[发明专利]金属陶瓷工具

说明书

技术领域

本发明涉及金属陶瓷工具。

背景技术

金属陶瓷工具与超硬合金工具相比，与铁的耐反应性、高温强度优异，有效利用该特性而被用于精加工。例如，在专利文献1中记载了一种金属陶瓷工具，其具有：有芯结构的第1硬质相，其中，芯部由Ti与Nb与Zr的复合碳氮化物相构成、周边部由Ti与Nb与Zr与W、或Ti与Nb与Zr与W与Ta的复合碳氮化物相构成；和有芯结构的第2硬质相，其中，芯部及周边部这两者由Ti与Nb与Zr与W的复合碳氮化物相、或Ti与Nb与Zr与W与Ta的复合碳氮化物相构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-69311号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在近年来的切削加工中，高速化、高进给化及深切口化显著地进行。在这样的伴随高温发热的高速切削条件下，见到与以往相比工具寿命降低的倾向。即，对于上述以往的金属陶瓷工具而言，由于硬质相的粒子间的强度不充分，所以在伴随高温发热的高速切削条件下，存在由于硬质相粒子发生脱落而导致被切削材料的精加工表面粗糙度变粗糙的问题。此外，虽然硬质相的硬度优异，但存在耐崩裂性及耐缺损性差的问题。

本发明是为了解决上述的问题而进行的。本发明的目的是提供减小被切削材料的精加工表面粗糙度、不降低耐磨性而具有优异的耐缺损性和优异的耐崩裂性、且工具寿命长的金属陶瓷工具。

用于解决技术问题的方法

本发明人对金属陶瓷工具进行了各种研究。其结果是，本发明人认识到：通过对金属陶瓷工具的硬质相的组成进行设计，能够得到不降低耐磨性而具有优异的耐缺损性和优异的耐崩裂性、且减小被切削材料的精加工表面粗糙度的金属陶瓷工具，从而完成本发明。

即，本发明的主旨如下所述。

(1)一种金属陶瓷工具，其是由75体积％以上且95体积％以下的硬质相、和5体积％以上且25体积％以下的结合相构成的金属陶瓷工具，其中，

上述硬质相由以下的(a)、(b)及(c)构成：

(a)芯部由Ti与Nb与Mo的复合碳氮化物相构成、周边部由Ti与Nb与Mo与W与Zr的复合碳氮化物[以下，以(Ti，Nb，Mo，W，Zr)(C，N)表示]相、或Ti与Nb与Mo与W的复合碳氮化物[以下，以(Ti，Nb，Mo，W)(C，N)表示]相构成的有芯结构的第1硬质相、

(b)芯部及周边部这两者由(Ti，Nb，Mo，W，Zr)(C，N)相、或(Ti，Nb，Mo，W)(C，N)相构成的有芯结构的第2硬质相、

(c)由Ti与Nb与Mo的复合碳氮化物相构成的第3硬质相，

上述结合相由以选自由Co、Ni及Fe组成的组中的至少1种作为主要成分的元素构成，

当设上述金属陶瓷工具的从表面至300μm深度为止的范围的表面区域中的上述Nb元素浓度的最大含量为Nbs、设与上述表面区域相比更内部的内部区域中的上述Nb元素浓度的内部含量为Nbi时，Nbs/Nbi为0.8以上且1.2以下，

当设上述表面区域中的上述W元素浓度的最大含量为Ws、设上述内部区域中的上述W元素浓度的内部含量为Wi时，Ws/Wi为1.0以上且1.5以下，

在金属陶瓷工具的上述内部区域的截面中，当设上述第1硬质相的面积率为A1、设上述第2硬质相的面积率为A2、设上述第3硬质相的面积率为A3、设上述硬质相整体的面积为100面积％时，上述A1为75面积％以上且95面积％以下、上述A2为4面积％以上且24面积％以下、上述A3为1面积％以上且24面积％以下。

(2)根据(1)的金属陶瓷工具，其中，当设上述表面区域中的维氏硬度为Hs、设上述内部区域中的维氏硬度为Hi时，Hs/Hi为1.1以上且1.3以下。

(3)根据(1)或(2)的金属陶瓷工具，其中，当设上述表面区域中的上述第1硬质相的芯部的面积率为C1s、设上述内部区域中的上述第1硬质相的芯部的面积率为C1i时，C1s/C1i为0.3以上且0.9以下。

(4)根据(1)～(3)中任一项的金属陶瓷工具，其中，当设上述表面区域中的上述硬质相的平均粒径为ds、设上述内部区域中的上述硬质相的平均粒径为di时，ds/di为1.0以上且2.0以下。

(5)根据(1)～(4)中任一项的金属陶瓷工具，其中，上述硬质相的平均粒径为1.0μm以上且3.0μm以下。