(57)【要約】【課題】近年、高速切削加工の要求が高まり、サーメットのさらなる切削性能の向上が求められるようになってきた。そこで高速切削領域での耐摩耗性、耐熱衝撃性に優れるサーメットを提供することを目的とする。【解決手段】硬質相と結合相とからなるサーメットであって、該硬質相は第１硬質相と第２硬質相とで構成されており、該第１硬質相は芯部と芯部を取り囲む厚さ１０〜１００ｎｍの周辺部とで構成され、該第２硬質相は周辺部のみで構成され、該サーメットの断面における該第１硬質相の芯部の断面積の合計が、該断面全体に対して５〜５０面積％であるサーメットは、高速切削領域での耐摩耗性、耐熱衝撃性に優れる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、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少なくとも1種からなる硬質相：７０〜９７重量％と、鉄族金属の中から選ばれた少なくとも１種を主成分とする結合相：残部とからなるサーメットであって、該硬質相は第１硬質相と第２硬質相とで構成されており、該第１硬質相は芯部と芯部を取り囲む厚さ１０〜１００ｎｍの周辺部とで構成され、該第２硬質相は周辺部のみで構成され、該芯部は炭窒化チタンに含まれる窒素と炭素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））が原子比で０．４≦（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））≦０．９５である炭窒化チタンからなり、該周辺部はチタン以外の周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の中から選ばれた少なくとも１種とチタンとの複合炭窒化物固溶体とからなり、該サーメットの断面における該第１硬質相の芯部の断面積の合計が、該断面全体に対して５〜５０面積％であるサーメット。
【請求項２】
前記第１硬質相の平均粒径ａが０．０５〜１μｍである請求項１に記載のサーメット。
【請求項３】
前記サーメットに含まれるモリブデン量が０．５〜３．５重量％である請求項１または２に記載のサーメット。
【請求項４】
前記サーメットに含まれるニオブ量が１〜２５重量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載のサーメット。
【請求項５】
前記サーメットに含まれるニオブに対するタンタルの割合（Ｔａ／Ｎｂ）が原子比で０≦（Ｔａ／Ｎｂ）≦１である請求項１〜４のいずれか１項に記載のサーメット。
【請求項６】
前記サーメットに含まれる５ａ族金属全体に占めるニオブの割合（Ｎｂ／５ａ族）が原子比で０．３≦（Ｎｂ／５ａ族）≦１である請求項１〜５のいずれか１項に記載のサーメット。
【請求項７】
前記サーメットは鋼加工用切削工具として用いられる請求項１〜６のいずれか１項に記載のサーメット。
【請求項８】
前記サーメットの表面に硬質膜を被覆した請求項１〜６のいずれか１項に記載の被覆サーメット。
【請求項９】
前記被覆サーメットは鋼加工用切削工具として用いられる請求項８に記載の被覆サーメット。
【請求項１０】
サーメットの製造方法において、（Ａ）炭窒化チタンに含まれる窒素と炭素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））が原子比で０．４≦（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））≦０．９５である炭窒化チタンの粉末：３５〜９２重量％、炭窒化チタンを除く周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、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少なくとも１種の粉末：５〜５０重量％、鉄族金属の中から選ばれた少なくとも１種の粉末：３〜３０重量％からなり合計で１００重量％となる平均粒径０．５〜１μｍの混合物を準備する混合工程と、（Ｂ）混合物を圧力１３〜１３０００Ｐａの一酸化炭素雰囲気にて１２５０〜１３００℃の範囲の所定の第１保持温度で保持する第１保持工程と、（Ｃ）混合物を圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて１３００〜１３５０℃の範囲の所定の第２保持温度で保持する第２保持工程と、（Ｄ）混合物を１４００〜１６００℃の範囲の所定の焼結温度にて保持する焼結工程と、（Ｅ）焼結工程を終えた混合物を常温に冷却する冷却工程と、を含むことを特徴とするサーメットの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法で得られたサーメットの表面に硬質膜を被覆する被覆サーメットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
サーメットおよび被覆サーメット並びにそれらの製造方法に関する。その中でも特に高速切削用の切削工具として好適な耐摩耗性、耐欠損性、耐熱衝撃性にすぐれたサーメットおよび被覆サーメット並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、芯部が炭窒化チタンからなり、芯部の粒径が３μｍ以上である粒子の芯部面積が全硬質相の３面積％以上、かつ芯部の粒径が２μｍ以上である粒子の芯部面積が全硬質相の１０面積％以上であることを特徴とする有芯構造の硬質相を有するサーメットがある（例えば、特許文献１を参照。）。このサーメットは、耐摩耗性と耐熱衝撃性に極めて優れているものの、芯部が粗粒ゆえに耐欠損性が不足していた。
【０００３】
また、周期律表４ａ族金属の窒化物、炭窒化物からなる単相の芯部粒子と５ａ族およびＷを芯部に多く含む周辺部粒子からなるサーメットがある（例えば、特許文献２を参照。）。このサーメットは、芯部の周りに周辺部を有しないため、サーメットの強度が低く、耐欠損性が低いという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７００８号公報
【特許文献２】特開平２−１９０４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の有芯構造を有するサーメットは、従来の切削条件において耐摩耗性と耐熱衝撃性に優れている。しかしながら、近年、高速切削加工の要求が高まり、さらなる切削性能の向上が求められるようになってきた。そこで、本発明は高速切削領域での耐摩耗性、耐熱衝撃性に優れるサーメットおよび被覆サーメット並びにそれらの製造方法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】
【０００６】
本発明者らは、サーメットの高速切削領域での耐摩耗性、耐欠損性、耐熱衝撃性の改善をはかるべく研究を行った結果、実質的に炭窒化チタンからなる微粒の第１硬質相と複合炭窒化固溶体からなる粗粒の第２硬質相と実質的に鉄族金属からなる結合相とで構成されたサーメットが、高速切削加工の切削工具として用いた場合、従来のサーメットに比較して耐摩耗性、耐欠損性、耐熱衝撃性に優れることを見出した。そして、更なる切削速度の高速化を計るべく研究を続けた結果、サーメットの断面組織の観察面における第１硬質相の芯部の断面積の合計が観察面全体に対して５〜５０面積％とすることで、極めて良好な性能を示すことを見出した。
【０００７】
本発明のサーメットは、周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、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少なくとも1種からなる硬質相：７０〜９７重量％と、鉄族金属の中から選ばれた少なくとも１種を主成分とする結合相：残部とからなるサーメットであって、該硬質相は第１硬質相と第２硬質相とで構成されており、該第１硬質相は芯部と芯部を取り囲む厚さ１０〜１００ｎｍの周辺部とで構成され、該第２硬質相は周辺部のみで構成され、該芯部は炭窒化チタンに含まれる窒素と炭素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））が原子比で０．４≦（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））≦０．９５である炭窒化チタンからなり、該周辺部はチタン以外の周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の中から選ばれた少なくとも１種とチタンとの複合炭窒化物固溶体とからなり、該サーメットの断面における該第１硬質相の芯部の断面積の合計が、該断面全体に対して５〜５０面積％であることを特徴とする。
【０００８】
本発明のサーメットは、周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、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少なくとも1種からなる硬質相と、鉄族金属の中から選ばれた少なくとも１種を主成分とする結合相とで構成される。硬質相量がサーメット全体に対して７０重量％未満では相対的に軟質な結合相量が増えるため耐摩耗性が低下し、逆に硬質相量が９７重量％を超えると耐欠損性が低下するため、硬質相量をサーメット全体に対して７０〜９７重量％とし、残部を結合相とした。
【０００９】
本発明のサーメットの硬質相は、第１硬質相と第２硬質相とからなるが、第１硬質相を走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡を用いて詳細に観察すると、第１硬質相は炭窒化チタンの芯部とチタン以外の周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の中から選ばれた少なくとも１種とチタンとの複合炭窒化物固溶体の周辺部からなる有芯構造を有する。芯部をなす炭窒化チタンとして具体的には、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）を挙げることができる。周辺部をなすチタン以外の周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の中から選ばれた少なくとも１種とチタンとの複合炭窒化物固溶体として具体的には、（Ｔｉ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、(Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ)（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、(Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ)（Ｃ，Ｎ）などが挙げられる。なお、第１硬質相は、化学量論組成または非化学量論組成であり、具体的には、第１硬質相における金属元素の合計に対する非金属元素の合計の割合ｘは、原子比で０．７≦ｘ≦１．０５の範囲内にある。
【００１０】
窒素は鉄との反応性が低いため炭窒化チタンに含まれる窒素量を増加させると鉄系材料との耐摩耗性を改善させる。炭窒化チタンに含まれる窒素と炭素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））が原子比で０．４未満であれば、耐摩耗性の改善効果が少なく、逆に０．９５を超えると焼結性の低下による強度低下が著しくなる。したがって０．４≦（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））≦０．９５とした。
【００１１】
しかし窒素を多く含む炭窒化チタンの芯部は液相との濡れ性が低いため、巣孔の発生によって強度の低下を引き起こす。そこで、第１硬質相の周辺部の厚さは１０ｎｍ以上としたが、この周辺部は一方で耐摩耗性を低下させるため、１００ｎｍ以下とした方がよい。したがって、第１硬質相の周辺部の厚さを１０〜１００ｎｍとした。
【００１２】
第２硬質相は、チタン以外の周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の中から選ばれた少なくとも１種とチタンとの複合炭窒化物固溶体からなる粒子である。具体的には（Ｔｉ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、(Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，Ｍｏ)（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、(Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ)（Ｃ，Ｎ）などが挙げられる。しかし、第２硬質相を粗粒とするためには、５ａ族金属の中では、タンタルよりもニオブのほうが好ましい。これはニオブのほうがタンタルよりも粒成長を促進する効果が高いためである。なお、第２硬質相は、化学量論組成または非化学量論組成であり、具体的には、第２硬質相における金属元素の合計に対する非金属元素の合計の割合ｙは原子比で０．７≦ｙ≦１．０５の範囲内にある。
【００１３】
結合相は、鉄族金属の中から選ばれた少なくとも１種を主成分とする。ここで、鉄族金属とは、コバルト、鉄、ニッケルをいう。結合相としては、鉄を主成分とした結合相よりもコバルトおよび／またはニッケルを主成分とした結合相が耐熱性、耐食性、および硬質相とのぬれ性が高いため好ましい。なお、結合相の鉄族金属に硬質相成分が０．１〜２０重量％固溶する場合がある。この発明において結合相は、鉄族金属の中の少なくとも１種または鉄族金属の中の少なくとも１種に鉄族金属以外に硬質相成分が０．１〜２０重量％固溶している合金である。
【００１４】
サーメットの断面組織の観察面における第１硬質相の炭窒化チタンの芯部の断面積の合計は、観察面全体に対して５面積％未満とすると耐摩耗性が減少し、５０面積％を超えると強度低下によって耐欠損性が減少するため、５〜５０面積％とした。その中でも１０〜４０面積％とするとさらに好ましく、２０〜２５面積％であるとさらに好ましい。このような耐摩耗性と耐欠損性を向上させる効果は、２種類以上の金属元素を含む複合固溶体粉末を原料とするよりも、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、ＷＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ等で代表されるような１種類の金属元素を含む金属化合物粉末を原料とすることで得られやすい。
【００１５】
サーメットへのモリブデン添加は、焼結初期の炭窒化チタンの粒成長を抑制するため極めて有効である。モリブデンをサーメット全体に対して０．５重量％未満の添加では粒成長抑制効果が低く、３．５重量％を超えて添加すると耐摩耗性が低下するため、モリブデン量は、サーメット全体に対して０．５〜３．５重量％が好ましい。また、モリブデンの添加は、第１硬質相の周辺部の形成を容易にするため、サーメットの強度向上においても有効であり耐欠損性を向上させる。
【００１６】
周期律表５ａ族金属の中ではタンタル、ニオブが耐熱衝撃性の向上のためにサーメットに添加されるが、焼結初期の複合炭窒化物固溶体からなる第２硬質相の粒成長を促進するためにはタンタルよりもニオブの方が好ましい。第２硬質相を粒成長させることで強度が高くなり耐欠損性が向上する。したがって、サーメットに含まれるニオブに対するタンタルの割合（Ｔａ／Ｎｂ）は原子比で０≦（Ｔａ／Ｎｂ）≦１が好ましい。なお、５ａ族金属全体に占めるニオブの割合が原子比で０．３未満であると粒成長の促進効果が低くなる。したがって、周期律表５ａ族金属全体に占めるニオブの割合（Ｎｂ／５ａ族）は原子比で０．３≦（Ｎｂ／５ａ族）≦１が好ましい。ニオブ量はサーメット全体に対して１重量％未満の添加では粒成長促進効果が低く、２５重量％を超えて添加すると強度が低下するため、１〜２５重量％が好ましい。
【００１７】
第１硬質相の平均粒径ａが、０．０５μｍ未満であると耐摩耗性が低下し、１μｍを超えると耐欠損性が低下する。したがって第１硬質相の平均粒径ａは、０．０５〜１μｍが好ましい。
【００１８】
本発明の被覆サーメットは、本発明のサーメットの表面に硬質膜を被覆したものであり、硬質膜は周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属、アルミニウム、シリコンの炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物およびこれらの固溶体の中から選ばれた少なくとも１種からなり、具体的にはＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ、Ａｌ2Ｏ3などを挙げることができる。
【００１９】
本発明のサーメットおよび被覆サーメットは、耐摩耗性、耐欠損性、耐塑性変形性を生かして、切削工具として用いられると好ましく、その中でも鋼加工用切削工具として用いられるとさらに好ましい。
【００２０】
本発明のサーメットの製造方法は、（Ａ）炭窒化チタンに含まれる窒素と炭素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））が原子比で０．４≦（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））≦０．９５である炭窒化チタンの粉末：３５〜９２重量％、炭窒化チタンを除く周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、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少なくとも１種の粉末：５〜５０重量％、鉄族金属の中から選ばれた少なくとも１種の粉末：３〜３０重量％からなり合計で１００重量％となる平均粒径０．５〜１μｍの混合物を準備する混合工程と、（Ｂ）混合物を圧力１３〜１３０００Ｐａの一酸化炭素雰囲気にて１２５０〜１３００℃の範囲の所定の第１保持温度で保持する第１保持工程と、（Ｃ）混合物を圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて１３００〜１３５０℃の範囲の所定の第２保持温度で保持する第２保持工程と、（Ｄ）混合物を１４００〜１６００℃の範囲の所定の焼結温度にて保持する焼結工程と、（Ｅ）焼結工程を終えた混合物を常温に冷却する冷却工程と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明のサーメットの製造方法を詳しく説明すると、具体的には、混合工程において、炭窒化チタンに含まれる窒素と炭素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））が０．４≦（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））≦０．９５である市販の平均粒径０．５〜１μｍの炭窒化チタン粉末：３５〜９２重量％、炭窒化チタン粉末を除く周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、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少なくとも１種の粉末：５〜５０重量％、鉄族金属の中から選ばれた少なくとも１種の粉末：３〜３０重量％で合計が１００重量％となるように配合し、一括してステンレス製ポットにアセトン溶媒と超硬合金製ボールと共に装入し８０〜１２０時間の混合・粉砕して、平均粒径０．５〜１μｍの混合物を得る。
【００２２】
混合物の平均粒径を０．５〜１μｍとしたが、これは、炭窒化チタンの比表面積が大きいほど鉄系金属からなる結合相に溶解しやすくなることを利用して第1硬質相を微細化するためである。
【００２３】
第１昇温工程において、混合物を圧力１３Ｐａ以下の真空または圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて室温から１２５０〜１３００℃の範囲の所定の第１保持温度まで昇温する。このとき、混合物を圧力１３Ｐａ以下の真空にて室温から１２００℃まで昇温し、圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて１２００℃から１２５０〜１３００℃の範囲の所定の第１保持温度まで０．５〜１．０℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温すると、複合炭窒化物固溶体からなる第２硬質相が粒成長し、第１硬質相の周辺部の成長が抑制されるため好ましい。
【００２４】
第１保持工程において、混合物を圧力１３〜１３０００Ｐａの一酸化炭素雰囲気にて１２５０〜１３００℃の範囲の所定の第１保持温度で０．５〜２時間保持する。これは、第１硬質相の粒径が減少するのを抑制するためである。
【００２５】
第２昇温工程において、１２５０〜１３００℃の範囲の所定の第１保持温度から混合物を圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて１３００〜１３５０℃の範囲の所定の第２保持温度まで昇温する。
【００２６】
第２保持工程において、混合物を圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて１３００〜１３５０℃の範囲の所定の第２保持温度で０．５〜２時間保持する。これは、第２硬質相を粒成長させることによって、第１硬質相の周辺部の成長を抑制するためである。
【００２７】
第３昇温工程において、混合物を圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて１３００〜１３５０℃の範囲の所定の第２保持温度から１４００〜１６００℃の範囲の所定の焼結温度まで昇温する。
【００２８】
焼結工程において、混合物を圧力１３〜４０００Ｐａの窒素雰囲気にて１４００〜１６００℃の範囲の所定の焼結温度で０．５〜２時間保持して焼結する。焼結工程を終えた後、混合物を常温に冷却する冷却工程を経ることにより、本発明のサーメットを製造することができる。なお、混合物に含まれる窒素含有量によって、保持工程および焼結工程の保持温度、窒素圧力、保持時間を調節する。
【００２９】
上記の製造方法で得られた本発明のサーメットの表面に従来のＰＶＤ法、ＣＶＤ法を用いて硬質膜を被覆することで本発明の被覆サーメットが得られる。
【００３０】
図１は、本発明サーメットの断面組織の概念図である。黒色部分が芯部、斑点部分が周辺部、白色部分が結合相を示す。図２は、有芯構造を有する従来のサーメットの断面組織の概念図である。図３は、周期律表４ａ族金属の窒化物、炭窒化物からなる単相の芯部粒子と周辺部粒子からなる従来のサーメットの断面組織の概念図である。本発明のサーメットは、従来の有芯構造を有するサーメットに比較して第１硬質相の芯部を取り囲む周辺部の厚さが薄く、第１硬質相の粒径に比較して第２硬質相の粒径が粗大になっている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のサーメットは、従来のサーメットと比較して耐摩耗性、耐欠損性に優れる。特に本発明のサーメットは高速切削における耐摩耗性、耐欠損性、耐熱衝撃性に優れる。
【実施例】
【００３２】
試料Ａ１〜Ａ１０は、平均粒径０．５〜１μｍのＴｉ（Ｃ，Ｎ）（重量比でＴｉＣ／ＴｉＮ＝４０／６０〜５０／５０）、ＷＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｃｏ、Ｎｉの各原料粉末を使用し、それぞれ表１に示した配合組成に調整してステンレス製ポットにアセトン溶媒と超硬合金製ボールと共に装入し１００時間の粉砕・混合を行なった。試料Ｂ１〜Ｂ１０は、平均粒径２〜３μｍのＴｉ（Ｃ，Ｎ）（重量比でＴｉＣ／ＴｉＮ＝４０／６０〜５０／５０）、ＷＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2Ｃ、Ｃｏ、Ｎｉの各原料粉末を使用し、それぞれ表１に示した配合組成に調整してステンレス製ポットにアセトン溶媒と超硬合金製ボールと共に装入し、３０時間の粉砕・混合を行なった。乾燥後、得られたそれぞれの混合粉末を、ＪＩＳ−Ｂ４１２０に記載のＳＰＭＮ１２０３０８形状用金型でもって１９６ＭＰａの圧力でプレス成形した。
【００３３】
【表１】
2005200668.tif 000002
【００３４】
得られた試料Ａ１〜Ａ１０の粉末成形体を焼結炉内に保持した。粉末成形体を圧力１３Ｐａ以下の真空中にて室温から１２５０℃まで第１昇温工程として昇温した後、第１保持温度１２５０℃で一酸化炭素ガス中にて１時間保持した。次いで圧力１３〜４０００Ｐａの窒素気流中で１２５０℃から１３５０℃まで第２昇温工程として昇温した後、第２保持温度１３５０℃で圧力１３３０Ｐａの窒素雰囲気にて１時間保持した。第３昇温工程として１３５０℃から１５００℃まで圧力１３３Ｐａの窒素雰囲気にて昇温した後、焼結温度１５００℃で圧力１３３Ｐａの窒素雰囲気にて１時間保持して焼結を行った。焼結後常温に冷却して試料Ａ１〜Ａ１０を得た。試料Ｂ１〜Ｂ１０の粉末成形体は、従来から行われているように１３５０℃まで圧力１３Ｐａ以下の真空中にて昇温し、１３５０℃から１５００℃までを１３３３Ｐａの窒素雰囲気にて昇温した後、焼結温度１５００℃で圧力１３３０Ｐａの窒素雰囲気にて１時間保持して焼結を行った。焼結後常温に冷却して試料Ｂ１〜Ｂ１０を得た。
【００３５】
得られた各試料について、試料表面から１ｍｍの深さまで研削にて除去した後、研削面を１．５μｍのダイヤモンドペーストで鏡面研摩し、鏡面研磨面を走査型電子顕微鏡にて観察し、画像処理解析装置等を用いることで、第１硬質相の平均粒径および周辺部の厚さ、第１硬質相の炭窒化チタン芯部の断面積の合計を測定した。観察が困難な場合には、酸を用いて観察面をエッチングして測定したり、透過型電子顕微鏡を用いて測定した。こうして測定した値は表２に記載した。炭窒化チタンに含まれる炭素量、窒素量は、炭窒化チタン粒子の１０粒子をオージェ電子分光法にてそれぞれ測定し、原子比で（Ｎ／（Ｎ＋Ｃ））比を求めた。各試料の鏡面研磨面において蛍光Ｘ線分析を行い、Ｍｏ量、Ｎｂ量、Ｔａ量を測定した。これらの結果は表２に記載した。
【００３６】
【表２】
2005200668.tif 000003
【００３７】
測定したＭｏ量、Ｎｂ量、Ｔａ量から原子比における（Ｔａ／Ｎｂ）比、（Ｎｂ／５ａ族）比を計算し、表３に記載した。また、得られた各試料の上下面を＃２３０のダイヤモンド砥石にて研削加工し、さらに切れ刃稜線部に０．１５×−３０°のチャンファーホーニング処理を施して切削試験用試料に加工した。Ａ１，Ａ２の切削試験用試料を用いて、通常のＰＶＤ法で膜厚３μｍのＴｉＡｌＮ膜を被覆し、それぞれＡ１１，Ａ１２を得た。こうして得られた切削試験用試料について切削試験１を行い逃げ面摩耗量を測定し、切削試験２を行い欠損数を測定した。これらの結果について表３に併記した。
【００３８】
切削試験1（耐摩耗性試験）
被削材：Ｓ４５Ｃ
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
切り込み：１．０ｍｍ
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：使用せず（乾式切削）
切削時間：２０ｍｉｎ
【００３９】
切削試験２（耐欠損性試験）
被削材：ＳＣＭ４４０
切削速度：１５０ｍ／ｍｉｎ
切り込み：２．０ｍｍ
送り：０．４０ｍｍ／ｒｅｖ．
切削油：使用せず（乾式切削）
試験回数は各サンプル１０回
【００４０】
【表３】
2005200668.tif 000004
【００４１】
上記の結果から明らかなように第１硬質相の周辺部厚さを１０〜１００ｎｍとし、芯部の断面積を断面積全体に対して５〜５０面積％とした本発明品は高い耐欠損性と高い耐摩耗性を兼ね備えることが分かる。本発明品に硬質膜を被覆すると、さらに耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明サーメット断面組織の一実施例（概念図）
【図２】従来サーメットの断面組織の比較例（概念図）
【図３】従来サーメットの断面組織の比較例（概念図）
【符号の説明】
【００４３】
１…第１硬質相
２…第２硬質相
３…結合相
【図１】
2005200668.tif 000005
【図２】
2005200668.tif 000006
【図３】
2005200668.tif 000007