金属陶瓷及其制造方法以及切削工具的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适于切削工具、耐磨损部件等的金属陶瓷（cermet)及其制造方法以 及切削工具。
【背景技术】
[0002] 现在，作为切削工具、耐磨损性部件、滑动部件等需要耐磨损性、滑动性、耐缺损性 的部件的材料，广泛使用以Ti为主成分的金属陶瓷。
[0003] 例如，在专利文献1中公开了一种金属陶瓷，其中存在如下3种硬质相：主要由周 期表5或6族元素的碳氮化物等构成的周边部包围主要由Ti等周期表第4族元素的碳氮化 物等构成的粒径为1μπι以下的芯部的外周部的第一B1型结晶、上述芯部的粒径大于1μπι 的第二Β1型结晶、和不存在芯部的第三Β1型结晶，并且所述金属陶瓷中存在第一Β1型结 晶与第三Β1型结晶凝聚成的凝聚部。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平10-168537号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的问题
[0008] 然而，上述专利文献1的组织虽然具有提高切削工具的耐磨损性和耐缺损性的效 果，但耐缺损性尚不充分，要求进一步提高耐缺损性。因此，本发明的金属陶瓷用于解决上 述问题，其目的在于提供耐缺损性高的金属陶瓷及其制造方法以及切削工具。
[0009] 用于解决问题的手段
[0010] 本发明的金属陶瓷包含以Co和Ni中的至少1种为主的结合相、和由选自周期表 第4、5和6族金属中的1种以上金属的碳氮化物构成的硬质相，
[0011] 所述硬质相包含：平均粒径为0. 05~1μπι的由TiCN构成的第1硬质相；和平均 粒径为0. 2~2μm且大于所述第1硬质相的平均粒径的由复合碳氮化物构成的第2硬质 相，
[0012] 所述复合碳氮化物是Ti与、选自除Ti以外的周期表第4、5和6族金属中的1种 以上金属的复合碳氮化物，
[0013] 所述硬质相具有粒径相对于所述第2硬质相的平均粒径为3倍以上的由彼此连结 的所述第2硬质相形成的凝聚部，形成该凝聚部的所述第2硬质相中，存在内部的W的最大 含量比例相对于外周部的W的平均含量比例的质量比高于1. 1倍的第2a硬质相，所述凝聚 部在所述金属陶瓷的组织中以20~60面积％的比例存在，所述金属陶瓷中的碳含量比例 为6. 00~6. 50质量％。
[0014] 本发明的金属陶瓷的制造方法中，将TiCN粉末；选自除TiCN以外的周期表4、5、 6族金属的碳化物粉末、周期表4、5、6族金属的氮化物粉末、周期表4、5、6族金属的碳氮化 物粉末中的至少1种；选自Co和Ni中的至少1种的粉末；以及选自金属W粉末和WQχ(Ο<χ彡1)粉末中的至少1种混合，
[0015] 将所得的混合粉末成形后，在以下条件下进行烧制：
[0016] (a)从室温升温到1200°C，（b)在真空中以0.1~2°C/分钟的升温速度a从 1200°C升温到1330~1380°C的烧制温度1\，（c)在真空中或30~2000Pa的不活泼气体气 氛中以4~15°C/分钟的升温速度b从烧制温度?\升温到1500~1600°C的烧制温度T2， (d)在真空或30~2000Pa的不活泼气体气氛中于烧制温度T2下保持0. 5~2小时后降温。
[0017] 本发明的切削工具以上述金属陶瓷为基体。
[0018] 发明效果
[0019] 本发明的金属陶瓷能够维持高耐磨损性，且耐缺损性提高。
[0020] 另外，本发明的金属陶瓷的制造方法能够制造上述高耐磨损性和耐缺损性的金属 陶瓷。
[0021] 此外，本发明的切削工具以上述金属陶瓷为基体，因此能够长时间进行切削。
【附图说明】
[0022] 图1是关于表示本发明的金属陶瓷的一例的截面的扫描电子显微镜照片。
[0023] 图2是关于本发明的金属陶瓷的一例的示意图。
【具体实施方式】
[0024] 对于本发明的金属陶瓷的一例，以图1的关于金属陶瓷的截面的扫描电子显微镜 (SEM)照片为基础进行说明。
[0025] 本发明的金属陶瓷1包含：以Co和Ni中的至少1种为主的结合相（在图1的照 片中为白色）2、和由选自周期表第4、5和6族金属中的1种以上金属的碳氮化物构成的硬 质相4,硬质相4含有：由TiCN构成的第1硬质相5 (在图1的照片中为黑色）、和由复合碳 氮化物构成的第2硬质相6,所述复合碳氮化物是Ti与、选自Ti以外的周期表第4、5和6 族金属中的1种以上金属的复合碳氮化物。
[0026] 本实施方案中，第1硬质相5的平均粒径为0. 05~1μm，第2硬质相6的平均粒 径为0. 2~2μπι且大于第1硬质相5的平均粒径。进一步，第2硬质相6形成粒径相对 于第2硬质相6的平均粒径为3倍以上的凝聚部10,凝聚部10在金属陶瓷1的组织中以 20~60面积％的比例存在。在形成凝聚部10的第2硬质相6中，存在内部的W的最大含 量比例相对于外周部的W的平均含量比例的质量比高于1. 1倍的（在图1的照片中，中心 部为接近白色的灰色且外周部为灰色）第2a硬质相7。另外，金属陶瓷1中的碳含量比例 为6. 00~6. 50质量％。
[0027] 由此，金属陶瓷1的耐缺损性提高。S卩，由于金属陶瓷1中的碳含量比例为6. 00~ 6. 50质量％，与以往相比较低，因而金属陶瓷1变得不易发挥硬度高的碳化物的性质，金属 陶瓷1的韧性提高。另外，第1硬质相5以平均粒径0. 05~1μπι存在，由此能够抑制金属 陶瓷1的硬度降低。其结果是，不会使金属陶瓷的耐磨损性降低，而且使耐缺损性提高。另 外，第2a硬质相7由复合碳氮化物构成，并且内部的W的最大含量比例相对于外周部的W 的含量比例的质量比高于1. 1倍，韧性高，所述复合碳氮化物是Ti与、选自除Ti以外的周 期表第4、5和6族金属中的1种以上金属的复合碳氮化物。而且，第2a硬质相7在大到规 定的尺寸以上的凝聚部10中存在，凝聚部10在金属陶瓷1的组织中以20~60面积％的 比例存在。由此，凝聚部10具有抑制裂纹进展的效果。此处，本发明中的硬质相4的内部 是指，比距硬质相4的外周的厚度为最大径的0. 1倍处更内侧的区域。
[0028] S卩，凝聚部10并非如专利文献1所示的有芯结构颗粒那样存在芯部与周边部的界 面而使裂纹在该界面进展（所述有芯结构颗粒包含由TiCN构成的黑色芯部与由Ti与W等 的复合碳氮化物构成的灰色周边部），而且多个硬质相4连结，因而使裂纹偏向的效果高。 因此，凝聚部10与由单纯的均匀组织构成的硬质相相比，裂纹复杂地进展而使裂纹的进展 能量减弱的效果高。而且，第2a硬质相7的韧性优异，因而能够进一步提高金属陶瓷的耐 缺损性。需要说明的是，第2a硬质相7可以在凝聚部10外存在。
[0029] 本实施方案中，将金属陶瓷1中的第1硬质相5所占面积比例设为SA，将第2a硬 质相7所占面积比例设为SB时，SA与SB的比例（SB/SA)为1. 0~2. 5。若为该范围，则不 会使金属陶瓷1的耐磨损性降低，能够提高耐缺损性。
[0030] 需要说明的是，第2硬质相6由复合碳氮化物构成，存在内部的W的最大含量比例 相对于外周部的W的平均含量比例的质量比高于1. 1倍的第2a硬质相7、和内部的W的最 大含量比例相对于外周部的W的平均含量比例的质量比为1. 1倍以下的第2b硬质相8,所 述复合碳氮化物是Ti与、选自Ti以外的周期表第4、5和6族金属中的1种以上金属的复 合碳氮化物。在凝聚部10中，可以与第2a硬质相7同时存在第2b硬质相8。金属陶瓷1 中存在的第2b硬质相8的面积比例（SC)相对于金属陶瓷1的组织整体为0~40面积％。
[0031] 另外，作为硬质相4,可以存在第3硬质相9,所述第3硬质相9由由TiCN构成的 芯部、和由复合碳氮化物构成的外周部组成，所述复合碳氮化物是Ti与、选自除Ti以外的 周期表第4、5和6族金属中的1种以上金属的复合碳氮化物。在凝聚部10中，可以与第2a 硬质相7同时存在第3硬质相9。金属陶瓷1中存在的第3硬质相9的面积比例（SD)相对 于金属陶瓷1的组织整体为0~30面积％。
[0032] 硬质相4(第1硬质相5、第2a硬质相7、第2b硬质相8、第3硬质相9)的判定可 以通过电子探针显微分析（ΕΡΜΑ)或俄歇分析确认硬质相内的W元素的分布状态。具体来 说，对于金属陶瓷1的截面，利用扫描电子显微镜（SEM)观察金属陶瓷1的组织，对于观察 区域进行ΕΡΜΑ的面分析，确认各位置处的各金属的含量比例。并且，对照SEM照片与ΕΡΜΑ 面分析结果，确定硬质相4(第1硬质相5、第2硬质相6、第3硬质相）。对于第2硬质相6， 确认相内的W的浓度分布，将厚度距第2硬质相6的外周为第2硬质相6的最大径的0. 1倍 的范围作为外周部，算出对于外周部的5点的W的含量比例的平均值。确认作为第2硬质相 6的外周