JPH08225877A - 窒素含有焼結硬質合金 - Google Patents
窒素含有焼結硬質合金Info
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- JPH08225877A JPH08225877A JP7049290A JP4929095A JPH08225877A JP H08225877 A JPH08225877 A JP H08225877A JP 7049290 A JP7049290 A JP 7049290A JP 4929095 A JP4929095 A JP 4929095A JP H08225877 A JPH08225877 A JP H08225877A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 耐熱衝撃性、耐摩耗性に優れ、特に切削工具
に適応した場合に極めて優れた性能を発揮する窒素含有
焼結硬質合金を提供する。 【構成】 合金表面部にＮｉ（Ｃ）、Ｃｏ（Ｂ）を主成
分とする金属結合相とＷＣから構成されるシミダシ層
（Ａ）が存在し、シミダシ層は内部方向に３層に分か
れ、最外層はＷＣが０体積％以上３０体積％以下で残部
がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、中
間層はＷＣが５０体積％以上１００体積％以下で残部が
Ｃｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、最下
層はＷＣが０体積％以上３０体積％以下で残部がＣｏ、
Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、かつ最外
層、最下層の厚みがそれぞれ０．１μｍ以上１０μｍ以
下であり、中間層の厚みが０．５μｍ以上１０μｍ以下
である窒素含有焼結硬質合金。
に適応した場合に極めて優れた性能を発揮する窒素含有
焼結硬質合金を提供する。 【構成】 合金表面部にＮｉ（Ｃ）、Ｃｏ（Ｂ）を主成
分とする金属結合相とＷＣから構成されるシミダシ層
（Ａ）が存在し、シミダシ層は内部方向に３層に分か
れ、最外層はＷＣが０体積％以上３０体積％以下で残部
がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、中
間層はＷＣが５０体積％以上１００体積％以下で残部が
Ｃｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、最下
層はＷＣが０体積％以上３０体積％以下で残部がＣｏ、
Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、かつ最外
層、最下層の厚みがそれぞれ０．１μｍ以上１０μｍ以
下であり、中間層の厚みが０．５μｍ以上１０μｍ以下
である窒素含有焼結硬質合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は耐熱衝撃性、耐摩耗性
に優れ、特に切削工具に適応した場合に極めて優れた性
能を発揮する窒素含有焼結硬質合金に関するものであ
る。
に優れ、特に切削工具に適応した場合に極めて優れた性
能を発揮する窒素含有焼結硬質合金に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】窒素含有焼結硬質合金は、従来から切削
工具として利用されているが、切削条件によっては、熱
衝撃性に対する弱さから熱亀裂の発生を招き、その亀裂
を起点として大破することがあった。熱亀裂の発生原因
は窒素含有焼結硬質合金の熱伝導率の低さにある。切削
中、工具の表面にのみ熱がこもり温度は上昇するが、内
部は温度があまり上昇しない。よって表面部は内部と比
較して熱による膨張が大きくなる。この状態で切削を終
了し工具が冷やされると表面部は収縮しようとするが、
内部に拘束されることで十分収縮しきれず、結果として
熱亀裂が発生する。
工具として利用されているが、切削条件によっては、熱
衝撃性に対する弱さから熱亀裂の発生を招き、その亀裂
を起点として大破することがあった。熱亀裂の発生原因
は窒素含有焼結硬質合金の熱伝導率の低さにある。切削
中、工具の表面にのみ熱がこもり温度は上昇するが、内
部は温度があまり上昇しない。よって表面部は内部と比
較して熱による膨張が大きくなる。この状態で切削を終
了し工具が冷やされると表面部は収縮しようとするが、
内部に拘束されることで十分収縮しきれず、結果として
熱亀裂が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は窒素含有焼結
硬質合金の耐熱衝撃性を向上させた窒素含有焼結硬質合
金を提供するものである。
硬質合金の耐熱衝撃性を向上させた窒素含有焼結硬質合
金を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述の如く熱亀裂の発生
は、表面部と内部との温度差によって生じる。考えられ
る手段としては、窒素含有焼結硬質合金そのものの熱伝
導率を向上させる手段が挙げられるが、窒素含有焼結硬
質合金の熱伝導率向上にはおのずと限界がある。しかし
ながら窒素含有焼結合金の表面部に熱伝導率の高いＷＣ
リッチ（残部Ｃｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相）な
層を配置させると切削中に発生する熱を合金全体に伝導
させ、熱発散（フィン）効果があることが研究の結果明
らかとなった。
は、表面部と内部との温度差によって生じる。考えられ
る手段としては、窒素含有焼結硬質合金そのものの熱伝
導率を向上させる手段が挙げられるが、窒素含有焼結硬
質合金の熱伝導率向上にはおのずと限界がある。しかし
ながら窒素含有焼結合金の表面部に熱伝導率の高いＷＣ
リッチ（残部Ｃｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相）な
層を配置させると切削中に発生する熱を合金全体に伝導
させ、熱発散（フィン）効果があることが研究の結果明
らかとなった。
【０００５】この発明は上記研究結果にもとづいてなさ
れたものであって、ＷＣを必須とし周期律表の４ａ、５
ａ、６ａ族から選ばれた少なくとも１種類の遷移金属の
炭化物、窒化物、炭窒化物あるいはこれらの複合炭窒化
物からなる硬質相と残部がＮｉ及びＣｏならびに不可避
的不純物を含む結合相とからなる窒素含有焼結硬質合金
において、 （１）合金表面部にＮｉ、Ｃｏが主成分である金属結合
相とＷＣから構成されるシミダシ層１が存在し（図１参
照）、層１は内部方向に３層に分かれ、最外層はＷＣが
０体積％以上３０体積％以下（好ましくは、０〜５体積
％）で残部がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相で構
成され、中間層はＷＣが５０体積％以上１００体積％以
下（好ましくは、８０〜１００体積％）で残部がＣｏ、
Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、最下層はＷ
Ｃが０体積％以上３０体積％以下（好ましくは、０〜５
体積％）で残部がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相
で構成され、かつ最外層、最下層の厚みがそれぞれ０．
１μｍ〜１０μｍ以下（好ましくは、０．１μｍ〜０．
５μｍ）で構成され、中間層の厚みが０．５μｍ以上１
０μｍ以下（好ましくは、０．５μｍ〜５μｍ）である
ことを特徴とするものである。表面部に前述の層を構成
している窒素含有焼結硬質合金は、実施例でも明らかな
ように耐熱衝撃性が著しく向上する。尚、最外層と最下
層は実質Ｎｉ、Ｃｏを主成分である金属結合相リッチに
なってしまうが、製法上避けられない生成層であり、規
定内の厚みであると性能上問題はない。
れたものであって、ＷＣを必須とし周期律表の４ａ、５
ａ、６ａ族から選ばれた少なくとも１種類の遷移金属の
炭化物、窒化物、炭窒化物あるいはこれらの複合炭窒化
物からなる硬質相と残部がＮｉ及びＣｏならびに不可避
的不純物を含む結合相とからなる窒素含有焼結硬質合金
において、 （１）合金表面部にＮｉ、Ｃｏが主成分である金属結合
相とＷＣから構成されるシミダシ層１が存在し（図１参
照）、層１は内部方向に３層に分かれ、最外層はＷＣが
０体積％以上３０体積％以下（好ましくは、０〜５体積
％）で残部がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相で構
成され、中間層はＷＣが５０体積％以上１００体積％以
下（好ましくは、８０〜１００体積％）で残部がＣｏ、
Ｎｉを主成分とする金属結合相で構成され、最下層はＷ
Ｃが０体積％以上３０体積％以下（好ましくは、０〜５
体積％）で残部がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相
で構成され、かつ最外層、最下層の厚みがそれぞれ０．
１μｍ〜１０μｍ以下（好ましくは、０．１μｍ〜０．
５μｍ）で構成され、中間層の厚みが０．５μｍ以上１
０μｍ以下（好ましくは、０．５μｍ〜５μｍ）である
ことを特徴とするものである。表面部に前述の層を構成
している窒素含有焼結硬質合金は、実施例でも明らかな
ように耐熱衝撃性が著しく向上する。尚、最外層と最下
層は実質Ｎｉ、Ｃｏを主成分である金属結合相リッチに
なってしまうが、製法上避けられない生成層であり、規
定内の厚みであると性能上問題はない。
【０００６】（２）合金表面部にＮｉ、Ｃｏが主成分で
ある金属結合相とＷＣから構成されるシミダシ層１の直
下に全く金属結合相を含まないか、含んだとしても２体
積％以下であり、かつその領域がシミダシ層１の直下か
ら内部方向に２μｍ以上１００μｍ以内（好ましくは、
２μｍ〜５０μｍ）であれば、この領域が非常に高硬度
な領域となり、耐摩耗性と耐熱衝撃性を両立させうるこ
とができる。また、
ある金属結合相とＷＣから構成されるシミダシ層１の直
下に全く金属結合相を含まないか、含んだとしても２体
積％以下であり、かつその領域がシミダシ層１の直下か
ら内部方向に２μｍ以上１００μｍ以内（好ましくは、
２μｍ〜５０μｍ）であれば、この領域が非常に高硬度
な領域となり、耐摩耗性と耐熱衝撃性を両立させうるこ
とができる。また、
【０００７】（３）合金表面部にＮｉ、Ｃｏを主成分と
する金属結合相とＷＣから構成されるシミダシ層１の直
下にＷＣを全く含まないか、含んだとしても２体積％以
下である領域が１μｍ以上、５００μｍ以下（好ましく
は、２０μｍ〜１００μｍ）であるか、又は該条件下で
かつ該領域直下から内部方向へＷＣの体積％が漸増し、
シミダシ層１の直下から１ｍｍ以内（好ましくは、０．
３〜０．７ｍｍ）でＷＣ体積％が合金平均ＷＣ体積％に
なることで構成される窒素含有焼結硬質合金は、ＷＣが
存在することで合金全体のヤング率が向上し、機械的強
度に対して非常に強くなる。よって表面部にはＷＣを存
在させずに内部にのみ存在させることで耐熱衝撃性と耐
欠損性を両立させることが可能となる。
する金属結合相とＷＣから構成されるシミダシ層１の直
下にＷＣを全く含まないか、含んだとしても２体積％以
下である領域が１μｍ以上、５００μｍ以下（好ましく
は、２０μｍ〜１００μｍ）であるか、又は該条件下で
かつ該領域直下から内部方向へＷＣの体積％が漸増し、
シミダシ層１の直下から１ｍｍ以内（好ましくは、０．
３〜０．７ｍｍ）でＷＣ体積％が合金平均ＷＣ体積％に
なることで構成される窒素含有焼結硬質合金は、ＷＣが
存在することで合金全体のヤング率が向上し、機械的強
度に対して非常に強くなる。よって表面部にはＷＣを存
在させずに内部にのみ存在させることで耐熱衝撃性と耐
欠損性を両立させることが可能となる。
【０００８】（４）（２）と（３）の特徴を合わせると
耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐欠損性の３特性の向上が可能
となる。以上４つの知見を得た。
耐熱衝撃性、耐摩耗性、耐欠損性の３特性の向上が可能
となる。以上４つの知見を得た。
【０００９】次に数値限定の理由について述べる。まず
（１）において中間層が５０体積％以上１００体積％以
下と規定したのは、ＷＣが５０体積％以下（残部Ｃｏ、
Ｎｉを主成分とした金属結合相）であると所望の熱伝導
率が得られずに熱発散層としての役割を果たさない為で
ある。又この中間層の厚みを０．５μｍ以上１０μｍ以
下と規定したのは、０．５μｍ未満だと所望の熱伝導が
得られず、１０μｍより厚くなると著しい耐摩耗性の劣
化を招く為である。尚、最外層および最下層は最も重要
な層である中間層を得る為には必然的に形成される層で
あり、少なくとも０．１μｍは必要であるが、厚みが１
０μｍを越えると切削時に被削材の主成分である鉄と溶
着を起こし、欠損にいたる場合がある。１０μｍ以下で
あると切削性能に対し影響はないことが研究結果より判
明した為である。
（１）において中間層が５０体積％以上１００体積％以
下と規定したのは、ＷＣが５０体積％以下（残部Ｃｏ、
Ｎｉを主成分とした金属結合相）であると所望の熱伝導
率が得られずに熱発散層としての役割を果たさない為で
ある。又この中間層の厚みを０．５μｍ以上１０μｍ以
下と規定したのは、０．５μｍ未満だと所望の熱伝導が
得られず、１０μｍより厚くなると著しい耐摩耗性の劣
化を招く為である。尚、最外層および最下層は最も重要
な層である中間層を得る為には必然的に形成される層で
あり、少なくとも０．１μｍは必要であるが、厚みが１
０μｍを越えると切削時に被削材の主成分である鉄と溶
着を起こし、欠損にいたる場合がある。１０μｍ以下で
あると切削性能に対し影響はないことが研究結果より判
明した為である。
【００１０】次に（２）においてＣｏ、Ｎｉを主成分と
する金属結合相が表面部に２体積％以下と規定している
のは、それ以上の比率で金属結合相が存在すると耐摩耗
性の著しい向上が認められない為である。また、その領
域が２μｍ未満では耐摩耗性の向上は認められず、１０
０μｍを越えると逆に硬くなりすぎて脆くなり耐欠損性
の劣化を招くためである。
する金属結合相が表面部に２体積％以下と規定している
のは、それ以上の比率で金属結合相が存在すると耐摩耗
性の著しい向上が認められない為である。また、その領
域が２μｍ未満では耐摩耗性の向上は認められず、１０
０μｍを越えると逆に硬くなりすぎて脆くなり耐欠損性
の劣化を招くためである。
【００１１】さらに（３）において、ＷＣを含まないか
含んだとしても２体積％以下の領域が１μｍ未満である
とＷＣによる硬度低下の影響を受け耐摩耗性の劣化を招
き、５００μｍを越えるとＷＣによる合金そのものの靱
性強化の恩恵にこうむれなくなるということが種々の試
験の結果判明した為である。尚、本発明合金の構造は、
規定の組成において焼結温度を１３５０℃〜１７００℃
とし、焼結雰囲気、冷却速度を操作することで得られ
る。層１内の３層の厚みは焼結雰囲気、冷却速度で制御
することが可能である。
含んだとしても２体積％以下の領域が１μｍ未満である
とＷＣによる硬度低下の影響を受け耐摩耗性の劣化を招
き、５００μｍを越えるとＷＣによる合金そのものの靱
性強化の恩恵にこうむれなくなるということが種々の試
験の結果判明した為である。尚、本発明合金の構造は、
規定の組成において焼結温度を１３５０℃〜１７００℃
とし、焼結雰囲気、冷却速度を操作することで得られ
る。層１内の３層の厚みは焼結雰囲気、冷却速度で制御
することが可能である。
【００１２】尚、ＷＣの体積％については次のような測
定手法を用いた。ＷＣ体積％が既知であるWC-Co の超硬
合金の断面をラッピングし、４８００倍のＳＥＭ写真を
撮る。その写真を画像解析装置により、写真内のＷＣの
占める面積を算出し、ＷＣ体積％と画像解析装置による
ＷＣの占める面積との検量線を引く。本発明の合金につ
いては、観察したい部位を断面ラッピングし、４８００
倍のＳＥＭ写真からＷＣの占める面積を画像解析装置よ
り算出、検量線よりＷＣの体積％を求めた。
定手法を用いた。ＷＣ体積％が既知であるWC-Co の超硬
合金の断面をラッピングし、４８００倍のＳＥＭ写真を
撮る。その写真を画像解析装置により、写真内のＷＣの
占める面積を算出し、ＷＣ体積％と画像解析装置による
ＷＣの占める面積との検量線を引く。本発明の合金につ
いては、観察したい部位を断面ラッピングし、４８００
倍のＳＥＭ写真からＷＣの占める面積を画像解析装置よ
り算出、検量線よりＷＣの体積％を求めた。
【００１３】
【実施例】次にこの発明の切削工具を実施例により具体
的に説明する。原料粉末として、平均粒径１．５μｍの
ＴｉＣＮ粉末、ＷＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｍ
ｏ2 Ｃ粉末、ＶＣ粉末、（Ｔｉ0.5 Ｗ0.3 Ｔａ0.1 Ｎｂ
0.1 ）Ｃ0.5 Ｎ0.5 粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末を用意
し、これら原料粉末を表１−１に示される組成に配合
し、湿式アトライターにて１２時間混合した後、１．５
ton/cm2 の圧力でＣＮＭＧ４３２形状の圧粉体を作成
し、この圧粉体にホーニング処理を施した後、表１−２
に示す焼結条件で表２−１〜表２−９の構造をした焼結
硬質合金を作成した。これらの表で、「シミダシ層直下
から内部への構造」とは、シミダシ層直下を０とし合金
内部に向かっての深さに応じて変化する硬質相や結合相
の組成割合を示す。例えば、試料番号ａ−７では、シミ
ダシ層直下のＷＣ量は、シミダシ層直下から内部まで合
金平均ＷＣ体積％になり、一方結合相量は、２．５μm
まで１．８体積％で、２．５μm 〜６０μm の間で漸増
し、６０μm より内部では合金平均結合相体積％とな
る。各深さでの残部の硬質相量は、硬質相量＝１００─
（合金平均結合相体積％）─（合金平均ＷＣ体積％）で
表される。尚、焼結条件は表１−２に示す。
的に説明する。原料粉末として、平均粒径１．５μｍの
ＴｉＣＮ粉末、ＷＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｍ
ｏ2 Ｃ粉末、ＶＣ粉末、（Ｔｉ0.5 Ｗ0.3 Ｔａ0.1 Ｎｂ
0.1 ）Ｃ0.5 Ｎ0.5 粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末を用意
し、これら原料粉末を表１−１に示される組成に配合
し、湿式アトライターにて１２時間混合した後、１．５
ton/cm2 の圧力でＣＮＭＧ４３２形状の圧粉体を作成
し、この圧粉体にホーニング処理を施した後、表１−２
に示す焼結条件で表２−１〜表２−９の構造をした焼結
硬質合金を作成した。これらの表で、「シミダシ層直下
から内部への構造」とは、シミダシ層直下を０とし合金
内部に向かっての深さに応じて変化する硬質相や結合相
の組成割合を示す。例えば、試料番号ａ−７では、シミ
ダシ層直下のＷＣ量は、シミダシ層直下から内部まで合
金平均ＷＣ体積％になり、一方結合相量は、２．５μm
まで１．８体積％で、２．５μm 〜６０μm の間で漸増
し、６０μm より内部では合金平均結合相体積％とな
る。各深さでの残部の硬質相量は、硬質相量＝１００─
（合金平均結合相体積％）─（合金平均ＷＣ体積％）で
表される。尚、焼結条件は表１−２に示す。
【００１４】
【表１】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】
【表５】
【００１８】
【表６】
【００１９】
【表７】
【００２０】
【表８】
【００２１】
【表９】
【００２２】
【表１０】
【００２３】
【表１１】
【００２４】（実施例１）ａ−１からａ−１５の試料に
ついて（Ａ）耐熱衝撃性試験及び（Ｂ）耐摩耗試験を行
った。結果を表３に示す。
ついて（Ａ）耐熱衝撃性試験及び（Ｂ）耐摩耗試験を行
った。結果を表３に示す。
【００２５】
【表１２】 ＊は本発明品 （Ａ）については４０切れ刃中の欠損切れ刃数を記載 （Ｂ）については逃げ面摩耗量を記載
【００２６】ＴｉＣＮとＷＣが硬質相である焼結硬質合
金において、規定通りのシミダシ層を兼ね備えていれ
ば、従来以上の耐熱衝撃性が得られていることが分か
る。さらに規定内の結合相分布があれば耐摩耗性が、規
定内のＷＣ分布があればさらに耐熱衝撃性が向上するこ
とが分かる。
金において、規定通りのシミダシ層を兼ね備えていれ
ば、従来以上の耐熱衝撃性が得られていることが分か
る。さらに規定内の結合相分布があれば耐摩耗性が、規
定内のＷＣ分布があればさらに耐熱衝撃性が向上するこ
とが分かる。
【００２７】（実施例２）ｂ−１からｂ−１５の試料に
ついて（Ｃ）耐熱衝撃性試験および（Ｄ）耐摩耗試験を
行った。結果を表４に示す。
ついて（Ｃ）耐熱衝撃性試験および（Ｄ）耐摩耗試験を
行った。結果を表４に示す。
【００２８】
【表１３】 ＊は本発明品 （Ｃ）については４０切れ刃中の欠損切れ刃数を記載 （Ｄ）については逃げ面摩耗量を記載
【００２９】４ａ，５ａ，６ａ族が硬質相である焼結硬
質合金において規定通りのシミダシ層を兼ね備えていれ
ば、従来以上の耐熱衝撃性が得られることが分かる。さ
らに規定内の結合相分布があれば耐摩耗性が、規定内の
ＷＣ分布があればさらに耐熱衝撃性が向上することが分
かる。
質合金において規定通りのシミダシ層を兼ね備えていれ
ば、従来以上の耐熱衝撃性が得られることが分かる。さ
らに規定内の結合相分布があれば耐摩耗性が、規定内の
ＷＣ分布があればさらに耐熱衝撃性が向上することが分
かる。
【００３０】（実施例３）ｃ−１からｃ−１５の試料に
ついて（Ｅ）耐熱衝撃性試験および（Ｆ）耐摩耗試験を
行った。結果を表５に示す。
ついて（Ｅ）耐熱衝撃性試験および（Ｆ）耐摩耗試験を
行った。結果を表５に示す。
【００３１】
【表１４】 ＊は本発明品 （Ｅ）については４０切れ刃中の欠損切れ刃数を記載 （Ｆ）については逃げ面摩耗量を記載
【００３２】４ａ，５ａ，６ａ族の固溶体硬質層を原料
とした焼結硬質合金において規定通りのシミダシ層を兼
ね備えていれば、従来以上の耐熱衝撃性が得られること
が分かる。さらに規定内の結合相分布があれば耐摩耗性
が、規定内のＷＣ分布があればさらに耐熱衝撃性が向上
することが分かる。
とした焼結硬質合金において規定通りのシミダシ層を兼
ね備えていれば、従来以上の耐熱衝撃性が得られること
が分かる。さらに規定内の結合相分布があれば耐摩耗性
が、規定内のＷＣ分布があればさらに耐熱衝撃性が向上
することが分かる。
【００３３】（実施例４）ａ−１とａ−２とｄ−１の試
料について（Ｇ）耐熱衝撃性試験を行った。結果を表６
に示す。
料について（Ｇ）耐熱衝撃性試験を行った。結果を表６
に示す。
【００３４】
【表１５】 ＊は本発明品 （Ｇ）については４０切れ刃中の欠損切れ刃数を記載
【００３５】シミダシ層を兼ね備えていても、ＷＣを主
成分とする層が存在しなければ、耐熱衝撃性の向上は認
められないことが分かる。
成分とする層が存在しなければ、耐熱衝撃性の向上は認
められないことが分かる。
【００３６】
【発明の効果】表面部のシミダシ層にＷＣを主成分とす
る層が存在すれば、耐熱衝撃性が各段に向上し、かつシ
ミダシ層直下に規定の結合相分布、ＷＣ分布を配置させ
れば、耐摩耗性、さらなる耐熱衝撃性を向上させること
が可能である。このような焼結硬質合金工具は従来焼結
硬質合金では不可能であった湿式断続加工への適用が可
能となる。
る層が存在すれば、耐熱衝撃性が各段に向上し、かつシ
ミダシ層直下に規定の結合相分布、ＷＣ分布を配置させ
れば、耐摩耗性、さらなる耐熱衝撃性を向上させること
が可能である。このような焼結硬質合金工具は従来焼結
硬質合金では不可能であった湿式断続加工への適用が可
能となる。
【図１】図１（Ａ）は、シミダシ層が３層に分かれ、最
外層、最下層にＣｏ，Ｎｉの結合層、中間層にＷＣ層が
あることを示す合金組織の顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）で
あり、（Ｂ）及び（Ｃ）は夫々同組織中のＣｏ及びＮｉ
元素の分布を示す顕微鏡写真（ＥＤＸ分析）である。
外層、最下層にＣｏ，Ｎｉの結合層、中間層にＷＣ層が
あることを示す合金組織の顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）で
あり、（Ｂ）及び（Ｃ）は夫々同組織中のＣｏ及びＮｉ
元素の分布を示す顕微鏡写真（ＥＤＸ分析）である。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＷＣを必須とし周期律表の４ａ、５ａ、
６ａ族から選ばれた少なくとも１種類の遷移金属の窒化
物、炭窒化物あるいはこれらの複合炭窒化物からなる硬
質相と残部がＮｉ及びＣｏならびに不可避的不純物を含
む結合相とからなる窒素含有焼結硬質合金において、合
金表面部にＮｉ、Ｃｏを主成分とする金属結合相とＷＣ
から構成されるシミダシ層が存在し、該シミダシ層は内
部方向に３層に分かれ、最外層はＷＣが０体積％以上３
０体積％以下で残部がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結
合相で構成され、中間層はＷＣが５０体積％以上１００
体積％以下で残部がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合
相で構成され、最下層はＷＣが０体積％以上３０体積％
以下で残部がＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相で構
成され、かつ最外層、最下層の厚みがそれぞれ０．１μ
ｍ以上１０μｍ以下であり、中間層の厚みが０．５μｍ
以上１０μｍ以下であることを特徴とする窒素含有焼結
硬質合金。 - 【請求項２】 ＷＣを必須とし周期律表の４ａ、５ａ、
６ａ族から選ばれた少なくとも１種類の遷移金属の窒化
物、炭窒化物あるいはこれらの複合炭窒化物からなる硬
質相と残部がＮｉ及びＣｏならびに不可避的不純物を含
む結合相とからなる窒素含有焼結硬質合金において、合
金表面部にＮｉ、Ｃｏを主成分とする金属結合相とＷＣ
から構成されるシミダシ層が存在し、該シミダシ層直下
に全くＣｏ、Ｎｉを主成分とする金属結合相を含まない
か、含んだとしても２体積％以下であり、かつその領域
幅が該シミダシ層直下から内部方向に２μｍ以上１００
μｍ以内であることを特徴とする請求項第１項記載の窒
素含有焼結硬質合金。 - 【請求項３】 ＷＣを必須として周期律表の４ａ、５
ａ、６ａ族から選ばれた少なくとも１種類の遷移金属の
窒化物、炭窒化物あるいはこれらの複合炭窒化物からな
る硬質相と残部がＮｉ及びＣｏならびに不可避的不純物
を含む結合相とからなる窒素含有焼結硬質合金におい
て、合金表面部にＮｉ、Ｃｏを主成分とする金属結合相
とＷＣから構成されるシミダシ層の直下にＷＣを全く含
まないか、含んだとしても２体積％以下である領域が１
μｍ以上、５００μｍ以下であることを特徴とする請求
項第１項または第２項記載の窒素含有焼結硬質合金。 - 【請求項４】 ＷＣを必須とし、周期律表の４ａ、５
ａ、６ａ族から選ばれた少なくとも１種類の遷移金属の
窒化物、炭窒化物あるいはこれらの複合炭窒化物からな
る硬質相と残部がＮｉ及びＣｏならびに不可避的不純物
を含む結合相とからなる窒素含有焼結硬質合金におい
て、合金表面部にＮｉ、Ｃｏを主成分とする金属結合相
とＷＣから構成されるシミダシ層の直下にＷＣを全く含
まないか、含んだとしても２体積％以下である領域が１
μｍ以上、５００μｍ以下であり、該領域直下から内部
方向へＷＣの体積％が漸増し、シミダシ層の直下から１
ｍｍ以内でＷＣの体積％が合金平均ＷＣ体積％になるよ
うに構成されることを特徴とする請求項第１項または第
２項に記載の窒素含有焼結硬質合金。
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