JPS5967334A - 炭窒化チタン基サ−メツト焼結材料の製造法 - Google Patents
炭窒化チタン基サ−メツト焼結材料の製造法Info
- Publication number
- JPS5967334A JPS5967334A JP57178889A JP17888982A JPS5967334A JP S5967334 A JPS5967334 A JP S5967334A JP 57178889 A JP57178889 A JP 57178889A JP 17888982 A JP17888982 A JP 17888982A JP S5967334 A JPS5967334 A JP S5967334A
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- sintered
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、優れた靭性および耐摩耗性を有し、かつ極
めて少量の結合金属を含有する炭窒化チタン基サーメッ
ト焼結材料の製造法に関するものである。
めて少量の結合金属を含有する炭窒化チタン基サーメッ
ト焼結材料の製造法に関するものである。
従来、一般に、周期律表の４ａ、５ａおよび６ ａ、族
遷移金属の炭化物を硬質分散相とし、これを結合相形成
成分である鉄族金属で結合した硬質焼結材料が提案され
、中でも炭化タングステンを主体としたｗ ｃ −Ｃｏ
系、 Ｗ Ｃ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系などの超硬合金
や、炭化チタンを主体としたＴｉＣ−Ｍｏ−Ｎｉ系、さ
らにこれに窒化チタンを含有させたＴｉＣ−ＴｉＮ −
Ｍｏ −１匂系などのサーメットなどの硬質焼結材料は
、比較的すぐれた耐摩耗性および靭性を有することから
、切削工具や耐摩耗工具、さらに耐衝撃工具などとして
広く用いられている。
遷移金属の炭化物を硬質分散相とし、これを結合相形成
成分である鉄族金属で結合した硬質焼結材料が提案され
、中でも炭化タングステンを主体としたｗ ｃ −Ｃｏ
系、 Ｗ Ｃ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系などの超硬合金
や、炭化チタンを主体としたＴｉＣ−Ｍｏ−Ｎｉ系、さ
らにこれに窒化チタンを含有させたＴｉＣ−ＴｉＮ −
Ｍｏ −１匂系などのサーメットなどの硬質焼結材料は
、比較的すぐれた耐摩耗性および靭性を有することから
、切削工具や耐摩耗工具、さらに耐衝撃工具などとして
広く用いられている。
しかしながら、例えば切削工具の分野では、近年生産性
向上のために速い切削速度での切削加工が要望される傾
向にあるが、上記の超硬合金やサーメットなどの硬質焼
結材料は、すぐれた靭性をもつものの、耐摩耗性が十分
でないために、高速切削などの苛酷な条件下での使用に
際しては、満足な使用寿命を示さないものである。
向上のために速い切削速度での切削加工が要望される傾
向にあるが、上記の超硬合金やサーメットなどの硬質焼
結材料は、すぐれた靭性をもつものの、耐摩耗性が十分
でないために、高速切削などの苛酷な条件下での使用に
際しては、満足な使用寿命を示さないものである。
そこで、十分な耐摩耗性を有する酸化アルミニウムを主
体としたセラミック焼結拐料を、上記の分野で使用する
試みも表されているが、このセラミック焼結材料は靭性
に劣るものであるために、その用途が限られてしまうの
が現状である。
体としたセラミック焼結拐料を、上記の分野で使用する
試みも表されているが、このセラミック焼結材料は靭性
に劣るものであるために、その用途が限られてしまうの
が現状である。
一方、すぐれた靭性を有する」−記超硬合金において、
その結合金属量を減少させて耐摩耗性を向」ニさせる試
みもなされ、それによると確かに結合金属量の減少によ
って耐摩耗性が向上するようになるが、反面焼結性が低
下するようになるため、緻密な焼結材料を製造するには
、ホットプレス法を用いる必要がある。しかしながら、
ホットプレス法を用いると、種々の形状が要求される最
終製品を製造するためには、焼結材料を切断しなければ
ならず、しかも上記材料は難研削性材料であるため、工
業的に量産するのは極めて回船である。
その結合金属量を減少させて耐摩耗性を向」ニさせる試
みもなされ、それによると確かに結合金属量の減少によ
って耐摩耗性が向上するようになるが、反面焼結性が低
下するようになるため、緻密な焼結材料を製造するには
、ホットプレス法を用いる必要がある。しかしながら、
ホットプレス法を用いると、種々の形状が要求される最
終製品を製造するためには、焼結材料を切断しなければ
ならず、しかも上記材料は難研削性材料であるため、工
業的に量産するのは極めて回船である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、効率よ
い工業的生産を可能とする目的で、ホットプレス法を用
いることなく、結合金属を極めて少量とした状態で、高
い耐摩耗性を確保し、さらに硬質分散相が微細にして靭
性のすぐれた硬質焼結材料を得べく研究を行なった結果
、炭窒化チタン粉末に、炭化モリブデン粉末：１〜４０
重量係と、鉄粉末、ニッケル粉末およびコ・ぐルト粉末
のうちの１種または２種以上：０１〜５重量係を配合し
て得た混合粉末を成形し、その成形体を窒素を含有する
雰囲気中、１５００〜１９００℃の比較的高い温度で焼
結すると、極めて少量の結合金属の含有で、ボアがＡ、
−３以下（ＡＳＴＭ規格）の靭性および耐摩耗性の優
れたサーメット焼結材料が得られることを見出した。
い工業的生産を可能とする目的で、ホットプレス法を用
いることなく、結合金属を極めて少量とした状態で、高
い耐摩耗性を確保し、さらに硬質分散相が微細にして靭
性のすぐれた硬質焼結材料を得べく研究を行なった結果
、炭窒化チタン粉末に、炭化モリブデン粉末：１〜４０
重量係と、鉄粉末、ニッケル粉末およびコ・ぐルト粉末
のうちの１種または２種以上：０１〜５重量係を配合し
て得た混合粉末を成形し、その成形体を窒素を含有する
雰囲気中、１５００〜１９００℃の比較的高い温度で焼
結すると、極めて少量の結合金属の含有で、ボアがＡ、
−３以下（ＡＳＴＭ規格）の靭性および耐摩耗性の優
れたサーメット焼結材料が得られることを見出した。
この発明は、」１記知見に基いてなされたものであって
、炭化モリブデン粉末：１〜４０重量係と、鉄粉末、ニ
ッケル粉末およびコバルト粉末のうちの１種または２種
以上：０．１〜５重量係を含有し、残りが炭窒化チタン
からなる配合組成を有する混合粉末を、所定形状の圧粉
体に成形した後、窒素を含有する雰囲気（望ましくは１
０ｔｏｒｒ以上のＮ２分圧）中、１５００〜］９００℃
の温度において焼結し、ボアがＡ−３以下（ＡＳＴＭ規
格〕にして、かつ靭性および耐摩耗性に優れた炭窒化チ
タン基サーメット焼結材料を製造する方法に特徴を有す
るものである。
、炭化モリブデン粉末：１〜４０重量係と、鉄粉末、ニ
ッケル粉末およびコバルト粉末のうちの１種または２種
以上：０．１〜５重量係を含有し、残りが炭窒化チタン
からなる配合組成を有する混合粉末を、所定形状の圧粉
体に成形した後、窒素を含有する雰囲気（望ましくは１
０ｔｏｒｒ以上のＮ２分圧）中、１５００〜］９００℃
の温度において焼結し、ボアがＡ−３以下（ＡＳＴＭ規
格〕にして、かつ靭性および耐摩耗性に優れた炭窒化チ
タン基サーメット焼結材料を製造する方法に特徴を有す
るものである。
つぎに、この発明の方法において、混合粉末の配合割合
および焼結温度を」１記のとおりに限定した理由を説明
する。
および焼結温度を」１記のとおりに限定した理由を説明
する。
（ａ） 炭化モリブデン粉末
炭化モリブデン（以下、Ｍｏ２Ｃと表わす）は、本発明
のサーメットの主成分である炭窒化チタン（以下、Ｔ１
ＣＮで表わす）粒子の周囲に（Ｔｊ、Ｍｏ）・（Ｃ，Ｎ
）からなる周辺組織を形成して、結晶粒子の結合強度を
高め、その結果、サーメットの靭性な高める作用を有す
るが、その含有量が１重量％未満では所望の効果が得ら
れず、一方４０重量係を越えると、サーメットの耐摩耗
性が劣るようになることから、その配合割合を１〜４０
重量係と定めた。
のサーメットの主成分である炭窒化チタン（以下、Ｔ１
ＣＮで表わす）粒子の周囲に（Ｔｊ、Ｍｏ）・（Ｃ，Ｎ
）からなる周辺組織を形成して、結晶粒子の結合強度を
高め、その結果、サーメットの靭性な高める作用を有す
るが、その含有量が１重量％未満では所望の効果が得ら
れず、一方４０重量係を越えると、サーメットの耐摩耗
性が劣るようになることから、その配合割合を１〜４０
重量係と定めた。
（ｂ） 鉄族金属粉末
鉄、ニッケルおよびコバルトは本発明のサーメットの焼
結性を向上させ、その結果、このサーメットの靭性を高
める作用を有するが、その含有量が０１重重量％満では
所望の効果が得られず、一方５重量係を越えると、サー
メットの耐摩耗性が劣るようになることから、これらの
粉末の配合割合を０１〜５重量係と定めた。
結性を向上させ、その結果、このサーメットの靭性を高
める作用を有するが、その含有量が０１重重量％満では
所望の効果が得られず、一方５重量係を越えると、サー
メットの耐摩耗性が劣るようになることから、これらの
粉末の配合割合を０１〜５重量係と定めた。
（Ｃ１焼結温度
焼結温度が１５００℃未満では、サーメット中に巣、ボ
アが残存して緻密化されないため、サーメットの靭性は
低下し、一方１９００℃を越えると、粒成長を起こして
やはり靭性が低下するところから、焼結温度を１５００
〜１９００℃と定めた。
アが残存して緻密化されないため、サーメットの靭性は
低下し、一方１９００℃を越えると、粒成長を起こして
やはり靭性が低下するところから、焼結温度を１５００
〜１９００℃と定めた。
既に述べたところから明らかなように、この発明は、原
料成分とその配合割合を上記のように特定し、かつ焼結
温度を上記のように限定することにより、すぐれた靭性
と耐摩耗性を有するサーメットを製造できるという効果
を奏するものである。
料成分とその配合割合を上記のように特定し、かつ焼結
温度を上記のように限定することにより、すぐれた靭性
と耐摩耗性を有するサーメットを製造できるという効果
を奏するものである。
この発明は、以下の実施例において詳細に説明するよう
に、通常の粉末冶金法にしたがって遂行することができ
る。
に、通常の粉末冶金法にしたがって遂行することができ
る。
実施例 １
原料粉末として、いずれも平均粒径：］２μｍを有する
５種類のＴｊ ＣＮ粉末、同ｌ、 Ｑ ７１ ｍのＭｏ
２ Ｃ粉末および同２２μｍの鉄族金属粉末を用意し、
これらをそれぞれ第１表に示される配合組成に配合し、
分？−ルミルにて３日間混合して混合粉末とし、ついで
この混合粉末を１０ ｋｇ／ｍａの圧力でプレス成形し
て得られた圧粉体を、第１表に示される条件下で焼結す
ることによって、本発明サーメット焼結材料１〜］８を
製造した。また、比較のために、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量（第１表で※印を付したもの
）が本発明の範囲から外れた組成を有する比較サーメッ
ト焼結材料１〜４と、製造条件が本発明の範囲から外れ
た条件（第１表で※印を付す）で比較サーメット焼結材
料４〜７も製造した。
５種類のＴｊ ＣＮ粉末、同ｌ、 Ｑ ７１ ｍのＭｏ
２ Ｃ粉末および同２２μｍの鉄族金属粉末を用意し、
これらをそれぞれ第１表に示される配合組成に配合し、
分？−ルミルにて３日間混合して混合粉末とし、ついで
この混合粉末を１０ ｋｇ／ｍａの圧力でプレス成形し
て得られた圧粉体を、第１表に示される条件下で焼結す
ることによって、本発明サーメット焼結材料１〜］８を
製造した。また、比較のために、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量（第１表で※印を付したもの
）が本発明の範囲から外れた組成を有する比較サーメッ
ト焼結材料１〜４と、製造条件が本発明の範囲から外れ
た条件（第１表で※印を付す）で比較サーメット焼結材
料４〜７も製造した。
ついで、この結果得られた本発明サーメット焼結拐料コ
、〜１８および比較サーメット焼結材料１〜７について
、耐摩耗性を評価する目的でビッカース硬さを、また靭
性を評価する目的で抗折力を測定すると共に、Ａ Ｓ
Ｔ Ｍ規格に則したボア発生状態を観察した。これらの
結果を第１表に合せて示した。
、〜１８および比較サーメット焼結材料１〜７について
、耐摩耗性を評価する目的でビッカース硬さを、また靭
性を評価する目的で抗折力を測定すると共に、Ａ Ｓ
Ｔ Ｍ規格に則したボア発生状態を観察した。これらの
結果を第１表に合せて示した。
第１表に示された結果から、本発明サーメット焼結拐料
１〜１８は、いずれも緻密化が十分で、硬さく耐摩耗性
）および抗折力（靭性）とも高い値を示しているのに対
して、比較サーメット焼結相材１〜７は、緻密化が十分
でなく、硬さ、抗折力の低いもの、あるいは緻密化して
いても、抗折力が低いものになっていることがわかる。
１〜１８は、いずれも緻密化が十分で、硬さく耐摩耗性
）および抗折力（靭性）とも高い値を示しているのに対
して、比較サーメット焼結相材１〜７は、緻密化が十分
でなく、硬さ、抗折力の低いもの、あるいは緻密化して
いても、抗折力が低いものになっていることがわかる。
実施例 ２
実施例１において製造した本発明サーメット焼結材料３
，４，５，６，１４． １５．１６および比較サーメッ
ト焼結材料１〜７のそれぞれから、ＳＮＰ ４３２の形
状をもった切削チップを作製し、下に示す条件の下で切
削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗１１］とすくい面摩
耗深さを測定した。
，４，５，６，１４． １５．１６および比較サーメッ
ト焼結材料１〜７のそれぞれから、ＳＮＰ ４３２の形
状をもった切削チップを作製し、下に示す条件の下で切
削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗１１］とすくい面摩
耗深さを測定した。
切削多件
被削材： ＳＮ０Ｍ８（ＨＢ ２２０）第 ２
表 切削速度：２００ｍ１分 送り： ０．３６ ｍｍ、／ ｒ’ｅｖ切込み：］、５
ｍｇ 切削時間：１０分 なお、比較の目的で、市販のＰＩＯのＷＣＣ超超硬合金
ＴｉＣ基サーメット焼結材料および、ｌＶ２Ｏ３基セラ
ミツクス焼結拐料からなる切削チップ（それぞれ従来切
削チップ１，２．３で表わす）を同一条件にて試験して
」１記の特性値を測定した。これらの結果を合せて第２
表に示す。
表 切削速度：２００ｍ１分 送り： ０．３６ ｍｍ、／ ｒ’ｅｖ切込み：］、５
ｍｇ 切削時間：１０分 なお、比較の目的で、市販のＰＩＯのＷＣＣ超超硬合金
ＴｉＣ基サーメット焼結材料および、ｌＶ２Ｏ３基セラ
ミツクス焼結拐料からなる切削チップ（それぞれ従来切
削チップ１，２．３で表わす）を同一条件にて試験して
」１記の特性値を測定した。これらの結果を合せて第２
表に示す。
第２表に示される結果から、本発明方法によって製造さ
れたサーメット焼結桐材の切削チップ（本発明切削チッ
プ）は、比較方法によって製造されたサーメット焼結材
料の切削チップ（比較切削チップ）および従来切削チッ
プと比べて、すぐれた耐摩耗性と靭性を有することがわ
かる。
れたサーメット焼結桐材の切削チップ（本発明切削チッ
プ）は、比較方法によって製造されたサーメット焼結材
料の切削チップ（比較切削チップ）および従来切削チッ
プと比べて、すぐれた耐摩耗性と靭性を有することがわ
かる。
上述のように、この発明の方法によれば、結合金属を極
く僅か含有し、すぐれた耐摩耗性（硬さ）と靭性（抗折
力）とを兼ね備えたサーメット焼結材料を、通常の粉末
冶金法により、高い生産性で安価に製造することができ
るものであり、この発明によって製造されたサーメット
焼結拐料は、特に」二記特性が要求される切削工具や耐
摩耗工具として使用する場合には、著しくすぐれた性能
を発揮するなど、工業上有用な効果がもたらされるもの
である。
く僅か含有し、すぐれた耐摩耗性（硬さ）と靭性（抗折
力）とを兼ね備えたサーメット焼結材料を、通常の粉末
冶金法により、高い生産性で安価に製造することができ
るものであり、この発明によって製造されたサーメット
焼結拐料は、特に」二記特性が要求される切削工具や耐
摩耗工具として使用する場合には、著しくすぐれた性能
を発揮するなど、工業上有用な効果がもたらされるもの
である。
出願人 三菱金属株式会社
Claims (1)
- （］） 炭化モリブデン粉末、〕、〜４０重量係と、
鉄粉末、ニッケル粉末およびコバルト粉末のうちの１種
または２種以上：０１〜５重量係を含有し、残りが炭窒
化チタン粉末からなる配合組成を有する混合粉末を、所
定形状の圧粉体に成形した後、窒素を含有する雰囲気中
、１５００℃〜］、 ９００℃の温度において焼結し、
ボアがＡ、 ３以下（ＡＳＴＭ規格）である焼結体を
製造することを特徴とする優れた靭性および耐摩耗性を
有する炭窒化チタン基サーメット焼結材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178889A JPS5967334A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 炭窒化チタン基サ−メツト焼結材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57178889A JPS5967334A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 炭窒化チタン基サ−メツト焼結材料の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967334A true JPS5967334A (ja) | 1984-04-17 |
| JPS636617B2 JPS636617B2 (ja) | 1988-02-10 |
Family
ID=16056465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57178889A Granted JPS5967334A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 炭窒化チタン基サ−メツト焼結材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967334A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03116516U (ja) * | 1990-03-12 | 1991-12-03 |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP57178889A patent/JPS5967334A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS636617B2 (ja) | 1988-02-10 |
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