JPH10176235A - フライス用ＴｉＣＮ基サーメット - Google Patents
フライス用ＴｉＣＮ基サーメットInfo
- Publication number
- JPH10176235A JPH10176235A JP35289996A JP35289996A JPH10176235A JP H10176235 A JPH10176235 A JP H10176235A JP 35289996 A JP35289996 A JP 35289996A JP 35289996 A JP35289996 A JP 35289996A JP H10176235 A JPH10176235 A JP H10176235A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regulated
- coercive force
- resistance
- binding phase
- ticn
- Prior art date
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- Pending
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐欠損性を向上させ切削寿命の優れたＴｉＣ
Ｎ基サーメット合金を提供する。 【構成】 ＴｉＣＮを基とするサーメット合金におい
て、飽和磁束密度を４〜２２μＴｍ3／ｋｇとし、か
つ、保磁力を１００〜２００としたことを特徴とする靱
性に優れたフライス用ＴｉＣＮ基サーメット。
Ｎ基サーメット合金を提供する。 【構成】 ＴｉＣＮを基とするサーメット合金におい
て、飽和磁束密度を４〜２２μＴｍ3／ｋｇとし、か
つ、保磁力を１００〜２００としたことを特徴とする靱
性に優れたフライス用ＴｉＣＮ基サーメット。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、フライス加工用
の耐欠損性、耐チッピング性に優れたサーメットに関す
る。
の耐欠損性、耐チッピング性に優れたサーメットに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＣＮ基サーメットの耐欠損性、耐チ
ッピング性の改良には、様々な提案が行われている。そ
の中でも超硬粒子の如く微細化を計ったのも、強度を高
める成分、例えばＭｏ、Ｗ等の添加量を増やしたものも
ある。フライス分野では、加工能率を高めるため、切削
速度をあげることはもちろん、送り量を高くした切削に
変わりつつある。切削速度、送り量とも高めると切れ刃
先端にかかる負荷は高くなり、強度の他、熱に係わる損
傷に対する性能を向上させる必要がある。また、最近は
機械のＮＣ化が進み無人による加工が増えつつあるた
め、より安定したチップが望まれている。従来の技術と
して組織を微細化する（特開平８―２４０９０号）こと
で優れた靱性を持ったＴｉＣＮ基サーメットや構成する
元素添加量を調整することで靱性を高めたもの等がＴｉ
ＣＮ基サーメット工具としてフライス加工等に用いられ
ている。
ッピング性の改良には、様々な提案が行われている。そ
の中でも超硬粒子の如く微細化を計ったのも、強度を高
める成分、例えばＭｏ、Ｗ等の添加量を増やしたものも
ある。フライス分野では、加工能率を高めるため、切削
速度をあげることはもちろん、送り量を高くした切削に
変わりつつある。切削速度、送り量とも高めると切れ刃
先端にかかる負荷は高くなり、強度の他、熱に係わる損
傷に対する性能を向上させる必要がある。また、最近は
機械のＮＣ化が進み無人による加工が増えつつあるた
め、より安定したチップが望まれている。従来の技術と
して組織を微細化する（特開平８―２４０９０号）こと
で優れた靱性を持ったＴｉＣＮ基サーメットや構成する
元素添加量を調整することで靱性を高めたもの等がＴｉ
ＣＮ基サーメット工具としてフライス加工等に用いられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本願発明では、耐欠損
性と熱的損傷の双方の観点より性能向上を検討し、ある
程度の高速切削速度の域での性能向上が図れるよう、靭
性、高温特性、耐欠損性等を改善したサーメットを提供
するものである。本発明の目的は、従来に比べ耐欠損性
を向上させることで切削寿命の優れたＴｉＣＮ基サーメ
ット合金を提供することである。
性と熱的損傷の双方の観点より性能向上を検討し、ある
程度の高速切削速度の域での性能向上が図れるよう、靭
性、高温特性、耐欠損性等を改善したサーメットを提供
するものである。本発明の目的は、従来に比べ耐欠損性
を向上させることで切削寿命の優れたＴｉＣＮ基サーメ
ット合金を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】具体的には、硬質相、結
合相双方の影響する物理的性質において、飽和磁束密度
（以下、４πσと略称する。）、保磁力（以下、Ｈｃと
略称する。）、硬さ、クラック長、をスケールとして、
その特性と切削性能を勘案し、それら物理的性質を改善
することにより、切削性能を高め、用途に適したサーメ
ットとした。すなわち、材料特性のうち４πσを４（μ
Ｔｍ3／ｋｇ）〜２２とし、かつ、Ｈｃ（Ｏｅ）を１０
０〜２００とすることにより、更には、硬さがＨＲＡで
９１．０〜９１．７、かつ、クラック長が１８０μｍ以
下にすることにより靭性に優れたフライス用ＴｉＣＮ基
サーメットとしたものである。
合相双方の影響する物理的性質において、飽和磁束密度
（以下、４πσと略称する。）、保磁力（以下、Ｈｃと
略称する。）、硬さ、クラック長、をスケールとして、
その特性と切削性能を勘案し、それら物理的性質を改善
することにより、切削性能を高め、用途に適したサーメ
ットとした。すなわち、材料特性のうち４πσを４（μ
Ｔｍ3／ｋｇ）〜２２とし、かつ、Ｈｃ（Ｏｅ）を１０
０〜２００とすることにより、更には、硬さがＨＲＡで
９１．０〜９１．７、かつ、クラック長が１８０μｍ以
下にすることにより靭性に優れたフライス用ＴｉＣＮ基
サーメットとしたものである。
【０００５】上記４πσやＨｃは硬質相、結合相の状態
により数値が変化する。また、硬さはチップの寿命（耐
摩耗性）やクラック長はチップの靱性（耐欠損性）に大
きく影響する。まず、４πσは、結合相中の磁化の強さ
を現し、この値は、間接的に結合相中の炭素量を表す。
Ｈｃは、結合相の厚みを表し、間接的に硬質粒子の粒度
が把握できる。両特性とも品質管理上簡便に用いられて
いる特性値である。よって、４πσを４以上としたの
は、結合相中の炭素量が高炭素域であることを示し、２
２以下は、結合相含有量が少ない、多い場合があるので
フリーカーボン相が生じない程度を表すため、便宜的に
用いたものである。また、Ｈｃを１００以上２００以下
としたのは、１００未満では結合相の厚みが厚くなりす
ぎ、言い換えれば粒子が粗いため所望の特性が得られ
ず、また２００を越えると結合相の厚みが薄くなりす
ぎ、言い換えれば粒子が細かくなりすぎるため、１００
以上２００以下とした。この両特性を範囲内とすること
で、チップの耐欠損性と耐摩耗性を改善することが出来
た。
により数値が変化する。また、硬さはチップの寿命（耐
摩耗性）やクラック長はチップの靱性（耐欠損性）に大
きく影響する。まず、４πσは、結合相中の磁化の強さ
を現し、この値は、間接的に結合相中の炭素量を表す。
Ｈｃは、結合相の厚みを表し、間接的に硬質粒子の粒度
が把握できる。両特性とも品質管理上簡便に用いられて
いる特性値である。よって、４πσを４以上としたの
は、結合相中の炭素量が高炭素域であることを示し、２
２以下は、結合相含有量が少ない、多い場合があるので
フリーカーボン相が生じない程度を表すため、便宜的に
用いたものである。また、Ｈｃを１００以上２００以下
としたのは、１００未満では結合相の厚みが厚くなりす
ぎ、言い換えれば粒子が粗いため所望の特性が得られ
ず、また２００を越えると結合相の厚みが薄くなりす
ぎ、言い換えれば粒子が細かくなりすぎるため、１００
以上２００以下とした。この両特性を範囲内とすること
で、チップの耐欠損性と耐摩耗性を改善することが出来
た。
【０００６】次に、硬さは耐摩耗性を表すものであり、
前記Ｈｃと相関する物性であり、ＨＲＡ９１．７を超え
ると、耐摩耗性は向上するが、その反面、靭性が低下
し、耐欠損性を低めてしまい、ＨＲＡ９１．０未満で
は、耐摩耗性が不足してしまうため、硬さをＨＲＡ９
１．０〜９１．７の範囲とした。また、クラック長を１
８０μｍ以下としたのは、クラック長はビッカース硬さ
計で５０ｋｇ荷重を掛けた時の圧痕各コーナーに生ずる
４本のクラック長さを平均した値である。このクラック
長さは、クラックを伝播させたときの経路によりその長
さが変化する。例えば、上記特性値を満足する場合は、
クラックの伝播はその粒子と結合相の界面に沿って進
み、結合相の強度が高いため、あまり長くはならない。
しかし、上記特性の範囲外となると、例えばＨｃが高い
場合には、クラックの伝播はその粒子と結合相の界面に
沿って進み、結合相の厚さが薄いため伝播しやすく、長
くなる傾向が現れる。また、４πσが４未満では、結合
相自体の強度が下がるため同様な傾向になる。また、ク
ラック長が短くクラックを伝播しにくいことは、結合相
自体の機械的強度が改善され、実施例でのテストでクラ
ック長の短い本発明合金はヒートクラックも短いことか
ら、クラック長がチップの耐欠損性およびヒートクラッ
クに対する強さを表す尺度とすることができる。
前記Ｈｃと相関する物性であり、ＨＲＡ９１．７を超え
ると、耐摩耗性は向上するが、その反面、靭性が低下
し、耐欠損性を低めてしまい、ＨＲＡ９１．０未満で
は、耐摩耗性が不足してしまうため、硬さをＨＲＡ９
１．０〜９１．７の範囲とした。また、クラック長を１
８０μｍ以下としたのは、クラック長はビッカース硬さ
計で５０ｋｇ荷重を掛けた時の圧痕各コーナーに生ずる
４本のクラック長さを平均した値である。このクラック
長さは、クラックを伝播させたときの経路によりその長
さが変化する。例えば、上記特性値を満足する場合は、
クラックの伝播はその粒子と結合相の界面に沿って進
み、結合相の強度が高いため、あまり長くはならない。
しかし、上記特性の範囲外となると、例えばＨｃが高い
場合には、クラックの伝播はその粒子と結合相の界面に
沿って進み、結合相の厚さが薄いため伝播しやすく、長
くなる傾向が現れる。また、４πσが４未満では、結合
相自体の強度が下がるため同様な傾向になる。また、ク
ラック長が短くクラックを伝播しにくいことは、結合相
自体の機械的強度が改善され、実施例でのテストでクラ
ック長の短い本発明合金はヒートクラックも短いことか
ら、クラック長がチップの耐欠損性およびヒートクラッ
クに対する強さを表す尺度とすることができる。
【０００７】
【実施例】以下、実際例により本発明を詳細に説明す
る。本願発明においては、ＪＩＳ Ｍ２０相当組成のＴ
ｉＣＮ基サーメットを用いた。本願のような特性とする
ため、焼結における温度、雰囲気をパラメーターとして
様々試験を行った。その結果、同種の組成物において
も、その雰囲気調整、焼結時の温度等により物性を制御
した。その結果を表１に示す。
る。本願発明においては、ＪＩＳ Ｍ２０相当組成のＴ
ｉＣＮ基サーメットを用いた。本願のような特性とする
ため、焼結における温度、雰囲気をパラメーターとして
様々試験を行った。その結果、同種の組成物において
も、その雰囲気調整、焼結時の温度等により物性を制御
した。その結果を表１に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】表１より、本発明例１〜８は４πσ、Ｈｃ
とも値が大きく、十分な炭素量、結合相の厚みが得られ
ているのに対し、従来例では、４πσ、Ｈｃとも値が小
さくなっているが、これは結合相の炭素量が低く、結合
相の厚みが厚すぎることを示している。次に、切削試験
は本発明例１、２及び従来例１１、１２を用いて行っ
た。ネガポジタイプの１６０ｍｍφの正面フライスを用
いて、チップ形状ＳＥＥ４２ＴＮ―特殊形状で行った。
切削諸元は、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、切り込み２．
０ｍｍ、一定時間に送り量を上げて欠損する送りの値で
評価した。被削材はＳＫＤ１１（未調質材）、サイズ１
２５×１２５×２５０ｍｍブロックの中心に５０ｍｍの
溝を設け、耐欠損性を評価した。その結果を図１に示
す。
とも値が大きく、十分な炭素量、結合相の厚みが得られ
ているのに対し、従来例では、４πσ、Ｈｃとも値が小
さくなっているが、これは結合相の炭素量が低く、結合
相の厚みが厚すぎることを示している。次に、切削試験
は本発明例１、２及び従来例１１、１２を用いて行っ
た。ネガポジタイプの１６０ｍｍφの正面フライスを用
いて、チップ形状ＳＥＥ４２ＴＮ―特殊形状で行った。
切削諸元は、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、切り込み２．
０ｍｍ、一定時間に送り量を上げて欠損する送りの値で
評価した。被削材はＳＫＤ１１（未調質材）、サイズ１
２５×１２５×２５０ｍｍブロックの中心に５０ｍｍの
溝を設け、耐欠損性を評価した。その結果を図１に示
す。
【００１０】図１より、本発明例１、２は、送り量０．
４７ｍｍ／刃、０．６ｍｍ／刃で欠損したが、従来例１
１、１２は０．３０ｍｍ／刃でいずれも欠損している。
４７ｍｍ／刃、０．６ｍｍ／刃で欠損したが、従来例１
１、１２は０．３０ｍｍ／刃でいずれも欠損している。
【００１１】続いて、耐摩耗性を評価するため、切削速
度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／刃，切り込み
１．０ｍｍの条件で評価を行った。被削材はＳＫＤ１１
（未調質材）、１２５×１２５×２５０ｍｍブロックを
用いた。その結果を図２に示す。図２は、切削長（ｍ）
を横軸に、逃げ面最大摩耗量を縦軸にとり、単位切削長
さごとに摩耗を測定した結果を図示したもので、本発明
例１は３ｍの切削長さで摩耗量は０．１６ｍｍで、欠損
もなく正常な摩耗を示した。本発明例２は３ｍの切削長
さで摩耗量０．１９ｍｍで、同様に欠損もなく正常な摩
耗を示した。従来品１１は、摩耗量０．３ｍｍで、切り
刃に微細なチッピングが多数観察された。従来品１２は
摩耗量が０．３９ｍｍと大きく、大きなチッピングが観
察された。
度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り０．１５ｍｍ／刃，切り込み
１．０ｍｍの条件で評価を行った。被削材はＳＫＤ１１
（未調質材）、１２５×１２５×２５０ｍｍブロックを
用いた。その結果を図２に示す。図２は、切削長（ｍ）
を横軸に、逃げ面最大摩耗量を縦軸にとり、単位切削長
さごとに摩耗を測定した結果を図示したもので、本発明
例１は３ｍの切削長さで摩耗量は０．１６ｍｍで、欠損
もなく正常な摩耗を示した。本発明例２は３ｍの切削長
さで摩耗量０．１９ｍｍで、同様に欠損もなく正常な摩
耗を示した。従来品１１は、摩耗量０．３ｍｍで、切り
刃に微細なチッピングが多数観察された。従来品１２は
摩耗量が０．３９ｍｍと大きく、大きなチッピングが観
察された。
【００１２】次に、耐ヒートクラック性を評価するた
め、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り量０．１５ｍｍ／
刃，切り込み５．０ｍｍの条件で評価を行った。被削材
はＳＫＤ１１（未調質材）でその幅を４０ｍｍと薄くす
ることにより、切り刃の接触を短く、空転を長くするこ
とにより、切削による加熱を短時間に、空転時の冷却を
長時間として、加熱冷却を繰り返すことにより、ヒート
クラックをより生じやすい諸元として、単位切削長さ毎
にその状況を観察した。その結果を図３に示す。図３の
縦軸のヒートクラック長さは、切削にて生じたヒートク
ラックの平均長さで示した。ヒートクラック長さが本発
明例１、２はそれぞれ０．０８ｍｍ、０．０７ｍｍであ
るが、従来例１１は０．１９ｍｍ、従来例１２は０．１
２ｍｍでいずれもヒートクラックが長くなっていた。
め、切削速度１５０ｍ／ｍｉｎ、送り量０．１５ｍｍ／
刃，切り込み５．０ｍｍの条件で評価を行った。被削材
はＳＫＤ１１（未調質材）でその幅を４０ｍｍと薄くす
ることにより、切り刃の接触を短く、空転を長くするこ
とにより、切削による加熱を短時間に、空転時の冷却を
長時間として、加熱冷却を繰り返すことにより、ヒート
クラックをより生じやすい諸元として、単位切削長さ毎
にその状況を観察した。その結果を図３に示す。図３の
縦軸のヒートクラック長さは、切削にて生じたヒートク
ラックの平均長さで示した。ヒートクラック長さが本発
明例１、２はそれぞれ０．０８ｍｍ、０．０７ｍｍであ
るが、従来例１１は０．１９ｍｍ、従来例１２は０．１
２ｍｍでいずれもヒートクラックが長くなっていた。
【００１３】
【発明の効果】本発明により耐摩耗性を損なわずに耐欠
損性を大幅に向上させることができ、また、フライス加
工等に対し耐ヒートクラックに優れたＴｉＣＮ基サーメ
ットとすることができた。
損性を大幅に向上させることができ、また、フライス加
工等に対し耐ヒートクラックに優れたＴｉＣＮ基サーメ
ットとすることができた。
【図１】図１は、耐欠損性試験の結果を示す。
【図２】図２は、耐摩耗性試験の結果を示す。
【図３】図３は、耐ヒートクラック試験の結果を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＴｉＣＮを基とするサーメット合金にお
いて、飽和磁束密度を４〜２２μＴｍ3／ｋｇとし、か
つ、保磁力を１００〜２００としたことを特徴とする靱
性に優れたフライス用ＴｉＣＮ基サーメット。 - 【請求項２】 請求項１記載のＴｉＣＮ基サーメットに
おいて、硬さがＨＲＡで９１．０〜９１．７であり、か
つ、クラック長が１８０μｍ以下であることを特徴とす
る靭性に優れたフライス用ＴｉＣＮ基サーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35289996A JPH10176235A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | フライス用ＴｉＣＮ基サーメット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35289996A JPH10176235A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | フライス用ＴｉＣＮ基サーメット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176235A true JPH10176235A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18427219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35289996A Pending JPH10176235A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | フライス用ＴｉＣＮ基サーメット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10176235A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008000885A (ja) * | 2006-06-15 | 2008-01-10 | Sandvik Intellectual Property Ab | フライス切削加工のための被覆インサート |
| JP2017035750A (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐塑性変形性、耐異常損傷性および耐摩耗性にすぐれたＴｉ基サーメット切削工具 |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP35289996A patent/JPH10176235A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008000885A (ja) * | 2006-06-15 | 2008-01-10 | Sandvik Intellectual Property Ab | フライス切削加工のための被覆インサート |
| JP2017035750A (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐塑性変形性、耐異常損傷性および耐摩耗性にすぐれたＴｉ基サーメット切削工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070615 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070809 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080404 |