JP2002284589A - 窒化珪素質部材及びその製造方法並びに切削工具 - Google Patents

窒化珪素質部材及びその製造方法並びに切削工具

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基材に硬質膜を被覆した場合でも強度低下が
少なく、耐欠損性及び耐摩耗性に優れた窒化珪素質部材
及びその製造方法並びに切削工具を提供すること。 【解決手段】 切削工具１は、窒化珪素質材料からなる
基材３の表面に、複数の硬質成分による層からなる硬質
膜５が被覆されたものである。この切削工具１は、基材
３の中心部（例えば重心）の粒界相量を１００体積％と
した場合に、基材３の表面から深さ３００μｍの位置の
粒界相量が５０〜７０体積％であり、また、硬質膜５を
被覆する前の強度を１００％とした場合に、硬質膜５を
被覆した後の強度が７０〜９５％であり、更に、基材３
の焼結前後の重量変化が、１.５〜３.５重量％である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化珪素質材料が
焼結された基材の表面に硬質膜が被覆された窒化珪素質
部材及びその製造方法並びに切削工具に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、セラミックスを始めとする焼
結部材においては、その耐磨耗性を向上させる技術とし
て、例えば窒化珪素質の焼結部材の基材の表面に、Ｔｉ
ＣＮ等の硬質成分からなる硬質膜を被覆する方法が知ら
れている。
【０００３】この被覆方法としては、例えば硬質成分を
基材表面に蒸着することによって、基材表面に硬質膜を
被覆するＣＶＤ法やＰＶＤ法が知られている。そして、
実際に、硬質膜を被覆した焼結部材を、例えば切削工具
として用いた場合には、その切削工具（被覆工具）には
耐磨耗性の著しい向上が見られた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の被覆工
具の使用用途は、より切削負荷の大きい重切削へと移行
しつつあり、被覆工具においても、本来要求されてきた
高い耐磨耗性以外にも、一定レベル以上の耐欠損性が要
求されるようになっている。
【０００５】ところが、上述したＣＶＤ法やＰＶＤ法の
場合には、両方とも高温において硬質成分を蒸着させる
方法であるので、硬質膜と基材の熱膨張率に起因する基
材表面への応力の残留や、高温時における基材表面の改
質が問題となり、基材そのものにおける強度と比較し
て、硬質膜を被覆した基材の強度が低下してしまうとい
う問題があった。
【０００６】本発明は、上記の問題点を鑑みてなされた
ものであり、基材に硬質膜を被覆した場合でも強度低下
が少なく、耐欠損性及び耐摩耗性に優れた窒化珪素質部
材及びその製造方法並びに切削工具を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、窒化珪素
質部材に関して、基材に硬質膜（コーティング膜）を被
覆した状態においても、基材そのものの強度と比較し
て、強度低下を最小限とするための研究を行い、以下の
知見を得た。
【０００８】焼結によって得られる窒化珪素質部材（焼
結部材）において、強度低下が生じる主たる要因は、基
材表面への引張応力の残留である。これは、高温にて硬
質膜を被覆した後、冷却する際に生じる硬質膜（熱膨張
率大）と基材（熱膨張率小）の熱膨張率の相違によるも
のである。
【０００９】また、窒化珪素質部材において、焼結技術
の進歩や耐磨耗性改善を目的に、焼結助剤を減ずるのが
近年の傾向となっており、特に基材表面の熱膨張率は低
い値となっている。そのため、硬質膜として、一般的な
Ａｌ2Ｏ3やＴｉＣＮ等を被覆した場合には、基材と硬質
膜の熱膨張率の相違は一層顕著となる。
【００１０】つまり、基材と硬質膜の熱膨張率の相違が
大きくなればなるほど、基材表面に残留する引張応力が
大きくなって、強度が低下するので、基材と硬質膜の熱
膨張差をできるだけ小さくすることが重要となる。従っ
て、基材と硬質膜の熱膨張差を可能な限り小さくするた
めには、窒化珪素質部材においては、焼結助剤を大量に
添加した組成にするか、又は、前述の低焼結助剤系組成
にて、その焼結条件を最適化することにより、図１に模
式的に示す基材表面の粒界相（窒化珪素粒子の表面に形
成された焼結助剤のガラス質相）を、極力揮発させない
ようにする対策が考えられる。
【００１１】しかしながら、焼結助剤の大量の添加や粒
界相の揮発抑制により、粒界相量を増加させると、熱膨
張率差は低減するが、基材そのものの耐磨耗性が低下
し、しいては、硬質膜を被覆しても良好な耐磨耗性が得
られず、被覆本来の効果が得られない。
【００１２】従って、硬質膜を被覆した窒化珪素質部材
において、良好な耐磨耗性を維持しつつ、一定レベル以
上の耐欠損性を維持するためには、基材を焼結する際に
生じる基材表面の粒界相の揮発をコントロールし、適正
な粒界相量とすることが重要であることが分かり、この
知見に基づいて本発明を完成した。
【００１３】以下、各請求項毎に説明する。 （１）請求項１の発明は、窒化珪素質材料が焼結された
基材の表面に、硬質膜が被覆された窒化珪素質部材にお
いて、前記硬質膜を被覆する前の強度を１００％とした
場合に、前記硬質膜を被覆した後の強度が７０〜９５％
であることを特徴とする窒化珪素質部材を要旨とする。
【００１４】本発明では、硬質膜を被覆する前の（基材
の）強度を１００％とした場合に、硬質膜を被覆した後
の（窒化珪素質部材の）強度が７０〜９５％である。つ
まり、硬質膜を被覆した後も、後の実験例で示す様に、
曲げ強度は例えば８００ＭＰａ以上の高い値を有してい
る。
【００１５】つまり、本発明の窒化珪素質部材は、従来
品と比べて高い強度を有しているので、耐欠損性に優れ
ており、しかも、硬質膜を被覆しているので、耐磨耗性
にも優れている。即ち、本発明では、耐磨耗性及び耐欠
損性共に優れているので、例えば切削工具の材料として
好適である。
【００１６】（２）請求項２の発明は、前記基材の焼結
前後の重量変化が、１.５〜３.５重量％であることを特
徴とする前記請求項１に記載の窒化珪素質部材を要旨と
する。基材の焼結前後の重量変化が１.５重量％未満の
領域では、強度低下はそれほど大きくは無いが、例えば
実用的に望ましい耐磨耗性が得られないので、好ましく
ない。また、重量変化が３.５重量％を超える領域で
は、被覆後の強度低下が大きいので、好ましくない。
【００１７】つまり、本発明では、基材の焼結前後の重
量変化が１.５〜３.５重量％であるので、高い強度（従
って高い耐欠損性）及び高い耐磨耗性を有しており、例
えば切削工具として望ましいものである。尚、前記基材
の焼結前後の重量変化とは、いわゆる揮発率であり、こ
こでは、重量変化（揮発率）は、焼結前の脱脂体重量と
１次焼結体重量の差を、１次焼結体重量で除したもので
示される。
【００１８】（３）請求項３の発明は、窒化珪素質材料
が焼結された基材の表面に、硬質膜が被覆された窒化珪
素質部材において、前記基材の中心部の粒界相量を１０
０体積％とした場合に、下記〜の条件のうち、少な
くとも１つの条件を満たしていることを特徴とする窒化
珪素質部材を要旨とする。
【００１９】基材の表面から深さ１００μｍの位置近
傍の粒界相量が３０体積％未満 基材の表面から深さ２００μｍの位置近傍の粒界相量
が３０〜５０体積％ 基材の表面から深さ３００μｍの位置近傍の粒界相量
が５０〜７０体積％ 基材の表面から深さ４００μｍの位置近傍の粒界相量
が７０〜８５体積％ 基材の表面から深さ５００μｍの位置近傍の粒界相量
が８５〜１００体積％ 本発明では、基材の中心部の粒界相量を１００体積％と
した場合に、基材の表面（いわゆる焼結肌）から所定の
深さの位置近傍（即ち基材の表面部）における領域の粒
界相量が上述した所定の体積％である。つまり、粒界相
量は深さ５００μｍ程度まで連続的に変化する傾向があ
る。
【００２０】この構成を有する窒化珪素質部材は、前記
請求項１に示す様に、従来品と比べて高い強度（従って
高い耐欠損性）及び高い耐磨耗性を有しているので、例
えば切削工具に用いると好適である。尚、粒界相量は、
例えば走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）に対する画
像分析により、例えば画像全体に対する粒界相の割合な
どから求めることができる。
【００２１】また、前記基材の中心部としては、例えば
基材の重心から半径５００μｍの範囲（重心近傍）を採
用できるが、基材の重心が望ましい。更に、基材の表面
から所定深さα（例えば３００μｍ）の位置近傍として
は、基材表面から深さα（例えば３００μｍ）の位置を
中心に、±５０μｍの厚みの範囲を採用できるが、深さ
α（例えば３００μｍ）の位置が望ましい。
【００２２】（４）請求項４の発明は、前記基材の焼結
前後の重量変化が、１.５〜３.５重量％であることを特
徴とする前記請求項３に記載の窒化珪素質部材を要旨と
する。本発明は、前記請求項２と同様に、基材の焼結前
後の重量変化が１.５〜３.５重量％であるので、高い強
度（従って高い耐欠損性）及び高い耐磨耗性を有してお
り、例えば切削工具として望ましいものである。
【００２３】（５）請求項５の発明は、前記請求項２又
は４に記載の窒化珪素質部材の製造方法であって、前記
基材を焼結する際の条件を調節して、前記基材の焼結前
後の重量変化を１.５〜３.５重量％としたことを特徴と
する窒化珪素質部材の製造方法を要旨とする。
【００２４】本発明では、窒化珪素質材料からなる基材
を焼結する際に、その焼結条件を調節して、焼結前後の
重量変化を１.５〜３.５重量％としているので、その
後、基材表面に硬質膜を被覆して窒化珪素質部材とした
場合には、基材と硬質膜との熱膨張率の差が少ない。
【００２５】よって、その窒化珪素質部材は、高い強度
（従って高い耐欠損性）及び高い耐磨耗性を有してお
り、例えば切削工具として望ましいものである。尚、焼
結時の条件としては、焼結時の最高温度や、焼結時のガ
ス圧（窒素ガスの圧力）が挙げられる。例えば焼結時の
最高温度を高くすることにより、重量変化を大きくする
ことができ、また、ガス圧を大きくすることにより、重
量変化を小さくすることができる。
【００２６】（６）請求項６の発明は、２〜６気圧の加
圧窒素雰囲気下にて、１８００〜１９００℃の温度範囲
で、６０〜１８０分間加熱した後に、１５５０〜１６５
０℃の温度範囲まで降温し、１３ＫＰａ以下の減圧雰囲
気下で、６０〜１８０分間保持することを特徴とする前
記請求項５に記載の窒化珪素質部材の製造方法を要旨と
する。
【００２７】基材の焼結前後の重量変化（例えば揮発率
で示される揮発の状態）を制御することは容易ではない
が、例えば本発明の方法にて揮発を制御することによ
り、目的とする窒化珪素質部材を得ることができる。つ
まり、本発明の様に、加圧窒素雰囲気下で緻密化させた
後に、窒化珪素が分解しない温度まで降温し、減圧雰囲
気下で熱処理することにより、窒化珪素を分解させず
に、粒界相を適度に揮発させることができる。
【００２８】本発明において、１５５０〜１６５０℃の
温度範囲まで降温するのは、１５５０℃未満であると十
分な揮発が得られず、１６５０℃を超えると窒化珪素が
分解するからである。また、１３ＫＰａ以下としたの
は、１３ＫＰａを超えると、（温度によらず）十分な揮
発が得られないからである。
【００２９】尚、前記窒化珪素質部材の製造工程として
は、脱脂−１次焼結−ＨＩＰという工程が挙げられる
が、本発明において各温度にて加熱する工程は、この１
次焼結に該当するものである。 （７）請求項７の発明は、前記請求項１〜４のいずれか
に記載の窒化珪素質部材から構成されたことを特徴とす
る切削工具を要旨とする。
【００３０】上述した性質を有する窒化珪素質部材を用
いて切削工具を製造したものは、耐磨耗性及び耐欠損性
に優れているので、通常の切削だけでなく、より切削負
荷の大きい重切削も好適に行うことができる。 ・尚、上述した耐磨耗性及び耐欠損性に優れた窒化珪素
質部材は、切削工具以外に、例えば自動車エンジン部品
等の耐磨耗性部材や、ドリル、エンドミル等の機械工具
として用いることができる。
【００３１】・また、前記窒化珪素質材料としては、例
えばα−Ｓｉ3Ｎ4などの窒化珪素に、例えばＭｇＯ、Ａ
ｌ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｈｆ2Ｏ3、Ｅｒ2
Ｏ3などの焼結助剤等を添加したものを利用でき、ま
た、サイアロンを利用できる。 ・更に、硬質膜の材料である硬質成分としては、Ａｌ2
Ｏ3、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＣ等利用できる。
【００３２】・この硬質膜としては、１種類の硬質成分
からなる単独の１層、又は（異なる硬質成分又は同一の
硬質成分からなる）複数層から形成することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の窒化珪素質部材及
びその製造方法並びに切削工具の実施の形態の例（実施
例）を説明する。 （実施例） ａ）まず、本実施例の窒化珪素質部材である切削工具に
ついて説明する。
【００３４】図２に示す様に、本実施例の切削工具１
は、ＩＳＯ規格でＳＮＧＮ１２０４１２の形状、すなわ
ち略正方形の板状のセラミックチップである。また、こ
の切削工具１は、図３に示す様に、窒化珪素質材料を焼
結して形成した基材３の表面に、複数の硬質成分の層か
らなる厚さ２．０μｍの硬質膜（コーティング膜）５が
被覆されたものである。
【００３５】特に、本実施例の切削工具１は、基材３の
中心部として例えば重心における粒界相量を１００体積
％とした場合に、基材３の表面（焼結肌）から深さ５０
０μｍまでの位置における粒界相量（体積％）が徐々に
増加しているという特長がある。具体的には、基材３の
表面から深さ１００μｍの位置における粒界相量は３０
体積％未満であり、深さ２００μｍの位置における粒界
相量は３０〜５０体積％であり、深さ３００μｍの位置
における粒界相量は５０〜７０体積％であり、深さ４０
０μｍの位置における粒界相量は７０〜８５体積％であ
り、深さ５００μｍの位置における粒界相量は８５〜１
００体積％の範囲にある。
【００３６】また、硬質膜５を被覆する前の基材３の強
度を１００％とした場合に、硬質膜を被覆した後の切削
工具１の強度が７０〜９５％であり、更に、基材３の焼
結前後の重量変化が、１.５〜３.５重量％であるという
特長がある。この特長により、本実施例の切削工具１
は、高い耐磨耗性と高い強度（従って耐欠損性）を有す
る。
【００３７】ｂ）次に、本実施例の切削工具１の製造方
法について説明する。まず、平均粒径１．０μｍ以下の
主成分のα−Ｓｉ3Ｎ4を９７重量％、平均粒径１．０μ
ｍ以下の焼結助剤のＭｇＯを０．５重量％、Ａｌ2Ｏ3を
１．０重量％、Ｙｂ2Ｏ3を１．５重量％の割合で秤量す
る。
【００３８】次に、この秤量した原料を、Ｓｉ3Ｎ4製内
壁ポット、Ｓｉ3Ｎ4製ボールを用いて、エタノール溶媒
にて９６時間混合してスラリーとする。次に、このスラ
リーを３２５メッシュの篩に通し、エタノールを溶解し
たマイクロワックス系の有機バインダを５．０重量％添
加しスプレードライする。
【００３９】そして、得られた造粒粉末を、ＩＳＯ規格
でＳＮＧＮ１２０４１２の形状にプレス成形した後に、
加熱装置内において１気圧の窒素雰囲気中で６００℃に
て６０分、脱脂を行う。次に、この脱脂体の一次焼結
を、下記の焼結条件にて実施する。
【００４０】具体的には、まず、２〜６気圧の加圧窒素
雰囲気下にて、１８００〜１９００℃の温度範囲で、６
０〜１８０分間加熱し、その後、１５５０〜１６５０℃
の温度範囲まで降温し、１３ＫＰａ以下の減圧雰囲気下
で、６０〜１８０分間保持する。
【００４１】つまり、本実施例では、上述した焼結を行
う場合に、脱脂体重量と１次焼結後の重量（一次焼結体
重量）の差を１次焼結体重量で除した揮発率（即ち１次
焼結前後の重量変化）が、１.５〜３.５重量％の範囲に
収まる様に、焼結条件を調節した。
【００４２】尚、この際に、脱脂体重量及び１次焼結体
重量を測定し、１次焼結前後の重量変化を算出した。次
に、ＨＩＰにより２次焼結を行う。２次焼結は、１次焼
結体を、１０００気圧の窒素雰囲気下において、１６０
０〜１８００℃で１２０分加熱する。こうして、窒化珪
素焼結体を得る。
【００４３】次に、こうして得られた窒化珪素焼結体
を、ＳＮＧＮ１２０４１２の切削工具の形状（詳しくは
切削工具１の基材３の形状）に加工する。次に、この基
材３の表面に、ＣＶＤ法によって、硬質成分からなる硬
質膜（コーティング膜）５を被覆する。
【００４４】具体的には、基材３より、ＴｉＣＮ：０．
２μｍ、Ａｌ2Ｏ3：０．５μｍ、ＴｉＣＮ：０．２μ
ｍ、Ａｌ2Ｏ3：０．５μｍ、ＴｉＣ：０．２μｍ、Ｔｉ
ＣＮ：０．２μｍ、ＴｉＮ：０．２μｍの各硬質成分か
らなる膜を順次形成し、厚さの合計が２．０μｍの硬質
膜５を基材３の表面に被覆した。
【００４５】これにより、基材３の表面に硬質膜５を有
する窒化珪素質部材、即ち本実施例の切削工具１を完成
した。 （実験例）次に、本発明の効果を確認するために行った
実験例について説明する。
【００４６】まず、前記実施例に記載した製造方法によ
り、本発明の範囲の実施例のNo.３、４、６、９、１２
〜１４の試料を作成した。具体的には、ＪＩＳ Ｒ１６
０１の３点曲げ試験に用いる曲げ試験形状の試料とし
て、硬質膜を被覆しない試料と硬質膜を被覆した試料
を、下記表１に示す熱処理条件（１次焼結の焼結条件）
にて、それぞれ１０個作成した。更に、耐磨耗性の実験
に用いるために、前記実施例１と同様な切削工具の試料
も、同様にそれぞれ１０個作成した。
【００４７】一方、本発明の範囲外の比較例として、N
o.１、２、５、７、８、１０、１１、１５〜１７の試料
を作成した。具体的には、前記曲げ試験形状の試料とし
て、硬質膜を被覆しない試料と硬質膜を被覆した試料
を、下記表１に示す熱処理条件（１次焼結の焼結条件）
にて、それぞれ１０個作成した。更に、耐磨耗性の実験
に用いるために、前記と同様にして切削工具の試料も、
それぞれ１０個作成した。
【００４８】そして、前記実施例及び比較例の各試料
を製造する際に、１次焼結前後の重量変化（揮発率）を
測定し、その平均値を求めた。その結果を下記表２に記
す。 また、前記実施例及び比較例の各１０個の試料に対し
て、ＪＩＳ Ｒ１６０１に基づき３点曲げ試験を行っ
た。そして、各１０個の試料に対しする測定の平均値と
して、硬質膜の被覆前の試料の曲げ強度σfと、硬質膜
の被覆後の試料の曲げ強度σfを算出した。その結果を
同じく下記表２に示す。
【００４９】更に、硬質膜の被覆後強度を被覆前強度
で除して百分率とすることで、強度比を求めた。その結
果を同じく下記表２に示す。 その上、実施例と比較例の切削工具を用い、刃先に
０．２ｍｍ×２５°の面取り刃先加工を行った後に、下
記条件にて切削加工を行った。
【００５０】＜加工条件＞ 被削材 ：ＪＩＳ ＦＣ２００（普通鋳鉄） 切削速度 ：１００ｍ／ｍｉｎ 送り速度 ：０．１ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み深さ：１．０ｍｍ 切削時間 ：６０ｍｉｎ そして、切削による逃げ面磨耗量と境界磨耗量を測定し
た。その結果を同じく下記表２に示す。
【００５１】また、硬質膜を被覆する前の切削工具の
試料において、その基材の表面及び中央切断面を、鏡面
研磨加工し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、そ
れぞれの位置に関して組織観察を行った。具体的には、
走査型電子顕微鏡にて得られた、基材の表面（無研磨の
焼結体を研磨により深さ３００μｍを研磨加工除去して
表面となった面）における６００００倍の組織写真（Ｓ
ＥＭ写真）（図４（ａ）参照）と、基材の中央切断面
（詳しくは重心を通る切断面）における６００００倍の
組織写真（図４（ｂ））参照を用い、その画像分析から
粒界相量の測定を行った。
【００５２】尚、前記基材の表面とは、焼結体を研磨加
工してできたチップの表面をいう。通常、２００〜３０
０μｍを研磨除去した面をいう。つまり、基材の表面部
の粒界相量としては、基材の表面から深さ３００μｍの
位置を中心とした半径１．５μｍの範囲内における粒界
相の割合を、前記基材の表面のＳＥＭ写真の画像から求
め、且つ、基材の中心部の粒界相量としては、基材の重
心から半径１．５μｍの範囲における粒界相の割合を、
前記基材の中心切断面のＳＥＭ写真の画像から求めた。
そして、基材の表面部の粒界相量を基材の中心部の粒界
相量で除して百分率とすることで、表面粒界相量（深さ
３００μｍの粒界相量）を算出した。その結果を同じく
下記表２に記す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】ｃ）前記表１及び表２から明らかな様に、
本発明の範囲の実施例のNo.３、４、６、９、１２〜１
４の試料は、揮発率が１.５〜３.５重量％の範囲であ
り、しかも、表面粒界相量が５０〜７０体積％の範囲で
ある。それにより、強度比は７０以上であり、硬質膜の
被覆後の強度低下が少なく、また、逃げ面磨耗量が０.
２ｍｍ以下で且つ境界磨耗量が０.２２ｍｍ以下と少な
いことが分かる。従って、本実施例の切削工具は、耐欠
損性及び耐磨耗性に優れており、通常の切削だけでなく
例えば重切削にも好適である。
【００５６】それに対して、比較例のNo.１、２、５、
８、１１、１５の試料は、それぞれ、揮発率が１、１．
１、１．３、１．３、１．３、１．３重量％で、表面粒
界相量が９０、８９、８０、８０、８１、８６体積％で
ある。それにより、強度比は９４．６、９２．２、９
２．７、９５、９３．３、９１．１と高いが、逃げ面磨
耗量が０.３５、０．３５、０．３４、０．３３、０．
３２、０．３３ｍｍで且つ境界磨耗量が０.３１、０．
３９、０．３５、０．３５、０．３３、０．４ｍｍと大
きいことが分かる。従って、この比較例の切削工具は、
耐磨耗性が低く十分ではない。
【００５７】また、比較例のNo.７、１０、１６の試料
は、それぞれ、揮発率が３．７、４、４重量％で、表面
粒界相量が４８、４０、４２体積％である。それによ
り、逃げ面磨耗量が０．１２、０．１３、０.１３ｍｍ
で且つ境界磨耗量が０．１１、０．１３、０.１８ｍｍ
と小さいが、強度比は５５．５、５４．９、５１．３と
低いことが分かる。従って、この比較例の切削工具は、
曲げ強度が低いため、耐欠損性が低下する。
【００５８】更に、比較例のNo.１７の試料は、加熱温
度が高く、窒化珪素が分解してしまい、評価は不可能で
あった。尚、本発明は前記実施例になんら限定されるも
のではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲において種
々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００５９】例えば本発明は、前記四角形の板状の切削
工具だけでなく、例えば三角形の板状の切削工具などに
も適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】以上詳述した様に、本発明の窒化珪素質
部材は、硬質膜を被覆しても強度低下がわずかであり、
よって高い耐磨耗性及び高い耐欠損性を備えている。ま
た、本発明の窒化珪素質部材の製造方法により、高い耐
磨耗性及び高い耐欠損性を備えた窒化珪素質部材を容易
に製造することができる。
【００６１】従って、この様な窒化珪素質部材からなる
切削工具は、高負荷な使用条件において、高寿命を実現
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 窒化珪素質部材の内部の構造を模式的に示す
説明図である。
【図２】 実施例の切削工具を示す斜視図である。
【図３】 実施例の切削工具の断面を拡大して示す説明
図である。
【図４】 実施例の切削工具を示し、（ａ）はその基材
の表面の走査電子顕微鏡写真、（ｂ）はその基材の中心
の走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１…切削工具 ３…基材 ５…硬質膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｐ 15/28 Ｂ２３Ｐ 15/28 Ａ Ｃ０４Ｂ 35/584 Ｃ０４Ｂ 35/58 １０２Ｄ 35/593 １０２Ｔ １０２Ｕ １０２Ｘ １０２Ｙ Ｆターム(参考） 3C046 FF04 FF10 FF13 FF25 FF33 FF55 4G001 BA03 BA06 BA08 BA32 BB03 BB06 BB08 BB32 BC13 BC23 BC34 BC41 BC43 BC54 BC72 BD12 BD18 BE02 BE15 BE26 BE31

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 窒化珪素質材料が焼結された基材の表面
    に、硬質膜が被覆された窒化珪素質部材において、 前記硬質膜を被覆する前の強度を１００％とした場合
    に、前記硬質膜を被覆した後の強度が７０〜９５％であ
    ることを特徴とする窒化珪素質部材。
  2. 【請求項２】 前記基材の焼結前後の重量変化が、１.
    ５〜３.５重量％であることを特徴とする前記請求項１
    に記載の窒化珪素質部材。
  3. 【請求項３】 窒化珪素質材料が焼結された基材の表面
    に、硬質膜が被覆された窒化珪素質部材において、 前記基材の中心部の粒界相量を１００体積％とした場合
    に、下記〜の条件のうち、少なくとも１つの条件を
    満たしていることを特徴とする窒化珪素質部材。 基材の表面から深さ１００μｍの位置近傍の粒界相量
    が３０体積％未満 基材の表面から深さ２００μｍの位置近傍の粒界相量
    が３０〜５０体積％ 基材の表面から深さ３００μｍの位置近傍の粒界相量
    が５０〜７０体積％ 基材の表面から深さ４００μｍの位置近傍の粒界相量
    が７０〜８５体積％ 基材の表面から深さ５００μｍの位置近傍の粒界相量
    が８５〜１００体積％
  4. 【請求項４】 前記基材の焼結前後の重量変化が、１.
    ５〜３.５重量％であることを特徴とする前記請求項３
    に記載の窒化珪素質部材。
  5. 【請求項５】 前記請求項２又は４に記載の窒化珪素質
    部材の製造方法であって、 前記基材を焼結する際の条件を調節して、前記基材の焼
    結前後の重量変化を１.５〜３.５重量％としたことを特
    徴とする窒化珪素質部材の製造方法。
  6. 【請求項６】 ２〜６気圧の加圧窒素雰囲気下にて、１
    ８００〜１９００℃の温度範囲で、６０〜１８０分間加
    熱した後に、１５５０〜１６５０℃の温度範囲まで降温
    し、１３ＫＰａ以下の減圧雰囲気下で、６０〜１８０分
    間保持することを特徴とする前記請求項５に記載の窒化
    珪素質部材の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記請求項１〜４のいずれかに記載の窒
    化珪素質部材から構成されたことを特徴とする切削工
    具。
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