JPH0448586B2 - - Google Patents

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JPH0448586B2
JPH0448586B2 JP58143615A JP14361583A JPH0448586B2 JP H0448586 B2 JPH0448586 B2 JP H0448586B2 JP 58143615 A JP58143615 A JP 58143615A JP 14361583 A JP14361583 A JP 14361583A JP H0448586 B2 JPH0448586 B2 JP H0448586B2
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cubic boron
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は研摩体に関する。 立方窒化ホウ素研摩コンパクトは当業者に周知
でありかつ種々の被削材、特に鉄含有被削材の切
断、粉枠及び他の研摩に使用される。使用に際
し、これらを工具の上に直接接着でき、又はこの
工具に装着の前に張合せ炭化物裏材に結合でき
る。 立方窒化ホウ素コンパクトは硬質集塊に結合さ
れたコンパクトの容積で少なくとも70％、好まし
くは80から90％の量で存在する立方窒化ホウ素粒
子の塊りから本質的に構成される。このコンパク
トは多結晶質塊でありかつ単一の大結晶と置換で
きる。 立方窒化ホウ素コンパクトは立方窒化ホウ素成
長のための触媒（溶媒としても公知）を含有でき
る第２結合相を一定に含む。好適な触媒の例はア
ルミニウム又はニツケル、コバルト、鉄、マンガ
ン又はクロムとアルミニウムの合金である。結合
基体が触媒を含む時には、この立方窒化ホウ素粒
子間で一定量の連晶がコンパクト製造の間に生ず
る。この立方窒化ホウ素粒子が結晶学的に安定で
ある温度と圧力の条件下で立方窒化ホウ素コンパ
クトを製造する。 米国特許第3982911号明細書は金属基体に直接
に結合された合金結合立方窒化ホウ素結晶の層を
含む別型式の複合研摩体を記載する。この研摩体
は立方窒化ホウ素粒子間に起こる連晶を生じない
比較的低圧条件下で製造される。 本発明により、対向面の各々の上に主表面を有
し、一つの表面が基体に結合されそして他の表面
が切断刃部を供する立方窒化ホウ素コンパクトが
供給され、このコンパクトは連晶した立方窒化ホ
ウ素粒子の多結晶質塊の第１相と第２結合相を含
みそしてこの基体はコンパクトの熱伝導率の４分
の１あるいはそれ以下の熱伝導率を有する。 この研摩体は任意の適当な形状を有することが
できる。これは円板形又は任意の他の形状例えば
円板、三角形、矩形又は正方形の断面を有しても
よい。公知の切断技術、例えばレーザー切断又は
放電加工を使用して任意の形状のフラグメントに
円板形研摩体を切断できる。 前記のように、コンパクトの主表面の一つは基
体に結合され、一方他の主面は切断刃部を供す
る。一実施態様ではこの切断刃部は切断ポイン
ト、例えば円板の断面の点端部又は三角形、矩形
又は正方形体の隅部でもよい。 使用に際し、この立方窒化ホウ素コンパクトの
切断ポイント又は刃部は研摩操作を行なうことが
できる。熱がこのポイントで発生しそして立方窒
化ホウ素を通して基体に比較的迅速に伝導され
る。立方窒化ホウ素粒子間の連晶はこのコンパク
トが比較的高い熱伝導率、即ち100Wm-1K-1のオ
ーダーの熱伝導率を有することを確保する。基体
は立方窒化ホウ素コンパクトの熱伝導率よりかな
り低熱伝導率を有するので、熱は基体を通してご
く徐々に消失しかつ薄いコンパクト中に集中する
傾向を示す。これがコンパクトの研摩性能を改良
することは驚くべき発見であつた。 従来技術では立方窒化ホウ素粒子間の連晶を有
する立方窒化ホウ素コンパクトは金属工具又は張
合せ炭化物基体の何れかに直接に結合されてい
た。このような基体は高い熱伝導率であり、かつ
立方窒化ホウ素コンパクトの熱伝導率と同じオー
ダーの熱伝導率を有する。コンパクト中に発生し
た熱は立方窒化ホウ素粒子の劣化が生ずることを
最小にするためできるだけ迅速にコンパクトから
除去されねばならないと常に信ぜられていたの
で、従来技術のボデーに優る本明研摩体における
コンパクトの研摩性能の改良は特に驚くべきこと
である。 この基体は一般にコンパクトより質量が大きく
かつ良好な機械強度とコンパクトの熱膨張係数に
近い熱膨張係数を有すべきである。基体のために
好適な材料の例は酸化物、窒化物及びサイアロン
（Syalon）（市販のケイ素／アルミニウム／窒
素／酸素セラミツク）である。好適な窒化物の例
は窒化ホウ素、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素
であり：好適な酸化物の例は酸化アルミニウム及
びジルコニアである。これらの材料の中で酸化ア
ルミニウム、ジルコニア及びサイアロンが適して
いる。これらの材料は焼結した密着形である。 この立方窒化ホウ素コンパクトは粒子間に連晶
を有することが重要であり、その理由はこれが、
このようなコンパクトが保有する良好な熱伝導率
に主として寄与するからである。第２相は性質が
金属性でもよく、そのようなコンパクトの例は米
国特許第3743489号及び第3767371号明細書に記載
されている。この第２相はまた性質がセラミツク
でもよく、そのようなコンパクトの方が好まし
い。このようなコンパクトの例は米国特許第
3944398号明細書に記載され、ここでは第２相は
窒化ホウ素及び窒化ケイ素とアルミニウムの相互
作用から生ずるセラミツクから本質的に構成さ
れ、又は英国特許第2048927号明細書記載の第２
相であつて、本質的に窒化アルミニウム及び／又
は二ホウ化アルミニウムから構成される。 基体へコンパクトの結合は直接に、又は金属又
は合金結合層を介してもよい。使用する場合には
結合層のための好適な金属及び合金は当業者に周
知であり、基体へコンパクトを結合するための技
術と方法も同様である。 本発明の研摩体は切断工具インサートとして特
別の用途を有する。 本発明の具体例を添付図面の第１図に関連して
ここに記載する。この図面に言及すると、質量が
コンパクトより大きい基体１４に結合された立方
窒化ホウ素コンパクト１２を含む円板形研摩体１
０が示される。こコンパクト１２は上方の主表面
１６及び基体１４に結合される下方の主表面１８
を有する。前記のように、表面１８と基体１４間
の結合は直接又は金属又は合金結合層を介しても
よい。使用に際して、表面１６の円形縁２０は研
摩体のための切断刃部を供する。 放電加工又はレーザー切断のような公知の切断
技術を使用してこの研摩体を任意の好適な形状の
フラグメトに切断できる。例えば、この研摩体を
一連の切片に切断でき、その一つを点線で示す。
この場合には、切断ポイントを供するのは切片の
点端部２２である。 第２図は第１図のものに類似研摩体を示すが、
ただしこれは正方形を有する。類似の部分は類似
の数字を有する。この隅部２４は使用に際し切断
ポイントを供する。 本発明の一例では、英国特許第2048927号明細
書に記載される方法を使用して円板形（第１図に
示す）の立方窒化ホウ素コンパクトを製造した。
このコンパクトは連晶した立方窒化ホウ素粒子の
多結晶塊と本質的に窒化アルミニウム及び／又は
二ホウ化物からなる第２結合相から構成された。
コンパクトの立方窒化ホウ素含量は80容量％であ
つた。コンパクトの熱伝導率は100Wm-1K-1であ
つた。これから公知のレーザー切断技術を使用し
て正方形コンパクトを切断した。 焼結し密着した酸化アルミニウムからなり
8.4Wm-1K-1の熱伝導率を有する基体を製造し
た。この基体も正方形を有した。 コンパクトの主表面を基体の主表面に結合して
添付図面の第２図に示すような研摩体を製造し
た。コンパクトと基体間の結合は合金結合層を使
用して得られた。この合金をコンパクトと基体の
間に置き、コンパクトと基体を共に押付けるよう
に負荷を与え、そして合金の融点以上に温度を上
げた。コンパクトの立方窒化ホウ素粒子の劣化を
最小にするために10-5トルの真空中で加熱した。
周辺温度に戻すとコンパクトと基体は堅く共に結
合した。結合層の合金は銅／マンガンベース層で
あつた。 前記の方法を使用して、類似の立方窒化ホウ素
コンパクトをサイアロン基質とジルコニア基体に
結合した。サイアロンは23Wm-1K-1の熱伝導率
を有した。ジルコニアは酸化アルミニウムの熱伝
導率と類似の熱伝導率を有した。 この三つの研摩体をD3工具鋼で作られた被削
材の機械加工で英国特許公報第2048927号に記載
の型式の裏張りなし立方窒化ホウ素コンパクトと
比較した。三つの研摩体のすべてが裏張りなしの
コンパクトより優れた性能を示した。 この発明の研摩体の従来例との性能比較試験を
以下に具体的に示す。 アンブラザイトSKD−11回転試験 SKD−11鋼被削材について回転試験を、アン
ブラザイトチツプの磨耗現象について調べるため
に行つた。 このアンブラザイトチツプとは、英国特許明細
書第2048927の実施例１によつて作成された立方
窒化ホウ素である。 チツプは、12.7mm四方の白色セラミツク（Seco
等級 SR30）及び炭化物（Seco等級S25M）の
基体の各々にブレイズ溶接されたものである。 ここで、白色セラミツク基体は8.4Wm-1K-1の
オーダーの熱伝導率を有するアルミニウム酸化物
の基体である。 また、炭化物基体は、炭化タングステンの基体
であつて、コンパクトと同じ熱伝導率即ち、
100Wm-1K-1のオーダーの率を有する。 両タイプの基体は１つ隅で窪みを設け、アンブ
ラザイトT71−90の三角形をこの窪み中ブレイズ
溶接し、所望の形態に形成した。 被削材料分析 Ｃ − 1.55 Cr − 12.0 Mo − 1.0 Ｖ 0.35 Fe − 残部 硬 度 60HRC 機械加工条件 切削速度 (v) − 120m／min 切削深さ (a) − 0.20mm 供給速度 (s) − 0.1mm／rev アプローチ角 − 45゜ 傾斜角 − −6゜ ノーズ半径 − 0.8mm 冷却器 − なし 試験継続時間 − 0.3mmの磨耗 深さ到達所要時間 工具形式 − SNUN120408 機 械 − Colchester Mastiff Lathe 結果は、両方の基体について第１表に示した。 第３図は、全ての試験されたアンブラザイトチ
ツプに対する磨耗深さ対時間の曲線である。 結 果
【表】
【表】 第１表及び第３図の磨耗深さ対時間のプロツト
によれば、本発明の例のアンブラザイト／セラミ
ツク工具チツプで0.3mmの深さの磨耗が生ずるの
に、従来例のアンブライト／炭化物工具チツプが
行うより非常に長い時間かかつたこと、したがつ
て、本発明の例のアンブラザイト／セラミツク工
具チツプが従来例のチツプより性能が良いことが
示されている。 結 論 白色セラミツク（Al2O3）基体にブレイズ溶接
された三角アンブラザイトは、炭化物基体に比較
して耐磨耗性が優れている。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の二つの具体例の透
視図である。第３図は、本発明及び従来例の磨耗
深さ試験の深さ一時間曲線図である。 １０…研摩体、１２…コンパクト、１４…基
体、２４…隅部、１６，１８…主表面、２０…円
形縁、２２…点端部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 対向面の各々に主表面を有し、一つの表面が
    基体に結合され、そして他の表面が切断刃部を供
    し、連晶した立方窒化ホウ素粒子の多結晶質塊の
    第１相と第２結合相を含む立方窒化ホウ素コンパ
    クト及びこのコンパクトの熱伝導率の４分の１あ
    るいはそれ以下の熱伝導率を有する基体からなる
    研摩体。 ２ 円板形である特許請求の範囲第１項記載の研
    摩体。 ３ 円板形、矩形、三角形及び正方形の切片から
    選択された形状を有する特許請求の範囲第１項記
    載の研摩体。 ４ 基体がコンパクトより質量が大きい特許請求
    の範囲第１項から第３項の何れかに記載の研摩
    体。 ５ 基体へコンパクトの一つの表面の結合が金属
    又は合金結合層を介して得られる特許請求の範囲
    第１項から第４項の何れかに記載の研摩体。 ６ 基体が酸化物、窒化物又はサイアロンから作
    られる特許請求の範囲第１項から第５項の何れか
    に記載の研摩体。 ７ 基体が酸化アルミニウム、ジルコニア、サイ
    アロン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム及び窒化
    ケイ素から選択された材料から作られる特許請求
    の範囲第６項記載の研摩体。 ８ コンパクトの第２相が性質上金属性である特
    許請求の範囲第１項から第７項記載の何れかに記
    載の研摩体。 ９ コンパクトの第２相が性質上セラミツクであ
    る特許請求の範囲第１項から第７項記載の何れか
    に記載の研摩体。 １０ 第２相が窒化アルミニウム及び／又は二ホ
    ウ化アルミニウムからなる特許請求の範囲第９項
    記載の研摩体。
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