JPH11286737A - サーメット工具 - Google Patents
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- JPH11286737A JPH11286737A JP10105669A JP10566998A JPH11286737A JP H11286737 A JPH11286737 A JP H11286737A JP 10105669 A JP10105669 A JP 10105669A JP 10566998 A JP10566998 A JP 10566998A JP H11286737 A JPH11286737 A JP H11286737A
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- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2200/00—Details of cutting inserts
- B23B2200/08—Rake or top surfaces
- B23B2200/085—Rake or top surfaces discontinuous
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- B23B—TURNING; BORING
- B23B2200/00—Details of cutting inserts
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2200/00—Details of cutting inserts
- B23B2200/24—Cross section of the cutting edge
- B23B2200/245—Cross section of the cutting edge rounded
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- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩耗部と非摩耗部との目視による判別を容易
に行うことができ、ひいては工具の寿命到来時期等を適
切に判定できるサーメット工具を提供する。 【解決手段】 サーメット表面に硬質被覆層を形成する
とともに、ＪＩＳＺ８７２１に規定された明度におい
て、その硬質被覆層の外観明度をＶS、彩度をＣSとした
ときに、ＶS が６以上及びＣSが４以上の少なくともい
ずれかを満たすものとした。サーメット工具においては
刃先に摩耗が進行すると、その部分が黒っぽい色（例え
ばＶｓが４〜１、ＣｓがＮ〜３に相当する）に変色す
る。そこで、硬質被覆層の外観明度および彩度を上記の
値に調整することで、摩耗部と非摩耗部とを明度あるい
は色彩の違いに基づいて、目視により容易に識別するこ
とができる。その結果、使用済工具の判別や工具寿命の
到来確認等を簡単に行うことができるようになる。
に行うことができ、ひいては工具の寿命到来時期等を適
切に判定できるサーメット工具を提供する。 【解決手段】 サーメット表面に硬質被覆層を形成する
とともに、ＪＩＳＺ８７２１に規定された明度におい
て、その硬質被覆層の外観明度をＶS、彩度をＣSとした
ときに、ＶS が６以上及びＣSが４以上の少なくともい
ずれかを満たすものとした。サーメット工具においては
刃先に摩耗が進行すると、その部分が黒っぽい色（例え
ばＶｓが４〜１、ＣｓがＮ〜３に相当する）に変色す
る。そこで、硬質被覆層の外観明度および彩度を上記の
値に調整することで、摩耗部と非摩耗部とを明度あるい
は色彩の違いに基づいて、目視により容易に識別するこ
とができる。その結果、使用済工具の判別や工具寿命の
到来確認等を簡単に行うことができるようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、サーメット工具
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】硬質相がＴｉと、Ｔｉ以外の（４ａ，５
ａ，６ａ）族元素成分（Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、Ｔａ及びＷ）との炭窒化物を主体とし、この硬質
相がＮｉ及び／又はＣｏを主体とする結合金属相で結合
されたサーメット焼結体は、旧来汎用されてきた超硬合
金に比べて、耐塑性変形性等に優れることから切削工具
の主流となっている。
ａ，６ａ）族元素成分（Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、Ｔａ及びＷ）との炭窒化物を主体とし、この硬質
相がＮｉ及び／又はＣｏを主体とする結合金属相で結合
されたサーメット焼結体は、旧来汎用されてきた超硬合
金に比べて、耐塑性変形性等に優れることから切削工具
の主流となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記サーメット焼結体
は、一般に外観が黒に近い色調を呈している。そのた
め、工具として使用するに伴い摩耗が進行しても、摩耗
した部分と、その周囲の未摩耗の部分とを目視判別する
のが難しい場合がある。そのため、工具寿命が既に尽き
ているのにそのまま加工を続行して被削物を損傷させた
り、逆に、まだ十分使えるのに寿命と判断して工具交換
してしまうなどの問題を生ずることがある。
は、一般に外観が黒に近い色調を呈している。そのた
め、工具として使用するに伴い摩耗が進行しても、摩耗
した部分と、その周囲の未摩耗の部分とを目視判別する
のが難しい場合がある。そのため、工具寿命が既に尽き
ているのにそのまま加工を続行して被削物を損傷させた
り、逆に、まだ十分使えるのに寿命と判断して工具交換
してしまうなどの問題を生ずることがある。
【０００４】本発明の課題は、摩耗部と非摩耗部との目
視による判別を容易に行うことができ、ひいては工具の
寿命到来時期等を適切に判定できるサーメット工具を提
供することにある。
視による判別を容易に行うことができ、ひいては工具の
寿命到来時期等を適切に判定できるサーメット工具を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、請求項に記載した以下のサーメット工具
を含む。 （請求項１）サーメットにより要部が構成されてなり、
そのサーメットは、Ｎｉ、又はＮｉ及びＣｏ（以下、結
合金属相形成成分という）を主体に構成される結合金属
相と、相の金属元素成分（以下、硬質相金属元素成分と
いう）として、主体をなすＴｉ成分と、Ｖ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷから選ばれる１種又
は２種以上の添加金属元素成分Ｍとを含有し、それら硬
質相金属元素成分の炭窒化物を主体に構成される硬質相
と、により組織が主に構成され、かつ該サーメットの表
面には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈ
ｆ、Ｔａ及びＷのうちの、Ｔｉを必須とする１種又は２
種以上を金属元素の主成分として、その金属元素の炭化
物、窒化物及び炭窒化物の少なくともいずれかを主体に
構成された表面被覆層が形成されており、さらに、ＪＩ
ＳＺ８７２１に規定された明度において、表面被覆層の
外観明度をＶS、彩度をＣSとしたときに、ＶSが６以上
及びＣSが４以上の少なくともいずれかを満たすものと
なっていることを特徴とするサーメット工具。（請求項
２） 表面被覆層は、その外観が、実質的に無彩色、又
はＪＩＳＺ８７２１に規定された色相環上にて、５ＰＢ
から５ＲＰを経て５Ｙに至る色相範囲に属する有彩色を
呈するものである請求項１記載のサーメット工具。
に、本発明は、請求項に記載した以下のサーメット工具
を含む。 （請求項１）サーメットにより要部が構成されてなり、
そのサーメットは、Ｎｉ、又はＮｉ及びＣｏ（以下、結
合金属相形成成分という）を主体に構成される結合金属
相と、相の金属元素成分（以下、硬質相金属元素成分と
いう）として、主体をなすＴｉ成分と、Ｖ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷから選ばれる１種又
は２種以上の添加金属元素成分Ｍとを含有し、それら硬
質相金属元素成分の炭窒化物を主体に構成される硬質相
と、により組織が主に構成され、かつ該サーメットの表
面には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈ
ｆ、Ｔａ及びＷのうちの、Ｔｉを必須とする１種又は２
種以上を金属元素の主成分として、その金属元素の炭化
物、窒化物及び炭窒化物の少なくともいずれかを主体に
構成された表面被覆層が形成されており、さらに、ＪＩ
ＳＺ８７２１に規定された明度において、表面被覆層の
外観明度をＶS、彩度をＣSとしたときに、ＶSが６以上
及びＣSが４以上の少なくともいずれかを満たすものと
なっていることを特徴とするサーメット工具。（請求項
２） 表面被覆層は、その外観が、実質的に無彩色、又
はＪＩＳＺ８７２１に規定された色相環上にて、５ＰＢ
から５ＲＰを経て５Ｙに至る色相範囲に属する有彩色を
呈するものである請求項１記載のサーメット工具。
【０００６】また、上記発明内容には、以下の内容の少
なくとも１つを付け加えることもできる。 （Ａ） 表面被覆層は、サーメットの表層最外部におい
て、硬質相を主体として結合金属相形成成分の重量含有
率が、該結合金属相形成成分のサーメット全体における
平均的な重量含有率よりも小さく形成されたものであ
り、その表面被覆層中における結合金属相形成成分の重
量含有率をＷB1とし、サーメットの該表面被覆層を除い
た残余の部分を本体部として該本体部中の結合金属相形
成成分の重量含有率をＷB2としたときに、 ０．１≦ＷB1／ＷB2 ≦０．７ を満たすものである。 （Ｂ） 表面被覆層は、サーメットの表層最外部におい
て、硬質相を主体として結合金属相形成成分の重量含有
率が、該結合金属相形成成分のサーメット全体における
平均的な重量含有率よりも小さく形成されたものであ
り、その表面被覆層中における硬質相金属元素成分の重
量含有率をＷR1、結合金属相形成成分の重量含有率をＷ
B1とし、サーメットの該表面被覆層を除いた残余の部分
を本体部として該本体部中の硬質相金属元素成分の重量
含有率をＷR2、同じく結合金属相形成成分の重量含有率
をＷB2としたときに、 ０．００５≦ＷB1／ＷR1 ≦０．１４ ０．０５≦ＷB2／ＷR2 ≦０．２ を満たすものである。 （Ｃ） 上記（Ａ）又は（Ｂ）において表面被覆層と本
体部とは、硬質相金属元素成分を形成する個々の金属元
素成分同士の相対的な含有比率がほぼ等しくなってい
る。 （Ｄ） 上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかにおいて、表面
被覆層の厚さが０．５〜５μｍの範囲で調整されてい
る。 （Ｅ） 上記（Ａ）〜（Ｄ）のいずれかにおいて表面被
覆層は、その外観が実質的に金属光沢を示さないもので
ある。
なくとも１つを付け加えることもできる。 （Ａ） 表面被覆層は、サーメットの表層最外部におい
て、硬質相を主体として結合金属相形成成分の重量含有
率が、該結合金属相形成成分のサーメット全体における
平均的な重量含有率よりも小さく形成されたものであ
り、その表面被覆層中における結合金属相形成成分の重
量含有率をＷB1とし、サーメットの該表面被覆層を除い
た残余の部分を本体部として該本体部中の結合金属相形
成成分の重量含有率をＷB2としたときに、 ０．１≦ＷB1／ＷB2 ≦０．７ を満たすものである。 （Ｂ） 表面被覆層は、サーメットの表層最外部におい
て、硬質相を主体として結合金属相形成成分の重量含有
率が、該結合金属相形成成分のサーメット全体における
平均的な重量含有率よりも小さく形成されたものであ
り、その表面被覆層中における硬質相金属元素成分の重
量含有率をＷR1、結合金属相形成成分の重量含有率をＷ
B1とし、サーメットの該表面被覆層を除いた残余の部分
を本体部として該本体部中の硬質相金属元素成分の重量
含有率をＷR2、同じく結合金属相形成成分の重量含有率
をＷB2としたときに、 ０．００５≦ＷB1／ＷR1 ≦０．１４ ０．０５≦ＷB2／ＷR2 ≦０．２ を満たすものである。 （Ｃ） 上記（Ａ）又は（Ｂ）において表面被覆層と本
体部とは、硬質相金属元素成分を形成する個々の金属元
素成分同士の相対的な含有比率がほぼ等しくなってい
る。 （Ｄ） 上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかにおいて、表面
被覆層の厚さが０．５〜５μｍの範囲で調整されてい
る。 （Ｅ） 上記（Ａ）〜（Ｄ）のいずれかにおいて表面被
覆層は、その外観が実質的に金属光沢を示さないもので
ある。
【０００７】
【作用・効果】本発明の請求項１のサーメット工具で
は、サーメット表面に表面被覆層を形成するとともに、
ＪＩＳＺ８７２１に規定された明度において、その表面
被覆層の外観明度をＶS、彩度をＣSとしたときに、ＶS
が６以上及びＣSが４以上の少なくともいずれかを満た
すものとした。サーメット工具においては刃先に摩耗が
進行すると、その部分が黒っぽい色（例えばＶｓが４〜
１、ＣｓがＮ〜３に相当する）に変色する。そこで、本
発明では表面被覆層の外観明度および彩度を上記の値に
調整することで、摩耗部と非摩耗部とを明度あるいは色
彩の違いに基づいて、目視により容易に識別することが
できる。その結果、使用済工具の判別や工具寿命の到来
確認等を簡単に行うことができるようになる。
は、サーメット表面に表面被覆層を形成するとともに、
ＪＩＳＺ８７２１に規定された明度において、その表面
被覆層の外観明度をＶS、彩度をＣSとしたときに、ＶS
が６以上及びＣSが４以上の少なくともいずれかを満た
すものとした。サーメット工具においては刃先に摩耗が
進行すると、その部分が黒っぽい色（例えばＶｓが４〜
１、ＣｓがＮ〜３に相当する）に変色する。そこで、本
発明では表面被覆層の外観明度および彩度を上記の値に
調整することで、摩耗部と非摩耗部とを明度あるいは色
彩の違いに基づいて、目視により容易に識別することが
できる。その結果、使用済工具の判別や工具寿命の到来
確認等を簡単に行うことができるようになる。
【０００８】表面被覆層の外観明度Ｖｓが６未満、ある
いは彩度Ｃｓが４未満になると、サーメット工具の摩耗
部（例えば使用済コーナー部）と非摩耗部とを目視によ
り識別することが困難になる。なお、上記Ｖｓは望まし
くは７以上、同じくＣｓは５以上とすることで、摩耗部
と非摩耗部との識別をさらに容易に行うことができる。
いは彩度Ｃｓが４未満になると、サーメット工具の摩耗
部（例えば使用済コーナー部）と非摩耗部とを目視によ
り識別することが困難になる。なお、上記Ｖｓは望まし
くは７以上、同じくＣｓは５以上とすることで、摩耗部
と非摩耗部との識別をさらに容易に行うことができる。
【０００９】また、表面被覆層は、その外観が、実質的
に無彩色、又はＪＩＳＺ８７２１に規定された色相環上
にて、５ＰＢから５ＲＰを経て５Ｙに至る色相範囲に属
する有彩色を呈するものとすることができる（請求項
２）。これにより上述と同様に工具の摩耗部と非摩耗部
との識別を容易に行うことができる。例えば、表面被覆
層の明度が使用済コーナー部のそれとほぼ同程度であっ
ても、前述の通り使用済コーナー部の彩度が３以下とな
るので、この場合は表面被覆層の彩度が４以上となって
いることで識別が可能となる。なお、ここでいう「実質
的に無彩色」とは、ＪＩＳＺ８７２１に規定された彩度
Ｃｓが１以下の色彩をいう。
に無彩色、又はＪＩＳＺ８７２１に規定された色相環上
にて、５ＰＢから５ＲＰを経て５Ｙに至る色相範囲に属
する有彩色を呈するものとすることができる（請求項
２）。これにより上述と同様に工具の摩耗部と非摩耗部
との識別を容易に行うことができる。例えば、表面被覆
層の明度が使用済コーナー部のそれとほぼ同程度であっ
ても、前述の通り使用済コーナー部の彩度が３以下とな
るので、この場合は表面被覆層の彩度が４以上となって
いることで識別が可能となる。なお、ここでいう「実質
的に無彩色」とは、ＪＩＳＺ８７２１に規定された彩度
Ｃｓが１以下の色彩をいう。
【００１０】サーメット中の、硬質相金属成分全体に対
するＴｉ成分の含有率は５０〜８０重量％となっている
のがよい。Ｔｉ成分の含有率が５０重量％未満になる
と、サーメットの耐塑性変形性あるいは耐摩耗性が損な
われることにつながる。一方、Ｔｉ成分の含有率が８０
重量％を超えると、サーメットの靱性が損なわれる場合
がある。なお、Ｔｉ成分の含有率は、より望ましくは６
０〜７０重量％となっているのがよい。
するＴｉ成分の含有率は５０〜８０重量％となっている
のがよい。Ｔｉ成分の含有率が５０重量％未満になる
と、サーメットの耐塑性変形性あるいは耐摩耗性が損な
われることにつながる。一方、Ｔｉ成分の含有率が８０
重量％を超えると、サーメットの靱性が損なわれる場合
がある。なお、Ｔｉ成分の含有率は、より望ましくは６
０〜７０重量％となっているのがよい。
【００１１】また、硬質相金属成分全体に対する添加金
属元素成分Ｍ（以下、Ｍ成分という）の含有率は２０〜
５０重量％となっているのがよい。Ｍ成分の含有率が５
０重量％を超えるとＴｉ成分が相対的に不足して、サー
メットの耐塑性変形性あるいは耐摩耗性が損なわれるこ
とにつながる。一方、Ｍ成分の含有率が２０重量％未満
になると、Ｔｉ成分が相対的に過剰となってサーメット
の靱性が損なわれる場合がある。なお、Ｍ成分の含有率
は、より望ましくは３０〜４０重量％となっているのが
よい。
属元素成分Ｍ（以下、Ｍ成分という）の含有率は２０〜
５０重量％となっているのがよい。Ｍ成分の含有率が５
０重量％を超えるとＴｉ成分が相対的に不足して、サー
メットの耐塑性変形性あるいは耐摩耗性が損なわれるこ
とにつながる。一方、Ｍ成分の含有率が２０重量％未満
になると、Ｔｉ成分が相対的に過剰となってサーメット
の靱性が損なわれる場合がある。なお、Ｍ成分の含有率
は、より望ましくは３０〜４０重量％となっているのが
よい。
【００１２】さらに、上記Ｔｉ成分及びＭ成分が、炭窒
化物相の構成元素として有効に取り込まれるためには、
サーメット中のＣ成分の含有率を７〜１２重量％とする
のがよく、望ましくは８〜１０重量％とするのがよい。
また、同様の理由により、サーメット中のＮ成分の含有
率は３〜８重量％、望ましくは５〜６重量％とするのが
よい。さらに、サーメット中のＣ成分の含有率をｘ、同
じくＮ成分の含有率をｙとしたときに、ｙ／（ｘ＋ｙ）
の値は０．３より大きく０．５未満となる範囲で調整す
るのがよい。
化物相の構成元素として有効に取り込まれるためには、
サーメット中のＣ成分の含有率を７〜１２重量％とする
のがよく、望ましくは８〜１０重量％とするのがよい。
また、同様の理由により、サーメット中のＮ成分の含有
率は３〜８重量％、望ましくは５〜６重量％とするのが
よい。さらに、サーメット中のＣ成分の含有率をｘ、同
じくＮ成分の含有率をｙとしたときに、ｙ／（ｘ＋ｙ）
の値は０．３より大きく０．５未満となる範囲で調整す
るのがよい。
【００１３】表面被覆層は、物理蒸着法（イオンプレー
ティング、スパッタ法等）あるいは化学蒸着法といった
気相成膜法により形成することができる。
ティング、スパッタ法等）あるいは化学蒸着法といった
気相成膜法により形成することができる。
【００１４】また、前記（Ａ）の構成では、工具の要部
を構成するサーメットの表層最外部に、内側の本体部と
同様の硬質相を主体として、結合金属相形成成分の重量
含有率を、該結合金属相形成成分のサーメット全体にお
ける平均的な重量含有率（あるいは本体部の重量含有
率）よりも小さくした表面被覆層を形成し、その表面被
覆層中の結合金属相形成成分の重量含有率（表面被覆層
中の結合金属相の量を反映したものとなる）をＷB1、本
体部中の結合金属相形成成分の重量含有率（本体部中の
結合金属相の量を反映したものとなる）をＷB2として、
０．１≦ＷB1／ＷB2 ≦０．７となるように調整してい
る。
を構成するサーメットの表層最外部に、内側の本体部と
同様の硬質相を主体として、結合金属相形成成分の重量
含有率を、該結合金属相形成成分のサーメット全体にお
ける平均的な重量含有率（あるいは本体部の重量含有
率）よりも小さくした表面被覆層を形成し、その表面被
覆層中の結合金属相形成成分の重量含有率（表面被覆層
中の結合金属相の量を反映したものとなる）をＷB1、本
体部中の結合金属相形成成分の重量含有率（本体部中の
結合金属相の量を反映したものとなる）をＷB2として、
０．１≦ＷB1／ＷB2 ≦０．７となるように調整してい
る。
【００１５】すなわち、上記表面被覆層は、結合金属相
の含有率が本体部よりは少くなるので、該本体部よりも
硬度が高くなる。他方、ＷB1／ＷB2 に換算した場合に
これが０．１以上となるよう、適量の結合金属相は存在
させる形としているから、硬質相の脱落等が生じにく
く、靱性にも優れた性状を有する。その結果、工具の耐
摩耗性を大幅に向上させることができる。また、上記の
ような表面被覆層は、気相成膜法による表面被覆層のよ
うに、サーメットの構成成分には由来しない原料を用い
て別工程によりいわば後付け形成するタイプのものとは
異なり、サーメット自身の表面を後述の方法により改質
することで容易に形成できる利点がある。
の含有率が本体部よりは少くなるので、該本体部よりも
硬度が高くなる。他方、ＷB1／ＷB2 に換算した場合に
これが０．１以上となるよう、適量の結合金属相は存在
させる形としているから、硬質相の脱落等が生じにく
く、靱性にも優れた性状を有する。その結果、工具の耐
摩耗性を大幅に向上させることができる。また、上記の
ような表面被覆層は、気相成膜法による表面被覆層のよ
うに、サーメットの構成成分には由来しない原料を用い
て別工程によりいわば後付け形成するタイプのものとは
異なり、サーメット自身の表面を後述の方法により改質
することで容易に形成できる利点がある。
【００１６】ＷB1／ＷB2 が０．１未満になると、表面
被覆層中の結合金属相が不足して硬質相の脱落等が生じ
やすくなり、工具の耐摩耗性改善効果が不十分となる。
他方、ＷB1／ＷB2 が０．７を超えると、表面被覆層の
硬度が不足し、工具の耐摩耗性改善効果が同様に不十分
となる。なお、上記ＷB1／ＷB2 は、より望ましくは
０．２〜０．５の範囲で調整するのがよい。
被覆層中の結合金属相が不足して硬質相の脱落等が生じ
やすくなり、工具の耐摩耗性改善効果が不十分となる。
他方、ＷB1／ＷB2 が０．７を超えると、表面被覆層の
硬度が不足し、工具の耐摩耗性改善効果が同様に不十分
となる。なお、上記ＷB1／ＷB2 は、より望ましくは
０．２〜０．５の範囲で調整するのがよい。
【００１７】また前記（Ｂ）の構成では、表面被覆層中
の硬質相金属元素成分の重量含有率（表面被覆層中の硬
質相の形成量を反映したものとなる）をＷR1、結合金属
相形成成分の重量含有率をＷB1とし、同じく本体部中の
硬質相金属元素成分の重量含有率（本体部中の硬質相の
形成量を反映したものとなる）をＷR2、結合金属相形成
成分の重量含有率をＷB2として、表面被覆層側において
は０．００５≦ＷB1／ＷR1≦０．１４となり、また本体
部側においては０．０５≦ＷB2／ＷR2≦０．２となるよ
うに調整している。
の硬質相金属元素成分の重量含有率（表面被覆層中の硬
質相の形成量を反映したものとなる）をＷR1、結合金属
相形成成分の重量含有率をＷB1とし、同じく本体部中の
硬質相金属元素成分の重量含有率（本体部中の硬質相の
形成量を反映したものとなる）をＷR2、結合金属相形成
成分の重量含有率をＷB2として、表面被覆層側において
は０．００５≦ＷB1／ＷR1≦０．１４となり、また本体
部側においては０．０５≦ＷB2／ＷR2≦０．２となるよ
うに調整している。
【００１８】すなわち、この構成においても表面被覆層
は、結合金属相の含有率が本体部よりは少くなるので、
該本体部よりも硬度が高くなる。他方、ＷB1／ＷR1に換
算した場合にこれが０．００５以上となるよう、適量の
結合金属相は存在させる形としているから、硬質相の脱
落等が生じにくく、靱性にも優れた性状を有する。その
結果、工具の耐摩耗性を大幅に向上させることができ
る。また、上記（Ａ）の工具と同様の製法上の利点も享
受できる。
は、結合金属相の含有率が本体部よりは少くなるので、
該本体部よりも硬度が高くなる。他方、ＷB1／ＷR1に換
算した場合にこれが０．００５以上となるよう、適量の
結合金属相は存在させる形としているから、硬質相の脱
落等が生じにくく、靱性にも優れた性状を有する。その
結果、工具の耐摩耗性を大幅に向上させることができ
る。また、上記（Ａ）の工具と同様の製法上の利点も享
受できる。
【００１９】表面被覆層側においては、ＷB1／ＷR1が
０．００５未満になると、表面被覆層中の結合金属相が
不足して硬質相の脱落等が生じやすくなり、サーメット
の耐摩耗性改善効果が不十分となる。他方、ＷB1／ＷR1
が０．１４を超えると、表面被覆層中の結合金属相の量
が逆に過剰となり、硬度が不足して耐摩耗性改善効果が
同様に不十分となる。ＷB1／ＷR1は、望ましくは０．０
１〜０．１１となるように調整するのがよい。
０．００５未満になると、表面被覆層中の結合金属相が
不足して硬質相の脱落等が生じやすくなり、サーメット
の耐摩耗性改善効果が不十分となる。他方、ＷB1／ＷR1
が０．１４を超えると、表面被覆層中の結合金属相の量
が逆に過剰となり、硬度が不足して耐摩耗性改善効果が
同様に不十分となる。ＷB1／ＷR1は、望ましくは０．０
１〜０．１１となるように調整するのがよい。
【００２０】また、本体部側においては、ＷB2／ＷR2が
０．０５未満になると、結合金属相が不足して材料が脆
弱化し、サーメットの耐欠損性が悪化することにつなが
る。他方、ＷB2／ＷR2が０．２を超えると、硬質相の形
成量が不足して、サーメットの耐摩耗性が不十分とな
る。ＷB2／ＷR2は、望ましくは０．０７〜０．１６とな
るように調整するのがよい。
０．０５未満になると、結合金属相が不足して材料が脆
弱化し、サーメットの耐欠損性が悪化することにつなが
る。他方、ＷB2／ＷR2が０．２を超えると、硬質相の形
成量が不足して、サーメットの耐摩耗性が不十分とな
る。ＷB2／ＷR2は、望ましくは０．０７〜０．１６とな
るように調整するのがよい。
【００２１】なお、該（Ｂ）の構成においても、（Ａ）
の構成と同様に、０．１≦ＷB1／ＷB2 ≦０．７（望ま
しくは０．２≦ＷB1／ＷB2 ≦０．５）とすれば、サー
メットの耐摩耗性を向上させる効果をさらに顕著に達成
することができる。
の構成と同様に、０．１≦ＷB1／ＷB2 ≦０．７（望ま
しくは０．２≦ＷB1／ＷB2 ≦０．５）とすれば、サー
メットの耐摩耗性を向上させる効果をさらに顕著に達成
することができる。
【００２２】上記（Ａ）ないし（Ｂ）の構成のサーメッ
ト工具は、下記製造方法にて簡単に製造することができ
る。すなわち、該製造方法においては、硬質相原料粉末
と結合金属相原料粉末とを所定量配合した混合粉末を所
定の形状に成形し、得られた成形体を１４５０〜１６５
０℃の範囲で設定される焼成温度で焼成する。そして、
その焼成後において、少なくとも１４５０℃から１３０
０℃までの温度範囲における平均の冷却速度が７〜５０
℃／分となり、かつ少なくともその温度範囲における冷
却雰囲気として、５０ｔｏｒｒ以上の分圧の窒素及び／
又は不活性ガス（例えばアルゴン）を含有する雰囲気を
使用して冷却を行うことを要旨とする。成形体を焼成す
ることにより、硬質相原料粉末に基づいて硬質相が、ま
た結合金属相原料粉末に基づいて結合金属相が形成さ
れ、サーメット焼結体となる。そして、その焼成後の冷
却を上記冷却速度及び雰囲気で行うことにより、サーメ
ット表層部は金属結合金属層の量が減少し、硬質相の比
率が相対的に高められて、上記表面被覆層に改質される
こととなる。
ト工具は、下記製造方法にて簡単に製造することができ
る。すなわち、該製造方法においては、硬質相原料粉末
と結合金属相原料粉末とを所定量配合した混合粉末を所
定の形状に成形し、得られた成形体を１４５０〜１６５
０℃の範囲で設定される焼成温度で焼成する。そして、
その焼成後において、少なくとも１４５０℃から１３０
０℃までの温度範囲における平均の冷却速度が７〜５０
℃／分となり、かつ少なくともその温度範囲における冷
却雰囲気として、５０ｔｏｒｒ以上の分圧の窒素及び／
又は不活性ガス（例えばアルゴン）を含有する雰囲気を
使用して冷却を行うことを要旨とする。成形体を焼成す
ることにより、硬質相原料粉末に基づいて硬質相が、ま
た結合金属相原料粉末に基づいて結合金属相が形成さ
れ、サーメット焼結体となる。そして、その焼成後の冷
却を上記冷却速度及び雰囲気で行うことにより、サーメ
ット表層部は金属結合金属層の量が減少し、硬質相の比
率が相対的に高められて、上記表面被覆層に改質される
こととなる。
【００２３】なお、熱処理後の冷却条件を上記のように
設定することで、サーメット表層部の結合金属相が減少
する機構として、下記のようなことが推定される。すな
わち、焼結中においては、被焼成物の中心部から外側に
向けて金属相の構成元素の拡散が生ずる。そして、焼結
完了後の冷却時においては、その初期段階で雰囲気中に
窒素及び／又は不活性ガスを所定値以上の圧力で導入す
ると、硬質相粒子の窒化もしくは炭化が促進されて表層
部の硬質相の粒成長が起こるとともに硬質相と結合金属
相との濡れ性が低下し、結合金属相の一部が外部にはじ
き出されやすくなる（あるいは揮発しやすくなる）結
果、該表層部の結合金属相が減少するものと考えられ
る。
設定することで、サーメット表層部の結合金属相が減少
する機構として、下記のようなことが推定される。すな
わち、焼結中においては、被焼成物の中心部から外側に
向けて金属相の構成元素の拡散が生ずる。そして、焼結
完了後の冷却時においては、その初期段階で雰囲気中に
窒素及び／又は不活性ガスを所定値以上の圧力で導入す
ると、硬質相粒子の窒化もしくは炭化が促進されて表層
部の硬質相の粒成長が起こるとともに硬質相と結合金属
相との濡れ性が低下し、結合金属相の一部が外部にはじ
き出されやすくなる（あるいは揮発しやすくなる）結
果、該表層部の結合金属相が減少するものと考えられ
る。
【００２４】いずれにしろ上記方法によれば、サーメッ
ト表面に表面被覆層が形成された本発明の工具を、サー
メット自身の表面改質により容易に形成することができ
る。しかも、その表面改質処理が、焼成後の冷却時に行
われる形となるので、表面被覆層形成のための別工程を
実施しなくともよく、成膜に先立つ表面研磨等の前処理
工程も不要となる。その結果、工具の製造工数を効果的
に削減でき、工具価格を低廉なものとすることが可能と
なる。
ト表面に表面被覆層が形成された本発明の工具を、サー
メット自身の表面改質により容易に形成することができ
る。しかも、その表面改質処理が、焼成後の冷却時に行
われる形となるので、表面被覆層形成のための別工程を
実施しなくともよく、成膜に先立つ表面研磨等の前処理
工程も不要となる。その結果、工具の製造工数を効果的
に削減でき、工具価格を低廉なものとすることが可能と
なる。
【００２５】上記製造方法においては、焼成温度が１６
５０℃を超えると結晶粒成長が過度に進行するので必要
な強度が確保できなくなる。一方、焼成温度が１４５０
℃未満の場合は材料の緻密化が不十分となり、同様に強
度が不足する結果につながる。なお、焼成温度は、望ま
しくは１５００〜１６５０℃の範囲とするのがよい。
５０℃を超えると結晶粒成長が過度に進行するので必要
な強度が確保できなくなる。一方、焼成温度が１４５０
℃未満の場合は材料の緻密化が不十分となり、同様に強
度が不足する結果につながる。なお、焼成温度は、望ま
しくは１５００〜１６５０℃の範囲とするのがよい。
【００２６】他方、１４５０℃から１３００℃までの温
度範囲における冷却速度が７℃／分未満になると、工具
の耐摩耗性が損なわれることにつながる。これは、表面
被覆層中の金属相の含有量が過剰となるためであると考
えられる。また、５０℃／分を超えると、冷却時の熱衝
撃で焼結体にクラック等の欠陥が生じやすくなる。それ
故、冷却速度は７〜５０℃／分とするのがよく、望まし
くは１０〜３０℃／分とするのがよい。なお、上記範囲
の冷却速度を維持する温度区間は、１４５０℃よりも高
温側（例えば焼成温度まで）に拡張すること、あるいは
１３００℃よりも低温側に拡張することが可能である。
度範囲における冷却速度が７℃／分未満になると、工具
の耐摩耗性が損なわれることにつながる。これは、表面
被覆層中の金属相の含有量が過剰となるためであると考
えられる。また、５０℃／分を超えると、冷却時の熱衝
撃で焼結体にクラック等の欠陥が生じやすくなる。それ
故、冷却速度は７〜５０℃／分とするのがよく、望まし
くは１０〜３０℃／分とするのがよい。なお、上記範囲
の冷却速度を維持する温度区間は、１４５０℃よりも高
温側（例えば焼成温度まで）に拡張すること、あるいは
１３００℃よりも低温側に拡張することが可能である。
【００２７】また、冷却雰囲気中の窒素及び／又は不活
性ガスの分圧が５０ｔｏｒｒ未満になると、表面被覆層
の形成が不十分となり、工具の耐摩耗性が不足すること
につながる。窒素及び／又は不活性ガスの分圧は、より
望ましくは１００ｔｏｒｒ以上とするのがよい。なお、
窒素と不活性ガスとは、各々単独で使用しても、混合し
て使用してもいずれでもよい。
性ガスの分圧が５０ｔｏｒｒ未満になると、表面被覆層
の形成が不十分となり、工具の耐摩耗性が不足すること
につながる。窒素及び／又は不活性ガスの分圧は、より
望ましくは１００ｔｏｒｒ以上とするのがよい。なお、
窒素と不活性ガスとは、各々単独で使用しても、混合し
て使用してもいずれでもよい。
【００２８】なお、上記（Ａ）ないし（Ｂ）の構成にお
いては、サーメットの本体部の硬質相金属元素成分の重
量含有率ＷR2、及び結合金属相形成成分の重量含有率Ｗ
B2は、硬質相原料粉末と結合金属相原料粉末との配合比
率により調整できる。また、表面被覆層中における硬質
相金属元素成分の重量含有率ＷR1、及び結合金属相形成
成分の重量含有率ＷB1は、上記配合比率のほか、焼成後
の冷却における雰囲気ガスの圧力及び／又は冷却速度に
応じて調整できる。例えば、ＷB1（すなわち、結合金属
相の量）を減少させたい場合は、比較的高圧の雰囲気中
で急速冷却を行うようにし、増加させたい場合はこの逆
とする。
いては、サーメットの本体部の硬質相金属元素成分の重
量含有率ＷR2、及び結合金属相形成成分の重量含有率Ｗ
B2は、硬質相原料粉末と結合金属相原料粉末との配合比
率により調整できる。また、表面被覆層中における硬質
相金属元素成分の重量含有率ＷR1、及び結合金属相形成
成分の重量含有率ＷB1は、上記配合比率のほか、焼成後
の冷却における雰囲気ガスの圧力及び／又は冷却速度に
応じて調整できる。例えば、ＷB1（すなわち、結合金属
相の量）を減少させたい場合は、比較的高圧の雰囲気中
で急速冷却を行うようにし、増加させたい場合はこの逆
とする。
【００２９】次に、前記方法にて製造される（Ａ）ない
し（Ｂ）のサーメットにおいては、サーメット表層部
が、結合金属相を減少させる形で変質して生ずるもので
あり、その硬質相の組成のみで比較した場合に、表面被
覆層と本体部とでは、硬質相金属元素成分を形成する個
々の金属元素成分同士の相対的な含有比率はほぼ等しく
なる形となる。すなわち、表面被覆層は、基本的には本
体部と同様の組成の硬質相を本体部よりは多く含む形と
なるので、良好な耐摩耗性を確保することが可能とな
る。
し（Ｂ）のサーメットにおいては、サーメット表層部
が、結合金属相を減少させる形で変質して生ずるもので
あり、その硬質相の組成のみで比較した場合に、表面被
覆層と本体部とでは、硬質相金属元素成分を形成する個
々の金属元素成分同士の相対的な含有比率はほぼ等しく
なる形となる。すなわち、表面被覆層は、基本的には本
体部と同様の組成の硬質相を本体部よりは多く含む形と
なるので、良好な耐摩耗性を確保することが可能とな
る。
【００３０】また、表面被覆層の厚さは、０．５〜５μ
ｍの範囲で調整するのがよい。表面被覆層の厚さが０．
５μｍ未満になると、該表面被覆層形成による耐摩耗性
向上の効果が不十分となる場合がある。他方、表面被覆
層は本体部よりも脆いため、その厚さを５μｍ以上にす
ると、表面被覆層にチッピングを生じやすくなる不具合
につながる。それ故、表面被覆層の厚さは上記範囲で調
整するのがよく、望ましくは２〜４μｍ、より望ましく
は２．５〜３μｍとするのがよい。
ｍの範囲で調整するのがよい。表面被覆層の厚さが０．
５μｍ未満になると、該表面被覆層形成による耐摩耗性
向上の効果が不十分となる場合がある。他方、表面被覆
層は本体部よりも脆いため、その厚さを５μｍ以上にす
ると、表面被覆層にチッピングを生じやすくなる不具合
につながる。それ故、表面被覆層の厚さは上記範囲で調
整するのがよく、望ましくは２〜４μｍ、より望ましく
は２．５〜３μｍとするのがよい。
【００３１】上記表面被覆層は、その形成条件を適宜調
整することにより、外観の色彩を前記範囲内のものとす
ることができる。また、焼結後のサーメットの表面を酸
処理することにより、上記表面被覆層を改質することが
できる。この改質により、例えば表面被覆層の外観色調
を調整する（例えば彩度を高くする）ことが可能とな
り、使用済コーナー部を一層容易に識別できるようにな
る場合がある。使用できる酸としては、塩酸、硝酸、あ
るいは王水（例えば硝酸と塩酸の混合体積比が硝酸：塩
酸＝１：３程度のもの）などがある。
整することにより、外観の色彩を前記範囲内のものとす
ることができる。また、焼結後のサーメットの表面を酸
処理することにより、上記表面被覆層を改質することが
できる。この改質により、例えば表面被覆層の外観色調
を調整する（例えば彩度を高くする）ことが可能とな
り、使用済コーナー部を一層容易に識別できるようにな
る場合がある。使用できる酸としては、塩酸、硝酸、あ
るいは王水（例えば硝酸と塩酸の混合体積比が硝酸：塩
酸＝１：３程度のもの）などがある。
【００３２】
【実施例】以下、本発明のサーメット工具を実施例によ
り具体的に説明する。まず、原料粉末として使用したの
は、平均粒径１．５μｍの炭窒化チタン粉末（炭化チタ
ン／窒化チタン＝５０／５０）、平均粒径１．０μｍの
炭化チタン粉末、平均粒径１．４μｍの窒化チタン粉
末、平均粒径１．４μｍの炭化ニオブ粉末、平均粒径
１．６μｍの炭化タンタル粉末、平均粒径３．３μｍの
炭化モリブデン（Ｍｏ2Ｃ）粉末、平均粒径１．６μｍ
の炭化タングステン粉末、平均粒径３．０μｍのニッケ
ル粉末、及び平均粒径１．５μｍのコバルト粉末であ
る。まず、表１のＡ及びＢの各種成分比率となるように
上記原料粉末を配合し、アセトンを溶媒としてボールミ
ルにより７２ｈｒ混合した。混合後の粉末は乾燥後、マ
イクロワツクス系バインダーを添加して混練・乾燥後、
６０メッシュのふるいを通して造粒粉末とした。次い
で、その造粒粉末を１．５ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力でプレ
ス成形して所定の工具形状に成形し、脱ワックスを行っ
た（表３：試料番号１〜６、ただし番号５，６は本発明
の範囲外のものである）。
り具体的に説明する。まず、原料粉末として使用したの
は、平均粒径１．５μｍの炭窒化チタン粉末（炭化チタ
ン／窒化チタン＝５０／５０）、平均粒径１．０μｍの
炭化チタン粉末、平均粒径１．４μｍの窒化チタン粉
末、平均粒径１．４μｍの炭化ニオブ粉末、平均粒径
１．６μｍの炭化タンタル粉末、平均粒径３．３μｍの
炭化モリブデン（Ｍｏ2Ｃ）粉末、平均粒径１．６μｍ
の炭化タングステン粉末、平均粒径３．０μｍのニッケ
ル粉末、及び平均粒径１．５μｍのコバルト粉末であ
る。まず、表１のＡ及びＢの各種成分比率となるように
上記原料粉末を配合し、アセトンを溶媒としてボールミ
ルにより７２ｈｒ混合した。混合後の粉末は乾燥後、マ
イクロワツクス系バインダーを添加して混練・乾燥後、
６０メッシュのふるいを通して造粒粉末とした。次い
で、その造粒粉末を１．５ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力でプレ
ス成形して所定の工具形状に成形し、脱ワックスを行っ
た（表３：試料番号１〜６、ただし番号５，６は本発明
の範囲外のものである）。
【００３３】
【表１】
【００３４】これら成形体を焼成炉に装入し、焼成炉内
を１００Ｔｏｒｒ以下の各種分圧の窒素雰囲気に保ちつ
つ、図１に示すように、室温から１２００℃までは１０
℃／分の平均温度勾配により加熱し、該１２００℃で脱
ガスのため３０分保持した。その後、炉内に所定分圧の
窒素あるいはアルゴンを導入して表２に示す各種焼結雰
囲気とし、さらに５℃／分の昇温速度で昇温を続けて焼
成温度（最高温度１６００℃）にて１時間保持した。次
いで、焼成保持が終了すると、炉内に所定分圧の窒素あ
るいはアルゴンを導入して表２に示す各種冷却雰囲気と
し、１３００℃までの平均冷却速度が表２の各種値とな
るように冷却を行い、サーメット焼結体を製造した。
を１００Ｔｏｒｒ以下の各種分圧の窒素雰囲気に保ちつ
つ、図１に示すように、室温から１２００℃までは１０
℃／分の平均温度勾配により加熱し、該１２００℃で脱
ガスのため３０分保持した。その後、炉内に所定分圧の
窒素あるいはアルゴンを導入して表２に示す各種焼結雰
囲気とし、さらに５℃／分の昇温速度で昇温を続けて焼
成温度（最高温度１６００℃）にて１時間保持した。次
いで、焼成保持が終了すると、炉内に所定分圧の窒素あ
るいはアルゴンを導入して表２に示す各種冷却雰囲気と
し、１３００℃までの平均冷却速度が表２の各種値とな
るように冷却を行い、サーメット焼結体を製造した。
【００３５】
【表２】
【００３６】上記各サーメット焼結体は、後記切削性能
試験が終了した後に、中央部を切断して断面を鏡面研磨
した後、表面被覆層の厚さ及び組成と本体部の組成と
を、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）付属のＥＰＭＡ（電子プ
ローブ微小分析；ただしエネルギー分散型Ｘ線分光方式
による）により、次のようにして測定した。まず、表面
被覆層の厚さについては、焼結体の断面を二次電子線像
によりＳＥＭ観察し（倍率５０００倍）、得られる組織
写真からこれを測定した。すなわち、二次電子線像にお
いては、導電率の高い結合金属相を多く含む本体部は、
該結合金属相の含有量が少ない表面被覆層よりも明るく
表れるので、そのコントラストから両者の境界を定める
ことができる。
試験が終了した後に、中央部を切断して断面を鏡面研磨
した後、表面被覆層の厚さ及び組成と本体部の組成と
を、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）付属のＥＰＭＡ（電子プ
ローブ微小分析；ただしエネルギー分散型Ｘ線分光方式
による）により、次のようにして測定した。まず、表面
被覆層の厚さについては、焼結体の断面を二次電子線像
によりＳＥＭ観察し（倍率５０００倍）、得られる組織
写真からこれを測定した。すなわち、二次電子線像にお
いては、導電率の高い結合金属相を多く含む本体部は、
該結合金属相の含有量が少ない表面被覆層よりも明るく
表れるので、そのコントラストから両者の境界を定める
ことができる。
【００３７】他方、本体部の組成は、断面中央部をＳＥ
Ｍにより倍率５０００倍にて拡大するとともに、その視
野中に縦３０μｍ、横４０μｍの分析領域を設定し、該
領域内で電子線を走査して各成分の特性Ｘ線強度を測定
し、その強度比から組成を決定した。なお、分析領域は
異なる視野にて３ケ所設定し、それぞれ得られた３領域
からの組成値を平均化したものを、最終的に求める組成
値とした。他方、表面被覆層の組成も同様に、断面をＳ
ＥＭにより倍率５０００倍にて拡大し、その視野中に直
径１μｍの電子線プローブを照射して各成分の特性Ｘ線
強度を測定し、その強度比から組成を決定した（この場
合も組成は、３ケ所の平均値として算出している）。こ
の測定結果を表３に示す。
Ｍにより倍率５０００倍にて拡大するとともに、その視
野中に縦３０μｍ、横４０μｍの分析領域を設定し、該
領域内で電子線を走査して各成分の特性Ｘ線強度を測定
し、その強度比から組成を決定した。なお、分析領域は
異なる視野にて３ケ所設定し、それぞれ得られた３領域
からの組成値を平均化したものを、最終的に求める組成
値とした。他方、表面被覆層の組成も同様に、断面をＳ
ＥＭにより倍率５０００倍にて拡大し、その視野中に直
径１μｍの電子線プローブを照射して各成分の特性Ｘ線
強度を測定し、その強度比から組成を決定した（この場
合も組成は、３ケ所の平均値として算出している）。こ
の測定結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】そして、この測定結果から算出した前述の
ＷB1、ＷR1、ＷB2、ＷR2、ＷB1／ＷB2、ＷB1／ＷR1及び
ＷB2／ＷR2の各値を表４に示している。また、各サーメ
ット焼結体に対しガス分析を行って測定したＣ及びＮの
各成分の含有量と、前述のｙ／（ｘ＋ｙ）の値も合わせ
て表４に示す。
ＷB1、ＷR1、ＷB2、ＷR2、ＷB1／ＷB2、ＷB1／ＷR1及び
ＷB2／ＷR2の各値を表４に示している。また、各サーメ
ット焼結体に対しガス分析を行って測定したＣ及びＮの
各成分の含有量と、前述のｙ／（ｘ＋ｙ）の値も合わせ
て表４に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】図２は、試料番号１の焼結体の走査型電子
顕微鏡写真である（各倍率５０００倍）。表面からおよ
そ５μｍまでの部分が、前述の測定により表面被覆層と
して特定された部分である。
顕微鏡写真である（各倍率５０００倍）。表面からおよ
そ５μｍまでの部分が、前述の測定により表面被覆層と
して特定された部分である。
【００４２】次に、表２の試料番号４と同様の組成及び
焼成条件にて作製したサーメット焼結体の表面をサンド
ブラストにより清浄化処理した。ただし、この処理は、
焼成後の冷却時に形成される前述の表面被覆層を完全に
は除去せず、一部が残留する程度の処理としている。な
お、この清浄化処理後の試料についてもＷB1、ＷR1、Ｗ
B2、ＷR2、ＷB1／ＷB2、ＷB1／ＷR1及びＷB2／ＷR2の各
値を前記した方法と同様に測定した。この値を表４に示
している。次いで、該表面清浄化処理後の試料に対し、
その表面に新たな表面被覆層として、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ
及びＴｉＡｌＮの各皮膜をイオンプレーティング法によ
り、各々膜厚３μmで形成した試料も作製した（試料番
号７、８、９）。ただし、イオンプレーティングは、タ
ーゲットとしてＴｉ金属又はＴｉＡｌ合金のターゲット
を、反応ガスとしてＮ2又はＣ2Ｈ2ガスを用い、上記タ
ーゲットと処理物間に、８００Ｖ／１００Ａでアークを
発生させることにより行った。一方、比較例として、焼
成後の冷却時に形成される表面被覆層をサンドブラスト
により完全に除去したのみの試料も合わせて作製した
（試料番号１０）。
焼成条件にて作製したサーメット焼結体の表面をサンド
ブラストにより清浄化処理した。ただし、この処理は、
焼成後の冷却時に形成される前述の表面被覆層を完全に
は除去せず、一部が残留する程度の処理としている。な
お、この清浄化処理後の試料についてもＷB1、ＷR1、Ｗ
B2、ＷR2、ＷB1／ＷB2、ＷB1／ＷR1及びＷB2／ＷR2の各
値を前記した方法と同様に測定した。この値を表４に示
している。次いで、該表面清浄化処理後の試料に対し、
その表面に新たな表面被覆層として、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ
及びＴｉＡｌＮの各皮膜をイオンプレーティング法によ
り、各々膜厚３μmで形成した試料も作製した（試料番
号７、８、９）。ただし、イオンプレーティングは、タ
ーゲットとしてＴｉ金属又はＴｉＡｌ合金のターゲット
を、反応ガスとしてＮ2又はＣ2Ｈ2ガスを用い、上記タ
ーゲットと処理物間に、８００Ｖ／１００Ａでアークを
発生させることにより行った。一方、比較例として、焼
成後の冷却時に形成される表面被覆層をサンドブラスト
により完全に除去したのみの試料も合わせて作製した
（試料番号１０）。
【００４３】次に、各サーメット焼結体の外観の色彩
を、前記ＪＩＳに定められた色相、明度、彩度により特
定するために、その外観色を、色相、明度及び彩度がそ
れぞれ既知の各種色見本と目視により比較することで決
定した。その結果を表５に示している。
を、前記ＪＩＳに定められた色相、明度、彩度により特
定するために、その外観色を、色相、明度及び彩度がそ
れぞれ既知の各種色見本と目視により比較することで決
定した。その結果を表５に示している。
【００４４】
【表５】
【００４５】さらに、各サーメット焼結体を工具として
使用したときの切削性能評価試験を以下のようにして行
っている。まず、焼結体（以下、工具という）形状は、
図３に示す通りのものである（ｌＳＯ規格でＣＣＭＴ０
６０２０４ＥＮとして規定されているもの ）。すなわ
ち、工具１は、厚さＳが約２．３８ｍｍ、内接円ＣIの
直径が約６．３５ｍｍの略平行四辺形断面の偏平形状
（主面のコーナー部角度は１００°及び８０°）を有
し、各コーナー部に施されたアールの大きさｒεは約
０．４ｍｍとした。また、エッジ部１ｋに施された面取
り部（ホーニング）は、主面１ｃに対するホーニング
（Ｒ＝０．０５ｍｍ）となるように形成した。
使用したときの切削性能評価試験を以下のようにして行
っている。まず、焼結体（以下、工具という）形状は、
図３に示す通りのものである（ｌＳＯ規格でＣＣＭＴ０
６０２０４ＥＮとして規定されているもの ）。すなわ
ち、工具１は、厚さＳが約２．３８ｍｍ、内接円ＣIの
直径が約６．３５ｍｍの略平行四辺形断面の偏平形状
（主面のコーナー部角度は１００°及び８０°）を有
し、各コーナー部に施されたアールの大きさｒεは約
０．４ｍｍとした。また、エッジ部１ｋに施された面取
り部（ホーニング）は、主面１ｃに対するホーニング
（Ｒ＝０．０５ｍｍ）となるように形成した。
【００４６】各工具の切削性能の評価条件は以下の通り
である。すなわち、図４（ａ）に示す形状の棒状の被削
材Ｗを軸線周りに回転させ、その外周面に対し図３に示
す工具１を、図４（ｂ）に示すように当接させ、主面１
ｃの一方をすくい面（以下、すくい面を１ｃ’で表
す）、側面１ｅ（図３）を逃げ面として用いることによ
り、以下の条件にて被削材の外周面を乾式で連続切削し
た。 被削材 ：機械構造用Ｍｎ鋼（ＳＮＣＭ４３９）、丸棒
形態（外径φ２４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、硬度：ＨB
３００） 切削速度Ｖ：３００ｍ／分 送り量 ｆ：０．１ｍｍ／１回転 切り込みｄ：１．５ｍｍ 切削油 ：なし 切削時間 ：４分 試験片１と被削材Ｗとのより詳細な位置関係は、図５に
示す通りである。なお同図において、１ｇは横逃げ面、
１ｆは前逃げ面をそれぞれ示す。他の符号の意味は図面
中に示している。切削終了後、工具の刃先の逃げ面摩耗
量 Ｖｎ（横逃げ面１ｇ側の旋削方向の摩耗高さ：図４
（ｃ）参照）を測定した。また、切削に使用したコーナ
ー部の摩耗判別性を目視にて確認した。以上の結果を表
５に示す。
である。すなわち、図４（ａ）に示す形状の棒状の被削
材Ｗを軸線周りに回転させ、その外周面に対し図３に示
す工具１を、図４（ｂ）に示すように当接させ、主面１
ｃの一方をすくい面（以下、すくい面を１ｃ’で表
す）、側面１ｅ（図３）を逃げ面として用いることによ
り、以下の条件にて被削材の外周面を乾式で連続切削し
た。 被削材 ：機械構造用Ｍｎ鋼（ＳＮＣＭ４３９）、丸棒
形態（外径φ２４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、硬度：ＨB
３００） 切削速度Ｖ：３００ｍ／分 送り量 ｆ：０．１ｍｍ／１回転 切り込みｄ：１．５ｍｍ 切削油 ：なし 切削時間 ：４分 試験片１と被削材Ｗとのより詳細な位置関係は、図５に
示す通りである。なお同図において、１ｇは横逃げ面、
１ｆは前逃げ面をそれぞれ示す。他の符号の意味は図面
中に示している。切削終了後、工具の刃先の逃げ面摩耗
量 Ｖｎ（横逃げ面１ｇ側の旋削方向の摩耗高さ：図４
（ｃ）参照）を測定した。また、切削に使用したコーナ
ー部の摩耗判別性を目視にて確認した。以上の結果を表
５に示す。
【００４７】すなわち、試料番号５及び６以外のサーメ
ット工具は、いずれも良好な耐摩耗性を示していること
がわかる。また、表面被覆層の外観明度をＶS、彩度を
ＣSとしたときに、ＶSが６以上及びＣSが４以上の少な
くともいずれかが満足されることで、摩耗部の目視判別
が可能であることがわかる。他方、鏡面研磨したサーメ
ット内部（本体部）の色彩も同様に色見本を用いて決定
したところ、表１の組成Ａを採用したものが明度５、彩
度Ｎであり、同じくＢを採用したものが明度４、彩度Ｎ
であった。
ット工具は、いずれも良好な耐摩耗性を示していること
がわかる。また、表面被覆層の外観明度をＶS、彩度を
ＣSとしたときに、ＶSが６以上及びＣSが４以上の少な
くともいずれかが満足されることで、摩耗部の目視判別
が可能であることがわかる。他方、鏡面研磨したサーメ
ット内部（本体部）の色彩も同様に色見本を用いて決定
したところ、表１の組成Ａを採用したものが明度５、彩
度Ｎであり、同じくＢを採用したものが明度４、彩度Ｎ
であった。
【図１】実施例で採用したサーメットの焼結パターンを
示す説明図。
示す説明図。
【図２】実施例における試料番号１のサーメット焼結体
の組織を示すＳＥＭ写真。
の組織を示すＳＥＭ写真。
【図３】実施例で使用したサーメット工具の平面図、側
面図及びそのエッジ部の側面拡大図。
面図及びそのエッジ部の側面拡大図。
【図４】切削試験の概要を示す説明図。
【図５】切削試験における試験片と被削材との位置関係
を示す説明図。
を示す説明図。
１ サーメット焼結体（サーメット工具）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年９月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】各工具の切削性能の評価条件は以下の通り
である。すなわち、図４（ａ）に示す形状の棒状の被削
材Ｗを軸線周りに回転させ、その外周面に対し図３に示
す工具１を、図４（ｂ）に示すように当接させ、主面１
ｃの一方をすくい面（以下、すくい面を１ｃ’で表
す）、側面１ｅ（図３）を逃げ面として用いることによ
り、以下の条件にて被削材の外周面を乾式で連続切削し
た。 被削材 ：機械構造用Ｍｎ鋼（ＳＮＣＭ４３９）、丸棒
形態（外径φ２４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、硬度：ＨB
３００） 切削速度Ｖ：３００ｍ／分 送り量 ｆ：０．１ｍｍ／１回転 切り込みｄ：１．５ｍｍ 切削油 ：なし 切削時間 ：４分工具１ と被削材Ｗとのより詳細な位置関係は、図５に示
す通りである。なお同図において、１ｇは横逃げ面、１
ｆは前逃げ面をそれぞれ示す。他の符号の意味は図面中
に示している。切削終了後、工具の刃先の逃げ面摩耗量
Ｖｎ（横逃げ面１ｇ側の旋削方向の摩耗高さ：図４
（ｃ）参照）を測定した。また、切削に使用したコーナ
ー部の摩耗判別性を目視にて確認した。以上の結果を表
５に示す。
である。すなわち、図４（ａ）に示す形状の棒状の被削
材Ｗを軸線周りに回転させ、その外周面に対し図３に示
す工具１を、図４（ｂ）に示すように当接させ、主面１
ｃの一方をすくい面（以下、すくい面を１ｃ’で表
す）、側面１ｅ（図３）を逃げ面として用いることによ
り、以下の条件にて被削材の外周面を乾式で連続切削し
た。 被削材 ：機械構造用Ｍｎ鋼（ＳＮＣＭ４３９）、丸棒
形態（外径φ２４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、硬度：ＨB
３００） 切削速度Ｖ：３００ｍ／分 送り量 ｆ：０．１ｍｍ／１回転 切り込みｄ：１．５ｍｍ 切削油 ：なし 切削時間 ：４分工具１ と被削材Ｗとのより詳細な位置関係は、図５に示
す通りである。なお同図において、１ｇは横逃げ面、１
ｆは前逃げ面をそれぞれ示す。他の符号の意味は図面中
に示している。切削終了後、工具の刃先の逃げ面摩耗量
Ｖｎ（横逃げ面１ｇ側の旋削方向の摩耗高さ：図４
（ｃ）参照）を測定した。また、切削に使用したコーナ
ー部の摩耗判別性を目視にて確認した。以上の結果を表
５に示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で採用したサーメットの焼結パターンを
示す説明図。
示す説明図。
【図２】実施例における試料番号１のサーメット焼結体
の組織を示すＳＥＭ写真。
の組織を示すＳＥＭ写真。
【図３】実施例で使用したサーメット工具の平面図、側
面図及びそのエッジ部の側面拡大図。
面図及びそのエッジ部の側面拡大図。
【図４】切削試験の概要を示す説明図。
【図５】切削試験における試験片と被削材との位置関係
を示す説明図。
を示す説明図。
【符号の説明】 １ サーメット工具
Claims (2)
- 【請求項１】 サーメットにより要部が構成されてな
り、 そのサーメットは、 Ｎｉ、又はＮｉ及びＣｏ（以下、結合金属相形成成分と
いう）を主体に構成される結合金属相と、 相の金属元素成分（以下、硬質相金属元素成分という）
として、主体をなすＴｉ成分と、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷから選ばれる１種又は２種
以上の添加金属元素成分Ｍとを含有し、それら硬質相金
属元素成分の炭窒化物を主体に構成される硬質相と、に
より組織が主に構成され、 かつ該サーメットの表層最外部には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷのうちの、
Ｔｉを必須とする１種又は２種以上を金属元素の主成分
として、その金属元素の炭化物、窒化物及び炭窒化物の
少なくともいずれかを主体に構成された表面被覆層が形
成されており、さらに、 ＪＩＳＺ８７２１に規定された明度において、前記表面
被覆層の外観明度をＶS、彩度をＣSとしたときに、ＶS
が６以上及びＣSが４以上の少なくともいずれかを満た
すものとなっていることを特徴とするサーメット工具。 - 【請求項２】 前記表面被覆層は、その外観が、実質的
に無彩色、又はＪＩＳＺ８７２１に規定された色相環上
にて、５ＰＢから５ＲＰを経て５Ｙに至る色相範囲に属
する有彩色を呈するものである請求項１記載のサーメッ
ト工具。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10566998A JP3418336B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | サーメット工具 |
| EP99302465A EP0949345A3 (en) | 1998-03-31 | 1999-03-30 | Cermet tool |
| US09/282,166 US6277486B1 (en) | 1998-03-31 | 1999-03-31 | Cermet tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10566998A JP3418336B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | サーメット工具 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000019264A Division JP2000233303A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | サーメット工具 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11286737A true JPH11286737A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3418336B2 JP3418336B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=14413860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10566998A Expired - Fee Related JP3418336B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | サーメット工具 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0949345A3 (ja) |
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| US20100292061A1 (en) * | 2007-02-20 | 2010-11-18 | Soentgen Thomas | Cylinder and/or roller and a process for the production of a cylinder and/or roller |
| CN102345092A (zh) * | 2010-07-29 | 2012-02-08 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法 |
| JP5864421B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2016-02-17 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 装飾部品用材料 |
| JP5956609B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2016-07-27 | 京セラ株式会社 | 総形刃物および木材用総形工具 |
| CN111318298B (zh) * | 2020-03-04 | 2021-06-08 | 燕山大学 | 一种p掺杂的空心多孔蠕虫状石墨相氮化碳光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111607715B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-04-01 | 中地装(无锡)钻探工具有限公司 | 一种钨钴硬质合金烧结工艺 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT344617B (de) * | 1973-06-22 | 1978-08-10 | Plansee Metallwerk | Schmuckstueck, zum beispiel uhrenschale, aus metallischem oder keramischem grundwerkstoff |
| US4447263A (en) * | 1981-12-22 | 1984-05-08 | Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Blade member of cermet having surface reaction layer and process for producing same |
| US4556607A (en) * | 1984-03-28 | 1985-12-03 | Sastri Suri A | Surface coatings and subcoats |
| JPH0745707B2 (ja) * | 1986-11-25 | 1995-05-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 高速切削用表面被覆炭窒化チタン基サ−メツト |
| JP2985300B2 (ja) * | 1990-12-25 | 1999-11-29 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質層被覆サーメット |
| SE9101865D0 (sv) * | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Sandvik Ab | Titanbaserad karbonitridlegering med slitstarkt ytskikt |
| US5376466A (en) * | 1991-10-17 | 1994-12-27 | Mitsubishi Materials Corporation | Cermet blade member |
| SE518731C2 (sv) * | 1995-01-20 | 2002-11-12 | Sandvik Ab | Sätt att tillverka en titanbaserad karbonitridlegering med kontrollerbar slitstyrka och seghet |
| SE515213C2 (sv) * | 1995-02-08 | 2001-07-02 | Sandvik Ab | Belagd titanbaserad karbonitrid |
| JPH09264813A (ja) | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Nisshin Steel Co Ltd | シャドウマスク用Ｆｅ−Ｎｉ合金素材のすじむら判定方法 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10566998A patent/JP3418336B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-03-30 EP EP99302465A patent/EP0949345A3/en not_active Withdrawn
- 1999-03-31 US US09/282,166 patent/US6277486B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6277486B1 (en) | 2001-08-21 |
| JP3418336B2 (ja) | 2003-06-23 |
| EP0949345A3 (en) | 2002-08-14 |
| EP0949345A2 (en) | 1999-10-13 |
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