WO2014054681A1 - サーメット工具 - Google Patents

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WO2014054681A1
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cermet
flank
phase
less
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崇 梅村
健司 船水
大輔 竹澤
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株式会社タンガロイ
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/04—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbonitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C2202/00—Physical properties
    • C22C2202/02—Magnetic

Definitions

  • the present invention relates to a cermet tool.
  • Cermet tools are superior in resistance to iron and high-temperature strength compared to cemented carbide tools, and are used for finishing and other purposes.
  • various studies have been made in order to improve the smoothness of the finished surface when the work material is finished using the cermet tool.
  • a cermet is formed with a specific amount of a hard phase and a binder phase, a baked skin surface is provided on the cermet, and a binder phase reduction region is provided from the grilled skin surface to a predetermined depth.
  • a cermet in which the hardness from the surface to a predetermined depth is controlled to be constant, and the average particle size of the hard phase in the binder phase reduction region is adjusted to control the unevenness of the skin surface (for example, see Patent Document 1). .)
  • the sintering mechanism of cermet is more complex than cemented carbide, and controlling the unevenness of the cermet's burnt surface by adjusting the grain size of the hard phase of cermet is said to require advanced technology. There's a problem.
  • CVD coating has the problem of high manufacturing costs.
  • the present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and is based on a method of controlling the unevenness of the baked skin surface by the average particle size of the hard phase and a method of performing CVD coating on the surface of titanium-based carbonitride and the like. It is an object of the present invention to provide a cermet tool that can be manufactured by a simple method, can reduce the finished surface roughness of a work material, and can easily identify used corners.
  • the present inventors have improved the sintering conditions of the cermet tool and applied a special surface treatment as necessary, so that the used corners can be easily identified.
  • the inventors have found that a cermet tool capable of reducing the finished surface roughness of the cutting material can be obtained, and have completed the present invention.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • the cermet of the cermet tool is the cermet of (1) in which the color coordinate a * is 0 or more and 3 or less, the color coordinate b * is 0 or more and 10 or less, and the lightness L * is 40 or more and 55 or less in the SCE method. tool.
  • a surface layer having an average thickness of 0.5 to 5 ⁇ m is formed in the depth direction from the surface.
  • the surface layer includes single-phase particles of titanium carbonitride and a binder phase.
  • the cermet tool of the present invention can be manufactured by a simpler method than that manufactured by the conventional method, the finished surface roughness of the work material can be reduced, and the used corner can be easily identified. There is an effect that can be done.
  • the cermet tool of the present invention is a cermet tool composed of a hard phase mainly composed of a titanium compound and a binder phase mainly composed of at least one selected from the group consisting of Co, Ni and Fe.
  • the ratio of the hard phase to the entire cermet tool (100% by volume) is 83 to 98.5% by volume, and the binder phase occupies the balance.
  • the ratio of the hard phase was determined to be 83 to 98.5% by volume, and the ratio of the binder phase was determined as the balance. From the above viewpoint, it is more preferable that the ratio of the hard phase is 85 to 92% by volume and the ratio of the binder phase is the balance.
  • the ratio of the hard phase and the binder phase in the cermet tool of the present invention is determined as follows.
  • the cross-sectional structure from the surface of the rake face of the cermet tool to the depth of 500 ⁇ m in the depth direction is observed with a scanning electron microscope (SEM) with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS).
  • the etched cross-sectional structure is observed with an SEM with EDS.
  • the area ratio of the hard phase that was not etched and the area ratio of the etched binder phase were measured from these two types of cross-sectional structures. From the results, the volume percentage of the hard phase and the volume percentage of the binder phase of the cermet tool were measured. Find the percentage of
  • the hard phase of the cermet tool of the present invention is mainly composed of a titanium compound.
  • the titanium compound includes at least one metal selected from the group consisting of Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W as optional components in addition to the Ti element as an essential component. It means at least one compound selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides containing these elements, and their mutual solid solutions.
  • titanium compound examples include TiC, TiN, Ti (C, N), (Ti, W) (C, N), (Ti, Ta) (C, N), (Ti, Nb) (C, N), (Ti, Mo) (C, N), (Ti, Zr) (C, N), (Ti, Cr) (C, N), (Ti, V) (C, N), (Ti, Hf) (C, N), (Ti, W, Mo) (C, N), (Ti, W, Ta) (C, N), (Ti, W, Nb) (C, N), (Ti, (W, Hf) (C, N), (Ti, W, Zr) (C, N), (Ti, W, Cr) (C, N), (Ti, W, V) (C, N), (Ti, Ta, Nb) (C, N), (Ti, Ta, Mo) (C, N), (Ti, Nb, Mo) (C, N), (Ti, W, Cr) (C,
  • the hard phase mainly composed of the titanium compound in the cermet tool of the present invention includes 55 to 100% by volume of the titanium compound with respect to the entire hard phase.
  • the ratio of the titanium compound is 55 to 100% by volume with respect to the entire hard phase.
  • the ratio of the titanium compound in the hard phase is preferably 80 to 100% by volume.
  • the hard phase in the cermet tool of the present invention includes a carbide, nitride, charcoal of at least one metal element selected from the group consisting of Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W in addition to the titanium compound. It may contain at least one compound selected from the group consisting of nitrides and their mutual solid solutions, and its content is 0 to 45% by volume, preferably 0 to 20% by volume, based on the entire hard phase.
  • hard phase constituent compounds other than titanium compounds include WC, TaC, NbC, Mo 2 C, Cr 3 C 2 , Cr 7 C 3 , ZrC, TaN, NbN, CrN, ZrN, and Nb (C, N). , Zr (C, N) and the like.
  • Core-structured particles composed of a core and a rim are particles composed of a core and a rim having different compositions, and a structure in which the rim surrounds part or all of the periphery of the core.
  • the core of the cored structure particle includes at least one metal element selected from the group consisting of titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W, and Ti element. And at least one compound selected from the group consisting of composite carbides, composite nitrides, composite carbonitrides, and their mutual solid solutions.
  • the rim of the cored structure particles is a composite carbide, composite nitride, composite charcoal of at least one metal element selected from the group consisting of Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W and Ti element It consists of at least one compound selected from the group consisting of nitrides and their mutual solid solutions.
  • the single-phase particles include carbide, nitride, carbonitride of at least one metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W, and these Consisting of at least one compound selected from the group consisting of:
  • the form of the hard phase may be any of a case where the hard phase is composed only of the cored structure particles and a case of the cored structure particles and the single phase particles.
  • the binder phase of the cermet tool of the present invention is a metal having at least one selected from the group consisting of Co, Ni and Fe as a main component.
  • the said metal is 50 mass% or more with respect to the total mass with the total of at least 1 sort (s) chosen from Co, Ni, and Fe.
  • the binder phase in the cermet tool of the present invention may contain components constituting a hard phase in addition to Co, Ni and Fe.
  • the content of the hard phase constituents contained in the binder phase is 20% by mass or less based on the total mass of the binder phase.
  • the binder phase of the cermet tool of the present invention is a metal mainly composed of one or two of Co and Ni, the wettability with the hard phase is excellent, and the heat resistance and corrosion resistance of the cermet tool are improved. Therefore, it is more preferable.
  • the cermet tool of the present invention comprising the hard phase and the binder phase described above has a flank and a rake face. Part or all of the ridgeline where the flank and the rake face intersect is used as the cutting edge.
  • the flank of the cermet tool of the present invention has a flank smoothness if it has a surface layer composed of single-phase particles of titanium carbonitride and a binder phase having an average thickness of 0.5 to 5 ⁇ m in the depth direction from the surface. This is preferable because the flank is improved, the appearance of the flank surface is glossy, and the used corners can be easily identified. On the other hand, if there is a surface layer consisting only of a binder phase on the surface of the flank, the wear resistance of the cermet tool of the present invention may be reduced, and welding of the work material tends to occur during cutting. is there.
  • the flank of the cermet tool of the present invention has a used corner when the color coordinate a * is 0 or more and 5 or less, the color coordinate b * is 0 or more and 15 or less, and the lightness L * is 20 or more and 60 or less in the SCE method. Identification becomes easier.
  • the flank of the cermet tool of the present invention has a used corner when the color coordinate a * is 0 or more and 3 or less, the color coordinate b * is 0 or more and 10 or less, and the lightness L * is 40 or more and 55 or less. Is more preferable because it becomes easier to identify.
  • the flank of the cermet tool of the present invention has an 8 ° gloss value of 10 or more and 60 or less.
  • An 8 ° gloss value indicates the intensity of gloss.
  • the 8 ° gloss value of the flank of the cermet tool of the present invention is less than 10, there is no metallic luster, a dull appearance color, and the used corner tends to be difficult to identify.
  • the 8 ° gloss value exceeds 60, the metallic luster is strong, indicating that a thin layer of the binder phase is formed on the surface of the flank.
  • the binder phase has a low hardness, so that the wear resistance of the cermet tool tends to be reduced.
  • the work material is likely to be welded during cutting, and the finished surface roughness of the work material tends to increase.
  • the lightness L *, the color coordinate a *, and the color coordinate b * in the present invention are based on the CIE (1976) L * a * b * color system of JIS Z 8729.
  • the lightness L *, color coordinate a * and color coordinate b *, and 8 ° gloss value in the SCE method can be measured with a commercially available photoelectric colorimeter.
  • a commercially available photoelectric colorimeter for example, Konica Minolta's spectral colorimeter CM-700d can be mentioned.
  • the manufacturing method of the cermet tool of this invention is not restrict
  • the manufacturing method of the cermet tool of the present invention is: Step (A): 40 to 77% by mass of titanium carbonitride powder having an average particle size of 0.5 to 2.5 ⁇ m, and Ti, Zr, Hf, having an average particle size of 0.5 to 4.0 ⁇ m excluding titanium carbonitride At least one powder selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides and their mutual solid solutions of at least one metal element selected from the group consisting of V, Nb, Ta, Cr, Mo and W A mixture comprising 20 to 40% by weight and 3 to 20% by weight of at least one powder selected from the group consisting of Co, Ni and Fe having an average particle size of 0.5 to 4.0 ⁇ m (however, these A total mixing step of 100% by mass), Step (B): a molding step of molding the obtained mixture into a predetermined tool shape to obtain a molded body; Step (C): a first temperature raising step for raising the temperature of the molded body obtained in the step (B) to a predetermined
  • the average particle diameter of the raw material powder used in the step (A) is measured by the Fisher method (Fisher Sub-Sieve Sizer (FSSS)) described in the American Society for Testing and Materials (ASTM) standard B330.
  • step (A) a mixed powder having a predetermined composition is mixed uniformly.
  • the cermet tool of the present invention comprising a hard phase and a binder phase having a specific composition can be obtained.
  • step (B) the obtained mixture is formed into a predetermined tool shape.
  • the obtained molded body is sintered in the following sintering process.
  • step (C) the molded body is heated at a vacuum of 67 Pa or less to promote degassing before and just after the appearance of the liquid phase, and improve the sinterability in the following sintering step.
  • the nitrogen atmosphere is used to prevent denitrification from the surface of the molded body, thereby reducing the smoothness of the burned skin surface due to denitrification and Ti (C, N) in the vicinity of the burned skin surface, etc. Suppresses the decrease in the hard phase.
  • the amount of denitrification from the surface of the molded body increases as the temperature increases, so the nitrogen pressure is higher than in step (D).
  • the nitrogen pressure is doubled (however, 6000 Pa or less).
  • step (F) by controlling the cooling rate from the sintering temperature to the vicinity of the freezing point of the liquid phase (1000 to 1250 ° C.), the movement and grain growth of the hard phase particles are suppressed, and the smoothness of the grilled skin surface is improved. Do not damage.
  • the cooling rate is less than 20 ° C. per minute, the hard particles near the surface grow and the smoothness of the burnt surface is lowered, and the appearance color of the cermet tool becomes dull.
  • the cooling rate exceeds 200 ° C. per minute, the burnt surface becomes smooth.
  • a special cooling device is required in order to obtain a sintering furnace capable of cooling at such a high cooling rate. It is difficult to manufacture the inventive cermet tool at low cost.
  • step (G) the sintered compact is cooled to room temperature to obtain the cermet tool of the present invention.
  • the cermet tool obtained through the steps from the step (A) to the step (G) may be subjected to grinding processing or honing processing of the blade edge.
  • a desired color tone can be obtained by performing a surface treatment on the flank face of the cermet tool.
  • a blast treatment in which the cermet tool is hardly chipped is preferable.
  • the blasting include dry blasting in which an abrasive is projected onto an object to be treated (cermet tool) by gas, and wet blasting in which a polishing liquid obtained by mixing an abrasive and a liquid solvent in a certain ratio is projected onto an object to be treated.
  • wet blasting is more preferable because the cermet tool is less likely to chip than dry blasting.
  • any hard medium can be used without any particular limitation.
  • the hard medium include alumina, silicon carbide, zirconia, resin-based media, and glass-based media.
  • the effect which improves the smoothness of the cermet tool surface by performing a blast process is acquired. Note that if the blasting time is longer than necessary, the cost increases. Therefore, it is preferable to perform the blasting with the minimum necessary blasting time for obtaining the effects of the present invention.
  • alumina which is inexpensive and easily available as a medium and water as a solvent.
  • the pressure for supplying the polishing liquid to the blast gun of the wet blasting machine may be set to a pressure in the range of 0.05 to 0.4 MPa, more preferably 0.1 to 0.2 MPa.
  • the projection angle of the polishing liquid is preferably 30 to 60 degrees, more preferably 40 to 50 degrees with respect to the flank face of the cermet tool.
  • wet scrubbing is also applied to the rake face, which makes it easier to identify used corners. More preferably, it is ⁇ 30 cm.
  • the total projection time of the polishing liquid is preferably 40 to 240 seconds, and more preferably 60 to 120 seconds.
  • the average particle diameter of the raw material powder is measured by the Fisher method (Fisher Sub-Sieve Sizer (FSSS)) described in American Society for Testing and Materials (ASTM) standard B330.
  • the prepared raw material powder was weighed so as to have the composition shown in Table 1 below, and the weighed raw material powder was placed in a stainless steel pot together with an acetone solvent and a cemented carbide ball and mixed and pulverized by a wet ball mill. After mixing and pulverizing with a wet ball mill, the mixture obtained by evaporating the acetone solvent is press-molded at a pressure of 196 MPa with a mold having a JIS B 4120 insert shape CNMG120408 breaker after sintering. A molded body of was obtained.
  • the temperature was raised from room temperature to a nitrogen introduction temperature T1 (° C.) described in Table 2 (a) below in a vacuum of 67 Pa or less.
  • T1 nitrogen introduction temperature
  • P1 furnace pressure
  • the temperature was raised from the nitrogen introduction temperature T1 (° C.) to the sintering temperature T2 (° C.) described in Table 2 (c) in a nitrogen atmosphere at a furnace pressure P1 (Pa).
  • the furnace interior is adjusted to a nitrogen atmosphere with the furnace pressure P2 (Pa) shown in Table 2 (d), and the furnace pressure P2 (Pa ) In a nitrogen atmosphere at a sintering temperature T2 (° C.) for 60 minutes for sintering. Then, it was cooled at a cooling rate R1 (° C./min) described in Table 2 (e) from a sintering temperature T2 (° C.) to 1200 ° C. in an Ar atmosphere of 13300 Pa, and then cooled from 1200 ° C. to room temperature in a nitrogen atmosphere. did.
  • the cermet tool obtained by sintering was subjected to honing on the cutting edge of the cermet tool by a wet brush honing machine. Next, the following wet blasting treatment was performed on the surface of the cermet tool using a wet blasting machine.
  • the insert shape with CNMG120408 breaker normally uses double-sided corners, so after the first wet blasting process, the rake face of the cermet tool is turned over and the second wet blasting process is performed in the same way as the first wet blasting process. did.
  • the polishing liquid is projected onto the flank of the cermet tool twice at a 45 degree angle. The total projection time for the flank is shown in Table 3.
  • the surface layer of the cermet tool is composed of a hard phase and a binder phase that are in the form of single-phase particles of titanium carbonitride, and the portion excluding the surface layer of the cermet tool is a single titanium compound. It is composed of a hard phase that is in the form of single-phase particles, a hard phase that is in the form of cored structure particles of a titanium compound, and a binder phase that is mainly composed of at least one selected from Co and Ni. It was observed.
  • a binder phase pool having a size of 2 ⁇ m or more that is slightly present in the structure of the cermet tool was analyzed by EDS attached to the SEM.
  • the combined phases of all cermet tools include W, Ti, Ta, Nb, and Mo in addition to the main components Co and Ni, and 0.01 to 10% by mass with respect to the total mass of the bonded phase. It was found that it was included. That is, it was found that the binder phase is a metal mainly composed of Co and Ni.
  • the cross-sectional structure of the flank of the cermet tool was observed by SEM, and the presence or absence of the surface layer, the structure of the surface layer, and the average thickness thereof were measured. The results are shown in Table 5.
  • the comparative products 1 and 7 had a large amount of denitrification because the pressure of the nitrogen atmosphere at the time of sintering was low, and the unevenness of the flank was very large, so the appearance color was dull gray even after wet blasting. Was. For this reason, it is difficult to identify used corners, and chipping occurs at the cutting edge during cutting, resulting in an increase in the finished surface roughness of the work material.
  • Comparative Product 2 it was difficult to identify the used corners, and the amount of the binder phase was small, so that the toughness was inferior, and the cutting edge was greatly damaged during the cutting process, so that the finished surface roughness of the work material increased.
  • Comparative product 3 had a surface layer of a binder phase with an average thickness of 3.0 ⁇ m formed on the flank surface, and the cermet tool had a strong metallic luster, so it was easy to identify used corners. However, in the comparative product 3, since the work material was welded to the cutting edge and the flank during cutting, the finished surface roughness of the work material was increased.
  • Comparative Product 4 the surface of the cermet tool was nitrided during sintering, and the unevenness of the flank was very large. By performing the blasting for a long time, the surface of the cermet tool was slightly glossy, but the appearance color after blasting was dark gray. For this reason, it is difficult to identify used corners, and chipping occurs at the cutting edge during cutting, resulting in an increase in the finished surface roughness of the work material. Also, the manufacturing cost increased because the wet blasting time was long.
  • Comparative product 5 was nitrided during sintering and had a reddish flank. As a result of increasing the projection pressure in the wet blasting process, chipping occurred at the cutting edge. Since chipping occurred at the cutting edge even during the cutting process, the finished surface roughness of the work material increased.
  • the comparative product 6 has a large amount of binder phase, is inferior in wear resistance, and the maximum flank wear width is increased, so that the finished surface roughness of the work material is increased.
  • Comparative product 8 had a surface layer of a binder phase having an average thickness of 2.0 ⁇ m formed on the flank face, and the cermet tool had a strong metallic luster, and the used corners were easily identified. However, since the work material was welded to the cutting edge and the flank during the cutting process, the finished surface roughness of the work material increased. Further, since the amount of the binder phase was large, the wear resistance was inferior.

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Abstract

　本発明は、焼き肌面の凹凸を硬質相の平均粒径等によりコントロールする方法やチタン基炭窒化物等の表面にＣＶＤコーティングを行う方法よりも簡便な方法で製造が可能であり、被削材の仕上げ面粗さを小さくすることができ、かつ使用済みコーナーの識別が容易なサーメット工具を提供することを目的とする。　本発明は、チタン化合物を主成分とする硬質相と、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅから成る群より選択された少なくとも１種を主成分とする結合相とからなるサーメット工具であって、硬質相の割合はサーメット工具全体に対して８３～９８．５体積％であり、結合相の割合は残部であり、サーメット工具は逃げ面及びすくい面を備え、サーメット工具の逃げ面は、ＳＣＥ方式での、色座標ａ＊が０以上５以下、色座標ｂ＊が０以上１５以下、明度Ｌ＊が２０以上６０以下であるサーメット工具である。

Description

サーメット工具
　本発明はサーメット工具に関するものである。
　サーメット工具は、超硬合金工具に比べて鉄との耐反応性や高温強度に優れており、その特性を生かして仕上げ加工などに用いられている。サーメット工具については、それを用いて被削材を仕上げ加工した場合の仕上げ面の平滑性を向上させるために、様々な検討がなされてきた。
　サーメット工具の従来技術として例えば、サーメットを特定量の硬質相及び結合相で形成し、サーメットに焼き肌面を設け、かつ焼き肌面から所定の深さにかけて結合相減少領域を設け、さらに焼き肌面から所定の深さまでの硬度を一定に制御し、そして前記結合相減少領域における硬質相の平均粒径を調整して、焼き肌面の凹凸をコントロールしたサーメットがある（例えば、特許文献１参照。）。
　しかしながら、サーメットの焼結機構は超硬合金と比較して複雑であり、サーメットの硬質相の粒径等を調整してサーメットの焼き肌面の凹凸をコントロールすることは、高度な技術を要するという問題がある。
　さらに、サーメット工具の焼き肌面はくすんだ灰色であることが多く、特に薄暗い場所では使用済みコーナーを識別することは難しかった。そこで、使用済みコーナーの識別を容易にする方法として、チタン基炭窒化物等の表面に所定の多層構造硬質皮膜をＣＶＤコーティングした切削工具インサートであって、前記多層構造は、ＣＩＥ標準色チャートの色座標でｘ＝０．２±０．１、ｙ＝０．２±０．１で規定される青色である切削工具インサートが提案された（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、ＣＶＤコーティングは製造コストが高いという問題がある。
特開 ２００５－３５０７０７号公報 特開 ２００６－２６３９１３号公報
　本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、焼き肌面の凹凸を硬質相の平均粒径等によりコントロールする方法やチタン基炭窒化物等の表面にＣＶＤコーティングを行う方法よりも簡便な方法で製造が可能であり、被削材の仕上げ面粗さを小さくすることができ、かつ使用済みコーナーの識別が容易なサーメット工具の提供を目的とする。
　本発明者らは、サーメット工具について種々の検討を行ったところ、サーメット工具の焼結条件を改良し、必要に応じて特殊な表面処理を施すことによって、使用済みコーナーの識別が容易で、被削材の仕上げ面粗さを小さくすることができるサーメット工具を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
　本発明の要旨は、下記の通りである。
　（１）チタン化合物を主成分とする硬質相と、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅから成る群より選択された少なくとも１種を主成分とする結合相とからなるサーメット工具であって、硬質相の割合はサーメット工具全体に対して８３～９８．５体積％であり、結合相の割合は残部であり、サーメット工具は逃げ面及びすくい面を備え、サーメット工具の逃げ面は、ＳＣＥ方式での、色座標ａ＊が０以上５以下、色座標ｂ＊が０以上１５以下、明度Ｌ＊が２０以上６０以下であるサーメット工具。
　（２）サーメット工具の逃げ面は、ＳＣＥ方式での、色座標ａ＊が０以上３以下、色座標ｂ＊が０以上１０以下、明度Ｌ＊が４０以上５５以下である（１）のサーメット工具。
　（３）サーメット工具の逃げ面の８°グロス値が１０以上６０以下である（１）または（２）のサーメット工具。
　（４）サーメット工具の逃げ面の８°グロス値が１５以上４０以下である（１）～（３）のいずれかのサーメット工具。
　（５）サーメット工具の逃げ面には、表面から深さ方向に平均厚さ０．５～５μｍの表面層が形成されており、該表面層は炭窒化チタンの単一相粒子と結合相とを含む（１）～（４）のいずれかのサーメット工具。
　本発明のサーメット工具は、従来法で製造されるものよりも簡便な方法で製造が可能であり、被削材の仕上げ面粗さを小さくすることができ、かつ使用済みコーナーの識別が容易にできるという効果を奏する。
　本発明のサーメット工具は、チタン化合物を主成分とする硬質相と、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅから成る群より選択された少なくとも１種を主成分とする結合相とからなるサーメット工具である。前記硬質相のサーメット工具全体（１００体積％）に対する割合は８３～９８．５体積％であり、前記結合相が残部を占める。
　硬質相の割合が８３体積％未満であると、サーメット工具の耐摩耗性が低下し、硬質相の割合が９８．５体積％を超えるとサーメット工具の耐欠損性が低下すると共に、相対的に残部の結合相量が減少するため、サーメット工具の製造の際の原料の焼結性が低下する。そこで、硬質相の割合を８３～９８．５体積％、結合相の割合を残部と定めた。前記の観点から、硬質相の割合が８５～９２体積％、結合相の割合が残部であると、さらに好ましい。
　なお、本発明のサーメット工具における硬質相及び結合相の割合は、以下のようにして求める。サーメット工具のすくい面の表面から深さ方向に５００μｍ内部までの断面組織をエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）付き走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し、さらに王水を用いて断面組織を食刻し、食刻された断面組織をＥＤＳ付きＳＥＭにて観察する。そして、これら二種類の断面組織から食刻されなかった硬質相の面積率と食刻された結合相の面積率を測定し、その結果からサーメット工具の硬質相の体積％と結合相の体積％の割合を求める。
　本発明のサーメット工具の硬質相はチタン化合物を主成分とする。本発明においてチタン化合物とは、必須成分としてＴｉ元素を含み、Ｔｉ元素以外に任意成分としてＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから成る群より選択された少なくとも１種の金属元素を含む炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの相互固溶体から成る群より選択された少なくとも１種の化合物を意味する。
　前記チタン化合物として具体的には、ＴｉＣ、ＴｉＮ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｃｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｈｆ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｈｆ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｃｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｖ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｎｂ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｃｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｖ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｈｆ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｈｆ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｚｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｃｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｖ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｗ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｔａ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｎｂ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｃｒ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｖ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｈｆ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｈｆ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｚｒ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｃｒ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｖ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｎ、（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｚｒ）Ｎなどを挙げることができる。
　本発明のサーメット工具におけるチタン化合物を主成分とする硬質相とは、チタン化合物を硬質相全体に対して５５～１００体積％含むものである。チタン化合物が硬質相全体に対して５５体積％未満になると切削加工後の被削材の仕上げ面粗さが大きくなるため、チタン化合物の割合は硬質相全体に対して５５～１００体積％とした。同様の観点から、前記硬質相におけるチタン化合物の割合は、８０～１００体積％であることが好ましい。
　本発明のサーメット工具における硬質相は、チタン化合物以外に、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから成る群より選択された少なくとも１種の金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの相互固溶体から成る群より選択された少なくとも１種の化合物を含んでもよく、その含有量は硬質相全体に対して０～４５体積％、好ましくは０～２０体積％である。
　チタン化合物以外の硬質相構成化合物として具体的には、ＷＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ２Ｃ、Ｃｒ３Ｃ２、Ｃｒ７Ｃ３、ＺｒＣ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＣｒＮ、ＺｒＮ、Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）、Ｚｒ（Ｃ，Ｎ）などを挙げることができる。
　本発明のサーメット工具を構成する硬質相の形態として、コアとリムからなる有芯構造粒子、及び有芯構造を持たない単一相粒子を挙げることができる。コアとリムからなる有芯構造粒子とは、組成の異なるコアとリムとで構成され、コアの周囲の一部または全部をリムが囲む構造の粒子である。
　有芯構造粒子のコアは、炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタン、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから成る群より選択された少なくとも１種の金属元素とＴｉ元素との複合炭化物、複合窒化物、複合炭窒化物およびこれらの相互固溶体から成る群より選択された少なくとも１種の化合物からなる。
　有芯構造粒子のリムは、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから成る群より選択された少なくとも１種の金属元素とＴｉ元素との複合炭化物、複合窒化物、複合炭窒化物およびこれらの相互固溶体から成る群より選択された少なくとも１種の化合物からなる。
　また、上記単一相粒子は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから成る群より選択された少なくとも１種の金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの相互固溶体から成る群より選択された少なくとも１種の化合物からなる。
　本発明において硬質相の形態は、有芯構造粒子のみからなる場合、有芯構造粒子と単一相粒子とからなる場合のいずれでもよい。
　本発明のサーメット工具の結合相は、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅから成る群より選択された少なくとも１種を主成分とする金属である。当該金属は、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅの中から選ばれた少なくとも１種の合計で、その全質量に対して５０質量％以上含む。
　本発明のサーメット工具における結合相には、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅ以外に、硬質相を構成する成分が含まれていてもよい。通常、前記結合相に含まれる硬質相構成成分の含有量は合計して、結合相の全質量に対して２０質量％以下である。その中でも、本発明のサーメット工具の結合相が、ＣｏおよびＮｉの１種または２種を主成分とした金属であると、硬質相とのぬれ性に優れ、サーメット工具の耐熱性および耐食性が向上するので、さらに好ましい。
　以上説明した硬質相及び結合相からなる本発明のサーメット工具は、逃げ面とすくい面とを備える。逃げ面とすくい面とが交差した稜線の一部または全部は刃先として使用される。
　本発明のサーメット工具の逃げ面は、表面から深さ方向に平均厚さ０．５～５μｍの、炭窒化チタンの単一相粒子と結合相とからなる表面層を有すると、逃げ面の平滑性が向上し、逃げ面の外観が光沢を持ち、使用済みコーナーの識別が容易になるので、好ましい。一方、逃げ面の表面に結合相のみからなる表面層がある場合は、本発明のサーメット工具の耐摩耗性が低下する場合があり、切削加工時に被削材の溶着が発生しやすくなる傾向がある。
　本発明のサーメット工具の逃げ面は、ＳＣＥ方式での、色座標ａ＊が０以上５以下、色座標ｂ＊が０以上１５以下、明度Ｌ＊が２０以上６０以下であると、使用済みコーナーの識別が容易になる。
　色座標ａ＊が０未満およびｂ＊が０未満では外観色が黒っぽくなり、明度Ｌ＊が２０未満では光沢が無く、くすんだ外観色となり、どちらの場合も使用済みコーナーの識別が難しくなる。一方色座標ａ＊が５を超える場合は赤色が強い外観色となる。色座標ｂ＊が１５を超える場合は黄色が強い外観色となる。これは、焼結中に窒化もしくは酸化してサーメット工具が変質したことを示しており、変質したサーメット工具では十分な切削性能が得られない。
　また、明度Ｌ＊が６０を超えると白色が強い外観色となり、逃げ面の表面に結合相の厚い層が形成されていることを示している。逃げ面の表面に結合相の厚い層が形成されると、結合相は硬さが低いのでサーメット工具の耐摩耗性が低下する。また、逃げ面の表面に結合相の厚い層が形成されると、切削加工時に被削材が溶着しやすくなり、被削材の仕上げ面粗さが大きくなる。
　以上の点から、本発明のサーメット工具の逃げ面は、色座標ａ＊が０以上３以下、色座標ｂ＊が０以上１０以下、明度Ｌ＊が４０以上５５以下であると、使用済みコーナーの識別がさらに容易になるので、さらに好ましい。
　また、本発明のサーメット工具の逃げ面は、その８°グロス値が１０以上６０以下であるとさらに好ましい。８°グロス値は光沢の強弱を示す。本発明のサーメット工具の逃げ面の８°グロス値が１０未満では金属光沢が無く、くすんだ外観色となり、使用済みコーナーの識別が難しくなる傾向がみられる。
　一方８°グロス値が６０を超える場合は、金属光沢が強く、逃げ面の表面に結合相の薄い層が形成されていることを示している。逃げ面の表面に結合相の薄い層が形成されると、結合相は硬さが低いのでサーメット工具の耐摩耗性が低下する傾向がみられる。また、逃げ面の表面に結合相の薄い層が形成されると、切削加工時に被削材が溶着しやすくなり、被削材の仕上げ面粗さが大きくなる傾向がみられる。
　以上の点から、本発明のサーメット工具の逃げ面の８°グロス値が１５以上４０以下であると、使用済みコーナーの識別がさらに容易になるとともに、サーメット工具の耐摩耗性および耐溶着性に優れるので、さらに好ましい。
　なお、本発明における明度Ｌ＊、色座標ａ＊および色座標ｂ＊は、ＪＩＳ　Ｚ　８７２９のＣＩＥ（１９７６）Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に拠る。ＳＣＥ方式での明度Ｌ＊、色座標ａ＊及び色座標ｂ＊、並びに８°グロス値は、市販の光電色彩計で測定することができる。市販の光電色彩計として例えば、コニカミノルタ製分光測色計ＣＭ－７００ｄを挙げることができる。
　次に、本発明のサーメット工具の製造方法について、具体例を用いて説明する。なお、本発明のサーメット工具の製造方法は、当該サーメット工具の構成（硬質相及び結合相）を達成し得る限り特に制限されるものではない。
　例えば、本発明のサーメット工具の製造方法は、
工程（Ａ）：平均粒径０．５～２．５μｍの炭窒化チタン粉末４０～７７質量％と、炭窒化チタンを除く平均粒径０．５～４．０μｍの、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから成る群より選択された少なくとも１種の金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物およびこれらの相互固溶体から成る群より選択された少なくとも１種の粉末２０～４０質量％と、平均粒径０．５～４．０μｍの、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅから成る群より選択された少なくとも１種の粉末３～２０質量％とからなる混合物（ただし、これらの合計は１００質量％である）を準備する混合工程と、
工程（Ｂ）：得られた混合物を所定の工具の形状に成形して成形体を得る成形工程と、
工程（Ｃ）：前記工程（Ｂ）で得られた成形体を６７Ｐａ以下の真空にて１３００～１４５０℃の範囲の所定の温度まで昇温する第１昇温工程と、
工程（Ｄ）：前記工程（Ｃ）を経た成形体を１００～３０００Ｐａの窒素雰囲気にて１３００～１４５０℃の範囲の所定の温度から該温度よりも高い１４５０～１６００℃の範囲の焼結温度まで昇温する第２昇温工程と、
工程（Ｅ）：前記工程（Ｄ）を経た成形体を工程（Ｄ）の圧力よりも高い１１０～６０００Ｐａの窒素雰囲気にて１４５０～１６００℃の範囲の焼結温度で所定の時間保持して焼結する焼結工程と、
工程（Ｆ）：前記工程（Ｅ）を経た成形体を不活性雰囲気にて１４５０～１６００℃の範囲の焼結温度から１０００～１２５０℃の範囲の所定の温度まで毎分２０～２００℃の冷却速度で冷却する第１冷却工程と、
工程（Ｇ）：前記工程（Ｆ）を経た成形体を１０００～１２５０℃の範囲の所定の温度から常温まで冷却する第２冷却工程とを含む。
　なお、工程（Ａ）において使用される原料粉末の平均粒径は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｂ３３０に記載のフィッシャー法（Fisher Sub-Sieve Sizer（FSSS））により測定されたものである。
　本発明のサーメット工具の製造方法の各工程は、以下の意義を有する。
　工程（Ａ）では所定の配合組成の混合粉末を均一に混合させる。これを以下の工程で成形・焼結・冷却することによって、特定の組成の硬質相及び結合相からなる本発明のサーメット工具が得られる。
　工程（Ｂ）では得られた混合物を所定の工具の形状に成形する。得られた成形体を以下の焼結工程で焼結する。
　工程（Ｃ）では成形体を６７Ｐａ以下の真空で昇温することで、液相出現前および液相出現直後での脱ガスを促進させ、以下の焼結工程における焼結性を向上させる。
　工程（Ｄ）では窒素雰囲気とすることで、成形体の表面からの脱窒を防ぎ、これにより脱窒に伴う焼き肌面の平滑性の低下および焼き肌面近傍のＴｉ（Ｃ，Ｎ）などの硬質相の減少を抑制する。
　工程（Ｅ）の焼結工程では、温度が高くなるほど成形体の表面からの脱窒量が多くなるため、工程（Ｄ）よりも高い窒素圧力とする。焼結温度が１５００℃未満の場合は工程（Ｄ）の窒素圧力の１．１～１．５倍、焼結温度が１５００℃以上では工程（Ｄ）の窒素圧力の１．６～２．５倍（ただし６０００Ｐａ以下）の窒素圧力にするとさらに好ましい。
　工程（Ｆ）では焼結温度から液相の凝固点近辺（１０００～１２５０℃）までの冷却速度をコントロールすることで、硬質相粒子の移動および粒成長を抑制して、焼き肌面の平滑性を損なわないようにする。冷却速度が毎分２０℃未満の場合、表面近傍の硬質粒子が粒成長することで、焼き肌面の平滑性が低下し、サーメット工具の外観色がくすむ。一方、冷却速度が毎分２００℃を超える場合、焼き肌面は平滑になるものの、このような高い冷却速度で冷却が可能な焼結炉とするには、特殊な冷却装置が必要となり、本発明のサーメット工具を安価に製造することは難しい。
　そして工程（Ｇ）では、焼結された成形体を常温まで冷却し、本発明のサーメット工具が得られる。
　工程（Ａ）から工程（Ｇ）までの工程を経て得られたサーメット工具に対して、必要に応じて研削加工や刃先のホーニング加工を行ってもよい。
　さらに、サーメット工具の逃げ面に対して表面処理を施すことによって所望の色調を得ることができる。表面処理としてはサーメット工具が欠けにくいブラスト処理が好ましい。ブラスト処理としては、気体によって研磨材を被処理物（サーメット工具）に投射する乾式ブラスト処理、研磨材と液体の溶媒をある比率で混合した研磨液を被処理物に投射する湿式ブラスト処理などを挙げることができる。その中でも湿式ブラスト処理は、乾式ブラスト処理よりもサーメット工具が欠けにくいので、さらに好ましい。
　ブラスト処理に用いられる研磨材としては、硬質のメディアであれば特に制限なく用いることができる。前記硬質のメディアとしてはアルミナ、炭化珪素、ジルコニア、樹脂系メディア、ガラス系メディアなどを挙げることができる。また、ブラスト処理を行うことによってサーメット工具表面の平滑性を向上させる効果が得られる。なお、ブラスト処理時間が必要以上に長いと、コスト高となるので、本発明の効果が得られる必要最小限のブラスト処理時間でブラスト処理を行うことが好ましい。
　本発明のサーメット工具が得られる湿式ブラスト処理条件としては、メディアとしては安価で入手が容易なアルミナを用い、溶媒としては水を用いることが好ましい。その中でも、平均粒径１０～１００μｍのアルミナのメディアを用いることがより好ましく、平均粒径１０～３０μｍのアルミナのメディアを用いることがさらに好ましい。また、溶媒としては水を用いて、研磨液の全質量に対して１０～７０質量％となるようにアルミナのメディアを混合した研磨液を用いることが好ましく、アルミナのメディアの全質量に対する割合を２０～４０質量％とすることがより好ましい。
　また、湿式ブラスト処理機のブラストガンに研磨液を供給する圧力、すなわち投射圧力を０．０５～０．４ＭＰａ、より好ましくは０．１～０．２ＭＰａの範囲内の圧力に設定するとよい。研磨液の投射角度としては、サーメット工具の逃げ面に対して、３０～６０度の角度、より好ましくは４０～５０度の角度がよい。ブラストガンの投射口からサーメット工具の逃げ面までの距離を１０ｃｍ～５０ｃｍにすると、すくい面にも湿式ブラスト処理が施され、使用済みコーナーの識別がさらに容易になるので好ましく、前記距離としては１５ｃｍ～３０ｃｍがさらに好ましい。そして、研磨液の投射時間の合計は、４０～２４０秒間であることが好ましく、６０～１２０秒間であることがより好ましい。
　［サーメット工具の製造］
　原料粉末として、市販されている、平均粒径１．５μｍのＴｉ（Ｃ，Ｎ）粉末（質量比でＴｉＣ／ＴｉＮ＝５０／５０）、平均粒径１．０μｍのＷＣ粉末、平均粒径１．０μｍのＮｂＣ粉末、平均粒径１．０μｍのＴａＣ粉末、平均粒径３．０μｍのＭｏ２Ｃ粉末、平均粒径１．０μｍのＣｏ粉末、平均粒径１．０μｍのＮｉ粉末を用意した。なお、原料粉末の平均粒径は、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）規格Ｂ３３０に記載のフィッシャー法（Fisher Sub-Sieve Sizer（FSSS））により測定されたものである。
　用意した原料粉末を下記表１の配合組成になるように秤量して、秤量した原料粉末をアセトン溶媒と超硬合金製ボールと共にステンレス製ポットに入れて湿式ボールミルで混合および粉砕を行った。湿式ボールミルによる混合・粉砕後、アセトン溶媒を蒸発して得られた混合物を、焼結後の形状がＪＩＳ　Ｂ　４１２０のインサート形状ＣＮＭＧ１２０４０８ブレーカー付きになる金型でもって圧力１９６ＭＰａでプレス成形して、混合物の成形体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　混合物の成形体を焼結炉内に入れた後、６７Ｐａ以下の真空にて室温から下記表２（ａ）に記載の窒素導入温度Ｔ１（℃）まで昇温した。炉内温度が窒素導入温度Ｔ１（℃）になったとき、炉内圧力が表２（ｂ）に記載の炉内圧力Ｐ１（Ｐａ）になるまで窒素ガスを焼結炉内に導入した。炉内圧力Ｐ１（Ｐａ）の窒素雰囲気にて窒素導入温度Ｔ１（℃）から表２（ｃ）に記載の焼結温度Ｔ２（℃）まで昇温した。炉内温度が焼結温度Ｔ２（℃）になったとき、炉内を表２（ｄ）に記載の炉内圧力Ｐ２（Ｐａ）の窒素雰囲気になるように調整し、炉内圧力Ｐ２（Ｐａ）の窒素雰囲気にて焼結温度Ｔ２（℃）で６０分間保持して焼結した。その後、１３３００ＰａのＡｒ雰囲気で焼結温度Ｔ２（℃）から１２００℃まで表２（ｅ）に記載の冷却速度Ｒ１（℃／分）で冷却し、その後、窒素雰囲気にて１２００℃から室温まで冷却した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　焼結して得られたサーメット工具について、湿式ブラシホーニング機により、サーメット工具の刃先にホーニング加工を施した。次に湿式ブラスト機を用いて、サーメット工具の表面に対して、以下の湿式ブラスト処理を行った。
　平均粒径２５μｍのアルミナのメディアを用意して、水の溶媒：７０質量％、平均粒径２５μｍのアルミナのメディア：３０質量％となる割合で混合した研磨液を湿式ブラスト機に入れて、サーメット工具を湿式ブラスト機にセットした。そして、サーメット工具の逃げ面に対して４５度の角度で研磨液を投射するように、ブラストガンの投射口から逃げ面までの距離が２５ｃｍになるように、ブラストガンの位置と向きを調整して下記表３に示す条件で湿式ブラスト処理を行った。
　インサート形状ＣＮＭＧ１２０４０８ブレーカー付きは、通常両面のコーナーを使用するため、１回目の湿式ブラスト処理後、サーメット工具のすくい面を裏返して、２回目の湿式ブラスト処理を１回目の湿式ブラスト処理と同様に施した。サーメット工具の逃げ面には研磨液が４５度の角度で合計２回投射されることになる。逃げ面に対する投射時間の合計は表３に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　混合粉末、焼結条件、ブラスト条件を下記表４に示すように組み合わせて、発明品１～１２のサーメット工具と、比較品１～８のサーメット工具を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　［サーメット工具の観察］
　作製した発明品及び比較品のサーメット工具について、サーメット工具のすくい面の表面から深さ方向に５００μｍ内部までの断面組織をエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）付き走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。さらに、王水を用いて断面組織を１分間食刻し、結合相を除去した断面組織を同様に観察した。
　その結果、サーメット工具の表面層は、炭窒化チタンの単一相粒子の形態である硬質相と結合相とから構成されていること、サーメット工具の表面層を除いた部分は、チタン化合物の単一相粒子の形態である硬質相とチタン化合物の有芯構造粒子の形態である硬質相と、ＣｏおよびＮｉ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から構成されていることが観察された。
　前記の通り王水によって結合相のみが食刻される。王水処理前のサーメット工具の断面組織と王水により処理したサーメット工具の断面組織とから、画像解析ソフトを用いて、食刻されなかった硬質相の面積率と食刻された結合相の面積率を測定して、サーメット工具の硬質相の体積％と結合相の体積％を求めた。サーメット工具のすくい面の表面から５００μｍ内部における、サーメット工具全体に対する硬質相の体積％と、サーメット工具全体に対する結合相の体積％を下記表５に示す。
　また、サーメット工具の組織中に若干存在する大きさが２μｍ以上の結合相プールをＳＥＭ付属のＥＤＳによって分析した。その結果、すべてのサーメット工具の結合相には、主成分のＣｏ、Ｎｉ以外にＷ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏが合計して、結合相の全質量に対して０．０１～１０質量％含まれていることが分かった。すなわち、結合相は、Ｃｏ、Ｎｉを主成分とする金属であることが分かった。また、サーメット工具の逃げ面の断面組織をＳＥＭによって観察し、表面層の有無、表面層の組織構成とその平均厚さを測定した。それらの結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　［サーメット工具の色調評価］
　発明品及び比較品のサーメット工具の逃げ面の色調をコニカミノルタ製分光測色計ＣＭ－７００ｄを用いて測定した。測定の際には、ターゲットマスクはφ３ｍｍのものを用い、マスク部と測定面との間に隙間ができないようにした。結果を下記表６に示す。なお、表６に示されたＳＣＥ方式での、色座標ａ＊、色座標ｂ＊及び明度Ｌ＊、並びに８°グロス値は、逃げ面の任意の５ヵ所を測定した結果の平均値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　［サーメット工具の切削加工評価］
　発明品及び比較品のサーメット工具を用いて切削加工を行った。被削材として、直径５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの円柱状のクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４１５を準備した。ＮＣ旋盤を用い、サーメット工具を用いた一般的な仕上げ加工条件である切削速度２５０ｍ／ｍｉｎ、送り量０．１２ｍｍ、切込み１．０ｍｍの条件で、クーラントを使用して、切削時間２０分の外径連続切削を行った。切削加工後、使用済みコーナーの識別性、工具の損傷状態、最大逃げ面摩耗幅ＶＢｍａｘおよび被削材の仕上げ面粗さ（表面粗さ）について評価を行った。結果を下記表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　発明品はいずれも使用済みコーナー識別が容易であり、工具の損傷状態は正常摩耗であった。被削材の仕上げ面粗さ（表面粗さ）は算術平均粗さＲａ１．７μｍ以下であり、非常に良好であった。
　一方、比較品１、７は焼結時の窒素雰囲気の圧力が低めだったため脱窒量が多く、逃げ面の凹凸が非常に大きかったため、湿式ブラスト処理を施しても外観色はくすんだ灰色をしていた。そのため、使用済みコーナーの識別が難しく、また切削加工時、刃先にチッピングが生じたため、被削材の仕上げ面粗さは大きくなった。
　比較品２は使用済みコーナーの識別が難しく、結合相量が少ないため、靭性に劣り、切削加工時に刃先が大きく欠損したため、被削材の仕上げ面粗さは大きくなった。
　比較品３は逃げ面に平均厚さ３．０μｍの結合相の表面層が形成されており、サーメット工具は強い金属光沢を有しているので使用済みコーナーの識別は容易であった。しかしながら、比較品３は切削加工時に刃先と逃げ面に被削材が溶着したので、被削材の仕上げ面粗さが大きくなった。
　比較品４は焼結時に、サーメット工具の表面が窒化し、逃げ面の凹凸が非常に大きかった。ブラスト時間を長い時間行うことで、サーメット工具の表面に若干光沢が見られたものの、ブラスト処理後の外観色は濃灰色をしていた。そのため、使用済みコーナーの識別が難しく、切削加工時、刃先にチッピングが生じたので、被削材の仕上げ面粗さが大きくなった。また、湿式ブラスト時間が長いため、製造コストが増加した。
　比較品５は焼結中に窒化され、赤茶けた逃げ面を有していた。湿式ブラスト処理において、投射圧力を高くした結果、刃先にチッピングが発生した。切削加工時にも刃先にチッピングが発生したので、被削材の仕上げ面粗さが大きくなった。
　比較品６は結合相量が多く、耐摩耗性に劣り、最大逃げ面摩耗幅が大きくなったので、被削材の仕上げ面粗さが大きくなった。
　比較品８は逃げ面に平均厚さ２．０μｍの結合相の表面層が形成され、サーメット工具は強い金属光沢を有しており、使用済みコーナーの識別は容易であった。しかしながら、切削加工時に刃先と逃げ面に被削材が溶着したので、被削材の仕上げ面粗さは大きくなった。また、結合相量が多いので耐摩耗性に劣った。

Claims (5)

  1. 　チタン化合物を主成分とする硬質相と、Ｃｏ、ＮｉおよびＦｅから成る群より選択された少なくとも１種を主成分とする結合相とからなるサーメット工具であって、
    　硬質相の割合はサーメット工具全体に対して８３～９８．５体積％であり、結合相の割合は残部であり、
    　サーメット工具は逃げ面及びすくい面を備え、サーメット工具の逃げ面は、ＳＣＥ方式での、色座標ａ＊が０以上５以下、色座標ｂ＊が０以上１５以下、明度Ｌ＊が２０以上６０以下であるサーメット工具。
  2. 　サーメット工具の逃げ面は、ＳＣＥ方式での、色座標ａ＊が０以上３以下、色座標ｂ＊が０以上１０以下、明度Ｌ＊が４０以上５５以下である請求項１に記載のサーメット工具。
  3. 　サーメット工具の逃げ面の８°グロス値が１０以上６０以下である請求項１または２に記載のサーメット工具。
  4. 　サーメット工具の逃げ面の８°グロス値が１５以上４０以下である請求項１～３のいずれか１項に記載のサーメット工具。
  5. 　サーメット工具の逃げ面には、表面から深さ方向に平均厚さ０．５～５μｍの表面層が形成されており、該表面層は炭窒化チタンの単一相粒子と結合相とを含む請求項１～４のいずれか１項に記載のサーメット工具。
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