(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金との複合焼結体からなる切削工具において、
（ａ）上記切削工具は、すくい面の平面形状が多角形状であり、すくい面と逃げ面のなす角は９０度未満であり、
（ｂ）上記切削工具の切れ刃を含むすくい面は、鉄族金属成分を４〜１７質量％、残部はＷＣを主たる硬質相成分とするＷＣ基超硬合金で構成され、
（ｃ）上記ＷＣ基超硬合金の厚さは、上記複合焼結体の厚さの０．０５〜０．３倍であり、
（ｄ）上記切削工具において、ＴｉＣＮ基サーメットは１層以上のＴｉＣＮ基サーメット層から構成され、ＷＣ基超硬合金と隣接するＴｉＣＮ基サーメット層は、該サーメットの構成成分の含有割合を金属成分の含有割合で表現した場合、少なくとも鉄族金属成分を４〜２５質量％、Ｗを１５質量％未満、Ｍｏを２〜１５質量％、Ｎｂを２〜１０質量％、Ｃｒを０．２〜２質量％を含有し、かつ、鉄族金属成分であるＣｏとＮｉについて、ＣｏとＮｉの合計含有量に対するＣｏ含有割合は０．５〜０．８（但し、質量比）を満足することを特徴とする複合焼結体切削工具。
【請求項２】
上記ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金とからなる複合焼結体の少なくともＷＣ基超硬合金の表面に、硬質被覆層を蒸着形成したことを特徴とする請求項１に記載の複合焼結体切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金の複合焼結体からなる切削工具に関し、特に、希少金属であるタングステンの使用量の削減を図るとともに、焼結に際しての焼結体の変形量を少なくした耐熱亀裂性にすぐれる切削工具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し所望の切削性能を得るために、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、超硬合金層と、ＷＣ及びＷを合計で１５〜６５質量％以下含み、結合相中の鉄族金属の８０質量％以上がＣｏであるサーメット層とを積層した基材からなる切削工具において、基材は、積層方向における最大厚さをｈ１、切刃部分の超硬合金層の積層方向における最大厚さをｈ２としたとき、ｈ２／ｈ１を０．００２〜０．０２とすることによって、耐衝撃性と仕上げ面光沢を改善した複合焼結体製切削工具が提案されている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、超硬合金層と、ＷＣ及びＷを合計で１５〜６５質量％以下含み、結合相中の鉄族金属の８０質量％以上がＣｏであるサーメット層とを積層した基材からなる切削工具において、超硬合金層とサーメット層との境界に最大落差が５０μｍ〜５００μｍである凹凸部を形成し、かつ、基材の積層方向における最大厚さをｈ１、すくい面側に配置された超硬合金層の積層方向における最大厚さをｈ２としたとき、ｈ２／ｈ１を０．０２超０．４以下とすることにより、超硬合金層とサーメット層との間の接合性を改善するとともに、焼結後の基材の変形を抑制した複合焼結体製切削工具が提案されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献３には、超硬合金粉末とサーメット粉末からそれぞれプレス成形体を形成し、このプレス成形体を積層して、真空雰囲気で１３００〜１５００℃×０．５〜３時間保持する焼結を行って工具基体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、あるいは、両層の結合相量を特定の範囲に調整することにより、超硬合金とサーメットの接合性を高め、また、焼結時に生じる変形を抑制し、複合焼結体製切削工具の耐摩耗性と靭性を改善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】特許第５１８５０３２号公報
【特許文献２】特許第５２９７３８１号公報
【特許文献３】特許第５４１３０４７号公報
【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１，２に示すような複合焼結体製切削工具では、タングステン使用量のある程度の低減は図られるものの、サーメット中には、１５質量％以上のＷ，ＷＣが必要とされており、タングステン使用量の削減は不十分であり、また、このような切削工具を湿式断続切削加工に用いた場合には、強度、靭性が不十分であるばかりか耐熱亀裂性も十分でないため、チッピング、欠損等の異常損傷を破損し易いという問題があった。
また、上記特許文献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、超硬合金層とサーメット層との境界に凹凸を形成する必要があるばかりか、焼結時の変形が少ない複合焼結体を得るためには、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はないばかりか、湿式断続切削などの激しい熱履歴を受ける切削条件下では、クラックの進展等により刃先の超硬合金が破壊する恐れがあり、十分な信頼性があるとはいえなかった。
そこで、本発明では、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金からなる複合焼結体を工具基体とする切削工具において、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、切れ刃に断続的・衝撃的な高負荷が作用する断続切削に用いた場合でも、クラック進展抑制作用を備え、耐異常損傷性に優れた切削工具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、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金からなる複合焼結体を工具基体とする複合焼結体切削工具において、タングステン使用量の低減を図るとともに、切れ刃に断続的・衝撃的な高負荷が作用する断続切削に用いた場合でも、クラックの伝播・進展抑制作用に優れ、もって、長期の使用に亘ってチッピング、欠損、剥離等の異常損傷を発生しない切削工具について鋭意検討したところ、次のような知見を得た。
ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金の複合焼結体切削工具において、工具の切れ刃を含むすくい面をＷＣ基超硬合金層で形成した場合には、複合焼結体の焼結時の熱膨張率差で圧縮応力が発生することにより、工具の断続切削性能は改善されるが、焼結に際してのＴｉＣＮ基サーメットの変形挙動は、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金層の界面部分とＴｉＣＮ基サーメット中央部分とでは異なり、サーメット中央部分では、ＷＣ基超硬合金層との界面部分に比して収縮量が多いため、複合焼結体のサーメット中央部分には大きな変形（凹み）が生じる。
しかし、本発明者らは、用いるＴｉＣＮ基サーメットの成分組成を調整することにより、上記サーメット中央部分の変形を低減でき、これによって、被削材の仕上げ面精度の低下を防止し得ること、また、切削工具の耐熱亀裂性を改善し得ること、さらに、希少金属であるタングステンの使用量を低減できることを見出したのである。
その結果、上記複合焼結体を工具基体とする切削工具においては、切れ刃に断続的・衝撃的な高負荷および熱的負荷が作用する合金鋼等の湿式断続切削においても、クラックの伝播・進展が防止され、長期の使用に亘って、すぐれた耐異常損傷性、耐摩耗性を発揮す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）ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金との複合焼結体からなる切削工具において、
（ａ）上記切削工具は、すくい面の平面形状が多角形状であり、すくい面と逃げ面のなす角は９０度未満であり、
（ｂ）上記切削工具の切れ刃を含むすくい面は、鉄族金属成分を４〜１７質量％、残部はＷＣを主たる硬質相成分とするＷＣ基超硬合金で構成され、
（ｃ）上記ＷＣ基超硬合金の厚さは、上記複合焼結体の厚さの０．０５〜０．３倍であり、
（ｄ）上記切削工具において、ＴｉＣＮ基サーメットは１層以上のＴｉＣＮ基サーメット層から構成され、ＷＣ基超硬合金と隣接するＴｉＣＮ基サーメット層は、該サーメットの構成成分の含有割合を金属成分の含有割合で表現した場合、少なくとも鉄族金属成分を４〜２５質量％、Ｗを１５質量％未満、Ｍｏを２〜１５質量％、Ｎｂを２〜１０質量％、Ｃｒを０．２〜２質量％を含有し、かつ、鉄族金属成分であるＣｏとＮｉについて、ＣｏとＮｉの合計含有量に対するＣｏ含有割合は０．５〜０．８（但し、質量比）を満足することを特徴とする複合焼結体切削工具。
（２）上記ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金とからなる複合焼結体の少なくともＷＣ基超硬合金の表面に、硬質被覆層を蒸着形成したことを特徴とする前記（１）に記載の複合焼結体切削工具。」
を特徴とするものである。
【００１０】
以下、この発明について、詳細に説明する。
【００１１】
図１は、この発明の複合焼結体切削工具の概略模式図を示し、（ａ）は、この発明の複合焼結体切削工具の一つの例、また、（ｂ）には、他の例を示す。
図２は、この発明の複合焼結体切削工具の表面に、硬質被覆層を蒸着形成した複合焼結体表面被覆切削工具の概略模式図を示し、（ａ）は、この発明の複合焼結体表面被覆切削工具の一つの例、（ｂ）は他の例を示す。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、この発明の切削工具は、工具基体全体をＷＣ基超硬合金で構成するのではなく、ＴｉＣＮ基サーメットを母体とし、切れ刃を含むすくい面に、ＷＣ基超硬合金を設ける構造となっている。
また、図２（ａ）、（ｂ）として示すように、この発明では、切削工具の表面に硬質被覆層を蒸着形成することによって、複合焼結体表面被覆切削工具として用いることもできる。  
【００１２】
この発明の複合焼結体切削工具（以下、「切削工具」ともいう）、複合焼結体表面被覆切削工具（以下、「被覆工具」ともいう）は、大略、以下の製造方法によって作製することができる。
まず、所定組成のＴｉＣＮ基サーメット粉末と、同じく所定組成のＷＣ基超硬合金粉末を用意し、これらの粉末をプレスすることで、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金が積層された複合成形体を作製し、ついで、この複合成形体を、例えば、０．１ｋＰａの窒素雰囲気中にて、１４２０℃×１ｈｒの条件で焼結して複合焼結体を作製し、ついで、得られた複合焼結体を所定の形状に加工することにより本発明の複合焼結体切削工具を作製することができる。
また、上記で作製した本発明の複合焼結体切削工具のＷＣ基超硬合金側の表面に、少なくとも、物理蒸着法、化学蒸着法等により、Ｔｉ化合物層、ＴｉとＡｌの複合窒化物層、Ａｌ２Ｏ３層等の硬質被覆層を単層でまたは複数層の積層皮膜として蒸着形成することによって、本発明の複合焼結体表面被覆切削工具を製造することができる。
【００１３】
ＷＣ基超硬合金と隣接するＴｉＣＮ基サーメット層の成分組成：
この発明で用いられるＷＣ基超硬合金と隣接するＴｉＣＮ基サーメット層は、ＴｉＣＮを主たる硬質成分とし、鉄族金属（例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ）を主たる結合相成分とするサーメットである。その他の含有成分を金属成分元素換算した場合、Ｗを１５質量％未満、Ｍｏを２〜１５質量％、Ｎｂを２〜１０質量％、Ｃｒを０．２〜２質量％を含有し、かつ、鉄族金属成分のうちのＣｏとＮｉについては、ＣｏとＮｉの合計含有量に対するＣｏ含有量の比は０．５〜０．８とする。
【００１４】
Ｗ：
ＷはＴｉＣＮ基サーメット中での含有量が増えるほど、ＴｉＣＮ基サーメットの特性がＷＣ基超硬合金に近づくので、複合体としての焼結は容易となるが、本発明で目的としているように含有量の削減が求められる成分元素であることから、この発明では、Ｗ含有量を１５質量％未満と定めた。
【００１５】
Ｍｏ：
Ｍｏは、ＴｉＣＮ基サーメットにおいて、硬質相と結合相との濡れ性を高め、焼結性を向上させる作用を有する成分元素であるが、その含有量が２質量％未満では、濡れ性の向上効果が十分ではなく、一方、含有量が１５質量％を超えると、硬質相にＭｏが溶け込み、強度、靭性を低下させるようになるため、Ｍｏの含有量は２〜１５質量％と定めた。
【００１６】
Ｎｂ：
Ｎｂは、ＴｉＣＮ基サーメットの高温耐酸化性を向上させる効果があるが、その含有量が２質量％未満の場合、あるいは、１０質量％を超える場合には、高温耐酸化性向上効果が低下するため、Ｎｂの含有量は２〜１０質量％と定めた。
【００１７】
Ｃｒ：
Ｃｒは、ＴｉＣＮ基サーメットの焼結温度をＷＣ基超硬合金のそれに近づける効果を有するが、その含有量が０．２質量％未満では、その効果が十分ではなく、一方、その含有量が２質量％を超えると、Ｃｒ３Ｃ２の遊離相が析出し焼結体の靭性を低下させるようになるため、Ｃｒの含有量は０．２〜２質量％と定めた。
【００１８】
Ｃｏ：
Ｃｏは、鉄族金属成分であって、ＴｉＣＮ基サーメットにおける結合相成分であるが、同じく鉄族金属成分であるＮｉとの関連において、ＣｏとＮｉの合計含有量に対するＣｏの含有割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ））を０．５〜０．８（但し、質量比）の範囲内とすることが必要である。ＣｏとＮｉの合計含有量に対するＣｏの含有割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ））が０．５未満であると、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金の複合成形体を焼結する際に、ＴｉＣＮ基サーメット中のＮｉ成分がＷＣ基超硬合金に拡散し、ＷＣ基超硬合金の高温硬さを低下させることになり、一方、ＣｏとＮｉの合計含有量に対するＣｏの含有割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ））が０．８を超えると、ＴｉＣＮ基サーメットの靭性が低下し、複合焼結体の破損を招く恐れがある。
したがって、ＴｉＣＮ基サーメットに含有される成分であるＣｏとＮｉについては、ＣｏとＮｉの合計含有量に対するＣｏの含有割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ））を０．５〜０．８（但し、質量比）の範囲内とする。
【００１９】
ＷＣ基超硬合金に隣接するＴｉＣＮ基サーメット層の成分組成については前記のとおりであるが、ＴｉＣＮ基サーメットは、その全体を前記した成分組成のものとして構成する必要はない。
即ち、図１（ｂ），図２（ｂ）に示すように、ＴｉＣＮ基サーメットを複数のＴｉＣＮ基サーメット層の積層体として構成することができる。
図１（ｂ），図２（ｂ）には、ＴｉＣＮ基サーメットを「ＴｉＣＮ基サーメット層１」と「ＴｉＣＮ基サーメット層２」による２層の積層体として構成した例を示したが、ＴｉＣＮ基サーメットは、２層以上のＴｉＣＮ基サーメット層の積層体として構成することができる。
ここで、注意しなければならないのは、ＷＣ基超硬合金に接するＴｉＣＮ基サーメット層（即ち、図１（ｂ），図２（ｂ）に示す「ＴｉＣＮ基サーメット層１」）については、その成分組成を前記した如く定める必要があるが、ＷＣ基超硬合金に直接接していないＴｉＣＮ基サーメット層（即ち、図１（ｂ），図２（ｂ）に示す「ＴｉＣＮ基サーメット層２」）については、通常用いられるＴｉＣＮ基サーメットの成分組成であっても構わない。
ＴｉＣＮ基サーメットに通常含有される成分、例えば、ＺｒＣ、ＴａＣ等、については、本発明のＴｉＣＮ基サーメットにおいて、通常含有される範囲内であればこれらを含有させることができる。また、Ｗ含有量については、８質量％以下、好ましくは、４質量％以下とすることができる。これによって、複合焼結体切削工具、複合焼結体表面被覆切削工具の切削性能を劣化させることなく、ＴｉＣＮ基サーメット中に含有されるＷ含有量をより一層低減することができるので、Ｗの使用量削減効果が大となる。
【００２０】
ＷＣ基超硬合金の成分組成：
ＴｉＣＮ基サーメットと複合焼結体を構成するＷＣ基超硬合金は、主たる硬質相成分であるＷＣと主たる結合相成分である鉄族金属（例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ）とからなる。結合相成分は、硬質相成分と強固に結合し、工具基体の強度および靭性を向上させる作用があるが、その含有量が４質量％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方、その含有量が１７質量％を越えると、耐摩耗性が低下するようになることから、結合相成分である鉄族金属（例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ）の含有量合計は、４〜１７質量％とする。
また、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＴａおよびＣｒの各成分は、炭化物、窒化物、炭窒化物等を形成して、ＷＣ基超硬合金の硬さを高め、耐摩耗性を向上させる作用があるが、これらの硬質相成分の含有量合計が１０質量％（但し、金属成分として換算）を越えると靭性が低下するようになることから、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＴａおよびＣｒの各成分の含有量合計は１０質量％以下とすることが好ましい。
【００２１】
切れ刃を含むすくい面を構成するＷＣ基超硬合金：
ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金からなる複合焼結体のうち、ＴｉＣＮ基サーメットが工具基体となり、その上に、切れ刃を含むすくい面としてＷＣ基超硬合金が形成されて、切削工具を構成する。
また、本発明は、工具のすくい面と逃げ面のなす角度は９０度未満であって、所謂、ポジインサートと称される切削工具に属する。
本発明の切削工具においては、切れ刃を含むすくい面としてのＷＣ基超硬合金は、複合焼結体の厚さの０．０５〜０．３倍の厚さとする。
これは、ＷＣ基超硬合金の厚さが、複合焼結体の厚さの０．０５倍未満である場合には、切削加工時に靭性に劣るＴｉＣＮ基サーメットに大きな負荷がかかり、欠けが発生し易くなり、一方、ＷＣ基超硬合金の厚さが、複合焼結体の厚さの０．３倍を超える場合には、ＷＣ基超硬合金に形成される残留圧縮応力が小さくなり、耐チッピング性、耐欠損性が低下するばかりか、Ｗ使用量の削減という本発明の目的にそぐわなくなるという理由による。
したがって、本発明では、ＷＣ基超硬合金の厚さは、複合焼結体の厚さの０．０５〜０．３倍の厚さとする。
【００２２】
硬質被覆層：
本発明の切削工具は、複合焼結体のＷＣ基超硬合金を切れ刃を含むすくい面とすることによって、そのまま切削工具として用いることができるが、少なくとも、切れ刃を含むすくい面を構成するＷＣ基超硬合金の表面に、物理蒸着法、化学蒸着法等によって、例えば、ＴｉとＡｌの複合窒化物層を被覆形成することによって、より切削性能を高めることができる。
なお、硬質被覆層としては、ＴｉとＡｌの複合窒化物層ばかりでなく、Ｔｉの窒化物層、炭化物層、炭窒化物層、ＡｌとＣｒの複合窒化物層、Ａｌ２Ｏ３層など、既に知られている各種の硬質被覆層を、それぞれ単層として、あるいは、複数の層の積層として被覆形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の複合焼結体切削工具は、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金との複合焼結体からなるポジインサートであって、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金の成分組成範囲を適正化するとともに、切れ刃を含むすくい面を構成するＷＣ基超硬合金の厚さ比率を適正化することによって、タングステンの使用量を低減したとしても、耐熱亀裂性を低下させることなく、切れ刃に断続的・衝撃的な高負荷が作用し、熱的負荷も作用する合金鋼等の湿式断続切削において、クラックの伝播・進展が抑制され、長期の使用に亘って、すぐれた耐異常損傷性、耐摩耗性を発揮するという効果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の複合焼結体切削工具の概略模式図を示し、（ａ）は、この発明の複合焼結体切削工具の一つの例、また、（ｂ）には、他の例を示す。
【図２】この発明の複合焼結体表面被覆切削工具の概略模式図を示し、（ａ）は、この発明の複合焼結体表面被覆切削工具の一つの例、（ｂ）は他の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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】
【００２６】
（ａ）  まず、表１に示す配合組成の平均粒径０．５〜３μｍのＷＣ基超硬合金原料粉末を用意する。
また、表２に示す配合組成の平均粒径０．５〜３μｍのＴｉＣＮ基サーメット原料粉末を用意する。
上記ＷＣ基超硬合金原料粉末およびＴｉＣＮ基サーメット原料粉末を、表３に示す組合せでＩＳＯインサート形状ＣＣＧＴ１２０４０８の素材用金型で積層プレスし、複合成形体１〜１２を作製した。
なお、作製した複合成形体１〜１２は、ＷＣ基超硬合金原料粉末と一種類のＴｉＣＮ基サーメット原料粉末からなる複合成形体１〜６と、ＷＣ基超硬合金原料粉末とＴｉＣＮ基サーメット層１用原料粉末とＴｉＣＮ基サーメット層２用原料粉末の二種類のＴｉＣＮ基サーメット原料粉末を用いた複合成形体７〜１２である。
【００２７】
ついで、この複合成形体１〜６を、焼結して複合焼結体１〜６を作製した。
同じく、複合成形体７〜１２を、焼結して複合焼結体７〜１２を作製した。
焼結条件は、いずれの場合も、次のとおりである。
複合成形体を焼結温度にまで昇温するに際し、室温から１２８０℃までは５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、液相が出現する１２８０℃から１３８０℃までの温度域は、いずれも３０℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で高速昇温し、１３８０℃から所定の１４２０℃までは５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、０．１ｋＰａの窒素雰囲気中にて、１４２０℃の焼結温度に１時間保持後、冷却した。
ついで、得られた複合焼結体１〜６，７〜１２について、ＷＣ基超硬合金をすくい面として、刃先をＲ＝０．０４のホーニング加工し、ＣＣＧＴ１２０４０８形状の複合焼結体切削工具１〜６，７〜１２（以下、本発明工具１〜６，７〜１２という）を作製した。
【００２８】
上記本発明工具１〜６，７〜１２のＷＣ基超硬合金とＴｉＣＮ基サーメットの積層方向に平行な断面について、電子線マイクロアナライザーを用いて、ＷＣ基超硬合金とＴｉＣＮ基サーメットの界面から、ＷＣ基超硬合金側へ１００μｍの位置、また、ＴｉＣＮ基サーメット側へ１００μｍの位置においてそれぞれ組成分析を行い、１０点測定の平均値を求めることにより、ＷＣ基超硬合金とＴｉＣＮ基サーメットの成分組成を求めた。
表５、表６に、これらの値を示す。
【００２９】
また、本発明工具１〜６，７〜１２のＷＣ基超硬合金とＴｉＣＮ基サーメットの厚さは光学顕微鏡で観察して測定した。異なる５点で厚み測定し、これを平均して厚さとした。
表５、表６に、これらの値を示す。
【００３０】
ついで、本発明工具４〜６，１０〜１２については、ＷＣ基超硬合金の表面に、アークイオンプレーティングにより、ＴｉとＡｌの複合窒化物（なお、ＴｉとＡｌの含有量は、それぞれ５０原子％）からなる硬質被覆層を蒸着形成した。
表５、表６に、蒸着形成した硬質被覆層の層厚を示す。
【００３１】
比較のため、表１に示す配合組成のＷＣ基超硬合金原料粉末および表２に示す配合組成のＴｉＣＮ基サーメット原料粉末を、表４に示す組合せで積層プレスし、比較例複合成形体１〜６を作製した後、この複合成形体を、実施例と同じ条件で焼結して比較例複合焼結体１〜６を作製した。
また、ＴｉＣＮ基サーメット原料粉末を使用することなく表１に示す配合組成のＷＣ基超硬合金原料粉末のみから、ＷＣ基超硬合金のみからなる比較例焼結体７〜９（便宜上、比較例複合焼結体７〜９という）を作製した。
ついで、得られた比較例複合焼結体１〜６，７〜９について、ＷＣ基超硬合金をすくい面として、刃先をＲ＝０．０４のホーニング加工し、ＣＣＧＴ１２０４０８形状の複合焼結体切削工具１〜６，７〜９（以下、比較例工具１〜６，７〜９という）を作製した。
【００３２】
次いで、本発明工具１〜１２の場合と同様にして、比較例工具１〜６については、電子線マイクロアナライザーを用いて、ＷＣ基超硬合金とＴｉＣＮ基サーメットの界面から、ＷＣ基超硬合金側へ１００μｍの位置、また、ＴｉＣＮ基サーメット側へ１００μｍの位置においてそれぞれ組成分析を行い、１０点測定の平均値を求めることにより、ＷＣ基超硬合金とＴｉＣＮ基サーメットの成分組成を求めた。
さらに、比較例工具１〜６について、ＷＣ基超硬合金とＴｉＣＮ基サーメットの厚さを光学顕微鏡で観察して測定した。なお、異なる５点で厚み測定し、これを平均して厚さとした。
表７に、これらの値を示す。
【００３３】
ついで、比較例工具４〜６についてについては、ＷＣ基超硬合金の表面に、アークイオンプレーティングにより、ＴｉとＡｌの複合窒化物（なお、ＴｉとＡｌの含有量は、それぞれ５０原子％）からなる硬質被覆層を蒸着形成した。
表７に、蒸着形成した硬質被覆層の層厚を示す。
【００３４】
【表１】
0006315197.tif 000002
【００３５】
【表２】
0006315197.tif 000003
【００３６】
【表３】
0006315197.tif 000004
【００３７】
【表４】
0006315197.tif 000005
【００３８】
【表５】
0006315197.tif 000006
【００３９】
【表６】
0006315197.tif 000007
【００４０】
【表７】
0006315197.tif 000008
【００４１】
つぎに、上記本発明工具１〜１２および比較例工具１〜９について、
被削材：ＪＩＳ・ＳＣＭ４４０のブロック、
切削速度：３２５  ｍ／ｍｉｎ．、
切り込み：１．０  ｍｍ、
送り：０．１３  ｍｍ／ｒｅｖ．、
切削時間：１２  分
の条件で、合金鋼の湿式フライス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。
さらに、本発明工具１〜１２および比較例工具１〜６については、表５、表６に示される（ＷＣ基超硬合金の厚さ）／（工具の厚さ）の値から、各工具においてサーメットと積層せず、全体をＷＣ基超硬合金とした場合からの使用Ｗ量削減率（質量％）を算出した。
表８に、これらの結果を示す。
【００４２】
【表８】
0006315197.tif 000009
【００４３】
表５〜８に示される結果から、本発明被覆工具は、タングステンの使用量を低減したとしても、ＴｉＣＮ基サーメットとＷＣ基超硬合金の成分組成範囲を適正化するとともに、切れ刃を含むすくい面を構成するＷＣ基超硬合金の厚さ比率を適正化することによって、耐熱亀裂性を低下させることなく、切れ刃に断続的・衝撃的な高負荷が作用し、熱的負荷も作用する合金鋼等の湿式断続切削において、クラックの伝播・進展が抑制され、長期の使用に亘って、すぐれた耐異常損傷性、耐摩耗性を発揮し、ＷＣ基超硬合金のみから作製した比較例工具７〜９（即ち、使用Ｗ量削減率はゼロ％の工具）に劣らない切削性能を示す。  
これに対して、比較例工具１〜６は、タングステン使用量は削減されているものの、耐熱亀裂性が劣るものであって、短時間で使用寿命に至ることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
複合焼結体を工具基体とする本発明の切削工具は、希少金属であるタングステン使用量の低減を図り得るとともに、切れ刃に断続的・衝撃的な高負荷、熱的負荷が作用する湿式断続切削に用いた場合でも、耐熱亀裂性に優れ、チッピング、欠損、剥離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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【図２】
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