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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023144531
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】切削工具用超硬合金および該合金を用いた切削工具
(51)【国際特許分類】
C22C 29/02 20060101AFI20231003BHJP
C22C 1/051 20230101ALI20231003BHJP
B22F 3/24 20060101ALI20231003BHJP
B23B 27/14 20060101ALI20231003BHJP
【ＦＩ】
C22C29/02 A
C22C1/05 G
B22F3/24 102A
B23B27/14 B
B23B27/14 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022051547
(22)【出願日】2022-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100208568
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 孔一
(74)【代理人】
【識別番号】100204526
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 靖
(74)【代理人】
【識別番号】100139240
【弁理士】
【氏名又は名称】影山 秀一
(72)【発明者】
【氏名】河原 佳祐
(72)【発明者】
【氏名】市川 龍
(72)【発明者】
【氏名】五十嵐 誠
(72)【発明者】
【氏名】岡田 一樹
【テーマコード（参考）】
3C046
4K018
【Ｆターム（参考）】
3C046FF03
3C046FF10
3C046FF13
3C046FF19
3C046FF25
3C046FF32
3C046FF39
3C046FF40
3C046FF43
3C046FF44
3C046FF48
3C046FF50
3C046FF51
3C046FF53
3C046FF57
4K018AB02
4K018AB03
4K018AC01
4K018AD03
4K018BA04
4K018BB04
4K018BC12
4K018BC33
4K018CA02
4K018DA29
4K018DA31
4K018DA32
4K018FA06
4K018FA24
4K018KA15
(57)【要約】 （修正有）
【課題】耐欠損性と耐塑性変形性が向上した切削工具用超硬合金の提供。
【解決手段】ＣｏとＮｉの少なくとも１種を６．０～１１．０質量％、ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１～０．６質量％、ＴｉをＴｉＮに換算して１．０～５．０質量％、Ｍ（ＭはＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖの１種以上）をＭＣに換算して１．０～５．０質量％含有し、残部がＷＣ１と不可避的不純物からなり、第１固溶体相２、第２固溶体相３および結合相４を有し、ＷＣ、第１固溶体相および第２固溶体相を結合相が結合し、ＷＣの平均粒径ｒ１が、１．５０～３．５０μｍであり、第１固溶体相は、ＴｉＮを含み、その平均粒径をｒ２μｍとしたとき、ｒ２／ｒ１が、０．４０～０．６０で、第２固溶体相は、ＭＣとＭＣの窒化物を含み、その平均粒径をｒ３μｍとしたとき、ｒ３／ｒ１が０．０５～３５で、結合相は、ＣｏとＮｉの１種以上を含む切削工具用超硬合金。
【選択図】図１
【解決手段】ＣｏとＮｉの少なくとも１種を６．０～１１．０質量％、ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１～０．６質量％、ＴｉをＴｉＮに換算して１．０～５．０質量％、Ｍ（ＭはＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖの１種以上）をＭＣに換算して１．０～５．０質量％含有し、残部がＷＣ１と不可避的不純物からなり、第１固溶体相２、第２固溶体相３および結合相４を有し、ＷＣ、第１固溶体相および第２固溶体相を結合相が結合し、ＷＣの平均粒径ｒ１が、１．５０～３．５０μｍであり、第１固溶体相は、ＴｉＮを含み、その平均粒径をｒ２μｍとしたとき、ｒ２／ｒ１が、０．４０～０．６０で、第２固溶体相は、ＭＣとＭＣの窒化物を含み、その平均粒径をｒ３μｍとしたとき、ｒ３／ｒ１が０．０５～３５で、結合相は、ＣｏとＮｉの１種以上を含む切削工具用超硬合金。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切削工具用超硬合金であって、
ＣｏとＮｉの少なくとも１種を６．０質量％以上、１１．０質量％以下、
ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１質量％以上、０．６質量％以下、
ＴｉをＴｉＮに換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下、および、
Ｍ（Ｍは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖの少なくとも１種）をＭＣと換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下含有し、
残部がＷＣと不可避的不純物からなり、
第１固溶体相、第２固溶体相、および、結合相を有し、
前記ＷＣ、前記第１固溶体相、および、前記第２固溶体相を前記結合相が結合し、
前記ＷＣの平均粒径ｒ１が、１．５０μｍ以上、３．５０μｍ以下であり、
前記第１固溶体相は、前記ＴｉＮを含み、その平均粒径をｒ２μｍとしたとき、ｒ２／ｒ１が、０．４０以上、０．６０以下であり、
前記第２固溶体相は、前記ＭＣおよび前記ＭＣの窒化物を含み、その平均粒径をｒ３μｍとしたとき、ｒ３／ｒ１が０．０５以上、０．３５以下であり、
前記結合相は、前記Ｃｏと前記Ｎｉの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする切削工具用超硬合金。
ＣｏとＮｉの少なくとも１種を６．０質量％以上、１１．０質量％以下、
ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１質量％以上、０．６質量％以下、
ＴｉをＴｉＮに換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下、および、
Ｍ（Ｍは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖの少なくとも１種）をＭＣと換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下含有し、
残部がＷＣと不可避的不純物からなり、
第１固溶体相、第２固溶体相、および、結合相を有し、
前記ＷＣ、前記第１固溶体相、および、前記第２固溶体相を前記結合相が結合し、
前記ＷＣの平均粒径ｒ１が、１．５０μｍ以上、３．５０μｍ以下であり、
前記第１固溶体相は、前記ＴｉＮを含み、その平均粒径をｒ２μｍとしたとき、ｒ２／ｒ１が、０．４０以上、０．６０以下であり、
前記第２固溶体相は、前記ＭＣおよび前記ＭＣの窒化物を含み、その平均粒径をｒ３μｍとしたとき、ｒ３／ｒ１が０．０５以上、０．３５以下であり、
前記結合相は、前記Ｃｏと前記Ｎｉの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする切削工具用超硬合金。
【請求項2】
前記ｒ２に対する前記ｒ３の比、ｒ３／ｒ２が０．１０以上、０．６０以下であることを特徴とする請求項１に記載された切削工具用超硬合金。
【請求項3】
前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが前記第１固溶体相と前記第２固溶体相と接する界面長さの和に対して、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの占める割合（Ｒ）が２５％以上、４５％以下を占める
ことを特徴とする請求項１または２に記載された切削工具用超硬合金。
ことを特徴とする請求項１または２に記載された切削工具用超硬合金。
【請求項4】
請求項１～３のいずれかに記載の切削工具用超硬合金を用いたことを特徴とする切削工具。
【請求項5】
切れ刃に、被覆層を設けていることを特徴とする請求項４に記載された切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、切削工具用超硬合金および該合金を用いた切削工具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
金属材料の切削加工には、硬度が高く耐摩耗性に優れた超硬合金（ＷＣ基超硬合金）製切削工具が使用されている。しかし、切削条件によっては、強度不足が生じることがあり、この強度不足を補うために切削工具用超硬合金の提案がなされている。
【0003】
例えば、特許文献１には、Ｗと、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏの中の少なくとも１種とを含有してなる複合炭化物および／または複合炭窒化物のＢｌ型固溶体と炭化タングステンとでなる硬質相７５～９５ｍａｓｓ％と、残りＮｉおよび／またはＣｏを主成分とする結合相と不可避不純物とからなり、該硬質相は０．５μｍ以下の細粒が該硬質相全体の２０ｖｏｌ％以下および４．０μｍ以上の粗粒が該硬質相全体の２０ｖｏｌ％以下で、しかも該硬質相の平均粒径が１～３μｍであり、かつ該硬質相中の該炭化タングステンの平均粒径と該Ｂｌ型固溶体の平均粒径との比が０．８～１．２である超硬合金が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特公平７－１１０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、前記事情や提案を鑑みてなされたものであって、切削工具として用いたときに、耐欠損性と耐塑性変形性が向上した切削工具用超硬合金の提供を目的とする。
【0006】
また、本発明は、前記切削工具用超硬合金を切削工具として用いたとき、特に、フライス加工において、耐欠損性と耐塑性変形性が向上した切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施形態に係る切削工具用超硬合金は、
ＣｏとＮｉの少なくとも１種を６．０質量％以上、１１．０質量％以下、
ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１質量％以上、０．６質量％以下、
ＴｉをＴｉＮに換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下、および、
Ｍ（Ｍは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖの少なくとも１種）をＭＣと換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下含有し、
残部がＷＣと不可避的不純物からなり、
ＷＣ、第１固溶体相、第２固溶体相、および、結合相を有し、
前記ＷＣ、前記第１固溶体相、および、前記第２固溶体相を前記結合相が結合し、
前記ＷＣの平均粒径ｒ１が、１．５０μｍ以上、３．５０μｍ以下であり、
前記第１固溶体相は、前記ＴｉＮを含み、その平均粒径をｒ２μｍとしたとき、ｒ２／ｒ１が、０．４０以上、０．６０以下であり、
前記第２固溶体相は、前記ＭＣおよび前記ＭＣの窒化物を含み、その平均粒径をｒ３μｍとしたとき、ｒ３／ｒ１が０．０５以上、０．３５以下であり、
前記結合相は、前記Ｃｏと前記Ｎｉの少なくとも１種を含む。
ＣｏとＮｉの少なくとも１種を６．０質量％以上、１１．０質量％以下、
ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１質量％以上、０．６質量％以下、
ＴｉをＴｉＮに換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下、および、
Ｍ（Ｍは、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖの少なくとも１種）をＭＣと換算して１．０質量％以上、５．０質量％以下含有し、
残部がＷＣと不可避的不純物からなり、
ＷＣ、第１固溶体相、第２固溶体相、および、結合相を有し、
前記ＷＣ、前記第１固溶体相、および、前記第２固溶体相を前記結合相が結合し、
前記ＷＣの平均粒径ｒ１が、１．５０μｍ以上、３．５０μｍ以下であり、
前記第１固溶体相は、前記ＴｉＮを含み、その平均粒径をｒ２μｍとしたとき、ｒ２／ｒ１が、０．４０以上、０．６０以下であり、
前記第２固溶体相は、前記ＭＣおよび前記ＭＣの窒化物を含み、その平均粒径をｒ３μｍとしたとき、ｒ３／ｒ１が０．０５以上、０．３５以下であり、
前記結合相は、前記Ｃｏと前記Ｎｉの少なくとも１種を含む。
【0008】
前記切削工具用超硬合金について、次の（１）～（３）の一つ以上を満足してもよい。
【0009】
（１）前記ｒ２に対する前記ｒ３の比、ｒ３／ｒ２が０．１０以上、０．６０以下であること。
（２）前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが前記第１固溶体相と前記第２固溶体相と接する界面長さの和に対して、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの占める割合（Ｒ）が２５％以上、４５％以下を占めること。
（３）前記切削工具用超硬合金を用いた切削工具切れ刃に、被覆層を設けること。
（２）前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが前記第１固溶体相と前記第２固溶体相と接する界面長さの和に対して、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの占める割合（Ｒ）が２５％以上、４５％以下を占めること。
（３）前記切削工具用超硬合金を用いた切削工具切れ刃に、被覆層を設けること。
【発明の効果】
【0010】
前記切削工具用超硬合金は、耐塑性変形性が向上しており、切削工具として用いたとき耐欠損性、耐塑性変形性が向上し優れた耐久性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態に係る切削工具用超硬合金におけるスケルトン構造の模式図である。
【図2】切刃の逃げ面塑性変形量の一例を示す模式図である。なお、上図（すくい面）は平面図、下図（逃げ面）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明者は、切削加工、特に、フライス切削加工において、耐塑性変形性を向上させた切削工具用超硬合金を得るために検討を行った。例えば、当該合金において、硬質相の平均粒径を小さくし、結合相の占める割合を減らせば、硬さは向上し、耐塑性変形性が向上するものの、耐欠損性が足りず、一方、硬質相の平均粒径を大きくし、結合相の占める割合を増やすと、耐欠損性が上がるものの、耐塑性変形性が足りず、十分な耐久性を有しないことが判明した。
【0013】
そこで、検討を更に行ったところ、切削工具用超硬合金において硬質相としてＷＣと二種の固溶体相（第１固溶体相と第２固溶体相）を有する組織では、
ＷＣと第１固溶体相の平均粒径の比が適切な範囲にあれば、強固なスケルトン構造が形成され、耐塑性変形性を強化すること、
そして、ＷＣと第２固溶体相の平均粒径比が別の適切な範囲にあり、かつ、第２固溶体相が適切に分散していれば、硬質相と結合相の界面長が増えることによって、進展した亀裂が硬質相を迂回して結合相を経由する確率を高め、切削工具として用いたときの耐欠損性を向上させるとの新規な知見を得た。
ＷＣと第１固溶体相の平均粒径の比が適切な範囲にあれば、強固なスケルトン構造が形成され、耐塑性変形性を強化すること、
そして、ＷＣと第２固溶体相の平均粒径比が別の適切な範囲にあり、かつ、第２固溶体相が適切に分散していれば、硬質相と結合相の界面長が増えることによって、進展した亀裂が硬質相を迂回して結合相を経由する確率を高め、切削工具として用いたときの耐欠損性を向上させるとの新規な知見を得た。
【0014】
以下、本発明の切削工具用超硬合金（以下、超硬合金ということがある）および該超硬合金を用いた切削工具、特に、切削工具のミーリングカッターとして用いられる実施形態を中心にして、説明する。
【0015】
なお、本明細書、特許請求の範囲において、数値範囲を「Ｍ～Ｎ」（Ｍ、Ｎは共に数値）を用いて表現する場合、「Ｍ以上、Ｎ以下」と同義であって、その範囲は上限（Ｎ）および下限（Ｍ）の数値を含むものとし、上限値（Ｎ）のみに単位が記載されているときは、下限値（Ｍ）の単位も上限値（Ｎ）と同じ単位である。
【0016】
１．切削工具用超硬合金の組成
本実施形態に係る切削工具用超硬合金の組成の詳細は、次のとおりである。
本実施形態に係る切削工具用超硬合金の組成の詳細は、次のとおりである。
【0017】
（１）ＣｏとＮｉ
ＣｏとＮｉの１種以上の合計含有量は、６．０質量％以上、１１．０質量％以下であることが好ましい。
その理由は、６．０質量％未満であると切削工具として用いたときに十分な靱性を確保できず、耐欠損性が損なわれ、一方、１１．０質量％を超えると十分な硬さを確保できず、耐塑性変形性が低下するためである。
この合計含有量は、６．５質量％以上９．０質量％以下がより好ましい。
ＣｏとＮｉの１種以上の合計含有量は、６．０質量％以上、１１．０質量％以下であることが好ましい。
その理由は、６．０質量％未満であると切削工具として用いたときに十分な靱性を確保できず、耐欠損性が損なわれ、一方、１１．０質量％を超えると十分な硬さを確保できず、耐塑性変形性が低下するためである。
この合計含有量は、６．５質量％以上９．０質量％以下がより好ましい。
【0018】
ここで、ＣｏとＮｉは、主に結合相に存在し、結合相の主成分、すなわち、結合相を構成する全ての成分に対して、ＣｏとＮｉの１種以上が合計で５０原子％以上を占めている。
【0019】
結合相中には、硬質相の成分であるＷやＣ、その他の不可避的不純物が含まれていてもよい。さらに、結合相は、Ｃｒ、Ｔｉ、ＭＣのＭとして添加するＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖの１種以上を含んでいてもよい。これら元素が結合相中に存在するときは、結合相に固溶した状態であると推定される。
【0020】
（２）Ｃｒ
Ｃｒは、結合相中に固溶し、硬質相に含まれるＷＣの成長を抑制し、ＷＣを微細化させ、超硬合金を微粒・均粒組織とし、耐塑性変形性を向上させる働きがある。
そこで、ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１質量％以上、０．６質量％以下含有することが好ましい。その理由は、０．１質量％未満であると、結合相の強化が十分ではなく、満足する耐塑性変形性を得ることができず、一方、０．６質量％を超えると欠損が発生しやすくなるためである。
Ｃｒ３Ｃ２の含有量は０．１質量％以上０．３質量％以下が、より好ましい。
Ｃｒは、結合相中に固溶し、硬質相に含まれるＷＣの成長を抑制し、ＷＣを微細化させ、超硬合金を微粒・均粒組織とし、耐塑性変形性を向上させる働きがある。
そこで、ＣｒをＣｒ３Ｃ２に換算して０．１質量％以上、０．６質量％以下含有することが好ましい。その理由は、０．１質量％未満であると、結合相の強化が十分ではなく、満足する耐塑性変形性を得ることができず、一方、０．６質量％を超えると欠損が発生しやすくなるためである。
Ｃｒ３Ｃ２の含有量は０．１質量％以上０．３質量％以下が、より好ましい。
【0021】
（３）Ｔｉ
ＴｉはＴｉＮに換算して、１．０質量％以上、５．０質量％以下添加される。Ｔｉは、ＴｉＮとなって前述のスケルトン構造を強化する。Ｔｉの含有量が１．０質量％未満の含有量であると、スケルトン構造を強化する働きが十分でなく、一方、含有量が５．０質量％を超えるとＴｉＮが凝集しやすくなって欠損の起点になる。
ＴｉのＴｉＮに換算した含有量は、２．０質量％以上、４．０質量％以下がより好ましい。
ＴｉはＴｉＮに換算して、１．０質量％以上、５．０質量％以下添加される。Ｔｉは、ＴｉＮとなって前述のスケルトン構造を強化する。Ｔｉの含有量が１．０質量％未満の含有量であると、スケルトン構造を強化する働きが十分でなく、一方、含有量が５．０質量％を超えるとＴｉＮが凝集しやすくなって欠損の起点になる。
ＴｉのＴｉＮに換算した含有量は、２．０質量％以上、４．０質量％以下がより好ましい。
【0022】
なお、Ｔｉは第１固溶体相に含まれる。第１固溶体相において、Ｔｉは窒化物として存在するのが好ましいが、炭化物、炭窒化物としても存在してもよい。このとき、第１固溶体相は、Ｔｉの窒化物、炭化物、炭窒化物のそれぞれの単一相で構成されていても構わないし、それぞれが第１固溶体相中に混在していても構わない。そして、これらＴｉの窒化物、炭化物、炭窒化物の組成は化学量論的組成に限定されず、これらＴｉの窒化物、炭化物、炭窒化物の結晶構造はいずれも立方晶構造である。
【0023】
ただし、Ｔｉの含有量は、Ｔｉの窒化物、炭化物、炭窒化物が合金中に存在していても、便宜上ＴｉとＮが１：１で結合した窒化物（ＴｉＮ）としてのみ超硬合金中に存在すると仮定して含有量を規定している。
【0024】
（４）Ｍ
Ｍ（ＭはＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖから選ばれる１種以上）は、Ｍの炭化物、すなわち、ＭＣとして１．０質量％以上、５．０質量％未満で含有することが好ましい。
その理由は、１．０質量％未満であると、耐クレーター摩耗性が十分ではなく、一方、５．０質量％を超えると、ＭＣが凝集しやすくなって欠損の起点になるためである。
Ｍ（ＭはＴａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖから選ばれる１種以上）は、Ｍの炭化物、すなわち、ＭＣとして１．０質量％以上、５．０質量％未満で含有することが好ましい。
その理由は、１．０質量％未満であると、耐クレーター摩耗性が十分ではなく、一方、５．０質量％を超えると、ＭＣが凝集しやすくなって欠損の起点になるためである。
【0025】
ＭＣは第２固溶体相に含まれる。第２固溶体相は第１固溶体相に由来するＴｉＣ、ＴｉＮが含まれていてもよい。さらに、第２固溶体相には、第１固溶体相に含まれるＴｉの窒化物、及び炭窒化物、あるいは、焼結中の窒素雰囲気によって、Ｎが由来するため、ＭＣの一部は窒化物（ＭＣＮ）として存在していてもよい。しかし、合金中のＭ（金属原子）の含有量は、ＭがすべてＣと結合した状態の炭化物として、すなわち、ＭとＣが、１：１にて結合した炭化物と仮定して規定している。しかし、これらの炭化物は化学量論的な原子比で結合した炭化物に限定されず、ＭとＣが結合した複合炭化物を含む炭化物全てをいう。ＭＣＮも同様に、ＭとＣ、Ｎの総和が、Ｍ：(Ｃ＋Ｎ)＝１：１で結合した炭窒化物に限定されない。なお、これらの炭化物、炭窒化物の結晶構造は立方晶構造である。
【0026】
（５）ＷＣ
ＷＣは、第１固溶体相、第２固溶体相と共に構成する硬質相の主成分、すなわち、硬質相と判断される相（結晶）を構成する全ての成分に対してＷＣが５０原子％以上を占めている。硬質相には、更に、第１固溶体相の成分、第２固溶体相の成分、結合相の成分、および、製造工程で不可避的に混入する不可避的不純物が含まれていてもよい。また、ＷＣの結晶構造は六方晶構造であるため、第１固溶体相、第２固溶体相とは結晶構造が異なる。
ＷＣは、第１固溶体相、第２固溶体相と共に構成する硬質相の主成分、すなわち、硬質相と判断される相（結晶）を構成する全ての成分に対してＷＣが５０原子％以上を占めている。硬質相には、更に、第１固溶体相の成分、第２固溶体相の成分、結合相の成分、および、製造工程で不可避的に混入する不可避的不純物が含まれていてもよい。また、ＷＣの結晶構造は六方晶構造であるため、第１固溶体相、第２固溶体相とは結晶構造が異なる。
【0027】
（６）不可避的不純物
前記のように、硬質相、および、結合相は、それぞれ、製造工程で不可避的（意図せずに）に混入する不純物を含んでいてもよく、その量は切削工具用超硬合金全体を１００質量％として外数として０．３質量％以下が好ましい。
前記のように、硬質相、および、結合相は、それぞれ、製造工程で不可避的（意図せずに）に混入する不純物を含んでいてもよく、その量は切削工具用超硬合金全体を１００質量％として外数として０．３質量％以下が好ましい。
【0028】
そして、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、ＣｒおよびＣ等の含有量は、鏡面加工面に対し、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて、電子線を固体試料表面に照射し、発生する特性Ｘ線を分析することにより測定することができる。なお、鏡面加工は、例えば、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）、クロスセクションポリッシャー装置（ＣＰ装置）等を用いる。
【0029】
２．切削工具用超硬合金の組織
本実施形態の切削用超硬合金は、硬質相（ＷＣ、第１固溶体相、第２固溶体相）と結合相を有している。図１に、本実施形態に係るＷＣ（１）、第１固溶体相（２）、第２固溶体相（３）、および、結合相（４）からなるスケルトン構造を模式的に示す。
本実施形態の切削用超硬合金は、硬質相（ＷＣ、第１固溶体相、第２固溶体相）と結合相を有している。図１に、本実施形態に係るＷＣ（１）、第１固溶体相（２）、第２固溶体相（３）、および、結合相（４）からなるスケルトン構造を模式的に示す。
【0030】
図１に示すように、本実施形態に係る切削工具用超硬合金におけるスケルトン構造は、ＷＣ（１）の間に第１固溶体相（２）および第２固溶体相（３）が存在し、これらＷＣ（１）、第１固溶体相（２）および第２固溶体相（３）を結合相（４）が結合している。それぞれＷＣ（１）と異なる粒径比の第１固溶体相（２）および第２固溶体相（３）が存在することにより、第１固溶体相（２）は合金のスケルトン構造を高める働きをし、第二固溶体相（３）はその他硬質相と接せずに結合相中に分散し、亀裂の一例として、亀裂（５）が硬質相を迂回するように結合相を経由して進展するようになるため、切削工具として用いたときに耐欠損性と耐塑性変形性が向上する。
以下、これらの相について説明する。
以下、これらの相について説明する。
【0031】
（１）ＷＣ
ＷＣの平均粒径ｒ１は、１．５０μｍ以上、３．５０μｍ以下であることが好ましい。この範囲とする理由は、平均粒径が１．５０μｍ未満であると切削工具用超硬合金が硬くなり耐欠損性が損なわれ、一方、３．５０μｍを超えると硬さが低下して切削工具として用いたときの耐塑性変形性が損なわれるためである。
ＷＣの平均粒径ｒ１は、１．５０μｍ以上、２．５０μｍ以下がより好ましい。
ＷＣの平均粒径ｒ１は、１．５０μｍ以上、３．５０μｍ以下であることが好ましい。この範囲とする理由は、平均粒径が１．５０μｍ未満であると切削工具用超硬合金が硬くなり耐欠損性が損なわれ、一方、３．５０μｍを超えると硬さが低下して切削工具として用いたときの耐塑性変形性が損なわれるためである。
ＷＣの平均粒径ｒ１は、１．５０μｍ以上、２．５０μｍ以下がより好ましい。
【0032】
（２）第１固溶体相
第１固溶体相は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮを主成分（第１固溶体相を構成する全ての成分に対して、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮが５０原子％以上を占める）として含み、他にＷ、Ｃ、Ｍ、結合相の成分や不可避的不純物が含まれていてもよい。第１固溶体相の平均粒径をｒ２μｍとするとき、ｒ２／ｒ１が０．４０以上、０．６０以下であることが好ましい。その理由は、この範囲にあると、ＷＣと第１固溶体相が十分な強度を有するスケルトン構造を形成するためである。
第１固溶体相は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮを主成分（第１固溶体相を構成する全ての成分に対して、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮが５０原子％以上を占める）として含み、他にＷ、Ｃ、Ｍ、結合相の成分や不可避的不純物が含まれていてもよい。第１固溶体相の平均粒径をｒ２μｍとするとき、ｒ２／ｒ１が０．４０以上、０．６０以下であることが好ましい。その理由は、この範囲にあると、ＷＣと第１固溶体相が十分な強度を有するスケルトン構造を形成するためである。
【0033】
（３）第２固溶体相
第２固溶体相は、ＭＣ（ＴｉＣを含む）とＭＣＮ（ＴｉＣＮを含む）を主成分（第２固溶体相を構成する全ての成分に対して、ＭＣ、ＭＣＮが５０原子％以上を占める）として含み、他にＷ、Ｃ、結合相の成分や不可避的不純物が含まれていてもよい。第２固溶体相の平均粒径をｒ３μｍとするとき、ｒ３／ｒ１が０．０５以上、０．３５以下であることが好ましい。その理由は、この範囲にあると第２固溶体相が切削工具用超硬合金中に適切に分散して、切削工具として用いたときの耐欠損性を向上させるためである。
第２固溶体相は、ＭＣ（ＴｉＣを含む）とＭＣＮ（ＴｉＣＮを含む）を主成分（第２固溶体相を構成する全ての成分に対して、ＭＣ、ＭＣＮが５０原子％以上を占める）として含み、他にＷ、Ｃ、結合相の成分や不可避的不純物が含まれていてもよい。第２固溶体相の平均粒径をｒ３μｍとするとき、ｒ３／ｒ１が０．０５以上、０．３５以下であることが好ましい。その理由は、この範囲にあると第２固溶体相が切削工具用超硬合金中に適切に分散して、切削工具として用いたときの耐欠損性を向上させるためである。
【0034】
また、第１固溶体相の平均粒径ｒ２μｍと第２固溶体相の平均粒径ｒ３μｍとの間には、ｒ３／ｒ２が０．１０以上、０．６０以下の関係があることがより好ましい。その理由は、この範囲にあると、切削工具として用いたときの耐欠損性と耐塑性変形性が、より確実に、向上するためである。
【0035】
（４）界面長の比
第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれと接する界面長の長さの和に対して、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの占める割合（Ｒ）が２５％以上、４５％以下を占めることがより一層好ましい。３０％以上、４０％以下を占めることがさら一層に好ましい。
その理由は、この範囲にあると、耐欠損性と耐塑性変形性共に、より確実に、向上するためである。
第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれと接する界面長の長さの和に対して、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの占める割合（Ｒ）が２５％以上、４５％以下を占めることがより一層好ましい。３０％以上、４０％以下を占めることがさら一層に好ましい。
その理由は、この範囲にあると、耐欠損性と耐塑性変形性共に、より確実に、向上するためである。
【0036】
３．各相の測定
各相の平均粒径、各相が他相と接する界面長さの測定は以下のように行う。
各相の平均粒径、各相が他相と接する界面長さの測定は以下のように行う。
【0037】
（１）各相の鑑別
各相の鑑別は、切削工具用超硬合金の任意の表面または断面を鏡面加工し、その加工面に１視野として、例えば、２４μｍ（縦）×７２μｍ（横）で、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）と後方散乱電子回折（ＥＢＳＤ）を備えた走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、複数視野（例えば、５視野）を観察することによって行う。なお、鏡面加工は、例えば、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）、クロスセクションポリッシャー装置（ＣＰ装置）等を用いる。
各相の鑑別は、切削工具用超硬合金の任意の表面または断面を鏡面加工し、その加工面に１視野として、例えば、２４μｍ（縦）×７２μｍ（横）で、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）と後方散乱電子回折（ＥＢＳＤ）を備えた走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、複数視野（例えば、５視野）を観察することによって行う。なお、鏡面加工は、例えば、集束イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）、クロスセクションポリッシャー装置（ＣＰ装置）等を用いる。
【0038】
この複数の視野の観察により、４０００個以上のＷＣ、並びに、それぞれ５００個以上の第１固溶体相および第２固溶体相を、それぞれ、鑑別する。
【0039】
鑑別のため、例えば、ＯＩＭ（ＯＩＭ Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）結晶方位解析装置を用いて、ＥＢＳＤパターンの取込みとＥＤＳデータの同時取込みを行う。続いて、ＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓにて測定データを読み込み、各結晶粒について、各元素に対応する結晶粒内部の各測定点から得られたＥＤＳのカウント値を平均し、各結晶粒の各元素ＥＤＳ測定値とし、得られた測定値から各結晶粒の組成を導出する。得られたＥＢＳＤパターンから、第１固溶体相はｆｃｃ相と同定された結晶粒のうち、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮが５０原子％以上を占める相、結合相はｆｃｃ相と同定された結晶粒のうち、ＣｏとＮｉの１種以上が合計で５０原子％以上を占めている相、第２固溶体相はｆｃｃ相と同定された結晶粒のうち、それ以外の相、ＷＣはｈｃｐ相と同定された結晶粒のうち、ＷＣが５０原子％以上を占める相と判断する。
【0040】
（２）平均粒径（ｒ１、ｒ２、ｒ３）
前述のＥＢＳＤとＥＤＳの同時測定を用いて鑑別されたＷＣ、第１固溶体相、および、第２固溶体相のそれぞれの相ごとに各粒子の面積を求め、その面積に等しい円の直径を算出し、各粒子の直径と面積を乗算した値の総和を全粒子の面積の総和で除した値として各相の平均粒径ｒ１、ｒ２、ｒ３を求めるものである（［数１］を参照）。
前述のＥＢＳＤとＥＤＳの同時測定を用いて鑑別されたＷＣ、第１固溶体相、および、第２固溶体相のそれぞれの相ごとに各粒子の面積を求め、その面積に等しい円の直径を算出し、各粒子の直径と面積を乗算した値の総和を全粒子の面積の総和で除した値として各相の平均粒径ｒ１、ｒ２、ｒ３を求めるものである（［数１］を参照）。
【0041】
【数1】
【0042】
［数１］において、
Ｎ：測定視野内の各相の粒子の数
Ｄｉ：各相のｉ番目の粒子の粒径
Ａｉ：各相ｉ番目の粒子の面積（ΣＡｉは測定視野中の各相の全粒子の面積）
Ｄ：平均粒径（相ごとにｒ１、ｒ２、ｒ３である）
である。
Ｎ：測定視野内の各相の粒子の数
Ｄｉ：各相のｉ番目の粒子の粒径
Ａｉ：各相ｉ番目の粒子の面積（ΣＡｉは測定視野中の各相の全粒子の面積）
Ｄ：平均粒径（相ごとにｒ１、ｒ２、ｒ３である）
である。
【0043】
（３）相が他相と接する界面長さ
前述のＥＢＳＤとＥＤＳの同時測定、およびＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓによる解析によって鑑別されたＷＣ、第１固溶体相、および、第２固溶体相に基づいて、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれと接する界面長の長さを視野毎に測定し、その総和に対して前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの割合を算出する。そして、視野毎に算出された割合を平均し、Ｒとして求める。なお、隣接する測定点が同一の相であった場合、互いの測定点から得られた方位の差が５度以上であったときに、それら測定点２点の間の境界を界面とした。なお、ＯＩＭでは測定点の形状は正六角形であるが、測定点形状が正方形や正三角形であっても原理的には同等の結果が得られる。
前述のＥＢＳＤとＥＤＳの同時測定、およびＯＩＭ Ａｎａｌｙｓｉｓによる解析によって鑑別されたＷＣ、第１固溶体相、および、第２固溶体相に基づいて、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれと接する界面長の長さを視野毎に測定し、その総和に対して前記第１固溶体相と前記第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの割合を算出する。そして、視野毎に算出された割合を平均し、Ｒとして求める。なお、隣接する測定点が同一の相であった場合、互いの測定点から得られた方位の差が５度以上であったときに、それら測定点２点の間の境界を界面とした。なお、ＯＩＭでは測定点の形状は正六角形であるが、測定点形状が正方形や正三角形であっても原理的には同等の結果が得られる。
【実施例0044】
本発明の切削工具用超硬合金を切削工具（ミーリングカッター）に適用した場合について、実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0045】
１．原料粉
原料粉末として、平均粒径（ｄ５０）が１．５７～３．７６μｍのＷＣ粉末、平均粒径（ｄ５０）が、いずれも、１．００μｍのＣｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、０．５０～２．５０μｍのＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、ＴｉＣＮ粉末、０．１５～１．３２μｍのＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＨｆＣ粉末、および、ＶＣ粉末を用意した。
原料粉末として、平均粒径（ｄ５０）が１．５７～３．７６μｍのＷＣ粉末、平均粒径（ｄ５０）が、いずれも、１．００μｍのＣｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、０．５０～２．５０μｍのＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、ＴｉＣＮ粉末、０．１５～１．３２μｍのＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＨｆＣ粉末、および、ＶＣ粉末を用意した。
【0046】
このとき、ＷＣ粉末の平均粒径（ｄ５０）ｄ１μｍ、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、および、ＴｉＣＮ粉末を一つのグループとしたときの平均粒径（ｄ５０）ｄ２μｍ、また、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＨｆＣ粉末、および、ＶＣ粉末を一つのグループとしてみたときの平均粒径（ｄ５０）ｄ３μｍを、合金中のｒ２／ｒ１、ｒ３／ｒ１、ｒ３／ｒ２が好ましい範囲となるように調整した。
【0047】
具体的な例として、この調整は、０．４０≦ｄ２／ｄ１≦０．６２、０．０３≦ｄ３／ｄ１≦０．３６、０．０８≦ｄ３／ｄ２≦０．６２とすることが好ましいので、表１に示すように本実施例では、これらの範囲を満たすように調整した。
【0048】
ここで、グループｉの平均粒径ｄｉ（ｉ＝１～３）の求め方を説明する。グループｉに含まれる原料粉が１種類のときは（ｉ＝１のときは、常に１種類）、含まれる１種類の原料粉のｄ５０の値がｄｉとなる。
グループｉに含まれる原料粉が２種以上である場合は、グループｉに含まれる各原料粉の平均粒径（ｄ５０）の値に各原料粉の質量％と各原料粉の比重を乗算した値を、各原料粉の質量％と各原料粉の比重を乗算した値の総和で除した値として求める［数２を参照］。
グループｉに含まれる原料粉が２種以上である場合は、グループｉに含まれる各原料粉の平均粒径（ｄ５０）の値に各原料粉の質量％と各原料粉の比重を乗算した値を、各原料粉の質量％と各原料粉の比重を乗算した値の総和で除した値として求める［数２を参照］。
【0049】
【数2】
【0050】
［数２］において、
ｉ：１～３
ｄｉ：グループｉの平均粒径
ρｊ：グループｉに含まれる各素原料粉の比重値
ｗｊ：グループｉに含まれる各原料粉の質量％
ｄ’ｊ：グループｉに含まれる各原料粉のｄ５０値
Ｎ：グループｉに含まれる各原料粉末の種類
である。
ｉ：１～３
ｄｉ：グループｉの平均粒径
ρｊ：グループｉに含まれる各素原料粉の比重値
ｗｊ：グループｉに含まれる各原料粉の質量％
ｄ’ｊ：グループｉに含まれる各原料粉のｄ５０値
Ｎ：グループｉに含まれる各原料粉末の種類
である。
【0051】
次に、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、および、ＴｉＣＮ粉末に表面酸化処理を施し、粉末表面を酸化した。酸化処理は、大気炉中に素原料粉を入れ、ＴｉＣは、４００℃で４時間（酸化処理条件はこれに限らず、３５０～４５０℃で１～５時間であればよい）、ＴｉＮは、５００℃で４時間（酸化処理条件はこれに限らず、４５０～５５０℃で１～５時間であればよい）、ＴｉＣＮは、４５０℃で５時間（酸化処理条件はこれに限らず、４００～５００℃で１～５時間であればよい）の熱処理を行い、これら原料粉の表面をＴｉＯとした。ここで、ＴｉＯは化学量論組成に限定されないものであった。粉末表面の酸化処理は、これら粉末に他の元素が固溶することを防止するためのものである。
【0052】
２．混合
これらの粉末を、表１に示す割合で配合した。まず、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＨｆＣ粉末、および、ＶＣ粉末のみをボールミルを用い、回転数２０ｒｐｍで９時間混合した。
この混合物に、粉末表面に酸化処理を行ったＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、および、ＴｉＣＮ粉末を加え、さらに、回転数２０ｒｐｍで２時間混合した。
これらの粉末を、表１に示す割合で配合した。まず、ＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＨｆＣ粉末、および、ＶＣ粉末のみをボールミルを用い、回転数２０ｒｐｍで９時間混合した。
この混合物に、粉末表面に酸化処理を行ったＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、および、ＴｉＣＮ粉末を加え、さらに、回転数２０ｒｐｍで２時間混合した。
【0053】
３．成形
前記２．で得た混合物を１００ＭＰａの圧力にてプレス成形し、成形体を作製した。
前記２．で得た混合物を１００ＭＰａの圧力にてプレス成形し、成形体を作製した。
【0054】
４．焼結工程
つづいて、これらの圧粉成形体を、所定の温度で所定時間保持する液相焼結工程を行った。本実施例では、表３に示す条件、すなわち、１０～１００ｋＰａの窒素雰囲気中、１３５０～１４００℃の保持温度範囲まで加熱し、該保持温度で６０分の第１焼結を行う、その後１４００～１４５０℃で０．１Ｐａ以下の真空下で３０分の第２焼結した。その後、炉内を０．１Ｐａ以下の真空雰囲気に維持し、さらに、表３に示す条件（１１００～１２００℃まで２℃／分）で徐冷を行い、表４に示す超硬合金１～１０（以下、実施例１～１０という）を作製した。
つづいて、これらの圧粉成形体を、所定の温度で所定時間保持する液相焼結工程を行った。本実施例では、表３に示す条件、すなわち、１０～１００ｋＰａの窒素雰囲気中、１３５０～１４００℃の保持温度範囲まで加熱し、該保持温度で６０分の第１焼結を行う、その後１４００～１４５０℃で０．１Ｐａ以下の真空下で３０分の第２焼結した。その後、炉内を０．１Ｐａ以下の真空雰囲気に維持し、さらに、表３に示す条件（１１００～１２００℃まで２℃／分）で徐冷を行い、表４に示す超硬合金１～１０（以下、実施例１～１０という）を作製した。
【0055】
５．切削工程
焼結工程に続いて、焼結体を機械加工、研削加工し、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＳＮ１の形状に整え、表４に示す本発明の超硬合金製切削工具１～１０（以下、実施例工具１～１０という）を作製した。
焼結工程に続いて、焼結体を機械加工、研削加工し、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＳＮ１の形状に整え、表４に示す本発明の超硬合金製切削工具１～１０（以下、実施例工具１～１０という）を作製した。
【0056】
これに対して、比較例として比較例の超硬合金製切削工具１～８（以下、比較例工具１～８）を作製した。
その原料粉は、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、および、ＴｉＣＮ粉末に表面酸化処理を施しておらず、その製造工程は、第１焼結工程を行わず、表３の第２焼結工程条件に示すように、０．１Ｐａ以下の真空下、１３８０～１４４０℃で６０分間焼結を行い、８００℃まで５０℃／ｍｉｎ以上の急冷を行い、超硬合金焼結体を得た後、機械加工、研削加工し、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＳＮ１の形状に整え、表５に示す比較例の１～８として作製した。
その原料粉は、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣ粉末、および、ＴｉＣＮ粉末に表面酸化処理を施しておらず、その製造工程は、第１焼結工程を行わず、表３の第２焼結工程条件に示すように、０．１Ｐａ以下の真空下、１３８０～１４４０℃で６０分間焼結を行い、８００℃まで５０℃／ｍｉｎ以上の急冷を行い、超硬合金焼結体を得た後、機械加工、研削加工し、ＳＥＥＮ１２０３ＡＦＳＮ１の形状に整え、表５に示す比較例の１～８として作製した。
【0057】
このようにして作成した実施例１～１０および比較例１～８の断面を前述の方法で観察して成分の含有量、ＷＣの平均粒径（ｒ１）、第１固溶体相の平均粒径（ｒ２）、第２固溶体相の平均粒径（ｒ３）、および、
第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが第１固溶体相と第２固溶体相と接する界面長さの和に対して、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの占める割合（Ｒ％）を求め、その結果を表４（実施例）、表５（比較例）に示す。
なお、ピクセルの境界形状は正六角形であった。
第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれがＷＣと接する界面長さ、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さ、および、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが第１固溶体相と第２固溶体相と接する界面長さの和に対して、第１固溶体相と第２固溶体相のそれぞれが結合相と接する界面長さの占める割合（Ｒ％）を求め、その結果を表４（実施例）、表５（比較例）に示す。
なお、ピクセルの境界形状は正六角形であった。
【0058】
なお、不可避的不純物の含有量は、いずれの実施例、比較例とも前述の０．３質量％以下であることを確認した。
【0059】
【表1】
【0060】
【表2】
【0061】
【表3】
【0062】
表３において、「－」は該当する処理を実施しなかったことを示している。
【0063】
【表4】
【0064】
【表5】
【0065】
次に、前記実施例１～１０および比較例１～８の表面には、表６で示す原子比の組成を有する平均厚さの被覆層をＰＶＤ法で被覆形成し、実施例被覆工具１～１０および比較例被覆工具１～８を作製した。
【0066】
【表6】
【0067】
被覆層を有していない実施例工具１～５（実施例基体１～５）および比較例工具１～５（比較例基体１～５）に対し、以下の切削試験を行った。
＜乾式正面フライス加工、センターカット切削加工＞
被削材：ＳＣＭ４４０ 幅６０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのブロック材
カッタ径：１００ｍｍ
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
切り込み：１．０ｍｍ
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ
切削時間：２分
＜乾式正面フライス加工、センターカット切削加工＞
被削材：ＳＣＭ４４０ 幅６０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのブロック材
カッタ径：１００ｍｍ
切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ
切り込み：１．０ｍｍ
送り：０．３ｍｍ／ｒｅｖ
切削時間：２分
【0068】
被覆層を有する実施例被覆工具１～１０および比較例被覆工具１～８に対し、以下の切削試験を行った。
＜乾式正面フライス加工、センターカット切削加工＞
被削材：ＳＣＭ４４０ 幅６０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのブロック材
カッタ径：１００ｍｍ
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
切り込み：１．５ｍｍ
送り：１．０ｍｍ／ｒｅｖ
切削時間：５分
＜乾式正面フライス加工、センターカット切削加工＞
被削材：ＳＣＭ４４０ 幅６０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのブロック材
カッタ径：１００ｍｍ
切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ
切り込み：１．５ｍｍ
送り：１．０ｍｍ／ｒｅｖ
切削時間：５分
【0069】
前記切削加工試験後の、切れ刃の逃げ面塑性変形量を測定するとともに、切れ刃の損耗状態を観察した。なお、切れ刃の逃げ面塑性変形量は、工具の主切れ刃側逃げ面について、切れ刃から十分離れた位置で主切れ刃側逃げ面とすくい面が交差する稜線上に線分を引き、同線分を切れ刃部方向に延伸し、延伸した線分と切れ刃部稜線間の距離（延伸した線分の垂直方向）が最も離れている部分を測定し、切れ刃の逃げ面塑性変形量とした。また、逃げ面塑性変形量が０．０４ｍｍ以上であったとき、損耗状態を刃先変形とした。
表７、８に、これらの試験結果を示す。
表７、８に、これらの試験結果を示す。
【0070】
【表7】
【0071】
【表8】
【0072】
表７および表８において、「－」は、切削時間終了前に欠損が生じたことを示している。
【0073】
表７および８に示すように、実施例工具、実施例被覆工具は、寿命に影響を及ぼす欠損を生じず、かつ逃げ面塑性変形量が少なく、優れた切削性能を発現した。これに対して、比較例工具、比較例被覆工具は、所定の切削時間に置いて工具に欠損が発生したり、塑性変形が大きくなったりし、短時間の寿命であった。
【符号の説明】
【0074】
１ ＷＣ
２ 第１固溶体相
３ 第２固溶体相
４ 結合相
５ 亀裂
６ すくい面
７ 主切刃側逃げ面
８ 切刃
９ 切刃の逃げ面塑性変形量
１０ 延伸した線分
２ 第１固溶体相
３ 第２固溶体相
４ 結合相
５ 亀裂
６ すくい面
７ 主切刃側逃げ面
８ 切刃
９ 切刃の逃げ面塑性変形量
１０ 延伸した線分
【図1】
【図2】