JP3359221B2 - TiCN-based cermet tool and its manufacturing method - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＴｉＣＮサーメッ
ト工具とその製造方法に属する。本発明サーメット工具
は、その焼結肌を切削工具の切れ刃とし、高硬度材の高
速仕上げ切削に好適に利用されうる。[0001] The present invention relates to a TiCN cermet tool and a method of manufacturing the same. INDUSTRIAL APPLICABILITY The cermet tool of the present invention can be suitably used for high-speed finish cutting of a high-hardness material by using its sintered surface as a cutting edge of a cutting tool.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Tiを主成分とし、4a,5a,6a族元素の炭化
物、窒化物、炭窒化物を硬質相構成成分とするサーメッ
ト焼結体は、旧来汎用されてきた超硬合金に比べて、そ
の耐塑性変形性の故に工具寿命が長いことから、切削工
具の主流となっている。就中TiC基サーメットは、主成
分であるTiC本来の物理特性上、高硬度であるがゆえに
切り込み量が小さい仕上げ切削においては良好な耐摩耗
性が得られる。2. Description of the Related Art Sintered cermets containing Ti as a main component and carbides, nitrides, and carbonitrides of elements of groups 4a, 5a, and 6a as hard phase components are harder than cemented carbides that have been widely used in the past. Since the tool life is long due to its plastic deformation resistance, cutting tools have become mainstream. In particular, the TiC-based cermet has high wear resistance in finish cutting with a small depth of cut because of its high hardness due to the inherent physical properties of TiC as a main component.
【０００３】そして、近年では硬質相としてTiCにさら
にTiN等の窒化物、炭窒化物を含有させることが提案さ
れた。これは、TiN自体が高靭性且つ高熱伝導性である
ことにより、ユーザーの要望に応じるべく、耐欠損性、
耐熱衝撃性及び耐熱塑性変形性を向上させようとしたも
ので、例えば特公昭５６−５１２０１号発明が知られて
いる。In recent years, it has been proposed that TiC further contain a nitride such as TiN or a carbonitride as a hard phase. This is due to the fact that TiN itself has high toughness and high thermal conductivity.
It is intended to improve the thermal shock resistance and the thermal plastic deformation, and for example, the invention of Japanese Patent Publication No. Sho 56-5201 is known.
【０００４】その後、このようなTiN含有サーメットに
おいて耐摩耗性および耐欠損性を向上させる試みとして
特開平6-228702号公報に示されるように、焼結体表面部
からおおよそ3〜500μmの深さ範囲に結合相量の最高部
を存在させるような構造が開示されている。[0004] Thereafter, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-228702 as an attempt to improve the wear resistance and fracture resistance of such a TiN-containing cermet, a depth of about 3 to 500 µm from the surface of the sintered body is disclosed. Structures are disclosed that have the highest amount of binder phase in the range.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平６−２
２８７０２号公報に記載の焼結体を切削工具として用い
る場合、特に焼結肌が工具の切れ刃として用いられるM
級工具である場合、工具の摩耗の進行に伴い結合相量の
最高部、換言すれば硬質相量の最低部において切削を行
うことになるため耐摩耗性の急激な低下につながること
になる。However, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2 / 1994
In the case where the sintered body described in Japanese Patent No. 28702 is used as a cutting tool, in particular, the sintered surface is used as a cutting edge of the tool.
In the case of a class tool, cutting is performed at the highest part of the amount of the binder phase, in other words, at the lowest part of the amount of the hard phase, as the wear of the tool progresses, which leads to a sharp decrease in wear resistance.
【０００６】また、製造過程で留意すべき点として、Ti
Nを含むTiC基サーメットは、焼結体中に脱窒によるポア
が発生し易いことから、緻密な焼結体を得るためには脱
窒を防ぐよう窒化物および炭窒化物が分解を起こす圧力
以上の窒素雰囲気下で焼結を行う必要がある。然るに、
脱窒を抑制するために窒素雰囲気下において焼結を行う
と焼結体表面に加窒による変質相が生じることがある。
従って、焼結体内部において脱窒を防ぎかつ焼結体表面
に変質相を生じさせない製造方法は、未だ提案されてい
なかった。[0006] Also, a point to be noted in the manufacturing process is that Ti
Since a TiC-based cermet containing N tends to generate pores due to denitrification in the sintered body, the pressure at which nitrides and carbonitrides decompose to prevent denitrification in order to obtain a dense sintered body It is necessary to perform sintering under the above nitrogen atmosphere. Anyway,
When sintering is performed in a nitrogen atmosphere in order to suppress denitrification, an altered phase due to nitriding may occur on the surface of the sintered body.
Therefore, a production method that prevents denitrification inside the sintered body and does not generate a deteriorated phase on the surface of the sintered body has not yet been proposed.
【０００７】それ故、本発明の第一の目的は、工具の摩
耗量によらず優れた耐欠損性と耐磨耗性を備えたＴｉＣ
Ｎサーメット工具を提供することにある。第二の目的
は、変質相の無い緻密な炭窒化物含有サーメット焼結体
を製造する方法を提供することにある。Accordingly, a first object of the present invention is to provide a TiC having excellent fracture resistance and wear resistance regardless of the wear amount of the tool.
An object of the present invention is to provide an N cermet tool. A second object is to provide a method for producing a dense carbonitride-containing cermet sintered body having no altered phase.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めに、本発明のＴｉＣＮサーメット工具（第一発明）
は、第１の硬質相と 第２の硬質相と 結合相金属とか
らなるＴｉＣＮ基サーメット工具であって、該サーメッ
ト工具の逃げ面及びすくい面のいずれかにおいて表面か
ら深さ５μｍまでの表面部は、該第２の硬質相と該結合
相金属とからなり、該サーメット工具の表面から深さ５
μｍより内部は、内部に向かって該第２の硬質相が減少
するにつれて該第１の硬質相が増加する遷移部と、該遷
移部より内部の該第１の硬質相と該結合相金属とからな
る中心部とからなり、該サーメット全体の炭素と窒素の
合計量に対する窒素量の割合Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）が原子比で
０．２〜０．５の範囲にあり、該サーメット工具の表面
より深さ１００μｍまでの表面部の該結合相金属の量が
それより内部の該結合相金属の量より少なくなってお
り、該第１と第２の硬質相は、Ｔｉと、非Ｔｉ金属と、
炭素と、窒素とを有する化合物であり、該第１の硬質相
は、その中心に向かって、Ｔｉが増加し、非Ｔｉ金属が
減少する組成構造を有し、該第２の硬質相は、Ｔｉと非
Ｔｉ金属が均一に分散する組成構造を有するＴｉＣＮ基
サーメット工具である。To achieve the first object, a TiCN cermet tool according to the present invention (first invention)
Is a TiCN-based cermet tool composed of a first hard phase, a second hard phase, and a binder phase metal, and has a surface portion having a depth of 5 μm from the surface on either the flank face or the rake face of the cermet tool. Is composed of the second hard phase and the binder phase metal and has a depth of 5 mm from the surface of the cermet tool.
The inside of the transition portion, in which the first hard phase increases as the second hard phase decreases toward the inside, the first hard phase and the binder phase metal inside the transition portion. And the ratio N / (C + N) of the amount of nitrogen to the total amount of carbon and nitrogen in the entire cermet is in the range of 0.2 to 0.5 in atomic ratio. The amount of the binder phase metal at the surface up to a depth of 100 μm is less than the amount of the binder phase metal inside it, and the first and second hard phases comprise Ti, non-Ti metal,
A compound having carbon and nitrogen, wherein the first hard phase has a composition structure in which Ti increases and non-Ti metal decreases toward the center thereof, and the second hard phase includes: This is a TiCN-based cermet tool having a composition structure in which Ti and non-Ti metal are uniformly dispersed.
【０００９】同じく本発明のＴｉＣＮ基サーメット工具
（第二発明）は、全体の組成が、図１に示す三成分組成
図においてＴｉの炭化物(TiC)、窒化物(TiN)、炭窒化物
(TiCN)及びこれら２種以上からなる固溶体のうちから選
ばれる１種以上のＴｉ化合物４０〜６０重量％と、元素
周期律表の４ａ，５ａ、６ａ族金属から選ばれる１種以
上の非Ｔｉ金属の炭化物、窒化物、炭窒化物及びそれら
２種以上からなる固溶体の群から選ばれる１種以上から
なる非Ｔｉ金属化合物３０〜４０重量％と、Ｃｏ、Ｎｉ
及びＦｅのうちから選ばれる鉄族金属１種以上の結合相
金属１０〜２０重量％とによって囲まれる領域の組成を
有し、第１の硬質相と 第２の硬質相と 結合相金属と
からなるＴｉＣＮ基サーメット工具であって、該サーメ
ット工具の表面から深さ５μｍまでの表面部は、該第２
の硬質相と該結合相金属とからなり、該サーメット工具
の表面から深さ５μｍより内部は、内部に向かって該第
２の硬質相が減少し、該第１の硬質相が増加する遷移部
と、該遷移部より内部の該第１の硬質相と該結合相金属
とからなる中心部とからなり、該第１と第２の硬質相
は、Ｔｉと、該非Ｔｉ金属と、炭素と、窒素とを有する
化合物であり、該第１の硬質相は、その中心に向かっ
て、Ｔｉが増加し、該非Ｔｉ金属が減少する組成構造を
有し、該第２の硬質相は、Ｔｉと該非Ｔｉ金属が均一に
分散する組成構造を有するＴｉＣＮ基サーメット工具で
ある。Similarly, the TiCN-based cermet tool (second invention) of the present invention has a three-component composition diagram shown in FIG. 1 having a total composition of Ti carbide (TiC), nitride (TiN), and carbonitride.
(TiCN) and 40 to 60% by weight of one or more Ti compounds selected from solid solutions composed of two or more of these, and one or more non-Ti compounds selected from metals of Groups 4a, 5a and 6a of the Periodic Table of the Elements. 30-40% by weight of a non-Ti metal compound composed of at least one selected from the group consisting of metal carbides, nitrides, carbonitrides and solid solutions composed of two or more thereof, Co, Ni
And a composition of a region surrounded by 10 to 20% by weight of a binder phase metal of at least one iron group metal selected from the group consisting of a first hard phase, a second hard phase, and a binder phase metal. A cermet-based cermet tool having a surface portion extending from the surface of the cermet tool to a depth of 5 μm,
And a transition portion in which the second hard phase decreases toward the inside and the first hard phase increases from a depth of 5 μm from the surface of the cermet tool. And a central portion composed of the first hard phase and the binder phase metal inside the transition portion, wherein the first and second hard phases are composed of Ti, the non-Ti metal, carbon, A first hard phase having a composition structure in which Ti increases and the non-Ti metal decreases toward the center thereof, and the second hard phase includes Ti and the non-Ti metal. This is a TiCN-based cermet tool having a composition structure in which Ti metal is uniformly dispersed.
【００１０】そして、第二発明においては更に、炭素と
窒素の合計に対する窒素の割合（N/(C+N)）が原子比で
0.2〜0.5の範囲にあって、且つサーメット工具の表面よ
り深さ１００μｍまでの表面部の結合相金属の量がそれ
より内部の結合相金属の量より少なくなっている 。[0010] Then, even in the second invention, the ratio of nitrogen to the sum of the carbon and nitrogen (N / (C + N) ) in an atomic ratio of
The amount of the binder metal on the surface in the range of 0.2 to 0.5 and up to 100 μm deep from the surface of the cermet tool is smaller than the amount of the binder metal inside. .
【００１１】同じく好ましいのは、サーメット工具の表
面より100μmまでの硬質相の量がそれより内部の硬質相
の量より多い場合である。[0011] Also preferred is the case where the amount of hard phase up to 100 μm from the surface of the cermet tool is greater than the amount of hard phase inside it.
【００１２】さらに好ましいのは、炭素と窒素の合計に
対する窒素の割合（Ｎ／（Ｃ＋Ｎ））が原子比で０．２
〜０．５の範囲にあって、且つサーメット工具の表面よ
り深さ100μmまでの表面部の結合相金属の量がそれより
深さ３００μｍまで内部の結合相金属の量より少なく、
表面より深さ３００μｍから５００μｍまで内部の結合
相金属の量が表面より５００μｍを越える内部の結合相
金属の量より少なくなっている場合である。More preferably, the ratio of nitrogen to the total of carbon and nitrogen (N / (C + N)) is 0.2 in atomic ratio.
~ 0.5, and the amount of the binder metal on the surface up to a depth of 100 μm from the surface of the cermet tool is less than the amount of the binder metal inside it up to a depth of 300 μm,
This is the case where the amount of the internal binder metal from the depth of 300 μm to 500 μm below the surface is smaller than the amount of the internal binder metal more than 500 μm above the surface.
【００１３】さらに好ましいのは、遷移部においてサー
メット工具の内部に向かうにつれて結合相金属の量が増
加し硬質相の量が相対的に低下している場合である。More preferably, the amount of the binder phase metal increases and the amount of the hard phase relatively decreases toward the inside of the cermet tool at the transition portion.
【００１４】さらに好ましいのは、表面から深さ１００
μｍまでの結合相金属の量が表面から５００μｍを越え
る内部の結合相金属の量に対して１／２以下である場合
である。More preferably, the depth from the surface is 100
This is the case when the amount of binder phase metal up to μm is １ ／ or less with respect to the amount of internal binder phase metal exceeding 500 μm from the surface.
【００１５】さらに好ましいのは、表面から深さ１００
μｍまでの結合相金属の量が２〜６重量％であって、表
面から５００μｍを越える内部の結合相金属の量が７〜
２０重量％である場合である。More preferably, the depth from the surface is 100
the amount of binder phase metal up to μm is from 2 to 6% by weight and the amount of internal binder phase metal over 500 μm from the surface is from 7 to
20% by weight.
【００１６】上記構成を備える本発明サーメット工具
は、とくに切り込み量0.5〜1.5mm程度の仕上げ〜中仕上
げ切削において優れた耐欠損性及び耐摩耗性を示すこと
が実験的に確認された。これは、本発明サーメット工具
が、内部では硬質相が二重構造を有しているものの、表
面付近では均質化していることによると考えられる。It has been experimentally confirmed that the cermet tool of the present invention having the above-mentioned structure exhibits excellent chipping resistance and wear resistance, particularly in finishing to medium finishing cutting with a cut depth of about 0.5 to 1.5 mm. This is considered to be because the cermet tool of the present invention has a hard phase having a double structure inside, but is homogenized near the surface.
【００１７】TiC、TiNあるいは、その固溶体TiCNの含有
量が、40重量％未満では工具として実用的な耐摩耗性が
得られず、60％を越えると焼結性および耐欠損性が低下
するため、40〜60重量％の範囲とした。Ti以外の4a，5
a，6a族元素化合物は、30〜40重量％において良好な切
削性能が得られたためこの範囲とした。Ni，Co等の鉄族
金属は10重量％未満では工具として実用的な耐欠損性が
得られず、20重量％を越えると耐摩耗性が急激に低下す
るため10〜20重量％の範囲とした。If the content of TiC, TiN or its solid solution TiCN is less than 40% by weight, practical wear resistance as a tool cannot be obtained, and if it exceeds 60%, sinterability and chipping resistance decrease. , 40-60% by weight. 4a, 5 other than Ti
The group a and 6a element compounds fall within this range because good cutting performance was obtained at 30 to 40% by weight. If the iron group metal such as Ni or Co is less than 10% by weight, practical fracture resistance cannot be obtained as a tool, and if it exceeds 20% by weight, the wear resistance is rapidly reduced. did.
【００１８】また、結合相の量が、上記のように表面に
近づくにしたがって減少する傾斜組成となっている場
合、内部では結合相が十分存在するので工具全体として
の靱性を維持しつつ、表面に近づくにしたがって相対的
に硬質相の量が増大するので硬度が高くなる。このた
め、特に耐欠損性及び耐磨耗性に優れたものとなる。When the amount of the binder phase has a gradient composition that decreases as approaching the surface as described above, the binder phase is sufficiently present inside, so that the toughness of the tool as a whole is maintained while maintaining the toughness of the tool as a whole. , The amount of the hard phase relatively increases, so that the hardness increases. For this reason, it becomes particularly excellent in fracture resistance and abrasion resistance.
【００１９】上記ＴｉＣＮ基サーメット工具を製造する
適切な方法であると同時に、第二の目的を達成するため
の製造方法は、（１）図１に示す三成分組成図において
下記のＴｉ化合物４０〜５０重量％、下記の非Ｔｉの金
属化合物３０〜４０重量％及び下記の結合相金属１０〜
２０重量％で囲まれる領域の組成となり、かつ、その組
成において炭素と窒素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／
（Ｃ＋Ｎ））が原子比で０．２〜０．５の範囲となるよ
うに原料粉末を混合し、（２）かかる混合粉末を加圧成
形して成形体を作り、（３）この成形体を減圧ガス雰囲
気下、液相出現温度まで１〜３℃／分の昇温速度にて昇
温した後、（４）ガス分圧１００〜５００Ｔｏｒｒの不
活性ガスの雰囲気下、液相出現温度以上の温度にて焼成
して、工具に用いられるサーメット焼結体を作ることを
特徴とする。A suitable method for producing the above-mentioned TiCN-based cermet tool and a production method for attaining the second object are as follows: (1) The following Ti compounds 40 to 40 in the three-component composition diagram shown in FIG. 50% by weight, 30 to 40% by weight of the following non-Ti metal compound, and
The composition is a region surrounded by 20% by weight, and the ratio of nitrogen to the total of carbon and nitrogen (N /
(C + N)) is mixed with the raw material powder so that the atomic ratio is in the range of 0.2 to 0.5, (2) the mixed powder is pressed and formed into a compact, and (3) the compact is formed. Is heated to a liquid phase appearance temperature at a heating rate of 1 to 3 ° C./min under a reduced pressure gas atmosphere, and then (4) a liquid partial appearance temperature or higher under an inert gas atmosphere having a gas partial pressure of 100 to 500 Torr. The cermet is fired at the temperature described above to produce a cermet sintered body used for a tool.
【００２０】Ｔｉ化合物：Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒
化物及びそれら２種以上からなる固溶体の群から選ばれ
る１種以上の化合物 非Ｔｉ金属化合物：元素周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金
属のうちでＴｉを除いた金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物及びそれら２種以上からなる固溶体の群から選ばれる
１種以上の化合物 結合相金属：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ及びこれら２種以上から
なる合金の群から選ばれる１種以上の金属 ここで、好ましいのは、液相出現温度までの減圧ガス雰
囲気が窒素雰囲気であることを特徴とする。なお、液相
出現温度は、結合相成分の状態図から定められる。Ti compound: One or more compounds selected from the group consisting of Ti carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions composed of two or more of them. Non-Ti metal compounds: Metals of the periodic table 4a, 5a, 6a And at least one compound selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides and two or more solid solutions of metals excluding Ti. Binder phase metals: Co, Ni, Fe and two or more thereof. At least one metal selected from the group of alloys Here, preferably, the reduced pressure gas atmosphere up to the liquid phase appearance temperature is a nitrogen atmosphere. The liquid phase appearance temperature is determined from the phase diagram of the binder phase component.
【００２１】液相出現温度までは減圧雰囲気下において
1〜3℃／分程度の緩やかな昇温速度にて昇温することに
より気泡が排出されるので、焼結体表面近傍にマイクロ
ポアおよび結合相プールの発生を抑制することができ、
表面近傍に組織的欠陥の発生を抑制することができる。
また、原子比 N/(C+N)＝0.2〜0.5で配合したとき、焼結
体中では窒化物と炭化物が適当に共存するが、窒素雰囲
気にて昇温することにより、表面付近の硬質相が窒化物
に富む。そして、結合相成分は窒化物に濡れにくいの
で、比較的窒化物の乏しい内部に移動する。その結果と
して、結合相の量が上記のように表面に近づくにしたが
って減少する傾斜組成となり、焼結体表面部に結合相量
の少ない高硬度な領域が生成されると考えられる。Under a reduced pressure atmosphere up to the liquid phase appearance temperature
Bubbles are discharged by raising the temperature at a gradual heating rate of about 1 to 3 ° C./min, so that generation of micropores and a pool of binder phases near the surface of the sintered body can be suppressed,
Generation of a systematic defect near the surface can be suppressed.
In addition, when compounded at an atomic ratio of N / (C + N) = 0.2 to 0.5, nitrides and carbides coexist appropriately in the sintered body, but when the temperature is increased in a nitrogen atmosphere, the hardness near the surface increases. The phase is rich in nitride. Then, since the binder phase component is hardly wet by the nitride, it moves into the inside where the nitride is relatively poor. As a result, it is considered that the gradient composition decreases as the amount of the binder phase approaches the surface as described above, and a high-hardness region with a small amount of the binder phase is generated on the surface of the sintered body.
【００２２】さらに、液相出現温度において1時間保持
した後、最高温度まで100〜500Torrの不活性ガス圧力下
にて焼成を行うことにより、窒素含有サーメットにおい
て問題となる脱窒を抑制することができ切削性能に悪影
響を及ぼす脱窒に伴い生じるマイクロポアの生成やC/N
比の変動を抑制することができる。Further, after holding at the liquid phase appearance temperature for 1 hour, baking is performed under an inert gas pressure of 100 to 500 Torr up to the maximum temperature, so that denitrification which is a problem in the nitrogen-containing cermet can be suppressed. Generation of micropores and C / N caused by denitrification that adversely affect cutting performance
Fluctuation of the ratio can be suppressed.
【００２３】本発明は、以下の構成であっても良い。全
体の組成が、三成分組成図においてＴｉの炭化物(Ti
C)、窒化物(TiN)、炭窒化物(TiCN)及びこれら２種以上
からなる固溶体のうちから選ばれる１種以上のＴｉ化合
物４０〜６０重量％と、Ｔｉ以外の元素周期律表の４
ａ，５ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物及び
それら２種以上からなる固溶体の群から選ばれる１種以
上からなる非Ｔｉ金属化合物３０〜４０重量％と、Ｃ
ｏ、Ｎｉ及びＦｅのうちから選ばれる鉄族金属１種以上
の結合相金属１０〜２０重量％とによって囲まれる領域
の組成を有し、炭素と窒素の合計に対する窒素の割合
（N/(C+N)）が原子比で0.2〜0.5の範囲にあって、且つ
サーメット工具の表面より深さ１００μｍまでの表面部
の結合相金属の量がそれより内部の結合相金属の量より
少なくなっており、第１の硬質相と、第２の硬質相と、
結合相金属とからなるサーメット工具であって、該第１
の硬質相は、該Ｔｉ化合物と、該Ｔｉ以外の金属化合物
とからなり、該Ｔｉ化合物が該Ｔｉ以外の金属化合物に
よって覆われてなる２重構造を有し、該第２の硬質相
は、Ｔｉと、Ｔｉ以外の元素周期律表の4a,5a,6a族金属
から選ばれる１種以上の金属と、炭素と、窒素とを有す
る化合物であり、該サーメット工具の表面から深さ５μ
ｍまでは、該第２の硬質相と該結合相とからなり、表面
から深さ５００μｍより内部では、該第１の硬質相と該
結合相とからなるＴｉＣＮ基サーメット工具。The present invention may have the following configuration. The overall composition is a carbide of Ti (Ti
C), nitrides (TiN), carbonitrides (TiCN), and 40 to 60% by weight of one or more Ti compounds selected from solid solutions composed of two or more thereof, and 4 of the periodic table of elements other than Ti.
a non-Ti metal compound of 30 to 40% by weight selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides of a, 5a, and 6a group metals and solid solutions of two or more thereof;
o, having a composition of a region surrounded by 10 to 20% by weight of a binder phase metal of at least one iron group metal selected from Ni and Fe, and a ratio of nitrogen to the total of carbon and nitrogen
(N / (C + N)) is in the range of 0.2 to 0.5 in atomic ratio, and
Surface part up to 100 μm deep from the surface of the cermet tool
The amount of the binder phase metal is higher than the amount of the inner binder phase metal.
Less, a first hard phase, a second hard phase,
A cermet tool comprising a binder phase metal;
Has a double structure composed of the Ti compound and a metal compound other than the Ti, and the Ti compound is covered by the metal compound other than the Ti. A compound comprising Ti, at least one metal selected from metals of Groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table other than Ti, carbon, and nitrogen, and having a depth of 5 μm from the surface of the cermet tool.
A TiCN-based cermet tool comprising the second hard phase and the binder phase up to m, and the first hard phase and the binder phase at a depth of 500 μm from the surface to the inside.
【００２５】同じく以下の構成であっても良い。全体の
組成が、三成分組成図においてＴｉの炭化物(TiC)、窒
化物(TiN)、炭窒化物(TiCN)及びこれら２種以上からな
る固溶体のうちから選ばれる１種以上のＴｉ化合物４０
〜６０重量％と、Ｔｉ以外の元素周期律表の４ａ，５
ａ、６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物及びそれら
２種以上からなる固溶体の群から選ばれる１種以上から
なるＴｉ以外の金属化合物３０〜４０重量％と、Ｃｏ、
Ｎｉ及びＦｅのうちから選ばれる鉄族金属１種以上の結
合相金属１０〜２０重量％とによって囲まれる領域の組
成を有し、炭素と窒素の合計に対する窒素の割合（N/(C
+N)）が原子比で0.2〜0.5の範囲にあって、且つサーメ
ット工具の表面より深さ１００μｍまでの表面部の結合
相金属の量がそれより内部の結合相金属の量より少なく
なっており、第１の硬質相と、第２の硬質相と、結合相
金属とからなるサーメット工具であって、該第１の硬質
相は、該Ｔｉ化合物と、該Ｔｉ以外の金属化合物とから
なり、該Ｔｉ化合物が該Ｔｉ以外の金属化合物によって
覆われてなる２重構造を有し、該第２の硬質相は、Ｔｉ
と、Ｔｉ以外の元素周期律表の4a,5a,6a族金属から選ば
れる１種以上の金属と、炭素と、窒素とを有する化合物
であり、該サーメット工具の表面から深さ５μｍまで
は、該第２の硬質相と該結合相とからなり、表面から深
さ５μｍより内部は、内部に向かって該第２の硬質相が
減少し、該第１の硬質相が増加する遷移部と、該遷移部
より内部の該第１の硬質相と該結合相からなる中心部と
からなるＴｉＣＮ基サーメット工具。The following configuration may also be used. The total composition is one or more Ti compounds 40 selected from carbides (TiC), nitrides (TiN), carbonitrides (TiCN) and solid solutions of two or more of these in the ternary composition diagram.
６０60% by weight, and 4a, 5 of the periodic table of elements other than Ti
a, 30 to 40% by weight of a metal compound other than Ti selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides of group 6a metals, and solid solutions of two or more thereof, other than Ti;
It has a composition of a region surrounded by 10 to 20% by weight of a binder phase metal of at least one iron group metal selected from Ni and Fe, and a ratio of nitrogen to the total of carbon and nitrogen (N / (C
+ N)) is in the range of 0.2 to 0.5 in atomic ratio, and
Bonding of the surface part up to 100 μm deep from the surface of the cutting tool
Phase metal is less than the amount of internal binder phase metal
A cermet tool comprising a first hard phase, a second hard phase, and a binder phase metal, wherein the first hard phase comprises the Ti compound, a metal compound other than Ti, Having a double structure in which the Ti compound is covered with a metal compound other than the Ti, and wherein the second hard phase comprises Ti
And a compound having at least one metal selected from Group 4a, 5a, and 6a metals of the periodic table other than Ti, carbon, and nitrogen, and a depth of 5 μm from the surface of the cermet tool. A transition portion composed of the second hard phase and the binder phase, and having a depth of 5 μm from the surface, in which the second hard phase decreases toward the inside and the first hard phase increases, A TiCN-based cermet tool comprising the first hard phase inside the transition portion and a central portion composed of the binder phase.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】原料粉末として、平均粒径：1.5
μmのTiCN粉末（TiC/TiN=70/30)、平均粒径：1.0μmのT
iC粉末、平均粒径：1.4μmのTiN粉末、平均粒径:1.4μm
のNbC粉末、平均粒径：1.6μmのWC粉末、平均粒径:3.3
μmのMo2C粉末、平均粒径:3.0μmのNi粉末、平均粒径:
1.5μmのCo粉末を用意し、表１に示される配合組成にな
るように配合し、ボールミルにて72hr湿式混合し乾燥
後、マイクロワックス系バインダーを添加して混練し
た。その後、1.5ton/cm2の圧力にて圧粉体にプレス成形
することにより圧粉体A〜Iを作成し、脱バインダーを行
った。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As raw material powder, average particle size: 1.5
μm TiCN powder (TiC / TiN = 70/30), average particle size: 1.0μm T
iC powder, average particle diameter: 1.4 μm TiN powder, average particle diameter: 1.4 μm
NbC powder, average particle size: 1.6 μm WC powder, average particle size: 3.3
μm Mo 2 C powder, average particle size: 3.0 μm Ni powder, average particle size:
A 1.5 μm Co powder was prepared, blended to have the blending composition shown in Table 1, wet-mixed in a ball mill for 72 hours, dried, and then kneaded by adding a microwax binder. Thereafter, green compacts A to I were prepared by press-molding the green compacts at a pressure of 1.5 ton / cm 2 , and the binder was removed.
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２４】これらの表１に示される圧粉体A〜Iを焼成
炉に装入し、この焼成炉内を100Torr以下のN2雰囲気に
保ち表２に示される平均温度勾配にて液相出現温度であ
る1200℃まで昇温した。その後、表２に示される圧力の
不活性ガス雰囲気状態において昇温を続け最高温度1500
℃にて１時間保持した後、おおよそ650torrの不活性ガ
ス雰囲気において冷却することにより、ISO規格CNMG120
408（無研磨級スローアウエイチップ）の形状を有する
本発明サーメット製切削工具（以下、本発明工具とい
う）Ｎｏ．１〜９を製造した。The green compacts A to I shown in Table 1 were charged into a baking furnace, and the inside of the baking furnace was maintained in an N 2 atmosphere of 100 Torr or less, and a liquid phase appeared at an average temperature gradient shown in Table 2. The temperature was raised to 1200 ° C., the temperature. Thereafter, the temperature was continuously increased in an inert gas atmosphere having a pressure shown in Table 2 to a maximum temperature of 1500.
C. for 1 hour, and then cooled in an inert gas atmosphere of approximately 650 torr to obtain the ISO standard CNMG120
No. 408 (hereinafter, referred to as the present invention tool) having a shape of 408 (non-abrasive grade throwaway tip). 1-9 were produced.
【００２９】さらに、比較例として、同様の圧粉体を真
空雰囲気にて1200℃まで昇温し、その後10Torrの窒素雰
囲気において昇温を続け最高温度1500℃にて1時間保持
した後おおよそ650Torrの不活性ガス雰囲気において冷
却することにより、ISO規格CNMG120408形状を有する比
較用サーメット製切削工具（以下、比較工具という。）
Ｎｏ．１〜９を製造した。Further, as a comparative example, the temperature of the same green compact was raised to 1200 ° C. in a vacuum atmosphere, and then the temperature was raised in a nitrogen atmosphere of 10 Torr and maintained at a maximum temperature of 1500 ° C. for 1 hour. By cooling in an inert gas atmosphere, a cutting tool made of comparative cermet having the shape of ISO standard CNMG120408 (hereinafter referred to as comparative tool)
No. 1-9 were produced.
【００３０】[0030]
【表２】 [Table 2]
【００２４】このようにして製造された本発明工具およ
び比較工具について中央部を切断し、断面を鏡面研磨し
た後、逃げ面から0〜100μm、100〜300μm、300μm〜50
0μmおよび500μm以上内部の深さ範囲のマイクロビッカ
ース硬度（負荷加重200gf)を測定した。さらに、それぞ
れの深さ範囲における結合相量をEDSにて定量した。サ
ーメット工具全体の組成が配合組成と同一であることも
EDSにて確認した。また、硬質相粒子の構成をＳＥＭ及
びＥＤＳで同定したところ、本発明工具の場合、表面か
ら５μｍまでの硬質相粒子が４ａ，５ａ，６ａ族元素の
窒化物を主成分とする単一構造であり、それより内部で
はＴｉＣＮを中心として周囲に４ａ，５ａ，６ａ族元素
の炭窒化物が存在する複合構造又は２重構造となってい
たのに対して、比較工具の場合、表面も内部も複合構造
又は２重構造となっていた。After cutting the center part of the thus manufactured tool of the present invention and the comparative tool and polishing the cross-section to a mirror surface, 0 to 100 μm, 100 to 300 μm, and 300 μm to 50 μm from the flank.
Micro Vickers hardness (load load: 200 gf) in the depth range of 0 μm and 500 μm or more was measured. Further, the amount of the binding phase in each depth range was quantified by EDS. The composition of the entire cermet tool may be the same as the composition
Confirmed by EDS. Further, when the configuration of the hard phase particles was identified by SEM and EDS, in the case of the tool of the present invention, the hard phase particles up to 5 μm from the surface had a single structure mainly composed of a nitride of a 4a, 5a or 6a group element. There was a composite or double structure in which the carbonitrides of the 4a, 5a, and 6a group elements were present around TiCN, while the comparative tool had both a surface and an interior. It had a composite structure or a double structure.
【００３１】各深さ範囲における結合相量の測定結果を
表３及び表４に示すとともに、工具の焼き肌面からの深
さを横軸、表面から５００μｍ内部の結合相量を１００
％とした場合の結合相量を縦軸にとり、本発明工具Ｎ
ｏ．１及び比較工具Ｎｏ．１の測定値を打点したグラフ
を図３に示す。Tables 3 and 4 show the measurement results of the amount of the binder phase in each depth range. The depth from the burnt surface of the tool is shown on the horizontal axis, and the amount of the binder phase within 500 μm from the surface is shown as 100.
% Is plotted on the vertical axis, and the tool N of the present invention
o. 1 and comparative tool No. FIG. 3 shows a graph plotting the measured values of No. 1.
【００３２】[0032]
【表３】 [Table 3]
【００２４】[0024]
【表４】 表３及び表４から判るように、本発明工具は、表面から
500μmまでの深さ範囲における結合相量がそれより内部
の結合相量よりも低い。特に、表面から300μmまでの深
さ範囲における結合相量は内部の結合相量の１／２以
下、表面から100μmまでの深さ範囲における結合相量は
内部の結合相量の１／３以下となっていた。これに対し
て、比較工具は、結合相量が表面も内部も同等であっ
た。[Table 4] As can be seen from Tables 3 and 4, the tool of the present invention
The amount of binder phase in the depth range up to 500 μm is lower than the amount of binder phase inside it. In particular, the amount of the binder phase in the depth range from the surface to 300 μm is １ ／ or less of the amount of the inner binder phase, and the amount of the binder phase in the depth range from the surface to 100 μm is less than ３ of the amount of the inner binder phase. Had become. In contrast, the comparative tool had the same amount of binder phase both on the surface and inside.
【００３３】次に本発明工具および比較工具を用い、下
記の条件で高速切削を行い、切れ刃の逃げ面摩耗量を測
定した。その結果を表５に示す。 被削材 ：ＳＣＭ４３９(HB＝３００) 切削速度 ：３００（ｍ／ｍｉｎ） 送り量 ：０．１５（ｍｍ／ｒｅｖ） 切り込み量：１．５（ｍｍ） 切削時間 ：３（ｍｉｎ） 切削条件 ：連続乾式切削Next, using the tool of the present invention and the comparative tool, high-speed cutting was performed under the following conditions, and the flank wear of the cutting edge was measured. Table 5 shows the results. Workpiece: SCM439 (H B = 300) Cutting Speed: 300 (m / min) feed rate: 0.15 (mm / rev) Depth of cut: 1.5 (mm) Cutting Time: 3 (min) Cutting Conditions: Continuous dry cutting
【００２４】[0024]
【表５】 [Table 5]
【００２４】表５に示されるように、本発明工具の逃げ
面摩耗量は従来工具の摩耗量100％に対し70〜90％であ
った。これは前述のように、従来工具の結合相量が内部
から表面までほぼ一定の結合相量であるのに対し、本発
明工具の逃げ面から500μm以内の領域の結合相量が内部
よりも減少していることから、本発明工具の硬度が内部
から工具の逃げ面に向かって上昇していることによると
考えられる。As shown in Table 5, the flank wear of the tool of the present invention was 70 to 90% with respect to 100% of the wear of the conventional tool. This is because, as described above, the amount of the binder phase in the conventional tool is almost constant from the inside to the surface, while the amount of the binder phase in the area within 500 μm from the flank of the tool of the present invention is smaller than that in the inside. Therefore, it is considered that the hardness of the tool of the present invention increases from the inside toward the flank of the tool.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上のように本発明ＴｉＣＮ基サーメッ
ト工具は、耐欠損性及び耐磨耗性に優れるので、高硬度
材の高速仕上げ切削に適している。また、本発明製造方
法は、脱窒を抑制しつつ変質相を生じさせずに、ＴｉＮ
を含むＴｉＣ基サーメットを製造するので、本発明Ｔｉ
ＣＮ基サーメット工具の製造に適している。As described above, the TiCN-based cermet tool of the present invention is excellent in chipping resistance and abrasion resistance, and thus is suitable for high-speed finish cutting of a hard material. In addition, the production method of the present invention suppresses the denitrification and does not produce a deteriorated phase,
For producing a TiC-based cermet containing
Suitable for manufacturing CN-based cermet tools.
【図１】 Ｔｉ化合物とＴｉ以外の金属化合物と鉄族金
属との三成分組成図である。FIG. 1 is a ternary composition diagram of a Ti compound, a metal compound other than Ti, and an iron group metal.
【図２】 本発明ＴｉＣＮ基サーメット工具の構造を説
明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a TiCN-based cermet tool of the present invention.
【図３】 ＴｉＣＮ基サーメット工具の焼き肌面からの
距離と結合相量との関係を打点したグラフである。FIG. 3 is a graph plotting the relationship between the distance from the burnt surface of a TiCN-based cermet tool and the amount of a binder phase.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 27/14 C22C 1/05 C22C 29/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B23B 27/14 C22C 1/05 C22C 29/04
Claims (11)
金属とからなるＴｉＣＮ基サーメット工具であって、 該サーメット工具の逃げ面及びすくい面のいずれかにお
いて表面から深さ５μｍまでの表面部は、該第２の硬質
相と該結合相金属とからなり、 該サーメット工具の表面から深さ５μｍより内部は、 内部に向かって該第２の硬質相が減少するにつれて該第
１の硬質相が増加する遷移部と、 該遷移部より内部の該第１の硬質相と該結合相金属とか
らなる中心部とからなり、 該サーメット全体の炭素と窒素の合計量に対する窒素量
の割合Ｎ／（Ｃ＋Ｎ）が原子比で０．２〜０．５の範囲
にあり、 該サーメット工具の表面より深さ１００μｍまでの表面
部の該結合相金属の量がそれより内部の該結合相金属の
量より少なくなっており、 該第１と第２の硬質相は、 Ｔｉと、非Ｔｉ金属と、炭素と、窒素とを有する化合物
であり、 該第１の硬質相は、 その中心に向かって、Ｔｉが増加し、非Ｔｉ金属が減少
する組成構造を有し、 該第２の硬質相は、 Ｔｉと非Ｔｉ金属が均一に分散する組成構造を有するＴ
ｉＣＮ基サーメット工具。1. A TiCN-based cermet tool comprising a first hard phase, a second hard phase, and a binder phase metal, wherein the cermet tool has a flank face or a rake face with a depth of 5 μm from the surface. The surface portion of the cermet tool is composed of the second hard phase and the binder phase metal. From the surface of the cermet tool at a depth of 5 μm, the first hard phase decreases as the second hard phase decreases toward the inside. And a central portion comprising the first hard phase and the binder phase metal inside the transition portion, wherein the amount of nitrogen relative to the total amount of carbon and nitrogen in the entire cermet is The ratio N / (C + N) is in the range of 0.2 to 0.5 in atomic ratio, and the amount of the binder phase metal on the surface portion of the cermet tool up to a depth of 100 μm is smaller than the binder phase inside the cermet tool. Less than the amount of metal, the first The second hard phase is a compound having Ti, a non-Ti metal, carbon, and nitrogen. The first hard phase has a structure in which Ti increases toward the center and non-Ti metal decreases. The second hard phase has a composition structure in which Ti and non-Ti metal are uniformly dispersed.
iCN-based cermet tool.
これら２種以上からなる固溶体のうちから選ばれる１種
以上のＴｉ化合物４０〜６０重量％と、 元素周期律表の４ａ，５ａ、６ａ族金属から選ばれる１
種以上の非Ｔｉ金属の炭化物、窒化物、炭窒化物及びそ
れら２種以上からなる固溶体の群から選ばれる１種以上
からなる非Ｔｉ金属化合物３０〜４０重量％と、 Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅのうちから選ばれる鉄族金属１種以
上の結合相金属１０〜２０重量％とによって囲まれる領
域の組成を有し、炭素と窒素の合計に対する窒素の割合（N/(C+N)）が原
子比で0.2〜0.5の範囲にあって、且つサーメット工具の
表面より深さ１００μｍまでの表面部の結合相金属の量
がそれより内部の結合相金属の量より少なくなってお
り、 第１の硬質相と 第２の硬質相と 結合相金属とからな
るＴｉＣＮ基サーメット工具であって、 該サーメット工具の表面から深さ５μｍまでの表面部
は、該第２の硬質相と該結合相金属とからなり、 該サーメット工具の表面から深さ５μｍより内部は、 内部に向かって該第２の硬質相が減少し、該第１の硬質
相が増加する遷移部と、 該遷移部より内部の該第１の硬質相と該結合相金属とか
らなる中心部とからなり、 該第１と第２の硬質相は、 Ｔｉと、該非Ｔｉ金属と、炭素と、窒素とを有する化合
物であり、 該第１の硬質相は、 その中心に向かって、Ｔｉが増加し、該非Ｔｉ金属が減
少する組成構造を有し、 該第２の硬質相は、 Ｔｉと該非Ｔｉ金属が均一に分散する組成構造を有する
ＴｉＣＮ基サーメット工具。2. The composition according to claim 1, wherein the total composition is at least one selected from the group consisting of carbides (TiC), nitrides (TiN), carbonitrides (TiCN), and solid solutions of at least two of these in the three-component composition diagram. 40 to 60% by weight of a Ti compound selected from metals of Groups 4a, 5a and 6a of the Periodic Table of the Elements
30 to 40% by weight of a non-Ti metal compound of at least one selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides of at least one or more non-Ti metals and solid solutions of at least two of them; It has a composition of a region surrounded by 10 to 20% by weight of one or more binder group metals selected from iron group metals, and the ratio of nitrogen to the total of carbon and nitrogen (N / (C + N)) is
In the range of 0.2-0.5 in the ratio of the cermet tool
Amount of binder phase metal on the surface up to 100 μm deep from the surface
Is less than the amount of internal binder metal
Ri, a TiCN-base cermet tool composed of a binder phase metal and the first hard phase and the second hard phase, the surface portion to a depth of 5μm from the surface of the cermet tool, and the second hard phase A transition portion comprising the binder phase metal, wherein the second hard phase decreases toward the inside and the first hard phase increases from a depth of 5 μm from the surface of the cermet tool; A first hard phase and a central portion composed of the binder phase metal, the first and second hard phases each including Ti, the non-Ti metal, carbon, and nitrogen. The first hard phase has a composition structure in which Ti increases toward the center and the non-Ti metal decreases, and the second hard phase has a uniform structure of Ti and the non-Ti metal. A TiCN-based cermet tool having a compositional structure that disperses in a steel.
質相の量がそれより内部の硬質相の量より多い請求項１
〜２のいずれかに記載のＴｉＣＮ基サーメット工具。3. The amount of the hard phase up to 100 μm from the surface of the cermet tool is greater than the amount of the hard phase inside it.
3. The TiCN-based cermet tool according to any one of items 1 to 3.
の表面部の結合相金属の量がそれより深さ３００μｍま
で内部の結合相金属の量より少なく、表面より深さ３０
０μｍから５００μｍまで内部の結合相金属の量が表面
より５００μｍを越える内部の結合相金属の量より少な
くなっている請求項２に記載のＴｉＣＮ基サーメット工
具。(4) Up to 100 μm deep from the surface of the cermet tool
The amount of binder phase metal on the surface of
Less than the amount of internal binder phase metal at a depth of 30
From 0μm to 500μm the amount of internal binder phase metal is on the surface
Less than 500 μm internal binder phase metal
3. The TiCN-based cermet according to claim 2,
Utensils.
かうにつれて結合相金属の量が増加し硬質相の量が相対
的に低下している請求項１〜４のいずれかに記載のＴｉ
ＣＮ基サーメット工具。5. A according to any one of claims 1 to 4, the amount of the hard phase increases the amount of binding phase metal towards the interior of the cermet tool in the transition section is relatively lowered Ti
CN-based cermet tool.
の量が表面から５００μｍを越える内部の結合相金属の
量に対して１／２以下である請求項１〜５のいずれかに
記載のＴｉＣＮ基サーメット工具。6. A binding phase metal to a depth of 100μm from the surface amount according to any one of claims 1 to 5, 1/2 or less relative to the amount of binding phase metal of the internal exceeding 500μm from the surface TiCN based cermet tool.
の量が２〜６重量％であって、表面から５００μｍを越
える内部の結合相金属の量が７〜２０重量％である請求
項１〜６のいずれかに記載のＴｉＣＮ基サーメット工
具。7. The amount of binder phase metal from the surface to a depth of 100 μm is 2 to 6% by weight, and the amount of internal binder phase metal exceeding 500 μm from the surface is 7 to 20% by weight. A TiCN-based cermet tool according to any one of claims 1 to 6 .
合物４０〜５０重量％、下記の非Ｔｉの金属化合物３０
〜４０重量％及び下記の結合相金属１０〜２０重量％で
囲まれる領域の組成となり、かつ、その組成において炭
素と窒素の合計に対する窒素の割合（Ｎ／（Ｃ＋Ｎ））
が原子比で０．２〜０．５の範囲となるように原料粉末
を混合し、 （２）かかる混合粉末を加圧成形して成形体を作り、 （３）この成形体を減圧ガス雰囲気下、液相出現温度ま
で１〜３℃／分の昇温速度にて昇温した後、 （４）ガス分圧１００〜５００Ｔｏｒｒの不活性ガスの
雰囲気下、液相出現温度以上の温度にて焼成して、 工具に用いられるサーメット焼結体を得ることを特徴と
するＴｉＣＮ基サーメット工具の製造方法。 Ｔｉ化合物：Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物及びそれ
ら２種以上からなる固溶体の群から選ばれる１種以上の
化合物 非Ｔｉ金属化合物：元素周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金
属のうちでＴｉを除いた金属の炭化物、窒化物、炭窒化
物及びそれら２種以上からなる固溶体の群から選ばれる
１種以上の化合物 結合相金属：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ及びこれら２種以上から
なる合金の群から選ばれる１種以上の金属8. (1) In the three-component composition diagram, the following Ti compound 40 to 50% by weight, the following non-Ti metal compound 30
４０40% by weight and the following binder phase metal in a region surrounded by 10 組成 20% by weight, and the ratio of nitrogen to the total of carbon and nitrogen in the composition (N / (C + N))
The raw material powder is mixed such that the atomic ratio is in the range of 0.2 to 0.5. (2) The mixed powder is molded under pressure to form a compact. After raising the temperature to a liquid phase appearance temperature at a temperature rising rate of 1 to 3 ° C./min, (4) In an atmosphere of an inert gas having a gas partial pressure of 100 to 500 Torr, at a temperature higher than the liquid phase appearance temperature. A method for producing a TiCN-based cermet tool, comprising sintering to obtain a cermet sintered body used for a tool. Ti compound: at least one compound selected from the group consisting of Ti carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions composed of two or more of them. Non-Ti metal compounds: Among metals in the periodic table 4a, 5a, and 6a of the elemental periodic table. At least one compound selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides and two or more solid solutions of metals excluding Ti Binder phase metals: Co, Ni, Fe and alloys composed of two or more of these One or more metals selected from the group
雰囲気であることを特徴とする請求項８に記載のＴｉＣ
Ｎ基サーメット工具の製造方法。9. The TiC according to claim 8 , wherein the reduced pressure gas atmosphere up to the liquid phase appearance temperature is a nitrogen atmosphere.
A method for manufacturing an N-based cermet tool.
これら２種以上からなる固溶体のうちから選ばれる１種
以上のＴｉ化合物４０〜６０重量％と、 Ｔｉ以外の元素周期律表の４ａ，５ａ、６ａ族金属の炭
化物、窒化物、炭窒化物及びそれら２種以上からなる固
溶体の群から選ばれる１種以上からなる非Ｔｉ金属化合
物３０〜４０重量％と、 Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅのうちから選ばれる鉄族金属１種以
上の結合相金属１０〜２０重量％とによって囲まれる領
域の組成を有し、炭素と窒素の合計に対する窒素の割合（N/(C+N)）が原
子比で0.2〜0.5の範囲にあって、且つサーメット工具の
表面より深さ１００μｍまでの表面部の結合相金属の量
がそれより内部の結合相金属の量より少なくなってお
り、 第１の硬質相と、 第２の硬質相と、 結合相金属とからなるサーメット工具であって、 該第１の硬質相は、 該Ｔｉ化合物と、 該Ｔｉ以外の金属化合物とからなり、 該Ｔｉ化合物が該Ｔｉ以外の金属化合物によって覆われ
てなる２重構造を有し、 該第２の硬質相は、 Ｔｉと、 Ｔｉ以外の元素周期律表の4a,5a,6a族金属から選ばれる
１種以上の金属と、 炭素と、 窒素とを有する化合物であり、 該サーメット工具の表面から深さ５μｍまでは、該第２
の硬質相と該結合相とからなり、 表面から深さ５００μｍより内部では、該第１の硬質相
と該結合相とからなるＴｉＣＮ基サーメット工具。10. The total composition is at least one selected from carbides (TiC), nitrides (TiN), carbonitrides (TiCN), and solid solutions of at least two of these in a three-component composition diagram. And at least one selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions of two or more of metals belonging to groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table other than Ti. has a non-Ti metal compounds 30-40 wt%, Co, the composition of the region surrounded by the 10 to 20% by weight of iron group metal one or more binding phase metal selected from among Ni and Fe consisting of carbon The ratio of nitrogen to the total of nitrogen and nitrogen (N / (C + N))
In the range of 0.2-0.5 in the ratio of the cermet tool
Amount of binder phase metal on the surface up to 100 μm deep from the surface
Is less than the amount of internal binder metal
A cermet tool comprising a first hard phase, a second hard phase and a binder phase metal, wherein the first hard phase comprises the Ti compound and a metal compound other than Ti The Ti compound has a double structure in which the Ti compound is covered with a metal compound other than Ti, and the second hard phase is composed of Ti and a metal belonging to Group 4a, 5a, or 6a of the periodic table other than Ti. A compound having at least one selected metal, carbon, and nitrogen, wherein the depth of the second surface from the surface of the cermet tool is 5 μm;
A TiCN-based cermet tool comprising the first hard phase and the binder phase at a depth of 500 μm from the surface.
これら２種以上からなる固溶体のうちから選ばれる１種
以上のＴｉ化合物４０〜６０重量％と、 Ｔｉ以外の元素周期律表の４ａ，５ａ、６ａ族金属の炭
化物、窒化物、炭窒化物及びそれら２種以上からなる固
溶体の群から選ばれる１種以上からなるＴｉ以外の金属
化合物３０〜４０重量％と、 Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅのうちから選ばれる鉄族金属１種以
上の結合相金属１０〜２０重量％とによって囲まれる領
域の組成を有し、炭素と窒素の合計に対する窒素の割合（N/(C+N)）が原
子比で0.2〜0.5の範囲にあって、且つサーメット工具の
表面より深さ１００μｍまでの表面部の結合相金属の量
がそれより内部の結合相金属の量より少なくなってお
り、 第１の硬質相と、 第２の硬質相と、 結合相金属とからなるサーメット工具であって、 該第１の硬質相は、 該Ｔｉ化合物と、 該Ｔｉ以外の金属化合物とからなり、 該Ｔｉ化合物が該Ｔｉ以外の金属化合物によって覆われ
てなる２重構造を有し、 該第２の硬質相は、 Ｔｉと、 Ｔｉ以外の元素周期律表の4a,5a,6a族金属から選ばれる
１種以上の金属と、 炭素と、 窒素とを有する化合物であり、 該サーメット工具の表面から深さ５μｍまでは、該第２
の硬質相と該結合相とからなり、 表面から深さ５μｍより内部は、 内部に向かって該第２の硬質相が減少し、該第１の硬質
相が増加する遷移部と、該遷移部より内部の該第１の硬
質相と該結合相からなる中心部とからなるＴｉＣＮ基サ
ーメット工具。11. The total composition is at least one selected from the group consisting of a carbide of Ti (TiC), a nitride (TiN), a carbonitride (TiCN) and a solid solution comprising at least two of these in a three-component composition diagram. And at least one selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions of two or more of metals belonging to groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table other than Ti. A composition of a region surrounded by 30 to 40% by weight of a metal compound other than Ti consisting of: and 10 to 20% by weight of a binder phase metal of at least one iron group metal selected from Co, Ni and Fe; The ratio of nitrogen to the sum of carbon and nitrogen (N / (C + N))
In the range of 0.2-0.5 in the ratio of the cermet tool
Amount of binder phase metal on the surface up to 100 μm deep from the surface
Is less than the amount of internal binder metal
A cermet tool comprising a first hard phase, a second hard phase and a binder phase metal, wherein the first hard phase comprises the Ti compound and a metal compound other than Ti The Ti compound has a double structure in which the Ti compound is covered with a metal compound other than Ti, and the second hard phase is composed of Ti and a metal belonging to Group 4a, 5a, or 6a of the periodic table other than Ti. A compound having at least one selected metal, carbon, and nitrogen, wherein the depth of the second surface from the surface of the cermet tool is 5 μm;
A transition portion where the second hard phase decreases toward the inside and the first hard phase increases, and the transition portion includes a hard phase having a depth of 5 μm from the surface. A TiCN-based cermet tool comprising a more internal first hard phase and a central portion comprising the binder phase.
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