(57)【要約】  アルミナ結晶粒子とジルコニア結晶粒子とを主成分とする焼結体は、ジルコニア結晶粒子として、正方晶の結晶粒子を含む。また、焼結体の任意の切断面の１０μｍ角の範囲におけるジルコニア結晶粒子の総数をＮ個とし、Ｎ個に対する、周囲がジルコニア結晶粒子のみに囲まれた第１のジルコニア結晶粒子の個数ａ個、周囲が前記アルミナ結晶粒子のみに囲まれた第２のジルコニア結晶粒子の個数ｂ個、周囲が前記ジルコニア結晶粒子とアルミナ結晶粒子とに囲まれた第３のジルコニア結晶粒子の個数ｃ個のそれぞれの割合をＡ〜Ｃとしたとき、０％≦Ａ≦３％、かつ、３％≦Ｂ≦２２％、かつ、７７％≦Ｃ≦９６％を満たす。また、Ｎは、値１４０以上である。【選択図】図２
2013011650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ結晶粒子と、ジルコニア結晶粒子とを主成分とする焼結体であって、
前記ジルコニア結晶粒子は、正方晶の結晶粒子を含み、
前記焼結体の任意の切断面の１０μｍ角の範囲における前記ジルコニア結晶粒子の総数をＮ個とし、
前記Ｎ個の前記ジルコニア結晶粒子のうちの、周囲が前記ジルコニア結晶粒子のみに囲まれた第１のジルコニア結晶粒子の個数ａ個の前記Ｎ個に対する割合をＡとし、
前記Ｎ個の前記ジルコニア結晶粒子のうちの、周囲が前記アルミナ結晶粒子のみに囲まれた第２のジルコニア結晶粒子の個数ｂ個の前記Ｎ個に対する割合をＢとし、
前記Ｎ個の前記ジルコニア結晶粒子のうちの、周囲が前記ジルコニア結晶粒子と前記アルミナ結晶粒子とに囲まれた第３のジルコニア結晶粒子の個数ｃ個の前記Ｎ個に対する割合をＣとしたとき、
０％≦Ａ≦３％、かつ、３％≦Ｂ≦２２％、かつ、７７％≦Ｃ≦９６％を満たし、
前記Ｎは、値１４０以上であることを特徴とする焼結体。
【請求項２】
前記焼結体の任意の５以上の切断面の各々での１０μｍ角の範囲における、前記ジルコニア結晶粒子と前記アルミナ結晶粒子との界面の平均延べ長さは１８０μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の焼結体。
【請求項３】
ＳｉＯ2の含有量が、０．２４Ｗｔ％以下である、請求項１または請求項２記載の焼結体。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の焼結体を使用したことを特徴とする切削工具。
【請求項５】
鋼加工に用いられる請求項４記載の切削工具。
【請求項６】
ダクタイル鋳鉄加工に用いられる請求項４記載の切削工具。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１１年７月１９日に出願された出願番号２０１１−１５７６２４の日本特許出願に基づく優先権を主張し、その開示の全てが参照によって本願に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、アルミナ・ジルコニア系セラミックスからなる焼結体に関する。
【背景技術】
【０００３】
アルミナ・ジルコニア系セラミックスは、化学的安定性、耐摩耗性に優れた材料であり、各種構造部材や切削工具材として利用されている。かかるアルミナ・ジルコニア系セラミックスの性能は、ジルコニアの結晶相、粒子径、凝集、分散状態に依存するところが大きく、様々な検討が行われている（例えば、下記特許文献１〜４）。【０００４】
しかしながら、従来のアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、ジルコニア結晶粒子とアルミナ結晶粒子の組織制御が十分ではなかった。そのため、従来のアルミナ・ジルコニア系セラミックスを切削工具として使用すると、高い送り量で加工を行った場合の耐欠損性が十分ではなかった。また、従来のアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、微小な欠損に起因した摩耗が発生することがあり、耐摩耗性も十分ではなかった。このため、アルミナ・ジルコニア系セラミックスを使用した切削工具は、低い送り量での加工(仕上げ加工等)でのみ使用されているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１９０６４号公報
【特許文献２】特開２０００−３４４５６９号公報
【特許文献３】特開平１０−１９４８２４号公報
【特許文献４】特開平２−５５２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の問題の少なくとも一部を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、アルミナ・ジルコニア系セラミックスの耐摩耗性、または、耐欠損性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決することを目的とし、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。【０００８】
［適用例１］アルミナ結晶粒子と、ジルコニア結晶粒子とを主成分とする焼結体であって、
前記ジルコニア結晶粒子は、正方晶の結晶粒子を含み、
前記焼結体の任意の切断面の１０μｍ角の範囲における前記ジルコニア結晶粒子の総数をＮ個とし、
前記Ｎ個の前記ジルコニア結晶粒子のうちの、周囲が前記ジルコニア結晶粒子のみに囲まれた第１のジルコニア結晶粒子の個数ａ個の前記Ｎ個に対する割合をＡとし、
前記Ｎ個の前記ジルコニア結晶粒子のうちの、周囲が前記アルミナ結晶粒子のみに囲まれた第２のジルコニア結晶粒子の個数ｂ個の前記Ｎ個に対する割合をＢとし、
前記Ｎ個の前記ジルコニア結晶粒子のうちの、周囲が前記ジルコニア結晶粒子と前記アルミナ結晶粒子とに囲まれた第３のジルコニア結晶粒子の個数ｃ個の前記Ｎ個に対する割合をＣとしたとき、
０％≦Ａ≦３％、かつ、３％≦Ｂ≦２２％、かつ、７７％≦Ｃ≦９６％を満たし、
前記Ｎは、値１４０以上であることを特徴とする焼結体。【０００９】
かかる焼結体は、ジルコニア結晶粒子およびアルミナ結晶粒子が微小化され、ジルコニア結晶粒子を内包したアルミナ結晶粒子の割合が適度に制御されている。また、ジルコニア結晶粒子が過剰に集まって偏在することがないように制御されている。したがって、切削工具として適した応力誘起変態効果や粒成長抑制効果を得ることができる。かかる焼結体を切削工具として使用すれば、耐摩耗性および耐欠損性を向上させることができる。【００１０】
［適用例２］前記焼結体の任意の５以上の切断面の各々での１０μｍ角の範囲における、前記ジルコニア結晶粒子と前記アルミナ結晶粒子との界面の平均延べ長さは１８０μｍ以上であることを特徴とする適用例１記載の焼結体。【００１１】
かかる焼結体は、ジルコニア結晶粒子、および、ジルコニア結晶粒子を内包したアルミナ結晶粒子が、微小、かつ、過剰に集まって偏在しないように、より好適に制御されている。したがって、適用例１の効果をさらに向上させることができる。【００１２】
［適用例３］ＳｉＯ2の含有量が、０．２４Ｗｔ％以下である適用例１または適用例２記載の焼結体。かかる焼結体は、ＳｉＯ2の含有量が比較的少ないので、切削工具等に用いた場合に、チッピングや欠損の発生を抑制することができる。【００１３】
本発明は、適用例４ないし適用例６の切削工具としても実現することができる。
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載の焼結体を使用したことを特徴とする切削工具。
［適用例５］鋼加工に用いられる適用例４記載の切削工具。
［適用例６］ダクタイル鋳鉄加工に用いられる適用例４記載の切削工具。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】チップ２０の外観図である。
【図２】ジルコニア結晶粒子ＺＣの類型を示す説明図である。
【図３】ジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとの界面を示す説明図である。
【図４】平均界面距離ＩＬの測定方法の具体例を示す説明図である。
【図５】チップ２０の製造工程を示す工程図である。
【図６】チップ２０についての耐摩耗性試験および耐欠損性試験の結果を示す図表である。
【図７】チップ２０についての耐摩耗性試験および耐欠損性試験の結果を示す図表である。
【図８】チップ２０についてのＷｅｔフライス加工試験の結果を示す図表である。
【図９】第２のチップについて実施した乾式フライス加工試験の結果を示す図表である。
【図１０】第３のチップについて実施した旋削加工試験の結果を示す図表である。
【図１１】チップ２０について実施した旋削加工の第１の試験の結果を示す図表である。
【図１２】チップ２０について実施した旋削加工の第２の試験の結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ−１．焼結体２０の特性：
本発明の実施形態について説明する。本発明の焼結体の実施例としての焼結体ＳＣを材料として用いて製造した切削工具としてのチップ２０の外観を図１に示す。チップ２０は、スローアウェイチップ、すなわち、切削インサートである。このチップ２０は、切削工具の本体に着脱可能に装着される。図１に示すように、チップ２０は、略直方体の外形を備えている。図示するチップ２０の形状は、ＩＳＯ規格で規定されたＳＮＧＮ４３３−ＴＮの形状に該当する。ただし、チップ２０の形状は、適宜設定すればよい。
【００１６】
かかるチップ２０の材料である焼結体ＳＣは、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）とジルコニア（ＺｒＯ2）とを主成分とするアルミナ・ジルコニア系セラミックスからなる。本実施例では、このアルミナ・ジルコニア系セラミックスは、後述するジルコニアの安定化剤や不可避不純物を除けば、アルミナとジルコニアとからなる。アルミナ・ジルコニア系セラミックスは、例えば、アルミナを６０ｖｏｌ％以上、かつ、８０ｖｏｌ％以下含み、ジルコニアを４０ｖｏｌ％以下、かつ、２０ｖｏｌ％以上含むものとすることができる。こうすれば、切削工具としての使用に適した耐摩耗性、耐欠損性を得ることができる。ジルコニアの安定化剤としては、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等を使用することができる。本実施例では、２〜３ｍｏｌ％のＹ2Ｏ2を用いて安定化させたジルコニアを用いている。また、焼結体ＳＣの不可避不純物（ＳｉＯ2等）は、０．３ｗｔ％以下であることが望ましく、０．２５ｗｔ％以下であることがより望ましい。こうすれば、不可避不純物がチップ２０の切削性能を低下させることを抑制することができる。焼結体ＳＣに含まれるジルコニアの結晶粒子をジルコニア結晶粒子ＺＣともいう。また、焼結体ＳＣに含まれるアルミナの結晶粒子をアルミナ結晶粒子ＡＣともいう。
【００１７】
かかる焼結体ＳＣは、以下に説明する第１〜第４の特性を有している。第１の特性として、焼結体ＳＣに含まれるジルコニア結晶粒子ＺＣは、正方晶の結晶粒子を含んでいる。また、第２の特性として、焼結体ＳＣに含まれるジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとは、所定の関係を有している。この第２の特性は、各々のジルコニア結晶粒子ＺＣを、他のジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとの位置関係に基づいて、３つの類型に分類することで把握可能である。
【００１８】
かかるジルコニア結晶粒子ＺＣの３つの類型を図２に示す。図２において、各々のブロックは、ジルコニア結晶粒子ＺＣまたはアルミナ結晶粒子ＡＣの各々の結晶粒子を示している。また、アルミナ結晶粒子ＡＣを表すブロックには、ハッチングを施して、ジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとを区別して表示している。
【００１９】
図２（Ａ）は、１つ目の類型としての第１のジルコニア結晶粒子ＺＣ１を示している。第１のジルコニア結晶粒子ＺＣ１は、図２（Ａ）に示すように、その周囲が、ジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとのうちのジルコニア結晶粒子ＺＣのみに囲まれたジルコニア結晶粒子である。換言すれば、第１のジルコニア結晶粒子ＺＣ１は、他の結晶粒子との界面が、ジルコニア結晶粒子ＺＣとの界面のみで形成されたジルコニア結晶粒子である。
【００２０】
図２（Ｂ）は、２つ目の類型としての第２のジルコニア結晶粒子ＺＣ２を示している。第２のジルコニア結晶粒子ＺＣ２は、図２（Ｂ）に示すように、その周囲がアルミナ結晶粒子ＡＣのみに囲まれたジルコニア結晶粒子である。
【００２１】
図３（Ｃ）は、３つ目の類型としての第３のジルコニア結晶粒子ＺＣ３を示している。第３のジルコニア結晶粒子ＺＣ３は、図２（Ｃ）に示すように、その周囲がジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとの両方に囲まれたジルコニア結晶粒子である。
【００２２】
ここで、焼結体ＳＣの任意な切断面の１０μｍ角の範囲におけるジルコニア結晶粒子ＺＣの総数をＮ個（Ｎは正の整数）とする。また、Ｎ個のジルコニア結晶粒子ＺＣのうちの、第１のジルコニア結晶粒子ＺＣ１の個数をａ個（ａは、Ｎよりも小さい正の整数）とする。同様に、Ｎ個のジルコニア結晶粒子ＺＣのうちの、第２のジルコニア結晶粒子ＺＣ２の個数をｂ個（ｂは、Ｎよりも小さい正の整数）とする。Ｎ個のジルコニア結晶粒子ＺＣのうちの、第３のジルコニア結晶粒子ＺＣ３の個数をｃ個（ｃは、Ｎよりも小さい正の整数）とする。Ｎ，ａ〜ｃの値は、次式（１）を満たす。
Ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ・・・（１）
【００２３】
さらに、Ｎ個に対するａ個の割合、すなわち、すべてのジルコニア結晶粒子ＺＣの個数に対する第１のジルコニア結晶粒子ＺＣ１の個数の割合をＡ（＝ａ／Ｎ）とする。同様に、Ｎ個に対するｂ個の割合、Ｎ個に対するｃ個の割合をそれぞれ、Ｂ（＝ｂ／Ｎ）、Ｃ（＝ｃ／Ｎ）とする。
【００２４】
このとき、本実施例の焼結体ＳＣは、第２の特性として、次式（２），（３），（４）を同時に満たす。
０％≦Ａ≦３％・・・（２）
３％≦Ｂ≦２２％・・・（３）
７７％≦Ｃ≦９６％・・・（４）
【００２５】
また、焼結体ＳＣは、第３の特性として、次式（５）を満たす。つまり、焼結体ＳＣの任意な切断面の１０μｍ角の範囲におけるジルコニア結晶粒子ＺＣの総数は１４０個以上である。
Ｎ≧１４０・・・（５）
【００２６】
また、焼結体ＳＣは、第４の特性として、焼結体ＳＣの任意な５以上の切断面の各々での１０μｍ角の範囲における、ジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとの界面の延べ長さを表す界面距離ＩＬｍ（ｍは任意の切断面の数に対応する）の単純平均値である平均界面距離ＩＬが次式（６）を満たす。なお、かかる第４の特性は、必須ではない。
ＩＬ≧１８０μｍ・・・（６）
【００２７】
ジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとの界面を図３に示す。図３では、焼結体ＳＣの切断面の１０μｍ角の範囲を示している。ジルコニア結晶粒子ＺＣおよびアルミナ結晶粒子ＡＣの各結晶粒子のサイズは、図示の関係上、実際よりも大きく表示している。図３において、ジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとの界面は、太線で示している。この太線の延べ長さが界面距離ＩＬｍである。
【００２８】
上述した第２の特性の確認方法の具体例について説明する。第２の特性の確認手順は、まず、試料となる焼結体ＳＣの表面を平面研削加工した後、ダイヤモンドスラリーで鏡面研磨し、さらに、１４５０℃でサーマルエッチング処理を施す。次に、サーマルエッチング処理を施した試料表面を電界放射型走査電子顕微鏡（Field Emission-Scanning Electron Microscope）で観察し、８０００倍の組織画像（組織写真）を得る。次に、得られた組織画像を、画像処理ソフト（三谷商事株式会社製ＷｉｎＲＯＯＦ）を用いて、グレースケールの画像に変換する。次に、変換した画像を表示するディスプレイ上で、表示画像の略中心に位置する１０μｍ角の範囲を選択し、ジルコニア結晶粒子ＺＣの個数Ｎ個と、第１ないし第３のジルコニア結晶粒子ＺＣ１〜ＺＣ３の個数ａ〜ｃ個とをカウントする。こうして、上述のＮ個およびａ〜ｃ個を取得し、それらの値から、割合Ａ〜Ｃを求めることができる。
【００２９】
上述した第４の特性の確認方法の具体的について、図４を用いて説明する。第４の特性の確認手順は、まず、第２の特性の確認方法と同様にして、８０００倍の組織画像を得る。第４の特性の確認では、組織画像は、焼結体ＳＣの異なる５つの切断面に対応する５つの画像を取得するものとした。なお、取得する画像は、各々に切断面が異なる５以上の画像であればよい。
【００３０】
次に、得られた組織画像のうちの１つを、上述の画像処理ソフトを用いて、ディスプレイに表示させ、図４（Ａ）に示すように、表示画像の略中心に位置する１０μｍ角の範囲を選択する。図４（Ａ）では、図２と同様の方法で、ジルコニア結晶粒子ＺＣまたはアルミナ結晶粒子ＡＣの各々の結晶粒子を示している。図４（Ａ）では、ジルコニア結晶粒子ＺＣおよびアルミナ結晶粒子ＡＣの各結晶粒子のサイズは、図示の関係上、実際よりも大きく表示している。
【００３１】
次に、選択した１０μｍ角の範囲の画像をグレースケールの画像に変換し、さらに、画像処理ソフトの「明るさ・コントラスト」の調節機能を利用して、画像を白黒化（２値化）する。具体的には、「コントラスト」を値１００(最大値)まで上げて、画像内の白黒を明確化した後に、各々の結晶粒子の実際の界面と、画像上の白部と黒部との界面が合致するように、「明るさ」を値４５に調整する。図４（Ｂ）に１０μｍ角の範囲を白黒化した画像を示す。図示するように、アルミナ結晶粒子ＡＣが黒部として、また、ジルコニア結晶粒子ＺＣが白部として、明確に分類可能に表示される。
【００３２】
次に、得られた画像を画像処理ソフトの「自動２値化」によって、アルミナ結晶粒子ＡＣを黒部として、ジルコニア結晶粒子ＺＣを白部としてソフトに認識させる。次に、この画像について「孤立点除去」を行い、さらに「クロージング」（境界の平均化）によって、画像処理における誤差の要因を除去する。かかる処理が行われた画像を図４（Ｃ）に示す。図４（Ｃ）では、白部ＷＰをハッチングで表示している。
【００３３】
そして、以上のようにして得られた白部ＷＰの画像の周囲長を、画像処理ソフトを用いて計測し、界面距離ＩＬｍとして取得する。なお、１０μｍ角の範囲の外縁、つまり、１０μｍ角の範囲を示すラインは、周囲長には含まれない。かかる手順を、残りの４枚の組織画像についても行い、求められた界面距離ＩＬｍ（ｍは１〜５の整数）に基づいて、平均界面距離ＩＬを算出する。
【００３４】
Ａ−２．チップ２０の製造方法：
上述したチップ２０の製造方法の具体例について説明する。チップ２０の製造手順を図５に示す。図示するように、チップ２０の製造においては、まず、材料としてのスラリーを作製する（ステップＳ１１０）。具体的には、平均粒径が０．６μｍのアルミナ粉末と、平均粒径が０．７μｍであり、２ｍｏｌ％のＹ2Ｏ3を含むジルコニア粉末とを、アルミナ球石および水とともにアルミナ製のポットに投入し、８４時間混合して粉砕し、スラリーを作製する。
【００３５】
スラリーを作製すると、次に、作製したスラリーを攪拌容器に移し、攪拌翼で攪拌しながら、ｐＨ調整を行う（ステップＳ１２０）。このｐＨ調整は、粉砕粒子の分散、凝集状態を制御するために行う。本実施例で作製したスラリーのｐＨ値は値９であった。このｐＨ値は、アルミナのゼータ電位（表面電位）の等電点（ｐＨ９〜１０）、および、２ｍｏｌ％のＹ2Ｏ3を含むジルコニアのゼータ電位（表面電位）の等電点（ｐＨ８〜９）付近である。そこで、アルミナと、２ｍｏｌ％のＹ2Ｏ3を含むジルコニアとがともに正側に帯電するｐＨ８以下に調整することで、静電反発力を生じさせて、分散を安定化させ、所望の結晶粒子分散状態を得られるようにした。本実施例では、ｐＨの調整、分散・凝集状態の制御は、塩酸(ＨＣｌ)や、アンモニア水などを用いて行った。なお、粉砕スラリーの分散、凝集の状態は、原料、粉砕条件によっても異なる。そのため、原料、粉砕条件が異なる場合は、それに応じて、所定の凝集および分散の状態が得られるようにｐＨ値を調整すればよい。所定の凝集および分散の状態とは、上記式（２）の条件を満たすための状態であり、凝集しすぎたり、完全に均質に分散したりすることを避けた、適度な凝集および分散を確保した状態である。また、上記のようにｐＨ値を調整するほかに、分散剤を用いて所望の結晶粒子分散状態を得ることもできる。分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸系分散剤のサンノプコ社製SNディスパーサント5027や、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤の中京油脂株式会社製セルナＤ735等を用いることができる。
【００３６】
ｐＨ調整を行うと、次に、ｐＨを調整したスラリーにバインダーを添加し、攪拌後、スプレードライ法によって、顆粒を作製する（ステップＳ１３０）。この時、スラリー状態に応じて分散剤を添加する。分散剤は、例えば、ポリカルボン酸アンモニウムなどを用いる。バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、アクリル等の樹脂材料を用いることができる。
【００３７】
顆粒を作製すると、次に、作製したスプレー顆粒をプレス成形し、脱脂、焼成することで焼結体ＳＣを作製する（ステップＳ１４０）。本実施例では、焼成は、１４５０〜１５５０℃の温度で２時間保持し、得られた１次焼結体を１４５０℃、１００ＭＰａのアルゴン（Ａｒ）ガス中でＨＩＰ（Hot Isostatic Pressing）処理することによって行った。
【００３８】
焼成処理を行うと、次に、得られた焼結体ＳＣの表面を研磨加工することによって、所望の工具形状（ここでは、ＳＮＧＮ４３３−ＴＮ）に加工する（ステップＳ１５０）。こうして、チップ２０は、完成となる。なお、上記ステップＳ１１０〜Ｓ１４０は、焼結体ＳＣの製造方法として捉えることもできる。
【００３９】
Ａ−３．効果：
上述したチップ２０の材料としての焼結体ＳＣは、任意の切断断面における１０μｍ角の範囲において、ジルコニア結晶粒子ＺＣの総数（Ｎ個）に対する第１のジルコニア結晶粒子ＺＣ１の個数（ａ個）の割合Ａが、０％≦Ａ≦３％を満たす。ジルコニア結晶粒子ＺＣがジルコニア結晶粒子ＺＣ群の内部に存在することで応力誘起変態の効果が増し、耐欠損性を向上することができる。割合Ａが３％より大きくなると、ジルコニア結晶粒子ＺＣ同士の凝集が多くなることで、焼結体ＳＣの硬度が低下したり、ジルコニア結晶粒子ＺＣの粗大粒が発生したりして、焼結体ＳＣの耐摩耗性が低下する恐れがあるが、割合Ａを３％以下に制御することにより、応力誘起変態効果と粒子脱落抑制の効果が両立し、耐欠損性、耐摩耗性が向上する。
【００４０】
また、焼結体ＳＣは、ジルコニア結晶粒子ＺＣの総数（Ｎ個）に対する第２のジルコニア結晶粒子ＺＣ２の個数（ｂ個）の割合Ｂが、３％≦Ｂ≦２２％を満たす。ジルコニア結晶粒子ＺＣがアルミナ結晶粒子ＡＣ群の内部に存在することで、アルミナ結晶粒子ＡＣの凝集や粗大粒化を抑制することができる。割合Ｂを３％以上にすることで、アルミナ結晶粒子ＡＣの凝集や粗大粒の発生を抑制し、焼結体ＳＣの耐摩耗性、耐欠損性を向上させることができる。また、割合Ｂを２２％以下にすることで、応力誘起変態効果の低下や、隣接するアルミナ結晶粒子ＡＣの凝集や粗大粒の発生を抑制し、焼結体ＳＣの耐摩耗性、耐欠損性を向上させることができる。
【００４１】
また、焼結体ＳＣは、ジルコニア結晶粒子ＺＣの総数（Ｎ個）に対する第３のジルコニア結晶粒子ＺＣ３の個数（ｃ個）の割合Ｃが、７７％≦Ｃ≦９６％を満たす。ジルコニア結晶粒子ＺＣの周囲にアルミナ結晶粒子ＡＣとジルコニア結晶粒子ＺＣとの両方が配置されることで、各結晶粒子の粗大粒化が抑制される。また、クラック進展に対するディフレクション効果が増し、焼結体ＳＣの耐摩耗性、耐欠損性が向上する。割合Ｃを７７％以上とすることで、アルミナ結晶粒子ＡＣおよびジルコニア結晶粒子ＺＣの凝集体の発生を抑制して、つまり、粗大粒の発生を抑制して、焼結体ＳＣの耐摩耗性、耐欠損性を向上させることができる。また、割合Ｃを９６％以下とすることで、アルミナ結晶粒子ＡＣとジルコニア結晶粒子ＺＣとが均質に分散された状態になることを抑制することができる。その結果、上述した０％≦Ａ≦３％および３％≦Ｂ≦２２％の条件を満たすことによって得られる効果が低下することを抑制することができる。
【００４２】
また、焼結体ＳＣは、任意の切断面の１０μm角の範囲におけるジルコニア結晶粒子ＺＣの個数が１４０個以上である。このため、各凝集体自体を微小化することができる。
【００４３】
焼結体ＳＣは、これらの条件をすべて満たすことによって、ジルコニア結晶粒子ＺＣおよびアルミナ結晶粒子ＡＣが微小化され、ジルコニア結晶粒子ＺＣを内包したアルミナ結晶粒子ＡＣの割合が適度に制御される。また、焼結体ＳＣ中にジルコニア結晶粒子ＺＣが過剰に集まって偏在することがないように制御される。その結果、切削工具として適した応力誘起変態効果や粒成長抑制効果が得られる。かかる焼結体ＳＣを使用して、チップ２０を製造すれば、チップ２０の耐摩耗性、耐欠損性を向上させることができる。なお、ジルコニア結晶粒子ＺＣの結晶相は、正方晶であることが望ましい。こうすれば、応力誘起変態の効果を十分に得ることができる。ただし、一部に、単斜晶や立方晶のジルコニア結晶粒子ＺＣが混在することを排除するものではない。
【００４４】
さらに、焼結体ＳＣは、任意の５以上の切断面の１０μm角の範囲におけるジルコニア結晶粒子ＺＣとアルミナ結晶粒子ＡＣとの平均界面距離ＩＬが１８０μｍ以上である。したがって、ジルコニア結晶粒子ＺＣの凝集体、および、ジルコニア結晶粒子ＺＣを内包したアルミナ結晶粒子ＡＣの凝集体が、微小、かつ、過剰に集まって偏在しないようにより好適に制御される。その結果、焼結体ＳＣの耐摩耗性、耐欠損性をさらに向上させることができる。
【００４５】
また、焼結体ＳＣは、鋼及びダクタイル鋳鉄の加工に対して有用である。特に、高い切削速度（例えば８００ｍ／ｍｉｎ．）でのフライス加工及び旋削加工において、優れた切削性能を示す。
【００４６】
また、焼結体ＳＣにおけるＳｉＯ2量を０．２４ｗｔ％以下に制御することにより、鋳肌部を含む鋳鉄の加工において、焼結体ＳＣの欠損の発生を抑制することができる。
【００４７】
上述した効果をいっそう明確にするために、チップ２０について実施した乾式切削試験の結果を図６および図７に示す。かかる切削試験は、耐摩耗性を評価する耐摩耗性試験と、耐欠損性を評価する耐欠損性試験とを含む。これらの試験条件は、以下の通りである。
＜耐摩耗性試験＞
チップ形状：ＳＮＧＮ４３２−ＴＮ
被削材    ：ＦＣ３００
切削速度  ：５００ｍ／ｍｉｎ
切り込み量：０．３ｍｍ
送り量    ：０．３ｍｍ／ｒｅｖ
評価方法  ：６０パス経過後の逃げ面摩耗量の測定
＜耐欠損性試験＞
チップ形状：ＳＮＧＮ４３２−ＴＮ
被削材    ：ＦＣ２００
切削速度  ：２００ｍ／ｍｉｎ
切り込み量：１．５ｍｍ
送り量    ：０．５０〜０．７５ｍｍ／ｒｅｖ
評価方法  ：欠損が生じた時点の送り量の特定
【００４８】
図６，７に示すように、本試験では、上述した特性を有する焼結体ＳＣを使用したチップ２０を実施例１〜１１の試料を試験対象として用意した。また、上述した特性を有しない焼結体使用したチップを、比較例１２〜１７として用意した。
【００４９】
図６では、各試料について、ジルコニアの類型割合、１０μｍ角におけるジルコニア結晶粒子ＺＣおよびアルミナ結晶粒子ＡＣの個数、平均界面距離ＩＬ、結晶相、アルミナとジルコニアとの組成比、ジルコニア安定化剤としてのＹ2Ｏ3の含有量、および、不可避不純物としてのＳｉＯ2の含有量の測定結果を示している。ジルコニアの類型割合は、上述した割合Ａ〜Ｃの測定結果である。結晶相の「Ｔ」は、正方晶を表す。結晶相の「Ｍ」は、単斜晶を表す。図６に示すように、実施例１〜１１の試料は、上述した第１〜第３の特性を有している。また、実施例１〜１１の試料のうち、実施例１〜１０の試料は、必須ではない第４の特性を有しているが、実施例１１の試料は、第４の特性を有していない。一方、比較例１２〜１７の試料は、第１〜第３の特性のうちの少なくとも１つの特性を有していない。図６では、第１〜第４の特性と異なる特性を示す測定値をハッチングで表示している。なお、図６に示すように、実施例１〜１１の試料は、いずれも任意の１０μｍ角におけるアルミナ結晶粒子ＡＣの個数は、１０８個以上であった。
【００５０】
図７では、各試料についての耐摩耗性試験および耐欠損性試験の結果、および、それに基づく切削性能判定の結果を示している。また、参考として、曲げ強度、破壊靭性、ビッカース硬さの測定結果も併記している。耐欠損性試験の結果では、各送り量の条件に対して、欠損が生じた場合を「×」、欠損が生じなかった場合を「○」として表示している。本実施例では、切削性能判定として、耐摩耗性試験で測定された摩耗量が０．１０ｍｍ未満であることと、耐欠損性試験において、送り量が０．６ｍｍ／ｒｅｖの条件で欠損が生じなかったこととの、両方を満たす試料を、所望の性能基準を満たすと判定している。性能基準を満たす試料については、「△」（可）と、「○」（良い）と、「◎」（極めて良い）とに区分している。「◎」は、摩耗量が０．１０ｍｍ未満であり、かつ、送り量が０．７０ｍｍ／ｒｅｖの条件でも欠損が生じなかった場合に付している。「○」は、摩耗量が０．１０ｍｍ未満であり、かつ、送り量が０．６５ｍｍ／ｒｅｖの条件でも欠損が生じなかった場合に付している。「△」は、摩耗量が０．１０ｍｍ未満であり、かつ、送り量が０．６ｍｍ／ｒｅｖの条件でも欠損が生じなかった場合に付している。性能基準を満たさない試料については、「×」（悪い）を付している。
【００５１】
図７に示すように、実施例２〜６のサンプルでは、「◎」の評価が得られた。実施例１，７〜１０の試料については、「○」の評価が得られた。実施例１１の試料については、「△」の評価が得られた。一方、比較例１２〜１７の試料については、「×」の評価が得られた。耐摩耗性試験では、実施例１〜１１の試料は、比較例１２〜１７と比べて、摩耗量をおよそ１／２〜１／３にまで低減でき、優れた耐摩耗性を示すことが確認された。また、耐欠損性試験では、実施例１〜１１の試料は、比較例１２〜１７よりも高い送り量まで欠損が発生しておらず、優れた耐欠損性を示すことが確認された。このように、本実施例の焼結体ＳＣを用いれば、長寿命で、高能率加工が可能なアルミナ・ジルコニア系のチップ２０を提供することができる。
【００５２】
また、実施例１〜１１についての切削性能判定に基づけば、具体的には、「○」と「◎」との評価の違いに基づけば、割合Ａは、０％≦Ａ≦２％を満たすことが望ましい。割合Ｂは、９％≦Ｂ≦２０％を満たすことが望ましい。割合Ｃは、８２％≦Ｃ≦９０％を満たすことが望ましい。
【００５３】
同様に、「○」と「◎」との評価の違いに基づけば、１０μｍ角の範囲において、アルミナ結晶粒子ＡＣの個数は、１１０個以上とすることが望ましい。ジルコニア結晶粒子ＺＣおよびアルミナ結晶粒子ＡＣの総数は、２５０個以上とすることが望ましい。また、平均界面距離ＩＬは、２００μｍ以上とすることが望ましい。なお、上述した第４の特性（ＩＬ≧１８０μｍ）は、「○」と「△」との評価の違いに対応している。
【００５４】
また、「○」と「◎」との評価の違いと、実施例１〜１１についての耐欠損性試験の結果とに基づけば、具体的には、送り量が０．７５ｍｍ／ｒｅｖでも欠損しない点と、欠損する点との違いに着目すれば、１０μｍ角の範囲において、ジルコニア結晶粒子ＺＣの総数は、１８０個以上とすることが望ましい。アルミナ結晶粒子ＡＣの個数は、１５０個以上とすることが望ましい。ジルコニア結晶粒子ＺＣおよびアルミナ結晶粒子ＡＣの総数は、３３０個以上とすることが望ましい。また、平均界面距離ＩＬは、２５０μｍ以上とすることが望ましい。
【００５５】
また、「○」と「◎」との評価の違いと、実施例１〜１１についての耐欠損性試験の結果とに加えて、耐摩耗性試験の結果に基づけば、具体的には、摩耗量が０．０６ｍｍ以下と、０．０７ｍｍ以上との違いに着目すれば、１０μｍ角の範囲において、ジルコニア結晶粒子ＺＣの総数は、２１０個以上とすることがより望ましい。アルミナ結晶粒子ＡＣの個数は、１５０個以上とすることが望ましい。ジルコニア結晶粒子ＺＣおよびアルミナ結晶粒子ＡＣの総数は、３６０個以上とすることがより望ましい。また、平均界面距離ＩＬは、２５０μｍ以上とすることが望ましい。
【００５６】
また、チップ２０について実施したＷｅｔフライス加工試験の結果を図８に示す。本試験では、図６，７に示した実施例３の試料、比較例１２，１４の試料、および、比較例１８として、市販の炭化チタン（ＴｉＣ）・アルミナ系工具（日本特殊陶業製ＨＣ２）を対象として実施した。試験条件は、以下の通りである。
＜Ｗｅｔフライス加工試験＞
チップ形状：ＳＮＧＮ４３２−ＴＮ
被削材    ：ＦＣ３００
切削速度  ：６００ｍ／ｍｉｎ
切り込み量：１．０ｍｍ
送り量    ：０．１ｍｍ／ｒｅｖ
評価方法  ：熱欠損が生じた時点のパス数の特定
【００５７】
比較例１２、１４はアルミナ中にジルコニア粒子が凝集しない状態で均一に分散している組織を有するが、図８に示すように、比較例１２，１４の試料では、６００回以下の衝撃回数（パス数）で熱欠損が発生した。一方、実施例３，１８では、３６００回の衝撃回数でも、熱欠損は発生しなかった。このように、本実施例のチップ２０は、アルミナ−ＴｉＣ系工具（比較例１８）と同等の優れた耐熱衝撃性を示すことが確認された。従来のアルミナ・ジルコニア系セラミックスの切削工具は、Ｗｅｔフライス加工では、熱欠損が発生しやすく、使用することが困難であったが、本実施例のチップ２０によれば、Ｗｅｔフライス加工にも好適に使用することができる。
【００５８】
また、チップ２０とは異なる第２のチップについて実施した乾式フライス加工試験（耐磨耗性試験）の結果を図９に示す。本試験で用いた第２のチップは、チップ形状においてチップ２０と異なり、材料である焼結体は、チップ２０の焼結体ＳＣと同じである。本試験で用いた被削材は、合金鋼（クロムモリブデン鋼）である。本試験の試験条件は、以下の通りである。
＜乾式フライス加工試験＞
チップ形状：ＳＥＫＮ１２０３ＡＦ
被削材    ：ＳＣＭ４１５
切削速度  ：２００〜１５００ｍ／ｍｉｎ
切り込み量：１．０ｍｍ
送り量    ：０．１０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油    ：無し（乾式）
評価方法  ：３パス加工後の外周刃最大磨耗量
【００５９】
図９に示すように、本試験では、実施例３、比較例１５、比較例１９、比較例２０の合計４つの試料を対象として実施した。実施例３の試料及び比較例１５の試料は、図６，７に示した実施例３の試料及び比較例１５の試料と同じである。比較例１９の試料は、市販のアルミナ・ジルコニア系工具（日本特殊陶業製ＨＣ１）であり、比較例２０の試料は、市販のＰＶＤ被覆超硬工具（京セラ製ＰＲ９０５）である。また、本試験では、各試料について、４種類の切削速度で加工を行って評価した。
【００６０】
図９に示すように、比較例１５及び比較例１９では、最低速（２００ｍ／ｍｉｎ．）から最高速（１５００ｍ／ｍｉｎ．）のいずれの切削速度においても、欠損又はチッピングが発生した。比較例２０では、比較的低い切削速度（２００，４００ｍ／ｍｉｎ．）では、欠損及びチッピングが発生せず、比較的少ない磨耗量で正常に加工を行うことができたのに対し、比較的高い切削速度（８００ｍ／ｍｉｎ．）では、チッピングが発生した。なお、比較例２０において、切削速度が１５００ｍ／ｍｉｎ．の場合には、ＰＶＤの被覆が剥がれて下地の超硬が露出し、著しく磨耗が進行したために試験を継続することができなった。
【００６１】
これら比較例１５，１８，１９に対して、実施例３では、比較的低い切削速度（２００，４００ｍ／ｍｉｎ．）における磨耗量は、比較例２０と同程度の磨耗量に抑えられている。加えて、実施例３では、比較的高い切削速度（８００，１５００ｍ／ｍｉｎ．）においても、チッピングや欠損が発生せず、磨耗量も比較的低い切削速度（２００，４００ｍ／ｍｉｎ．）における磨耗量と同程度に抑えられている。このように本実施例の第２のチップによると、被削材が合金鋼であっても、乾式フライス加工の際に高い耐磨耗性を示す。なお、図７に示す試験結果によると、実施例３に代えて、実施例２，４−６のいずれかの試料を用いて本試験を行っても、同様な結果が得られるものと推測される。また、本試験では、被削材としてクロムモリブデン鋼を用いていたが、クロムモリブデン鋼に代えて、任意の合金鋼（合金元素を１種又は２種以上含有する鋼）を用いても同様な試験結果が得られるものと推測される。また、合金鋼に代えて、炭素鋼，ステンレス鋼，耐熱鋼等、任意の鋼を用いても同様な試験結果が得られるものと推測される。
【００６２】
また、チップ２０とは異なる第３のチップについて実施した旋削加工試験（耐磨耗性試験）の結果を図１０に示す。本試験で用いた第３のチップは、チップ形状においてチップ２０と異なり、材料である焼結体は、チップ２０の焼結体ＳＣと同じである。本試験で用いた被削材は、ダクタイル鋳鉄である。本試験の試験条件は、以下の通りである。なお、以下の条件に示すように、本試験の切削速度は、比較的高速（８００ｍ／ｍｉｎ）であった。
＜旋削加工試験＞
チップ形状：ＳＮＧＮ１２０４１２Ｔ０１０２０
被削材    ：ＦＣ６００
切削速度  ：８００ｍ／ｍｉｎ．
切り込み量：１．０ｍｍ
送り量    ：０．１０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油    ：あり
評価方法  ：６パス加工後の逃げ面磨耗量
【００６３】
図１０に示すように、本試験では、実施例３、比較例１５、比較例１９、比較例２１の合計４つの試料を対象として実施した。実施例３の試料及び比較例１５の試料は、図６，７に示した実施例３の試料及び比較例１５の試料と同じである。比較例１９の試料は、図９に示す比較例１９の試料と同様に市販のアルミナ・ジルコニア系工具（日本特殊陶業製ＨＣ１）であり、比較例２１の試料は、市販のＴｉＣ・アルミナ系工具（日本特殊陶業製ＨＣ６）である。
【００６４】
図１０に示すように、比較例１５，１９では、１パス分の加工により欠損が生じてしまい、試験を継続することができなかった。比較例２１では、２パス分の加工によりチッピングが発生したため試験を継続することができなかった。このとき、磨耗量は、０．３ｍｍであった。これら比較例１５，１９，２１に対して、実施例３では、６パス分の加工を正常に行うことができ、磨耗量は、０．２１ｍｍであった。このように、本実施例の第３のチップは、被削材がダクタイル鋳鉄であっても、高速旋削加工の際に高い耐磨耗性を示す。なお、図７に示す試験結果によると、実施例３に代えて、実施例２，４−６のいずれかの試料を用いて本試験を行っても、同様な結果が得られるものと推測される。
【００６５】
上記２つの試験結果から、本実施例の第２のチップ及び第３のチップによれば、合金鋼及びダクタイル鋳鉄の加工にも好適に使用することができる。ここで、従来から、各種製品の軽量化や強度の向上を目的として、合金鋼やダクタイル鋳鉄を用いたいとの要請があった。しかしながら、これら材料は硬さや粘りが高いため、これらの材料を切削加工し得る工具として、従来のアルミナ・ジルコニア系セラミックスを用いた工具は採用し得ず、例えば、ＰＶＤ被覆超硬工具などの一部の工具に限定されていた。また、合金鋼やダクタイル鋳鉄の切削加工に使用可能な工具であっても、超高速（例えば、８００ｍ／ｍｉｎ以上）の切削では、欠損やチッピングが生じてしまうために用いられ得なかった。これに対して、本実施例の第２のチップ及び第３のチップによれば、合金鋼やダクタイル鋳鉄の高速切削加工に用いることができるので、これらの材料を高能率に加工することができる。なお、合金鋼やダクタイル鋳鉄の高速切削加工に用いるチップの形状は、主切り刃に対する逃げ角が３〜３０度のポジティブ形状であることが好ましい。
【００６６】
また、チップ２０について実施した旋削加工の第１の試験（耐欠損性試験）の結果を図１１に示す。本試験で用いた被削材は、一部に鋳肌が現れている点において、図６，７の耐欠損性試験及び耐磨耗性試験で用いられた被削材と異なる。本試験の試験条件は、以下の通りである。
＜旋削加工試験＞
チップ形状：ＳＮＧＮ４３２−ＴＮ
被削材    ：ＦＣ３００（一部鋳肌）
切削速度  ：５００ｍ／ｍｉｎ．
切り込み量：０．４ｍｍ
送り量    ：０．４ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油    ：なし（乾式）
評価方法  ：５パス加工後の欠損・チッピングの発生状況
【００６７】
本試験は、チップ２０（焼結体ＳＣ）に含まれるＳｉＯ2量（ｗｔ％）の耐欠損性に対する影響を評価するための試験であり、各試料は、含有するＳｉＯ2量（ｗｔ％）が互いに異なる。ＳｉＯ2量は、例えば、図５のステップＳ１１０において、スラリーにＳｉＯ2を投入し、投入するＳｉＯ2量を調整することにより、調整することができる。
【００６８】
図１１に示すように、本試験では、実施例１２，実施例５，実施例１３，実施例７，比較例２２の合計５つの試料を対象として実施した。実施例５の試料及び実施例７の試料は、図６，７に示した実施例５の試料及び実施例７の試料と同じである。実施例１２，１３は、上述した第１ないし第４の特性をいずれも有している。実施例１２の試料のＳｉＯ2量は、０．０６ｗｔ％であり、実施例１３の試料のＳｉＯ2量は、０．１５ｗｔ％である。比較例２２の試料は、上述した第１ないし第４の特性をいずれも有している。しかしながら、比較例２２の試料のＳｉＯ2量は、０．３０ｗｔ％と他の試料に比べて多い。各試料に含まれるＳｉＯ2量は、例えば、蛍光Ｘ線分析により、測定することができる。なお、図１１に示すいずれの試料においても、１０μｍ角の範囲におけるアルミナ粒子数は１２０個以上であった。
【００６９】
図１１に示すように、実施例１２，５，１３では、チッピング及び欠損は発生しなかった。実施例７では、チッピングが生じた。比較例２２では、欠損が生じた。本試験結果によると、ＳｉＯ2量が比較的少ない場合は、チッピング及び欠損が生じなかった。また、本試験結果によると、ＳｉＯ2量が０．２４ｗｔ％以下であれば、少なくとも欠損の発生は抑制することができた。このように、ＳｉＯ2量が比較的少ない場合に、チッピング及び欠損の発生が抑制されるのは、以下の理由によるものと推測される。焼結体ＳＣ内のＳｉＯ2は、被削材である鋳鉄の組織制御成分であるＳｉやＭｎ、鋳肌に含まれている鋳型（鋳砂）由来成分であるＣａと切削加工中のような高温下で反応しやすい。焼結体ＳＣ内のＳｉＯ2と、これら成分の反応は、焼結体ＳＣ内のＳｉＯ2を主体とする粒界相の軟化や、焼結体ＳＣ（チップ２０）表面へのＭｎ、ＳｉやＣａの付着を促進する。したがって、焼結体ＳＣ内のＳｉＯ2量を比較的少なくすると、反応による焼結体ＳＣ内のＳｉＯ2を主体とする粒界相の軟化が抑制され、チッピング、欠損が発生しにくくなると推測される。また、反応による焼結体ＳＣ（チップ２０）表面にＭｎ、ＳｉやＣａの付着が抑制され、加工時の衝撃で付着物が剥離する際のチッピングや欠損が発生しにくくなると推測される。
【００７０】
また、チップ２０について実施した旋削加工の第２の試験（耐欠損性試験）の結果を図１２に示す。本試験で用いた被削材は、一部の鋳肌が現れている点において、図６，７の耐欠損性試験及び耐磨耗性試験で用いられた被削材と異なる。本試験の試験条件は、上述したチップ２０について実施した旋削加工の第１の試験の試験条件と同じである。
【００７１】
本試験は、チップ２０（焼結体ＳＣ）における平均界面距離ＩＬの耐摩耗性に対する影響を評価するための試験であり、各試料は、平均界面距離ＩＬが互いに異なる。平均界面距離ＩＬは、例えば、図５のステップＳ１４０（プレス、脱脂、焼成処理）における焼成温度又は保持時間を調整することにより、調整することができる。具体的には、焼成温度をより高くするほど、又は、保持時間をより長くするほど平均界面距離ＩＬをより短くすることができる。また、例えば、図５のステップＳ１１０において、混合時間を調整することにより、平均界面距離ＩＬを調整することができる。具体的には、混合時間をより長くすることにより、平均界面距離ＩＬをより長くすることができる。
【００７２】
図１２に示すように、本試験では、実施例３，実施例４，実施例１４，比較例２３，比較例２４の合計５つの試料を対象として実施した。実施例３の試料及び実施例４の試料は、図６，７に示した実施例３の試料及び実施例４の試料と同じである。実施例１５の試料は、上述した第１ないし第４の特性をいずれも有している。なお、実施例１５の平均界面距離ＩＬは、１９５μｍであった。比較例２３，２３の試料は、いずれも上述した第１ないし第３の特性を有している。しかしながら、比較例２３，２３の試料は、いずれも上述した第４の特性（ＩＬ≧１８０μｍ）を有していない。具体的には、比較例２３の試料の平均界面距離ＩＬは、１７６μｍであり、比較例２４の試料の平均界面距離ＩＬは１５５μｍであった。
【００７３】
図１２に示すように、平均界面距離ＩＬが比較的長い（２０２μｍ以上）試料（実施例３，４）では、チッピング及び欠損は発生しなかった。実施例１４では、チッピングが生じた。比較例２３，２４では、いずれも欠損が生じた。本試験結果によると、平均界面距離ＩＬが比較的短い場合には、チッピング及び欠損が生じなかった。また、本試験結果によると、平均界面距離ＩＬが１９５μｍ以上であれば、少なくとも欠損の発生は抑制することができた。このように、平均界面距離ＩＬが比較的長い場合に、チッピング及び欠損の発生が抑制されるのは、平均界面距離ＩＬが長いほど、アルミナ結晶粒子とジルコニア結晶粒子との間の結合力が強くなるためであると推測される。なお、欠損が生じかなった実施例３，４，１５の各試料では、１０μｍ角の範囲におけるアルミナ粒子数は１０８個以上であった。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば、上述した各適用例の構成要素に対応する実施例中の要素は、本願の課題の少なくとも一部を解決可能な態様、または、上述した各効果の少なくとも一部を奏する態様において、適宜、組み合わせ、省略、上位概念化を行うことが可能である。また、本発明の焼結体は、旋削加工、フライス加工、溝入加工などの種々の加工に用いる種々の形状の切削工具に使用することが可能である。また、本発明の焼結体は、種々の鋼の加工及びダクタイル鋳鉄加工に使用することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
２０…チップ
ＳＣ…焼結体
ＺＣ…ジルコニア結晶粒子
ＡＣ…アルミナ結晶粒子
ＩＬ…平均界面距離
ＷＰ…白部
ＺＣ１…第１のジルコニア結晶粒子
ＺＣ２…第２のジルコニア結晶粒子
ＺＣ３…第３のジルコニア結晶粒子
【図１】
2013011650.tif 000003
【図２】
2013011650.tif 000004
【図３】
2013011650.tif 000005
【図４】
2013011650.tif 000006
【図５】
2013011650.tif 000007
【図６】
2013011650.tif 000008
【図７】
2013011650.tif 000009
【図８】
2013011650.tif 000010
【図９】
2013011650.tif 000011
【図１０】
2013011650.tif 000012
【図１１】
2013011650.tif 000013
【図１２】
2013011650.tif 000014
【国際調査報告】
2013011650.tif 000015
2013011650.tif 000016