JPS5914533B2 - 酸素を含有したタングステン・チタン炭窒化物基焼結硬質合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に切削工具用材料として使用した場合に
著しくすぐれた切削特性を示す酸素を含有したタングス
テン・チタン炭窒化物（以下（Ｗ。

Ｔｉ）ＣＮで示す）基焼結硬質合金に関するものである
。

従来、一般に焼結硬質合金は、 値）炭化タングステン（以下ＷＣで示す）を主成分とし
て含有するＷＣＣ超超硬合金 （ｂ） 炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）、窒化チタ
ン（以下ＴｉＮで示す）、あるいは炭窒化チタン（以下
Ｔ１ＣＮで示す）を主成分として含有するサーメット、 （ｃ） 酸化アルミニウム（以下Ａｌ２Ｏ３で示す）
を主成分として含有するセラミックス、 に大別されてきた。

これら従来焼結硬質合金のうちで、セラミックスは、こ
れを切削工具として使用した場合、靭性の点で上記ＷＣ
Ｃ超超硬合金よびサーメットに比して劣るため、Ａｌ２
Ｏ３のもつすぐれた耐熱性、耐酸化性、および耐溶着性
を十分に生かしきれず、したがってごく一部の限られた
分野で実用されているにすぎない。

また、上記サーメットにおいては、ＴｉＣを主成分とす
るものが大半を占めており、しかもＴｉＣはＷＣに比し
て靭性および耐塑性変形性が劣るために、このＴｉＣ基
サーメットを負荷の大きい断続切削、黒皮切削、および
高硬度材切削に使用した場合に欠損を起しやすいという
問題点があり、このようなことがらＴｉＣ基サーメット
の靭性改良に関する研究が活発に行なわれており、前記
ＴｉＣ基サーメットにＷあるいはＷＣや、ＴｉＮあるい
はＴ１ＣＮなとの成分を添加含有させることによって靭
性を改善することが検討されている。

確かに、上記従来ＴｉＣ基サーメットにＷあるいはＷＣ
成分を添加含有させると、とのＷあるいはＷＣがＴｉＣ
の周囲をとり囲む中間相と呼ばれる周辺組織に固溶して
ＴｉＣを核とした２重組織を形成し、硬質相と結合相と
のぬれ性が改善されるようにはなるが、ＴｉＣ自体の強
度向上が本質的にはかられていないため、このサーメッ
トが高強度をもつには至っていない。

また、上記従来ＴｉＣ基サーメットにＴｉＮを添加含有
させると、このＴｉＮはよく知られるように窒化ジルコ
ニウム（以下ＺｒＮで示す）とともに遷移金属窒化物の
うちで最も安定な化合物であり、しかも高い熱伝導率と
すぐれた耐熱衝撃性をもつことと含まって、焼結時に硬
質相の粒成長を抑制し、比較的脆い周辺組織の発達を抑
えるように作用するから、サーメットの靭性が向上する
ようになるが、所望の靭性をサーメットに付与するため
には多量の添加含有が必要である。

しかし、このように多量のＴｉＮをサーメットに添加含
有させると、ＴｉＮの結合相とのぬれ性が悪くなると共
に、サーメット組織中に巣やボア（小孔）ができやすく
なってサーメットの強度が著しく低下するようになるこ
とから、ＴｉＮを多量に含有させることができず、この
結果所望のすぐれた靭性をもつものは得られないのが現
状である。

さらに、上述のようにＴｉＣ基サーメットにＴ１ＣＮを
添加含有させるか、あるいはＴ１ＣＮを主成分として含
有させるか、することによってサーメットの靭性を改善
することも検討されているが、これらサーメットにおい
ても、ＴｉＮを同様な目的で添加含有させた上記のサー
メットと比較して、その合金特性および切削性能にほと
んど差がないことから判断しても、前記Ｔ１ＣＮ含有サ
ーメットおよび前記Ｔ１ＣＮ基サーメットが本質的に高
強度および強靭性をもつものではないことが理解される
。

上記のように、ＴｉＣ基サーメットにＷあるいはＷＣや
、ＴｉＮあるいはＴ１ＣＮなどを添加含有させたサーメ
ット、さらにはＴｉＮ基およびＴ１ＣＮ基サーメットに
おいては、硬質相が微細になっているため、合金硬さお
よび合金抗折力が多少向上したものになっているが、硬
質相の強度が本質的に改善されたものになっているわけ
ではないので、高強度をもつには至っておらず、その靭
性はＷＣＣ超超硬合金は及ばないものである。

一方、ＷＣＣ超超硬合金靭性面で上記従来サーメットに
比してすぐれているが、ＷＣ成分は耐熱性、耐酸化性、
および耐溶着性の面でＴｉＣ成分に及ばないので、高速
切削のような耐熱性、耐酸化性が要求される切削に前記
ＷＣＣ超超硬合金使用した場合、前記ＴｉＣ基サーメッ
トに比して著しく劣った切削性能を示すものである。

このようなことがらＷＣ成分よりも耐熱性、耐酸化性、
および耐溶着性にすぐれた（Ｗ、Ｔｉ）Ｃ成分およびＴ
ａＣ成分を多量に含有させることによって高速切削の改
善をはかった。

ＪＩＳ分類のＰ系列に属するＷＣ−（Ｗ 、 Ｔ ｉ
） Ｃ−Ｔａ Ｃ’Ｃｏ系のＷＣＣ超超硬合金うちのＰ
１０グレードのものが主として高速切削用として利用さ
れているが、このＰ１０グレードによっても切削速度が
２００ ｍ／ｍｉ ｎを超えると、切削工具の摩耗、特
にクレータ−摩耗がはげしく実用上使用不可能であるの
が現状である。

さらに、切削時の熱発生が大きく、しかも切刃にかかる
応力も大きい重切削に使用される切削工具には高い耐熱
性、耐塑性変形性、および耐衝撃性が要求され、この重
切削にはＷＣＣ超超硬合金ＪＩＳ分類のＰ３０グレ′−
ドのものが多く利用されているが、このＰ３０グレード
は、耐熱性および耐塑性変形性を備えているものは耐衝
撃性が不足し、また逆に耐衝撃性を備えているものは耐
熱性および耐塑性変形性が不足するものが多く、このよ
うにＰ３０グレードは、耐熱性、耐塑性変形性、および
耐衝撃性のすべてを兼ね備えたものではないため、これ
を送りおよび切込みの大きい重切削に使用した場合、す
ぐれた切削性能を示さないものである。

上述のように、従来ＷＣＣ超超硬合金従来サーメットに
は、それぞれ不得意とする切削領域が存在し、特に靭性
を重要視する切削には、多くの限定条件がある前記サー
メットよりはむしろ靭性を有する前記ＷＣＣ超超硬合金
多く使用されることになる。

しかしながら、上記したように従来ＷＣ基焼結合金にお
いても、高速切削は勿論のこと、その靭性が生かせるは
ずの重切削で充分満足する切削性能を示すものには至っ
ておらず、かかる点からＷＣＣ超超硬合金切削領域を拡
大するには、その耐熱性、耐酸化性、耐溶着性、耐塑性
変形性、および耐衝撃性を同時に向上させる必要がある
。

本発明者等は、上述のような観点から、耐熱性、耐酸化
性、耐溶着性、耐塑性変形性、および耐衝撃性を同時に
兼ね備えた焼結硬質合金を得べく研究を行なった結果、 （ａ） Ｗ／Ｔ ｉのモル比： １／４〜１／１、Ｎ
／Ｃの・モル比：１／１０〜２／１をもつ（Ｗ、Ｔｉ）
ＣＮを主成分として含有する焼結硬質合金は、ＷＣのも
つすぐれた耐衝撃性、ＴｉＣのもつすぐれた耐摩耗性、
およびＴｉＮのもつすぐれた耐溶着性を具備すること。

（ｂ） 鉄族金属のうちの１種または２種以上、ある
いは合金の高温強度並びに焼結時における硬質相とのぬ
れ性を向上させる目的で含有させたＣｒ族金属の５ちの
１種または２種以上と、鉄族金属のうちの１種または２
種以上とからなる結合相形成成分を５〜３０容量％の割
合で含有する（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ基焼結硬質合金に、酸素
と、炭素および窒素のいずれか、または両方との総量に
対する酸素の割合がモル比で０．２以下をもつ、Ｔｉの
炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物、並びにＴｉと
、Ｔｉを除く周期律表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属
のうちの１種または２種以上の炭酸化物、窒酸化物、お
よび炭窒酸化物（以下これらを総称して炭・窒酸化物と
いう）のうちの１種または２種以上を１〜５０容量％の
割合で含有させると、前記炭・窒酸化物には、 ■ 球状化した状態で均一微細に分散する。

■ 粒子同志の凝着が起りにくい。

■ 耐熱性、耐酸化性、および耐溶着性にすぐれ、合金
強度を低下させない。

■ （Ｗ、Ｔｉ）ＣＮの粒成長を抑制する。

などの特性があるため、前記（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ基焼結硬
質合金はすぐれた耐熱性、耐酸化性、および耐溶着性を
もつようになると共に、耐衝撃性にもすぐれたものにな
シ、従来ＷＣＣ超超硬合金不得意としていた高速切削お
よび重切削に使用した場合にすぐれた切削性能を発揮す
るようになること。

（ｃ） 上記（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ基焼結硬質合金に、１
〜５０容量％の範囲で、（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮを除く周期律
表の４ａ、５ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、
および炭窒化物（以下これらを総称して炭・窒化物とい
う）のうちの１種または２種以上を含有させると前記合
金の耐摩耗性がさらに一段と向上するようになること。

以上（ａ）〜（ｃ）項に示される知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に上述のように数値限定した技術的理由を説明
する。

（１）（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮにおけるＷ／Ｔｉのモル比この
発明の合金の主成分である（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮにおけるＷ
／Ｔｉのモル比が１／４未満では、Ｗに対するＴｉの相
対含有比率が多くなりすぎて、すなわちＷＣがＴｉＣお
よびＴｉＮに比して少なすぎて、ＷＣのもつすぐれた耐
塑性変形性および耐衝撃性を十分に発揮することができ
ず、一方向Ｗ／Ｔｉが１／１ を越えると、Ｔｉに対す
るＷの相対含有比率が多くなりすぎて、すなわちＴｉＣ
およびＴｉＮがＷＣに比して少なすき゛て、ＴｉＣのも
つすぐれた耐熱性−耐酸化性、およびＴｉＮのもつ゛す
ぐれた耐溶着性を十分に発揮することができなくなるこ
とから、そのモル比を１／４〜１／１と限定した。

（２）（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮにおけるＮ／Ｃのモル比Ｎ／Ｃ
のモル比が１／１０未満では、Ｃに対するＮの相対含有
比率が少なすぎて、ＴｉＮのもつすぐれた耐溶着性およ
び耐熱衝撃性を十分に発揮することができず、一方向Ｎ
／Ｃが２／１を越えると、ＴｉＮの量が多くなりすぎて
合金中に巣やボアができやすくなり、耐衝撃性が低下す
るようになることから、そのモル比をＶＸ。

〜２／１と定めた。

（３）炭・窒酸化物の含有量 その含有量が１容量％未満では、所望のすぐれた耐熱性
、耐酸化性、耐溶着性、および耐衝撃性を合金に付与す
ることができず、一方５０容量％を越えて含有させると
焼結性が劣化し、合金組織中に巣やボアができやすくな
って耐衝撃性が低下するようになることから、その含有
量を１〜５０容量％と定めた。

（４）炭・窒酸化物における０／（Ｃ＋０ ）、Ｏ／（
Ｎ＋Ｃ） 、および０／（Ｃ＋Ｎ＋Ｏ）のモル比 これらのモル比が０．２を越えると、酸素の含有量が多
くなり過ぎて焼結性が劣化し、合金組織中に巣やボアが
できやすくなって耐衝撃性が低下するようになることか
ら、そのモル比を０．２以下に限定した。

（５）炭・窒化物の含有量 その含有量が１容量％未満では所望の耐摩耗性を確保す
ることができないので１％以上の含有が必要であるが、
５０容量％を越えて含有させると、（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮの
もつすぐれた耐熱性、耐酸化性、耐溶着性、耐塑性変形
性、および耐衝撃性を十分に発揮させることができなく
なることから、その含有量を１〜５０容量％と定めた。

（６）Ｃｒ族金属および鉄族金属の含有量その含有量が
５容量％未満では合金の耐衝撃性が劣化するようになり
、一方３０容量％を越えて含有させると合金の耐摩耗性
が劣化するようになることから、その含有量を５〜３０
容量％と定めた。

なお、この発明の（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ基焼結硬質合金は、
通常の粉末冶金法によって製造することができるが、原
料粉末としての炭・窒酸化物粉末は、例えば、 （ａ） 酸化チタン（Ｔｉ０２）粉末に、ＴｉＣ粉末
と炭素Ｃ）粉末とを混合し、温度１６００〜２０００℃
で反応させて炭酸化チタン（以下Ｔｉ（Ｃｏ）で示す）
粉末を製造したり、さらにとのＴｉ（ＣＯ）粉末とＴｉ
Ｎ粉末あるいはＴｉ（ＣＮ）粉末との混合粉末を前記温
度で反応させることによって炭窒酸化チタン（以下Ｔｉ
（ＣＮＯ）で示す）粉末を製造する。

（ｂ） 上記Ｔｉ（ＣＯ）粉末をＮ２あるいはＮＨ３
雰囲気中で温度１６００〜２０００℃に加熱し反応させ
てＴｉ（ＣＮＯ）粉末を製造する。

（ｃ）Ｔｉ（ＣＮ）粉末あるいはＴｉＮ粉末に、ＴｉＯ
２粉末とＣ粉末とを混合し、温度１６００〜２０００℃
で反応させることによってＴｉ（ＣＮＯ）粉末あるいは
窒酸化チタン（以下Ｔｉ（Ｎｏ）で示す）粉末を製造す
る。

（ｄ） 上記Ｔｉ（ＣＮＯ）のＴｉの一部が周期律表
の４ａ、５ａ、および６ａ族金属の１種または２種以上
で置換された粉末を製造する場合には、上記Ｔ １０２
ｉＴ ｉＣ＋ Ｔ ｉＮ、およびＴｉ（ＣＮ）粉末に
対して、必要に応じて周期律表の４ａｔ５ａ、および６
ａ族金属の酸化物粉末、炭化物粉末、窒化物粉末、およ
び炭窒化物粉末のうちの１種または２種以上を混合し、
同様に高温加熱反応させることによって製造する。

などの方法によって調製することができる。

ついで、この発明の（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ基焼結硬質合金を
実施例により比較例と対比しながら説明する。

実施例 １ 原料粉末として、平均粒径１．０μｍ、 Ｗ／Ｔ ｉの
モル比：０．５１０．５二１／１．Ｎ／Ｃのモル比：０
、３ ／ ０．７ ＝ ３／７をもった（Ｗ、Ｔｉ）Ｃ
Ｎ粉末、同１．５μｍをもち、Ｃ：Ｎ：Ｏのモル比が０
．５５：０．３０：０．１５、すなわち０．１５／（０
，５５十０．３０＋０．１５ ）＝０．１５の酸素モル
比をもったこの発明にかかるＴｉ（ＣＮＯ）粉末、同１
．５μｍをもち、Ｃ：Ｎ：Ｏのモル比が０．４５ ：
０．３０ ：０．２５、すなわち０．２５／（０，４５
＋０．３０＋０．２５ ）＝０．２５の酸素モル比をも
った、この発明の範囲から外れたＴｉ（ＣＮＯ）粉末、
同２．０μｍのＴａＣ粉末、同２．５μｍのＮｂＣ粉末
、同１．ｏ、、、ｍのＣｏ粉末、Ｎｉ粉末、およびＭｏ
粉末を使用し、これらの原料粉末を第１表に示される配
合組成に配合し、この配合粉末をボールミル中で粉砕混
合し、ついでこの混合粉末より圧粉体をプレス成形し、
前記圧粉体を真空中、温度１４５０℃に１時間保持して
焼結することによって実質的に配合組成と同一の成分組
成をもった本発明合金１〜５および比較合金１〜３を製
造した。

つぎに、上記本発明合金１〜５、上記比較合金１〜３、
および従来切削工具用材料として知られるＫＯＩ、ＰＩ
Ｏｌ並びにＰ２Ｏの従来合金１〜３より、Ｃｌ５（超硬
工具協会規格）・５ＮＰ４３２に則した形状の切削試験
用チップをそれぞれ製作し、第２表に示される切削条件
Ａ−Ｄのうちのいずれかの条件を適用して連続および断
続切削試験を行ない、連続切削試験においては切刃の逃
げ面・旨摩耗幅およびすくい面摩耗深さを測定し、また
断続切削試験においては６個の試験切刃（チップ）のう
ち何個に欠損が発生したかを測定した。

これらの測定結果を第３表に示した。

なお、第３表には合金組織の研磨面状況を合せて示した
。

第３表に示される結果から明らかなように、チルドロー
ルのような高硬度材の切削、すなわち連続切削条件Ａに
おいて、本発明合金１，２はＴｉ（ＣＮＯ）の含有量が
この発明の範囲から低い方に外れた比較合金１および従
来合金（ＫＯＩ）に比してすぐれた耐摩耗性を示し、さ
らに鋼の断続切削、 すなわち断続切削条件Ｃにおいても、本発明合金１．２
は従来合金（ＫＯｌ）１に比してすぐれた耐衝撃性を示
している。

また鋼の高速切削、すなわち連続切削条件Ｂおよび断続
切削条件りにおいても、本発明合金３〜５は、Ｔｉ（Ｃ
ＮＯ）の含有量がこの発明の範囲から高い方に外れた比
較合金２、およびＴｉ （ＣＮＯ）における０２モル比
がこの発明の範囲を越えて高くぞい比較合金３、さらに
Ｐｌｏに相当する従来合金２、およびＰ２Ｏに相当する
従来合金３に比してきわめてすぐれた耐摩耗性および耐
衝撃性を示している。

実施例 ２ 原料粉末として、それぞれ平均粒径２，０μｍをもち、 （ａ） Ｗ：Ｔ ｉ＝ｏ、２ ： ０．８ （Ｗ／Ｔ
１−＝１／４）、Ｎ ： Ｃ＝０．３ ： ０．７ （
Ｎ／Ｃ二３／７）のモル比をもった、この発明にかかる
（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ粉末、 （ｂ） Ｗ ： Ｔ ｉ ＝０．５ ： ０．５ （Ｗ
／Ｔ ｉ二１／１）、Ｎ ：Ｃ＝０．３ ： ０．７（
Ｎ／Ｃ＝３／７）のモル比をもった、この発明にかかる
（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ粉末、 （ｃ） Ｗ ： Ｔ ｉ ＝０．３ ： ０．７ （Ｗ
／Ｔ ｉ ＝３／７）、Ｎ：Ｃ＝０．１ ： ０．９
（Ｎ／Ｃ＝１／９）のモル比をもった。

この発明にかかる（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ粉末、 （ｄ） Ｗ：Ｔ ｉ＝ｏ、３ ： ０．７ （Ｗ／Ｔ
ｉ＝３／７）、Ｎ ： Ｃ＝ ０．６ ： ０．４
（Ｎ／Ｃ二３／２）のモル比をもった、この発明にかか
る（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ粉末、 （ｅ） Ｗ： Ｔ ｉ ＝０．１ ： ０．９ （Ｗ／
Ｔ ｉ＝１／９）、Ｎ ：Ｃ＝０．３ ： ０．７ （
Ｎ／Ｃ二３／７）のモル比をもった、この発明の範囲か
ら外れたＷ／Ｔｉのモル比をもつ（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ粉末
、 （ｆ） Ｗ ： Ｔ ｉ ＝０．６ ： ０．４ （
Ｗ／Ｔ ｉ ＝３／２）、Ｎ ： Ｃ＝０．３ ： ０
．７ （Ｎ／Ｃ＝３／７）のモル比をもった、この発明
の範囲から外れたＷ／ Ｔ ｉのモル比をもつ（Ｗ、Ｔ
ｉ）ＣＮ粉末、 （ｇ） Ｗ ： Ｔ ｉ二〇、３ ： ０．７ （Ｗ／
Ｔ ｉ ＝３／７）、Ｎ ：Ｃ＝０．０５ ： ０．９
５ （Ｎ／Ｃ＝１／１９）のモル比をもった、この発明
の範囲から外れたＮ／Ｃのモル比をもつ（Ｗ、Ｔｉ）Ｃ
Ｎ粉末、（ｈ） Ｗ ： Ｔ ｉ二０．３ ： ０．７
（Ｗ／Ｔ ｉ＝３／７）、Ｎ ： Ｃ＝ ０．７ ：
０．３ （Ｎ／Ｃ＝ ７／３）のモル比をもった、こ
の発明の範囲から外れたＮ／Ｃのモル比をもった（Ｗ、
Ｔｉ）ＣＮ粉末、 以上（ａ）〜（ｈ）の（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ粉末を使用し、
さらに同１．５μｍをもち、Ｃ：Ｎ：Ｏのモル比が０．
５５ ： ０．３０ ： ０．１５、すなわち０．１５
／（０，５５＋０．３０＋０．１５ ）＝０．１５の酸
素モル比をもった、この発明にがかるＴｉ（ＣＮＯ）粉
末、同１．２μｍのＷＣ粉末、同１．０μｍの（Ｔ ｉ
。

Ｔａ ）Ｃ粉末、同１．５μｍの（Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ）Ｃ
Ｎ粉末、同１．０μｍをもったＣｏ粉末、Ｎｉ粉末、Ｗ
粉末、およびＭｏ粉末を使用し、これら原料粉末を第４
表に示される配合組成に配合し、この結果の配合粉末か
ら実施例１におけると同一の条件にて混合し、プレス成
形し、焼結することによ２て実質的に配合組成と同一の
成分組成をも：１つた本発明合金６〜９および比較合金
４〜７をそれぞれ製造した。

つき゛に、上記本発明合金６〜９および比較合金４〜７
より、実施例１におけると同一の条件で切削試験用チッ
プをそれぞれ製作し、第５表に示される切削条件Ｅ−Ｈ
によって連続切削試験および断続切削試験を行ない、実
施例１におけると同様に連続切削試験においては切刃の
逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを、断続切削試験にお
いては切刃欠損割合をそれぞれ測定した。

この測定結果を合金組織の研磨面状況とともに第６表に
示した。

第６表に示される結果から明らかなように、本発明合金
６〜９は比較合金４〜７に比してすぐれた耐摩耗性およ
び耐衝撃性を示している。

実施例 ３ 原料粉末として、それぞれ平均粒径１．５μｍをもち、 値）Ｗ：Ｔｉ＝４５％：５５％（重量％）、Ｃ：Ｎ ：
Ｃ＝０．５ ： ０．４ ： ０．１、すなわちＣ／（
Ｃ＋Ｎ＋Ｏ）二０．１７１ ＝ ０．１のモル比をもっ
た、この発明にかかる（Ｗ、Ｔｉ）（ＣＮＯ７粉末、 （ｂ） Ｔｉ ：Ｔａ 二Ｚｒ＝７０ ％ ：
２０％ ： １０％（重量％）、Ｃ：Ｎ ：Ｏ＝０．５
： ０．３ ： ０．２、すなわち、Ｏ／（Ｃ＋Ｎ＋
０ ） −０，２／１＝０．２のモル比をもった、この
発明にかかる（Ｔｉ。

Ｔａ、Ｚｒ） （ＣＮＯ）粉末、 （ｃ） Ｔ ｉ ： Ｎｂ ： Ｖ＝４０％：５０％
：１０％（重量％）、Ｃ：Ｎ：０＝０．４ ： ０．５
： ０．１、すなわち０／（Ｃ＋Ｎ十〇 ）−０，１
７１＝０．１のモル比をもった、この発明にかかる（Ｔ
ｉ。

Ｎｂ 、Ｖ）−（ＣＮＯ）粉末、 （ｄ）Ｔｉ ：Ｍｏ ： Ｃｒ＝７０％＝２９％：１％
（重量％）、Ｃ：Ｎ ：Ｏ＝０．６０ ： ０．２５
：０．１５、すなわちＯ／（Ｃ＋Ｎ十〇）＝０．１５／
１＝０．１５のモル比をもった、この発明にかかる（Ｔ
ｉ 、Ｍｏ 、Ｃｒ ）（ＣＮＯ）粉末、 以ｈ（ａ）〜（ｄ）粉末を使用し、さらに同２．５μｍ
をもち、Ｗ／Ｔｉ＝０．５１０．５＝１／１、Ｎ／Ｃ＝
０．５１０．５ ＝ １ ／１のモル比をもった、この
発明にかかる（Ｗ、Ｔｉ ）ＣＮ粉末、同１．２μｍの
（Ｔｉ 、Ｔａ）Ｃ粉末（Ｔ ｉ／Ｔａ＝７７３ ）、
同１．５μｍのＺｒＣ粉末、同１．５μｍのＴｉＮ粉末
、同１．８μｍのＴ ｉ ＣＮ （Ｃ／Ｎ＝ １ ／
１のモル比）、同２．０μｍのＴａＮ粉末、同１．０μ
ｍをもったＣｏ粉末およびＷ粉末を使用し、これらの原
料粉末を第７表に示される配合組成に配合し、この結果
の配合粉末から実施例１におけると同一の条件にて実質
的に配合組成と同一の成分組成をもった本発明合金１０
〜１３を製造した。

つぎに、上記本発明合金１０〜１３および従来合金（ｐ
３０）４より、実施例１における同一の条件で切削試験
用テップをそれぞれ製作し、第８表に示される切削条件
Ｉ、Ｊによって連続切削試験および断続切削試験を行な
い、実施例１におけると同様に連続切削試験においては
切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを、断続切削試
験においては切刃欠損割合をそれぞれ測定した。

この測定結果を合金組織の研磨面状況とともに第９表に
示した。

第９表に示される結果から明らかなように、本発明合金
１０〜１３は、送りおよび切込みの大きい重切削におい
て従来合金（Ｐ２Ｏ）４に比してすぐれた耐摩耗性およ
び耐衝撃性を示している。

実施例 ４ 原料粉末として、それぞれ平均粒径１．５μｍをもち、 値）Ｃ：Ｎ：０＝０．６５：０．２０：０．１５、すな
わち、０／（Ｃ十Ｎ＋０）＝０．１５／１＝０．１５の
モル比をもった、この発明にがかるＴｉ（ＣＮＯ；粉末
、 （ｂ）Ｃ：Ｏ二０．８５ ： ０．１５、すなわち、０
／（Ｃ＋０ ）＝０．１５／１＝０．１５のモル比をも
った、この発明にがかるＴｉ（ＣＯ）粉末、（ｃ）
Ｎ ： ０−＝０．８５ ： ０．１５、すなわち０／
（Ｎ＋０）＝ｏ、１５／１＝０．１５のモル比をもった
、この発明にがかるＴｉ（ＮＯ）粉末、（ｄ）Ｔｉ ：
Ｔａ＝８０％：２０％（重量％）、Ｃ：〇二０．８５
： ０．１５、すなわちＯ／（Ｃ＋Ｏ）二〇、１５／ｌ
’＝Ｑ、ｌ ５のモル比をもった、この発明にかかる（
Ｔｉ 、Ｔａ）（ＣＯ）粉末、（ｅ） ｃ ： ０＝
０．７５： ０．２５、すなわちＯ／（Ｃ＋０）＝０．
２５／１＝０．２５のこの発明の範囲から外れたモル比
をもったＴｉ（Ｃｏ）粉末、 以上（ａ）〜（ｅ）粉末を使用し、さらに同２．５μｍ
をもち、Ｗ／Ｔｉのモル比： ０．３５１０．６５＝７
／１３、Ｎ／Ｃのモル比０．４１０．６＝２／３をもっ
た、この発明にかかる（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮ粉末、同１．８
μｍの（Ｗ、Ｔｉ）Ｃ粉末（Ｗ／Ｔ ｉ ＝ １ ／
１のモル比）、同２．０μｍの（Ｗ、 Ｔ ｉ 、Ｔ
ａ ）Ｃ粉末（Ｗ／Ｔ ｉ 、、”ｒ ａ ＝ ２ ／
１ ／ １のモル比）、同１．０μｍのＣｏ粉末を使
用し、これらの原料粉末を第１０表に示される配合組成
に配合し、この結果の配合粉末から実施例１におけると
同一の条件にて実質的に配合組成と同一の成分組成をも
った本発明合金１４〜１７および比較合金８を製造した
。

つぎに、上記本発明合金１４〜１７、比較合金８、およ
び従来合金（ｐ２０）５より、実施例１におけると同一
の条件で切削試験用チップをそれぞれ製作し、第１１表
に示される切削条件に、Ｌによって連続切削試験および
断続切削試験を行なった。

この試験結果を第１２表に合金組織の研磨面状況ととも
に示した。

第１２表に示される結果から明らかなように、本発明合
金１４〜１７は、比較合金８および従来合金５に比して
すぐれた耐摩耗性並びに耐衝撃性を示している。

実施例 ５ 原料粉末として、 値）Ｗ：Ｔｉ二１０％：９０％（重量％）、Ｃ：Ｎ ：
０＝０．６ ： ０．３ ： ０．１、すなわちＯ／（
Ｃ＋Ｎ＋０）＝０．１のモル比をもった、平均粒径１．
５μｍの（Ｗ、Ｔｉ ）（ＣＮＯ）粉末、（ｂ） 同
１．０μｍのＴａＣ粉末、 （ｃ） 同１．５μｍのＮｂｃ粉末、 （ｄ） 同２．５μｍのＶＣ粉末、 （ｅ） 同１．５μｍのＺｒＣ粉末、 （ｆ） Ｔ ｉ ／Ｗ＝ ２ ／ １のモル比をもち
、同１．５ μｍの（Ｔｉ、Ｗ）Ｃ粉末、 （ｇ） 同１．５μｍのＴｉＮ粉末、 （ｈ） 同１．５μｍのＴａＮ粉末、 （ｉ）Ｎ／Ｃ二０．３１０．７＝３／７のモル比をもっ
た、同１．５μｍのＴｉ（ＣＮ）粉末、 （ｊ） Ｔ ｉ ／Ｔ ａ ＝ ８ ／ ２のモル比
、Ｎ／Ｃ＝０．３１０．７＝３／７のモル比をもった、
同１．８μｍの（Ｔ ｉ 、Ｔａ ） （ＣＮ）粉末、
（ｋ） 同１．０μｍのＮｉ粉末、 （１） 同１．０μｍのＣｏ粉末、 以上（ａ）〜（１）粉末を使用し、さらに同２．５μｍ
をもち、Ｗ／Ｔｉのモル比が０．２１０．８＝１／４、
Ｎ／Ｃのモル比が０．２１０．８＝１／４をもった（Ｗ
、Ｔｉ）ＣＮ粉末を使用し、これらの原料粉末を第１３
表に示される配合組成に配合し、この配合粉末から実施
例１におけると同一の条件にて実質的に配合組成と同一
の成分組成をもった本発明合金１８〜２３を製造した。

ついで、上記本発明合金１８〜２３、および従来合金（
Ｐｌｏ）６より、実施例１におけると同一の条件で切削
試験用チップをそれぞれ製作し、第２表に示される連続
切削条件Ｂおよび断続切削条件りによって切削試験を行
なった。

この試験結果が第１４表に示されている。

この実施例３においても、第１４表に示されるように、
本発明合金１８〜２３は、従来合金（Ｐ１０グレード）
６に比してすぐれた耐摩耗性および耐衝撃性をもつこと
が明らかである。

上述のように、この発明の（Ｗ、Ｔｉ ）ＣＮ基焼結硬
質合金は、きわめてすぐれた耐熱性、耐酸化性、耐溶着
性、耐塑性変形性、および耐衝撃性を兼ね備えているの
で、高硬度材の切削や、高速切削、さらに重切削に適用
した場合にすぐれた切削性能を示すことは勿論のこと、
耐熱性や耐衝撃性が要求される熱間引抜きダイスや熱間
圧延ロールなどに使用した場合にもすぐれた特性を発揮
し、さらに耐食性にもすぐれているので、耐食耐摩耗部
品の製造にも適するなど、その利用用途はきわめて広く
、しかもそれぞれの利用分野ですぐれた効果を発揮する
のである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸素と、炭素および窒素のいずれか、または両方と
   の総量に対する酸素の割合がモル比で０．２以下をもつ
   、Ｔｉの炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物、並び
   にＴｉと、Ｔｉを除く周期律表の４ａ、５ａ、および６
   ａ族金属のうちの１種または２種以上の炭酸化物、窒酸
   化物、および炭窒酸化物からなる群のうちの１種または
   ２種以上：１〜５０％、 鉄族金属のうちの１種または２種以上：５〜３０％、 タングステン・チタン炭窒化物以外の周期律表の４ａ
   、５ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭
   窒化物のうちの１種または２種以上。 １〜５０％、 Ｗ／Ｔｉのモル比：１／４〜１／１、Ｎ／Ｃのモル比：
   １／１０〜２／１をもったタングステン・チタン炭窒化
   物および不可避不純物：残り、 （以上容量％）からなることを特徴とする酸素を含有し
   たタングステン・チタン炭窒化物基焼結硬質合金。 ２ 酸素と、炭素および窒素のいずれか、または両方と
   の総量に対する酸素の割合がモル比で０．２以下をもつ
   、Ｔｉの炭酸化物、窒酸化物、および炭窒酸化物、並び
   にＴｉと、Ｔｉを除く周期律表の４ａ、５ａ、および６
   ａ族金属のうちの１種または２種以上の炭酸化物、窒酸
   化物、および炭窒酸化物からなる群のうちの１種または
   ２種以上：１〜５０％、 鉄族金属のうちの１種または２種以上およびクロム族金
   属のうちの１種または２種以上：５〜３０％、 タングステン・チタン炭酸化物以外の周期律表の４ａ
   、５ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭
   窒化物のうちの１種または２種以上：１〜５０％、 ｗ／／／Ｔｉのモル比：１／４〜１／１、Ｎ／Ｃのモル
   比：１／１０〜２／１をもったタングステン・チタン炭
   窒化物および不可避不純物：残り、 （以上容量％）からなることを特徴とする酸素を含有し
   たタングステン・チタン炭窒化物基焼結硬質含金。