高速断続切削加工ですぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具
【課題】鋳鉄等の高速断続切削加工において、長期の使用にわたって、すぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮する切削工具を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃｏ：４〜１２％、Ｏｓ：０．４〜３．０％、ＷＣ：残部の配合組成の圧粉体（あるいは、さらにＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちの１種以上を合計で０．１〜２質量％含有）を焼結してなるＷＣ基超硬合金焼結体からなるＷＣ基超硬合金製切削工具において、ＷＣ基超硬合金焼結体は、その硬質相中に、平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０質量％のＯｓ富化領域を含み、また、その結合相として、Ｏｓ含有量４〜３０質量％のＣｏ−Ｗ−Ｏｓ相を含むことによって、すぐれた高温硬さ、破壊靭性値を備え、鋳鉄等の高速断続切削加工において、すぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具あるいは表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。
【解決手段】質量％で、Ｃｏ：４〜１２％、Ｏｓ：０．４〜３．０％、ＷＣ：残部の配合組成の圧粉体（あるいは、さらにＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちの１種以上を合計で０．１〜２質量％含有）を焼結してなるＷＣ基超硬合金焼結体からなるＷＣ基超硬合金製切削工具において、ＷＣ基超硬合金焼結体は、その硬質相中に、平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０質量％のＯｓ富化領域を含み、また、その結合相として、Ｏｓ含有量４〜３０質量％のＣｏ−Ｗ−Ｏｓ相を含むことによって、すぐれた高温硬さ、破壊靭性値を備え、鋳鉄等の高速断続切削加工において、すぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具あるいは表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高熱発生を伴うとともに、切れ刃に対して衝撃的かつ断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工において、すぐれた高温硬さ、破壊靱性値を有することにより、長期の使用にわたってすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具（以下、ＷＣ基超硬工具という）およびＷＣ基超硬工具の表面に硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具（以下、表面被覆ＷＣ基超硬工具という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、耐摩耗性に優れた切削工具としては、例えば、結合相形成成分としてＣｏを含有し、残りがＷＣおよび不可避不純物からなるＷＣ基超硬合金焼結体を基本構成としたＷＣ基超硬工具、あるいは、ＷＣ基超硬工具の表面に硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬工具が良く知られている。
例えば、特許文献１に示すように、質量％で、Ｃｏ：８〜１０％、（Ｗ，Ｔｉ）Ｃ：２０〜３０％、ＮｂＣ：５〜１０％、ＷＣ：残り、からなる配合組成を有する圧粉体の焼結体からなるＷＣ基超硬工具において、分散相を、ＷＣ相と（Ｗ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｃ相とで構成し、また、結合相をＣｏ−Ｗ系合金で構成したＷＣ基超硬工具が知られており、このＷＣ基超硬工具は、鋼や鋳鉄の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮することが知られている。
また、ＷＣ基超硬合金の成分元素として、例えば、Ｏｓ等の白金族元素を添加含有させたＷＣ基超硬工具も知られており、その一つとして、例えば、特許文献２に示されるように、硬質相がＷＣ、また、結合相がＣｏからなるＷＣ基超硬工具において、結合相中に、例えば、（Ｗ，Ｏｓ）Ｃ等の炭化物を分散分布させることによって、耐摩耗性と同時に耐食性の向上を図ったＷＣ基超硬工具が知られている。
さらに、例えば、特許文献３に示されるように、硬質相がダイヤモンドとＷＣからなり、また、結合相がＣｏからなるＷＣ基超硬工具において、ダイヤモンド原料粉末を予めＯｓ等の金属で被覆しておくことにより、焼結性を高めるとともに、すぐれた硬度・耐摩耗性を備えたＷＣ基超硬工具も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２６１０３号公報
【特許文献２】特開昭５７−５１２３９号公報
【特許文献３】特開平９−１９４９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の切削装置の高性能化はめざましく、一方で切削加工に対する省力化および省エネ化、さらに、高能率化、低コスト化が求められているところ、従来のＷＣ基超硬工具を、通常条件の切削加工で用いた場合には特段の問題は生じないが、これを、特に、切れ刃が高熱となり、また、切れ刃に対して衝撃的かつ断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に供した場合には、ＷＣ基超硬工具の高温硬さが十分であっても、破壊靭性値が低いため耐チッピング性については満足できるものではなく、逆に、破壊靭性値が高くすぐれた耐チッピング性を備える場合には、高温硬さが十分でないため耐摩耗性に劣り、耐チッピング性と耐摩耗性の両立を図ることは困難であるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合でも、すぐれた高温硬さとすぐれた破壊靱性値を相兼ね備え、長期の使用に亘ってすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬工具について鋭意研究を行った結果、以下の知見を得た。
【０００６】
通常、ＷＣ基超硬合金からなる焼結体の製造は、特定の平均粒径のＷＣ粉末、Ｃｏ粉末を所定割合になるように配合した原料粉末を湿式ボールミル中で混合し、成形した後、この圧粉成形体を所定の温度で所定時間焼結することにより製造している。
【０００７】
本発明者らは、上記通常のＷＣ基超硬合金焼結体の製造方法において、結合相形成成分であるＣｏ粉末に加えて、所定の平均粒径および所定の含有割合となるようにＯｓ粉末をさらに追加して添加配合することで原料粉末を調製し、これをボールミル混合した後所定形状に成形して圧粉体を作製し、該圧粉体を、真空雰囲気中、１〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１４００〜１４５０℃の範囲内の温度に昇温し、この温度に保持して焼結し、その後、例えば９００℃に至るまでの平均冷却速度を１０℃／ｍｉｎ以上で冷却してＷＣ基超硬合金焼結体を作製した場合には、得られたＷＣ基超硬合金焼結体において、硬質相を構成するＷＣ粒子の界面近傍にＯs富化領域が形成されると同時に、結合相中にも所定量のＯｓが固溶し、Ｃｏ−Ｗ−Ｏｓ系合金からなる結合相が形成される。
このＯｓの富化領域とは、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の1〜１０%の深さ領域にわたって平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０ 質量％であるＯｓの含有領域でありＯｓの富化領域以外、即ち、ＷＣ粒子の内部側では平均Ｏｓ含有量は０．５質量％未満である。
そして、このような焼結体組織からなるＷＣ基超硬合金焼結体は、すぐれた高温硬さを備えるとともに、すぐれた破壊靭性値を示すようになり、その結果として、このようなＷＣ基超硬合金焼結体から構成したＷＣ基超硬工具を、高熱発生を伴い、かつ、切れ刃に対して衝撃的・断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合には、長期の使用に亘ってすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮し、工具寿命の延命化が図られることを見出したのである。
【０００８】
この発明は、上記の知見に基づいてなされたものであって、
「（１） 質量％で、Ｃｏ：４〜１２％、Ｏｓ：０．４〜３．０％、残部ＷＣおよび不可避不純物からなる配合組成の圧粉体を焼結してなるＷＣ基超硬合金焼結体で構成されたＷＣ基超硬合金製切削工具であって、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その硬質相として、ＷＣ粒内の界面近傍にＯｓ富化領域が形成されたＷＣ粒子を含み、また、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その結合相として、ＣｏとＷとＯｓの複合相を含むことを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具。
（２） 上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、ＷＣ粒内全体にＯｓが含有されているＷＣ粒子を含有することを特徴とする前記（１）に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（３） 上記結合相中のＯｓ含有量は４〜３０質量％であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（４） 上記Ｏｓ富化領域は、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の1〜１０％の深さ領域にわたって形成され、かつ、該深さ領域における平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０質量％であることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（５）上記ＷＣ基超硬合金焼結体が、その成分として、さらにＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．１〜２質量％含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（６）前記（１）乃至（５）のいずれかに記載のＷＣ基超硬合金製切削工具の表面に、硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。」
に特徴を有するものである。
【０００９】
この発明のＷＣ基超硬工具について、以下に詳細に説明する。
まず、この発明のＷＣ基超硬工具は、例えば、以下の製造方法で作製することができる。
即ち、所定の平均粒径のＷＣ粉末、Ｃｏ粉末に加えてＯｓ粉末を配合し、さらに、必要に応じて、ＶＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末を所定割合になるように配合した原料粉末を、湿式ボールミル中で混合し、所定形状にプレス成形したのち、この圧粉体を、１〜１５Ｐａの真空中で、１〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１４００〜１４５０℃の範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に約１時間保持して焼結した後、例えば、９００℃に至るまでの平均冷却速度は１０℃／ｍｉｎ以上で冷却することによってＷＣ基超硬合金焼結体を作製し、これを所定の工具形状に加工することによってＷＣ基超硬工具を作製する。
【００１０】
ここで、焼結条件として、その雰囲気を１〜１５Ｐａの真空中と定めたのは、ＷＣの脱炭素及び結合相の酸化を防止するという理由であり、また、１〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１４００〜１４５０℃の範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に約１時間保持して液相焼結させるとしたのは、硬質相にＯｓを固溶させるという理由である。
また、焼結後の９００℃に至るまでの平均冷却速度を、例えば、１０℃／ｍｉｎ以上としたのは、焼結時に硬質相に固溶させたＯｓを結合相へ拡散するのを防止するという理由による。
【００１１】
そして、上記の製造工程で作製したＷＣ基超硬合金焼結体について、エネルギー分散型Ｘ線分析ＥＤＳを装備した透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による組成分析を行った結果によれば、硬質相中のＯｓは、ＷＣ粒子の界面近傍から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたって平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０ 質量％のＯｓ富化領域が存在することが確認されている。
【００１２】
本発明ＷＣ基超硬工具において結合相を構成するＣｏ成分は、その含有量が４質量％未満では、ＷＣ基超硬合金の緻密化が十分になされず、一方、結合相の含有割合が１２質量％を越えると、ＷＣ基超硬合金の硬度が低下し、高速断続切削加工において耐摩耗性が低下傾向を示すようになることから、本発明ＷＣ基超硬合金焼結体におけるＣｏの含有割合は４〜１２質量％と定めた。
【００１３】
また、本発明で、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末とともに配合するＯｓ粉末は結合相を構成するＣｏに大部分が固溶し、一部がＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたって固溶するが、Ｃｏ中に固溶するＯｓ含有量（Ｏｓ／（Ｃｏ＋Ｏｓ））が４質量％未満であると、結合相の硬さ向上効果が不十分であり、一方、Ｃｏに固溶するＯｓ含有量（Ｏｓ／（Ｃｏ＋Ｏｓ））が３０質量％を超えると、結合相の靭性が著しく低下するため、破壊靭性値が低下し、高速断続切削においてチッピング、欠損等を発生しやすくなることから、結合相を構成するＣｏに固溶するＯｓ含有量（Ｏｓ／（Ｃｏ＋Ｏｓ））は４〜３０ 質量％と定めた。
【００１４】
また、本発明では、ＷＣ粒子からなる硬質相界面近傍、即ち、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたってＯｓ富化領域を形成し、硬質相であるＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域（Ｏｓ富化領域）での平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））を０．５〜２質量％であるとしているが、硬質相のＯｓ富化領域に固溶する平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））が０．５質量％未満では、ＷＣ粒の高温硬さ向上効果が得られず、一方、平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））が２質量％を超えるようになると、硬質相の熱伝導性が低下し切れ刃が過熱されやすくなるとともに、硬質相−結合相間での密着性が低下し、チッピングが発生しやすくなることから、ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたって固溶含有させた平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））は０．５〜２質量％と定めた。
【００１５】
本発明ＷＣ基超硬焼結体、ＷＣ基超硬工具における結合相中のＯｓ含有量、及び、硬質相中の平均Ｏｓ含有量を上記の数値範囲にするためには、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末との合量に占めるＯｓ粉末の配合割合は、０．４〜３．０質量％とする必要がある。
Ｏｓ粉末の配合割合が０．４〜３．０質量％の範囲を外れた場合には、焼結条件の調整によっては、上記本発明で規定する平均Ｏｓ含有量を得ることはできない。
【００１６】
本発明ＷＣ基超硬焼結体、ＷＣ基超硬工具では、ＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上の成分を更に含有することができる。
ＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上の成分は、いずれも、焼結時のＷＣの粒成長を抑制する作用があるが、その合計含有量が０．１質量％未満では、粒成長抑制作用が小さく、一方、２質量％を越えて含有すると複合炭化物相が析出し、硬度が低下傾向を示すようになるので、ＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上の成分の含有量は、その合計量で０．１〜２質量％と定めた。
【００１７】
また、本発明ＷＣ基超硬工具は、これをそのまま切削工具として用いることができるが、その表面に硬質被覆層を蒸着形成することによって、一段と耐チッピング性、耐摩耗性の向上を図り、工具寿命の一段の延命化を図ることができる。
ここで、上記硬質被覆層とは、例えば、「周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、ＢおよびＳｉからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物」からなり、また、より具体的には、例えば、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、ＴｉとＡｌの複合窒化物、ＡｌとＣｒの複合窒化物、ＴｉとＳｉの複合窒化物、ＴｉとＡｌとＳｉの複合窒化物のうちから選ばれる１種の単層または２種以上の複層からなる物理的蒸着膜または通常知られているＴｉの炭化物、窒化物アルミニウム酸化物膜から選ばれる１種の単層または２種類以上の複層からなる化学的蒸着膜からなる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のＷＣ基超硬工具、表面被覆ＷＣ基超硬工具は、これを構成するＷＣ基超硬合金の結合相及び硬質相中にＯｓが固溶し高温硬さを高めるとともに、硬質相を構成するＷＣ粒子界面から１〜１０％の深さ領域（Ｏｓ富化領域）にわたって０．５〜２質量％のＯｓが固溶含有していることにより、結合相と硬質相との密着強度を高め、また、結合相に固溶したＯｓが結合相の破壊靱性値を高めることから、高熱を発生し、かつ、切刃部に衝撃的・断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合でも、チッピング、欠損等の発生を生じることなく長期の使用に亘ってすぐれた切削性能を発揮するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、この発明の切削工具を実施例により具体的に説明する。
【実施例】
【００２０】
（ａ）原料粉末として、１．０μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、０．９μｍの平均粒径を有するＣｏ粉末、１．３μｍの平均粒径を有するＯｓ粉末、それぞれ０．５〜５μｍの平均粒径を有するＶＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末を用意し、これら原料粉末を、表１に示される配合組成に配合し、さらにワックスを加えてアルコール中で６時間ボールミルで湿式混合し、減圧乾燥した後、１００ＭＰａの圧力でプレス成形し、
（ｂ）これらの圧粉体を、６Ｐａの真空中で表２に示される昇温速度で同じく表２に示される焼結温度に昇温し、この温度で１時間保持し、次いで、同じく表２に示される冷却速度で９００℃まで冷却後、室温まで自然冷却し、
（ｃ）得られた焼結体を、所定寸法となるように加工
して、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＥＮ１のインサート形状をもった表５に示す本発明ＷＣ基超硬工具１〜１０（以下、単に、本発明１〜１０という）を作製した。
なお、本発明６〜１０については、工具基体表面に、アークイオンプレーティング装置、または通常の化学蒸着装置を用いて、表３に示されるとおりの組成および平均膜厚の硬質被覆層を蒸着形成することにより、表５に示す本発明の表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を作製した。
【００２１】
また、比較の目的で、表１に示される配合組成となるように原料粉末を配合した後、本発明１〜１０の製造工程（ａ）〜（ｃ）と同様にして、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＥＮ１のインサート形状をもった表５に示す比較例ＷＣ基超硬工具１〜１０（以下、単に、比較例１〜１０という）を作製した。
なお、比較例６〜１０については、工具基体表面に、アークイオンプレーティング装置または通常の化学蒸着装置を用いて、表３に示されるとおりの組成および平均膜厚の硬質被覆層を蒸着形成することにより、表５に示す比較例の表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を作製した。
【００２２】
上記本発明１〜１０および比較例４，５，９，１０について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、画像解析によりＷＣ粒（硬質相）の位置を特定し、さらに、ＷＣ粒（硬質相）内と結合相について、エネルギー分散型Ｘ線分析ＥＤＳを装備した透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による組成分析を行うことにより、固溶Ｏｓ含有量を測定した。
より具体的にいえば、ＷＣ粒（硬質相）内のＷＣ粒子界面から1〜１０%の深さ領域にわたって固溶しているＯｓ含有量は、ＷＣ粒子の粒径の界面から1〜１０%の深さ領域にわたって、ＥＤＳ分析して１０箇所のＯｓ含有量を測定し、その平均値として、硬質相のＷＣ粒子界面から1〜１０％の深さ領域にわたって固溶している平均Ｏｓ含有量を求めた。
また、結合相のＯｓ含有量は、ＥＤＳ分析にて１０箇所のＯｓ含有量を測定し、その平均値として、結合相のＯｓ含有量を求めた。
表４に、それぞれ求めた値を示す。
【００２３】
つぎに、上記本発明１〜１０および比較例１〜１０のそれぞれを、直径３２ｍｍの合金鋼製のカッターにねじ止め固定し、以下の条件で切削加工試験を行った。
被削材 ： ＦＣ３００の角材、
切削速度 ： ２００ ｍ／ｍｉｎ、
切り込み ： ２．０ ｍｍ、
一刃送り量 ： ０．２５ ｍｍ／刃
上記切削加工試験において、逃げ面摩耗幅が０．１５ｍｍに達するまでの切削時間を測定し、また、切削加工試験後の切れ刃の摩耗状況を観察した。
この測定結果、観察結果を表５に示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】
表４、表５に示される結果から、本発明１〜１０では、ＷＣ基超硬合金焼結体の硬質相のＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域のＯｓ富化領域で、平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））は０．５〜２質量％であり、また、結合相中には、Ｏｓ含有量４〜３０質量％のＯｓが固溶していることによって、高温硬さが向上するとともに破壊靱性値が高められ、また、結合相と硬質相との密着強度も高められ、その結果、高熱発生を伴い、かつ、切刃部に衝撃的・断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合でも、チッピング、欠損等の発生を生じることなく長期の使用に亘ってすぐれた耐摩耗性が発揮される。
これに対して、比較例１〜３、６〜８では、本発明１〜３、６〜８に比して、高温硬さ及び破壊靭性値のいずれもが低いため、高速断続切削加工においては、チッピング発生により使用寿命になるか、あるいは、耐摩耗性に劣り短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
また、比較例４，５，９，１０では、ある程度の耐チッピング性、耐摩耗性の向上は見られるものの、Ｏｓ含有量が本発明で規定する範囲外であるため、本発明４，５，９，１０に比して耐チッピング性および耐摩耗性ともに充分満足できるものであるとはいえない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明のＷＣ基超硬合金製切削工具、表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は、鋳鉄の高速断続切削加工ばかりでなく、各種被削材の切削加工にも勿論適用可能であり、長期の使用に亘ってすぐれた切削性能を発揮し、切削加工の省力化および省エネ化、さらに低コスト化に適うものである。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高熱発生を伴うとともに、切れ刃に対して衝撃的かつ断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工において、すぐれた高温硬さ、破壊靱性値を有することにより、長期の使用にわたってすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具（以下、ＷＣ基超硬工具という）およびＷＣ基超硬工具の表面に硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具（以下、表面被覆ＷＣ基超硬工具という）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、耐摩耗性に優れた切削工具としては、例えば、結合相形成成分としてＣｏを含有し、残りがＷＣおよび不可避不純物からなるＷＣ基超硬合金焼結体を基本構成としたＷＣ基超硬工具、あるいは、ＷＣ基超硬工具の表面に硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬工具が良く知られている。
例えば、特許文献１に示すように、質量％で、Ｃｏ：８〜１０％、（Ｗ，Ｔｉ）Ｃ：２０〜３０％、ＮｂＣ：５〜１０％、ＷＣ：残り、からなる配合組成を有する圧粉体の焼結体からなるＷＣ基超硬工具において、分散相を、ＷＣ相と（Ｗ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｃ相とで構成し、また、結合相をＣｏ−Ｗ系合金で構成したＷＣ基超硬工具が知られており、このＷＣ基超硬工具は、鋼や鋳鉄の高速切削加工ですぐれた耐チッピング性、耐摩耗性を発揮することが知られている。
また、ＷＣ基超硬合金の成分元素として、例えば、Ｏｓ等の白金族元素を添加含有させたＷＣ基超硬工具も知られており、その一つとして、例えば、特許文献２に示されるように、硬質相がＷＣ、また、結合相がＣｏからなるＷＣ基超硬工具において、結合相中に、例えば、（Ｗ，Ｏｓ）Ｃ等の炭化物を分散分布させることによって、耐摩耗性と同時に耐食性の向上を図ったＷＣ基超硬工具が知られている。
さらに、例えば、特許文献３に示されるように、硬質相がダイヤモンドとＷＣからなり、また、結合相がＣｏからなるＷＣ基超硬工具において、ダイヤモンド原料粉末を予めＯｓ等の金属で被覆しておくことにより、焼結性を高めるとともに、すぐれた硬度・耐摩耗性を備えたＷＣ基超硬工具も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２６１０３号公報
【特許文献２】特開昭５７−５１２３９号公報
【特許文献３】特開平９−１９４９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の切削装置の高性能化はめざましく、一方で切削加工に対する省力化および省エネ化、さらに、高能率化、低コスト化が求められているところ、従来のＷＣ基超硬工具を、通常条件の切削加工で用いた場合には特段の問題は生じないが、これを、特に、切れ刃が高熱となり、また、切れ刃に対して衝撃的かつ断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に供した場合には、ＷＣ基超硬工具の高温硬さが十分であっても、破壊靭性値が低いため耐チッピング性については満足できるものではなく、逆に、破壊靭性値が高くすぐれた耐チッピング性を備える場合には、高温硬さが十分でないため耐摩耗性に劣り、耐チッピング性と耐摩耗性の両立を図ることは困難であるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合でも、すぐれた高温硬さとすぐれた破壊靱性値を相兼ね備え、長期の使用に亘ってすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬工具について鋭意研究を行った結果、以下の知見を得た。
【０００６】
通常、ＷＣ基超硬合金からなる焼結体の製造は、特定の平均粒径のＷＣ粉末、Ｃｏ粉末を所定割合になるように配合した原料粉末を湿式ボールミル中で混合し、成形した後、この圧粉成形体を所定の温度で所定時間焼結することにより製造している。
【０００７】
本発明者らは、上記通常のＷＣ基超硬合金焼結体の製造方法において、結合相形成成分であるＣｏ粉末に加えて、所定の平均粒径および所定の含有割合となるようにＯｓ粉末をさらに追加して添加配合することで原料粉末を調製し、これをボールミル混合した後所定形状に成形して圧粉体を作製し、該圧粉体を、真空雰囲気中、１〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１４００〜１４５０℃の範囲内の温度に昇温し、この温度に保持して焼結し、その後、例えば９００℃に至るまでの平均冷却速度を１０℃／ｍｉｎ以上で冷却してＷＣ基超硬合金焼結体を作製した場合には、得られたＷＣ基超硬合金焼結体において、硬質相を構成するＷＣ粒子の界面近傍にＯs富化領域が形成されると同時に、結合相中にも所定量のＯｓが固溶し、Ｃｏ−Ｗ−Ｏｓ系合金からなる結合相が形成される。
このＯｓの富化領域とは、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の1〜１０%の深さ領域にわたって平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０ 質量％であるＯｓの含有領域でありＯｓの富化領域以外、即ち、ＷＣ粒子の内部側では平均Ｏｓ含有量は０．５質量％未満である。
そして、このような焼結体組織からなるＷＣ基超硬合金焼結体は、すぐれた高温硬さを備えるとともに、すぐれた破壊靭性値を示すようになり、その結果として、このようなＷＣ基超硬合金焼結体から構成したＷＣ基超硬工具を、高熱発生を伴い、かつ、切れ刃に対して衝撃的・断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合には、長期の使用に亘ってすぐれた耐チッピング性と耐摩耗性を発揮し、工具寿命の延命化が図られることを見出したのである。
【０００８】
この発明は、上記の知見に基づいてなされたものであって、
「（１） 質量％で、Ｃｏ：４〜１２％、Ｏｓ：０．４〜３．０％、残部ＷＣおよび不可避不純物からなる配合組成の圧粉体を焼結してなるＷＣ基超硬合金焼結体で構成されたＷＣ基超硬合金製切削工具であって、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その硬質相として、ＷＣ粒内の界面近傍にＯｓ富化領域が形成されたＷＣ粒子を含み、また、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その結合相として、ＣｏとＷとＯｓの複合相を含むことを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具。
（２） 上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、ＷＣ粒内全体にＯｓが含有されているＷＣ粒子を含有することを特徴とする前記（１）に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（３） 上記結合相中のＯｓ含有量は４〜３０質量％であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（４） 上記Ｏｓ富化領域は、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の1〜１０％の深さ領域にわたって形成され、かつ、該深さ領域における平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０質量％であることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（５）上記ＷＣ基超硬合金焼結体が、その成分として、さらにＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．１〜２質量％含有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
（６）前記（１）乃至（５）のいずれかに記載のＷＣ基超硬合金製切削工具の表面に、硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。」
に特徴を有するものである。
【０００９】
この発明のＷＣ基超硬工具について、以下に詳細に説明する。
まず、この発明のＷＣ基超硬工具は、例えば、以下の製造方法で作製することができる。
即ち、所定の平均粒径のＷＣ粉末、Ｃｏ粉末に加えてＯｓ粉末を配合し、さらに、必要に応じて、ＶＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末を所定割合になるように配合した原料粉末を、湿式ボールミル中で混合し、所定形状にプレス成形したのち、この圧粉体を、１〜１５Ｐａの真空中で、１〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１４００〜１４５０℃の範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に約１時間保持して焼結した後、例えば、９００℃に至るまでの平均冷却速度は１０℃／ｍｉｎ以上で冷却することによってＷＣ基超硬合金焼結体を作製し、これを所定の工具形状に加工することによってＷＣ基超硬工具を作製する。
【００１０】
ここで、焼結条件として、その雰囲気を１〜１５Ｐａの真空中と定めたのは、ＷＣの脱炭素及び結合相の酸化を防止するという理由であり、また、１〜１０℃／ｍｉｎの昇温速度で１４００〜１４５０℃の範囲内の所定の温度に昇温し、この温度に約１時間保持して液相焼結させるとしたのは、硬質相にＯｓを固溶させるという理由である。
また、焼結後の９００℃に至るまでの平均冷却速度を、例えば、１０℃／ｍｉｎ以上としたのは、焼結時に硬質相に固溶させたＯｓを結合相へ拡散するのを防止するという理由による。
【００１１】
そして、上記の製造工程で作製したＷＣ基超硬合金焼結体について、エネルギー分散型Ｘ線分析ＥＤＳを装備した透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による組成分析を行った結果によれば、硬質相中のＯｓは、ＷＣ粒子の界面近傍から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたって平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０ 質量％のＯｓ富化領域が存在することが確認されている。
【００１２】
本発明ＷＣ基超硬工具において結合相を構成するＣｏ成分は、その含有量が４質量％未満では、ＷＣ基超硬合金の緻密化が十分になされず、一方、結合相の含有割合が１２質量％を越えると、ＷＣ基超硬合金の硬度が低下し、高速断続切削加工において耐摩耗性が低下傾向を示すようになることから、本発明ＷＣ基超硬合金焼結体におけるＣｏの含有割合は４〜１２質量％と定めた。
【００１３】
また、本発明で、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末とともに配合するＯｓ粉末は結合相を構成するＣｏに大部分が固溶し、一部がＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたって固溶するが、Ｃｏ中に固溶するＯｓ含有量（Ｏｓ／（Ｃｏ＋Ｏｓ））が４質量％未満であると、結合相の硬さ向上効果が不十分であり、一方、Ｃｏに固溶するＯｓ含有量（Ｏｓ／（Ｃｏ＋Ｏｓ））が３０質量％を超えると、結合相の靭性が著しく低下するため、破壊靭性値が低下し、高速断続切削においてチッピング、欠損等を発生しやすくなることから、結合相を構成するＣｏに固溶するＯｓ含有量（Ｏｓ／（Ｃｏ＋Ｏｓ））は４〜３０ 質量％と定めた。
【００１４】
また、本発明では、ＷＣ粒子からなる硬質相界面近傍、即ち、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたってＯｓ富化領域を形成し、硬質相であるＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域（Ｏｓ富化領域）での平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））を０．５〜２質量％であるとしているが、硬質相のＯｓ富化領域に固溶する平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））が０．５質量％未満では、ＷＣ粒の高温硬さ向上効果が得られず、一方、平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））が２質量％を超えるようになると、硬質相の熱伝導性が低下し切れ刃が過熱されやすくなるとともに、硬質相−結合相間での密着性が低下し、チッピングが発生しやすくなることから、ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域にわたって固溶含有させた平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））は０．５〜２質量％と定めた。
【００１５】
本発明ＷＣ基超硬焼結体、ＷＣ基超硬工具における結合相中のＯｓ含有量、及び、硬質相中の平均Ｏｓ含有量を上記の数値範囲にするためには、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末との合量に占めるＯｓ粉末の配合割合は、０．４〜３．０質量％とする必要がある。
Ｏｓ粉末の配合割合が０．４〜３．０質量％の範囲を外れた場合には、焼結条件の調整によっては、上記本発明で規定する平均Ｏｓ含有量を得ることはできない。
【００１６】
本発明ＷＣ基超硬焼結体、ＷＣ基超硬工具では、ＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上の成分を更に含有することができる。
ＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上の成分は、いずれも、焼結時のＷＣの粒成長を抑制する作用があるが、その合計含有量が０．１質量％未満では、粒成長抑制作用が小さく、一方、２質量％を越えて含有すると複合炭化物相が析出し、硬度が低下傾向を示すようになるので、ＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上の成分の含有量は、その合計量で０．１〜２質量％と定めた。
【００１７】
また、本発明ＷＣ基超硬工具は、これをそのまま切削工具として用いることができるが、その表面に硬質被覆層を蒸着形成することによって、一段と耐チッピング性、耐摩耗性の向上を図り、工具寿命の一段の延命化を図ることができる。
ここで、上記硬質被覆層とは、例えば、「周期律表のＩＶａ族元素、Ｖａ族元素、ＶＩａ族元素、Ａｌ、ＢおよびＳｉからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素と、炭素、窒素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素とを含む化合物」からなり、また、より具体的には、例えば、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、ＴｉとＡｌの複合窒化物、ＡｌとＣｒの複合窒化物、ＴｉとＳｉの複合窒化物、ＴｉとＡｌとＳｉの複合窒化物のうちから選ばれる１種の単層または２種以上の複層からなる物理的蒸着膜または通常知られているＴｉの炭化物、窒化物アルミニウム酸化物膜から選ばれる１種の単層または２種類以上の複層からなる化学的蒸着膜からなる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のＷＣ基超硬工具、表面被覆ＷＣ基超硬工具は、これを構成するＷＣ基超硬合金の結合相及び硬質相中にＯｓが固溶し高温硬さを高めるとともに、硬質相を構成するＷＣ粒子界面から１〜１０％の深さ領域（Ｏｓ富化領域）にわたって０．５〜２質量％のＯｓが固溶含有していることにより、結合相と硬質相との密着強度を高め、また、結合相に固溶したＯｓが結合相の破壊靱性値を高めることから、高熱を発生し、かつ、切刃部に衝撃的・断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合でも、チッピング、欠損等の発生を生じることなく長期の使用に亘ってすぐれた切削性能を発揮するものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
つぎに、この発明の切削工具を実施例により具体的に説明する。
【実施例】
【００２０】
（ａ）原料粉末として、１．０μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、０．９μｍの平均粒径を有するＣｏ粉末、１．３μｍの平均粒径を有するＯｓ粉末、それぞれ０．５〜５μｍの平均粒径を有するＶＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末を用意し、これら原料粉末を、表１に示される配合組成に配合し、さらにワックスを加えてアルコール中で６時間ボールミルで湿式混合し、減圧乾燥した後、１００ＭＰａの圧力でプレス成形し、
（ｂ）これらの圧粉体を、６Ｐａの真空中で表２に示される昇温速度で同じく表２に示される焼結温度に昇温し、この温度で１時間保持し、次いで、同じく表２に示される冷却速度で９００℃まで冷却後、室温まで自然冷却し、
（ｃ）得られた焼結体を、所定寸法となるように加工
して、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＥＮ１のインサート形状をもった表５に示す本発明ＷＣ基超硬工具１〜１０（以下、単に、本発明１〜１０という）を作製した。
なお、本発明６〜１０については、工具基体表面に、アークイオンプレーティング装置、または通常の化学蒸着装置を用いて、表３に示されるとおりの組成および平均膜厚の硬質被覆層を蒸着形成することにより、表５に示す本発明の表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を作製した。
【００２１】
また、比較の目的で、表１に示される配合組成となるように原料粉末を配合した後、本発明１〜１０の製造工程（ａ）〜（ｃ）と同様にして、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＥＮ１のインサート形状をもった表５に示す比較例ＷＣ基超硬工具１〜１０（以下、単に、比較例１〜１０という）を作製した。
なお、比較例６〜１０については、工具基体表面に、アークイオンプレーティング装置または通常の化学蒸着装置を用いて、表３に示されるとおりの組成および平均膜厚の硬質被覆層を蒸着形成することにより、表５に示す比較例の表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具を作製した。
【００２２】
上記本発明１〜１０および比較例４，５，９，１０について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、画像解析によりＷＣ粒（硬質相）の位置を特定し、さらに、ＷＣ粒（硬質相）内と結合相について、エネルギー分散型Ｘ線分析ＥＤＳを装備した透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による組成分析を行うことにより、固溶Ｏｓ含有量を測定した。
より具体的にいえば、ＷＣ粒（硬質相）内のＷＣ粒子界面から1〜１０%の深さ領域にわたって固溶しているＯｓ含有量は、ＷＣ粒子の粒径の界面から1〜１０%の深さ領域にわたって、ＥＤＳ分析して１０箇所のＯｓ含有量を測定し、その平均値として、硬質相のＷＣ粒子界面から1〜１０％の深さ領域にわたって固溶している平均Ｏｓ含有量を求めた。
また、結合相のＯｓ含有量は、ＥＤＳ分析にて１０箇所のＯｓ含有量を測定し、その平均値として、結合相のＯｓ含有量を求めた。
表４に、それぞれ求めた値を示す。
【００２３】
つぎに、上記本発明１〜１０および比較例１〜１０のそれぞれを、直径３２ｍｍの合金鋼製のカッターにねじ止め固定し、以下の条件で切削加工試験を行った。
被削材 ： ＦＣ３００の角材、
切削速度 ： ２００ ｍ／ｍｉｎ、
切り込み ： ２．０ ｍｍ、
一刃送り量 ： ０．２５ ｍｍ／刃
上記切削加工試験において、逃げ面摩耗幅が０．１５ｍｍに達するまでの切削時間を測定し、また、切削加工試験後の切れ刃の摩耗状況を観察した。
この測定結果、観察結果を表５に示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】
表４、表５に示される結果から、本発明１〜１０では、ＷＣ基超硬合金焼結体の硬質相のＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の１〜１０％の深さ領域のＯｓ富化領域で、平均Ｏｓ含有量（Ｏｓ／（Ｗ＋Ｏｓ））は０．５〜２質量％であり、また、結合相中には、Ｏｓ含有量４〜３０質量％のＯｓが固溶していることによって、高温硬さが向上するとともに破壊靱性値が高められ、また、結合相と硬質相との密着強度も高められ、その結果、高熱発生を伴い、かつ、切刃部に衝撃的・断続的負荷が作用する鋳鉄等の高速断続切削加工に用いた場合でも、チッピング、欠損等の発生を生じることなく長期の使用に亘ってすぐれた耐摩耗性が発揮される。
これに対して、比較例１〜３、６〜８では、本発明１〜３、６〜８に比して、高温硬さ及び破壊靭性値のいずれもが低いため、高速断続切削加工においては、チッピング発生により使用寿命になるか、あるいは、耐摩耗性に劣り短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
また、比較例４，５，９，１０では、ある程度の耐チッピング性、耐摩耗性の向上は見られるものの、Ｏｓ含有量が本発明で規定する範囲外であるため、本発明４，５，９，１０に比して耐チッピング性および耐摩耗性ともに充分満足できるものであるとはいえない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明のＷＣ基超硬合金製切削工具、表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具は、鋳鉄の高速断続切削加工ばかりでなく、各種被削材の切削加工にも勿論適用可能であり、長期の使用に亘ってすぐれた切削性能を発揮し、切削加工の省力化および省エネ化、さらに低コスト化に適うものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃｏ：４〜１２％、Ｏｓ：０．４〜３．０％、残部ＷＣおよび不可避不純物からなる配合組成の圧粉体を焼結してなるＷＣ基超硬合金焼結体で構成されたＷＣ基超硬合金製切削工具であって、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その硬質相として、ＷＣ粒内の界面近傍にＯｓ富化領域が形成されたＷＣ粒子を含み、また、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その結合相として、ＣｏとＷとＯｓの複合相を含むことを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項２】
上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、ＷＣ粒内全体にＯｓが含有されているＷＣ粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項３】
上記結合相中のＯｓ含有量は４〜３０質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項４】
上記Ｏｓ富化領域は、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の1〜１０％の深さ領域にわたって形成され、かつ、該深さ領域における平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０質量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項５】
上記ＷＣ基超硬合金焼結体が、その成分として、さらにＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．１〜２質量％含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具の表面に、硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項１】
質量％で、Ｃｏ：４〜１２％、Ｏｓ：０．４〜３．０％、残部ＷＣおよび不可避不純物からなる配合組成の圧粉体を焼結してなるＷＣ基超硬合金焼結体で構成されたＷＣ基超硬合金製切削工具であって、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その硬質相として、ＷＣ粒内の界面近傍にＯｓ富化領域が形成されたＷＣ粒子を含み、また、上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、その結合相として、ＣｏとＷとＯｓの複合相を含むことを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項２】
上記ＷＣ基超硬合金焼結体は、ＷＣ粒内全体にＯｓが含有されているＷＣ粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項３】
上記結合相中のＯｓ含有量は４〜３０質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項４】
上記Ｏｓ富化領域は、ＷＣ粒子の界面から、該ＷＣ粒子の粒径の1〜１０％の深さ領域にわたって形成され、かつ、該深さ領域における平均Ｏｓ含有量が０．５〜２．０質量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項５】
上記ＷＣ基超硬合金焼結体が、その成分として、さらにＶＣ、Ｃｒ３Ｃ２、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．１〜２質量％含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具の表面に、硬質被覆層を蒸着形成してなる表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具。
【公開番号】特開２０１２−８６２９７（Ｐ２０１２−８６２９７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４３８９（Ｐ２０１０−２３４３８９）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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