(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＣ、Ｃｏ、ＴｉＣ及びＴａＣからなる群から選択される２種以上からなり、少なくともＷＣ及びＣｏを含有する超硬合金成分と、
１．０質量％以上の金属Ｃｒ及び１．０質量％以上の金属Ｔｉからなる第１群から選択される少なくとも１種、及び、０〜２．０質量％未満の金属Ｓｉ、０〜２．０質量％未満の金属Ｍｏ、０〜２．０質量％未満の金属Ｎｂ、０〜２．０質量％未満の金属Ｖ及び０〜２．０質量％未満の金属Ｚｒからなる第２群から選択される１種又は２種以上からなり、前記超硬合金成分を１００質量％とした場合の総含有量が３．０〜１１．０質量％である炭窒化物生成成分とを含有する焼結体を備え、
前記焼結体は、前記炭窒化物生成成分の炭化物及び窒化物を含む炭窒化層を表層に備える、超硬工具。
【請求項２】
請求項１に記載の超硬工具であってさらに、
金属窒化物、金属炭化物、金属炭窒化物及び金属酸化物からなる群から選択される１種又は２種以上を含有する硬質保護層を前記炭窒化層上に備える、超硬工具。
【請求項３】
ＷＣ、Ｃｏ、ＴｉＣ及びＴａＣからなる群から選択される２種以上からなり、少なくともＷＣ及びＣｏを含有する超硬合金成分と、１．０質量％以上の金属Ｃｒ及び１．０質量％以上の金属Ｔｉからなる第１群から選択される少なくとも１種、及び、０〜２．０質量％未満の金属Ｓｉ、０〜２．０質量％未満の金属Ｍｏ、０〜２．０質量％未満の金属Ｎｂ、０〜２．０質量％未満の金属Ｖ及び０〜２．０質量％未満の金属Ｚｒからなる第２群から選択される１種又は２種以上からなり、前記超硬合金成分を１００質量％とした場合の総含有量が３．０〜１１．０質量％である炭窒化物生成成分とを含有する焼結体を製造する工程と、
前記焼結体に対して、ガス軟窒化処理を実施して、前記炭窒化物生成成分の炭化物及び窒化物を含む炭窒化層を前記焼結体の表層に形成する工程とを含む、超硬工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超硬工具及び超硬工具の製造方法に関し、さらに詳しくは、高硬度鋼材加工用の超硬工具及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高硬度鋼材等の鋼材を加工するために、超硬工具が利用される。超硬工具はたとえば、ねじ切削工具、冷間引き抜きプラグ及びビレット穿孔工具等である。鋼材を加工する際、超硬工具と被加工鋼材との摩擦により、超硬工具に機械的摩耗が生じる。特に、高硬度鋼材を切削加工する際は、超硬工具の機械的摩耗が早く、刃先欠損が著しい。そのため工具寿命が短くなる傾向がある。
【０００３】
超硬工具の工具寿命を向上する技術が、たとえば、特許第４６３８３７３号公報（特許文献１）、及び、特許第３６２１９４３号公報（特許文献２）に提案されている。これらの文献では、物理蒸着法により、硬質の保護膜を超硬工具等の表面に形成する。
【０００４】
具体的には、特許文献１に開示された切削工具インサートは、超硬合金のボディの表面に、物理蒸着層を形成する。物理蒸着層は、正方晶又は立方晶のジルコニアと、ジルコニアを取り囲む結晶質又は非晶質のアルミナとからなる金属酸化物である。
【０００５】
特許文献２では、物理蒸着法を用いて、工具等の基材上に高硬度被膜を形成する。高硬度被膜は、Ａｌ、Ｃｒ及びＳｉを主成分とする金属窒化物からなり、１０００℃以上での耐摩耗性に優れる、と記載されている。
【０００６】
上述の硬質保護層を形成して、超硬工具の工具寿命を向上する技術は数多く提案されている。一方、特開２００２−２１０５２５号公報（特許文献３）は、上述の技術とは異なる技術を提案する。特許文献３に開示された超硬工具は、ＷＣ（炭化タングステン）の粉末をＣｏ（コバルト）で焼結成形した超硬合金に窒化又は軟窒化処理を施す。この場合、超硬合金のＣｏに微量ながら含まれる不純物（Ｆｅ、Ｍｏ等）が窒化され、表面の硬度が高くなる、と記載されている。
【０００７】
特開昭６２−２５０１３４号公報（特許文献４）では、炭化タングステンのほかに、（Ｗ、Ｍ）ＸＣからなるイータ相（Ｍ：金属成分）が分散した組織を有する炭化タングステン基超硬合金に、液相出現温度以上の温度で浸炭、窒化、あるいは浸炭窒化処理する。これにより、耐クラック伝播性に優れた超硬合金が製造される、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４６３８３７３号公報
【特許文献２】特許第３６２１９４３号公報
【特許文献３】特開２００２−２１０５２５号公報
【特許文献４】特開昭６２−２５０１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の特許文献１〜４に開示された超硬工具であっても、十分な耐摩耗性が得られない場合がある。
【００１０】
本発明の目的は、耐摩耗性に優れる超硬工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態による超硬工具は、焼結体を備える。焼結体は、超硬合金成分と、炭窒化物生成成分とを含有する。超硬合金成分は、ＷＣ、Ｃｏ、ＴｉＣ及びＴａＣからなる群から選択される２種以上からなり、少なくともＷＣ及びＣｏを含有する。炭窒化物生成成分は、Ｃｒ及びＴｉからなる第１群から選択される少なくとも１種を含有する。超硬合金成分を１００質量％とした場合の炭窒化物生成成分の総含有量は３．０〜１１．０質量％である。焼結体は、上記炭窒化物生成成分の炭化物及び窒化物を含む炭窒化層を表層に備える。
【発明の効果】
【００１２】
本実施形態による超硬工具は、耐摩耗性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態による超硬工具の断面図である。
【図２】図２は、図１とは異なる、他の実施形態による超硬工具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本実施形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１５】
［超硬工具］
図１は本実施形態による超硬工具の断面図である。図１を参照して、超硬工具１は焼結体２からなる。焼結体２は、表層に炭窒化層３を備える。炭窒化層３は、焼結体２に対して軟窒化処理を施すことにより形成される。
【００１６】
［焼結体］
焼結体２は、超硬合金成分と、炭窒化物生成成分とを含有する。
【００１７】
［超硬合金成分］
超硬合金成分は、ＷＣ、Ｃｏ、ＴｉＣ及びＴａＣからなる群から選択される２種以上からなり、少なくともＷＣ及びＣｏを含有する。
【００１８】
炭化タングステン（ＷＣ）は、高硬度及び高融点の炭化物であり、靱性及び抗折強度に優れる。そのため、ＷＣは、主に重切削の環境下で工具寿命を向上する。さらに、ＷＣは、熱伝導率が高い。そのため、ＷＣは、切削等の加工時に、超硬工具１に発生する摩擦熱を外部へ逃がすことができる。コバルト（Ｃｏ）はＷＣの結晶粒の粒界に介在する。ＣｏはＷＣ結晶粒のバインダ（結合材）として機能し、ＷＣ結晶粒の粒界すべり強度を高める。
【００１９】
超硬合金成分はさらに、任意の成分として、炭化チタン（ＴｉＣ）又は炭化タンタル（ＴａＣ）を含有してもよい。ＴｉＣはＷＣと比較して硬度が高い。そのため、ＴｉＣを含有した場合、超硬工具１の強度が向上する。ＴａＣは超硬合金の化学的安定性を高める。したがって、超硬合金成分はＷＣ及びＣｏとともに、ＴｉＣ及びＴａＣのいずれか１種以上を含有するのが好ましい。
【００２０】
［炭窒化物生成成分］
炭窒化物生成成分は、下記第１群から選択される少なくとも１種を含有する。好ましくは、炭窒化物生成成分はさらに、下記第２群から選択される１種又は２種以上を含有する。
第１群：Ｃｒ及びＴｉ
第２群：Ｓｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ及びＺｒ
【００２１】
［第１群］
第１群のクロム（Ｃｒ）及びチタン（Ｔｉ）は、炭素（Ｃ）及び窒素（Ｎ）との親和力が非常に大きく、化合物を形成し易い。そのため、焼結体２を軟窒化処理した場合に、第１群の元素は安定な炭化物及び窒化物を焼結体２の表層に形成する。Ｃｒの炭化物はたとえば、Ｃｒ3Ｃ2であり、Ｃｒの窒化物はたとえば、ＣｒＮである。Ｔｉの炭化物はたとえば、ＴｉＣであり、Ｔｉの窒化物はたとえば、ＴｉＮである。第１群の炭窒化物は優れた硬さを有する。そのため、焼結体２を軟窒化処理すれば、焼結体２の表層に形成される炭窒化層３の硬さが高まる。Ｔｉ炭窒化物は、Ｃｒ炭窒化物と比較してビッカース硬度が高い。そのため、Ｔｉを含有する場合、炭窒化層３の硬さはさらに高まる。
【００２２】
［第２群］
第２群のシリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）及びジルコニウム（Ｚｒ）も、Ｔｉ及びＣｒほどではないものの、Ｃ及びＮと化合物を形成し易い。そのため、第２群の元素も安定な炭窒化物を形成する。第２群の元素の炭窒化物は優れた硬さを有するため、焼結体２を軟窒化処理すれば、表層に形成される炭窒化層３の硬さが高まる。第２群の炭窒化物はさらに、炭窒化層３の摩擦係数及び表面粗さを低減する。そのため、炭窒化層３の潤滑性を高める。
【００２３】
［炭窒化物生成成分の総含有量］
超硬合金成分を１００質量％とした場合の炭窒化物生成成分の総含有量は、３．０〜１１．０質量％である。炭窒化物生成成分の総含有量が低すぎれば、軟窒化処理により焼結体２の表層に生成される炭化物及び窒化物が少なすぎる。この場合、炭窒化層３の硬度が低い。一方、炭窒化物生成成分の総含有量が高すぎれば、軟窒化処理後の焼結体２の表層に、炭窒化物生成成分が金属のまま多量に残存する。炭窒化物生成成分の炭窒化物と、金属のまま残存した炭窒化物生成成分との硬度差及び熱膨張係数の差は大きい。そのため、焼結体２の表層に炭窒化物生成成分が金属のまま多量に存すると、超硬工具１に内部応力が発生し、超硬工具１の変形、もしくは、割れを引き起こす。したがって、炭窒化物生成成分の総含有量は、３．０〜１１．０質量％である。炭窒化物生成成分の総含有量が３．０質量％である場合は、Ｔｉのみを含有することが好ましい。炭窒化物生成成分の好ましい下限は４．０％である。炭窒化物生成成分の好ましい上限は８．０％である。
【００２４】
［第２群の炭窒化物生成成分の含有量］
超硬合金成分を１００質量％とした場合に、第２群から選択される１種又は２種以上の各々の含有量は２．０質量％未満である。第２群の少なくとも１種の含有量が２．０質量％以上の場合、軟窒化処理後の焼結体２の表層に、第２群の炭窒化物生成成分が金属のまま多量に残存する。第２群の炭窒化物生成成分においても、その炭窒化物と、金属のまま残存した第２群の炭窒化物生成成分との硬度差及び熱膨張係数の差は大きい。そのため、焼結体２の表層に第２群の炭窒化物生成成分が金属のまま多量に残存すると、超硬工具１に内部応力が発生し、超硬工具１の変形、もしくは、割れを引き起こす。したがって、第２群の炭窒化物生成成分の各々の含有量は２．０％未満である。第２群の炭窒化物生成成分の各々の含有量の好ましい上限は１．５％である。第２群の炭窒化物生成成分の各々の含有量の好ましい下限は０．５％である。
【００２５】
本実施形態による超硬工具は、上記超硬合金成分及び炭窒化物生成成分の他、不純物を含有し得る。不純物とは、製造過程の環境等から混入される元素をいう。不純物はたとえば、鉄（Ｆｅ）である。
【００２６】
［炭窒化層］
焼結体２は、炭窒化層３を表層に備える。炭窒化層３は焼結体２の一部である。炭窒化層３は、焼結体２を軟窒化処理することにより形成される。上述のとおり、炭窒化層３は、炭窒化物生成成分の炭化物及び窒化物を含有する。そのため、炭窒化層３は優れた硬さを有する。
【００２７】
焼結体２の表層である炭窒化層３の硬度が高ければ、切削等の加工時の摩擦に対して超硬工具１の摩耗が少ない。したがって、超硬工具１の耐摩耗性が高まる。耐摩耗性が高まれば、超硬工具１の工具寿命が向上する。
【００２８】
炭窒化層３の厚さはたとえば、３０μｍ以下である。炭窒化層３の厚みを３０μｍよりも大きくした場合でも、炭窒化層３の耐摩耗性は高い。しかし、炭窒化層３の厚みを３０μｍよりも大きくした場合には、軟窒化処理の時間が長くなり、処理コストが増大する。炭窒化層３の厚さの好ましい下限は１０μｍである。１０μｍよりも炭窒化層３の厚さが小さい場合、炭窒化層３上に形成される硬質保護膜４の硬度が低下することがある。焼結体２全体の厚さは工具によって異なる。たとえば、焼結体２全体の厚さが比較的薄いねじ切削工具の場合、焼結体２全体の厚さは５ｍｍ程度である。通常、炭窒化層３の厚さは、焼結体２全体の厚さの１％以下である。
【００２９】
［硬質保護層］
図２は、図１とは異なる他の超硬工具１０の断面図である。図２の超硬工具１０は、図１の超硬工具１と比較して、硬質保護層４を炭窒化層３上に備える。超硬工具１０のその他の構成は、超硬工具１と同じである。
【００３０】
硬質保護層４は、超硬工具１０の耐摩耗性及び潤滑性をさらに高める。硬質保護層４は、金属窒化物、金属炭化物、金属炭窒化物及び金属酸化物からなる群から選択される１種以上を含有する。硬質保護層４はたとえば、ＴｉやＡｌを含む金属窒化物、金属炭化物、
金属炭窒化物、金属酸化物又はこれらの複合化合物である。硬質保護層４は、焼結体２と同等又はそれ以上の硬さを有する。硬質保護層４はさらに、切削等の加工環境下において十分な化学的安定性を有する。そのため、加工対象材、たとえば、高硬度鋼材との凝着が抑制される。
【００３１】
［硬質保護層の表面粗さ］
硬質保護層４は、炭窒化層３上に単層又は複層で形成される。硬質保護層４の表面は、下地となる炭窒化層３の表面性状の影響を受ける。すなわち、炭窒化層３の表面粗さが小さければ、硬質保護層４の表面粗さが小さくなる。換言すれば、硬質保護膜４の表面粗さが小さいことを確認できれば、炭窒化層３の表面粗さも小さいと言える。上述の第２群の炭窒化物生成成分を添加することによって、炭窒化層３の表面粗さを小さくすることができる。このことは、硬質保護層４の表面粗さを測定することで確認できる。
【００３２】
［炭窒化層及び硬質保護層の摩擦係数］
炭窒化層３又は硬質保護層４の摩擦係数は、表面粗さなどの物理的性状及び化学的性状の影響を受ける。化学的性状に変化がない場合は、炭窒化層３及び硬質保護膜４の摩擦係数は、物理的性状の影響のみを受けることとなる。第２群の炭窒化物を含有する場合であっても、炭窒化層３及び硬質保護層４の化学的性状はほとんど変化しない。したがって、炭窒化層３及び硬質保護膜４の摩擦係数は、物理的性状の影響を強く受ける。第２群の炭窒化物生成成分を含有させることにより、炭窒化層３及び硬質保護膜４の表面粗さが小さくなる。これにより、炭窒化層３及び硬質保護膜４の摩擦係数が下がる。
【００３３】
［製造方法］
本実施形態の超硬工具の製造方法の一例を説明する。本実施形態の超硬工具の製造方法は、焼結体２を製造する工程と、軟窒化処理工程とを備える。超硬工具が硬質保護層４を備える場合はさらに、成膜工程を備える。以下、各工程を詳述する。
【００３４】
［焼結体の製造工程］
初めに、焼結体２を製造する。焼結体２の製造方法は特に限定されない。たとえば、上述の超硬合金成分及び炭窒化物生成成分を含有した原料の炭化物及び金属粉末を、整粒及び混合して混合原料を製造する。混合原料を所定形状の金型で加圧成形して打ち抜きする。得られた成形体を真空中で焼成して、焼結体２を製造する。
【００３５】
［軟窒化処理工程］
焼結体２に対して軟窒化処理を実施する。軟窒化処理は周知の方法を採用できる。たとえば、電気炉内に焼結体２、ＮＨ3ガス、Ｈ2ガス、Ｎ2ガス及びＣＯガスを導入する。電気炉内を５００〜５５０℃に加熱して軟窒化処理を実施する。加熱時間は特に限定されないが、１．５〜３．０時間が好ましい。加熱時間が１．５時間未満の場合、焼結体を十分に均熱できず、軟窒化層を十分に形成できない場合がある。形成された軟窒化層は、導入ガスの侵入を阻害する。そのため、加熱時間が３．０時間を超える場合、軟窒化処理による効果は飽和し、不要なコスト上昇を招く。したがって、加熱時間は３．０時間以下とするのが好ましい。軟窒化処理により、焼結体２内部に存在する炭窒化物生成成分がＮ原子及びＣ原子と結合して、炭窒化物が形成され、焼結体２の表層に、炭窒化物を含有する炭窒化層３が形成される。以上の工程により、本実施形態の超硬工具を製造できる。
【００３６】
［成膜工程］
さらに、炭窒化層３の上に硬質保護層４を形成する場合、成膜工程を実施する。具体的には、炭窒化層３を備えた焼結体２に対して、周知の成膜工程を実施する。たとえば、物理蒸着法、化学蒸着法及び溶融塩浴処理法のいずれかを実施する。物理蒸着は、たとえば以下の方法で行うことができる。硬質保護層４を構成する金属元素を用いた混合粉末を、円板形状に加圧成形して成形体を製造する。成形体を真空焼結後、スパッタ法又はアークイオンプレーテイング法を用いて、金属成分から金属イオンを電磁気的に励起させる。その後、装置気相中に窒素ガス等を充填させる。充填された窒素ガスは、分解して窒素イオンとなる。励起した金属イオンは、直流バイアス電源制御により負に帯電した焼結体２の表面に引き付けられる。上述の窒素イオンと金属イオンとが焼結体２の表面で化学結合することにより、炭窒化層３の表面に硬質保護層４が形成される。
【実施例】
【００３７】
［焼結体作製］
超硬合金成分として、ＷＣ：８５質量％、Ｃｏ：１０質量％、ＴｉＣ：３質量％、ＴａＣ：２質量％を混合した基材を用意した。基材に、表１に示す炭窒化物生成成分を添加し、各試験番号の混合原料を製造した。
【００３８】
【表１】
0006524437.tif 000002
【００３９】
混合原料を整粒及び混合し、２００ＭＰａで加圧成形した。得られた成形体に対して、大気中にて、１０００℃で仮焼結を実施した。加熱時間は２時間であった。仮焼結後の成形体に対して、真空中にて、１７００〜１８５０℃で本焼結（真空焼結）を実施して焼結体を製造した。加熱時間は２時間であった。得られた焼結体をＮＨ3ガス、Ｈ2ガス、Ｎ2ガス及びＣＯガスを導入した電気炉で５００〜５５０℃に加熱し、軟窒化処理を実施し、炭窒化層を形成して超硬工具を製造した。軟窒化処理における加熱時間は３時間であった。試験番号２３の超硬工具に対しては、軟窒化処理を実施しなかった。試験番号２９〜３６の超硬工具は、軟窒化処理によって著しい変形もしくは割れを生じたため、以降の試験は行わなかった。
【００４０】
［断面のビッカース硬さ測定試験］
炭窒化層が形成された各超硬工具に対して、ビッカース硬さを測定した。ビッカース硬さはＪＩＳ  Ｚ２２４４（２００９）に基づいて実施し、試験荷重は９．８０Ｎ（１ｋｇｆ）とした。測定は、焼結体の断面に対して行い、焼結体断面の表面から１０μｍ深さの地点を測定した。２０か所を測定し、その算術平均をビッカース硬さとした。測定結果を表１に示す。
【００４１】
［成膜工程］
各試験番号の超硬工具の炭窒化層上に硬質保護層を成膜した。成膜工程として物理蒸着法（ＰＶＤ）を用いた。Ｔｉ及びＡｌを用いた混合粉末を、円板形状に加圧成形して成形体を製造した。成形体を真空焼結後、スパッタ法を用いて、金属成分を電気的に励起させた。その後、装置気相中に窒素ガスを充填させた。励起させた金属成分と焼結体の成分とを、炭窒化層の表面上にて化学結合させて、ＴｉＡｌ−Ｎからなる硬質保護層を３．０μｍ厚で成膜した。
【００４２】
[硬質保護層の表面粗さ測定試験]
各試験番号の硬質保護層の表面粗さを測定した。具体的には、表面粗さ触針（ダイアモンド製；外径２５μｍ）を用い、室温、荷重０．１Ｎ、測定速度を０．５ｍｍ／秒として、硬質保護層の任意表面を試験片の長手方向及び長手方向と直交する方向の双方１０ｍｍ長で計測し、双方向の平均値を以て表面粗さとした。表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）に定める「算術平均粗さ；Ｒａ」を採用した。測定結果を表１に示す。
【００４３】
［硬質保護層の摩擦係数測定試験］
硬質保護層が形成された超硬工具に対して、摩擦係数を測定した。摩擦係数の測定は、バウデン式滑り試験機を使用した。摺動条件は、荷重５Ｎ、室温、速度４ｍｍ／秒、摺動材は直径５ｍｍのＳＵＪ−２鋼球、摺動長さは８ｍｍとして測定した。測定結果を表１に示す。
【００４４】
［硬質保護層密着力測定試験］
硬質保護層の炭窒化層に対する密着力を測定した。密着力の測定には、スクラッチ式試験機を使用した。外径２００μｍのダイアモンド製触針を荷重０〜１００Ｎ間で、室温、走査速度１０ｍｍ／分、荷重速度１００Ｎ／分で走査させた。異常振動信号が検出された荷重値と、走査動画写真にて硬質保護層の剥離もしくは破壊が確認された時点の荷重値とを比較して、低い方の荷重値を密着力として定義した。測定結果を表１に示す。
【００４５】
［評価結果］
評価結果を表１に示す。表１を参照して、試験番号１〜２２の超硬工具の炭窒化物生成成分の含有量は適切であった。そのため、軟窒化処理後において、試験番号１〜２２の超硬工具のビッカース硬さは１７００以上であり、優れた耐摩耗性を示した。
【００４６】
試験番号１及び２の超硬工具は、炭窒化物生成成分としてＣｒのみを含有した。試験番号２の超硬工具は、試験番号１の超硬工具と比較してビッカース硬さが高くなった。Ｃｒをより多く含有するため、Ｃｒの炭化物及び窒化物がより多く析出したと推察できる。
【００４７】
試験番号３及び４の超硬工具は、炭窒化物生成成分としてＴｉのみを含有した。試験番号４の超硬工具は、試験番号３の超硬工具と比較してビッカース硬さが高くなった。Ｔｉをより多く含有するため、Ｔｉの炭化物及び窒化物がより多く析出したと推察できる。
【００４８】
試験番号５〜９の超硬工具は、炭窒化物生成成分としてＣｒ及びＴｉを含有した。試験番号５〜９の超硬工具のビッカース硬さは１８００を超え、より優れた硬さを示した。
【００４９】
試験番号１０〜２０の超硬工具は、炭窒化物生成成分としてＣｒ及びＴｉを含有し、さらに、第２群から選ばれる１種又は２種以上を含有した。そのため、試験番号５〜９の超硬工具と比較して、摩擦係数及び表面粗さが小さかった。第２群から選ばれる１種又は２種以上を含有する場合、超硬工具はさらに優れた潤滑性を示した。
【００５０】
試験番号２１及び２２の超硬工具は、Ｃｒ及びＴｉの他にＦｅを含有した。Ｆｅを２．０％含有した場合でも、超硬工具のビッカース硬さは２０００を超え、優れた硬さを示した。
【００５１】
試験番号１〜２２の超硬工具の摩擦係数は０．５０以下であり、表面粗さは０．７０以下であり、優れた潤滑性を示した。試験番号１〜２２の超硬工具の硬質保護層の密着力は９０Ｎを超え、優れた密着力を示した。
【００５２】
一方、試験番号２３の超硬工具は、炭窒化物生成成分を含有しなかった。さらに、軟窒化処理を施さなかった。そのため、ビッカース硬さが１７００未満となった。炭窒化物が生成しなかったためと推察できる。
【００５３】
試験番号２４の超硬工具は、炭窒化物生成成分を含有しなった。そのため、軟窒化処理を施しても、ビッカース硬さが１７００未満となった。炭窒化物が生成しなかったためと推察できる。
【００５４】
試験番号２５〜２８の超硬工具は、炭窒化物生成成分の含有量が３．０％未満であった。そのため、ビッカース硬さが１７００未満となった。炭窒化物が十分に生成しなかったためと推察できる。
【００５５】
試験番号２９〜３３の超硬工具は、第２群から選ばれる１種を２．０％含有した。そのため、軟窒化処理を施すと超硬工具の著しい変形もしくは割れを生じた。
【００５６】
試験番号３４〜３６の超硬工具は、炭窒化物生成成分の総含有量が１１．０％を超えた。そのため、軟窒化処理を施すと超硬工具の著しい変形もしくは割れを生じた。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０  超硬工具
２    焼結体
３    炭窒化層
４    硬質保護層
【図１】
0006524437.tif 000003
【図２】
0006524437.tif 000004