(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートにおいて、
（ａ）上記インサートは、ＷＣ成分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下であるＴｉ基サーメット焼結体からなる基体に、ＷＣと結合相形成成分を主成分するＷＣ基超硬合金からなる刃先材料によって、０．２〜１．０ｍｍの層厚で少なくともすくい面の一部が形成されたものであって、
（ｂ）上記刃先材料の、切れ刃稜線を含む１０μｍ×１０μｍの刃先稜線部分の厚さ方向縦断面においては、上記ＷＣ基超硬合金中の結合相の含有量Ｖは８〜３０面積％であり、
（ｃ）上記基体の、上記刃先材料と上記基体との界面における１０μｍ×１０μｍの厚さ方向縦断面においては、Ｔｉ基サーメット基体中の結合相の含有量Ｗは１０〜４０面積％であることを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具インサート。
【請求項２】
前記刃先材料は、ＷＣ基超硬合金の溶射膜で構成されており、上記Ｔｉ基サーメット基体は、前記刃先材料との界面から２μｍまでの位置の厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｘが、上記界面から１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で１．５〜３倍に富化され、また、上記界面から５μｍから１０μｍの領域の厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｚが、上記界面から１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で０．３〜０．９倍であ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インサート。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具インサートにおいて、ＷＣ基超硬合金からなる刃先材料の表面の圧縮残留応力は０．３〜２．０ＧＰａであることを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具インサート。
【請求項４】
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インサートにおいて、その表面に、少なくとも1層以上の硬質膜が形成されていることを特徴とする表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タングステンの使用量を削減しつつ、通常の超硬合金製切削工具インサートと同等以上の切削性能を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具インサートおよび表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼や鋳鉄の切削加工用工具としては、ＷＣ基超硬合金が広く利用されているが、希少金属であるタングステンの使用量を削減するために、従来から、各種の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、刃先部分を超硬合金で作製し、これを超硬合金の台金に着脱可能に嵌合支持させたスローアウェイチップが提案されており、この構造によって、１切刃当たりの価格と資源の削減を図ることが記載されている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、超硬合金原料粉末とサーメット原料粉末とを積層して成形体を作製し、この成形体を焼結して超硬合金層とサーメット層とが積層された複合焼結体からなる切削工具が提案されており、この工具によれば、超硬合金とサーメットとにおける焼結時の収縮挙動の差による変形が抑制され、適正形状の複合焼結体を製造できることが記載されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献３には、超硬合金の原料粉末とサーメットの原料粉末を積層した成形体を焼結することにより切削工具を作製するにあたり、超硬合金層とサーメット層との境界の凹凸状態を特定の範囲としたり、あるいは、両層の結合相量を特定の範囲に調整したりすることにより、焼結時に生じる変形を抑制することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−５５５６０号公報
【特許文献２】特開平５−１７１４４２号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／０３４７１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に示すような、刃先が着脱可能な切削工具では、希少金属であるタングステンの使用量の低減は図られるものの、この切削工具を、切れ刃に高負荷が作用する重切削条件で使用した場合には、嵌合強度が不十分であるため、十分な切削特性が得られず、また、靭性が足りないため繰り返し使用をすると、台金が穴部分から破壊を生じるという問題点があった。
また、上記特許文献２および３に示す超硬合金とサーメットからなる複合焼結体においては、実際に焼結体を製作する場合、プレス体の焼結時の収縮特性が異種材料間で揃っている必要があり、そのため、かかる複合焼結体から作製した切削工具インサートでは、タングステン使用量の低減はせいぜい３０％程度に留まっており、省資源の観点からは十分満足できるものであるとはいえなかった。
そこで、本発明では、希少金属であるタングステンの使用量の低減を図るとともに、通常の超硬合金製切削工具インサートと同等以上の切削性能を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具インサートおよび表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上述のような観点から、タングステン使用量の低減を図るとともに、剥離や変形を抑えることができ、しかも、耐欠損性と耐摩耗性を維持することができる切削工具インサート用の複合材料について鋭意検討したところ、基体（台金）にＷＣ成分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下であるＴｉ基サーメットを採用し、その基体の刃先となる部分にのみ、ＷＣと結合相形成成分（例えば、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ）を主成分とし、該結合相の面積割合が８〜３０面積％であるＷＣ基超硬合金を刃先材料として形成し、一方、基体と刃先材料との界面側のＴｉ基サーメットの結合相（例えば、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅからなる結合相）の含有量を１０〜４０面積％とすることによって、タングステン使用量の低減を図り得るばかりか、密着強度不足による欠損や変形を生じることもなく、かつ、すぐれた耐摩耗性を発揮するＷＣ基超硬合金製切削工具インサートを得られることを見出したのである。
さらに、刃先材料を溶射膜として構成した場合、Ｔｉ基サーメットの結合相富化層の下部に結合相量が少なく、硬質層が富化した層が形成されており、ＷＣ成分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下であり、また、適正な結合相分布が形成されているために、溶射膜との熱膨張係数差が制御され、それによる適度な残留圧縮応力が付与されることから、より一段と密着強度にすぐれるとともに、剥離、欠損等の異常損傷を発生することもなく、すぐれた耐摩耗性を発揮するタングステン使用量を低減したＷＣ基超硬合金製切削工具インサートを得られることを見出したのである。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
「（１）ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートにおいて、
（ａ）上記インサートは、ＷＣ成分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下であるＴｉ基サーメット焼結体からなる基体に、ＷＣと結合相形成成分を主成分するＷＣ基超硬合金からなる刃先材料によって、０．２〜１．０ｍｍの層厚で少なくともすくい面の一部が形成されたものであって、
（ｂ）上記刃先材料の、切れ刃稜線を含む１０μｍ×１０μｍの刃先稜線部分の厚さ方向縦断面においては、上記ＷＣ基超硬合金中の結合相の含有量Ｖは８〜３０面積％であり、
（ｃ）上記基体の、上記刃先材料と上記基体との界面における１０μｍ×１０μｍの厚さ方向縦断面においては、Ｔｉ基サーメット基体中の結合相の含有量Ｗは１０〜４０面積％であることを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具インサート。
（２）  前記刃先材料は、ＷＣ基超硬合金の溶射膜で構成されており、上記Ｔｉ基サーメット基体は、前記刃先材料との界面から２μｍまでの位置の厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｘが、上記界面から１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で１．５〜３倍に富化され、また、上記界面から５μｍから１０μｍの領域の厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｚが、上記界面から１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で０．３〜０．９倍であ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インサート。
（３）前記（１）または（２）に記載のＷＣ基超硬合金製切削工具インサートにおいて、ＷＣ基超硬合金からなる刃先材料の表面の圧縮残留応力は０．３〜２．０ＧＰａであることを特徴とするＷＣ基超硬合金製切削工具インサート。
（４）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インサートにおいて、その表面に、少なくとも1層以上の硬質膜が形成されていることを特徴とする表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサート。」
を特徴とするものである。
【００１０】
次に、この発明について、詳細に説明する。
【００１１】
この発明は、インサート全体をＷＣ基超硬合金で構成するのではなく、Ｔｉ基サーメットを基体とし、その刃先部分にのみ、ＷＣ基超硬合金からなる刃先材料を形成したインサートであることを、まず、第１の特徴としている。
より具体的にいえば、Ｔｉ基サーメットの焼結工程で、Ｔｉ基サーメットの表面に結合相富化層を形成し、該結合相富化層の直下に結合相が相対的に減少した層を設けたＴｉ基サーメット焼結体からなる基体に、ＷＣ基超硬合金を、例えば、溶射によって吹き付け、刃先材料として少なくともすくい面をＷＣ基超硬合金によって形成したことを特徴とするインサートである。
ここで、刃先材料としてのすくい面のＷＣ基超硬合金の層厚が０．２ｍｍ未満では、十分な強度と靱性を確保することができず、一方、その層厚が１．０ｍｍを超えると、刃先の脱離の発生や刃先の強度低下により性能が劣化することから、刃先材料としてのすくい面のＷＣ基超硬合金の層厚は、０．２〜１．０ｍｍと定めた。
【００１２】
この発明で使用するＷＣ基超硬合金は、その成分あるいは組成について特段の制限はなく、従来から知られているＷＣ基超硬合金を用いることができる。
例えば、ＷＣを主たる硬質成分とし、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの１種または２種以上からなる鉄族金属を結合相形成成分として含有するものを用いることができ、さらに、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、ＮｂおよびＴａの炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、窒酸化物および炭窒酸化物等からなる副硬質相成分を含有させることができる。
【００１３】
この発明では、刃先材料として、例えば、溶射により、ＷＣ基超硬合金膜を形成するが、刃先材料の、切れ刃稜線を含む１０μｍ×１０μｍの刃先稜線部分の厚さ方向縦断面においては、ＷＣ基超硬合金中の鉄族金属からなる結合相（即ち、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの１種または２種以上からなる結合相）の含有量Ｖは８〜３０面積％とすることが必要である。
上記刃先稜線部分（切れ刃稜線を含む１０μｍ×１０μｍ）の厚さ方向縦断面の結合相の含有量Ｖが８面積％未満では、工具としての靱性が得られないため刃先の欠損を発生しやすく、一方、上記刃先稜線部分の結合相の含有量Ｖが３０面積％を超えると耐摩耗性が不足し、早期に寿命に至ることから、上記刃先稜線部分の結合相の含有量Ｖは８〜３０面積％と定めた。
【００１４】
また、Ｔｉ基サーメット焼結体基体のＷＣ成分の含有量は、１０ｍａｓｓ％以下であることが必要である。
これは、例えば、溶射や接合、スラリー塗布などによって超硬合金の刃先材料を形成する際に、高温での処理を伴うが、ＷＣ成分の含有量が１０ｍａｓｓ％を超えると結合相中のタングステンの固溶量が大きくなる。これにより、熱膨張係数が小さくなり、刃先の超硬合金に発生する残留応力が小さくなって、切削性能の向上効果が見られなくなる。また、超硬合金の刃先材料を形成後の熱処理などの場合に、液相出現の温度が低くなることから、超硬合金との界面で相互拡散を生じ、元々の組成を保つことが困難となる。そのため、Ｔｉ基サーメット焼結体基体のＷＣ成分の含有量は１０ｍａｓｓ％以下と定めた。
【００１５】
また、上記刃先材料と上記Ｔｉ基サーメット基体との界面において、Ｔｉ基サーメット基体側の１０μｍ×１０μｍの厚さ方向縦断面においては、結合相の含有量Ｗは１０〜４０面積％とすることが必要である。
これは、刃先材料と基体との界面側の基体の１０μｍ×１０μｍの厚さ方向縦断面の結合相の含有量Ｗが１０面積％未満であると、基体と超硬合金刃先材料との密着強度が得られず、切削時に剥離などの損傷が生じるためであり、一方、結合相含有量Ｗが４０面積％を超えると、切削時に発生する応力によって破壊し、刃先材料部分の脱離が生じやすくなることから、基体の、刃先材料との界面側の１０μｍ×１０μｍの厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｗは１０〜４０面積％と定めた。
【００１６】
また、上記基体は、前記刃先材料との界面から２μｍまでの厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｘが、上記界面から１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で１．５〜３倍に富化されていることが望ましい。
これは、溶射によって刃先材料を形成する場合、基体表面の結合相含有量が低い場合には、ＷＣ基超硬合金からなる溶射膜が形成されにくいことと関係している。ただ、単純に基体全体の結合相含有量を増やした場合には、切削工具として使用した場合に、変形などを生じ、長期の切削に耐えることが出来ない。そこで、基体の表面の結合相量を内部に比べて増加（富化）させることが必要となる。富化される割合が１．５倍未満では、溶射膜の密着度が低く、あるいは密着度が十分だったとしても、切削工具としての強度が不十分であり、３倍を超える場合には、富化された層状の領域がその下部から剥離するようになるため、上記基体における、前記刃先材料との界面から２μｍまでの厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｘは、上記界面から１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で１．５〜３倍であることが望ましい。
【００１７】
また、上記刃先材料と基体の界面から５μｍから１０μｍの領域（５μｍ×５μｍ）の厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｚは、基体の１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で０．３〜０．９倍であることが望ましい。
これは、切削時に発生する応力は上記の結合相富化層が変形することで緩和されることになるが、その直下に結合相含有量が相対的に少ない層を形成させることによって、切削時に高負荷な応力がかかっても刃先全体の変形量を小さく抑えることが出来、それによって高い切削性能を維持することが可能となる。
ただ、結合相含有量Ｚが、結合相含有量Ｙの０．３倍よりも小さいと、その部分から破壊が生ずる場合があり、逆に、０．９倍よりも大きい場合には、上記の効果が見られず、塑性変形による刃先の変形が顕著となるため、基体の表面から５μｍから１０μｍの領域の厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｚが基体の１．０ｍｍ以上内部の結合相含有量Ｙに比べて面積比で０．３〜０．９倍とすることが望ましい。
【００１８】
上記のＴｉ基サーメットの結合相分布は、例えば、以下のような焼結方法を行うことで、得ることが出来る。
所定の組成に配合されたＴｉ基サーメットの混合粉末をプレス成型し、真空焼結炉内に装入する。１０Ｐａ以下の真空下で、１３５０℃まで昇温し、１３５０℃に達した時点から、２００〜１０００Ｐａ程度の窒素雰囲気とし、炉内温度は引き続き１４５０℃まで昇温を行った後、３０分保持後に、１０〜１００Ｐaの真空雰囲気として、さらに３０分保持後、２００〜５００Ｐａの窒素雰囲気として、さらに１℃／ｍｉｎ程度の通電冷却を１３５０℃まで行い、その後、１０Ｐa以下の真空雰囲気として炉冷する。
上記焼結方法によって、本発明で定める所定の結合相分布を有するＴｉ基サーメット基体を作製することができる。
尚、サーメットの配合組成、保持温度、通電冷却速度、窒素分圧などにより、結合相分布を制御することが可能である。  
【００１９】
この発明では、工具刃先を構成するＷＣ基超硬合金の圧縮残留応力を０．３〜２．０ＧＰａの範囲内に調整することがさらに望ましい。
圧縮残留応力が０．３ＧＰａ未満では、圧縮残留応力付与による耐欠損性向上効果が少なく、一方、圧縮残留応力が２．０ＧＰａを超えると、形成された刃先材料部分の脱離、工具表面にＰＶＤ法などによって成膜した硬質皮膜の剥離などを誘発し、切削性能の低下をもたらすことから、圧縮残留応力の値を０．３〜２．０ＧＰａの範囲内とすることが好ましい。
なお、付与する圧縮残留応力の値は、溶射時の酸素や燃料ガスの流量や圧力、溶射後の熱処理条件およびＴｉ基サーメット焼結体の組成および表面近傍の結合相分布等によって調整することが可能である。
【００２０】
この発明では、刃先材料としてのＷＣ基超硬合金の形成手段を特に制限するものではない。
しかし、溶射によって刃先材料を形成する場合には、刃先材料と基体との密着強度が確保でき、さらに刃先材料に適度な残留応力を付与できることから、刃先材料の形成は、溶射によって行うことが望ましい。
【００２１】
この発明では、焼結工程で、表面に結合相を富化させ、かつその直下に結合相量を相対的に減少させた領域を形成したＴｉ基サーメット焼結体からなる基体に、刃先材料としてＷＣ基超硬合金膜を形成することによりＷＣ基超硬合金製切削工具インサートを作製し、さらに、これに熱処理を施すことにより、ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートを、そのまま切削加工に供することができるが、インサートの表面に、従来から良く知られている硬質被覆層（例えば、Ｔｉ化合物層、ＴｉＡｌＮ層、Ａｌ２Ｏ３層等）を物理蒸着あるいは化学蒸着等により被覆形成することによって、表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートとして使用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートあるいは表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートの基体（台金）として所定の結合相分布を有するＴｉ基サーメットを用いることにより、タングステン使用量を一個当たり８０％程度削減することが可能になるばかりか、ＷＣ基超硬合金からなる刃先材料に適度な残留圧縮応力を付与することによって、耐欠損性を向上させ、耐摩耗性等の切削性能は維持したままで、剥離や変形を抑えることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は、基体上に刃先材料であるＷＣ基超硬合金溶射膜を形成した本発明ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートの概略斜視図、（ｂ）は、溶射膜近傍の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明を実施例に基づいて、具体的に説明する。
【実施例】
【００２５】
（ａ）  表１に示す配合組成のＴｉＣＮ基サーメットの焼結に際し、昇温時に、室温から１３５０℃までを１０Ｐａ以下の真空とし、１３５０℃から１４８０℃までの昇温時とそれに続く３０分保持の間の雰囲気を６５０Ｐａの窒素雰囲気とし、その後の１４８０℃にて３０分保持の間は１００Ｐａの窒素雰囲気とし、その保持終了後に、１℃／ｍｉｎの冷却速度で１３５０℃まで通電冷却を行うが、その際の雰囲気を４００Ｐａの窒素雰囲気とし、その後は１Ｐａ以下の真空中で炉冷、として焼結をしたものをＴｉ基サーメット基体として使用し、工具刃先を形成する箇所にブラスト処理を施し、そこに、表２に示す配合組成からなる造粒-仮焼したＷＣ基超硬合金粉末を、以下に示す条件にて溶射し、ＷＣ基超硬合金溶射膜を形成した。
なお、溶射条件は、いずれも、
酸素分圧：０．５ＭＰａ、流量：２５０〜３５０Ｌ／ｍｉｎ、 アセチレンガス圧：０．３３ＭＰａ、キャリアガス圧：０．２ＭＰａ、 ノズル長さ：１５０ｍｍ、スプレー距離：１５０ｍｍ、ガン走査速度：１５０ｍｍ／ｓである。
（ｂ）  上記（ａ）でＴｉＣＮ基サーメット基体表面に、ＷＣ基超硬合金溶射膜形成後、一旦、真空炉中にて１３５０℃で１時間の熱処理を行った後、研磨加工により、外周面とすくい面を形成し、切刃部にＲ：０．０７ｍｍのホーニング加工を施すことにより、表３に示すＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８に規定するインサート形状を持った本発明ＷＣ基超硬合金製切削工具インサート１〜８（本発明インサート１〜８という）を作製した。
（ｃ）また、上記（ｂ）で作製した本発明インサート１〜８に対して、表４に示されるように、ＰＶＤ法により、ＴｉＡｌＮ膜等を被覆形成し、あるいは、熱ＣＶＤ法により、ＴｉＣＮ膜、α−Ａｌ２Ｏ３膜等を被覆形成することにより、表４に示す本発明表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサート１１〜１８（本発明被覆インサート１１〜１８という）を作製した。
【００２６】
ついで、上記本発明インサート１〜８について、切れ刃稜線を含む１０μｍ×１０μｍの刃先稜線部分の厚さ方向縦断面におけるＷＣ基超硬合金中の鉄族金属（Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ）からなる結合相の含有量Ｖ、および、Ｔｉ基サーメット基体表面の１０μｍ×１０μｍの厚さ方向縦断面におけるＴｉ基サーメット中の結合相（Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅからなる結合相）の含有量Ｗ、ＷＣ基超硬合金とＴｉ基サーメット基体の界面からＴｉ基サーメット基体側の２μｍ×２μｍの厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｘ、上記界面からＴｉ基サーメット基体の１ｍｍ以上内部の１０μｍ×１０μｍの厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｙ、上記界面からＴｉ基サーメット基体側の５μｍから１０μｍの領域（５μｍ×５μｍ）の厚さ方向縦断面における結合相含有量Ｚを、ＥＰＭＡによる結合相成分（例えば、Ｃｏ）のマッピング像を元にＳＥＭ観察画像の２値化による画像処理により、面積化して算出した。
また、刃先材料を構成するＷＣ基超硬合金について、その層厚を測定した。測定にあたっては、上記の結合相量測定に供したサンプルにおいて、そのＷＣ基超硬合金が形成されたその層厚を無作為に５点測定し、その平均として算出した。
さらに、刃先材料を構成するＷＣ基超硬合金について、圧縮残留応力を測定した。
圧縮残留応力の測定は、管球をＣｒとしたＸ線回折装置を用い、ＷＣの（１１０）面の反射ピークを利用した並傾法とし、２θ−ｓｉｎ２ψ法により、その圧縮残留応力を求めるという周知の方法にしたがって行った。
具体的には、ψ角をｓｉｎ２ψが０、０．１、０．２、０．３，０．４となる角度に設定し、各々のψ角において、２θが１００〜１０８度の範囲をステップスキャンによりＷＣの（１１０）面の反射ピークを計測し、ピーク位置は半価幅中点法によって決定した。得られたピーク位置をｓｉｎ２ψに対してプロットし、その傾きＭを求めた。残留応力値σと傾きＭの間には、
σ＝Ｋ・Ｍ
ただし、Ｋ＝−Ｅ／２（１+ν）・ｃｏｔθ０・π／１８０
の関係があり、ここで、ＥはＷＣ結晶のヤング率で７２０００ＧＰａ、νはポアソン比で０．２０として、θ０はＷＣ結晶（１１０）面における標準ブラッグ反射角で、１０３．８度とした。                    
上記の方法により、その圧縮残留応力を求めた。
表３に、これらの値を示す。
【００２７】
比較のため、表１に示す配合組成のＴｉ基サーメット基体を通常の焼結、すなわち、室温から１３５０℃までの昇温時に１０Ｐａ以下の真空雰囲気とし、１３５０℃から１４８０℃までの昇温過程およびそれに続く１４８０℃にて１時間保持の間の窒素分圧を６５０Ｐａとし、１４８０℃にて１時間保持後に、１Ｐａ以下の真空雰囲気で炉冷（２０℃／ｍｉｎ以上の冷却速度）とするにて焼結、作製し、表２に示す配合組成からなる造粒-仮焼したＷＣ基超硬合金の粒子を、上記と同様に溶射することにより、ＷＣ基超硬合金溶射膜を形成した。ただし、種別１から３の基板上には溶射膜を形成することが出来なかった。理由として、基板の硬さが高いために、溶射膜の付着が生じなかったものと考えられる。
ついで、これを、本発明インサート１〜８，本発明被覆インサート１１〜１８と同様な処理を行うことによって、表５に示す比較例インサート１〜８，表６に示す比較例被覆インサート１１〜１８を作製した。
【００２８】
次いで、本発明インサート１〜８の場合と同様にして、比較例インサート１〜８について、Ｖ値、Ｗ値、Ｘ値、Ｙ値およびＺ値を同様に測定し、さらに、刃先材料を構成するＷＣ基超硬合金について、その圧縮残留応力を求めた
表５に、これらの値を示す。
【００２９】
【表１】
0005850404.tif 000002
【００３０】
【表２】
0005850404.tif 000003
【００３１】
【表３】
0005850404.tif 000004
【００３２】
【表４】
0005850404.tif 000005
【００３３】
【表５】
0005850404.tif 000006
【００３４】
【表６】
0005850404.tif 000007
【００３５】
つぎに、上記本発明インサート１〜８および比較例インサート１〜８について、
被削材：ＪＩＳ・Ｓ１０Ｃの丸棒                                
切削速度：５０ｍ／ｍｉｎ                              
切り込み：１．５ｍｍ                              
送り：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ．
切削時間：２０分                                  
の条件（切削条件Ａ）で、炭素鋼の乾式連続切削加工試験を行い、逃げ面摩耗幅、あるいは、寿命に至るまでの切削時間を測定した。
表７に、試験結果を示す。
【００３６】
【表７】
0005850404.tif 000008
【００３７】
表３、５、７に示される結果から、本発明インサート１〜８は、欠損等の異常損傷の発生もなく、耐摩耗性評価で長期の切削加工に耐える性能を示した。
これに対して、比較例インサート１１〜１８は、切削初期に刃先部分の超硬合金が剥離し、今回の切削には使用に耐えることが出来ず、工具寿命も短命であることが明らかである。
【００３８】
つぎに、上記本発明被覆インサート１１〜１８および比較例被覆インサート１１〜１８について、
被削材：ＪＩＳ・Ｓ４５Ｃの丸棒、
切削速度：３３５  ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．５  ｍｍ、
送り：０．２８  ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１０分
の条件（切削条件Ｂ）での炭素鋼の乾式高速切削加工試験、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０の４溝スリット入り丸棒、
切削速度：２００  ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．５  ｍｍ、
送り：０．２５  ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：３分
の条件（切削条件Ｃ）で、クロムモリブデン鋼の乾式断続切削加工試験を行い、
逃げ面摩耗量、あるいは、寿命に至るまでの切削時間を測定した。
表８に、試験結果を示す。
【００３９】
【表８】
0005850404.tif 000009
【００４０】
表４、６、８に示される結果から、本発明被覆インサート１１〜１８は、剥離、欠損の発生もなく耐摩耗性にすぐれ、長期の切削加工に耐える性能を示している。
これに対して、比較例被覆インサート１１〜１８は、硬質膜を被覆していないものと同様に、切削初期に刃先部分の超硬合金の剥離、欠損等が発生し、工具寿命が非常に短命であることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のＷＣ基超硬合金製切削工具インサート、表面被覆ＷＣ基超硬合金製切削工具インサートは、希少金属であるタングステンの使用量が低減されているにもかかわらず、剥離、欠損等の異常損傷を発生することなく、長期の使用にわたってすぐれた切削性能を発揮することができ、切削加工の省エネ化、低コスト化に十分満足に対応できるものである。
【図１】
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