphous alumina and the like. In addition, including alumina other than alumina having an α-type crystal structure as a main component means that the measurement result of XRD includes alumina indicating a result other than the measurement result of the first layer, and the total amount of alumina is 50 mass. The thing which becomes more than%.

この第2層は、より好ましくはκ型の結晶構造を有するアルミナ(本発明では単にκ−Al23と記すこともある)を主体として含む層であり、あるいはまたγ型の結晶構造を有するアルミナ(本発明では単にγ−Al23と記すこともある)を主体として含む層である。 More preferably, the second layer is a layer mainly containing alumina having a κ-type crystal structure (in the present invention, it may be simply referred to as κ-Al 2 O 3 ), or having a γ-type crystal structure. It is a layer mainly containing alumina (which may be simply referred to as γ-Al 2 O 3 in the present invention).

この場合、κ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むとは、XRDの測定結果においてアルミナに関する回折角度と回折強度のデータを収集することにより、その強度が最大となるものから順にその大きさが5番目のものまでの5つの強度データ(すなわち5つのピーク)を確認し、その5つのデータのうち3つ以上のデータがκ−Al23に関するものである場合をいうものとする。この場合、面間隔d(Å)が3.04、2.80、2.57、2.32、2.11、1.64、1.43および1.39である計8個のピーク位置(小数第3位以下は切り捨て)にあるピークをκ−Al23に関するピークとする。 In this case, the fact that alumina having a κ-type crystal structure as a main component means that the magnitude of the diffraction intensity and diffraction intensity data relating to alumina in the XRD measurement results is collected in order from the maximum intensity. Is the case where five intensity data up to the fifth one (that is, five peaks) are confirmed, and three or more of the five data are related to κ-Al 2 O 3 . In this case, a total of eight peak positions (the surface separation d (Å) is 3.04, 2.80, 2.57, 2.32, 2.11, 1.64, 1.43 and 1.39 ( The peak at the third decimal place is rounded down) as the peak for κ-Al 2 O 3 .

なお、この面間隔dはJCPDSのNo.052−0803およびNo.004−0878(Halvarsson,M.,Langer,V.,Vuorinen,S.,Powder Diffraction,14,61,(1999)、Yourdshahyan,Y.,Ruberto,C.,Halvarsson,M.,Bengtsson,L.,Langer,V.,Lundqvist,B.,J.Am.Ceram.Soc.,82,1365.(1999)、Stumpf et al.,Ind.Eng.Chem.,42,1398,(1950))を基準とするものである。   The surface distance d is the same as that of JCPDS No. 052-0803 and no. 004-0878 (Halversson, M., Langer, V., Vuorinen, S., Powder Diffraction, 14, 61, (1999), Youthshayan, Y., Ruberto, C., Halverson, M., Bengtsson, L. Langer, V., Lundqvist, B., J. Am. Ceram. Soc., 82, 1365. (1999), Stampf et al., Ind. Eng. Chem., 42, 1398, (1950)). To do.

なお、上記において明瞭なピークが4つ以下しか確認されない場合は、以下の基準に従うものとする。すなわち、ピークが3つまたは4つの場合、そのうち2つ以上のピークがκ−Al23に関するものであればκ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとする。また、ピークが2つの場合は、ピーク強度の高い方のピークがκ−Al23に関するものであればκ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとし、ピークが1つの場合は、そのピークがκ−Al23に関するものであればκ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとする。なお、上記の判断が困難となる場合は透過型電子顕微鏡観察による同定を併用するものとする。 In addition, when only 4 or less clear peaks are confirmed in the above, the following criteria shall be followed. That is, in the case of three or four peaks, if two or more peaks are related to κ-Al 2 O 3, alumina having a κ-type crystal structure is mainly included. In addition, in the case of two peaks, if the peak with higher peak intensity is related to κ-Al 2 O 3 , it shall mainly contain alumina having a κ-type crystal structure. If the peak is related to κ-Al 2 O 3 , it shall mainly contain alumina having a κ-type crystal structure. In addition, when said judgment becomes difficult, the identification by transmission electron microscope observation shall be used together.

また、上記の面間隔dにおいて1.39Åは、後述のγ−Al23と重複する。このため、面間隔dとして1.39Åを含む場合はそのピークを除外して上記の判断を行なうものとする。ただし、面間隔dとして1.39Åのピークのみが確認される場合は、透過型電子顕微鏡により観察して同定するものとする。 In addition, in the above-mentioned surface distance d, 1.39 mm overlaps with γ-Al 2 O 3 described later. For this reason, when the surface interval d includes 1.39 mm, the above-described determination is made by excluding the peak. However, when only a peak of 1.39 mm is confirmed as the interplanar spacing d, it is identified by observing with a transmission electron microscope.

なお、この第2層がκ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む層である場合において、この第2層にκ−Al23以外のものが含まれる場合は、通常それらはκ型以外の結晶構造を有するアルミナやアモルファス状態のアルミナとなるが、これらのみに限られるものではない。たとえば、このようなアルミナ以外の成分としては、ZrO2、Y23(アルミナにZrやYが添加されたとみることもできる)等を挙げることができ、また塩素、炭素、ホウ素、窒素等を含んでいても良い。 In the case where the second layer is a layer mainly containing alumina having a κ-type crystal structure, when the second layer contains something other than κ-Al 2 O 3 , they are usually κ-type. However, the present invention is not limited to these. For example, examples of such components other than alumina include ZrO 2 and Y 2 O 3 (it can be considered that Zr and Y are added to alumina), and chlorine, carbon, boron, nitrogen and the like. May be included.

一方、同様にしてγ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むとは、XRDの測定結果においてアルミナに関する回折角度と回折強度のデータを収集することにより、その強度が最大となるものから順にその大きさが5番目のものまでの5つの強度データ(すなわち5つのピーク)を確認し、その5つのデータのうち3つ以上のデータがγ−Al23に関するものである場合をいうものとする。この場合、面間隔d(Å)が4.56、2.39、2.28、1.97および1.39である計5個のピーク位置(小数第3位以下は切り捨て)にあるピークをγ−Al23に関するピークとする。 On the other hand, in the same way, including alumina having a γ-type crystal structure as a main component means that by collecting the diffraction angle and diffraction intensity data regarding alumina in the XRD measurement results, the intensity is maximized in order from the maximum. Confirming 5 intensity data (namely, 5 peaks) up to the 5th magnitude, and 3 or more of the 5 data are related to γ-Al 2 O 3 To do. In this case, peaks at a total of five peak positions (rounded down to the third decimal place) whose interplanar spacing d (Å) is 4.56, 2.39, 2.28, 1.97 and 1.39 are shown. The peak is related to γ-Al 2 O 3 .

なお、この面間隔dはJCPDSのNo.010−0425(Similar powder data given in second edition,page 384(1961).Synthetic form. Slow transition to corundum at 1000 C.)を基準とするものである。   The surface distance d is the same as that of JCPDS No. 010-0425 (Similar powder data given in second edition, page 384 (1961). Synthetic form. Slow transition to cordon 1000 C.).

なお、上記において明瞭なピークが4つ以下しか確認されない場合は、以下の基準に従うものとする。すなわち、ピークが3つまたは4つの場合、そのうち2つ以上のピークがγ−Al23に関するものであればγ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとする。また、ピークが2つの場合は、ピーク強度の高い方のピークがγ−Al23に関するものであればγ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとし、ピークが1つの場合は、そのピークがγ−Al23に関するものであればγ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含むものとする。なお、上記の判断が困難となる場合は透過型電子顕微鏡観察による同定を併用するものとする。 In addition, when only 4 or less clear peaks are confirmed in the above, the following criteria shall be followed. That is, in the case of three or four peaks, if two or more peaks are related to γ-Al 2 O 3, alumina having a γ-type crystal structure is mainly included. In addition, in the case of two peaks, if the peak with the higher peak intensity is related to γ-Al 2 O 3 , it shall mainly contain alumina having a γ-type crystal structure. If the peak is related to γ-Al 2 O 3, alumina having a γ-type crystal structure is mainly included. In addition, when said judgment becomes difficult, the identification by transmission electron microscope observation shall be used together.

また、上記の通り、面間隔dにおいて1.39Åは、上記κ−Al23と重複する。このため、面間隔dとして1.39Åを含む場合はそのピークを除外して上記の判断を行なうものとする。ただし、面間隔dとして1.39Åのピークのみが確認される場合は、上記同様透過型電子顕微鏡により観察して同定するものとする。 In addition, as described above, 1.39 cm in the surface separation d overlaps with the κ-Al 2 O 3 . For this reason, when the surface interval d includes 1.39 mm, the above-described determination is made by excluding the peak. However, when only a peak of 1.39 mm is confirmed as the interplanar spacing d, it is identified by observing with a transmission electron microscope as described above.

なお、この第2層がγ型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む層である場合において、この第2層にγ−Al23以外のものが含まれる場合は、通常それらはγ型以外の結晶構造を有するアルミナやアモルファス状態のアルミナとなるが、これらのみに限られるものではない。たとえば、このようなアルミナ以外の成分としては、ZrO2、Y23(アルミナにZrやYが添加されたとみることもできる)等を挙げることができ、また塩素、炭素、ホウ素、窒素等を含んでいても良い。 In the case where the second layer is a layer mainly containing alumina having a γ-type crystal structure, when the second layer contains something other than γ-Al 2 O 3 , they are usually γ-type. However, the present invention is not limited to these. For example, examples of such components other than alumina include ZrO 2 and Y 2 O 3 (it can be considered that Zr and Y are added to alumina), and chlorine, carbon, boron, nitrogen and the like. May be included.

また、この第2層の厚みは、0.05μm以上15μm以下とすることが好ましく、さらに好ましくは0.1μm以上10μm以下である。0.05μm未満では、本発明の効果が示されない場合があるとともに所定部位に均一に被覆することが工業的に困難となる。また、15μmを超えても機能に大差なく、却って経済的に不利となる。この厚みの測定方法としては、上記と同様の測定方法を採用することができる。   The thickness of the second layer is preferably 0.05 μm or more and 15 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. If it is less than 0.05 μm, the effect of the present invention may not be shown, and it is industrially difficult to uniformly coat a predetermined site. Moreover, even if it exceeds 15 μm, there is not much difference in function, but it is economically disadvantageous. As a method for measuring the thickness, the same measuring method as described above can be employed.

<第3層>
本発明の被覆層は、上記第1層および上記第2層とは異なる第3層を1層以上含むことができる。このような第3層としては、周期律表のIVa族元素(Ti、Zr、Hf等)、Va族元素(V、Nb、Ta等)、VIa族元素(Cr、Mo、W等)、Al、およびSiからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属によって構成される層、または該金属の少なくとも1種と、炭素、窒素、酸素、および硼素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とからなる化合物によって構成される層とすることができる。
<Third layer>
The coating layer of the present invention can include one or more third layers different from the first layer and the second layer. As such third layer, group IVa elements (Ti, Zr, Hf, etc.) of the periodic table, group Va elements (V, Nb, Ta, etc.), group VIa elements (Cr, Mo, W, etc.), Al And a layer composed of at least one metal selected from the group consisting of Si, or at least one of the metals and at least one element selected from the group consisting of carbon, nitrogen, oxygen, and boron It can be set as the layer comprised by the compound which becomes.

このような第3層を構成する上記金属または化合物としては、たとえばCr、Ti、Al、Si、V、Zr、Hf、TiC、TiN、TiCN、TiNO、TiCNO、TiB2、TiBN、TiBNO、TiCBN、ZrC、ZrO2、HfC、HfN、TiAlN、AlCrN、CrN、VN、TiSiN、TiSiCN、AlTiCrN、TiAlCN、ZrCN、ZrCNO、AlN、AlCN、ZrN、TiAlC等を挙げることができる。なお、上記化合物の組成比(原子比)は、従来公知のように金属と金属以外の元素(炭素、窒素、酸素、硼素)との原子比が必ずしも1:1に限定されるわけではなく、金属1に対して、後者の元素を0.5〜1程度とすることができる(たとえばTiabとした場合であってa+b=100原子%とする場合、bは35〜50原子%程度となる)。また、後者の元素が複数の元素で構成される場合は、各元素の原子比は必ずしも等比に限定されるわけではなく、従来公知の原子比を任意に選択することができる。したがって、以下の実施例等において当該化合物を表す場合において特に断りのない場合は、その化合物を構成する原子比は従来公知の原子比を任意に選択することができるものとする。 Examples of the metal or compound constituting the third layer include Cr, Ti, Al, Si, V, Zr, Hf, TiC, TiN, TiCN, TiNO, TiCNO, TiB 2 , TiBN, TiBNO, TiCBN, ZrC, ZrO 2 , HfC, HfN, TiAlN, AlCrN, CrN, VN, TiSiN, TiSiCN, AlTiCrN, TiAlCN, ZrCN, ZrCNO, AlN, AlCN, ZrN, TiAlC, and the like. Note that the composition ratio (atomic ratio) of the above compound is not necessarily limited to the atomic ratio of a metal and an element other than a metal (carbon, nitrogen, oxygen, boron) as 1: 1 as conventionally known, The latter element can be about 0.5 to 1 with respect to metal 1 (for example, when Ti a N b is used and a + b = 100 atomic%, b is about 35 to 50 atomic%. Become). When the latter element is composed of a plurality of elements, the atomic ratio of each element is not necessarily limited to an equal ratio, and a conventionally known atomic ratio can be arbitrarily selected. Therefore, when the compound is represented in the following examples and the like, unless otherwise specified, the atomic ratio constituting the compound can be arbitrarily selected from conventionally known atomic ratios.

そして、このような第3層を形成する各層のうち、上記第1層または上記第2層と接する層(特に上記第1層または上記第2層の下層として形成されることが好ましく、第3層が基材と上記第1層または上記第2層との間に複数形成される場合において第3層の最上層として形成することが好ましい)は、Tiと、炭素、窒素、酸素またはホウ素の1種以上の元素と、を少なくとも含む化合物によって形成されることが好ましい。これにより、第1層または第2層が剥離することを極めて有効に防止することができるという極めて有利な効果が示される。これは、恐らく上記Tiと、炭素、窒素、酸素またはホウ素の1種以上の元素と、を少なくとも含む化合物からなる層と、上記第1層または上記第2層との間で極めて高い密着性が得られるためであると考えられる。   Of the layers forming such a third layer, it is preferably formed as a layer in contact with the first layer or the second layer (in particular, the lower layer of the first layer or the second layer, In the case where a plurality of layers are formed between the substrate and the first layer or the second layer, it is preferably formed as the uppermost layer of the third layer) of Ti and carbon, nitrogen, oxygen or boron. It is preferably formed of a compound containing at least one element. Thereby, the extremely advantageous effect that it can prevent very effectively that the 1st layer or the 2nd layer peels is shown. This is probably because of the extremely high adhesion between the layer made of a compound containing at least Ti and one or more elements of carbon, nitrogen, oxygen or boron, and the first layer or the second layer. This is considered to be obtained.

このようなTiと、炭素、窒素、酸素またはホウ素の1種以上の元素と、を少なくとも含む化合物としては、TiN、TiCN、TiBN、TiCBN、TiBNO、TiNO、TiCNO等を挙げることができる。なお、これらの化合物は、非化学量論域の組成を有することができる。   Examples of the compound containing at least Ti and one or more elements of carbon, nitrogen, oxygen, or boron include TiN, TiCN, TiBN, TiCBN, TiBNO, TiNO, and TiCNO. These compounds can have a non-stoichiometric composition.

そして特に、この化合物としては、TiBXY(ただし式中、X、Yはそれぞれ原子%であって、0.001<X/(X+Y)<0.04である)で表される硼窒化チタン、またはTiBXYZ(ただし式中、X、Y、Zはそれぞれ原子%であって、0.0005<X/(X+Y+Z)<0.04であり、かつ0<Z/(X+Y+Z)<0.5である)で表される硼窒酸化チタンであることが好ましい。これらの化合物を使用すれば、上記第1層または上記第2層との間で特に優れた密着性が得られるからである。 In particular, as this compound, boronitride represented by TiB X N Y (wherein X and Y are atomic%, and 0.001 <X / (X + Y) <0.04). Titanium or TiB X N Y O Z (wherein X, Y, and Z are atomic%, 0.0005 <X / (X + Y + Z) <0.04, and 0 <Z / (X + Y + Z) ) <0.5. This is because if these compounds are used, particularly excellent adhesion between the first layer and the second layer can be obtained.

上記TiBXYにおいて、X/(X+Y)が0.001以下になると、上記第1層または上記第2層に対して優れた密着性を示さない場合があり、逆に0.04以上になると、被削材との反応性が高くなりこの層が表面に露出した場合に被削材と反応して、その溶着物が刃先に強固に付着し被削材の外観を害する場合がある。X/(X+Y)は、より好ましくは0.003<X/(X+Y)<0.02である。なお、上記式においてTiとBNの合計との原子比は、既に説明したように1:1である必要はない。 In the TiB X N Y , when X / (X + Y) is 0.001 or less, it may not show excellent adhesion to the first layer or the second layer, and conversely to 0.04 or more. In this case, the reactivity with the work material becomes high, and when this layer is exposed on the surface, it reacts with the work material, and the welded material adheres firmly to the cutting edge, which may impair the appearance of the work material. X / (X + Y) is more preferably 0.003 <X / (X + Y) <0.02. In the above formula, the atomic ratio of Ti and BN does not have to be 1: 1 as already described.

また、上記TiBXYZにおいて、X/(X+Y+Z)が0.0005以下になると、上記第1層または上記第2層に対して優れた密着性を示さない場合があり、逆に0.04以上になると、被削材との反応性が高くなりこの層が表面に露出した場合に被削材と反応して、その溶着物が刃先に強固に付着し被削材の外観を害する場合がある。X/(X+Y+Z)は、より好ましくは0.003<X/(X+Y+Z)<0.02である。また、Z/(X+Y+Z)が0.5以上になると、膜の硬度は高くなるものの靭性が低下し耐欠損性が低くなってしまう場合がある。Z/(X+Y+Z)は、より好ましくは0.0005<Z/(X+Y+Z)<0.3である。なお、上記式においてTiとBNOの合計との原子比は1:1である必要はない。 Further, in the TiB X N Y O Z , when X / (X + Y + Z) is 0.0005 or less, there may be cases where excellent adhesion to the first layer or the second layer is not exhibited. If it is 0.04 or more, the reactivity with the work material becomes high, and when this layer is exposed on the surface, it reacts with the work material, and the welded material adheres firmly to the cutting edge and damages the appearance of the work material. There is a case. X / (X + Y + Z) is more preferably 0.003 <X / (X + Y + Z) <0.02. On the other hand, when Z / (X + Y + Z) is 0.5 or more, although the hardness of the film is increased, the toughness may be lowered and the fracture resistance may be lowered. Z / (X + Y + Z) is more preferably 0.0005 <Z / (X + Y + Z) <0.3. In the above formula, the atomic ratio of Ti and the sum of BNO need not be 1: 1.

このような第3層の厚み(2以上の層として形成される場合は全体の厚み)は、0.05μm以上30μm以下であることが好ましい。厚みが0.05μm未満では耐摩耗性等の諸特性の向上作用が十分に示されず、逆に30μmを超えてもそれ以上の諸特性の向上が認められないことから経済的に有利ではない。しかし、経済性を無視する限りその厚みは30μm以上としても何等差し支えなく、本発明の効果は示される。このような厚みの測定方法としては、上記と同様の測定方法を採用することができる。   The thickness of the third layer (the total thickness when formed as two or more layers) is preferably 0.05 μm or more and 30 μm or less. If the thickness is less than 0.05 μm, the effect of improving various properties such as wear resistance is not sufficiently exhibited. Conversely, if the thickness exceeds 30 μm, no further improvement in various properties is observed, which is not economically advantageous. However, as long as economic efficiency is ignored, the thickness can be 30 μm or more, and the effect of the present invention is shown. As a method for measuring such thickness, the same measuring method as described above can be employed.

<被覆層の積層状態>
本発明の被覆層14は、たとえば図3または図9に示したように、上記第1層11または上記第2層12のいずれか一方の層が逃げ面3から刃先稜線4を挟んですくい面2へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、かつ該第1層11はすくい面2の少なくとも一部において最上層となり、該第2層12は逃げ面3の少なくとも一部において最上層となることを特徴としている。このような構成としたことにより、本発明の刃先交換型切削チップは、従来の刃先交換型切削チップに比べて耐摩耗性および靭性が飛躍的に向上し、これらを高度に両立させることに成功したものである。
<Lamination state of coating layer>
As shown in FIG. 3 or FIG. 9, for example, the coating layer 14 of the present invention is a rake face in which one of the first layer 11 and the second layer 12 sandwiches the edge line 4 from the flank face 3. The first layer 11 is the uppermost layer in at least a part of the rake face 2, and the second layer 12 is the uppermost layer in at least a part of the flank 3. It is characterized by becoming. By adopting such a configuration, the cutting edge-replaceable cutting tip of the present invention has dramatically improved wear resistance and toughness compared to conventional cutting edge-replaceable cutting tips, and succeeded in achieving both of them at a high level. It is a thing.

なお、該第1層11がすくい面2の少なくとも一部において最上層となり、該第2層12が逃げ面3の少なくとも一部において最上層となっていることは、次のようにして確認することができる。すなわち、刃先交換型切削チップの製造技術上この刃先稜線4上において逃げ面およびすくい面の第1層と第2層の境界(刃先交換型切削チップの上方向または下方向から見た2次元的な境界)を正確に一致させることは困難であるため、この刃先稜線4に対して各々少なくとも0.05mm離れた領域における少なくとも一部においてすくい面2および逃げ面3の各々の最上層のアルミナの結晶構造をXRDで測定し、その測定結果が上記で説明した定義を満たす限り上記の条件は満たされるものとする。   In addition, it confirms as follows that this 1st layer 11 becomes the uppermost layer in at least one part of the rake face 2, and this 2nd layer 12 becomes the uppermost layer in at least one part of the flank 3. be able to. That is, in terms of the manufacturing technique of the cutting edge-exchangeable cutting tip, the boundary between the first layer and the second layer of the flank and the rake face on the cutting edge ridge line 4 It is difficult to accurately match the boundary between the cutting edge 2 and at least a part of each of the rake face 2 and the flank face 3 in the region at least 0.05 mm away from the cutting edge line 4. As long as the crystal structure is measured by XRD and the measurement result satisfies the definition described above, the above condition is assumed to be satisfied.

ここで、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域とは、その領域の最大範囲は基材の全表面と一致するものであるが、そのような最大範囲のみを意味するものではなく、刃先稜線を挟んで少なくとも1つの逃げ面と少なくとも1つのすくい面とにまたがるような領域をも含むものである。また、当該領域は、その逃げ面およびすくい面の全面を覆うものであっても良いし、その一部分のみを覆うものであっても良い。   Here, the area connected from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge is that the maximum range of the area matches the entire surface of the substrate, but it does not mean only such maximum range. And includes an area that spans at least one flank and at least one rake face across the edge line of the cutting edge. Further, the region may cover the entire flank and rake face, or may cover only a part thereof.

当該領域を上記のように規定したのは、当該領域は好ましくは基材の全表面を示すものであるが、切削工具に取り付けられる部位である座面や切削に全く関与しない領域に対してまで当該層が形成されている必要のないことを明確にしたものである。   The area is defined as described above, although the area preferably indicates the entire surface of the base material, but not to the seating surface that is a part attached to the cutting tool or an area that is not involved in cutting at all. It is clarified that the layer does not need to be formed.

一方、上記領域において連続した状態で形成されているとは、連続状の単一層として形成されていることをいう。   On the other hand, being formed in a continuous state in the above region means being formed as a continuous single layer.

このような被覆層の積層態様は、さらに上記第2層12が逃げ面3から刃先稜線4を挟んですくい面2へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、かつ上記第1層11がすくい面2の少なくとも一部において上記第2層12上に形成されていることにより、該第1層11はすくい面2の少なくとも一部において最上層となり、該第2層12は逃げ面3の少なくとも一部において最上層となることが好ましい(たとえば図3、図4、図6)。   Such a layering mode of the coating layer is further formed in a continuous state in the region where the second layer 12 is connected from the flank 3 to the scooping surface 2 across the cutting edge ridge 4, and the first layer 11. Since at least part of the rake face 2 is formed on the second layer 12, the first layer 11 becomes the uppermost layer at least part of the rake face 2, and the second layer 12 becomes the flank 3. It is preferable that at least a part of the uppermost layer is the uppermost layer (for example, FIGS. 3, 4, and 6).

また、上記の積層態様を構成する場合、上記第1層11は、逃げ面3から刃先稜線4を挟んですくい面2へと繋がる領域において上記第2層12上に連続した状態で形成された後、上記逃げ面3の少なくとも一部を含む領域から除去されていることが好ましい。このような構成とすることにより、極めて生産性高く刃先交換型切削チップを製造することができるからである。   In the case of configuring the above-described lamination mode, the first layer 11 is formed in a continuous state on the second layer 12 in a region connecting from the flank 3 to the rake face 2 with the cutting edge ridge 4 interposed therebetween. After that, it is preferable to remove from the region including at least a part of the flank 3. This is because, with such a configuration, it is possible to manufacture a cutting edge-exchangeable cutting tip with extremely high productivity.

一方、上記第1層11は、逃げ面3から刃先稜線4を挟んですくい面2へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、上記第2層12は、逃げ面3の少なくとも一部において上記第1層11上に形成されていることにより、該第1層11はすくい面2の少なくとも一部において最上層となり、該第2層12は逃げ面3の少なくとも一部において最上層となることが好ましい(たとえば図9、図10、図12)。   On the other hand, the first layer 11 is formed in a continuous state in a region connecting from the flank 3 to the rake face 2 with the cutting edge ridge 4 interposed therebetween, and the second layer 12 is at least a part of the flank 3. The first layer 11 is the uppermost layer in at least a part of the rake face 2, and the second layer 12 is the uppermost layer in at least a part of the flank 3. It is preferable (for example, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 12).

上記のような積層態様を構成する場合、上記第2層12は、逃げ面3から刃先稜線4を挟んですくい面2へと繋がる領域において上記第1層11上に連続した状態で形成された後、上記すくい面2の少なくとも一部を含む領域から除去されていることが好ましい。このような構成とすることにより、極めて生産性高く刃先交換型切削チップを製造することができるからである。   In the case of configuring the above-described lamination mode, the second layer 12 is formed in a continuous state on the first layer 11 in a region connecting from the flank 3 to the rake face 2 with the cutting edge ridge 4 interposed therebetween. After that, it is preferable that the rake face 2 is removed from the region including at least a part thereof. This is because, with such a configuration, it is possible to manufacture a cutting edge-exchangeable cutting tip with extremely high productivity.

なお、本発明において第1層がすくい面の少なくとも一部において最上層となるとは、本来的に第1層はすくい面の全面において最上層となることが好ましいが、切削に全く関与しない領域においてまで第1層が最上層になっているか否かはあまり問題とならないため、必ずしもすくい面の全面において第1層が最上層となることが必要とされないことを明確にしたものである。また、同様にして第2層が逃げ面の少なくとも一部において最上層となるとは、必ずしも逃げ面の全面において第2層が最上層となることが必要とされないことを明確にしたものである。   In the present invention, it is preferable that the first layer is the uppermost layer in at least a part of the rake face, but the first layer is preferably essentially the uppermost layer over the entire rake face, but in a region not involved in cutting at all. It is clarified that the first layer is not necessarily required to be the uppermost layer on the entire surface of the rake face because it does not matter so much whether the first layer is the uppermost layer. Similarly, the fact that the second layer is the uppermost layer in at least a part of the flank clearly clarifies that the second layer is not necessarily the uppermost layer over the entire flank.

また一方、被覆層14が上記第1層11および上記第2層12以外にこれらと異なる上記第3層13を含む場合、このような第3層13は逃げ面3の少なくとも一部またはすくい面2の少なくとも一部において最上層となることができる(たとえば図5、図7、図8、図11、図13、図14)。   On the other hand, when the coating layer 14 includes the third layer 13 other than the first layer 11 and the second layer 12, the third layer 13 is at least a part of the flank 3 or the rake face. 2 may be the uppermost layer (eg, FIG. 5, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 11, FIG. 13, FIG. 14).

本発明においては、上記の通り、すくい面2の少なくとも一部において第1層11が最上層となり、また逃げ面3の少なくとも一部において第2層12が最上層となることにより、優れた耐摩耗性と優れた靭性を有した構成となる。しかし、すくい面2の最上層である第1層11上にさらに第3層13を形成しこの第3層13をすくい面2上の最上層としたり、あるいは逃げ面3の最上層である第2層12上にさらに第3層13を形成しこの第3層13を逃げ面3の最上層としても、本発明の上記のような優れた効果は発揮される。このような第3層は、切削初期において摩滅してしまうため切削性能にあまり影響することはなく、逆に第1層または第2層とは異なった色彩を有する第3層を用いることによりその第3層の残存状態によって使用された刃先を認識することができるというメリットを有するからである。なお、この積層態様で第3層を形成する場合、該第3層は第1層および第2層よりも摩耗し易い素材により形成することが好ましく、またその厚みを3μm以下、より好ましくは2μm以下とすることが好適である。   In the present invention, as described above, the first layer 11 is the uppermost layer in at least a part of the rake face 2, and the second layer 12 is the uppermost layer in at least a part of the flank face 3. The structure has wear and excellent toughness. However, a third layer 13 is further formed on the first layer 11 that is the uppermost layer of the rake face 2, and this third layer 13 is made the uppermost layer on the rake face 2 or the uppermost layer of the flank face 3. Even when the third layer 13 is further formed on the two layers 12 and this third layer 13 is used as the uppermost layer of the flank 3, the excellent effects as described above of the present invention are exhibited. Since such a third layer is worn away at the initial stage of cutting, it does not affect the cutting performance so much. On the contrary, by using a third layer having a color different from that of the first layer or the second layer, the third layer is used. This is because the blade edge used can be recognized depending on the remaining state of the third layer. When the third layer is formed in this laminated mode, the third layer is preferably formed of a material that is more easily worn than the first layer and the second layer, and the thickness thereof is 3 μm or less, more preferably 2 μm. The following is preferable.

さらに、上記第3層は、第1層と第2層との間に形成させることができるとともに(たとえば図5、図6、図7、図11、図12、図13、図14)、上記基材上に形成させることもできる(たとえば図4〜8、図10〜14)。このような積層態様とすることにより、耐摩耗性および靭性の更なる向上が図られるとともに、とりわけ基材と第1層または第2層との密着性および第1層と第2層との密着性を向上させることができる。   Further, the third layer can be formed between the first layer and the second layer (for example, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 11, FIG. 12, FIG. 13, FIG. 14), It can also be formed on a substrate (for example, FIGS. 4 to 8 and FIGS. 10 to 14). By adopting such a laminated mode, the wear resistance and toughness can be further improved, and in particular, the adhesion between the base material and the first layer or the second layer and the adhesion between the first layer and the second layer. Can be improved.

また、特に第1層と第2層との間に第3層を形成する場合には、上記のような効果に加えてさらに下記のような効果を奏することができる。たとえば、図5、図6のように第2層12上に第3層13を形成し、さらにその上に第1層11を形成する場合において、後述のようにこれらの3層全てを逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成し、その後第1層11を逃げ面3の少なくとも一部を含む領域から除去する場合、この第3層は次のような有利な効果を示すことができる。すなわち、この第3層をたとえばTiN(金色)で形成すると、アルミナは結晶構造に関係なく通常黒色を呈するためこの第1層および第2層に対して明瞭な色のコントラストを形成することができ、以って第1層を逃げ面から除去する際、この第1層が除去されているか否かをこの色のコントラストにより明確に認識することができる。しかも、逃げ面の表面を構成する層がいずれの層であるかを同時にこの色のコントラストにより認識することができるため、所望の積層構成の刃先交換型切削チップを製造するに際し直接目視によりその製造工程を制御することが可能となる。この目視による制御は、工業上極めて有利となる。   In particular, when the third layer is formed between the first layer and the second layer, the following effects can be obtained in addition to the above effects. For example, in the case where the third layer 13 is formed on the second layer 12 as shown in FIGS. 5 and 6 and the first layer 11 is further formed thereon, the flank of all three layers as will be described later. When the first layer 11 is removed from the region including at least a part of the flank 3, the third layer is formed as follows. An advantageous effect can be shown. That is, when the third layer is formed of, for example, TiN (gold), alumina usually exhibits a black color regardless of the crystal structure, and thus a clear color contrast can be formed with respect to the first layer and the second layer. Thus, when the first layer is removed from the flank, it can be clearly recognized from the contrast of this color whether or not the first layer is removed. Moreover, since it is possible to simultaneously recognize which layer constitutes the surface of the flank face by the contrast of this color, when manufacturing a blade-tip-exchangeable cutting tip having a desired laminated configuration, it is directly manufactured by visual inspection. It becomes possible to control the process. This visual control is extremely advantageous in industry.

なお、上記において図3〜図14を用いて本発明の積層態様を説明したが、本発明の積層態様はこれらの図3〜14に限られるものではない。   In addition, although the lamination | stacking aspect of this invention was demonstrated using FIGS. 3-14 in the above, the lamination | stacking aspect of this invention is not restricted to these FIGS.

<製造方法>
本発明の上記第1層、第2層および第3層は、公知の化学的蒸着法(CVD法)、または物理的蒸着法(PVD法、なおスパッタリング法等も含む)により形成することができ、その形成方法は何等限定されるものではない。
<Manufacturing method>
The first layer, the second layer, and the third layer of the present invention can be formed by a known chemical vapor deposition method (CVD method) or a physical vapor deposition method (including a PVD method and a sputtering method). The formation method is not limited at all.

たとえば、第1層を化学的蒸着法により形成する場合は、その形成初期においてα型の結晶構造を有するアルミナの核形成を促進するためCOガスを供給することが好ましい。なお、核形成後に引き続きCOガスを供給する必要はなく、核成長後においてはCOガスの提供を停止することが好適であるがこのような方法のみに限定されるものではない。   For example, when the first layer is formed by chemical vapor deposition, it is preferable to supply CO gas in order to promote the nucleation of alumina having an α-type crystal structure at the initial stage of formation. It is not necessary to continuously supply CO gas after the nucleation, and it is preferable to stop providing the CO gas after the nucleation, but it is not limited to such a method.

また、第1層と第2層とを物理的蒸着法により形成する場合は、α型の結晶構造を有するアルミナの形成温度とα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナの形成温度との差を利用して形成することができる。   Further, when the first layer and the second layer are formed by physical vapor deposition, the difference between the formation temperature of alumina having an α-type crystal structure and the formation temperature of alumina other than alumina having an α-type crystal structure. Can be formed.

また、第3層を公知のCVD法を用いて形成する場合には、MT−CVD(medium temperature CVD)法により形成された層を第3層の少なくとも1層として含むことが好ましい。特にその方法により形成した耐摩耗性に優れる炭窒化チタン(TiCN)層を含むことが最適である。従来のCVD法は、約1020〜1030℃で成膜を行なうのに対して、MT−CVD法は約850〜950℃という比較的低温で行なうことができるため、成膜の際加熱による基材のダメージを低減することができる。したがって、MT−CVD法により形成した層は、基材に近接させて備えることがより好ましい。また、成膜の際に使用するガスは、ニトリル系のガス、特にアセトニトリル(CH3CN)を用いると量産性に優れて好ましい。なお、上記のようなMT−CVD法により形成される層と、HT−CVD(high temperature CVD、上記でいう従来のCVD)法により形成される層とを積層させた複層構造のものとすることにより、これらの被覆層の層間の密着力が向上する場合があり、好ましい場合がある。 When the third layer is formed using a known CVD method, it is preferable that a layer formed by an MT-CVD (medium temperature CVD) method is included as at least one of the third layers. In particular, it is optimal to include a titanium carbonitride (TiCN) layer having excellent wear resistance formed by this method. The conventional CVD method forms a film at about 1020 to 1030 ° C., whereas the MT-CVD method can be performed at a relatively low temperature of about 850 to 950 ° C. Damage can be reduced. Therefore, it is more preferable that the layer formed by the MT-CVD method is provided close to the substrate. Further, it is preferable to use a nitrile gas, particularly acetonitrile (CH 3 CN), as the gas used in the film formation because of excellent mass productivity. Note that a multilayer structure in which a layer formed by the MT-CVD method as described above and a layer formed by an HT-CVD (high temperature CVD, conventional CVD) method are stacked. As a result, the adhesion between the layers of these coating layers may be improved and may be preferable.

本発明においては、上記のような方法を採用して上記第1層と上記第2層の両者を逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成し、その後いずれか一方の層を特定の領域から除去することにより製造することが特に好ましい。本発明の構成の刃先交換型切削チップを効率良く製造することができるからである。   In the present invention, the above-described method is employed to form both the first layer and the second layer in a continuous state in a region connecting from the flank face to the rake face across the edge of the edge. It is particularly preferred to produce by removing one of the layers from a specific area. This is because the cutting edge-exchangeable cutting tip having the configuration of the present invention can be efficiently manufactured.

具体的には、第2層上に第1層を連続状態で形成した場合には、この第1層を逃げ面の少なくとも一部を含む領域から除去することになる。これにより、すくい面の最上層を第1層とするとともに逃げ面の最上層を第2層とすることができる。したがって、本発明においてこの第1層を逃げ面の少なくとも一部を含む領域から除去するとは、逃げ面の少なくとも一部において上記第2層が最上層となるように所望される領域から第1層を除去することを意味するものである。   Specifically, when the first layer is formed continuously on the second layer, the first layer is removed from the region including at least a part of the flank. Thereby, the uppermost layer of the rake face can be the first layer and the uppermost layer of the flank can be the second layer. Therefore, the removal of the first layer from the region including at least a part of the flank in the present invention means that the first layer is removed from the region desired to be the uppermost layer in the at least part of the flank. Is meant to be removed.

一方、第1層上に第2層を連続状態で形成した場合には、この第2層をすくい面の少なくとも一部を含む領域から除去することになる。これにより、すくい面の最上層を第1層とするとともに逃げ面の最上層を第2層とすることができる。したがって、本発明においてこの第2層をすくい面の少なくとも一部を含む領域から除去するとは、すくい面の少なくとも一部において上記第1層が最上層となるように所望される領域から第2層を除去することを意味するものである。   On the other hand, when the second layer is continuously formed on the first layer, the second layer is removed from the region including at least a part of the rake face. Thereby, the uppermost layer of the rake face can be the first layer and the uppermost layer of the flank can be the second layer. Therefore, in the present invention, the removal of the second layer from the region including at least a part of the rake face means that the second layer is formed from a region desired to be the uppermost layer in the at least part of the rake face. Is meant to be removed.

なお、上記のように第1層と第2層の両者を逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成する場合であって、これら両者を互いに接するようにして形成する場合は、上記した各製造方法においてその製造条件を傾斜的に変更することによりその組成を傾斜的に連続して変化させたものとすることができる。この場合、第1層と第2層との間で明確な界面が存在しないこととなるが、このような場合であっても本発明の範囲を逸脱するものではない。すなわち、このような層の上面と下面とにおいてそれぞれ上記のようにして特定される組成を有する限り、この層は第1層と第2層とを含むものとみなす。   In addition, as described above, both the first layer and the second layer are formed in a continuous state in the region connecting from the flank face to the rake face with the edge line of the blade interposed therebetween, and both of them are in contact with each other. In the case of forming, the composition can be continuously changed in an inclined manner by changing the manufacturing conditions in an inclined manner in each of the manufacturing methods described above. In this case, there is no clear interface between the first layer and the second layer, but even in such a case, it does not depart from the scope of the present invention. That is, as long as the upper surface and the lower surface of such a layer have the composition specified as described above, this layer is regarded as including the first layer and the second layer.

また一方、第3層を上記のような方法を採用して第1層と第2層との間に形成したり、第1層または第2層上に形成する場合は、上記と同様にしてこの第3層を逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成し、その後特定の領域からこの第3層を除去することにより製造することが好ましい。本発明の構成の刃先交換型切削チップを効率良く製造することができるからである。   On the other hand, when the third layer is formed between the first layer and the second layer by adopting the method as described above, or formed on the first layer or the second layer, the same as above. It is preferable that the third layer is formed in a continuous state in a region connected from the flank face to the scooping surface with the edge of the cutting edge interposed therebetween, and then the third layer is preferably removed from the specific region. This is because the cutting edge-exchangeable cutting tip having the configuration of the present invention can be efficiently manufactured.

なお、本発明において上記のように第1層、第2層または第3層を所望の領域から除去する方法としては、従来公知の種々の方法を採用することができ、その方法は何等限定されるものではない。たとえば、従来公知のブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を施すことによって所望の領域から所望の層を除去することができる。しかし、このような方法のみに限られるものではない。   In the present invention, as the method for removing the first layer, the second layer, or the third layer from the desired region as described above, various conventionally known methods can be adopted, and the method is not limited at all. It is not something. For example, a desired layer can be removed from a desired region by performing conventionally known blasting, brushing, barreling, or the like. However, it is not limited to such a method.

<圧縮応力>
被覆層14は、少なくともその一部において圧縮応力を有していることが好ましい。ここにおける一部という表現は、被覆層のうちのいずれか1以上の層という態様と、面積的に被覆層全体のうちのいずれか一部分という態様と、いずれか1以上の層の面積的に一部分という態様のいずれをも含み得る概念である。
<Compressive stress>
The covering layer 14 preferably has a compressive stress at least in part. The expression “part” herein includes an aspect of any one or more layers of the coating layer, an aspect of any part of the entire coating layer, and a part of the area of any one or more layers. It is a concept that can include any of the aspects.

特に、本発明の第1層または第2層のいずれか1以上の層は、少なくともその一部において圧縮応力を有していることが好ましく、これによりその用途によっては刃先交換型切削チップの刃先強度を効果的に向上させることができる。   In particular, at least one of the first layer and the second layer of the present invention preferably has a compressive stress in at least a part thereof, so that the blade edge of the blade edge-exchangeable cutting tip depending on the application. Strength can be improved effectively.

そして、特に好ましくは、この第1層または第2層のいずれか1以上の層は、切削に関与する部位において圧縮応力を有していることが好適である。最も直接的に靭性の向上に寄与することができるからである。ここで、切削に関与する部位とは、刃先交換型切削チップの形状、被削材の種類や大きさ、切削加工の態様等により異なるものであるが、通常被削材が接触する(または最接近する)刃先稜線から逃げ面側およびすくい面側にそれぞれ3mmの幅を有して広がった領域を意味するものとする。   It is particularly preferable that one or more of the first layer and the second layer have a compressive stress at a site involved in cutting. It is because it can contribute to the improvement of toughness most directly. Here, the part involved in cutting differs depending on the shape of the cutting edge-replaceable cutting tip, the type and size of the work material, the mode of cutting work, etc. It means an area that is widened with a width of 3 mm from the approaching edge of the cutting edge to the flank side and the rake face side.

なお、圧縮応力を付与する方法は、圧縮応力を付与しようとする被覆層をまず形成した後に、ブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を該層(あるいは該層の所望される部位)に対して施すことにより行なうことが好ましい。なお、ブラスト処理を行なう場合は、逃げ面および/またはすくい面に対してほぼ垂直方向からスラリーを照射しても良いし、逃げ面またはすくい面のいずれか一方の面に対して所定の角度を有する方向からスラリーを照射することにより複数の面を同時に処理しても良い。   The compressive stress is applied by first forming a coating layer to be applied with compressive stress, and then subjecting the layer (or a desired portion of the layer) to blast treatment, brush treatment, barrel treatment, or the like. It is preferable to carry out by applying. In the case of performing blasting, the slurry may be irradiated from a direction substantially perpendicular to the flank and / or rake face, or a predetermined angle with respect to either the flank face or the rake face. A plurality of surfaces may be processed simultaneously by irradiating the slurry from the direction in which it is present.

ここで、圧縮応力とは、このような被覆層に存する内部応力(固有ひずみ)の一種であって、「−」(マイナス)の数値(単位:本発明では「GPa」を使う)で表される応力をいう。このため、圧縮応力が大きいという概念は、上記数値の絶対値が大きくなることを示し、また、圧縮応力が小さいという概念は、上記数値の絶対値が小さくなることを示す。因みに、引張応力とは、被覆層に存する内部応力(固有ひずみ)の一種であって、「+」(プラス)の数値で表される応力をいう。なお、単に残留応力という場合は、圧縮応力と引張応力との両者を含むものとする。   Here, the compressive stress is a kind of internal stress (intrinsic strain) existing in such a coating layer, and is represented by a numerical value “−” (minus) (unit: “GPa” is used in the present invention). Stress. For this reason, the concept that the compressive stress is large indicates that the absolute value of the numerical value is large, and the concept that the compressive stress is small indicates that the absolute value of the numerical value is small. Incidentally, the tensile stress is a kind of internal stress (intrinsic strain) existing in the coating layer, and means a stress represented by a numerical value “+” (plus). Note that the term “residual stress” includes both compressive stress and tensile stress.

そして、このような圧縮応力は、その絶対値が0.1GPa以上の応力であることが好ましく、より好ましくは0.2GPa以上、さらに好ましくは0.5GPa以上の応力である。その絶対値が0.1GPa未満では、十分な靭性を得ることができない場合があり、一方、その絶対値は大きくなればなる程靭性の付与という観点からは好ましいが、その絶対値が8GPaを越えると被覆層自体が剥離することがあり好ましくない。   Such a compressive stress is preferably a stress having an absolute value of 0.1 GPa or more, more preferably 0.2 GPa or more, and even more preferably 0.5 GPa or more. If the absolute value is less than 0.1 GPa, sufficient toughness may not be obtained. On the other hand, the larger the absolute value, the better from the viewpoint of imparting toughness, but the absolute value exceeds 8 GPa. And the coating layer itself may peel off, which is not preferable.

なお、上記残留応力は、X線応力測定装置を用いたsin2ψ法により測定することができる。そしてこのような残留応力は被覆層中の圧縮応力が付与される領域に含まれる任意の点(1点、好ましくは2点、より好ましくは3〜5点、さらに好ましくは10点(複数点で測定する場合の各点は当該層の該領域の応力を代表できるように互いに0.1mm以上の距離を離して選択することが好ましい))の応力を該sin2ψ法により測定し、その平均値を求めることにより測定することができる。 The residual stress can be measured by the sin 2 ψ method using an X-ray stress measuring device. Such residual stress is an arbitrary point (1 point, preferably 2 points, more preferably 3 to 5 points, and even more preferably 10 points (multiple points) included in the region where compressive stress is applied in the coating layer. each point when measuring measures the stress is preferable)) selecting at a distance of more than 0.1mm from each other to allow a representative stress of the region of the layer by the sin 2 [psi method, the average It can be measured by determining the value.

このようなX線を用いたsin2ψ法は、多結晶材料の残留応力の測定方法として広く用いられているものであり、たとえば「X線応力測定法」(日本材料学会、1981年株式会社養賢堂発行)の54〜67頁に詳細に説明されている方法を用いれば良い。 The sin 2 ψ method using X-rays is widely used as a method for measuring the residual stress of a polycrystalline material. For example, “X-ray stress measurement method” (Japan Society of Materials Science, 1981 Corporation) The method described in detail on pages 54 to 67 of Yokendo) may be used.

また、上記残留応力は、ラマン分光法を用いた方法を利用することにより測定することも可能である。このようなラマン分光法は、狭い範囲、たとえばスポット径1μmといった局所的な測定ができるというメリットを有している。このようなラマン分光法を用いた残留応力の測定は、一般的なものであるがたとえば「薄膜の力学的特性評価技術」(サイぺック(現在リアライズ理工センターに社名変更)、1992年発行)の264〜271頁に記載の方法を採用することができる。   The residual stress can also be measured by using a method using Raman spectroscopy. Such Raman spectroscopy has the merit that local measurement can be performed in a narrow range, for example, a spot diameter of 1 μm. The measurement of residual stress using such Raman spectroscopy is common, but for example, "Thin film mechanical property evaluation technique" (Sipec (currently renamed Realize Science and Technology Center), published in 1992. ), Pages 264 to 271 can be employed.

さらに、上記残留応力は、放射光を用いて測定することもできる。この場合、被覆層の厚み方向で残留応力の分布を求めることができるというメリットがある。   Furthermore, the residual stress can also be measured using synchrotron radiation. In this case, there is an advantage that the distribution of residual stress can be obtained in the thickness direction of the coating layer.

<その他>
本発明の第1層11または第2層12(以下、この項においてアルミナを主体とする層と記す)は、図15〜図17に表したように切削に関与する刃先稜線領域の一部または全部において形成されていないことが好ましい。このようにアルミナを主体とする層を上記のような特定の部位で設けないことにより、さらに良好な被削材に対する耐溶着性(および切削初期における被覆層の良好な耐剥離性)が得られ、これによりさらに優れた耐摩耗性と靭性が得られるという優れた効果が奏される。
<Others>
The first layer 11 or the second layer 12 (hereinafter referred to as a layer mainly composed of alumina in this section) of the present invention is a part of a cutting edge ridge line region involved in cutting as shown in FIGS. It is preferable that it is not formed in all. Thus, by not providing a layer mainly composed of alumina at the above-mentioned specific site, better welding resistance to the work material (and good peeling resistance of the coating layer at the initial stage of cutting) can be obtained. As a result, an excellent effect is obtained that excellent wear resistance and toughness can be obtained.

ここで、切削に関与する刃先稜線領域とは、実際に被削材が接触する(または最接近する)刃先稜線(または刃先稜線部)を含むとともに、刃先稜線近傍に被削材が接触し、該刃先稜線もその切削に実質的に関与するような場合(たとえば温度が上昇するような場合)を含むものである。しかし、単に切削加工時の被削材の切り屑が飛散して接触するような刃先稜線は含まれない。   Here, the cutting edge ridge line region involved in cutting includes the cutting edge ridge line (or cutting edge ridge line portion) that the work material actually contacts (or closest), and the work material contacts the vicinity of the cutting edge ridge line, The cutting edge ridge line also includes a case where the cutting edge ridge line substantially participates in the cutting (for example, a case where the temperature rises). However, a cutting edge ridge line in which chips of the work material at the time of cutting are scattered and contacted is not included.

また、刃先稜線領域とは、図16や図17における領域aによって示されるような領域であり、より具体的には刃先稜線(刃先処理加工がなされている場合には前述の通り仮定的な稜をいう)から逃げ面側およびすくい面側にそれぞれ2000μm以下の幅を有して広がった領域をいう。当然この領域は、コーナーを含み得るものであるとともに、切削に関与する部位の一部となり得るものである。   In addition, the cutting edge ridge line area is an area as shown by the area a in FIGS. 16 and 17, and more specifically, a cutting edge ridge line (if the cutting edge processing is performed, the assumed edge as described above). ) And the flank side and the rake face side, each having a width of 2000 μm or less. Naturally, this region can include a corner and can also be a part of a part involved in cutting.

なお、アルミナを主体とする層が形成されていないとする判断は、切削に関与する刃先稜線領域における切れ刃長さの10%以上の領域で形成されていなければ、アルミナを主体とする層が形成されていないとみなすものとし、上記のような優れた効果が示される。そして、その形成されていない領域は好ましくは50%以上、より好ましくは100%(すなわちその領域の全部)であり、その領域が広がるにつれ効果はより優れたものとなる。ここで、上記切れ刃長さとは、切削に関与する刃先稜線領域の刃先稜線に平行な方向の長さをいう。   In addition, the judgment that the layer mainly composed of alumina is not formed is that the layer mainly composed of alumina is formed unless it is formed in a region of 10% or more of the cutting edge length in the edge region of the cutting edge involved in cutting. It is assumed that it is not formed, and the excellent effects as described above are shown. The non-formed region is preferably 50% or more, more preferably 100% (that is, all of the region), and the effect becomes more excellent as the region expands. Here, the said cutting edge length means the length of the direction parallel to the blade edge ridgeline of the blade edge ridgeline area | region involved in cutting.

そして、アルミナを主体とする層が形成されていないとする判断のより具体的な方法は、走査電子顕微鏡で刃先交換型切削チップを観察して刃先稜線領域のアルミナを主体とする層の存在状態を確認できる写真撮影を行なうことにより実行され、その写真上で切れ刃長さに相当する刃先稜線に平行な任意の線を引き、その線上でアルミナを主体とする層が存在しない領域をパーセンテージで表わしたものとする。   A more specific method for determining that the layer mainly composed of alumina is not formed is to observe the blade-tip-exchangeable cutting tip with a scanning electron microscope and to check the existence state of the layer mainly composed of alumina in the blade edge region. A line is drawn on the photograph that is parallel to the edge of the edge corresponding to the cutting edge length, and the area where the layer mainly composed of alumina does not exist is shown as a percentage. It shall be expressed.

図15〜17は、上記の方法をより具体的に図示したもの(走査電子顕微鏡写真を模式化した図)である。すなわち、図15におけるαの範囲が切れ刃長さを表わしている。図16および図17は、αの範囲の拡大図であり、図16が切削に関与する刃先稜線領域の全部においてアルミナを主体とする層(便宜的に第1層11として図示されている。図17において同じ)が形成されていない場合であり、図17が切削に関与する刃先稜線領域の一部においてアルミナを主体とする層が形成されていない場合である。   FIGS. 15 to 17 illustrate the above method more specifically (a diagram schematically showing a scanning electron micrograph). That is, the range of α in FIG. 15 represents the cutting edge length. 16 and 17 are enlarged views of the range of α, and FIG. 16 is a layer mainly composed of alumina in the entire edge region of the cutting edge involved in cutting (for convenience, it is shown as the first layer 11). 17 is the same), and FIG. 17 is a case where a layer mainly composed of alumina is not formed in a part of the edge line area related to cutting.

そして、図16および図17において、刃先稜線と平行な線bを引き、この線b上でアルミナを主体とする層が形成されていない部分15の長さを測定する。図16では、線b上にアルミナを主体とする層が全く存在せず、したがってアルミナを主体とする層が形成されていない範囲が100%(全部)となる。一方、図17の場合、線b上にアルミナを主体とする層が形成されていない部分(b1、b3、b5)が存在し、(b1+b3+b5)/(b1+b2+b3+b4+b5)で計算されるパーセンテージがアルミナを主体とする層が形成されていない範囲の比率となる。なお、上記線bは、刃先稜線領域の中央を通る線を選択するものとする。   16 and 17, a line b parallel to the edge of the cutting edge is drawn, and the length of the portion 15 on which the layer mainly composed of alumina is not formed is measured. In FIG. 16, there is no layer mainly composed of alumina on the line b, and therefore the range in which the layer mainly composed of alumina is not formed is 100% (all). On the other hand, in the case of FIG. 17, there are portions (b1, b3, b5) where the layer mainly composed of alumina is not formed on the line b, and the percentage calculated by (b1 + b3 + b5) / (b1 + b2 + b3 + b4 + b5) is mainly composed of alumina. It becomes the ratio of the range in which the layer to be formed is not formed. In addition, the said line b shall select the line which passes along the center of a blade edge ridgeline area | region.

なお、アルミナを主体とする層が形成されていない部分15は、第3層または基材が表面に露出することとなるが、第3層が露出する場合、その露出部は第3層の最上層によって構成されていても良いし、あるいはさらにその下層の第3層が略同心状に現れるような構成であってもよい。   In the portion 15 where the layer mainly composed of alumina is not formed, the third layer or the substrate is exposed on the surface. However, when the third layer is exposed, the exposed portion is the outermost portion of the third layer. It may be configured by an upper layer, or may be configured such that the lower third layer appears substantially concentrically.

また、このようにアルミナを主体とする層が形成されていない部分15を形成する方法は、従来公知の種々の方法を採用することができ、その方法は何等限定されるものではない。たとえば、第3層上にアルミナを主体とする層を形成した後に、アルミナを主体とする層を形成しない所定領域のアルミナを主体とする層に対してブラスト処理、ブラシ処理またはバレル処理等を施すことによって該アルミナを主体とする層を除去することにより形成させることができる。しかし、このような方法のみに限られるものではない。   As a method of forming the portion 15 in which the layer mainly composed of alumina is not formed as described above, various conventionally known methods can be adopted, and the method is not limited at all. For example, after a layer mainly composed of alumina is formed on the third layer, a blasting process, a brushing process, a barrel process or the like is performed on a layer mainly composed of alumina in a predetermined region where the layer mainly composed of alumina is not formed. Thus, it can be formed by removing the layer mainly composed of alumina. However, it is not limited to such a method.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

<実施例1>
1.0質量%のTiC、1.0質量%のTaC、0.5質量%のNbC、5.0質量%のCoおよび残部WCからなる組成(ただし不可避不純物を含む)の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で1450℃、1時間焼結し、その後平面研削処理および刃先稜線に対してSiCブラシによる刃先処理(すくい面側から見て0.05mm幅のホーニングを施す)を行なうことにより、JIS B4120(1998改)規定の切削チップCNMA120408と同形状の超硬合金製チップを作製し、これを基材とした。この基材は、表面に脱β層が形成されておらず、2つの面がすくい面となり、4つの面が逃げ面となるとともに、その逃げ面は刃先稜線(上記の通り刃先処理がされているので仮定的な稜となっている)を挟んですくい面と繋がるものであった。刃先稜線は、計8つ存在した。
<Example 1>
A cemented carbide powder having a composition (including inevitable impurities) composed of 1.0% by mass of TiC, 1.0% by mass of TaC, 0.5% by mass of NbC, 5.0% by mass of Co, and the balance of WC. Press and continue sintering at 1450 ° C. for 1 hour in a vacuum atmosphere, and then surface grinding and edge treatment with a SiC brush on the edge of the edge (honing 0.05 mm wide when viewed from the rake face side) By doing so, a cemented carbide tip having the same shape as the cutting tip CNMA120408 defined in JIS B4120 (1998 revision) was produced, and this was used as a base material. In this base material, a β-free layer is not formed on the surface, the two surfaces are raked surfaces, the four surfaces are flank surfaces, and the flank surfaces are edge edge lines (the edge of the blade is treated as described above). (This is a hypothetical ridge) and is connected to the rake face. There were a total of eight edge edges.

この基材の全面に対して、下層から順に下記の層を被覆層として公知の熱CVD法により形成した。すなわち、基材の表面側から順に、0.3μmのTiN、3.7μmのTiCN(MT−CVD法により形成)、および0.3μmのTiN、をそれぞれ第3層として形成し、その上に第1層である3.1μmのα−Al23を形成し、さらにその上に第2層である0.9μmのκ−Al23を形成した(この被覆層を被覆層No.1とする)。 On the entire surface of the substrate, the following layers were formed in order from the lower layer as a coating layer by a known thermal CVD method. That is, in order from the surface side of the substrate, 0.3 μm TiN, 3.7 μm TiCN (formed by the MT-CVD method), and 0.3 μm TiN are formed as the third layers, respectively. One layer of 3.1 μm α-Al 2 O 3 was formed, and then a second layer of 0.9 μm κ-Al 2 O 3 was formed (this coating layer was coated with coating layer No. 1). And).

以下同様にして、この被覆層No.1に代えて下記の表1に記載した被覆層No.2〜8を別途それぞれ基材の全面に対して被覆した。   In the same manner, this coating layer No. In place of the coating layer No. 1 described in Table 1 below. 2-8 were separately coat | covered with respect to the whole surface of a base material, respectively.

Figure 2008006542
Figure 2008006542

上記表1において、各層は左側のものから順に基材の表面上に積層させた。また、第3層について、MT−CVD(成膜温度900℃)の表記のないものは全てHT−CVD法(成膜温度1000℃)により形成し、第1層および第2層は次のようにして成膜した。   In Table 1 above, each layer was laminated on the surface of the base material in order from the left side. The third layer is formed by the HT-CVD method (deposition temperature 1000 ° C.) without MT-CVD (deposition temperature 900 ° C.), and the first layer and the second layer are as follows. To form a film.

すなわち、第1層および第2層は、反応ガスとして下記組成Iのものを用いて成膜した(成膜時間は5時間、温度は1000℃、反応圧力は6.6kPa)。ただし、第1層については成膜開始後1時間は、下記組成IIの反応ガスのみが供給されるようにして成膜し、その後組成Iの反応ガスを供給した。
組成I:AlCl3(4体積%)、CO2(4体積%)およびH2(残部)
組成II:AlCl3(4体積%)、CO2(4体積%)、CO(2体積%)およびH2(残部)
そしてこれらの被覆層を形成した基材の逃げ面またはすくい面に対して、以下の処理方法A〜Cのいずれかを施すことにより、逃げ面およびすくい面の最上層(除去後最上層)が以下の表2に記載した構成のものとなるように被覆層の一部を除去した。
That is, the first layer and the second layer were formed using the reaction gas having the following composition I (deposition time was 5 hours, temperature was 1000 ° C., reaction pressure was 6.6 kPa). However, the first layer was formed for 1 hour after the start of film formation so that only the reaction gas having the following composition II was supplied, and then the reaction gas having the composition I was supplied.
Composition I: AlCl 3 (4% by volume), CO 2 (4% by volume) and H 2 (balance)
Composition II: AlCl 3 (4% by volume), CO 2 (4% by volume), CO (2% by volume) and H 2 (balance)
Then, by applying any of the following processing methods A to C to the flank or rake face of the base material on which these coating layers are formed, the uppermost layer (the uppermost layer after removal) of the flank and rake face is obtained. A part of the coating layer was removed so as to have the structure described in Table 2 below.

(処理方法A)
ブラスト法(研磨材粒子:水懸濁液中のアルミナ粒子(平均粒径50μm)、吐出圧:0.01〜0.5MPa、投射距離:0.5〜200mm)
(処理方法B)
ブラシ法(#800ダイヤモンドブラシ使用)
(処理方法C)
ラッピング法(#800のダイヤモンドペーストをベンコットに担持して研磨)
(Processing method A)
Blasting method (abrasive particles: alumina particles in water suspension (average particle size 50 μm), discharge pressure: 0.01 to 0.5 MPa, projection distance: 0.5 to 200 mm)
(Processing method B)
Brush method (using # 800 diamond brush)
(Processing method C)
Lapping method (polishing with # 800 diamond paste supported on bencott)

Figure 2008006542
Figure 2008006542

上記表2中、除去量とは上記の各処理方法により除去した被覆層の厚み(最表面からの厚み)を示しており、「−」の表示はその面について処理が施されず被覆層が除去されなかったことを示す。また、除去後最上層とは上記の処理方法を施した後の各面の最上層を示している。   In Table 2 above, the removal amount indicates the thickness (thickness from the outermost surface) of the coating layer removed by each of the above-described treatment methods, and the indication “-” indicates that the coating layer is not subjected to treatment on the surface. Indicates that it was not removed. Further, the uppermost layer after removal indicates the uppermost layer on each surface after the above processing method is applied.

このようにして、上記の表2に記載した本発明の実施例の刃先交換型切削チップNo.1〜13を得た。また、比較用として上記の処理方法A〜Cを施さなかった比較例の刃先交換型切削チップNo.14〜21を得た。   In this manner, the cutting edge replacement type cutting tip No. of the embodiment of the present invention described in Table 2 above was used. 1-13 were obtained. Further, for comparison, the cutting edge replacement type cutting tip No. 1 of the comparative example in which the above processing methods A to C were not applied. 14-21 were obtained.

なお、第1層および第2層のアルミナの結晶構造は、これらの刃先交換型切削チップについて刃先稜線(刃先処理されているため仮定的な稜)から逃げ面およびすくい面の方向にそれぞれ0.5mm離れた地点をXRDにより測定することにより確認し、表1記載のものであることを確認した。因みに、刃先交換型切削チップNo.1について、すくい面の最上層のXRDのピークには、その強度が最大となるものから5番目のものまでに面間隔d(Å)が2.55、2.08、1.60である3つのピークが含まれていたことにより、その最上層がα−Al23を主体として含む第1層であることを確認し、また、逃げ面の最上層のXRDのピークには、その強度が最大となるものから5番目のものまでに面間隔d(Å)が2.57、2.11、1.43である3つのピークが含まれていたことにより、その最上層がκ−Al23を主体として含む第2層であることを確認した。 The crystal structures of the alumina in the first layer and the second layer are 0. 0 in the direction of the flank and the rake face from the edge of the edge of the cutting edge-exchangeable cutting tip (assumed that the edge is treated). It confirmed by measuring the point 5 mm away by XRD, and confirmed that it was a thing of Table 1. Incidentally, the cutting edge exchange type cutting tip No. For the XRD peak of the uppermost layer of the rake face, the interplanar spacing d (Å) is 2.55, 2.08, 1.60 from the highest intensity to the fifth peak 3 It was confirmed that the uppermost layer was the first layer mainly containing α-Al 2 O 3, and the XRD peak of the uppermost layer of the flank had its strength. Since the three peaks having the inter-plane spacing d (Å) of 2.57, 2.11 and 1.43 were included from the largest to the fifth, the uppermost layer was κ-Al It was confirmed that the second layer mainly contains 2 O 3 .

なお、上記の面間隔の測定結果は、たとえアルミナ層の成膜条件として同一の条件を採用する場合であっても基材の特性(組成、焼結条件、表面状態など)によりXRDの回折角度および/または回折強度は変化する場合があるため、その影響を受けて異なる場合がある点に留意する必要がある(以下の各実施例において同じ)。   Note that the above-mentioned measurement results of the interplanar spacing indicate that the XRD diffraction angle depends on the characteristics of the substrate (composition, sintering conditions, surface condition, etc.) even if the same conditions are employed as the alumina layer deposition conditions. It should be noted that the diffractive intensity may vary and may vary under the influence (same in each of the following examples).

このようにして得られた本発明の実施例の刃先交換型切削チップNo.1〜13は、基材と、該基材上の少なくとも一部に形成された被覆層とを有するものであって、この基材は、刃先稜線と逃げ面とすくい面とを有し、この被覆層は、α型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む第1層とα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含む第2層とを含み、該第1層または該第2層のいずれか一方の層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、該第1層は、すくい面の少なくとも一部において最上層となり、該第2層は、逃げ面の少なくとも一部において最上層となるものであった(一部第3層が最上層となるものも含む)。   The blade tip replaceable cutting tip No. of the embodiment of the present invention thus obtained was obtained. 1-13 have a base material and the coating layer formed in at least one part on this base material, and this base material has a cutting edge ridgeline, a flank, and a rake face, The coating layer includes a first layer mainly including alumina having an α-type crystal structure and a second layer mainly including alumina other than alumina having an α-type crystal structure, and the first layer or the second layer Either one of the layers is formed in a continuous state in a region connecting from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge, and the first layer is the uppermost layer in at least a part of the rake face, The second layer was the uppermost layer in at least a part of the flank (including some of which the third layer was the uppermost layer).

そして、これらの本発明の刃先交換型切削チップNo.1〜13および比較例の刃先交換型切削チップNo.14〜21について、下記条件で耐摩耗性試験を行なうことにより刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量(Vb)を測定するとともに、耐欠損性試験を行なうことにより破損率を求めた。その結果を上記の表2に示す。なお、逃げ面摩耗量(Vb)は、小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示し、破損率が小さくなる程、靭性に優れていることを示している。   And these cutting edge exchange type cutting tip No. of this invention. 1 to 13 and the comparative example of the cutting edge type cutting tip No. About 14-21, while performing the abrasion resistance test on the following conditions, while measuring the flank wear amount (Vb) of a blade-tip-exchange-type cutting tip, the failure rate was calculated | required and the failure rate was calculated | required. The results are shown in Table 2 above. The flank wear amount (Vb) indicates that the smaller the value, the better the wear resistance, and the smaller the breakage rate, the better the toughness.

<耐摩耗性試験の条件>
被削材:FCD700丸棒(HB240)
切削速度:250m/min.
送り:0.35mm/rev.
切込み:2.0mm
湿式/乾式:湿式(水溶性油)
切削時間:15分
<耐欠損性試験の条件>
被削材:SCM435 4本溝入り丸棒(HB270)
切削速度:100m/min.
送り:0.28mm/rev.
切込み:1.0mm
湿式/乾式:乾式
切削時間:30秒
評価:20コーナーを30秒間切削した場合の破損数(破損したコーナーの数)から破損率を求める(すなわち、破損率(%)=破損数/20×100)。
<Conditions for wear resistance test>
Work material: FCD700 round bar (HB240)
Cutting speed: 250 m / min.
Feed: 0.35mm / rev.
Cutting depth: 2.0mm
Wet / dry: wet (water-soluble oil)
Cutting time: 15 minutes <Conditions for fracture resistance test>
Work Material: SCM435 Round Bar with 4 Grooves (HB270)
Cutting speed: 100 m / min.
Feed: 0.28mm / rev.
Cutting depth: 1.0mm
Wet / dry: Dry Cutting time: 30 seconds Evaluation: The damage rate is determined from the number of breaks (number of broken corners) when 20 corners are cut for 30 seconds (ie, breakage rate (%) = number of breaks / 20 × 100 ).

なお、上記の各試験を行なった後の刃先交換型切削チップについて刃先稜線の使用識別の容易性(その刃先稜線を用いて切削試験が行なわれたか否かを容易に識別できるか否か)を観察した(表2の最右欄)。   In addition, the ease of use identification of the blade edge ridge line (whether or not it was possible to easily identify whether or not a cutting test was performed using the edge ridge line) of the blade edge replaceable cutting tip after performing each of the above tests. Observed (the rightmost column of Table 2).

また、刃先交換型切削チップの残留応力についても測定した。この残留応力の測定は、刃先交換型切削チップNo.14〜18については第2層(それに含まれるκ−Al23について測定)、それ以外の刃先交換型切削チップについては第1層(それに含まれるα−Al23について測定)について各々次の測定箇所で行なった。すなわち、それぞれのすくい面について図19(本実施例の刃先交換型切削チップのすくい面のコーナー部を模式化した拡大平面図である)における領域Sに対してそれぞれスポット径0.3mmで任意の3点(各スポット間の距離は各スポットの中心が0.3mm以上離れるようにして設定した)を上述のX線応力測定装置を用いたsin2ψ法により測定し、その平均値を残留応力とした。その結果を同じく表2に示す。 Further, the residual stress of the blade tip type cutting tip was also measured. The measurement of the residual stress was performed by measuring the cutting edge no. For 14 to 18, the second layer (measured for κ-Al 2 O 3 contained therein), and for the other blade-tip-exchangeable cutting tips, the first layer (measured for α-Al 2 O 3 contained therein), respectively. The following measurement was performed. That is, for each rake face, an arbitrary plan diameter of 0.3 mm with respect to the region S in FIG. 19 (an enlarged plan view schematically showing the corner portion of the rake face of the cutting edge replacement type cutting tip of the present embodiment). Three points (the distance between each spot was set so that the center of each spot was separated by 0.3 mm or more) were measured by the sin 2 ψ method using the above-mentioned X-ray stress measuring apparatus, and the average value was measured as the residual stress. It was. The results are also shown in Table 2.

表2より明らかなように、本発明の刃先交換型切削チップは比較例の刃先交換型切削チップに比し優れた靭性が示されるとともに、同等程度の耐摩耗性が示された。したがって、刃先交換型切削チップにおいて本発明の構成を採用すると耐摩耗性と靭性とが高度に両立されることが確認された。   As is clear from Table 2, the cutting edge replacement type cutting tip of the present invention showed excellent toughness and comparable wear resistance as compared with the cutting edge replacement type cutting tip of the comparative example. Therefore, it was confirmed that the wear resistance and the toughness are highly compatible when the configuration of the present invention is adopted in the cutting edge replaceable cutting tip.

なお、本発明の刃先交換型切削チップNo.1およびNo.6は、刃先稜線の使用識別はやや困難であったが、被削材の溶着量は非常に少なく被削材加工面の光沢が非常に優れていた。   Note that the cutting edge replacement type cutting tip No. 1 and no. In No. 6, it was somewhat difficult to identify the use of the edge of the cutting edge, but the welding amount of the work material was very small, and the gloss of the work surface of the work material was very excellent.

また、本発明の刃先交換型切削チップNo.11の耐摩耗性が、同No.9および10に比し優れているのは、逃げ面に対してもブラスト処理がされており表面面粗度が向上したために切削時の刃先温度が低下したためではないかと推測される。また、No.12およびNo.13の耐摩耗性が、同No.11に比し優れているのは、すくい面の表面面粗度が向上したために切削時の刃先温度が低下したためではないかと推測される。   In addition, the cutting edge replacement type cutting tip No. No. 11 has the same wear resistance. It is presumed that the superiority to 9 and 10 is due to the fact that the cutting edge temperature at the time of cutting was lowered because the blast treatment was performed on the flank and the surface roughness was improved. No. 12 and no. No. 13 wear resistance It is presumed that the superiority to 11 is because the cutting edge temperature was lowered due to the improved surface roughness of the rake face.

また、各刃先交換型切削チップについて上記の試験が実施された刃先稜線を詳細に観察すると、被覆層に圧縮応力が付与されたものについてはチッピングがほとんど認められなかったのに対して、圧縮応力が付与されていないものについてはチッピングが認められたことから、被覆層に圧縮応力が付与されると靭性(耐欠損性)がさらに向上することが確認された。   Further, when observing in detail the cutting edge ridge line on which the above test was carried out for each cutting edge replaceable cutting tip, there was almost no chipping observed when the compressive stress was applied to the coating layer, whereas the compressive stress was Since no chipping was observed, chipping was observed, and it was confirmed that the toughness (breakage resistance) was further improved when compressive stress was applied to the coating layer.

なお、本実施例の刃先交換型切削チップは、チップブレーカを有するものではないが、チップブレーカを有するものについても本発明の効果は発揮される。また、本実施例の基材は、脱β層が形成されていないが、脱β層が形成されていても本発明の効果は発揮される。   In addition, although the blade edge | tip-exchange-type cutting tip of a present Example does not have a chip breaker, the effect of this invention is exhibited also about what has a chip breaker. Moreover, although the de-β layer is not formed on the base material of this example, the effect of the present invention is exhibited even if the de-β layer is formed.

<実施例2>
実施例1における本発明の刃先交換型切削チップNo.1を用いて、その切削に関与する刃先稜線領域(少なくとも刃先処理部を含む)に対してSiCブラシ(#120)による処理を施すことによりその部分に存する第1層または第2層(以下単にアルミナを主体とする層という)の一部または全部を除去し、各々除去率の異なる3種類の刃先交換型切削チップ(刃先交換型切削チップNo.1−2、No.1−3、およびNo.1−4)を得た。
<Example 2>
The cutting edge replacement type cutting tip No. 1 of the present invention in Example 1 was used. 1 is used to treat a cutting edge ridge line area (at least including a cutting edge processing portion) involved in the cutting with a SiC brush (# 120), thereby providing a first layer or a second layer (hereinafter simply referred to as “first layer”). A part or all of the alumina-based layer is removed, and three types of blade-tip-exchangeable cutting tips (blade-tip-exchangeable cutting tips No. 1-2, No. 1-3, and No. 1) having different removal rates, respectively. 1-4) was obtained.

そして、これらの刃先交換型切削チップについてその除去率を求めた。その結果を以下の表3に示す。なお、除去率とは、切削に関与する刃先稜線領域において、前述の方法(図17のように領域aの中央部に線bを引くものとし、切れ刃長さを0.8mmとした)により求めたアルミナを主体とする層が形成されていない領域のパーセンテージを示している。   And the removal rate was calculated | required about these blade-tip-exchange-type cutting tips. The results are shown in Table 3 below. The removal rate is determined by the above-described method (the line b is drawn at the center of the area a as shown in FIG. 17 and the cutting edge length is 0.8 mm) in the edge line area related to cutting. The percentage of the area | region where the layer which mainly calculated | required alumina was not formed is shown.

また、同様にして実施例1における本発明の刃先交換型切削チップNo.5およびNo.9についても、アルミナを主体とする層の異なった除去率を有するそれぞれ2種類の刃先交換型切削チップ(刃先交換型切削チップNo.5−2、No.5−3およびNo.9−2、No.9−3)を得、同様にして除去率を求めた。その結果を以下の表3に示す。   Similarly, the cutting edge replacement type cutting tip No. 1 of the present invention in Example 1 is used. 5 and no. No. 9 also has two types of blade-tip-exchangeable cutting tips (blade-tip-exchangeable cutting tips No. 5-2, No. 5-3 and No. 9-2, each having different removal rates of layers mainly composed of alumina, No. 9-3) was obtained and the removal rate was determined in the same manner. The results are shown in Table 3 below.

なお、上記の各刃先交換型切削チップにおいては、SiCブラシによる処理により残留応力の数値が変化していないことを確認した。   In addition, in each said blade-tip-exchange-type cutting chip | tip, it confirmed that the numerical value of the residual stress did not change by the process by a SiC brush.

そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例1と同様にして逃げ面摩耗量(Vb)および破損率を測定した。これらの結果を同じく表3に示す。   Then, the flank wear amount (Vb) and the breakage rate were measured for these blade edge-exchangeable cutting tips in the same manner as in Example 1. These results are also shown in Table 3.

Figure 2008006542
Figure 2008006542

表3より明らかなように、アルミナを主体とする層が切削に関与する刃先稜線領域の一部または全部において形成されていない場合において、耐摩耗性および靭性がさらに向上することが確認できた。   As is apparent from Table 3, it was confirmed that the wear resistance and toughness were further improved when the layer mainly composed of alumina was not formed in a part or all of the edge line area related to cutting.

また、上記刃先交換型切削チップについて上記の試験が実施された刃先稜線領域を詳細に観察すると、アルミナを主体とする層が切削に関与する刃先稜線領域から少なくとも一部において除去されているものはそれが除去されていないものに比し刃先稜線領域の摩耗の乱れはほとんどなかった。   Further, when observing in detail the cutting edge ridge line region in which the above test was performed on the cutting edge replaceable cutting tip, the layer mainly composed of alumina is removed at least partially from the cutting edge ridge line region involved in cutting. There was almost no disturbance of wear in the edge area of the cutting edge as compared with the case where it was not removed.

<実施例3>
4.0質量%のTiC、6.0質量%のTaC、8.0質量%のCoおよび残部WCからなる組成(ただし不可避不純物を含む)の超硬合金粉末をプレスし、続けて真空雰囲気中で1400℃、1時間焼結し、その後平面研削処理および刃先稜線に対してSiCブラシによる刃先処理(すくい面側から見て0.05mm幅のホーニングを施す)を行なうことにより、JIS B4120(1998改)規定の切削チップSPGN120408と同形状の超硬合金製チップを作製し、これを基材とした。この基材は、表面に脱β層が形成されておらず、1つの面がすくい面となり、4つの面が逃げ面となるとともに、その逃げ面は刃先稜線(上記の通り刃先処理がされているので仮定的な稜となっている)を挟んですくい面と繋がるものであった。刃先稜線は、計4つ存在した。
<Example 3>
Pressing cemented carbide powder with a composition (including inevitable impurities) consisting of 4.0% by mass of TiC, 6.0% by mass of TaC, 8.0% by mass of Co and the balance of WC, followed by vacuum JIS B4120 (1998) by sintering at 1400 ° C. for 1 hour, followed by surface grinding and edge treatment with a SiC brush (honing with a width of 0.05 mm when viewed from the rake face side). (Revision) A chip made of cemented carbide having the same shape as the prescribed cutting chip SPGN120408 was produced and used as a base material. In this base material, a β-free layer is not formed on the surface, one surface is a rake surface, four surfaces are flank surfaces, and the flank surfaces are edge edge lines (the edge of the blade is treated as described above). (This is a hypothetical ridge) and is connected to the rake face. There were a total of four edge edges.

この基材の全面に対して、下層から順に下記の層を被覆層として公知の熱CVD法により形成した。すなわち、基材の表面側から順に、0.3μmのTiN、2.8μmのTiCN(MT−CVD法により形成)、および0.2μmのTiN、をそれぞれ第3層として形成し、その上に第1層である2.3μmのα−Al23を形成し、さらにその上に第2層である0.8μmのκ−Al23を形成した(この被覆層を被覆層No.101とする)。 On the entire surface of the substrate, the following layers were formed in order from the lower layer as a coating layer by a known thermal CVD method. That is, in order from the surface side of the substrate, 0.3 μm TiN, 2.8 μm TiCN (formed by MT-CVD method), and 0.2 μm TiN are formed as third layers, respectively, One layer of 2.3 μm α-Al 2 O 3 was formed, and a second layer of 0.8 μm κ-Al 2 O 3 was further formed thereon (this coating layer was coated with coating layer No. 101). And).

以下同様にして、この被覆層No.101に代えて下記の表4に記載した被覆層No.102〜105を別途それぞれ基材の全面に対して被覆した。   In the same manner, this coating layer No. In place of the coating layer No. 101 described in Table 4 below, 102 to 105 were separately coated on the entire surface of the substrate.

Figure 2008006542
Figure 2008006542

上記表4において、各層は左側のものから順に基材の表面上に積層させた。また、第3層について、MT−CVD(成膜温度900℃)の表記のないものは全てHT−CVD法(成膜温度1000℃)により形成したことを示す。また、第1層および第2層は、実施例1と同様の条件で成膜した。   In Table 4 above, each layer was laminated on the surface of the base material in order from the left side. In addition, the third layer without MT-CVD (deposition temperature 900 ° C.) indicates that it was formed by the HT-CVD method (deposition temperature 1000 ° C.). The first layer and the second layer were formed under the same conditions as in Example 1.

そしてこれらの被覆層を形成した基材の逃げ面またはすくい面に対して、実施例1と同様の処理方法A〜Cのいずれかを施すことにより、逃げ面およびすくい面の最上層が以下の表5に記載した構成のものとなるように被覆層の一部を除去した。   And by applying any one of the processing methods A to C as in Example 1 to the flank or rake face of the base material on which these coating layers are formed, the uppermost layer of the flank and rake face is as follows. A part of the coating layer was removed so as to have the configuration described in Table 5.

Figure 2008006542
Figure 2008006542

上記表5における表記であって上記表2と同様のものは、上記表2と同内容を示す。
このようにして、上記の表5に記載した本発明の実施例の刃先交換型切削チップNo.101〜110を得た。また、比較用として上記の処理方法A〜Cを施さなかった比較例の刃先交換型切削チップNo.111〜115を得た。
The notations in Table 5 above and similar to those in Table 2 have the same contents as in Table 2 above.
In this manner, the cutting edge replacement type cutting tip No. of the embodiment of the present invention described in Table 5 above was used. 101-110 were obtained. Further, for comparison, the cutting edge replacement type cutting tip No. 1 of the comparative example in which the above processing methods A to C were not applied. 111-115 were obtained.

なお、第1層および第2層のアルミナの結晶構造は、これらの刃先交換型切削チップについて刃先稜線(刃先処理されているため仮定的な稜)から逃げ面およびすくい面の方向にそれぞれ0.5mm離れた地点をXRDにより測定することにより確認し、表4記載のものであることを確認した。因みに、刃先交換型切削チップNo.101について、すくい面の最上層のXRDのピークには、その強度が最大となるものから5番目のものまでに面間隔d(Å)が2.55、2.37、1.60である3つのピークが含まれていたことにより、その最上層がα−Al23を主体として含む第1層であることを確認し、また、逃げ面の最上層のXRDのピークには、その強度が最大となるものから5番目のものまでに面間隔d(Å)が2.80、2.11、1.43である3つのピークが含まれていたことにより、その最上層がκ−Al23を主体として含む第2層であることを確認した。 The crystal structures of the alumina in the first layer and the second layer are 0. 0 in the direction of the flank and the rake face from the edge of the edge of the cutting edge-exchangeable cutting tip (assumed that the edge is treated). It confirmed by measuring by XRD the point 5 mm away, and confirmed that it was a thing of Table 4. Incidentally, the cutting edge exchange type cutting tip No. With respect to 101, the XRD peak of the uppermost layer of the rake face has an interplanar spacing d (Å) of 2.55, 2.37, and 1.60 from the highest intensity to the fifth peak 3 It was confirmed that the uppermost layer was the first layer mainly containing α-Al 2 O 3, and the XRD peak of the uppermost layer of the flank had its strength. Since the three peaks having the inter-plane spacing d (Å) of 2.80, 2.11 and 1.43 were included from the largest to the fifth, the uppermost layer was κ-Al It was confirmed that the second layer mainly contains 2 O 3 .

このようにして得られた本発明の実施例の刃先交換型切削チップNo.101〜110は、基材と、該基材上の少なくとも一部に形成された被覆層とを有するものであって、この基材は、刃先稜線と逃げ面とすくい面とを有し、この被覆層は、α型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む第1層とα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含む第2層とを含み、該第1層または該第2層のいずれか一方の層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、該第1層は、すくい面の少なくとも一部において最上層となり、該第2層は、逃げ面の少なくとも一部において最上層となるものであった(一部第3層が最上層となるものも含む)。   The blade tip replaceable cutting tip No. of the embodiment of the present invention thus obtained was obtained. 101-110 has a base material and the coating layer formed in at least one part on this base material, This base material has a cutting edge ridgeline, a flank, and a rake face, The coating layer includes a first layer mainly including alumina having an α-type crystal structure and a second layer mainly including alumina other than alumina having an α-type crystal structure, and the first layer or the second layer Either one of the layers is formed in a continuous state in a region connecting from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge, and the first layer is the uppermost layer in at least a part of the rake face, The second layer was the uppermost layer in at least a part of the flank (including some of which the third layer was the uppermost layer).

そして、これらの本発明の刃先交換型切削チップNo.101〜110および比較例の刃先交換型切削チップNo.111〜115について、下記条件で耐摩耗性試験を行なうことにより刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量(Vb)を測定するとともに、耐欠損性試験を行なうことにより破損率を求めた。その結果を上記の表5に示す。なお、逃げ面摩耗量(Vb)は、小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示し、破損率が小さくなる程、靭性に優れていることを示している。   And these cutting edge exchange type cutting tip No. of this invention. 101-110 and the comparative example cutting edge exchange type cutting tip No. About 111-115, while performing the abrasion resistance test on the following conditions, while measuring the flank wear amount (Vb) of a blade-tip-exchange-type cutting tip, the failure rate was calculated | required and the failure rate was calculated | required. The results are shown in Table 5 above. The flank wear amount (Vb) indicates that the smaller the value, the better the wear resistance, and the smaller the breakage rate, the better the toughness.

なお、以下の試験ではいずれも、カッターとしてDPG4100R(住友電工ハードメタル(株)製)を用い、このカッターに刃先交換型切削チップを1枚だけ取り付けて行なった。   In all of the following tests, DPG4100R (manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.) was used as a cutter, and only one blade-tip-exchangeable cutting tip was attached to this cutter.

<耐摩耗性試験の条件>
被削材:SKD61(HRC45)
切削速度:200m/min.
送り:0.2mm/刃
切込み:1.0mm
湿式/乾式:湿式(水溶性油)
切削長:2m
<耐欠損性試験の条件>
被削材:SCM435(HB260)ブロック材(スリット有)
切削速度:140m/min.
送り:0.45mm/刃
切込み:2.0mm
湿式/乾式:乾式
切削長:0.3m
評価:20コーナーを0.3m切削した場合の破損数(破損したコーナーの数)から破損率を求める(すなわち、破損率(%)=破損数/20×100)。
<Conditions for wear resistance test>
Work material: SKD61 (HRC45)
Cutting speed: 200 m / min.
Feeding: 0.2 mm / blade Cutting depth: 1.0 mm
Wet / dry: wet (water-soluble oil)
Cutting length: 2m
<Conditions for fracture resistance test>
Work material: SCM435 (HB260) Block material (with slit)
Cutting speed: 140 m / min.
Feed: 0.45mm / blade Cutting depth: 2.0mm
Wet / dry type: dry cutting length: 0.3m
Evaluation: The damage rate is obtained from the number of breaks (number of broken corners) when 20 corners are cut by 0.3 m (that is, the breakage rate (%) = number of breaks / 20 × 100).

なお、上記の各試験を行なった後の刃先交換型切削チップについて刃先稜線の使用識別の容易性を観察した(表5の最右欄)。   In addition, the ease of use identification of the blade edge ridge line was observed for the blade edge-exchangeable cutting tip after performing each of the above tests (the rightmost column in Table 5).

また、刃先交換型切削チップの残留応力についても測定した。この残留応力の測定は、比較例の刃先交換型切削チップNo.111〜113については第2層(それに含まれるκ−Al23について測定)、それ以外の刃先交換型切削チップについては第1層(それに含まれるα−Al23について測定)について各々次の測定箇所で行なった。すなわち、それぞれのすくい面について図20(本実施例の刃先交換型切削チップのすくい面のコーナー部を模式化した拡大平面図である)における領域Tに対してそれぞれスポット径0.3mmで任意の3点(各スポット間の距離は各スポットの中心が0.3mm以上離れるようにして設定した)を上述のX線応力測定装置を用いたsin2ψ法により測定し、その平均値を残留応力とした。その結果を同じく表5に示す。 Further, the residual stress of the blade tip type cutting tip was also measured. The measurement of the residual stress was performed by measuring the cutting edge replaceable cutting tip No. of Comparative Example. As for 111 to 113, the second layer (measured for κ-Al 2 O 3 contained therein), and for the other blade cutting type cutting tips, the first layer (measured for α-Al 2 O 3 contained therein), respectively. The following measurement was performed. That is, for each rake face, a spot diameter of 0.3 mm is arbitrary with respect to a region T in FIG. 20 (an enlarged plan view schematically showing the corner portion of the rake face of the cutting edge replacement type cutting tip of this embodiment). Three points (the distance between each spot was set so that the center of each spot was separated by 0.3 mm or more) were measured by the sin 2 ψ method using the above-mentioned X-ray stress measuring apparatus, and the average value was measured as the residual stress. It was. The results are also shown in Table 5.

表5より明らかなように、本発明の刃先交換型切削チップは比較例の刃先交換型切削チップに比し優れた靭性が示されるとともに、同等程度の耐摩耗性が示された。したがって、刃先交換型切削チップにおいて本発明の構成を採用すると耐摩耗性と靭性とが高度に両立されることが確認された。   As is apparent from Table 5, the cutting edge replaceable cutting tip of the present invention exhibited superior toughness and comparable wear resistance as compared with the cutting edge replaceable cutting tip of the comparative example. Therefore, it was confirmed that the wear resistance and the toughness are highly compatible when the configuration of the present invention is adopted in the cutting edge replaceable cutting tip.

なお、本発明の刃先交換型切削チップNo.101、104およびNo.108は、刃先稜線の使用識別はやや困難であったが、被削材の溶着量は非常に少なく被削材加工面の光沢が非常に優れていた。   Note that the cutting edge replacement type cutting tip No. 101, 104 and no. In No. 108, the use identification of the edge of the cutting edge was somewhat difficult, but the welding amount of the work material was very small, and the gloss of the work surface of the work material was very excellent.

また、各刃先交換型切削チップについて上記の試験が実施された刃先稜線を詳細に観察すると、被覆層に圧縮応力が付与されたものについてはチッピングがほとんど認められなかったのに対して、圧縮応力が付与されていないものについてはチッピングが認められたことから、被覆層に圧縮応力が付与されると靭性(耐欠損性)がさらに向上することが確認された。   Further, when observing in detail the cutting edge ridge line on which the above test was carried out for each cutting edge replaceable cutting tip, there was almost no chipping observed when the compressive stress was applied to the coating layer, whereas the compressive stress was Since no chipping was observed, chipping was observed, and it was confirmed that the toughness (breakage resistance) was further improved when compressive stress was applied to the coating layer.

なお、本実施例の刃先交換型切削チップは、チップブレーカを有するものではないが、チップブレーカを有するものについても本発明の効果は発揮される。また、本実施例の基材は、脱β層が形成されていないが、脱β層が形成されていても本発明の効果は発揮される。   In addition, although the blade edge | tip-exchange-type cutting tip of a present Example does not have a chip breaker, the effect of this invention is exhibited also about what has a chip breaker. Moreover, although the de-β layer is not formed on the base material of this example, the effect of the present invention is exhibited even if the de-β layer is formed.

<実施例4>
実施例3における本発明の刃先交換型切削チップNo.102を用いて、その切削に関与する刃先稜線領域(少なくとも刃先処理部を含む)に対してSiCブラシ(#320)による処理を施すことによりその部分に存する第1層または第2層(以下単にアルミナを主体とする層という)の一部または全部を除去し、各々除去率の異なる2種類の刃先交換型切削チップ(刃先交換型切削チップNo.102−2およびNo.102−3)を得た。
<Example 4>
In Example 3, the cutting edge replacement type cutting tip No. 102, by applying a treatment with a SiC brush (# 320) to a cutting edge ridge line region (including at least a cutting edge processing portion) involved in the cutting, the first layer or the second layer (hereinafter simply referred to as “the first layer”) Part or all of the layer (referred to as a layer mainly composed of alumina) is removed, and two types of blade-tip-exchangeable cutting tips (blade-tip-exchangeable cutting tips No. 102-2 and No. 102-3) having different removal rates are obtained. It was.

そして、これらの刃先交換型切削チップについてその除去率を実施例2と同様にして求めた。その結果を以下の表6に示す。   And the removal rate was calculated | required similarly to Example 2 about these blade-tip-exchange-type cutting tips. The results are shown in Table 6 below.

また、同様にして実施例3における本発明の刃先交換型切削チップNo.105およびNo.106についても、アルミナを主体とする層の異なった除去率を有するそれぞれ2種類の刃先交換型切削チップ(刃先交換型切削チップNo.105−2、No.105−3およびNo.106−2、No.106−3)を得、同様にして除去率を求めた。その結果を以下の表6に示す。   Similarly, the cutting edge replacement type cutting tip No. 1 of the present invention in Example 3 is used. 105 and No. Also for 106, two types of blade-tip-exchangeable cutting tips (blade-tip-exchangeable cutting tips No. 105-2, No. 105-3 and No. 106-2, each having different removal rates of layers mainly composed of alumina, No. 106-3) was obtained and the removal rate was determined in the same manner. The results are shown in Table 6 below.

なお、上記の各刃先交換型切削チップにおいては、SiCブラシによる処理により残留応力の数値が変化していないことを確認した。   In addition, in each said blade-tip-exchange-type cutting chip | tip, it confirmed that the numerical value of the residual stress did not change by the process by a SiC brush.

そして、これらの刃先交換型切削チップについて、実施例3と同様にして逃げ面摩耗量(Vb)および破損率を測定した。これらの結果を同じく表6に示す。   Then, the flank wear amount (Vb) and the breakage rate were measured for these blade-tip-exchangeable cutting tips in the same manner as in Example 3. These results are also shown in Table 6.

Figure 2008006542
Figure 2008006542

表6より明らかなように、アルミナを主体とする層が切削に関与する刃先稜線領域の一部または全部において形成されていない場合において、耐摩耗性および靭性がさらに向上することが確認できた。   As can be seen from Table 6, it was confirmed that the wear resistance and toughness were further improved when the layer mainly composed of alumina was not formed in part or all of the edge area of the cutting edge involved in cutting.

また、上記刃先交換型切削チップについて上記の試験が実施された刃先稜線領域を詳細に観察すると、アルミナを主体とする層が切削に関与する刃先稜線領域から少なくとも一部において除去されているものはそれが除去されていないものに比し刃先稜線領域の摩耗の乱れはほとんどなかった。   Further, when observing in detail the cutting edge ridge line region in which the above test was performed on the cutting edge replaceable cutting tip, the layer mainly composed of alumina is removed at least partially from the cutting edge ridge line region involved in cutting. There was almost no disturbance of wear in the edge area of the cutting edge as compared with the case where it was not removed.

<実施例5>
基材として実施例3の基材と同じものを用い、この基材を成膜装置(物理的蒸着装置)であるカソードにパルスDC電源を用いたアンバランストマグネトロンスパッタリング装置(冷陰極アーク式のイオンプレーティング/アンバランストマグネトロンスパッタリング複合機)に装着した。
<Example 5>
The same substrate as that of Example 3 was used as the substrate, and this substrate was used as a film formation apparatus (physical vapor deposition apparatus) as an unbalanced magnetron sputtering apparatus (a cold cathode arc type) using a pulsed DC power source. (Ion plating / unbalanced magnetron sputtering combined machine).

図18は、この成膜装置20の概略構成を示す模式図である。図18に示す成膜装置20内に複数のアーク蒸発源21、22およびアンバランストマグネトロンスパッタ蒸発源(以下、UBMスパッタ源と呼ぶ)23、24を配置し、各蒸発源間の中心点Cを中心とし蒸発源21〜24に各対向するようにして回転する保持具27に基材8を装着した。なお、必要なガスは、ガス導入口25から成膜装置20内へ導入される。また、成膜装置20内にはヒーター26が備えられている。   FIG. 18 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the film forming apparatus 20. A plurality of arc evaporation sources 21 and 22 and unbalanced magnetron sputtering evaporation sources (hereinafter referred to as UBM sputtering sources) 23 and 24 are arranged in the film forming apparatus 20 shown in FIG. The base material 8 was attached to a holder 27 that rotates in a manner that faces each of the evaporation sources 21 to 24. The necessary gas is introduced from the gas inlet 25 into the film forming apparatus 20. In addition, a heater 26 is provided in the film forming apparatus 20.

まず、アーク蒸発源21に所定のTiAl合金ターゲットをセットするとともにアーク蒸発源22に所定のTiターゲットをセットし、UBMスパッタ源23、24にAlをセットした。すなわち、UBMスパッタ源により第1層および第2層を形成し、アーク蒸発源により第3層を形成するものである。   First, a predetermined TiAl alloy target was set in the arc evaporation source 21, a predetermined Ti target was set in the arc evaporation source 22, and Al was set in the UBM sputtering sources 23 and 24. That is, the first layer and the second layer are formed by the UBM sputtering source, and the third layer is formed by the arc evaporation source.

まず、真空ポンプにより該装置のチャンバー内を1×10-3Pa以下に減圧するとともに、該装置内に設置されたヒーター26により上記基材8の温度を510℃に加熱した。 First, the inside of the chamber of the apparatus was depressurized to 1 × 10 −3 Pa or less by a vacuum pump, and the temperature of the substrate 8 was heated to 510 ° C. by a heater 26 installed in the apparatus.

次に、ガス導入口25からアルゴンガスを導入してチャンバー内の圧力を3Paに保持しながら、基板バイアス電源の電圧を徐々に上げ基材8に−950Vの電圧をかけることにより、アルゴンガス中でグロー放電を発生させてアルゴンイオンによる基材の表面のクリーニングを15分間行なった。その後、アルゴンガスを排気した。   Next, while introducing argon gas from the gas inlet 25 and maintaining the pressure in the chamber at 3 Pa, the voltage of the substrate bias power supply is gradually increased to apply a voltage of −950 V to the base material 8, thereby Then, glow discharge was generated and the surface of the substrate was cleaned with argon ions for 15 minutes. Thereafter, argon gas was exhausted.

次いで、基材8に−50Vのバイアス電圧をかけながらガス導入口25からN2(窒素ガス)を導入した状態で、100Aのアーク電流によりアーク蒸発源21を真空アーク放電させて、上記TiAl合金ターゲットをイオン化させることにより、基材8上に第3層として1.9μmのTiAlN層を形成した。 Next, in a state where N 2 (nitrogen gas) was introduced from the gas inlet 25 while applying a bias voltage of −50 V to the base material 8, the arc evaporation source 21 was subjected to vacuum arc discharge with an arc current of 100 A, and the TiAl alloy By ionizing the target, a 1.9 μm TiAlN layer was formed as a third layer on the substrate 8.

続いて、基材8の温度が720℃になるようにヒーター26を調節し、この基材8に対して基板バイアス電圧が−100VのパルスDC(パルス周波数250kHz、ON時間およびOFF時間とも2μsec.)を印加した状態で、40sccm(標準状態における1分間に40ccの流量)の酸素ガスおよび360sccmのアルゴンガスをガス導入口25から装置内に導入し装置内の圧力を1.1Paとした条件下、UBMスパッタ源23、24を放電させることにより基材8の上記第3層上に第1層として2.7μmのα−Al23層を形成した。なお、この場合、UBMスパッタ源に対してはパルスDC(パルス周波数100kHz、ON時間を8μsec.とし、OFF時間を2μsec.)を用い、スパッタ電力は2.8kWとした。 Subsequently, the heater 26 was adjusted so that the temperature of the base material 8 became 720 ° C., and a pulsed DC having a substrate bias voltage of −100 V with respect to the base material 8 (pulse frequency 250 kHz, ON time and OFF time 2 μsec. ) Is applied, oxygen gas of 40 sccm (flow rate of 40 cc per minute in the standard state) and argon gas of 360 sccm are introduced into the device from the gas inlet 25 and the pressure in the device is 1.1 Pa. Then, the UBM sputtering sources 23 and 24 were discharged to form a 2.7 μm α-Al 2 O 3 layer as the first layer on the third layer of the substrate 8. In this case, pulse DC (pulse frequency 100 kHz, ON time 8 μsec., OFF time 2 μsec.) Was used for the UBM sputtering source, and the sputtering power was 2.8 kW.

次いで、第1層を形成した基材8に−50Vのバイアス電圧をかけながらガス導入口25からN2(窒素ガス)を導入した状態で、100Aのアーク電流によりアーク蒸発源21を真空アーク放電させて、上記TiAl合金ターゲットをイオン化させることにより、上記第1層上に第3層として0.8μmのTiAlN層を形成した。 Next, in a state where N 2 (nitrogen gas) is introduced from the gas inlet 25 while applying a bias voltage of −50 V to the base material 8 on which the first layer is formed, the arc evaporation source 21 is vacuum-arc discharged by an arc current of 100 A. Then, the TiAl alloy target was ionized to form a 0.8 μm TiAlN layer as a third layer on the first layer.

続いて、上記のように複数の被覆層を形成した基材8の温度が620℃になるようにヒーター26を調節し、この基材8に対して基板バイアス電圧が−100VのパルスDC(パルス周波数250kHz、ON時間およびOFF時間とも2μsec.)を印加した状態で、40sccmの酸素ガスおよび360sccmのアルゴンガスをガス導入口25から装置内に導入し装置内の圧力を1.1Paとした条件下、UBMスパッタ源23、24を放電させることにより基材8の上記第3層上に第2層として0.9μmのγ−Al23層を形成した。なお、この場合、UBMスパッタ源に対してはパルスDC(パルス周波数100kHz、ON時間を8μsec.とし、OFF時間を2μsec.)を用い、スパッタ電力は2.8kWとした。 Subsequently, the heater 26 is adjusted so that the temperature of the substrate 8 on which the plurality of coating layers are formed as described above is 620 ° C., and a pulse DC (pulse pulse) with a substrate bias voltage of −100 V is applied to the substrate 8. In a state in which a frequency of 250 kHz and ON time and OFF time are both 2 μsec.), 40 sccm of oxygen gas and 360 sccm of argon gas are introduced into the apparatus through the gas inlet 25 and the pressure in the apparatus is 1.1 Pa. The UBM sputtering sources 23 and 24 were discharged to form a 0.9 μm γ-Al 2 O 3 layer as the second layer on the third layer of the substrate 8. In this case, pulse DC (pulse frequency 100 kHz, ON time 8 μsec., OFF time 2 μsec.) Was used for the UBM sputtering source, and the sputtering power was 2.8 kW.

次いで、上記のように第2層を形成した基材8に−50Vのバイアス電圧をかけながらガス導入口25からN2(窒素ガス)およびメタンガスを導入した状態で、100Aのアーク電流によりアーク蒸発源22を真空アーク放電させて、上記Tiターゲットをイオン化させることにより、上記第2層上に第3層として0.2μmのTiCN層を形成した(この被覆層を被覆層No.201とする)。 Next, arc evaporation is performed by an arc current of 100 A while N 2 (nitrogen gas) and methane gas are introduced from the gas inlet 25 while applying a bias voltage of −50 V to the base material 8 on which the second layer is formed as described above. The source 22 was subjected to vacuum arc discharge to ionize the Ti target to form a 0.2 μm TiCN layer as the third layer on the second layer (this coating layer is referred to as coating layer No. 201). .

以下上記と同様にして物理的蒸着法により、この被覆層No.201に代えて下記の表7に記載した被覆層No.202〜204を別途それぞれ基材の全面に対して被覆した。   Thereafter, this coating layer No. was formed by physical vapor deposition in the same manner as described above. In place of 201, the coating layer No. described in Table 7 below was used. 202 to 204 were separately coated on the entire surface of the substrate.

Figure 2008006542
Figure 2008006542

上記表7において、各層は左側のものから順に基材の表面上に積層させた。
そしてこれらの被覆層を形成した基材の逃げ面またはすくい面に対して、実施例1と同様の処理方法A〜Cのいずれかを施すことにより、逃げ面およびすくい面の最上層が以下の表8に記載した構成のものとなるように被覆層の一部を除去した。
In Table 7 above, each layer was laminated on the surface of the base material in order from the left side.
And by applying any one of the processing methods A to C as in Example 1 to the flank or rake face of the base material on which these coating layers are formed, the uppermost layer of the flank and rake face is as follows. A part of the coating layer was removed so as to have the structure described in Table 8.

Figure 2008006542
Figure 2008006542

上記表8における表記であって上記表2と同様のものは、上記表2と同内容を示す。
このようにして、上記の表8に記載した本発明の実施例の刃先交換型切削チップNo.201〜206を得た。また、比較用として上記の処理方法A〜Cを施さなかった比較例の刃先交換型切削チップNo.207〜210を得た。
The notations in Table 8 above and similar to those in Table 2 show the same contents as in Table 2 above.
In this way, the blade tip replaceable cutting tip No. of the embodiment of the present invention described in Table 8 above was used. 201-206 were obtained. Further, for comparison, the cutting edge replacement type cutting tip No. 1 of the comparative example in which the above processing methods A to C were not applied. 207-210 were obtained.

なお、第1層および第2層のアルミナの結晶構造は、これらの刃先交換型切削チップについて刃先稜線(刃先処理されているため仮定的な稜)から逃げ面およびすくい面の方向にそれぞれ0.5mmはなれた地点をXRDにより測定することにより確認し、表7記載のものであることを確認した。因みに、刃先交換型切削チップNo.203について、すくい面の最上層のXRDのピークは、アルミナに関しては明瞭なピークは4つ確認され、その強度が最大となるものから2番目のものまでの面間隔d(Å)が2.37および1.37であったことにより、その最上層がα−Al23を主体として含む第1層であることを確認し、また、逃げ面の最上層のXRDのピークには、その強度が最大となるものから5番目のものまでに面間隔d(Å)が2.28、1.97、1.39である3つのピークが含まれていたため、そのうち1.39を除外すると4つのピークのうち2つのピークがγ−Al23のピークとなることから、その最上層がγ−Al23を主体として含む第2層であることを確認した。 The crystal structures of the alumina in the first layer and the second layer are 0. 0 in the direction of the flank and the rake face from the edge of the edge of the cutting edge-exchangeable cutting tip (assumed that the edge is treated). It confirmed by measuring the spot which was 5 mm apart by XRD, and confirmed that it was a thing of Table 7. Incidentally, the cutting edge exchange type cutting tip No. With respect to 203, the XRD peak of the uppermost layer of the rake face is confirmed to have four distinct peaks for alumina, and the interplanar spacing d (も の) from the highest to the second is 2.37. And 1.37, it was confirmed that the uppermost layer was the first layer mainly containing α-Al 2 O 3, and the XRD peak of the uppermost layer on the flank had its strength Included three peaks with the interplanar spacing d (Å) of 2.28, 1.97, and 1.39 from the largest to the fifth one. Since two of the peaks are γ-Al 2 O 3 peaks, it was confirmed that the uppermost layer was a second layer mainly containing γ-Al 2 O 3 .

このようにして得られた本発明の実施例の刃先交換型切削チップNo.201〜206は、基材と、該基材上の少なくとも一部に形成された被覆層とを有するものであって、この基材は、刃先稜線と逃げ面とすくい面とを有し、この被覆層は、α型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む第1層とα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含む第2層とを含み、該第1層または該第2層のいずれか一方の層は、逃げ面から刃先稜線を挟んですくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、該第1層は、すくい面の少なくとも一部において最上層となり、該第2層は、逃げ面の少なくとも一部において最上層となるものであった(一部第3層が最上層となるものも含む)。   The blade tip replaceable cutting tip No. of the embodiment of the present invention thus obtained was obtained. 201-206 has a base material and the coating layer formed in at least one part on this base material, This base material has a cutting edge ridgeline, a flank, and a rake face, The coating layer includes a first layer mainly including alumina having an α-type crystal structure and a second layer mainly including alumina other than alumina having an α-type crystal structure, and the first layer or the second layer Either one of the layers is formed in a continuous state in a region connecting from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge, and the first layer is the uppermost layer in at least a part of the rake face, The second layer was the uppermost layer in at least a part of the flank (including some of which the third layer was the uppermost layer).

そして、これらの本発明の刃先交換型切削チップNo.201〜206および比較例の刃先交換型切削チップNo.207〜210について、下記条件で耐摩耗性試験を行なうことにより刃先交換型切削チップの逃げ面摩耗量(Vb)を測定するとともに、耐欠損性試験を行なうことにより破損率を求めた。その結果を上記の表8に示す。なお、逃げ面摩耗量(Vb)は、小さい数値のもの程、耐摩耗性に優れていることを示し、破損率が小さくなる程、靭性に優れていることを示している。   And these cutting edge exchange type cutting tip No. of this invention. 201 to 206 and the cutting edge exchange type cutting tip No. About 207-210, while performing the abrasion resistance test on the following conditions, the flank wear amount (Vb) of the blade-tip-exchange-type cutting tip was measured, and the breakage rate was obtained by performing the fracture resistance test. The results are shown in Table 8 above. The flank wear amount (Vb) indicates that the smaller the value, the better the wear resistance, and the smaller the breakage rate, the better the toughness.

なお、以下の試験ではカッターとして実施例3と同じDPG4100R(住友電工ハードメタル(株)製)を用い、このカッターに刃先交換型切削チップを1枚だけ取り付けて行なった。   In the following tests, the same DPG4100R (manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.) as in Example 3 was used as a cutter, and only one blade-tip-exchangeable cutting tip was attached to this cutter.

<耐摩耗性試験の条件>
被削材:FC250(HB220)
切削速度:350m/min.
送り:0.25mm/刃
切込み:2.0mm
湿式/乾式:乾式
切削長:20m
<耐欠損性試験の条件>
被削材:FCD450(HB210)ブロック材(スリット有)
切削速度:140m/min.
送り:0.45mm/刃
切込み:2.0mm
湿式/乾式:乾式
切削長:0.3m
評価:20コーナーを0.3m切削した場合の破損数(破損したコーナーの数)から破損率を求める(すなわち、破損率(%)=破損数/20×100)。
<Conditions for wear resistance test>
Work material: FC250 (HB220)
Cutting speed: 350 m / min.
Feed: 0.25mm / blade Cutting depth: 2.0mm
Wet / dry: dry
Cutting length: 20m
<Conditions for fracture resistance test>
Work material: FCD450 (HB210) Block material (with slits)
Cutting speed: 140 m / min.
Feed: 0.45mm / blade Cutting depth: 2.0mm
Wet / dry type: dry cutting length: 0.3m
Evaluation: The damage rate is obtained from the number of breaks (number of broken corners) when 20 corners are cut by 0.3 m (that is, the breakage rate (%) = number of breaks / 20 × 100).

なお、上記の各試験を行なった後の刃先交換型切削チップについて刃先稜線の使用識別の容易性を観察した(表8の最右欄)。   In addition, the ease of use identification of the blade edge ridge line was observed for the blade-tip-exchangeable cutting tip after each of the above tests (the rightmost column in Table 8).

また、刃先交換型切削チップの残留応力についても測定した。この残留応力の測定は、刃先交換型切削チップNo.207〜209については第2層(それに含まれるγ−Al23について測定)、それ以外の刃先交換型切削チップについては第1層(それに含まれるα−Al23について測定)について実施例3と同じ測定箇所および測定方法で行なった。その結果を同じく表8に示す。 Further, the residual stress of the blade tip type cutting tip was also measured. The measurement of the residual stress was performed by measuring the cutting edge no. For 207 to 209, the second layer (measured for γ-Al 2 O 3 contained therein) was used, and for the other blade cutting type cutting tips, the first layer (measured for α-Al 2 O 3 contained therein) was conducted. The same measurement location and measurement method as in Example 3 were used. The results are also shown in Table 8.

表8より明らかなように、本発明の刃先交換型切削チップは比較例の刃先交換型切削チップに比し優れた靭性が示されるとともに、同等程度の耐摩耗性が示された。したがって、刃先交換型切削チップにおいて本発明の構成を採用すると耐摩耗性と靭性とが高度に両立されることが確認された。   As is apparent from Table 8, the cutting edge-exchangeable cutting tip of the present invention showed toughness superior to that of the cutting edge-exchangeable cutting tip of the comparative example and an equivalent level of wear resistance. Therefore, it was confirmed that the wear resistance and the toughness are highly compatible when the configuration of the present invention is adopted in the cutting edge replaceable cutting tip.

なお、本発明の刃先交換型切削チップNo.203は、刃先稜線の使用識別はやや困難であったが、被削材の溶着量は非常に少なく被削材加工面の光沢が非常に優れていた。   Note that the cutting edge replacement type cutting tip No. In No. 203, it was somewhat difficult to identify the use of the edge of the cutting edge, but the welding amount of the work material was very small, and the gloss of the work surface of the work material was very excellent.

また、各刃先交換型切削チップについて上記の試験が実施された刃先稜線を詳細に観察すると、チッピングがほとんど認められなかった。これは、物理的蒸着法により被覆層を形成すると被覆層に圧縮応力が付与されることとなるので、そのために靭性(耐欠損性)が向上したものと考えられる。   Moreover, when the edge ridgeline in which said test was implemented about each blade-tip-exchange-type cutting tip was observed in detail, chipping was hardly recognized. This is probably because compressive stress is imparted to the coating layer when the coating layer is formed by physical vapor deposition, and therefore toughness (breakage resistance) is improved.

なお、本実施例の刃先交換型切削チップは、チップブレーカを有するものではないが、チップブレーカを有するものについても本発明の効果は発揮される。また、本実施例の基材は、脱β層が形成されていないが、脱β層が形成されていても本発明の効果は発揮される。   In addition, although the blade edge | tip-exchange-type cutting tip of a present Example does not have a chip breaker, the effect of this invention is exhibited also about what has a chip breaker. Moreover, although the de-β layer is not formed on the base material of this example, the effect of the present invention is exhibited even if the de-β layer is formed.

以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described as described above, it is also planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the above-described embodiments and examples.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

切削加工時における刃先交換型切削チップと被削材との接触状態を模式的に示した概略図である。It is the schematic which showed typically the contact state of the blade-tip-exchange-type cutting tip and work material at the time of cutting. 本発明の刃先交換型切削チップの一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the blade-tip-exchange-type cutting tip of this invention. 被覆層として第1層と第2層とを含む刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip containing a 1st layer and a 2nd layer as a coating layer. 被覆層として第1層と第2層と第3層とを含む刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip containing a 1st layer, a 2nd layer, and a 3rd layer as a coating layer. 被覆層として第3層を2層含む刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip containing two 3rd layers as a coating layer. 被覆層として第3層を2層含む図5とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 5 containing two 3rd layers as a coating layer. 被覆層として第3層を3層含む刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip containing three 3rd layers as a coating layer. 被覆層として第3層を2層含む図6とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 6 containing two 3rd layers as a coating layer. 被覆層として第1層と第2層とを含む図3とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 3 containing a 1st layer and a 2nd layer as a coating layer. 被覆層として第1層と第2層と第3層とを含む図4とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 被覆層として第3層を2層含む図5とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 5 containing two 3rd layers as a coating layer. 被覆層として第3層を2層含む図11とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 11 containing two 3rd layers as a coating layer. 被覆層として第3層を3層含む図7とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 7 containing 3rd 3rd layers as a coating layer. 被覆層として第3層を3層含む図13とは別態様の刃先交換型切削チップの部分概略断面図である。It is a partial schematic sectional drawing of the blade-tip-exchange-type cutting tip of another aspect different from FIG. 13 which contains three 3rd layers as a coating layer. 切れ刃長さを表わした刃先交換型切削チップの模式図である。It is a schematic diagram of the blade-tip-exchange-type cutting tip showing the cutting edge length. 図15におけるαの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の模式図である。It is the schematic diagram of the scanning electron micrograph which expanded the range of (alpha) in FIG. 図15におけるαの範囲を拡大した走査電子顕微鏡写真の別の模式図である。It is another schematic diagram of the scanning electron micrograph which expanded the range of (alpha) in FIG. 成膜装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the film-forming apparatus. 刃先交換型切削チップのすくい面のコーナー部を模式化した拡大平面図である。It is the enlarged plan view which modeled the corner part of the rake face of a blade-tip-exchange-type cutting tip. 刃先交換型切削チップのすくい面のコーナー部を模式化した図19とは別態様の拡大平面図である。FIG. 20 is an enlarged plan view of another aspect different from FIG. 19 in which the corner portion of the rake face of the blade-tip-exchange-type cutting tip is schematically shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 刃先交換型切削チップ、2 すくい面、3 逃げ面、4 刃先稜線、5 被削材、6 切り屑、7 貫通孔、8 基材、9 コーナー、11 第1層、12 第2層、13 第3層、14 被覆層、15 アルミナを主体とする層が形成されていない部分、20 成膜装置、21,22 アーク蒸発源、23,24 アンバランスドマグネトロンスパッタ蒸発源、25 ガス導入口、26 ヒーター、27 保持具。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cutting edge exchange type cutting tip, 2 Drake face, 3 Flank face, 4 Edge edge line, 5 Work material, 6 Chip, 7 Through-hole, 8 Base material, 9 Corner, 11 1st layer, 12 2nd layer, 13 3rd layer, 14 coating layer, 15 part in which layer mainly composed of alumina is not formed, 20 deposition apparatus, 21, 22 arc evaporation source, 23, 24 unbalanced magnetron sputter evaporation source, 25 gas inlet, 26 heaters, 27 holders.

Claims (9)

基材と、該基材上の少なくとも一部に形成された被覆層とを有する刃先交換型切削チップであって、
前記基材は、刃先稜線と逃げ面とすくい面とを有し、
前記被覆層は、α型の結晶構造を有するアルミナを主体として含む第1層とα型の結晶構造を有するアルミナ以外のアルミナを主体として含む第2層とを含み、
前記第1層または前記第2層のいずれか一方の層は、前記逃げ面から前記刃先稜線を挟んで前記すくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、
前記第1層は、前記すくい面の少なくとも一部において最上層となり、
前記第2層は、前記逃げ面の少なくとも一部において最上層となることを特徴とする刃先交換型切削チップ。
A cutting edge-exchangeable cutting tip having a base material and a coating layer formed on at least a part of the base material,
The substrate has a cutting edge ridgeline, a flank face and a rake face,
The coating layer includes a first layer mainly including alumina having an α-type crystal structure and a second layer mainly including alumina other than alumina having an α-type crystal structure,
Either one of the first layer and the second layer is formed in a continuous state in a region connected from the flank face to the rake face across the cutting edge ridge line,
The first layer is an uppermost layer in at least a part of the rake face,
The cutting edge exchange type cutting tip, wherein the second layer is an uppermost layer in at least a part of the flank.
前記第2層は、前記逃げ面から前記刃先稜線を挟んで前記すくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、
前記第1層は、前記すくい面の少なくとも一部において前記第2層上に形成されていることを特徴とする請求項1記載の刃先交換型切削チップ。
The second layer is formed in a continuous state in a region connected from the flank face to the rake face across the edge of the blade edge,
The cutting edge-exchangeable cutting tip according to claim 1, wherein the first layer is formed on the second layer in at least a part of the rake face.
前記第1層は、前記逃げ面から前記刃先稜線を挟んで前記すくい面へと繋がる領域において前記第2層上に連続した状態で形成された後、前記逃げ面の少なくとも一部を含む領域から除去されていることを特徴とする請求項2記載の刃先交換型切削チップ。   The first layer is formed in a continuous state on the second layer in a region connected from the flank to the rake face across the cutting edge ridge line, and then from a region including at least a part of the flank. The cutting edge replacement type cutting tip according to claim 2, wherein the cutting edge replacement type cutting tip is removed. 前記第1層は、前記逃げ面から前記刃先稜線を挟んで前記すくい面へと繋がる領域において連続した状態で形成されており、
前記第2層は、前記逃げ面の少なくとも一部において前記第1層上に形成されていることを特徴とする請求項1記載の刃先交換型切削チップ。
The first layer is formed in a continuous state in a region connected from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge.
The cutting edge replacement type cutting tip according to claim 1, wherein the second layer is formed on the first layer in at least a part of the flank.
前記第2層は、前記逃げ面から前記刃先稜線を挟んで前記すくい面へと繋がる領域において前記第1層上に連続した状態で形成された後、前記すくい面の少なくとも一部を含む領域から除去されていることを特徴とする請求項4記載の刃先交換型切削チップ。   The second layer is formed in a continuous state on the first layer in a region connected from the flank face to the rake face across the edge of the cutting edge, and then from a region including at least a part of the rake face. The cutting edge replacement type cutting tip according to claim 4, wherein the cutting edge replacement type cutting tip is removed. 前記被覆層は、前記第1層および前記第2層とは異なる第3層を1層以上含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。   The cutting edge exchangeable cutting tip according to any one of claims 1 to 5, wherein the coating layer includes one or more third layers different from the first layer and the second layer. 前記第3層は、前記逃げ面の少なくとも一部または前記すくい面の少なくとも一部において最上層となることを特徴とする請求項6記載の刃先交換型切削チップ。   The blade tip exchange type cutting tip according to claim 6, wherein the third layer is an uppermost layer in at least a part of the flank or at least a part of the rake face. 前記第3層は、前記第1層と前記第2層との間に形成されていることを特徴とする請求項6または7に記載の刃先交換型切削チップ。   The blade tip exchange type cutting tip according to claim 6 or 7, wherein the third layer is formed between the first layer and the second layer. 前記第3層は、前記基材上に形成されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の刃先交換型切削チップ。   The blade tip replaceable cutting tip according to any one of claims 6 to 8, wherein the third layer is formed on the base material.
JP2006180039A 2006-06-29 2006-06-29 Cutting edge changing type cutting tip Withdrawn JP2008006542A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006180039A JP2008006542A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Cutting edge changing type cutting tip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006180039A JP2008006542A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Cutting edge changing type cutting tip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008006542A true JP2008006542A (en) 2008-01-17

Family

ID=39065211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006180039A Withdrawn JP2008006542A (en) 2006-06-29 2006-06-29 Cutting edge changing type cutting tip

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008006542A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010115738A (en) * 2008-11-12 2010-05-27 Sumitomo Electric Hardmetal Corp Surface-coated cutting tool
CN102554319A (en) * 2010-12-26 2012-07-11 三菱综合材料株式会社 Carbon film cladding drill and manufacturing method thereof
CN107570772A (en) * 2017-09-07 2018-01-12 株洲钻石切削刀具股份有限公司 A kind of surface has the cutting tip of a variety of different coatings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010115738A (en) * 2008-11-12 2010-05-27 Sumitomo Electric Hardmetal Corp Surface-coated cutting tool
CN102554319A (en) * 2010-12-26 2012-07-11 三菱综合材料株式会社 Carbon film cladding drill and manufacturing method thereof
CN107570772A (en) * 2017-09-07 2018-01-12 株洲钻石切削刀具股份有限公司 A kind of surface has the cutting tip of a variety of different coatings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4783153B2 (en) Replaceable cutting edge
JP4739321B2 (en) Replaceable cutting edge
TWI537405B (en) Cutting tool
JP4994367B2 (en) CUTTING TOOL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND CUTTING METHOD
US7544024B2 (en) Coated cutting insert and manufacturing method thereof
JP5261018B2 (en) Surface coated cutting tool
JP2007136631A (en) Cutting tip with replaceable edge
JP6213867B2 (en) Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof
JP2008006546A (en) Cutting edge changing type cutting tip
JP2002113604A (en) Cutting tool
JP5074772B2 (en) Surface coated cutting tool
CN102883840A (en) Surface coated cutting tool
JP2007319964A (en) Cutting tip with replaceable cutting edge
JP2008006542A (en) Cutting edge changing type cutting tip
JP4973880B2 (en) Surface coated cutting tool
JP2007253316A (en) Cutter tip of edge replaceable type
JP5240607B2 (en) Surface coated cutting tool
JP2005262355A (en) Surface-coated cutting tool
KR101688346B1 (en) Surfacecoated cutting instrument and method for producing same
JP2006192543A (en) Surface-coated cutting tool and its manufacturing method
JP4878808B2 (en) Replaceable cutting edge
JP5252276B2 (en) Surface coated cutting tool
JP5286619B2 (en) Surface coated cutting tool
JP4512077B2 (en) Replaceable cutting edge
JP2010137315A (en) Surface coated cutting tool

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20090424

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20100119