JPH05116005A - 耐摩耗性のすぐれた炭窒化ジルコニウム基サーメツト製切削工具 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれた炭窒化ジルコニウム基サーメツト製切削工具Info
- Publication number
- JPH05116005A JPH05116005A JP30973491A JP30973491A JPH05116005A JP H05116005 A JPH05116005 A JP H05116005A JP 30973491 A JP30973491 A JP 30973491A JP 30973491 A JP30973491 A JP 30973491A JP H05116005 A JPH05116005 A JP H05116005A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting tool
- cutting
- zrcn
- wear resistance
- forming component
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発熱を伴なう苛酷な条件下での切削にすぐれ
た耐熱塑性変形性を発揮するＺｒＣＮ基サーメット製切
削工具を開発する。 【構成】 切削工具を、重量％で、結合相形成成分とし
てのＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜
８％、分散相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化Ｚ
ｒＯ2 のうちの１種または２種：５〜３０％、を含有
し、残りが分散相形成成分としてのＺｒＣＮと不可避不
純物からなる組成を有するＺｒＣＮ基サーメットで構成
する。
た耐熱塑性変形性を発揮するＺｒＣＮ基サーメット製切
削工具を開発する。 【構成】 切削工具を、重量％で、結合相形成成分とし
てのＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜
８％、分散相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化Ｚ
ｒＯ2 のうちの１種または２種：５〜３０％、を含有
し、残りが分散相形成成分としてのＺｒＣＮと不可避不
純物からなる組成を有するＺｒＣＮ基サーメットで構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐熱塑性変
形性を有し、したがって高熱発生を伴なう苛酷な条件下
での切削にすぐれた耐摩耗性を発揮する炭窒化ジルコニ
ウム（以下、ＺｒＣＮで示す）基サーメット製切削工具
に関するものである。
形性を有し、したがって高熱発生を伴なう苛酷な条件下
での切削にすぐれた耐摩耗性を発揮する炭窒化ジルコニ
ウム（以下、ＺｒＣＮで示す）基サーメット製切削工具
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼やダクタイル鋳鉄などの切削
に、例えば特開昭５２−９４８１４号公報に記載される
通り、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Ｎｉを主成分とする結合相：１０〜４９％、 ＴｉＣＮからなる分散相：残り、 からなる組成を有するＴｉＣＮ基サーメットで構成され
たＴｉＣＮ基サーメット製切削工具が用いられているこ
とは良く知られるところである。
に、例えば特開昭５２−９４８１４号公報に記載される
通り、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Ｎｉを主成分とする結合相：１０〜４９％、 ＴｉＣＮからなる分散相：残り、 からなる組成を有するＴｉＣＮ基サーメットで構成され
たＴｉＣＮ基サーメット製切削工具が用いられているこ
とは良く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
の省力化および高速化に対する要求は厳しく、これに伴
ない、高速切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削
を余儀なくされ、このような苛酷な条件下での切削では
きわめて高い発熱を伴なうものであるため、切削工具に
はすぐれた耐熱塑性変形性を具備することが必要とされ
るが、上記の従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具はじ
め、その他多くのＴｉＣＮ基サーメット製切削工具は、
いずれも結合相の含有割合が相対的に高いために熱変形
し易く、これらの要求に十分満足に対応することができ
ないのが現状である。
の省力化および高速化に対する要求は厳しく、これに伴
ない、高速切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削
を余儀なくされ、このような苛酷な条件下での切削では
きわめて高い発熱を伴なうものであるため、切削工具に
はすぐれた耐熱塑性変形性を具備することが必要とされ
るが、上記の従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具はじ
め、その他多くのＴｉＣＮ基サーメット製切削工具は、
いずれも結合相の含有割合が相対的に高いために熱変形
し易く、これらの要求に十分満足に対応することができ
ないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、苛酷な条件下での切削にもすぐ
れた耐熱塑性変形性を示すサーメット製切削工具を開発
すべく研究を行なった結果、 （ａ） 上記の従来切削工具を構成するＴｉＣＮ基サー
メットにおいて、これの結合相の含有割合である１０〜
４９％を８％以下に低くすれば、耐熱塑性変形性は改善
されるようになるが、このように低い結合相の含有量で
は良好な焼結性を確保することができず、強度の低下が
著しいこと。
上述のような観点から、苛酷な条件下での切削にもすぐ
れた耐熱塑性変形性を示すサーメット製切削工具を開発
すべく研究を行なった結果、 （ａ） 上記の従来切削工具を構成するＴｉＣＮ基サー
メットにおいて、これの結合相の含有割合である１０〜
４９％を８％以下に低くすれば、耐熱塑性変形性は改善
されるようになるが、このように低い結合相の含有量で
は良好な焼結性を確保することができず、強度の低下が
著しいこと。
【０００５】（ｂ） しかし、主成分のＴｉＣＮを、こ
れより熱伝導性の一段とすぐれたＺｒＣＮにかえ、これ
にジルコニア（以下ＺｒＯ2 で示す）および安定化Ｚｒ
Ｏ2 のいずれか、または両方を５〜３０％の割合で含有
させると、結合相形成成分の含有量が８％以下になって
もすぐれた焼結性を確保することができ、このように結
合相形成成分の含有量が８％以下と低いＺｒＣＮ基サー
メットは、ＺｒＣＮのもつすぐれた熱伝導性と相まっ
て、切削工具として用いた場合にすぐれた耐熱塑性変形
性を示し、かつ十分な強度も具備することから、すぐれ
た耐摩耗性を長期に亘って発揮すること。以上（ａ）お
よび（ｂ）に示される研究結果を得たのである。
れより熱伝導性の一段とすぐれたＺｒＣＮにかえ、これ
にジルコニア（以下ＺｒＯ2 で示す）および安定化Ｚｒ
Ｏ2 のいずれか、または両方を５〜３０％の割合で含有
させると、結合相形成成分の含有量が８％以下になって
もすぐれた焼結性を確保することができ、このように結
合相形成成分の含有量が８％以下と低いＺｒＣＮ基サー
メットは、ＺｒＣＮのもつすぐれた熱伝導性と相まっ
て、切削工具として用いた場合にすぐれた耐熱塑性変形
性を示し、かつ十分な強度も具備することから、すぐれ
た耐摩耗性を長期に亘って発揮すること。以上（ａ）お
よび（ｂ）に示される研究結果を得たのである。
【０００６】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、結合相形成成分としてのＣｏお
よびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜８％、分散
相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 のう
ちの１種または２種：５〜３０％、を含有し、残りが分
散相形成成分としてのＺｒＣＮと不可避不純物からなる
組成を有するＺｒＣＮ基サーメットで構成してなるＺｒ
ＣＮ基サーメット製切削工具に特徴を有するものであ
る。
なされたものであって、結合相形成成分としてのＣｏお
よびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜８％、分散
相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 のう
ちの１種または２種：５〜３０％、を含有し、残りが分
散相形成成分としてのＺｒＣＮと不可避不純物からなる
組成を有するＺｒＣＮ基サーメットで構成してなるＺｒ
ＣＮ基サーメット製切削工具に特徴を有するものであ
る。
【０００７】つぎに、この発明の切削工具において、こ
れを構成するＺｒＣＮ基サーメットの成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＣｏおよびＮｉ これらの成分には、焼結性を向上させ、かつ焼結後は結
合相を形成して強度を向上させる作用があるが、その含
有量が０．２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が８％を越えると耐熱塑性変形性が
低下するようになることから、その含有量を０．２〜８
％と定めた。
れを構成するＺｒＣＮ基サーメットの成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＣｏおよびＮｉ これらの成分には、焼結性を向上させ、かつ焼結後は結
合相を形成して強度を向上させる作用があるが、その含
有量が０．２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が８％を越えると耐熱塑性変形性が
低下するようになることから、その含有量を０．２〜８
％と定めた。
【０００８】（ｂ） ＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 ここで云うＺｒＯ2 は純ＺｒＯ2 を意味し、また安定化
ＺｒＯ2 は、Ｙ，Ｃａ，Ｍｇ、および希土類元素の酸化
物のうちの１種以上を１〜１０％の割合で固溶したＺｒ
Ｏ2 を意味するものであり、これらの成分には、上記の
通り焼結性を著しく向上させる作用があり、したがって
結合相の含有量を８％以下に低減してもすぐれた焼結性
を確保できるので、十分な強度が得られ、しかもこのよ
うな結合相含有量の低減により切削工具の耐熱塑性変形
性が向上するようになるが、その含有量が５％未満では
前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量
が３０％を越えると、相対的にこれと同じく分散相を形
成する硬質のＺｒＣＮの割合が少なくなって耐摩耗性が
低下するようになることから、その含有量を５〜３０％
と定めた。なお、この発明の切削工具を構成するＺｒＣ
Ｎ基サーメットの主成分であるＺｒＣＮは、２／８〜８
／２のＣ／Ｎ原子比をもつのが望ましい。
ＺｒＯ2 は、Ｙ，Ｃａ，Ｍｇ、および希土類元素の酸化
物のうちの１種以上を１〜１０％の割合で固溶したＺｒ
Ｏ2 を意味するものであり、これらの成分には、上記の
通り焼結性を著しく向上させる作用があり、したがって
結合相の含有量を８％以下に低減してもすぐれた焼結性
を確保できるので、十分な強度が得られ、しかもこのよ
うな結合相含有量の低減により切削工具の耐熱塑性変形
性が向上するようになるが、その含有量が５％未満では
前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有量
が３０％を越えると、相対的にこれと同じく分散相を形
成する硬質のＺｒＣＮの割合が少なくなって耐摩耗性が
低下するようになることから、その含有量を５〜３０％
と定めた。なお、この発明の切削工具を構成するＺｒＣ
Ｎ基サーメットの主成分であるＺｒＣＮは、２／８〜８
／２のＣ／Ｎ原子比をもつのが望ましい。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明の切削工具を実施例により
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも０．５〜
１．５μｍの範囲内の平均粒径を有する各種のＺｒＣｘ
Ｎｙ粉末、ＺｒＯ2 粉末、Ｙ2 Ｏ3 ：３％固溶の安定化
ＺｒＯ2 粉末、ＣａＯ：８％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉
末、ＭｇＯ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、ＣｅＯ
2 ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｌａ2 Ｏ3 ：１
０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末、
Ｍｏ粉末、および炭素粉末、さらにＴｉＣ0.5 Ｎ0.5 粉
末を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合組成
に配合し、ボールミルにて７２時間湿式混合し、乾燥し
た後、１ton/cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を窒素雰囲気中、１４００〜１６００℃の範囲内
の所定温度に１時間保持の条件で普通焼結し、さらに引
続いて圧力：１５００気圧、温度：１４００℃の条件で
ＨＩＰ処理することにより、実質的に配合組成と同じ成
分組成をもち、かつＳＮＧＮ１２０４０８のスローアウ
ェイチップ形状を有する本発明ＺｒＣＮ基サーメット製
切削工具（以下、本発明切削工具という）１〜８および
従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具（以下、従来切削
工具という）１〜３をそれぞれ製造した。
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも０．５〜
１．５μｍの範囲内の平均粒径を有する各種のＺｒＣｘ
Ｎｙ粉末、ＺｒＯ2 粉末、Ｙ2 Ｏ3 ：３％固溶の安定化
ＺｒＯ2 粉末、ＣａＯ：８％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉
末、ＭｇＯ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、ＣｅＯ
2 ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｌａ2 Ｏ3 ：１
０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｃｏ粉末、Ｎｉ粉末、
Ｍｏ粉末、および炭素粉末、さらにＴｉＣ0.5 Ｎ0.5 粉
末を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合組成
に配合し、ボールミルにて７２時間湿式混合し、乾燥し
た後、１ton/cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を窒素雰囲気中、１４００〜１６００℃の範囲内
の所定温度に１時間保持の条件で普通焼結し、さらに引
続いて圧力：１５００気圧、温度：１４００℃の条件で
ＨＩＰ処理することにより、実質的に配合組成と同じ成
分組成をもち、かつＳＮＧＮ１２０４０８のスローアウ
ェイチップ形状を有する本発明ＺｒＣＮ基サーメット製
切削工具（以下、本発明切削工具という）１〜８および
従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具（以下、従来切削
工具という）１〜３をそれぞれ製造した。
【００１０】なお、従来切削工具１〜３は、表１に示さ
れる通り主成分がＴｉＣＮからなり、かつ相対的に結合
相含有量が高いＴｉＣＮ基サーメットで構成されたもの
である。
れる通り主成分がＴｉＣＮからなり、かつ相対的に結合
相含有量が高いＴｉＣＮ基サーメットで構成されたもの
である。
【００１１】
【表１】
【００１２】つぎに、この結果得られた各種の切削工具
について、 被削材：ＳＣＭ４４０、 切削速度：３４０m/min 、 送り：０．３mm/rev. 、 切込み：１．５mm、 切削時間：２０min 、 の条件で鋼の湿式高速連続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表１に示し
た。また、表１には強度を評価する目的で測定した抗析
力の測定結果も示した。
について、 被削材：ＳＣＭ４４０、 切削速度：３４０m/min 、 送り：０．３mm/rev. 、 切込み：１．５mm、 切削時間：２０min 、 の条件で鋼の湿式高速連続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表１に示し
た。また、表１には強度を評価する目的で測定した抗析
力の測定結果も示した。
【００１３】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明切削工
具１〜８は、いずれもこれを構成するＺｒＣＮ基サーメ
ットにおける結合相の含有量が相対的に低いにもかかわ
らず、ＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 の作用で、すぐれ
た焼結性が確保されるので、同結合相の含有量が相対的
に高い従来切削工具１〜３と同等の強度を有し、かつこ
のように結合相含有量が低く、かつ熱伝導性のすぐれた
主成分であるＺｒＣＮの作用で、すぐれた耐熱塑性変形
性をもつようになるので、高温発生を伴なう高速切削で
もすぐれた耐摩耗性を発揮するのに対して、従来切削工
具１〜３は、結合相含有量が高いことが原因で、切削開
始後すぐに塑性変形を起し、切削不能に至ることが明ら
かである。
具１〜８は、いずれもこれを構成するＺｒＣＮ基サーメ
ットにおける結合相の含有量が相対的に低いにもかかわ
らず、ＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 の作用で、すぐれ
た焼結性が確保されるので、同結合相の含有量が相対的
に高い従来切削工具１〜３と同等の強度を有し、かつこ
のように結合相含有量が低く、かつ熱伝導性のすぐれた
主成分であるＺｒＣＮの作用で、すぐれた耐熱塑性変形
性をもつようになるので、高温発生を伴なう高速切削で
もすぐれた耐摩耗性を発揮するのに対して、従来切削工
具１〜３は、結合相含有量が高いことが原因で、切削開
始後すぐに塑性変形を起し、切削不能に至ることが明ら
かである。
【００１４】上述のように、この発明のＺｒＣＮ基サー
メット製切削工具は、すぐれた耐熱塑性変形性を有する
ので、特に発熱を伴なう高速切削や重切削などの苛酷な
条件下での切削にすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するのである。
メット製切削工具は、すぐれた耐熱塑性変形性を有する
ので、特に発熱を伴なう高速切削や重切削などの苛酷な
条件下での切削にすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 結合相形成成分としてのＣｏおよびＮｉのうちの１種ま
たは２種：０．２〜８％、 分散相形成成分としてのジルコニアおよび安定化ジルコ
ニアのうちの１種または２種：５〜３０％、を含有し、
残りが分散相形成成分としての炭窒化ジルコニウムと不
可避不純物からなる組成を有する炭窒化ジルコニウム基
サーメットで構成したことを特徴とする耐摩耗性のすぐ
れた炭窒化ジルコニウム基サーメット製切削工具。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30973491A JPH05116005A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 耐摩耗性のすぐれた炭窒化ジルコニウム基サーメツト製切削工具 |
| US07/960,693 US5376466A (en) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Cermet blade member |
| DE69213152T DE69213152T2 (de) | 1991-10-17 | 1992-10-15 | Cermet Schneidkörperblatt |
| EP92117631A EP0537741B1 (en) | 1991-10-17 | 1992-10-15 | Cermet blade member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30973491A JPH05116005A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 耐摩耗性のすぐれた炭窒化ジルコニウム基サーメツト製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05116005A true JPH05116005A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=17996657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30973491A Withdrawn JPH05116005A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-29 | 耐摩耗性のすぐれた炭窒化ジルコニウム基サーメツト製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05116005A (ja) |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP30973491A patent/JPH05116005A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |