JPH091405A - 耐欠損性のすぐれたTi−W系炭窒化物基サーメット製切削工具 - Google Patents

耐欠損性のすぐれたTi−W系炭窒化物基サーメット製切削工具

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JPH091405A
JPH091405A JP17445995A JP17445995A JPH091405A JP H091405 A JPH091405 A JP H091405A JP 17445995 A JP17445995 A JP 17445995A JP 17445995 A JP17445995 A JP 17445995A JP H091405 A JPH091405 A JP H091405A
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JP
Japan
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core
cutting tool
hard phase
volume
cermet
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Withdrawn
Application number
JP17445995A
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English (en)
Inventor
Takashi Fujisawa
隆史 藤澤
Seiichiro Nakamura
清一郎 中村
Hisashi Tsujisaki
久史 辻崎
Katsuhisa Nonaka
勝尚 野中
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐欠損性のすぐれたサーメット製切削工具を
提供する。 【構成】 サーメット製切削工具が、Coおよび/また
はNiを主成分とする結合相:5〜25容量%を含有
し、残りが硬質相と不可避不純物からなり、かつ前記硬
質相の80容量%以上が有芯構造組織を有すると共に、
前記有芯構造組織を構成する芯部が(Ti,W)CNお
よび/または(Ti,W,M)CNで構成され、同周辺
部が(Ti,W,M)CNで構成され、さらに前記有芯
構造組織を有する硬質相のうちの50容量%以上が、周
辺部に比して芯部の方がTiとWの含有量が高い濃度分
布を有するサーメット(ただし、上記MはNb,Ta,
V,Mo,Zr、およびCrのうちの1種以上)で構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、連続切削は勿論のこ
と、断続切削を高速で行なっても、すぐれた耐欠損性を
示し、切刃に欠けやチッピングの発生なく、すぐれた切
削性能を長期に亘って発揮するTi−W系炭窒化物基サ
ーメット製切削工具(以下、単にサーメット製切削工具
という)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、鋼などの連続切削や断続切削にサ
ーメット製切削工具が用いられている。また、上記サー
メット製切削工具が、例えば特開昭64−68443号
公報に記載される通り、原料粉末として、少なくともT
iとWの複合炭窒化物(以下、(Ti,W)CNで示
す)粉末および/またはTiとWとM(MはNb,T
a,V,Mo,Zr、およびCrのうちの1種または2
種以上を示す)の複合炭窒化物(以下、(Ti,W,
M)CNで示す)粉末、並びにCoおよび/またはNi
粉末を用い、通常の条件で、配合し、混合した後、圧粉
体にプレス成形し、この圧粉体を、真空中または窒素雰
囲気中、1400〜1600℃の範囲内の所定温度に所
定時間保持の条件で焼結することにより製造されること
も知られている。さらに、上記従来サーメット製切削工
具が、Coおよび/またはNiを主成分とする結合相:
5〜25容量%を含有し、残りが硬質相と不可避不純物
からなり、かつ前記硬質相の80容量%以上が有芯構造
組織を有すると共に、前記有芯構造組織を構成する芯部
が(Ti,W)CNおよび/または(Ti,W,M)C
Nからなり、同周辺部が(Ti,W,M)CNからなる
Ti−W系炭窒化物基サーメット(以下、単にサーメッ
トという)で構成さ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、近年の切削加工
の省力化および省エネ化に対する要求は強く、これに伴
ない、切削加工は高速化の傾向にあるが、上記のサーメ
ット製切削工具においては、特にこれを用いて断続切削
を高速で行なった場合、耐欠損性不足が原因で、切刃に
欠けやチッピング(微小欠け)などが発生し易く、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、上記の従来サーメット製切削工
具に着目し、これの耐欠損性向上をはかるべく研究を行
なった結果、上記の従来サーメット製切削工具の製造に
際して採用されている焼結条件のうちの焼結雰囲気であ
る真空また窒素雰囲気を、浸炭雰囲気、例えば、昇温過
程における1150〜1350℃までを0.1torr以下
の真空とし、これ以降をキャリアガスとしての水素気流
中にCH4 またはCOを0.1〜0.5torrの分圧で導
入してなる浸炭雰囲気に代えてやると、上記の従来サー
メット製切削工具においては、これを構成するサーメッ
トにおける有芯構造組織を有する硬質相の芯部と周辺部
のTiとWの濃度分布に関して、TiおよびW含有量と
も芯部に比して周辺部の方が高いか、Ti含有量が芯部
の方が周辺部に比して高い場合はW含有量は周辺部の方
が高く、あるいはこの逆にW含有量が芯部の方が高い場
合にはTi含有量は芯部に比して周辺部の方が高い、T
iとWの濃度分布をもつものであったものが、上記の浸
炭雰囲気焼結によって、上記有芯構造組織を有する硬質
相のうちの50容量%以上の硬質相が、TiおよびWの
含有量とも周辺部に比して芯部の方が高い濃度分布をも
つようになり、この状態のサーメットで構成されたサー
メット製切削工具は、きわめてすぐれた耐欠損性を具備
し、断続切削を高速で行なっても切刃に欠けやチッピン
グなどの発生なく、すぐれた切削性能を発揮するという
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、Coおよび/またはNiを主成
分とする結合相:5〜25容量%を含有し、残りが硬質
相と不可避不純物からなり、かつ前記硬質相の80容量
%以上が有芯構造組織を有すると共に、前記有芯構造組
織を構成する芯部が(Ti,W)CNおよび/または
(Ti,W,M)CNからなり、同周辺部が(Ti,
W,M)CNからなるサーメットで構成された切削工具
において、上記有芯構造組織を有する硬質相のうちの5
0容量%以上が、周辺部に比して芯部の方がTiおよび
Wの含有量が高い濃度分布をもつ、耐欠損性のすぐれた
サーメット製切削工具に特徴を有するものである。
【0006】なお、この発明のサーメット製切削工具に
おいて、結合相の含有割合を5〜25容量%としたの
は、その含有割合が5容量%未満では、十分な焼結性が
得られず、この結果が強度が低下し、一方その含有割合
が25容量%を越えると硬さが低下し、耐摩耗性が急激
に低下するようになるという理由によるものであり、ま
た有芯構造組織を有する硬質相の含有割合を、硬質相に
占める割合で80容量%以上としたのは、その含有割合
が80容量%未満では、単相硬質相の含有割合が20容
量%を越えて高くなり、このように単相硬質相が相対的
に多くなると、前記単相硬質相の前記結合相に対する密
着性が低いことと合まって、摩耗進行が急激に促進され
るようになるという理由からであり、さらに周辺部に比
して芯部の方がTiおよびWの含有量が高い濃度分布を
有する有芯構造組織の硬質相の含有割合を、有芯構造組
織の硬質相に占める割合で50容量%以上としたのは、
その含有割合が50容量%未満では上記の通り所望のす
ぐれた耐欠損性を確保することができないからである。
また、上記の有芯構造組織を有する硬質相の含有割合は
焼結温度によって調整でき、焼結温度が高くなるほど、
その含有割合は高くなるものであり、さらに上記の芯部
の方がTiとWの含有量が高い濃度分布を有する有芯構
造組織の硬質相の含有割合は、焼結雰囲気の浸炭成分の
分圧によって調整でき、前記分圧が高くなるほど、その
含有割合は増大するようになる。
【0007】
【実施例】原料粉末として、いずれも1.5μm以下の
平均粒径を有する(Ti0.7 0.3 )CN粉末、(Ti
0.7 0.2 0.1 )CN粉末、(Ti0.6 0.2 Ta
0.10.1 )CN粉末、(Ti0.7 Ta0.3 )CN粉
末、(Ti0.6 Zr0.3 0.1)CN粉末、(V0.6
0.4 )CN粉末、(Ti0.8 0.1 Nb0.1 )CN粉
末、TiC粉末、TiN粉末、TiCN粉末、ZrC粉
末、TaC粉末、NbC粉末、VC粉末、Cr3 2
末、Mo2 C粉末、WC粉末、Co粉末、およびNi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、ボールミルを用い、メタノール溶媒中で24
時間混合し、乾燥した後、1ton /cm2 の圧力にてCN
MG160408の形状にプレス成形して圧粉体A〜M
を形成し、ついでこれらの圧粉体A〜Mのそれぞれに対
して、表2に示される焼結条件a〜fのうちのいずれか
の条件で表3,4に示される組合せで焼結を施すことに
より本発明サーメット製切削工具(以下、本発明切削工
具という)1〜13および従来サーメット製切削工具
(以下、従来切削工具という)1〜7をそれぞれ製造し
た。
【0008】ついで、この結果得られた各種の切削工具
について、任意断面5ヶ所における10μm×10μm
のそれぞれの領域を走査型電子顕微鏡(SEM)を用い
て観察し、硬質相の含有割合(表3,4では「全体」の
欄に示す)、および有芯構造組織を有する硬質相の硬質
相全体に占める含有割合(表3,4では「有芯構造組
織」の欄に示す)を測定し、さらにオージエ電子分光測
定器(AES)にて、有芯構造組織を有する硬質相にお
ける芯部と周辺部のTiとWの含有量を測定し、この結
果からTiとWのいずれの含有量も周辺部に比して芯部
の方が高い硬質相の有芯構造組織を有する硬質相に占め
る含有割合(表3,4では「芯部がTiとWの高い濃度
勾配」の欄に示す)を算出した。これらの結果を表3,
4に平均値で示した。また、これらの切削工具につい
て、被削材:SCM440の等間隔4本縦溝入り丸棒、
切削速度:350m/min 、送り:0.16mm/rev.、
切り込み:1mm、切削時間:2分の条件で鋼の乾式高速
断続切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗幅を測定し
た。これらの測定結果も表3,4に示した。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】
【表3】
【0012】
【表4】
【0013】
【発明の効果】表3,4に示される結果から、本発明切
削工具1〜13は、いずれも硬質相のうちの80容量%
以上が有芯構造組織を有し、かつこのうちの50容量%
以上が、TiとWの含有量が周辺部に比して芯部の方が
高い濃度勾配をもつものであり、この結果すぐれた耐欠
損性を具備するようになるので、鋼の断続切削を高速で
行なっても切刃に欠けやチッピングなどの発生なく、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
〜7は、いずれも硬質相のうちの80容量%以上が有芯
構造組織をもつものの、この硬質相にはWとTiの含有
量がともに芯部の方が高い硬質相は存在せず、この結果
耐欠損性不足となり、切刃に欠けが発生し、比較的短時
間で使用寿命に至ることが明らかである。上述のよう
に、この発明のサーメット製切削工具は、すぐれた耐欠
損性を有するので、連続切削は勿論のこと、断続切削を
高速で行なっても切刃に欠けやチッピングなどの発生な
く、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するのであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 勝尚 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社筑波製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Coおよび/またはNiを主成分とする
    結合相:5〜25容量%を含有し、残りが硬質相と不可
    避不純物からなり、かつ前記硬質相の80容量%以上が
    有芯構造組織を有すると共に、前記有芯構造組織を構成
    する芯部がTiとWの複合炭窒化物および/またはTi
    とWとMの複合炭窒化物からなり、同周辺部がTiとW
    とMの複合炭窒化物(ただし、前記MはNb,Ta,
    V,Mo,Zr、およびCrのうちの1種または2種以
    上を示す)からなるTi−W系炭窒化物基サーメットで
    構成された切削工具において、 上記有芯構造組織を有する硬質相のうちの50容量%以
    上が、周辺部に比して芯部の方がTiおよびWの含有量
    が高い濃度分布をもつことを特徴とする、耐欠損性のす
    ぐれたTi−W系炭窒化物基サーメット製切削工具。
JP17445995A 1995-06-16 1995-06-16 耐欠損性のすぐれたTi−W系炭窒化物基サーメット製切削工具 Withdrawn JPH091405A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8007561B2 (en) 2005-06-14 2011-08-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Cermet insert and cutting tool
WO2019220533A1 (ja) * 2018-05-15 2019-11-21 住友電気工業株式会社 サーメット、それを含む切削工具およびサーメットの製造方法
KR20240137468A (ko) * 2023-03-08 2024-09-20 후지 다이스 가부시키가이샤 소결 합금 및 그 제조 방법, 및 금형

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Effective date: 20020903