(57)【要約】【課題】  切削性能が高い組織を有するとともに、焼結体の変形を抑制できて複雑な形状でも容易に作製可能なサーメット焼結体および切削工具を提供する。【解決手段】  第１サーメット２と、外周に配置されて切刃７を構成する第２サーメット３との複合構造からなり、第１サーメット２および第２サーメット３は、周期表第４、５および６族金属のうちの１種以上の炭窒化物等からなる硬質相５と、主として鉄族金属からなる結合相６とから構成され、硬質相５は、ＴｉＣＮを主成分とする第１硬質相５ａと、周期表第４、５および６族金属の少なくとも1種とＴｉとの複合炭窒化物固溶体の第２硬質相５ｂとからなり、第２サーメット３は第１サーメット２よりも第２硬質相５ｂの存在割合が多く、第１サーメット２は第２サーメット３よりも結合相６の存在割合が少ないサーメット焼結体からなる切削工具１である。【選択図】  図１
2011045954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１サーメットと、該第１サーメットの外周に配置される第２サーメットとの複合構造からなり、
前記第１サーメットおよび前記第２サーメットは、周期表第４、５および６族金属のうちの１種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの固溶体の中から選ばれた１種以上からなる硬質相と、主として鉄族金属からなる結合相とから構成され、前記硬質相は、ＴｉＣＮを主成分とする第１硬質相と、周期表第４、５および６族金属の少なくとも1種とＴｉとの複合炭窒化物固溶体の第２硬質相とからなり、
前記第２サーメットは前記第１サーメットよりも前記第２硬質相の存在割合が多く、前記第１サーメットは前記第２サーメットよりも前記結合相の存在割合が少ないサーメット焼結体。
【請求項２】
前記第２サーメットの厚みは０．５〜２ｍｍである請求項１記載のサーメット焼結体。
【請求項３】
前記第２サーメットには、表面側に、前記第２硬質相の存在割合が多く、かつ前記結合相の存在割合が少ない表面領域が存在する請求項１または２記載のサーメット焼結体。
【請求項４】
前記第１サーメットの硬度が前記第２サーメットの硬度より高く、かつ前記第２サーメットの前記表面領域の硬度が前記第２サーメットの前記第１サーメット側の硬度よりも高い請求項３記載のサーメット焼結体。
【請求項５】
前記第１サーメットにおける前記硬質相の平均粒径が前記第２サーメットにおける前記硬質相の平均粒径より大きく、かつ前記第２サーメットの前記表面領域における前記硬質相の平均粒径が前記第２サーメットの前記第１サーメット側における前記硬質相の平均粒径よりも大きい請求項３または４記載のサーメット焼結体。
【請求項６】
前記第１サーメットと前記第２サーメットとの境界に界面が存在し、かつ前記第２サーメットの前記表面領域と前記第１サーメット側の領域との境界には界面が存在しない請求項３乃至５のいずれか記載のサーメット焼結体。
【請求項７】
周期表第４、５および６族金属のうちの１種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの固溶体の中から選ばれた１種以上からなる硬質相と、主として鉄族金属からなる結合相との焼結体から構成され、前記硬質相は、ＴｉＣＮを主成分とする第１硬質相と、周期表第４、５および６族金属の少なくとも1種とＴｉとの複合炭窒化物固溶体の第２硬質相とからなり、
切刃を含む逃げ面およびその近傍領域をＡ領域とし、該Ａ領域以外の領域である前記焼結体の内部およびすくい面の中央部位をＢ領域としたとき、前記Ａ領域では前記Ｂ領域よりも前記第２硬質相の存在割合が多く、前記Ｂ領域では前記Ａ領域よりも前記結合相の存在割合が少ない切削工具。
【請求項８】
断面組織観察にて、前記Ａ領域における前記第１硬質相の面積比率をＳ１Ａ、前記第２硬質相の面積比率をＳ２Ａとし、前記Ｂ領域における前記第１硬質相の面積比率をＳ１Ｂ、前記第２硬質相の面積比率をＳ２Ｂとしたとき、前記Ｓ１Ａと前記Ｓ２Ａとの比率（Ｓ２Ａ／Ｓ１Ａ）が２〜８であり、前記Ｓ１Ｂと前記Ｓ２Ｂとの比率（Ｓ２Ｂ／Ｓ１Ｂ）が０．５〜１．５である請求項７記載の切削工具。
【請求項９】
前記Ａ領域は前記逃げ面から５〜１００μｍの厚みで存在する請求項７または８記載の切削工具。
【請求項１０】
前記Ａ領域と前記Ｂ領域との間に、前記Ｂ領域よりも前記第２硬質相の存在割合が少なく、かつ前記Ａ領域よりも前記結合相の存在割合が多いＣ領域が存在する請求項７または８記載の切削工具。
【請求項１１】
前記Ａ領域の硬度が前記Ｃ領域の硬度よりも高く、かつ前記Ｂ領域の硬度が前記Ｃ領域の硬度よりも高い請求項１０記載の切削工具。
【請求項１２】
前記Ａ領域における前記硬質相の平均粒径が前記Ｃ領域における前記硬質相の平均粒径よりも大きく、かつ前記Ｂ領域における前記硬質相の平均粒径が前記Ｃ領域における前記硬質相の平均粒径よりも大きい請求項１０または１１記載の切削工具。
【請求項１３】
前記Ａ領域と前記Ｃ領域との境界に界面が存在せず、かつ前記Ｂ領域と前記Ｃ領域との境界には界面が存在する請求項１０乃至１２のいずれか記載の切削工具。
【請求項１４】
異なる２種類の混合原料粉末を調製する工程と、
成形金型の空洞部分の中央部に焼成時の収縮が小さい第１の混合原料粉末を充填して圧縮することにより、該第１の混合原料粉末からなる第１の粉末成形体を作製する工程と、前記成形金型の前記第１の粉末成形体の外周部に空隙を設けて、該空隙に前記第１の混合原料粉末よりも焼成時の収縮が大きい第２の混合原料粉末を充填して再度圧縮することにより、前記第１の混合原料粉末の外周部に前記第２の混合原料粉末が配置された複合成形体を作製する工程と、
該複合成形体を焼成する工程とを具備するサーメット焼結体の製造方法。
【請求項１５】
異なる２種類の混合原料粉末を調製する工程と、
成形金型の空洞部分の外周部に焼成時の収縮が大きい第２の混合原料粉末を充填して圧縮することにより、該第２の混合原料粉末からなる第２の粉末成形体を作製する工程と、前記成形金型の前記第２の粉末成形体の内側に空隙を設けて、該空隙に前記第２の混合原料粉末よりも焼成時の収縮が小さい第１の混合原料粉末を充填して再度圧縮することにより、前記第１の混合原料粉末の外周部に前記第２の混合原料粉末が配置された複合成形体を作製する工程と、
該複合成形体を焼成する工程とを具備するサーメット焼結体の製造方法。
【請求項１６】
前記第１の混合原料粉末の鉄族金属含有量を前記第２の混合原料粉末の鉄族金属含有量よりも多くする請求項１４または１５記載のサーメット焼結体の製造方法。
【請求項１７】
前記第１の混合原料粉末の平均粒径を前記第２の混合原料粉末の平均粒径よりも小さくする請求項１４乃至１６のいずれか記載のサーメット焼結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサーメット焼結体および切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、切削工具としてＴｉを主成分とするサーメット焼結体が広く使われている。サーメットの硬質相は芯部と周辺部とからなる有芯構造をとりやすいことが知られているが、例えば、特許文献１では、周辺部の面積割合が多いほど、鋳鉄との耐化学反応性が向上することが開示され、周辺部の平均粒径／芯部の平均粒径の比率を３〜８としたサーメットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８５４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように周辺部の面積比率を多くするにはサーメットの焼成温度を高くする必要があるが、焼成温度を高くすると、焼成中に生じる金属原子の移動や窒素原子の拡散の影響で、焼結体が元の成形体の形状から大きく変形してしまうという問題があった。焼結体が変形した場合、焼結体の表面を研磨加工して形状を整える方法もあるが、製造コストがかさむとともに複雑な形状の切削工具の場合には研磨加工自体が困難であった。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためのものであり、その目的は切削性能が高い組織を有するとともに、焼結体の変形を抑制できて複雑な形状でも容易に作製可能なサーメット焼結体および切削工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のサーメット焼結体は、第１サーメットと、該第１サーメットの外周に配置されて少なくとも切刃を構成する第２サーメットとが積層されてなり、
前記第１サーメットおよび前記第２サーメットは、周期表第４、５および６族金属のうちの１種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの固溶体の中から選ばれた１種以上からなる硬質相と、主として鉄族金属からなる結合相とから構成され、前記硬質相は、ＴｉＣＮを主成分とする第１硬質相と、周期表第４、５および６族金属の少なくとも1種とＴｉとの複合炭窒化物固溶体の第２硬質相とからなり、
前記第２サーメットは前記第１サーメットよりも前記第２硬質相の存在割合が多く、前記第１サーメットは前記第２サーメットよりも前記結合相の存在割合が少ないものである。
【０００７】
ここで、前記第２サーメットの厚みは０．５〜２ｍｍであることが望ましい。
【０００８】
また、前記第２サーメットには、表面側に、前記第２硬質相の存在割合が多く、かつ前記結合相の存在割合が少ない表面領域が存在することが望ましい。
【０００９】
さらに、前記第１サーメットの硬度が前記第２サーメットの硬度より高く、かつ前記第２サーメットの前記表面領域の硬度が前記第２サーメットの前記第１サーメット側の硬度よりも高いことが望ましい。
【００１０】
また、前記第１サーメットにおける前記硬質相の平均粒径が前記第２サーメットにおける前記硬質相の平均粒径より大きく、かつ前記第２サーメットの前記表面領域における前記硬質相の平均粒径が前記第２サーメットの前記第１サーメット側における前記硬質相の平均粒径よりも大きいことが望ましい。
【００１１】
さらに、前記第１サーメットと前記第２サーメットとの境界に界面が存在し、かつ前記第２サーメットの前記表面領域と前記第１サーメット側の領域との境界には界面が存在しない構成となっている。
【００１２】
また、本発明の切削工具は、周期表第４、５および６族金属のうちの１種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの固溶体の中から選ばれた１種以上からなる硬質相と、主として鉄族金属からなる結合相との焼結体から構成され、前記硬質相は、ＴｉＣＮを主成分とする第１硬質相と、周期表第４、５および６族金属の少なくとも1種とＴｉとの複合炭窒化物固溶体の第２硬質相とからなり、
切刃を含む逃げ面およびその近傍領域をＡ領域とし、該Ａ領域以外の領域である前記焼結体の内部およびすくい面の中央部位をＢ領域としたとき、前記Ａ領域では前記Ｂ領域よりも前記第２硬質相の存在割合が多く、前記Ｂ領域では前記Ａ領域よりも前記結合相の存在割合が少ないものである。
【００１３】
ここで、断面組織観察にて、前記Ａ領域における前記第１硬質相の面積比率をＳ１Ａ、該第２硬質相の面積比率をＳ２Ａとし、前記Ｂ領域における前記第１硬質相の面積比率をＳ１Ｂ、前記第２硬質相の面積比率をＳ２Ｂとしたとき、前記Ｓ１Ａと前記Ｓ２Ａとの比率（Ｓ２Ａ／Ｓ１Ａ）が２〜８であり、前記Ｓ１Ｂと前記Ｓ２Ｂとの比率（Ｓ２Ｂ／Ｓ１Ｂ）が０．３〜０．９５であることが望ましい。
【００１４】
また、前記Ａ領域は前記逃げ面から５〜１００μｍの厚みで存在することが望ましい。
【００１５】
さらに、前記Ａ領域と前記Ｂ領域との間に、前記Ｂ領域よりも前記第２硬質相の存在割合が少なく、かつ前記Ａ領域よりも前記結合相の存在割合が多いＣ領域が、１０００μｍ以下の厚みで存在することが望ましい。
【００１６】
また、前記Ａ領域の硬度が前記Ｃ領域の硬度よりも高く、かつ前記Ｂ領域の硬度が前記Ｃ領域の硬度よりも高いことが望ましい。
【００１７】
さらに、前記Ａ領域における前記硬質相の平均粒径が前記Ｃ領域における前記硬質相の平均粒径よりも大きく、かつ前記Ｂ領域における前記硬質相の平均粒径が前記Ｃ領域における硬質相の平均粒径よりも大きいことが望ましい。
【００１８】
また、前記Ａ領域と前記Ｃ領域との境界に界面が存在せず、かつ前記Ｂ領域と前記Ｃ領域との境界には界面が存在する構成となっている。
【００１９】
ここで、本発明のサーメット焼結体の製造方法における第１の実施態様は、異なる２種類の混合原料粉末を調製する工程と、成形金型の空洞部分の中央部に焼成時の収縮が小さい第１の混合原料粉末を充填して圧縮することにより、該第１の混合原料粉末からなる第１の粉末成形体を作製する工程と、前記成形金型の前記第１の粉末成形体の外周部に空隙を設けて、該空隙に前記第１の混合原料粉末よりも焼成時の収縮が大きい第２の混合原料粉末を充填して再度圧縮することにより、前記第１の混合原料粉末の外周部に前記第２の混合原料粉末が配置された複合成形体を作製する工程と、該複合成形体を焼成する工程とを具備する。
【００２０】
また、本発明のサーメット焼結体の製造方法における第２の実施態様は、異なる２種類の混合原料粉末を調製する工程と、成形金型の空洞部分の外周部に焼成時の収縮が大きい第２の混合原料粉末を充填して圧縮することにより、該第２の混合原料粉末からなる第２の粉末成形体を作製する工程と、前記成形金型の前記第２の粉末成形体の内側に空隙を設けて、該空隙に前記第２の混合原料粉末よりも焼成時の収縮が小さい第１の混合原料粉末を充填して再度圧縮することにより、前記第１の混合原料粉末の外周部に前記第２の混合原料粉末が配置された複合成形体を作製する工程と、該複合成形体を焼成する工程とを具備する。
【００２１】
なお、前記第２の混合原料粉末の鉄族金属含有量を前記第１の混合原料粉末の鉄族金属含有量よりも多くする、ないしは前記第２の混合原料粉末の平均粒径を前記第１の混合原料粉末の平均粒径よりも小さくすることが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のサーメット焼結体および切削工具によれば、結合相の存在割合が少ない第１サーメットの外周に、第２硬質相の存在割合が多い第２サーメットが配置された構造、すなわち、切刃を含む逃げ面およびその近傍領域をＡ領域、前記Ａ領域以外の領域である焼結体の内部およびすくい面の中央部位をＢ領域としたとき、前記Ａ領域では前記Ｂ領域よりも前記第２硬質相の存在割合が多く、前記Ｂ領域では前記Ａ領域よりも結合相の存在割合が少ない構成からなるので、サーメット焼結体の表面に存在する切刃は切削性能が高い第２サーメットの組織からなるとともに、基体を構成する第１サーメットは焼結による変形が小さいので、焼結体全体の変形を抑制できて複雑な形状でも容易に寸法精度の高い切削工具を作製できる。
【００２３】
なお、断面組織観察にて、Ａ領域における前記第１硬質相の面積比率をＳ１Ａ、該第２硬質相の面積比率をＳ２Ａ、Ｂ領域における前記第１硬質相の面積比率をＳ１Ｂ、該第２硬質相の面積比率をＳ２Ｂとしたとき、前記Ｓ１Ａと前記Ｓ２Ａとの比率（Ｓ２Ａ／Ｓ１Ａ）が２〜８であり、前記Ｓ１Ｂと前記Ｓ２Ｂとの比率（Ｓ２Ｂ／Ｓ１Ｂ）が０．３〜０．９５であることが、切削性能を高くかつ変形を小さく抑制できる点で望ましい。
【００２４】
ここで、前記第２サーメットの厚みは０．５〜２ｍｍであることが望ましい。このとき、前記Ａ領域は前記逃げ面から５〜１００μｍの厚みで存在することが、切削性能が高くかつ変形が小さい切削工具が製造上容易に作製できる点で望ましい。
【００２５】
また、前記第２サーメットには、表面側に、前記第２硬質相の存在割合が多く、かつ結合相の存在割合が少ない表面領域が存在すること、すなわち前記Ａ領域と前記Ｂ領域との間に、前記Ｂ領域よりも前記第２硬質相の存在割合が少なく、かつ前記Ａ領域よりも結合相の存在割合が多いＣ領域が存在することによって、切削性能をさらに高めることができる点で望ましい。
【００２６】
さらに、前記第１サーメットの硬度が前記第２サーメットの硬度より高く、かつ前記第２サーメットの表面領域の硬度が前記第２サーメットの前記第１サーメット側の硬度よりも高いこと、すなわち、前記Ａ領域の硬度が前記Ｃ領域の硬度より高く、かつ前記Ｂ領域の硬度が前記Ｃ領域の硬度よりも高いことが、変形を防止できるとともに切刃の耐摩耗性を高めることができる点で望ましい。
【００２７】
また、前記第１サーメットにおける硬質相の平均粒径が前記第２サーメットにおける硬質相の平均粒径より大きく、かつ前記第２サーメットの表面領域における硬質相の平均粒径が前記第２サーメットの前記第１サーメット側における硬質相の平均粒径よりも大きいこと、すなわち、前記Ａ領域における硬質相の平均粒径が前記Ｃ領域における硬質相の平均粒径より大きく、かつ前記Ｂ領域における硬質相の平均粒径が前記Ｃ領域における硬質相の平均粒径よりも大きいことが、組織の制御が容易な点で望ましい。
【００２８】
なお、本発明の製造方法、すなわち異なる２種類の混合原料粉末を調製し、先に第１の混合原料粉末または第２の混合原料粉末のみを充填して圧縮した後、成形金型の所定部分に空隙を設けて第２の混合原料粉末または第１の混合原料粉末を充填して再度圧縮することにより、前記第１の混合原料粉末の外周部に前記第２の混合原料粉末が配置された複合成形体を作製することによって、前記第１サーメットと前記第２サーメットとの境界に界面が存在し、かつ前記第２サーメットの表面領域と基体側の領域との境界には界面が存在しない構成、すなわち前記Ａ領域と前記Ｃ領域との境界に界面が存在せず、かつ前記Ｂ領域と前記Ｃ領域との境界には界面が存在する構成となっている。この製造方法によれば、切削性能が高くかつ焼成による変形が小さい切削工具を容易に製造できる。
【００２９】
なお、前記第２の混合原料粉末の鉄族金属含有量を前記第１の混合原料粉末の鉄族金属含有量よりも多くするか、または前記第２の混合原料粉末の平均粒径を前記第１の混合原料粉末の平均粒径よりも小さくすることが、各部位の焼成状態を制御できる点で望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のサーメット焼結体からなる切削工具の一例を示し、（ａ）概略斜視図、（ｂ）断面模式図である。
【図２】本発明のサーメット焼結体の製造方法における成形方法を説明するための工程図（前半）である。
【図３】図２の工程図の続き（後半）である。
【図４】本発明のサーメット焼結体の製造方法における他の成形方法を説明するための工程図（前半）である。
【図５】図４の工程図の続き（後半）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明のサーメット焼結体からなる切削工具の一例について、その（ａ）概略斜視図、（ｂ）断面模式図である図１を基に説明する。
【００３２】
図１の切削工具１は、第１サーメット２と、第１サーメット２の外周に配置されて少なくとも切刃７を構成する第２サーメット３とから構成されている。そして、第１サーメット２および第２サーメット３は、周期表第４、５および６族金属のうちの１種以上の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの固溶体の中から選ばれた１種以上からなる硬質相と、主として鉄族金属からなる結合相とから構成され、硬質相は、ＴｉＣＮを主成分とする第１硬質相と、周期表第４、５および６族金属の少なくとも1種とＴｉとの複合炭窒化物固溶体の第２硬質相とからなる。
【００３３】
そして、第２サーメット３は第１サーメット２よりも第２硬質相の存在割合が多く、第１サーメット２は第２サーメット３よりも結合相の存在割合が少ない構成となっている。
【００３４】
また、別の見方をすれば、切削工具１は、切刃７を含む逃げ面９およびその近傍領域をＡ領域（第２サーメット３に相当）１１、Ａ領域１１以外の領域である焼結体の内部１０およびすくい面８の中央部位をＢ領域（第１サーメット２に相当）１２としたとき、Ａ領域１１ではＢ領域１２よりも第２硬質相の存在割合が多く、Ｂ領域１２ではＡ領域１１よりも結合相の存在割合が少ない構成からなっている。
【００３５】
上記構成によって、切刃７は切削性能が高い第２サーメット３の組織からなるとともに、基体を構成する第１サーメット２は焼結による変形が小さいので、焼結体全体の変形を抑制できて複雑な形状でも容易に寸法精度の高い切削工具１を作製できる。なお、図１の切削工具１のすくい面８の中央部にはネジ穴１４が形成されている。
【００３６】
ここで、走査型電子顕微鏡観察した際には、第１硬質相は黒色の粒子として観察され、第２硬質相は灰白色の粒子、または白色の芯部の周辺に灰白色の周辺部が存在する有芯構造からなる粒子として観察される。なお、上記灰白色とは、写真撮影の条件によって白色に近い色調に見えることもあり、灰色に近い色調に見えることもある。ここで、第１硬質相はＴｉＣＮからなる黒色粒子であるがＣｏやＮｉを含有していても良い。また、第１硬質相の外周には、灰白色の第２硬質相からなる周辺部が存在した有芯構造をなしていてもよい。
【００３７】
なお、断面組織観察にて、Ａ領域１１における第１硬質相の面積比率をＳ１Ａ、第２硬質相の面積比率をＳ２Ａ、Ｂ領域における第１硬質相の面積比率をＳ１Ｂ、第２硬質相の面積比率をＳ２Ｂとしたとき、Ｓ１ＡとＳ２Ａとの比率（Ｓ２Ａ／Ｓ１Ａ）が２〜８であり、Ｓ１ＢとＳ２Ｂとの比率（Ｓ２Ｂ／Ｓ１Ｂ）が０．３〜０．９５であることが、切削性能を高くかつ変形を小さく抑制できる点で望ましい。
【００３８】
なお、切削工具１に含有される硬質相をなすＴｉを主成分とする周期表第４、５および６族金属の窒化物または炭窒化物の合計含有比率は、サーメット全体で見て８０〜９０質量％であることが望ましく、一方、結合相の含有比率は、サーメット全体で見て１０〜２０質量％であることによって、サーメットの硬度および靭性のバランスに優れたものとなる。そして、第１サーメット２においては、焼成における寸法変化の抑制の点で、硬質相の含有比率が９０〜９５質量％、結合相の含有比率が５〜１０質量％であることが望ましい。また、第２サーメット３においては、耐摩耗性の維持の点で、硬質相の含有比率が７５〜８５質量％、結合相の含有比率が１５〜２５質量％であることが望ましい。さらに、結合相としては、鉄族金属の総量に対してＣｏを６５質量％以上含有することが切削工具１の耐熱衝撃性を高めるために望ましい。なお、サーメットの焼肌面が平滑な面となるようにサーメットの良好な焼結性を維持するためには、鉄族金属としてＮｉを５〜５０質量％、特に１０〜３５質量％の割合で含有せしめることが望ましい。
【００３９】
ここで、図１に記載する第２サーメット３の厚みｔは０．５〜２ｍｍであることが望ましい。このとき、Ａ領域１１は逃げ面９から５〜１００μｍの厚みで存在することが、切削性能が高くかつ変形が小さい切削工具１が製造上容易に作製できる点で望ましい。
【００４０】
また、第２サーメット３には、表面側に、第２硬質相の存在割合が多く、かつ結合相の存在割合が少ない表面領域３Ｘが存在する構成、すなわち、Ａ領域１１とＢ領域１２との間に、Ｂ領域１２よりも第２硬質相の存在割合が少なく、かつＡ領域１１よりも結合相の存在割合が多いＣ領域１３が存在することによって、切削性能をさらに高めることができる点で望ましい。なお、断面組織観察にて、Ｃ領域１３における第１硬質相の面積比率をＳ１Ｃ、第２硬質相の面積比率をＳ２Ｃとしたとき、Ｓ１ＣとＳ２Ｃとの比率（Ｓ２Ｃ／Ｓ１Ｃ）は２〜８であり、Ｓ１ＢとＳ２Ｂとの比率（Ｓ２Ｂ／Ｓ１Ｂ）が０．３〜０．９５であることが、切削性能を高くかつ変形を小さく抑制できる点で望ましい。
【００４１】
さらに、第１サーメット２の硬度が第２サーメット３の硬度より高く、かつ第２サーメット３の表面領域３Ｘの硬度が第２サーメット３の基体側３Ｙの硬度よりも高い構成、すなわち、Ａ領域１１の硬度がＣ領域１３の硬度より高く、かつＢ領域１２の硬度がＣ領域１３の硬度よりも高いことが、変形を防止できるとともに切刃７の耐摩耗性を高めることができる点で望ましい。
【００４２】
また、第１サーメット２における硬質相の平均粒径が第２サーメット３における硬質相の平均粒径より大きく、かつ第２サーメット３の表面領域３Ｘにおける硬質相の平均粒径が第２サーメットの基体側３Ｙにおける硬質相の平均粒径よりも大きい構成、すなわち、Ａ領域１１における硬質相の平均粒径がＣ領域１３における硬質相の平均粒径より大きく、かつＢ領域１２における硬質相の平均粒径がＣ領域１３における硬質相の平均粒径よりも大きいことが、組織の制御が容易な点で望ましい。
【００４３】
なお、上記切削工具１は、下記製造方法にて作製することから、第１サーメット２と第２サーメット３との境界に界面が存在し、かつ第２サーメットの表面領域３Ｘと基体側領域３Ｙとの境界には界面が存在しない構成、すなわちＡ領域１１とＣ領域１３との境界に界面が存在せず、かつＢ領域１２とＣ領域１３との境界には界面が存在する構成となる。
【００４４】
（製造方法）
次に、上述したサーメット焼結体からなる切削工具の製造方法について説明する。
原料として、２種類の混合原料粉末を準備する。
第２の混合原料粉末は低温で焼結する組成からなり、具体的には、平均粒径０．６〜１．０μｍ、望ましくは０．８〜１．０μｍのＴｉＣＮ粉末と、平均粒径０．１〜２μｍの上述した他の周期表第４、５および６族金属の炭化物粉末、窒化物粉末または炭窒化物粉末のいずれか１種と、平均粒径１．０〜３．０μｍのＣｏ粉末と平均粒径０．３〜０．８μｍのＮｉ粉末との少なくとも１種と、所望により平均粒径０．５〜１０μｍのＭｎＣＯ３粉末を混合した混合原料粉末とする。
【００４５】
一方、第１の原料粉末は第２の混合原料粉末よりも焼成温度の高い組成からなり、平均粒径１．０〜２．０μｍ、望ましくは１．１〜１．５μｍのＴｉＣＮ粉末と、平均粒径０．１〜２μｍの上述した他の周期表第４、５および６族金属の炭化物粉末、窒化物粉末または炭窒化物粉末のいずれか１種と、平均粒径１．０〜３．０μｍのＣｏ粉末と平均粒径０．３〜０．８μｍのＮｉ粉末との少なくとも１種と、所望により平均粒径０．５〜１０μｍのＭｎＣＯ３粉末を混合した混合原料粉末とする。
【００４６】
ここで、前記第２の混合原料粉末の鉄族金属含有量が前記第１の混合原料粉末の鉄族金属含有量よりも多いか、または前記第２の混合原料粉末の平均粒径が前記第１の混合原料粉末の平均粒径よりも小さいことが望ましい。
【００４７】
なお、上記第１および第２の混合原料粉末中にＴｉＣ粉末やＴｉＮ粉末を添加することもあるが、これらの原料粉末は焼成後のサーメットにおいてＴｉＣＮを構成する。
【００４８】
次に、上記異なる２種類の混合原料粉末を用いて切削工具形状に成形する。成形方法の詳細について、図２、３の工程図に基づいて説明する。
【００４９】
まず、プレス金型２１のダイス２２の中心にある貫通孔内に下パンチ２３を嵌め込んで第１空隙部２５を作る。下パンチ２３は、中心に存在して切削工具１のネジ穴１４を形成するための第１下パンチ２３ａと、第１下パンチ２３ａの外周に存在して第１サーメット２を成形するための第２下パンチ２３ｂと、第２下パンチ２３ｂの外周に存在して第２サーメット３を成形するための第３下パンチ２３ｃとから構成される。上記第１空隙部２５は第１サーメット２を充填して成形するための空間であり、第１下パンチ２３ａと第３下パンチ２３ｃの先端はダイス２２の上面と同じ高さとし、第２下パンチ２３ｂのみが下に下がった配置として第１空隙部２５が形成される。この第１空隙部２５中にフィーダ２７を用いて焼成時の収縮が小さい第１の混合原料粉末２８を充填する（図２（ａ）（ｂ）参照）。そして、第１空隙部２５中に充填された第１の混合原料粉末２８の上方から上パンチ２４を下降させて加圧圧縮することにより、第１混合原料粉末成形体２９を作製する（図２（ｃ）参照）。このとき、上パンチ２４の下降と同期させて第１下パンチ２３ａと第３下パンチ２３ｃは下降させる。その後、上パンチ２４を上方に後退させる（図２（ｄ）参照）。
【００５０】
次に、第１混合原料粉末成形体２９の上面と第１下パンチ２３ａの先端面とをダイス２２の上面位置に合わせるとともに第３下パンチ２３ｃを下降させて、第２空隙部３０を形成する（図３（ｅ）参照）。それから、フィーダ２７を用いて第２空隙部３０に第２の混合原料粉末３２を充填する（図３（ｆ）（ｇ）参照）。そして、第２空隙部３０に充填した第２の混合原料粉末３２を上方から上パンチ２４を下降させるとともに下方から第３下パンチ２３ｃを上昇させて加圧圧縮することにより、薄板状の第１混合原料粉末成形体２９の外周に枠状の第２の混合原料粉末３２からなる第２混合原料粉末成形体３３が配置された複合成形体３５を形成することができる。
【００５１】
なお、本発明は上記方法に限定されるものではなく、図４，５の他の成形方法を示す工程図のように、先に枠状の第２混合原料粉末成形体３３を形成した後、その内側に第１混合原料粉末成形体２９を形成して複合成形体３５を形成することができる。ここで、第１サーメット２の成形体（第１混合原料粉末成形体２９）の充填密度を高めて、第１サーメット２および切削工具１全体の変形を防止する点では、第１サーメット２を先に成形する方法が望ましい。
【００５２】
その他の成形方法としては、第１の原料粉末のみを用いてプレス成形した成形体の表面に第１の原料粉末を含むスラリーを塗布する方法も挙げられるが、切削工具の切刃における寸法精度を高めるとともに切刃における焼結体の密度を高めるためには、両粉末を積層した状態でプレス成形する方法が好適である。
【００５３】
その後、上記成形体を焼成することにより、上述した所定組織のサーメットを作製することができる。具体的な焼成条件の一例としては、
（ａ）１０５０〜１２５０℃まで昇温し、
（ｂ）窒素（Ｎ２）等の不活性ガスを３０〜２０００Ｐａ充填した雰囲気で０．１〜２℃／分の昇温速度で１３００〜１４５０℃まで昇温し、
（ｃ）真空雰囲気で３〜１５℃／分の昇温速度で１５２０〜１６００℃まで昇温するとともに、真空雰囲気のまま、または不活性ガスを充填した雰囲気で０．５〜２時間維持し、
（ｄ）６〜１５℃／分の冷却速度で冷却する工程にて焼成する。なお、焼成温度が１５２０℃より低いと、サーメット焼結体の全体として変形はしないがサーメットの表面に焼結が進行してできる複合炭窒化物固溶体である第２硬質相の存在比率が高いＡ領域が形成されずに、サーメット焼結体の表面における耐摩耗性が低下する。
【００５４】
そして、所望により、サーメットの表面に被覆層を成膜する。被覆層の成膜方法として、イオンプレーティング法やスパッタリング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法が好適に適応可能である。
【実施例】
【００５５】
マイクロトラック法による測定で平均粒径（ｄ５０値）が２．０μｍのＴｉＣＮ粉末、平均粒径１．１μｍで表１のＣ量のＷＣ粉末、平均粒径１．５μｍのＴｉＮ粉末、平均粒径２μｍのＴａＣ粉末、平均粒径１．５μｍのＮｂＣ粉末、平均粒径１．８μｍのＺｒＣ粉末、平均粒径１．０μｍのＶＣ粉末、平均粒径２．４μｍのＮｉ粉末、および平均粒径１．９μｍのＣｏ粉末を用いて、表１に示す割合で調製した第１の混合原料粉末をステンレス製ボールミルと超硬ボールを用いて、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を添加して湿式混合し、パラフィンを３質量％添加、混合した後、スプレードライヤにて顆粒とした。
【００５６】
同様に、上記原料粉末を用いて表１に示す第２の混合原料粉末を調製し、バインダを混合して、スプレードライヤにて第２の混合原料粉末の顆粒を作製した。
【００５７】
そして、この成形用の混合原料粉末を用いて、図２、３の方法で、最後に上パンチを降下させて２００ＭＰａの圧力で加圧してＳＥＫＲ１２０３ＡＦＥＮ（チップ厚み３．１８ｍｍ）の工具形状にプレス成形した。
【００５８】
さらに、この成形体を焼成炉に投入して、（ａ）１０℃／分の昇温速度で１２００℃まで昇温し、（ｂ）窒素（Ｎ２）を１０００Ｐａ充填した雰囲気で０．５℃／分の昇温速度で１４００℃まで昇温し、（ｃ）真空雰囲気で７℃／分の昇温速度で表２に示す温度まで昇温するとともに、その状態で１時間維持し、（ｄ）１０℃／分の冷却速度で冷却する工程にて焼成する焼成条件で焼成した。
【００５９】
【表１】
2011045954.tif 000003
【００６０】
得られたサーメットについて、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行い、１００００倍の写真にて、表面および内部のそれぞれ任意５箇所について市販の画像解析ソフトを用いて８μｍ×８μｍの領域で画像解析を行い、硬質相の存在状態、表面領域の存在を確認するとともにこれらの面積比率を算出した。結果は表２に示した。
【００６１】
【表２】
2011045954.tif 000004
【００６２】
次に、得られたサーメット製の切削工具を用いて以下の切削条件にて切削試験を行った。また、金属顕微鏡を用いてサーメットの側面（逃げ面）形状をトレースし、側面の中央部における膨らみ量を算出した。結果は表３に併記した。
被削材：Ｓ４５Ｃ
切削速度：１８０ｍ／分
送り：０．１５  ｍｍ／刃
切込み：１．５ｍｍ
切削状態：湿式（水溶性切削液使用）
評価方法：摩耗量が０．２ｍｍに達するまでの時間
【００６３】
【表３】
2011045954.tif 000005
【００６４】
表１〜３より、第１サーメットの結合相量が第２サーメットの結合相量が多い試料Ｎｏ．５では、焼結体の変形量が大きくて工具本体への装着にがたつきが発生した。また、第２サーメットの結合相量が第１サーメットの結合相量よりも少ない試料Ｎｏ．６では、切削加工中にチッピングが発生した。さらに、焼成温度が１５２０℃よりも低く表面の固溶体の存在割合が内部と同じ試料Ｎｏ．７では、切削評価において摩耗量が大きいものであった。さらには、第１サーメットが過焼結した試料Ｎｏ．８では変形量が大きくなった。
【００６５】
これに対し、本発明の範囲内の組織となったサーメットからなる試料Ｎｏ．１〜４では、優れた耐摩耗性を発揮するとともに耐欠損性も良好であり、工具寿命が長いものであった。
【符号の説明】
【００６６】
１    切削工具
２    第１サーメット
３    第２サーメット
３Ｘ  第２サーメットの表面領域
３Ｙ  第２サーメットの基体側領域
７    切刃
８    すくい面
９    逃げ面
１０  内部
１１  Ａ領域
１２  Ｂ領域
１３  Ｃ領域
１４  ネジ穴
２１  プレス金型
２２  ダイス
２３下パンチ
２３ａ  第１下パンチ
２３ｂ  第２下パンチ
２３ｃ  第３下パンチ
２４  上パンチ
２５  第１空隙部
２７  フィーダ
２８  第１の混合原料粉末
２９  第１混合原料粉末成形体
３０  第２空隙部
３２  第２の混合原料粉末
３３  第２混合原料粉末成形体
３５  複合成形体
【図１】
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【図２】
2011045954.tif 000007
【図３】
2011045954.tif 000008
【図４】
2011045954.tif 000009
【図５】
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