知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2023148472
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】焼結体、及び切削工具
(51)【国際特許分類】
C22C 1/051 20230101AFI20231005BHJP
C22C 29/04 20060101ALI20231005BHJP
B22F 3/24 20060101ALI20231005BHJP
B23B 27/14 20060101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
C22C1/05 G
C22C29/04 Z
B22F3/24 102A
B23B27/14 B
B23B27/14 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022056513
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】523194617
【氏名又は名称】ＮＴＫカッティングツールズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】110000497
【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】櫛引 貫志
(72)【発明者】
【氏名】小嶋 恵人
(72)【発明者】
【氏名】豊田 亮二
【テーマコード（参考）】
3C046
4K018
【Ｆターム（参考）】
3C046FF02
3C046FF09
3C046FF10
3C046FF13
3C046FF38
3C046FF39
3C046FF40
3C046FF43
3C046FF45
3C046FF53
4K018AB01
4K018AB02
4K018AB03
4K018AC01
4K018AD04
4K018BA04
4K018BA09
4K018BA20
4K018BC13
4K018CA11
4K018DA31
4K018FA06
4K018FA08
4K018FA24
4K018KA15
(57)【要約】
【課題】高速加工下において耐摩耗性、耐熱性、及び耐欠損性に優れた焼結体及び切削工具を提供する。
【解決手段】
焼結体は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする硬質粒子と、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む結合相と、を含む。結合相は、さらにＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含む。焼結体は、表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、 Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、表面領域よりも内側の内部領域においてＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、以下の関係式（１）を満たす。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
【選択図】図１
【解決手段】
焼結体は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする硬質粒子と、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む結合相と、を含む。結合相は、さらにＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含む。焼結体は、表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、 Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、表面領域よりも内側の内部領域においてＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、以下の関係式（１）を満たす。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする硬質粒子と、
Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む結合相と、
を含む焼結体であって、
前記結合相は、さらにＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含み、
前記焼結体の表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、
前記焼結体の前記表面領域よりも内側の内部領域においてＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、
以下の関係式（１）を満たす焼結体。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む結合相と、
を含む焼結体であって、
前記結合相は、さらにＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含み、
前記焼結体の表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、
前記焼結体の前記表面領域よりも内側の内部領域においてＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、
以下の関係式（１）を満たす焼結体。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
【請求項2】
前記焼結体の前記表面領域において、前記硬質粒子と前記結合相と分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する前記結合相の含有率（質量％）をＭｓとし、
前記焼結体の前記内部領域において、前記硬質粒子と前記結合相と前記分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する前記結合相の含有率（質量％）をＭｉとし、
以下の関係式（２）を満たす請求項１に記載の焼結体。
０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８ …（２）
前記焼結体の前記内部領域において、前記硬質粒子と前記結合相と前記分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する前記結合相の含有率（質量％）をＭｉとし、
以下の関係式（２）を満たす請求項１に記載の焼結体。
０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８ …（２）
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の焼結体を用いた切削工具。
【請求項4】
請求項１又は請求項２に記載の焼結体を基材とし、前記基材の表面に被覆層を有する切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、焼結体、及び切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
炭化タングステンやチタン炭窒化物を主成分とする硬質相と、鉄族元素を主成分とする結合相とを備える超硬合金やサーメットを基材として用いた切削工具が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２００８／１４６８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、超硬合金やサーメットを基材とする切削工具は一般的に耐欠損性に優れるが、耐熱性に乏しく、高速加工に向いていないとされている。そこで、サーメットにおいては、表面における金属結合相量を制御することで、耐熱性の向上を図る構成が知られている。しかしながら、表面の結合相量を減らすだけでは、高速加工領域における摩耗、塑性変形等を抑えるまでには至っていない。一方で、切削抵抗の高い鋼材を高速加工する技術が求められている。
本開示は、上記実情を鑑みてなされたものであり、高速加工下において耐摩耗性、耐熱性、及び耐欠損性に優れた焼結体及び切削工具を提供することを目的とする。本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
本開示は、上記実情を鑑みてなされたものであり、高速加工下において耐摩耗性、耐熱性、及び耐欠損性に優れた焼結体及び切削工具を提供することを目的とする。本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
〔１〕ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする硬質粒子と、
Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む結合相と、
を含む焼結体であって、
前記結合相は、さらにＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含み、
前記焼結体の表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、 Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、
前記焼結体の前記表面領域よりも内側の内部領域において Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、
以下の関係式（１）を満たす焼結体。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む結合相と、
を含む焼結体であって、
前記結合相は、さらにＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含み、
前記焼結体の表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、 Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、
前記焼結体の前記表面領域よりも内側の内部領域において Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、
以下の関係式（１）を満たす焼結体。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
【0006】
〔２〕前記焼結体の前記表面領域において、前記硬質粒子と前記結合相と分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する前記結合相の含有率（質量％）をＭｓとし、
前記焼結体の前記内部領域において、前記硬質粒子と前記結合相と前記分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する前記結合相の含有率（質量％）をＭｉとし、
以下の関係式（２）を満たす請求項１に記載の焼結体。
０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８ …（２）
前記焼結体の前記内部領域において、前記硬質粒子と前記結合相と前記分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する前記結合相の含有率（質量％）をＭｉとし、
以下の関係式（２）を満たす請求項１に記載の焼結体。
０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８ …（２）
【0007】
〔３〕〔１〕または〔２〕に記載の焼結体を用いた切削工具。
【0008】
〔４〕〔１〕または〔２〕に記載の焼結体を基材とし、前記基材の表面に被覆層を有する切削工具。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、高速加工下において耐摩耗性、耐熱性、及び耐欠損性に優れた焼結体を提供する。
鉄（Ｆｅ）に対する耐反応性と硬度に優れるＴｉ化合物を主成分とした硬質相を含むことで、耐摩耗性に優れる焼結体となる。また、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含む結合相を有することで、結合相自体の耐熱性を向上できる。その結果、高速加工下においても、耐摩耗性と耐塑性変形性に優れた焼結体が得られる。高速加工化において、結合相の成分比率が焼結体の耐摩耗性及び耐塑性変形性の向上に寄与し、結合相中において高融点金属成分であるＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗを多く含むほど、焼結体の耐摩耗性及び耐塑性変形性が向上する。一方で、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの量が過剰となると、焼結体の耐欠損性が低下するといった懸念もある。そこで、焼結体の表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、焼結体の表面領域よりも内側の内部領域において Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１の関係式を満たすことで、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図ることができる。
焼結体の表面領域において、硬質粒子と結合相と分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）をＭｓとし、焼結体の内部領域において、硬質粒子と結合相と分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）をＭｉとし、０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８の関係式を満たす場合には、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図れる。これは、結合相の構成成分だけでなく結合相量も切削性能に寄与し、具体的には、結合相量が小さいほど焼結体の耐摩耗性及び耐塑性変形性を向上できるが、一方で耐欠損性が低下することによる。
本開示の焼結体を切削工具に供することで、耐摩耗性及び耐欠損性に優れた切削工具を提供できる。
切削工具の表面に被覆層が形成されている場合には、表面を硬質化するとともに被覆層に覆われた基材の酸化を抑制できるため、切削工具の耐摩耗性をより一層向上できる。
鉄（Ｆｅ）に対する耐反応性と硬度に優れるＴｉ化合物を主成分とした硬質相を含むことで、耐摩耗性に優れる焼結体となる。また、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含む結合相を有することで、結合相自体の耐熱性を向上できる。その結果、高速加工下においても、耐摩耗性と耐塑性変形性に優れた焼結体が得られる。高速加工化において、結合相の成分比率が焼結体の耐摩耗性及び耐塑性変形性の向上に寄与し、結合相中において高融点金属成分であるＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗを多く含むほど、焼結体の耐摩耗性及び耐塑性変形性が向上する。一方で、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの量が過剰となると、焼結体の耐欠損性が低下するといった懸念もある。そこで、焼結体の表面から２０μｍの深さまでの表面領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとし、焼結体の表面領域よりも内側の内部領域において Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとし、Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１の関係式を満たすことで、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図ることができる。
焼結体の表面領域において、硬質粒子と結合相と分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）をＭｓとし、焼結体の内部領域において、硬質粒子と結合相と分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）をＭｉとし、０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８の関係式を満たす場合には、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図れる。これは、結合相の構成成分だけでなく結合相量も切削性能に寄与し、具体的には、結合相量が小さいほど焼結体の耐摩耗性及び耐塑性変形性を向上できるが、一方で耐欠損性が低下することによる。
本開示の焼結体を切削工具に供することで、耐摩耗性及び耐欠損性に優れた切削工具を提供できる。
切削工具の表面に被覆層が形成されている場合には、表面を硬質化するとともに被覆層に覆われた基材の酸化を抑制できるため、切削工具の耐摩耗性をより一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「～」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「１０～２０」という記載では、下限値である「１０」、上限値である「２０」のいずれも含むものとする。すなわち、「１０～２０」は、「１０以上２０以下」と同じ意味である。
【0012】
１．焼結体
（１）焼結体の構成
焼結体は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする硬質粒子と、Ｃｏ（コバルト）及びＮｉ（ニッケル）の少なくとも１種を含む結合相と、を含む。結合相は、さらにＲｅ（レニウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）から選ばれる少なくとも１種を含む。
（１）焼結体の構成
焼結体は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする硬質粒子と、Ｃｏ（コバルト）及びＮｉ（ニッケル）の少なくとも１種を含む結合相と、を含む。結合相は、さらにＲｅ（レニウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）から選ばれる少なくとも１種を含む。
【0013】
（２）硬質粒子
硬質粒子は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ（チタン）元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする。ここで「主成分」とは、硬質粒子を１００体積％とした場合に、Ｔｉ化合物が６０体積％以上であることを意味する。Ｍは、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｈｆ（ハフニウム）から選択される少なくとも１種の元素が好ましい。中でも、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｗ（タングステン）から選択される少なくとも１種の元素がより好ましく、Ｔａ及び／又はＮｂであることがさらに好ましい。なお、硬質粒子を構成する元素の組成比は、特に限定されない。
硬質粒子は、単一組成の粒子であっても良いし、複数成分を含む粒子（例えばコアリム構造の粒子）であってもよい。ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）を構成する元素の組成比は、特に限定されない。例えば、ＴｉＣＮにおけるＣ、Ｎの比率は限
定されないし、ＣやＮは非化学量比でもよい。硬質粒子は、１種のみ存在してもよく、複数種存在していてもよい。複数種存在しているとは、元素Ｍが異なる（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）粒子が一緒に存在していることを意味するほか、元素Ｍは同一であるが、粒子を構成するＴｉ，Ｍ，Ｃ，Ｎの組成比が異なる（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）粒子が一緒に存在していることも意味する。
なお、炭素の組成比ＸＣと窒素の組成比ＸＮとは、被削材に含まれる鉄に対する耐反応性の観点から、（ＸＮ／（ＸＣ＋ＸＮ））で表される比率において、０．１０～０．９０の範囲が好ましく、０．２０～０．８０の範囲がより好ましく、０．３０～０．７０の範囲が更に好ましい。
チタンの組成比ＸＴｉと金属元素Ｍの組成比ＸＭとは、硬度の観点から、（ＸＴｉ／（ＸＴｉ＋ＸＭ））で表される比率において０．４０～０．９５の範囲が好ましく、０．５０～０．９５の範囲がより好ましく、０．７０～０．９５の範囲が更に好ましい。
焼結体における各物質の含有率（体積％）は、蛍光Ｘ線分析法等により各元素の量を求めることで算出できる。
硬質粒子は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、又は（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）（Ｍは周期表の４～６族に属する元素（Ｔｉ（チタン）元素を除く）から選ばれる１種以上）を主成分とする。ここで「主成分」とは、硬質粒子を１００体積％とした場合に、Ｔｉ化合物が６０体積％以上であることを意味する。Ｍは、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｈｆ（ハフニウム）から選択される少なくとも１種の元素が好ましい。中でも、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｗ（タングステン）から選択される少なくとも１種の元素がより好ましく、Ｔａ及び／又はＮｂであることがさらに好ましい。なお、硬質粒子を構成する元素の組成比は、特に限定されない。
硬質粒子は、単一組成の粒子であっても良いし、複数成分を含む粒子（例えばコアリム構造の粒子）であってもよい。ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）を構成する元素の組成比は、特に限定されない。例えば、ＴｉＣＮにおけるＣ、Ｎの比率は限
定されないし、ＣやＮは非化学量比でもよい。硬質粒子は、１種のみ存在してもよく、複数種存在していてもよい。複数種存在しているとは、元素Ｍが異なる（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）粒子が一緒に存在していることを意味するほか、元素Ｍは同一であるが、粒子を構成するＴｉ，Ｍ，Ｃ，Ｎの組成比が異なる（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）粒子が一緒に存在していることも意味する。
なお、炭素の組成比ＸＣと窒素の組成比ＸＮとは、被削材に含まれる鉄に対する耐反応性の観点から、（ＸＮ／（ＸＣ＋ＸＮ））で表される比率において、０．１０～０．９０の範囲が好ましく、０．２０～０．８０の範囲がより好ましく、０．３０～０．７０の範囲が更に好ましい。
チタンの組成比ＸＴｉと金属元素Ｍの組成比ＸＭとは、硬度の観点から、（ＸＴｉ／（ＸＴｉ＋ＸＭ））で表される比率において０．４０～０．９５の範囲が好ましく、０．５０～０．９５の範囲がより好ましく、０．７０～０．９５の範囲が更に好ましい。
焼結体における各物質の含有率（体積％）は、蛍光Ｘ線分析法等により各元素の量を求めることで算出できる。
【0014】
焼結体における硬質粒子の含有率は、特に限定されない。硬質粒子は、耐摩耗性及び耐塑性変形性を高める観点から、硬質粒子、結合相、及び後述する分散粒子の合計を１００体積％としたとき、硬質粒子が７０体積％以上９５体積％以下であることが好ましく、硬質粒子が７５体積％以上９０体積％以下であることがより好ましく、硬質粒子が８０体積％以上８５体積％以下であることが更に好ましい。
【0015】
（３）結合相
結合相は、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む。結合相がＣｏ及びＮｉの少なくとも１種を含むことで、硬質粒子及び後述する分散粒子における粒子間の結合を強化することができる。そのため、焼結体の耐摩耗性及び耐欠損性を高めることができる。
結合相は、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１種を含む。結合相がＣｏ及びＮｉの少なくとも１種を含むことで、硬質粒子及び後述する分散粒子における粒子間の結合を強化することができる。そのため、焼結体の耐摩耗性及び耐欠損性を高めることができる。
【0016】
結合相は、さらにＲｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含む。これにより、結合相自体の耐熱性を高めることができる。その結果、高温下における硬度の低下を抑制でき、結合相の高温軟化を抑制できる。そのため、焼結体が組成変形し難くなる。
【0017】
結合相は、Ｃｏ、Ｒｅ、及びＭｏを含むことが好ましい。Ｍｏは、硬質粒子中に固溶し、これが硬質粒子と結合相の中間層として焼結体の耐欠損性を高めることができる。さらに、高融点金属である。また、結合相中に更にＲｅを含むことで、結合相の高温軟化をより一層抑制できる。そのため、焼結体が塑性変形し難くなる。
【0018】
焼結体は、耐摩耗性及び耐塑性変形性を高める観点から、硬質粒子、結合相、及び後述する分散粒子の合計を１００体積％としたとき、結合相が３体積％以上１２体積％以下であることが好ましく、結合相が５体積％以上８体積％以下であることが更に好ましい。
【0019】
（４）焼結体の表面領域及び内部領域の構成
焼結体における表面から２０μｍの深さまでの領域を表面領域とする。焼結体の表面領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとする。焼結体の表面領域におけるＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの各含有率（質量％）をＲｓ（Ｃｏ）、Ｒｓ（Ｎｉ）、Ｒｓ（Ｒｅ）、Ｒｓ（Ｒｕ）、Ｒｓ（Ｍｏ）、Ｒｓ（Ｗ）と表すと、Ｂｓ＝（Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｒｕ）＋Ｒｓ（Ｍｏ）＋Ｒｓ（Ｗ））／（Ｒｓ（Ｃｏ）＋Ｒｓ（Ｎｉ）＋Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｒｕ）＋Ｒｓ（Ｍｏ）＋Ｒｓ（Ｗ））となる。
焼結体における表面領域よりも内側の領域を内部領域とする。内部領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとする。内部領域におけるＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの各含有率（質量％）をＲｉ（Ｃｏ）、Ｒｉ（Ｎｉ）、Ｒｉ（Ｒｅ）、Ｒｉ（Ｒｕ）、Ｒｉ（Ｍｏ）、Ｒｉ（Ｗ）と表すと、Ｂｉ＝（Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｒｕ）＋Ｒｉ（Ｍｏ）＋Ｒｉ（Ｗ））／（Ｒｉ（Ｃｏ）＋Ｒｉ（Ｎｉ）＋Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｒｕ）＋Ｒｉ（Ｍｏ）＋Ｒ（Ｗ））となる。
ＢｓとＢｉは、以下の関係式（１）を満たす。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
ＢｓとＢｉが上記関係式（１）を満たすことで、ＢｉよりもＢｓを大きくすることができ、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図ることができる。
焼結体における表面から２０μｍの深さまでの領域を表面領域とする。焼結体の表面領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｓとする。焼結体の表面領域におけるＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの各含有率（質量％）をＲｓ（Ｃｏ）、Ｒｓ（Ｎｉ）、Ｒｓ（Ｒｅ）、Ｒｓ（Ｒｕ）、Ｒｓ（Ｍｏ）、Ｒｓ（Ｗ）と表すと、Ｂｓ＝（Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｒｕ）＋Ｒｓ（Ｍｏ）＋Ｒｓ（Ｗ））／（Ｒｓ（Ｃｏ）＋Ｒｓ（Ｎｉ）＋Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｒｕ）＋Ｒｓ（Ｍｏ）＋Ｒｓ（Ｗ））となる。
焼結体における表面領域よりも内側の領域を内部領域とする。内部領域において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合をＢｉとする。内部領域におけるＣｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの各含有率（質量％）をＲｉ（Ｃｏ）、Ｒｉ（Ｎｉ）、Ｒｉ（Ｒｅ）、Ｒｉ（Ｒｕ）、Ｒｉ（Ｍｏ）、Ｒｉ（Ｗ）と表すと、Ｂｉ＝（Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｒｕ）＋Ｒｉ（Ｍｏ）＋Ｒｉ（Ｗ））／（Ｒｉ（Ｃｏ）＋Ｒｉ（Ｎｉ）＋Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｒｕ）＋Ｒｉ（Ｍｏ）＋Ｒ（Ｗ））となる。
ＢｓとＢｉは、以下の関係式（１）を満たす。
Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１ …（１）
ＢｓとＢｉが上記関係式（１）を満たすことで、ＢｉよりもＢｓを大きくすることができ、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図ることができる。
【0020】
焼結体の表面領域において、硬質粒子と結合相との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）をＭｓとする。焼結体の表面領域における硬質粒子、結合相の含有率（質量％）を、それぞれＲｓ（硬質粒子）、Ｒｓ（結合相）、Ｒｓ（分散粒子）と表すと、Ｍｓ＝Ｒｓ（結合相）／（Ｒｓ（硬質粒子）＋Ｒｓ（結合相）＋Ｒｓ（分散粒子））となる。
内部領域において、硬質粒子と結合相との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）をＭｉとする。内部領域における硬質粒子、結合相の含有率（質量％）を、それぞれＲｉ（硬質粒子）、Ｒｉ（結合相）、Ｒｉ（分散粒子）と表すと、Ｍｉ＝Ｒｉ（結合相）／（Ｒｉ（硬質粒子）＋Ｒｉ（結合相）＋Ｒｉ（分散粒子））となる。
ＭｓとＭｉは、以下の関係式（２）を満たす。
０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８ …（２）
ＭｓとＭｉが上記関係式（２）を満たすことで、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図れる。これは、結合相の構成成分だけでなく結合相量も切削性能に寄与し、具体的には、結合相量が小さいほど耐摩耗性及び耐塑性変形性を向上できるが、一方で耐欠損性が低下することによる。
内部領域において、硬質粒子と結合相との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）をＭｉとする。内部領域における硬質粒子、結合相の含有率（質量％）を、それぞれＲｉ（硬質粒子）、Ｒｉ（結合相）、Ｒｉ（分散粒子）と表すと、Ｍｉ＝Ｒｉ（結合相）／（Ｒｉ（硬質粒子）＋Ｒｉ（結合相）＋Ｒｉ（分散粒子））となる。
ＭｓとＭｉは、以下の関係式（２）を満たす。
０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８ …（２）
ＭｓとＭｉが上記関係式（２）を満たすことで、焼結体の耐欠損性と耐摩耗性及び耐塑性変形性の両立を図れる。これは、結合相の構成成分だけでなく結合相量も切削性能に寄与し、具体的には、結合相量が小さいほど耐摩耗性及び耐塑性変形性を向上できるが、一方で耐欠損性が低下することによる。
【0021】
焼結体において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）に対する、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの合計の含有率（質量％）の割合は、連続的に変化している。焼結体において、硬質粒子と結合相と分散粒子との合計の含有率（質量％）に対する結合相の含有率（質量％）は、連続的に変化している。
【0022】
（５）分散粒子
焼結体は、上記硬質粒子の他に、硬質粒子と固溶体を形成しない独立の粒子（分散粒子）を含んでもよい。焼結体は、分散粒子を含むことで、高温・高負荷環境下における硬質粒子の移動が妨げられるため、耐塑性変形性の向上に寄与できる。分散粒子は、化学的に安定なＡｌを含むことで、耐摩耗性向上が図れるため、好ましい。Ａｌを含む分散粒子は、焼結体中に分散して存在し、硬質粒子の粒成長を抑制する。以下、Ａｌを含む粒子を分散粒子とも称する。
分散粒子は、Ａｌの窒化物、酸化物、及び酸窒化物のうちの１種以上からなる粒子が例示される。例えば、ＡｌＮ粒子（窒化アルミニウム粒子）、Ａｌ２Ｏ３粒子（酸化アルミニウム粒子）、及びＡｌＯＮ粒子（酸窒化アルミニウム粒子）のうちの１種以上からなることが示される。
焼結体は、上記硬質粒子の他に、硬質粒子と固溶体を形成しない独立の粒子（分散粒子）を含んでもよい。焼結体は、分散粒子を含むことで、高温・高負荷環境下における硬質粒子の移動が妨げられるため、耐塑性変形性の向上に寄与できる。分散粒子は、化学的に安定なＡｌを含むことで、耐摩耗性向上が図れるため、好ましい。Ａｌを含む分散粒子は、焼結体中に分散して存在し、硬質粒子の粒成長を抑制する。以下、Ａｌを含む粒子を分散粒子とも称する。
分散粒子は、Ａｌの窒化物、酸化物、及び酸窒化物のうちの１種以上からなる粒子が例示される。例えば、ＡｌＮ粒子（窒化アルミニウム粒子）、Ａｌ２Ｏ３粒子（酸化アルミニウム粒子）、及びＡｌＯＮ粒子（酸窒化アルミニウム粒子）のうちの１種以上からなることが示される。
【0023】
分散粒子は、ＡｌＮ粒子であることが好ましい。ＡｌＮ粒子は、焼結体を用いてなる切削工具の熱伝導率を増加させ、熱膨張率を低下できる。よって、分散粒子としてＡｌＮ粒子を含むことで、高速加工下においてより優れた耐摩耗性と耐欠損性を発揮でき、工具の寿命が向上する。
【0024】
分散粒子の含有率は、特には限定されない。分散粒子の含有量は、焼結体全体を１００体積％とした場合に、２体積％以上２５体積％以下が好ましく、５体積％以上１０体積％以下が更に好ましい。分散粒子の含有率がこのような範囲であれば、高速加工下における拡散摩耗を抑制できるため、工具の耐摩耗性を高めることができる。また、結合相の高融点化（耐熱化）に伴い製造時の焼成温度が高温化しても、硬質粒子の粒成長を効果的に抑制でき、組織細分化が図れるため、工具の耐摩耗性と耐欠損性を高めることができる。
【0025】
２．焼結体の製造方法
焼結体の製造方法は特に限定されない。焼結体の製造方法の一例を以下に示す。
焼結体の製造方法は特に限定されない。焼結体の製造方法の一例を以下に示す。
【0026】
（１）原料
原料として次の原料粉末を使用する。
・Ｔｉ炭窒化物系原料粉末
・ＴａＣ粉末（炭化タンタル粉末）、ＮｂＣ粉末（炭化ニオブ粉末）、及びＷＣ粉末（炭化タングステン粉末）から選択される１種以上の原料粉末、またはこれらの固溶体粉末
・ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ａｌ２Ｏ３粉末（酸化アルミニウム粉末）等の原料粉末
・Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｒｅ粉末、Ｒｕ粉末、Ｍｏ粉末、Ｗ粉末等の原料粉末
原料として次の原料粉末を使用する。
・Ｔｉ炭窒化物系原料粉末
・ＴａＣ粉末（炭化タンタル粉末）、ＮｂＣ粉末（炭化ニオブ粉末）、及びＷＣ粉末（炭化タングステン粉末）から選択される１種以上の原料粉末、またはこれらの固溶体粉末
・ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ａｌ２Ｏ３粉末（酸化アルミニウム粉末）等の原料粉末
・Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｒｅ粉末、Ｒｕ粉末、Ｍｏ粉末、Ｗ粉末等の原料粉末
【0027】
（２）焼成用粉末の準備
原料粉末を所定の配合割合になる様に秤量する。容器（例えば樹脂ポット等）の中に、原料粉末、球石（例えばＡｌ２Ｏ３球石）、及び溶媒（例えばアセトン）を入れて混合粉砕する。得られたスラリーは湯煎乾燥にて処理し、乾燥混合粉末を得る。
原料粉末を所定の配合割合になる様に秤量する。容器（例えば樹脂ポット等）の中に、原料粉末、球石（例えばＡｌ２Ｏ３球石）、及び溶媒（例えばアセトン）を入れて混合粉砕する。得られたスラリーは湯煎乾燥にて処理し、乾燥混合粉末を得る。
【0028】
（３）焼成
乾燥混合粉をプレス成型後、雰囲気焼成を行って焼結体を作製する。雰囲気焼成は、Ａｒ雰囲気下、またはＮ２雰囲気下で行う。
乾燥混合粉をプレス成型後、雰囲気焼成を行って焼結体を作製する。雰囲気焼成は、Ａｒ雰囲気下、またはＮ２雰囲気下で行う。
【0029】
（４）傾斜処理
得られた焼結体に傾斜処理（熱処理）を施す。傾斜処理は、Ａｒ雰囲気下、またはＮ２雰囲気下で行う。Ｍｓ／Ｍｉの値、及びＢｓ／Ｂｉの値は、配合組成、及び熱処理条件（熱処理温度、雰囲気圧力）によって制御できる。特に、結合相量の低減は、熱処理によって行うことができる。
得られた焼結体に傾斜処理（熱処理）を施す。傾斜処理は、Ａｒ雰囲気下、またはＮ２雰囲気下で行う。Ｍｓ／Ｍｉの値、及びＢｓ／Ｂｉの値は、配合組成、及び熱処理条件（熱処理温度、雰囲気圧力）によって制御できる。特に、結合相量の低減は、熱処理によって行うことができる。
【0030】
【0031】
焼結体２は、切削、研削、及び研磨の少なくとも１つの加工法によって形状や表面の仕上げを行って、切削工具１とすることができる。もちろん、これらの仕上げが不要であれば、焼結体２をそのまま切削工具１として用いてもよい。
【0032】
切削工具１は、焼結体２を基材として、基材の表面に被覆層７が形成されていてもよい。被覆層７は、特に限定されないが、例えば、チタン、ジルコニウム、クロム及びアルミニウムの炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸化物、酸窒化物、及び炭窒酸化物より選択される少なくとも１種の化合物からなることが好ましい。被覆層７が形成されると、切削工具１の表面硬度が増加すると共に、被覆層７に覆われた基材の酸化を抑制できるため、切削工具１の耐摩耗性を向上できる。
チタン、ジルコニウム、クロム及びアルミニウムの炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸化物、酸窒化物、及び炭窒酸化物より選択される少なくとも１種の化合物としては、特に限定されないが、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣｒＡｌＮ、ＣｒＡｌＮが好適な例として挙げられる。耐摩耗性の観点から、Ｔｉ系（例えばＴｉＣｒＡｌＮ、ＴｉＡｌＮ）がより好ましい。
被覆層７の形態は、単層膜であっても、複数の膜が積層した積層膜であってもよい。
被覆層７の厚みは、特に限定されない。被覆層７の厚みは、耐摩耗性の観点から、０．０２μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。
チタン、ジルコニウム、クロム及びアルミニウムの炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、炭酸化物、酸窒化物、及び炭窒酸化物より選択される少なくとも１種の化合物としては、特に限定されないが、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣｒＡｌＮ、ＣｒＡｌＮが好適な例として挙げられる。耐摩耗性の観点から、Ｔｉ系（例えばＴｉＣｒＡｌＮ、ＴｉＡｌＮ）がより好ましい。
被覆層７の形態は、単層膜であっても、複数の膜が積層した積層膜であってもよい。
被覆層７の厚みは、特に限定されない。被覆層７の厚みは、耐摩耗性の観点から、０．０２μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。
【実施例0033】
以下、実施例により本開示を更に具体的に説明する。
なお、実験例１～１１，１３，１４，１６，１７は実施例であり、実験例１２，１５は比較例である。
表において、実験例を「Ｎｏ．」を用いて示す。また、表において「※１２」のように、「※」が付されている場合には、比較例であることを示している。
なお、実験例１～１１，１３，１４，１６，１７は実施例であり、実験例１２，１５は比較例である。
表において、実験例を「Ｎｏ．」を用いて示す。また、表において「※１２」のように、「※」が付されている場合には、比較例であることを示している。
【0034】
１．実験例１～１７
実験例１～１７の各焼結体を作製し、これらの各焼結体を加工して、実験例１～１７の各切削工具とした。表１に示す配合組成では、含まれる成分の合計が１００体積％となっている。表１中、実験例３の配合組成の「（Ｔｉ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）－９％ＡｌＮ－８％（Ｃｏ，Ｒｅ，Ｍｏ）」は、（Ｔｉ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）、ＡｌＮ、（Ｃｏ，Ｒｅ，Ｍｏ）がそれぞれ８３体積％、９体積％、８体積％含まれていることを意味している。
実験例１～１７の各焼結体を作製し、これらの各焼結体を加工して、実験例１～１７の各切削工具とした。表１に示す配合組成では、含まれる成分の合計が１００体積％となっている。表１中、実験例３の配合組成の「（Ｔｉ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）－９％ＡｌＮ－８％（Ｃｏ，Ｒｅ，Ｍｏ）」は、（Ｔｉ，Ｎｂ）（Ｃ，Ｎ）、ＡｌＮ、（Ｃｏ，Ｒｅ，Ｍｏ）がそれぞれ８３体積％、９体積％、８体積％含まれていることを意味している。
【0035】
（１）原料粉末
以下に示す原料粉末を用いた。
Ｔｉ炭窒化物系原料粉末：平均粒径１．５μｍ以下
ＮｂＣ粉末：平均粒径１．５μｍ以下
ＡｌＮ粉末：平均粒径０．７μｍ以下
Ｃｏ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｎｉ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｒｅ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｒｕ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｍｏ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｗ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
以下に示す原料粉末を用いた。
Ｔｉ炭窒化物系原料粉末：平均粒径１．５μｍ以下
ＮｂＣ粉末：平均粒径１．５μｍ以下
ＡｌＮ粉末：平均粒径０．７μｍ以下
Ｃｏ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｎｉ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｒｅ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｒｕ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｍｏ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
Ｗ粉末：平均粒径５．０μｍ以下
【0036】
（２）焼結体（実験例１～１７）の作製
原料粉末を用いて混合粉末を調製し、混合粉末にアセトンを入れて、７２ｈｒ粉砕・混合した。粉砕・混合後、得られたスラリーを湯煎乾燥することで、アセトンの抜気を行い、乾燥混合粉末を調製した。得られた乾燥混合粉末を用いて、プレス成型後、雰囲気焼成を行って焼結体を作製した。雰囲気焼成の条件は、焼成温度１５００℃～１７５０℃、２時間、Ａｒ雰囲気下であった。得られた焼結体に対して、傾斜処理を行った。傾斜処理の条件は、焼成温度１４００℃～１５００℃、７０Ｐａ～２７０Ｐａ、Ａｒ雰囲気下であった。
Ｍｓ／Ｍｉの値、及びＢｓ／Ｂｉの値は、配合組成、及び傾斜処理の熱処理条件（熱処理温度、雰囲気圧力）によって制御した。
各実験例の配合組成（体積％）、結合相成分比（質量％）、傾斜条件を表１に示す。
原料粉末を用いて混合粉末を調製し、混合粉末にアセトンを入れて、７２ｈｒ粉砕・混合した。粉砕・混合後、得られたスラリーを湯煎乾燥することで、アセトンの抜気を行い、乾燥混合粉末を調製した。得られた乾燥混合粉末を用いて、プレス成型後、雰囲気焼成を行って焼結体を作製した。雰囲気焼成の条件は、焼成温度１５００℃～１７５０℃、２時間、Ａｒ雰囲気下であった。得られた焼結体に対して、傾斜処理を行った。傾斜処理の条件は、焼成温度１４００℃～１５００℃、７０Ｐａ～２７０Ｐａ、Ａｒ雰囲気下であった。
Ｍｓ／Ｍｉの値、及びＢｓ／Ｂｉの値は、配合組成、及び傾斜処理の熱処理条件（熱処理温度、雰囲気圧力）によって制御した。
各実験例の配合組成（体積％）、結合相成分比（質量％）、傾斜条件を表１に示す。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
（３）焼結体の表面領域及び内部領域の評価
実験例１～１７の焼結体に対して、最表層を含む断面を切り出し、鏡面加工を行った後、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて組成物を分析した。例えば、図３に示すように焼結体２を切断し、一方の分割体の断面５（焼結体２の断面５）を分析に用いた。図４は、焼結体２の断面５と、その一部を拡大して示す説明図である。断面５において、一側の縁５Ａに重なり、他側の縁５Ｂから１ｍｍ離間した領域を領域Ａとした。領域Ａにおいて、一側の縁５Ａに重なる２０μｍ×２０μｍの領域ＡＲ１と、一側の縁５Ａから１ｍｍ離間した領域ＡＲ２を分析に用いた。具体的には、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの成分量を測定し、焼結体におけるＴｉ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの各含有率（質量％）を算出した。そして、Ｂｓ／Ｂｉ及びＭｓ／Ｍｉの値を評価した。
実験例１～１７の焼結体に対して、最表層を含む断面を切り出し、鏡面加工を行った後、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて組成物を分析した。例えば、図３に示すように焼結体２を切断し、一方の分割体の断面５（焼結体２の断面５）を分析に用いた。図４は、焼結体２の断面５と、その一部を拡大して示す説明図である。断面５において、一側の縁５Ａに重なり、他側の縁５Ｂから１ｍｍ離間した領域を領域Ａとした。領域Ａにおいて、一側の縁５Ａに重なる２０μｍ×２０μｍの領域ＡＲ１と、一側の縁５Ａから１ｍｍ離間した領域ＡＲ２を分析に用いた。具体的には、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの成分量を測定し、焼結体におけるＴｉ、Ｎｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗの各含有率（質量％）を算出した。そして、Ｂｓ／Ｂｉ及びＭｓ／Ｍｉの値を評価した。
【0040】
例えば、実験例３の場合、Ｂｓ＝（Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｍｏ））／（Ｒｓ（Ｃｏ）＋Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｍｏ））であり、Ｂｉ＝（Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｍｏ））／（Ｒｉ（Ｃｏ）＋Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｍｏ））である。また、Ｍｓ＝（Ｒｓ（Ｃｏ）＋Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｍｏ））／（Ｒｓ（Ｔｉ）＋Ｒｓ（Ｎｂ）＋Ｒｓ（Ｃｏ）＋Ｒｓ（Ｒｅ）＋Ｒｓ（Ｍｏ））であり、Ｍｉ＝（Ｒｉ（Ｃｏ）＋Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｍｏ））／（Ｒｉ（Ｔｉ）＋Ｒｉ（Ｎｂ）＋Ｒｉ（Ｃｏ）＋Ｒｉ（Ｒｅ）＋Ｒｉ（Ｍｏ））である。
【0041】
（４）切削工具の作製
実験例１～１７の焼結体を、所定の寸法となるように研磨加工し、切削工具を作製した。
実験例１～１７の焼結体を、所定の寸法となるように研磨加工し、切削工具を作製した。
【0042】
（５）炭素鋼に対する耐摩耗性能評価試験
（５．１）試験条件
各切削工具を用いて、切削試験を行った。試験条件は下記の通りである。
・チップ形状：ＣＮＭＮ１２０４０８Ｔ００５２０
・被削材：Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ）
・切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ
・切込み量：３．０ｍｍ
・送り量：０．４ｍｍ／ｒｅｖ．
・切削環境：乾式施削試験
（５．１）試験条件
各切削工具を用いて、切削試験を行った。試験条件は下記の通りである。
・チップ形状：ＣＮＭＮ１２０４０８Ｔ００５２０
・被削材：Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ）
・切削速度：５００ｍ／ｍｉｎ
・切込み量：３．０ｍｍ
・送り量：０．４ｍｍ／ｒｅｖ．
・切削環境：乾式施削試験
【0043】
（５．２）評価
評価結果を上記表２に示す。
表２中、「材質特性」の「Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１」の欄の「ＯＫ」は、Ｂｓ及びＢｉがＢｓ／Ｂｉ≧１．１の関係式を満たすことを意味し、「ＮＧ」は、Ｂｓ及びＢｉがＢｓ／Ｂｉ≧１．１の関係式を満たさないことを意味する。
下記項目を寿命判定基準として寿命に至るまでの切削距離にて評価を行った。切削距離１ｋｍの加工時点で欠損又は塑性変形が生じていなかった場合に、合格とした。逃げ面を基準面として刃先の変形量が０．１０ｍｍを超過した場合に、「塑性変形」を生じたと判定した。
切削距離１ｋｍの加工時のＶＢ摩耗量を評価した。
評価結果を上記表２に示す。
表２中、「材質特性」の「Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１」の欄の「ＯＫ」は、Ｂｓ及びＢｉがＢｓ／Ｂｉ≧１．１の関係式を満たすことを意味し、「ＮＧ」は、Ｂｓ及びＢｉがＢｓ／Ｂｉ≧１．１の関係式を満たさないことを意味する。
下記項目を寿命判定基準として寿命に至るまでの切削距離にて評価を行った。切削距離１ｋｍの加工時点で欠損又は塑性変形が生じていなかった場合に、合格とした。逃げ面を基準面として刃先の変形量が０．１０ｍｍを超過した場合に、「塑性変形」を生じたと判定した。
切削距離１ｋｍの加工時のＶＢ摩耗量を評価した。
【0044】
（６）評価結果
（６．１）結合相の構成について
実験例１～５を比較検討する。結合相にＣｏ、Ｒｅ、Ｍｏを含む実験例１，３は、塑性変形が無く、それぞれＶＢ摩耗量が０．０８ｍｍ、０．０５ｍｍであった。結合相にＣｏ、Ｍｏを含む実験例２は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０９ｍｍであった。結合相にＮｉ、Ｒｕ、Ｍｏを含む実験例４は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０７ｍｍであった。結合相にＣｏ、Ｒｅ、Ｗを含む実験例５は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０９ｍｍであった。また、結合相の成分構成比率が異なる実験例９～１１は、塑性変形が無
く、ＶＢ摩耗量が、それぞれ０．０７ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍであった。実験例１～５は、いずれも以下の要件（ａ）（ｂ）を満たし、合格であった。
・要件（ａ）：結合相は、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含む
・要件（ｂ）：Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１を満たす
実験例１～５と実験例９～１１は、上記要件（ａ）（ｂ）を満たすことで、高い耐摩耗性と高い耐塑性変形性を示した。
（６．１）結合相の構成について
実験例１～５を比較検討する。結合相にＣｏ、Ｒｅ、Ｍｏを含む実験例１，３は、塑性変形が無く、それぞれＶＢ摩耗量が０．０８ｍｍ、０．０５ｍｍであった。結合相にＣｏ、Ｍｏを含む実験例２は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０９ｍｍであった。結合相にＮｉ、Ｒｕ、Ｍｏを含む実験例４は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０７ｍｍであった。結合相にＣｏ、Ｒｅ、Ｗを含む実験例５は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０９ｍｍであった。また、結合相の成分構成比率が異なる実験例９～１１は、塑性変形が無
く、ＶＢ摩耗量が、それぞれ０．０７ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍであった。実験例１～５は、いずれも以下の要件（ａ）（ｂ）を満たし、合格であった。
・要件（ａ）：結合相は、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１種を含む
・要件（ｂ）：Ｂｓ／Ｂｉ≧１．１を満たす
実験例１～５と実験例９～１１は、上記要件（ａ）（ｂ）を満たすことで、高い耐摩耗性と高い耐塑性変形性を示した。
【0045】
実験例１１，１２を比較検討する。結合相にＣｏ、Ｒｅ、Ｍｏを含む実験例１１は、上記要件（ａ）（ｂ）を満たし、塑性変形が無かった。結合相にＣｏ、Ｒｅ、Ｍｏを含む実験例１２は、上記要件（ａ）を満たし、上記要件（ｂ）を満たさず、塑性変形が生じた。実験例１１は、上記要件（ａ）（ｂ）を満たすことで、耐塑性変形性が向上した。
【0046】
（６．２）焼結体の構成について
実験例３，６～８を比較検討する。Ｍｓ／Ｍｉが０．６４である実験例３は、以下の要件（ｃ）を満たし、ＶＢ摩耗量が０．０５ｍｍであった。Ｍｓ／Ｍｉが０．５１である実験例６は、以下の要件（ｃ）を満たし、ＶＢ摩耗量が０．０４ｍｍであった。Ｍｓ／Ｍｉが０．７９である実験例７は、以下の要件（ｃ）を満たし、ＶＢ摩耗量が０．０８ｍｍであった。Ｍｓ／Ｍｉが０．８５である実験例８は、以下の要件（ｃ）を満たさず、ＶＢ摩耗量が０．１８ｍｍであった。
・要件（ｃ）０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８
実験例３，６，７は、上記要件（ｃ）を満たすことで、耐摩耗性が向上した。
実験例３，６～８を比較検討する。Ｍｓ／Ｍｉが０．６４である実験例３は、以下の要件（ｃ）を満たし、ＶＢ摩耗量が０．０５ｍｍであった。Ｍｓ／Ｍｉが０．５１である実験例６は、以下の要件（ｃ）を満たし、ＶＢ摩耗量が０．０４ｍｍであった。Ｍｓ／Ｍｉが０．７９である実験例７は、以下の要件（ｃ）を満たし、ＶＢ摩耗量が０．０８ｍｍであった。Ｍｓ／Ｍｉが０．８５である実験例８は、以下の要件（ｃ）を満たさず、ＶＢ摩耗量が０．１８ｍｍであった。
・要件（ｃ）０．５≦Ｍｓ／Ｍｉ≦０．８
実験例３，６，７は、上記要件（ｃ）を満たすことで、耐摩耗性が向上した。
【0047】
（６．３）結合相量について
実験例３，１３～１５を比較検討する。結合相の組成比が８体積％である実験例３は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０５ｍｍであった。結合相の組成比が１０体積％である実験例１３は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．１３ｍｍであった。結合相の組成比が１２体積％である実験例１４は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．１５ｍｍであった。結合相の組成比が１２体積％である実験例１５は、塑性変形が生じた。実験例３，１３，１４は、上記要件（ｂ）（ｃ）を満たし、実験例１５は、上記要件（ｂ）（ｃ）を満たしていない。上記要件（ｂ）（ｃ）を満たす場合において、結合相が８体積％以上１２体積％以下の範囲で、十分な工具性能（高い耐摩耗性）を示した。
実験例３，１３～１５を比較検討する。結合相の組成比が８体積％である実験例３は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．０５ｍｍであった。結合相の組成比が１０体積％である実験例１３は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．１３ｍｍであった。結合相の組成比が１２体積％である実験例１４は、塑性変形が無く、ＶＢ摩耗量が０．１５ｍｍであった。結合相の組成比が１２体積％である実験例１５は、塑性変形が生じた。実験例３，１３，１４は、上記要件（ｂ）（ｃ）を満たし、実験例１５は、上記要件（ｂ）（ｃ）を満たしていない。上記要件（ｂ）（ｃ）を満たす場合において、結合相が８体積％以上１２体積％以下の範囲で、十分な工具性能（高い耐摩耗性）を示した。
【0048】
（６．４）コーティングについて
実験例７，１６，１７を比較検討する。焼結体にコーティングを施していない実験例７は、ＶＢ摩耗量が０．０８ｍｍであった。焼結体にコーティングを施した実験例１６は、ＶＢ摩耗量が０．０５ｍｍであった。焼結体にコーティングを施した実験例１７は、ＶＢ摩耗量が０．０７ｍｍであった。実験例１６，１７は、焼結体にコーティングを施すことで、工具の耐摩耗性が向上した。
実験例７，１６，１７を比較検討する。焼結体にコーティングを施していない実験例７は、ＶＢ摩耗量が０．０８ｍｍであった。焼結体にコーティングを施した実験例１６は、ＶＢ摩耗量が０．０５ｍｍであった。焼結体にコーティングを施した実験例１７は、ＶＢ摩耗量が０．０７ｍｍであった。実験例１６，１７は、焼結体にコーティングを施すことで、工具の耐摩耗性が向上した。
【0049】
（６．５）まとめ
実験例１～７，９～１１、１３，１４，１６，１７では、高速加工下において耐摩耗性及び耐欠損性に優れた焼結体及び切削工具となった。このような切削工具によれば、鋼材加工の切削速度を向上でき、切削加工の高能率化を図ることができる。
実験例１～７，９～１１、１３，１４，１６，１７では、高速加工下において耐摩耗性及び耐欠損性に優れた焼結体及び切削工具となった。このような切削工具によれば、鋼材加工の切削速度を向上でき、切削加工の高能率化を図ることができる。
【0050】
本開示は上記で詳述した実施形態に限定されず、本開示の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。
【符号の説明】
【0051】
１ …切削工具
２ …焼結体
５ …断面
５Ａ …一側の縁
５Ｂ …他側の縁
７ …被覆層
Ａ，ＡＲ１，ＡＲ２ …領域
２ …焼結体
５ …断面
５Ａ …一側の縁
５Ｂ …他側の縁
７ …被覆層
Ａ，ＡＲ１，ＡＲ２ …領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】