JPH08336705A - 切刃のすくい面がすぐれた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素焼結体製切削工具 - Google Patents
切刃のすくい面がすぐれた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素焼結体製切削工具Info
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- JPH08336705A JPH08336705A JP7164598A JP16459895A JPH08336705A JP H08336705 A JPH08336705 A JP H08336705A JP 7164598 A JP7164598 A JP 7164598A JP 16459895 A JP16459895 A JP 16459895A JP H08336705 A JPH08336705 A JP H08336705A
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- cutting
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- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 切刃のすくい面がすぐれた耐摩耗性を示すC
−BN焼結体製切削工具を提供する。 【構成】 C−BN焼結体製切削工具の切刃部を、切刃
部のすくい面(上面)に平行指向してC−BNの(11
1)面が配向し、かつ前記(111)面の平行指向割合
をX線回折で測定した場合、(111)面のピーク高さ
が(200)面のピーク高さの30倍以上を示すC−B
N焼結体で構成する。
−BN焼結体製切削工具を提供する。 【構成】 C−BN焼結体製切削工具の切刃部を、切刃
部のすくい面(上面)に平行指向してC−BNの(11
1)面が配向し、かつ前記(111)面の平行指向割合
をX線回折で測定した場合、(111)面のピーク高さ
が(200)面のピーク高さの30倍以上を示すC−B
N焼結体で構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、切刃のすくい面がす
ぐれた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素(以下、C−B
Nで示す)焼結体製切削工具に関するものである。
ぐれた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素(以下、C−B
Nで示す)焼結体製切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、C−BN焼結体製切削工
具が、(a) 原料粉末として、平均平面粒径:4μm
以下×厚さ:数100nmの円盤形状、および図3(a)
の結晶構造を有し、かつ円盤形状の上下面に平行して
(002)面が配向する純度:99.7%以上の六方晶
窒化ほう素(以下、h−BNで示す)粉末を用い、
(b) 上記h−BN粉末に、0.1〜0.5GPaの
圧力を上下方向(1軸)からかけて、例えば直径:10
mm×厚さ:2mmの圧粉体にプレス成形し、(c) この
圧粉体を、大気中、温度:2000〜2500℃、圧
力:6〜7GPaの条件で高温高圧焼結(この焼結で原
料粉末のh−BNは図3(b)に示される結晶構造をも
ったC−BNに変化する、さらに詳述すればh−BNの
(002)面がC−BNの(111)面となる)して、
例えば直径:10mm×厚さ:1mmの寸法をもったC−B
N焼結体を形成し、このC−BN焼結体を、例えば一辺
長さ:5mmの3角形に切出し、(d) ついで、上記3
角形C−BN焼結体を、図4に例示されるように、例え
ば3角形のWC基超硬合金製チップ本体の切刃部にろう
付けすること、以上(a)〜(d)の工程により製造さ
れることは良く知られるところである。また、上記C−
BN焼結体製切削工具が、例えば鋳鉄や焼入れ鋼などの
仕上切削に用いられていることも知られている。
具が、(a) 原料粉末として、平均平面粒径:4μm
以下×厚さ:数100nmの円盤形状、および図3(a)
の結晶構造を有し、かつ円盤形状の上下面に平行して
(002)面が配向する純度:99.7%以上の六方晶
窒化ほう素(以下、h−BNで示す)粉末を用い、
(b) 上記h−BN粉末に、0.1〜0.5GPaの
圧力を上下方向(1軸)からかけて、例えば直径:10
mm×厚さ:2mmの圧粉体にプレス成形し、(c) この
圧粉体を、大気中、温度:2000〜2500℃、圧
力:6〜7GPaの条件で高温高圧焼結(この焼結で原
料粉末のh−BNは図3(b)に示される結晶構造をも
ったC−BNに変化する、さらに詳述すればh−BNの
(002)面がC−BNの(111)面となる)して、
例えば直径:10mm×厚さ:1mmの寸法をもったC−B
N焼結体を形成し、このC−BN焼結体を、例えば一辺
長さ:5mmの3角形に切出し、(d) ついで、上記3
角形C−BN焼結体を、図4に例示されるように、例え
ば3角形のWC基超硬合金製チップ本体の切刃部にろう
付けすること、以上(a)〜(d)の工程により製造さ
れることは良く知られるところである。また、上記C−
BN焼結体製切削工具が、例えば鋳鉄や焼入れ鋼などの
仕上切削に用いられていることも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削機械
の高性能化および高出力化に伴ない、切削加工も高速化
の傾向にあるが、上記の従来C−BN焼結体製切削工具
においては、これを鋳鉄や焼入れ鋼などの高速切削に用
いると、切刃の逃げ面よりはむしろすくい面の摩耗進行
が激しく、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状であ
る。
の高性能化および高出力化に伴ない、切削加工も高速化
の傾向にあるが、上記の従来C−BN焼結体製切削工具
においては、これを鋳鉄や焼入れ鋼などの高速切削に用
いると、切刃の逃げ面よりはむしろすくい面の摩耗進行
が激しく、比較的短時間で使用寿命に至るのが現状であ
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、上記の従来C−BN焼結体製切
削工具に着目し、これの高速切削での切刃すくい面の摩
耗抑制をはかるべく研究を行なった結果、 (a) C−BN焼結体製切削工具の製造において、原
料粉末を、不活性ガス気流中、2000〜2500℃の
温度に加熱保持すると、円盤形状粉末の上下面に平行し
て(002)面が配向したままで粒成長が起って、平均
平面粒径:10μm以下×厚さ:数100nmであったh
−BN粉末が、平均平面粒径:数10μm×厚さ:数μ
mとなり、より大きな円盤形状をもつようになること。 (b) この粒成長したh−BN粉末を相対的に高い1
〜5GPaの圧力で圧粉体に1軸プレス成形すると、h
−BN粉末の(002)面が圧粉体の上下面に平行配向
する割合が一段と高くなること。 (c) 上記圧粉体を高温高圧焼結すると、圧粉体にお
けるh−BNの(002)面が焼結でC−BNの(11
1)面になることから、前記(111)面が上面に平行
指向する割合が著しく高いC−BN焼結体が得られるよ
うになること。 (d) 上記C−BN焼結体の(111)面の平行指向
割合をX線回折で測定した場合、(111)面のピーク
高さが、上記の従来C−BN焼結体では、図2に示され
るように(200)面のピーク高さの20倍以下であっ
たものが、図1に示されるように(200)面のピーク
高さの30倍以上になること。 (e) X線回折で、(111)面のピーク高さが(2
00)面のピーク高さの30倍以上を示すC−BN焼結
体を、これの上面が切刃すくい面を構成するようにチッ
プ本体の切刃部にろう付けした切削工具は、鋳鉄や焼入
れ鋼などの高速切削でも、切刃すくい面がすぐれた耐摩
耗性を示すこと。 以上(a)〜(e)に示される研究結果を得たのであ
る。
上述のような観点から、上記の従来C−BN焼結体製切
削工具に着目し、これの高速切削での切刃すくい面の摩
耗抑制をはかるべく研究を行なった結果、 (a) C−BN焼結体製切削工具の製造において、原
料粉末を、不活性ガス気流中、2000〜2500℃の
温度に加熱保持すると、円盤形状粉末の上下面に平行し
て(002)面が配向したままで粒成長が起って、平均
平面粒径:10μm以下×厚さ:数100nmであったh
−BN粉末が、平均平面粒径:数10μm×厚さ:数μ
mとなり、より大きな円盤形状をもつようになること。 (b) この粒成長したh−BN粉末を相対的に高い1
〜5GPaの圧力で圧粉体に1軸プレス成形すると、h
−BN粉末の(002)面が圧粉体の上下面に平行配向
する割合が一段と高くなること。 (c) 上記圧粉体を高温高圧焼結すると、圧粉体にお
けるh−BNの(002)面が焼結でC−BNの(11
1)面になることから、前記(111)面が上面に平行
指向する割合が著しく高いC−BN焼結体が得られるよ
うになること。 (d) 上記C−BN焼結体の(111)面の平行指向
割合をX線回折で測定した場合、(111)面のピーク
高さが、上記の従来C−BN焼結体では、図2に示され
るように(200)面のピーク高さの20倍以下であっ
たものが、図1に示されるように(200)面のピーク
高さの30倍以上になること。 (e) X線回折で、(111)面のピーク高さが(2
00)面のピーク高さの30倍以上を示すC−BN焼結
体を、これの上面が切刃すくい面を構成するようにチッ
プ本体の切刃部にろう付けした切削工具は、鋳鉄や焼入
れ鋼などの高速切削でも、切刃すくい面がすぐれた耐摩
耗性を示すこと。 以上(a)〜(e)に示される研究結果を得たのであ
る。
【0005】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、切刃部が実質的にC−BN焼結
体で構成されたC−BN焼結体製切削工具において、前
記切刃部のすくい面に平行指向してC−BNの(11
1)面が配向し、かつ前記(111)面の平行指向割合
をX線回折で測定した場合、(111)面のピーク高さ
が(200)面のピーク高さの30倍以上を示す、切刃
すくい面の耐摩耗性にすぐれたC−BN焼結体製切削工
具に特徴を有するものである。
なされたものであって、切刃部が実質的にC−BN焼結
体で構成されたC−BN焼結体製切削工具において、前
記切刃部のすくい面に平行指向してC−BNの(11
1)面が配向し、かつ前記(111)面の平行指向割合
をX線回折で測定した場合、(111)面のピーク高さ
が(200)面のピーク高さの30倍以上を示す、切刃
すくい面の耐摩耗性にすぐれたC−BN焼結体製切削工
具に特徴を有するものである。
【0006】なお、C−BN焼結体製切削工具を構成す
るC−BN焼結体において、X線回折での(111)面
のピーク高さが(200)面のピーク高さの30倍未満
である場合には切刃のすくい面が所望のすぐれた耐摩耗
性を示さない、すなわち30倍未満になると急激にすく
い面摩耗が進行するようになることから、この発明のC
−BN焼結体製切削工具では、上記の通り(111)面
のピーク高さが(200)面のピーク高さの30倍以上
を示すC−BN焼結体で構成するように定めたのであ
る。また、この発明のC−BN焼結体製切削工具におけ
る(111)面と(200)面のピーク高さの割合、す
なわち(111)面の平行指向割合は、粒成長熱処理後
のh−BN粉末の寸法や圧粉体成形時の1軸プレス圧力
などによって調整することができる。
るC−BN焼結体において、X線回折での(111)面
のピーク高さが(200)面のピーク高さの30倍未満
である場合には切刃のすくい面が所望のすぐれた耐摩耗
性を示さない、すなわち30倍未満になると急激にすく
い面摩耗が進行するようになることから、この発明のC
−BN焼結体製切削工具では、上記の通り(111)面
のピーク高さが(200)面のピーク高さの30倍以上
を示すC−BN焼結体で構成するように定めたのであ
る。また、この発明のC−BN焼結体製切削工具におけ
る(111)面と(200)面のピーク高さの割合、す
なわち(111)面の平行指向割合は、粒成長熱処理後
のh−BN粉末の寸法や圧粉体成形時の1軸プレス圧力
などによって調整することができる。
【0007】
【実施例】つぎに、この発明のC−BN焼結体製切削工
具を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
平均平面直径:10μm×厚さ:350nmの円盤形状を
もった純度:99.87%のh−BN粉末を用意し、こ
れに窒素気流中、2000〜2500℃の範囲内の所定
温度に5〜20時間の範囲内の所定時間保持の条件での
粒成長熱処理を施して、平均平面直径:30〜100μ
m×厚さ:2〜6μmの範囲内の所定の寸法をもった各
種の粒成長h−BN粉末とし、これらの粒成長h−BN
粉末をそれぞれ1〜5GPaの範囲内の所定の圧力で、
いずれも直径:10mm×厚さ:2mmの圧粉体に1軸プレ
ス成形し、これらの圧粉体をいずれも温度:2000
℃、圧力:7GPa、保持時間:0.5時間の条件で高
温高圧焼結して、直径:10mm×厚さ:1mmの寸法をも
ったC−BN焼結体とし、これらのC−BN焼結体につ
いて、加速電圧:55KV、 電流:35
mA、ステップサイズ:0.050度、 サンプルタ
イム:0.50秒、対陰極:Cu、
フィルター:Ni、測定角度(2θ):40〜60
度、の条件でX線回折を行なったところ図1に示される
通り(111)面と(200)面にピークが現われ、こ
の両ピークの高さを測定し、この両ピーク高さの相対
比、すなわち(111)面のピーク高さ÷(200)面
のピーク高さを算出し(算出結果を表1に示す)、つい
で上記C−BN焼結体を一辺長さが5mmの3角形に切出
し、これを図4に示される通り、一辺長さ:16mm×厚
さ:4.8mmの寸法をもった3角形のWC基超硬合金製
チップ本体の上面角部(切刃部)に、Ag−Cu−Ti
系合金ろう材を用い、Arガス気流中、温度:950℃
に30分間保持の条件でろう付けし、仕上研磨すること
によりTNGN332のスローアウェイチップ形状をも
った本発明C−BN焼結体製切削工具(以下、本発明切
削工具という)1〜12をそれぞれ製造した。
具を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
平均平面直径:10μm×厚さ:350nmの円盤形状を
もった純度:99.87%のh−BN粉末を用意し、こ
れに窒素気流中、2000〜2500℃の範囲内の所定
温度に5〜20時間の範囲内の所定時間保持の条件での
粒成長熱処理を施して、平均平面直径:30〜100μ
m×厚さ:2〜6μmの範囲内の所定の寸法をもった各
種の粒成長h−BN粉末とし、これらの粒成長h−BN
粉末をそれぞれ1〜5GPaの範囲内の所定の圧力で、
いずれも直径:10mm×厚さ:2mmの圧粉体に1軸プレ
ス成形し、これらの圧粉体をいずれも温度:2000
℃、圧力:7GPa、保持時間:0.5時間の条件で高
温高圧焼結して、直径:10mm×厚さ:1mmの寸法をも
ったC−BN焼結体とし、これらのC−BN焼結体につ
いて、加速電圧:55KV、 電流:35
mA、ステップサイズ:0.050度、 サンプルタ
イム:0.50秒、対陰極:Cu、
フィルター:Ni、測定角度(2θ):40〜60
度、の条件でX線回折を行なったところ図1に示される
通り(111)面と(200)面にピークが現われ、こ
の両ピークの高さを測定し、この両ピーク高さの相対
比、すなわち(111)面のピーク高さ÷(200)面
のピーク高さを算出し(算出結果を表1に示す)、つい
で上記C−BN焼結体を一辺長さが5mmの3角形に切出
し、これを図4に示される通り、一辺長さ:16mm×厚
さ:4.8mmの寸法をもった3角形のWC基超硬合金製
チップ本体の上面角部(切刃部)に、Ag−Cu−Ti
系合金ろう材を用い、Arガス気流中、温度:950℃
に30分間保持の条件でろう付けし、仕上研磨すること
によりTNGN332のスローアウェイチップ形状をも
った本発明C−BN焼結体製切削工具(以下、本発明切
削工具という)1〜12をそれぞれ製造した。
【0008】また、比較の目的で、上記の原料粉末であ
るh−BN粉末に対して粒成長熱処理を行なわず、かつ
圧粉体成形を1,3、および5GPaの3通りの圧力で
行なう以外は同一の条件で従来C−BN焼結体製切削工
具(以下、従来切削工具という)1〜3を製造した。上
記従来切削工具1〜3を構成するC−BN焼結体のX線
回折による両ピーク高さの相対比も表1に示した。
るh−BN粉末に対して粒成長熱処理を行なわず、かつ
圧粉体成形を1,3、および5GPaの3通りの圧力で
行なう以外は同一の条件で従来C−BN焼結体製切削工
具(以下、従来切削工具という)1〜3を製造した。上
記従来切削工具1〜3を構成するC−BN焼結体のX線
回折による両ピーク高さの相対比も表1に示した。
【0009】この結果得られた各種の切削工具につい
て、 被削材:FC25の丸棒、 切削速度:1000m/min.、 切込み:0.1mm、 送り:0.05mm/rev.、 切削時間:50分、 の条件で鋳鉄の連続高速仕上切削試験を行ない、切刃の
すくい面摩耗深さと逃げ面摩耗幅を測定した。この測定
結果を表1に示した。
て、 被削材:FC25の丸棒、 切削速度:1000m/min.、 切込み:0.1mm、 送り:0.05mm/rev.、 切削時間:50分、 の条件で鋳鉄の連続高速仕上切削試験を行ない、切刃の
すくい面摩耗深さと逃げ面摩耗幅を測定した。この測定
結果を表1に示した。
【0010】
【表1】
【0011】
【発明の効果】表1に示される結果から、いずれも切刃
部が、X線回折で示した(111)面と(200)面の
ピーク高さの相対比が30倍以上を示す、すなわち(1
11)面が切刃のすくい面に平行指向して配向する割合
がきわめて高いC−BN焼結体で構成された本発明切削
工具1〜12は、前記ピーク高さの相対比がいずれも2
0倍以下であるC−BN焼結体で構成された従来切削工
具1〜3に比して、鋳鉄の高速切削で一段とすぐれた耐
すくい面摩耗性を示すことが明らかである。上述のよう
に、この発明のC−BN焼結体製切削工具は、通常の条
件での切削は勿論のこと、高速切削でも切刃のすくい面
がすぐれた耐摩耗性を示し、切削加工の高速化に十分満
足に対応できるなど工業上有用な特性を有するのであ
る。
部が、X線回折で示した(111)面と(200)面の
ピーク高さの相対比が30倍以上を示す、すなわち(1
11)面が切刃のすくい面に平行指向して配向する割合
がきわめて高いC−BN焼結体で構成された本発明切削
工具1〜12は、前記ピーク高さの相対比がいずれも2
0倍以下であるC−BN焼結体で構成された従来切削工
具1〜3に比して、鋳鉄の高速切削で一段とすぐれた耐
すくい面摩耗性を示すことが明らかである。上述のよう
に、この発明のC−BN焼結体製切削工具は、通常の条
件での切削は勿論のこと、高速切削でも切刃のすくい面
がすぐれた耐摩耗性を示し、切削加工の高速化に十分満
足に対応できるなど工業上有用な特性を有するのであ
る。
【図1】この発明のC−BN焼結体製切削工具を構成す
るC−BN焼結体のX線回折結果を示す図である。
るC−BN焼結体のX線回折結果を示す図である。
【図2】従来C−BN焼結体製切削工具を構成するC−
BN焼結体のX線回折結果を示す図である。
BN焼結体のX線回折結果を示す図である。
【図3】h−BNおよびC−BNの結晶構造を示す図で
ある。
ある。
【図4】C−BN焼結体製切削工具を示す概略斜視図で
ある。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 切刃部が実質的に立方晶窒化ほう素焼結
体で構成された立方晶窒化ほう素焼結体製切削工具にお
いて、 上記切刃部のすくい面(上面)に平行指向して立方晶窒
化ほう素の(111)面が配向し、かつ前記(111)
面の平行指向割合をX線回折で測定した場合、(11
1)面のピーク高さが(200)面のピーク高さの30
倍以上を示すことを特徴とする、切刃のすくい面がすぐ
れた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素焼結体製切削工
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164598A JPH08336705A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 切刃のすくい面がすぐれた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素焼結体製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164598A JPH08336705A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 切刃のすくい面がすぐれた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素焼結体製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08336705A true JPH08336705A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15796228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7164598A Withdrawn JPH08336705A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 切刃のすくい面がすぐれた耐摩耗性を示す立方晶窒化ほう素焼結体製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08336705A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006334732A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Konica Minolta Opto Inc | 切削工具、切削加工方法、切削加工装置、光学素子成形用金型、光学素子及び光学素子成形用金型の切削加工方法 |
| JP2014055078A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 立方晶窒化ホウ素複合多結晶体およびその製造方法、切削工具、ならびに耐摩工具 |
| US10519068B2 (en) | 2015-02-09 | 2019-12-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cubic boron nitride polycrystal, cutting tool, wear-resistant tool, grinding tool, and method of producing cubic boron nitride polycrystal |
| US10562822B2 (en) | 2015-02-04 | 2020-02-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cubic boron nitride polycrystalline material, cutting tool, wear resistant tool, grinding tool, and method of manufacturing cubic boron nitride polycrystalline material |
| JPWO2022138401A1 (ja) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | ||
| CN116568435A (zh) * | 2020-12-25 | 2023-08-08 | 京瓷株式会社 | 刀片和切削刀具 |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP7164598A patent/JPH08336705A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
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