JPH05287433A - 高硬度工具用焼結体 - Google Patents
高硬度工具用焼結体Info
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- JPH05287433A JPH05287433A JP4096314A JP9631492A JPH05287433A JP H05287433 A JPH05287433 A JP H05287433A JP 4096314 A JP4096314 A JP 4096314A JP 9631492 A JP9631492 A JP 9631492A JP H05287433 A JPH05287433 A JP H05287433A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 靭性に優れかつ耐摩耗性にも優れた高硬度工
具用焼結体を提供する。 【構成】 この発明に基づく高硬度工具用焼結体は、立
方晶窒化硼素を４０体積％以上７０体積％以下含んでい
る。そして、結合材には、所定の窒化処理が施されるこ
とによって、その表面層に窒化チタンおよび／または炭
窒化チタンを含む表面層を有する炭化チタン粒子が含ま
れている。また、結合材は、Ａｌおよび／またはＡｌ化
合物を１０体積％以上２０体積％以下含んでいる。
具用焼結体を提供する。 【構成】 この発明に基づく高硬度工具用焼結体は、立
方晶窒化硼素を４０体積％以上７０体積％以下含んでい
る。そして、結合材には、所定の窒化処理が施されるこ
とによって、その表面層に窒化チタンおよび／または炭
窒化チタンを含む表面層を有する炭化チタン粒子が含ま
れている。また、結合材は、Ａｌおよび／またはＡｌ化
合物を１０体積％以上２０体積％以下含んでいる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、立方晶窒化硼素を用
いた高硬度工具用焼結体に関し、特に、その結合材の成
分を調整あるいは結合剤に所定の処理を施すことによっ
て形成された、靭性が高くかつ耐摩耗性にも優れた高硬
度工具用焼結体に関するものである。
いた高硬度工具用焼結体に関し、特に、その結合材の成
分を調整あるいは結合剤に所定の処理を施すことによっ
て形成された、靭性が高くかつ耐摩耗性にも優れた高硬
度工具用焼結体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、立方晶窒化硼素を用いた高硬
度の焼結体は知られている。このような高硬度焼結体
は、たとえば特開昭５３−７７８１１号公報にセラミッ
クス系のものが開示されている。
度の焼結体は知られている。このような高硬度焼結体
は、たとえば特開昭５３−７７８１１号公報にセラミッ
クス系のものが開示されている。
【０００３】しかし、上記の焼結体は、断続切削や重切
削に対しては必ずしも満足すべき結果が得られていない
ため、結合材の改良が要望されていた。そこで、このよ
うな内容に鑑み、上記の焼結体の靭性などの諸性能を向
上させるべく、結合材の改良がなされた。
削に対しては必ずしも満足すべき結果が得られていない
ため、結合材の改良が要望されていた。そこで、このよ
うな内容に鑑み、上記の焼結体の靭性などの諸性能を向
上させるべく、結合材の改良がなされた。
【０００４】上記の結合材の改良例として、特公昭６０
−１４８２６，特公昭６１−５４８５７，特公昭６１−
５４８５８が開示されている。このように、結合材を改
良することによって、焼結体の靭性を向上させることが
でき、高硬度試作材の断続切削などに効果的であると考
えられていた。
−１４８２６，特公昭６１−５４８５７，特公昭６１−
５４８５８が開示されている。このように、結合材を改
良することによって、焼結体の靭性を向上させることが
でき、高硬度試作材の断続切削などに効果的であると考
えられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
改良例においても、以下に述べる問題点があった。上記
の改良例においては、靭性を高めるべくＴｉＮ系，Ｔｉ
ＣＮ系の材質を含む結合材が用いられていたため、結果
として、結合強度には優れていたが、耐摩耗性に関して
は優れているとは言えなかった。
改良例においても、以下に述べる問題点があった。上記
の改良例においては、靭性を高めるべくＴｉＮ系，Ｔｉ
ＣＮ系の材質を含む結合材が用いられていたため、結果
として、結合強度には優れていたが、耐摩耗性に関して
は優れているとは言えなかった。
【０００６】そのため、たとえば、焼入れ処理を施した
高合金鋼や表面硬化処理を行なった鋼の断続切削加工に
おいては、刃先の摩耗が進展しやすく、ひいては刃先が
欠落するといった問題が生じていた。
高合金鋼や表面硬化処理を行なった鋼の断続切削加工に
おいては、刃先の摩耗が進展しやすく、ひいては刃先が
欠落するといった問題が生じていた。
【０００７】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたものであり、靭性に優れ、かつ耐摩耗性にも
優れた高硬度工具用焼結体を提供することを目的とす
る。
になされたものであり、靭性に優れ、かつ耐摩耗性にも
優れた高硬度工具用焼結体を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、立方晶窒化
硼素粒子とその立方晶窒化硼素粒子を結合するための結
合材とを含む高硬度工具用焼結体を前提とする。
硼素粒子とその立方晶窒化硼素粒子を結合するための結
合材とを含む高硬度工具用焼結体を前提とする。
【０００９】この発明に基づく高硬度工具用焼結体は、
立方晶窒化硼素を４０体積％以上７０体積％以下含んで
おり、結合材は少なくともＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子
を備えている。そして、この粒子の表面層はその中心層
に比べて高い窒素濃度を有し、粒子の中心層はその表面
層に比べて高い炭素濃度を有している。また、上記の結
合材は、Ａｌおよび／またはＡｌ化合物を１０体積％以
上２０体積％以下含んでいる。
立方晶窒化硼素を４０体積％以上７０体積％以下含んで
おり、結合材は少なくともＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子
を備えている。そして、この粒子の表面層はその中心層
に比べて高い窒素濃度を有し、粒子の中心層はその表面
層に比べて高い炭素濃度を有している。また、上記の結
合材は、Ａｌおよび／またはＡｌ化合物を１０体積％以
上２０体積％以下含んでいる。
【００１０】上記の中心層は、好ましくはＴｉＣを含
み、上記の表面層は、好ましくはＴｉＣＮとＴｉＮとを
含んでいる。また、上記の表面層の厚みは、好ましく
は、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下である。
み、上記の表面層は、好ましくはＴｉＣＮとＴｉＮとを
含んでいる。また、上記の表面層の厚みは、好ましく
は、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下である。
【００１１】
【作用】この発明に基づく高硬度工具用焼結体は、立方
晶窒化硼素を４０体積％以上７０体積％以下含んでい
る。この立方晶窒化硼素の含有量が４０体積％未満の場
合は、形成された焼結体の硬度が低下し、断続切削時な
どに塑性流動による欠陥が生じる。また、立方晶窒化硼
素の含有量が７０体積％を超えた場合には、立方晶窒化
硼素同士が接触することによってその接触部にクラック
などの欠陥が生じるという問題、また、立方晶窒化硼素
同士や立方晶窒化硼素とＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子と
立方晶窒化硼素との結合強度を高めるためのＡｌあるい
はＴｉを含む化合物の量を相対的に少なくせざるを得な
くなり、焼結体の強度が低下するといった問題などが生
じることとなる。したがって、上記のように、立方晶窒
化硼素の含有量を４０体積％以上７０体積％以下とする
ことによって、上記のような問題点を回避し得ることと
なる。
晶窒化硼素を４０体積％以上７０体積％以下含んでい
る。この立方晶窒化硼素の含有量が４０体積％未満の場
合は、形成された焼結体の硬度が低下し、断続切削時な
どに塑性流動による欠陥が生じる。また、立方晶窒化硼
素の含有量が７０体積％を超えた場合には、立方晶窒化
硼素同士が接触することによってその接触部にクラック
などの欠陥が生じるという問題、また、立方晶窒化硼素
同士や立方晶窒化硼素とＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子と
立方晶窒化硼素との結合強度を高めるためのＡｌあるい
はＴｉを含む化合物の量を相対的に少なくせざるを得な
くなり、焼結体の強度が低下するといった問題などが生
じることとなる。したがって、上記のように、立方晶窒
化硼素の含有量を４０体積％以上７０体積％以下とする
ことによって、上記のような問題点を回避し得ることと
なる。
【００１２】また、この発明に基づく高硬度工具用焼結
体は、結合材として、少なくともＴｉ，ＣおよびＮを含
む粒子を備えており、この粒子の表面層はその中央層に
比べて高い窒素濃度を有し、粒子の中心層はその表面層
に比べて高い炭素濃度を有している。つまり、上記の粒
子は、結合強度を高めるのに十分な量の窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）あるいは炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）を有するとと
もに、耐摩耗性を向上させるのに十分な量の炭化チタン
（ＴｉＣ）を有することとなる。それにより、結合強度
が優れかつ耐摩耗性に優れた高硬度工具用焼結体を形成
することが可能となる。
体は、結合材として、少なくともＴｉ，ＣおよびＮを含
む粒子を備えており、この粒子の表面層はその中央層に
比べて高い窒素濃度を有し、粒子の中心層はその表面層
に比べて高い炭素濃度を有している。つまり、上記の粒
子は、結合強度を高めるのに十分な量の窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）あるいは炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）を有するとと
もに、耐摩耗性を向上させるのに十分な量の炭化チタン
（ＴｉＣ）を有することとなる。それにより、結合強度
が優れかつ耐摩耗性に優れた高硬度工具用焼結体を形成
することが可能となる。
【００１３】さらに、この発明に基づく高硬度工具用焼
結体は、結合材として、ＡｌあるいはＴｉを含む化合物
を１０体積％以上２０体積％以下含んでいる。この化合
物の含有量が、１０体積％未満の場合は、立方晶窒化硼
素粒子と上記のＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子との十分な
結合が得られず、２０体積％を超えた場合は、耐摩耗性
に優れるＴｉＣ量が相対的に減少し、十分な耐摩耗性が
得られないこととなる。したがって、ＡｌあるいはＴｉ
を含む化合物の含有量を１０体積％以上２０体積％以下
とすることによって、形成される焼結体の結合強度を低
下させることなく耐摩耗性にも優れたものとすることが
可能となる。
結体は、結合材として、ＡｌあるいはＴｉを含む化合物
を１０体積％以上２０体積％以下含んでいる。この化合
物の含有量が、１０体積％未満の場合は、立方晶窒化硼
素粒子と上記のＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子との十分な
結合が得られず、２０体積％を超えた場合は、耐摩耗性
に優れるＴｉＣ量が相対的に減少し、十分な耐摩耗性が
得られないこととなる。したがって、ＡｌあるいはＴｉ
を含む化合物の含有量を１０体積％以上２０体積％以下
とすることによって、形成される焼結体の結合強度を低
下させることなく耐摩耗性にも優れたものとすることが
可能となる。
【００１４】また、上記のＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子
の表面層は、好ましくは、ＴｉＣＮとＴｉＮとを含んで
おり、この表面層の厚みは、好ましくは、０．０５μｍ
以上０．５μｍ以下である。また、前記の粒子の中心層
は、好ましくは、ＴｉＣを含んでいる。上記の表面層の
厚みが０．０５μｍ未満の場合は、結合強度を高くする
のに十分な量のＴｉＣＮおよびＴｉＮを得ることができ
ないため、焼結体の結合強度は低下する。また、表面層
の厚みが０．５μｍを超えた場合、耐摩耗性に優れるＴ
ｉＣの量が減少するため、焼結体の耐摩耗性が低下す
る。したがって、表面層の厚みを０．０５μｍ以上０．
５μｍ以下とすることによって、結合強度にも優れかつ
耐摩耗性にも優れた焼結体が形成され得ることになる。
の表面層は、好ましくは、ＴｉＣＮとＴｉＮとを含んで
おり、この表面層の厚みは、好ましくは、０．０５μｍ
以上０．５μｍ以下である。また、前記の粒子の中心層
は、好ましくは、ＴｉＣを含んでいる。上記の表面層の
厚みが０．０５μｍ未満の場合は、結合強度を高くする
のに十分な量のＴｉＣＮおよびＴｉＮを得ることができ
ないため、焼結体の結合強度は低下する。また、表面層
の厚みが０．５μｍを超えた場合、耐摩耗性に優れるＴ
ｉＣの量が減少するため、焼結体の耐摩耗性が低下す
る。したがって、表面層の厚みを０．０５μｍ以上０．
５μｍ以下とすることによって、結合強度にも優れかつ
耐摩耗性にも優れた焼結体が形成され得ることになる。
【００１５】
【実施例】以下に、この発明に基づく実施例について、
適宜、表および図を用いて説明する。まず、粒径が０．
５μｍ以上２μｍ以下の炭化チタン（ＴｉＣ）粉末を５
００Ｔｏｒｒの窒素ガス雰囲気中で、１１００℃で１時
間保持することによって、炭化チタン粉末表面の窒化処
理を行なう。これにより、この炭化チタン粒子の表面
に、窒化チタン（ＴｉＮ）および炭窒化チタン（ＴｉＣ
Ｎ）を含む表面層が形成される。発明者らは、上記の窒
化処理を行なった後、電子顕微鏡およびＸ線回折装置を
用いて窒化処理の施された炭化チタンを分析することに
よって、この炭化チタン粒子の表面から約０．１μｍ〜
０．２μｍ程度の深さにわたって窒素が拡散し、上記の
窒化チタンおよび炭窒化チタンが形成されていることを
確認した。
適宜、表および図を用いて説明する。まず、粒径が０．
５μｍ以上２μｍ以下の炭化チタン（ＴｉＣ）粉末を５
００Ｔｏｒｒの窒素ガス雰囲気中で、１１００℃で１時
間保持することによって、炭化チタン粉末表面の窒化処
理を行なう。これにより、この炭化チタン粒子の表面
に、窒化チタン（ＴｉＮ）および炭窒化チタン（ＴｉＣ
Ｎ）を含む表面層が形成される。発明者らは、上記の窒
化処理を行なった後、電子顕微鏡およびＸ線回折装置を
用いて窒化処理の施された炭化チタンを分析することに
よって、この炭化チタン粒子の表面から約０．１μｍ〜
０．２μｍ程度の深さにわたって窒素が拡散し、上記の
窒化チタンおよび炭窒化チタンが形成されていることを
確認した。
【００１６】ここで、図１を用いて、窒化処理が施され
た炭化チタン粒子について説明する。図１は、上記の窒
化処理が施された炭化チタン粒子を概念的に示す説明図
である。図１を参照して、炭化チタン粒子１の表面に
は、窒化チタンおよび炭窒化チタンを含む表面層２が形
成されている。このとき、炭化チタン粒子の中心部１ａ
は、主に炭化チタンにより構成されており、表面層２の
表面における含有窒素濃度は、この表面層２の内部にお
ける含有窒素濃度よりも高いものとなっている。また、
この表面層２の厚みｔ1 は、この場合であれば約０．１
μｍ〜０．２μｍ程度であるが、好ましくは、０．０５
μｍ以上０．５μｍ以下の厚みであればよい。また、炭
化チタン１粒子の平均粒径は、０．２μｍ〜４μｍであ
ることが好ましい。
た炭化チタン粒子について説明する。図１は、上記の窒
化処理が施された炭化チタン粒子を概念的に示す説明図
である。図１を参照して、炭化チタン粒子１の表面に
は、窒化チタンおよび炭窒化チタンを含む表面層２が形
成されている。このとき、炭化チタン粒子の中心部１ａ
は、主に炭化チタンにより構成されており、表面層２の
表面における含有窒素濃度は、この表面層２の内部にお
ける含有窒素濃度よりも高いものとなっている。また、
この表面層２の厚みｔ1 は、この場合であれば約０．１
μｍ〜０．２μｍ程度であるが、好ましくは、０．０５
μｍ以上０．５μｍ以下の厚みであればよい。また、炭
化チタン１粒子の平均粒径は、０．２μｍ〜４μｍであ
ることが好ましい。
【００１７】次に、上記のような窒化処理が施された炭
化チタン粉末と立方晶窒化硼素（以下、単に「ＣＢＮ」
という）粉末、Ａｌ3 ＴｉおよびＴｉ2 ＡｌＮを表１に
示されるような比率で配合することによって混合粉末を
作製する。
化チタン粉末と立方晶窒化硼素（以下、単に「ＣＢＮ」
という）粉末、Ａｌ3 ＴｉおよびＴｉ2 ＡｌＮを表１に
示されるような比率で配合することによって混合粉末を
作製する。
【００１８】
【表１】
【００１９】そして、上記の混合粉末をモリブデン製の
容器に充填し、この容器を真空炉内で１０-5Ｔｏｒｒ，
９００℃に保持し、１０分間加熱することによって脱気
処理を行なう。その後、圧力５０ｋｂ，温度１４００℃
の条件下で焼結を行なう。それにより、ＣＢＮを含む焼
結体が形成されることになる。
容器に充填し、この容器を真空炉内で１０-5Ｔｏｒｒ，
９００℃に保持し、１０分間加熱することによって脱気
処理を行なう。その後、圧力５０ｋｂ，温度１４００℃
の条件下で焼結を行なう。それにより、ＣＢＮを含む焼
結体が形成されることになる。
【００２０】このようにして形成された焼結体を電子顕
微鏡およびＸ線回折装置を用いて分析した結果、ＣＢ
Ｎ，ＴｉＣ，ＴｉＣＮおよびＴｉＮのピークが確認さ
れ、ＴｉＣ粒子の周りに約０．１〜０．３μｍ程度のＴ
ｉＣＮおよび／またはＴｉＮの生成物が確認された。さ
らに、これらの物質以外に、ＴｉＢ2 ，ＡｌＢ2 ，Ａｌ
Ｎと思われる材質のピークも確認された。
微鏡およびＸ線回折装置を用いて分析した結果、ＣＢ
Ｎ，ＴｉＣ，ＴｉＣＮおよびＴｉＮのピークが確認さ
れ、ＴｉＣ粒子の周りに約０．１〜０．３μｍ程度のＴ
ｉＣＮおよび／またはＴｉＮの生成物が確認された。さ
らに、これらの物質以外に、ＴｉＢ2 ，ＡｌＢ2 ，Ａｌ
Ｎと思われる材質のピークも確認された。
【００２１】次に、上記の工程を経て形成された焼結体
を切削加工用チップに加工し、この切削加工用チップの
耐久性を評価するためのテストを行なった結果につい
て、表１を参照して説明する。この場合、被削材として
は、外周にＵ形状の溝を有するダイス鋼ＳＫＤ−１１材
を用い、その外周を切削した。切削条件は、切削速度：
１００ｍ／ｍｉｎ，切込み：０．２ｍｍ，送り：０．１
２ｍｍ／回転であり、乾式で切削を行なった。
を切削加工用チップに加工し、この切削加工用チップの
耐久性を評価するためのテストを行なった結果につい
て、表１を参照して説明する。この場合、被削材として
は、外周にＵ形状の溝を有するダイス鋼ＳＫＤ−１１材
を用い、その外周を切削した。切削条件は、切削速度：
１００ｍ／ｍｉｎ，切込み：０．２ｍｍ，送り：０．１
２ｍｍ／回転であり、乾式で切削を行なった。
【００２２】上記の条件下で行なわれた実験結果につい
て、表１を参照して説明する。なお、表１中における比
較例は、表１に示される含有率でＣＢＮ等の成分を有
し、従来の方法で形成されたものである。
て、表１を参照して説明する。なお、表１中における比
較例は、表１に示される含有率でＣＢＮ等の成分を有
し、従来の方法で形成されたものである。
【００２３】表１に示されるように、この発明に基づい
て作製された焼結体のほうが、切削時間が長くなってい
るのがわかる。すなわち、この発明に基づいて作製され
た焼結体を用いた切削加工用チップのほうが、従来の方
法を用いて作製された切削用チップよりも切削加工の際
の耐久性が優れているのがわかる。
て作製された焼結体のほうが、切削時間が長くなってい
るのがわかる。すなわち、この発明に基づいて作製され
た焼結体を用いた切削加工用チップのほうが、従来の方
法を用いて作製された切削用チップよりも切削加工の際
の耐久性が優れているのがわかる。
【００２４】次に、この発明に基づく他の実施例につい
て、表２を用いて説明する。まず、炭化チタン粉末を３
００〜６００Ｔｏｒｒの窒素ガス雰囲気中で９００℃〜
１２００℃の温度で１時間保持することによって、炭化
チタン粒子の表面の窒化処理を行なう。これにより、表
２に示されるように、前記の窒化処理を行なうことによ
って、炭化チタン粒子表面に、窒化チタンおよび／また
は炭窒化チタンからなる表面層が形成されることにな
る。表２を参照して、この表面層の厚みは、好ましく
は、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下程度のものであ
る。また、このとき、前記の炭化チタン粒子の平均粒径
は、好ましくは、０．２μｍ以上４μｍ以下である。こ
のように、炭化チタン粒子の平均粒径およびその表面層
の厚みを適切に選択することによって、より結合強度の
高い耐摩耗性に優れた結合材を提供することが可能とな
る。
て、表２を用いて説明する。まず、炭化チタン粉末を３
００〜６００Ｔｏｒｒの窒素ガス雰囲気中で９００℃〜
１２００℃の温度で１時間保持することによって、炭化
チタン粒子の表面の窒化処理を行なう。これにより、表
２に示されるように、前記の窒化処理を行なうことによ
って、炭化チタン粒子表面に、窒化チタンおよび／また
は炭窒化チタンからなる表面層が形成されることにな
る。表２を参照して、この表面層の厚みは、好ましく
は、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下程度のものであ
る。また、このとき、前記の炭化チタン粒子の平均粒径
は、好ましくは、０．２μｍ以上４μｍ以下である。こ
のように、炭化チタン粒子の平均粒径およびその表面層
の厚みを適切に選択することによって、より結合強度の
高い耐摩耗性に優れた結合材を提供することが可能とな
る。
【００２５】次に、ＣＢＮ粉末とＡｌ粉末，ＴｉＡｌ3
粉末，Ｔｉ粉末を重量比で３：５：２の割合で混合し、
真空中において１２００℃の温度で保持する。それによ
り、ＴｉおよびＡｌの化合物とＣＢＮの粉末が得られ
る。この粉末をＸ線回折装置を用いて化学分析を行なっ
たところＣＢＮが８０体積％程度、ＴｉおよびＡｌの化
合物はＴｉＡｌ3 ，ＡｌＮであり、その含有量は２０体
積％程度であることを確認した。
粉末，Ｔｉ粉末を重量比で３：５：２の割合で混合し、
真空中において１２００℃の温度で保持する。それによ
り、ＴｉおよびＡｌの化合物とＣＢＮの粉末が得られ
る。この粉末をＸ線回折装置を用いて化学分析を行なっ
たところＣＢＮが８０体積％程度、ＴｉおよびＡｌの化
合物はＴｉＡｌ3 ，ＡｌＮであり、その含有量は２０体
積％程度であることを確認した。
【００２６】次に、これらの混合粉末をモリブデン製の
容器内に充填し、４５Ｋｂ、１３５０℃の条件で焼結を
行なうことによって、焼結体を形成する。このようにし
て形成された焼結体を化学分析した結果、ＣＢＮと窒化
処理が施された炭化チタン粉末とＴｉ，Ａｌの化合物の
体積比は、６０（ＣＢＮ）：２５（窒化処理の施された
炭化チタン粉末）：１５（Ｔｉ，Ａｌの化合物）である
ことを確認した。
容器内に充填し、４５Ｋｂ、１３５０℃の条件で焼結を
行なうことによって、焼結体を形成する。このようにし
て形成された焼結体を化学分析した結果、ＣＢＮと窒化
処理が施された炭化チタン粉末とＴｉ，Ａｌの化合物の
体積比は、６０（ＣＢＮ）：２５（窒化処理の施された
炭化チタン粉末）：１５（Ｔｉ，Ａｌの化合物）である
ことを確認した。
【００２７】次に、上記の工程を経て形成された焼結体
の抗折力（Ｋｇｆ）および摩耗に対する耐久性に関する
測定結果を表２に示す。この場合、抗折力（Ｋｇｆ）
は、常温下で測定した。また、焼結体の耐久性に関して
は、ＳＵＪ材を乾式で１０分間切削した場合の逃げ面の
摩耗幅を測定した。このときの切削条件は、切削速度＝
１８０ｍ／ｍｉｎ，切込み＝０．２ｍｍ，送り＝０．１
５ｍｍ／回転である。
の抗折力（Ｋｇｆ）および摩耗に対する耐久性に関する
測定結果を表２に示す。この場合、抗折力（Ｋｇｆ）
は、常温下で測定した。また、焼結体の耐久性に関して
は、ＳＵＪ材を乾式で１０分間切削した場合の逃げ面の
摩耗幅を測定した。このときの切削条件は、切削速度＝
１８０ｍ／ｍｉｎ，切込み＝０．２ｍｍ，送り＝０．１
５ｍｍ／回転である。
【００２８】上記のような条件下で行なわれた測定結果
が、表２に示されている。表２を参照して、表２中にお
いて、比較例として用いた焼結体は、炭化チタン粒子の
表面層の厚みが、０．０５μｍ以下あるいは０．５μｍ
以上となるように窒化処理が施されたものを用いて形成
されたものである。この比較例とこの発明に基づいて作
製された焼結体との上記の諸特性を比較すると、この発
明に基づいて作製された焼結体のほうが逃げ面の摩耗幅
が小さく、抗折力が相対的に大きいのがわかる。すなわ
ち、結合強度が大きくかつ耐摩耗性が優れた焼結体が作
製されたことになる。
が、表２に示されている。表２を参照して、表２中にお
いて、比較例として用いた焼結体は、炭化チタン粒子の
表面層の厚みが、０．０５μｍ以下あるいは０．５μｍ
以上となるように窒化処理が施されたものを用いて形成
されたものである。この比較例とこの発明に基づいて作
製された焼結体との上記の諸特性を比較すると、この発
明に基づいて作製された焼結体のほうが逃げ面の摩耗幅
が小さく、抗折力が相対的に大きいのがわかる。すなわ
ち、結合強度が大きくかつ耐摩耗性が優れた焼結体が作
製されたことになる。
【００２９】
【表２】
【００３０】以上説明したように、炭化チタン粒子の粒
径を適度に選択し、この炭化チタン粒子の表面に適度な
窒化処理を施すことによって、窒化チタンおよび／また
は炭窒化チタンを含む適度な厚みを有する表面層を形成
する。このような処理の施された炭化チタン粒子を結合
材として用いることによって、靭性に優れかつ耐摩耗性
にも優れた高硬度工具用焼結体を作製することが可能と
なる。
径を適度に選択し、この炭化チタン粒子の表面に適度な
窒化処理を施すことによって、窒化チタンおよび／また
は炭窒化チタンを含む適度な厚みを有する表面層を形成
する。このような処理の施された炭化チタン粒子を結合
材として用いることによって、靭性に優れかつ耐摩耗性
にも優れた高硬度工具用焼結体を作製することが可能と
なる。
【００３１】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、結
合材中に、所望の結合強度を維持するのに十分な量の窒
化チタンおよび／または炭窒化チタンを有する炭化チタ
ンが含まれることになる。それにより、焼結体を作製し
た際に、窒化チタンおよび／または炭窒化チタンを有す
ることによって、立方晶窒化硼素の結合強度が高いもの
となり、かつ結合材中に炭化チタンを有することによ
り、結合材自体の耐摩耗性をも向上させることが可能と
なる。したがって、この発明に基づいて作製された焼結
体は、靭性にも優れかつ耐摩耗性にも優れたものとなり
得る。
合材中に、所望の結合強度を維持するのに十分な量の窒
化チタンおよび／または炭窒化チタンを有する炭化チタ
ンが含まれることになる。それにより、焼結体を作製し
た際に、窒化チタンおよび／または炭窒化チタンを有す
ることによって、立方晶窒化硼素の結合強度が高いもの
となり、かつ結合材中に炭化チタンを有することによ
り、結合材自体の耐摩耗性をも向上させることが可能と
なる。したがって、この発明に基づいて作製された焼結
体は、靭性にも優れかつ耐摩耗性にも優れたものとなり
得る。
【図１】この発明に基づいて作製された、表面層に窒化
チタンおよび／または炭窒化チタンを有する炭化チタン
粒子の断面構造を模式的に示す断面図である。
チタンおよび／または炭窒化チタンを有する炭化チタン
粒子の断面構造を模式的に示す断面図である。
１ 炭化チタン粒子 １ａ 中心部 ２ 表面層
Claims (3)
- 【請求項１】 立方晶窒化硼素粒子と、前記立方晶窒化
硼素粒子を結合するための結合材とを含む高硬度工具用
焼結体において、 前記立方晶窒化硼素を４０体積％以上７０体積％以下含
み、 前記結合材は少なくともＴｉ，ＣおよびＮを含む粒子を
備え、前記粒子の表面層はその中心層に比べて高い窒素
濃度を有し、前記粒子の中心層はその表面層に比べて高
い炭素濃度を有しており、 前記結合材はＡｌおよび／またはＡｌ化合物を１０体積
％以上２０体積％以下含むことを特徴とする高硬度工具
用焼結体。 - 【請求項２】 前記中心層はＴｉＣを含み、前記表面層
はＴｉＣＮとＴｉＮとを含んでいる請求項１に記載の高
硬度工具用焼結体。 - 【請求項３】 前記表面層の厚みは０．０５μｍ以上
０．５μｍ以下である請求項２に記載の高硬度工具用焼
結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09631492A JP3321824B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 高硬度工具用焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09631492A JP3321824B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 高硬度工具用焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287433A true JPH05287433A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3321824B2 JP3321824B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=14161572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09631492A Expired - Lifetime JP3321824B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 高硬度工具用焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3321824B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0709353A3 (en) * | 1994-10-27 | 1998-10-28 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Hard composite material for tools |
| JP2001247369A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-11 | Kyocera Corp | 切削工具およびその製造方法 |
| US7081424B2 (en) | 2003-12-25 | 2006-07-25 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | High-strength, highly thermally conductive sintered compact of cubic boron nitride |
| WO2007145071A1 (ja) | 2006-06-12 | 2007-12-21 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 複合焼結体 |
| WO2008093577A1 (ja) | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 複合焼結体 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP09631492A patent/JP3321824B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0709353A3 (en) * | 1994-10-27 | 1998-10-28 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Hard composite material for tools |
| JP2001247369A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-11 | Kyocera Corp | 切削工具およびその製造方法 |
| US7081424B2 (en) | 2003-12-25 | 2006-07-25 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | High-strength, highly thermally conductive sintered compact of cubic boron nitride |
| WO2007145071A1 (ja) | 2006-06-12 | 2007-12-21 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 複合焼結体 |
| US8999023B2 (en) | 2006-06-12 | 2015-04-07 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Composite sintered body |
| US10307829B2 (en) | 2006-06-12 | 2019-06-04 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Composite sintered body |
| WO2008093577A1 (ja) | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 複合焼結体 |
| US8124553B2 (en) | 2007-01-30 | 2012-02-28 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Composite sintered body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3321824B2 (ja) | 2002-09-09 |
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