JPS6020457B2 - 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 - Google Patents
切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料Info
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- JPS6020457B2 JPS6020457B2 JP56159193A JP15919381A JPS6020457B2 JP S6020457 B2 JPS6020457 B2 JP S6020457B2 JP 56159193 A JP56159193 A JP 56159193A JP 15919381 A JP15919381 A JP 15919381A JP S6020457 B2 JPS6020457 B2 JP S6020457B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特にすぐれた籾性と耐摩耗性を有し、かつ
高硬度と、すぐれた耐熱性および高温強度を備え、これ
らの特性が要求される高速度鋼や、Ｎｉ基あるいはＣｏ
基スーパーアロィなどの被削材の切削工具として、さら
に軸受や線引きダイスなどの耐摩耗工具として使用する
のに通した窒化棚素基超高圧競結材料に関するものであ
る。
高硬度と、すぐれた耐熱性および高温強度を備え、これ
らの特性が要求される高速度鋼や、Ｎｉ基あるいはＣｏ
基スーパーアロィなどの被削材の切削工具として、さら
に軸受や線引きダイスなどの耐摩耗工具として使用する
のに通した窒化棚素基超高圧競結材料に関するものであ
る。
近年、炭化タングステン基焼結材料に比して、きわめて
すぐれた耐摩耗性を有する立方晶窒化棚素基超高圧齢結
材料（以下ＣＢＮ基暁結材料という）を切削工具や耐摩
耗工具として使用することが提案されている。このＣＢ
Ｎ基暁緒材料は、分散相を形成するＣＢＮ粒子の結合相
によって２種類に大別することができ、その１つが結合
相を鉄族金属あるいはＮなどを主成分とする金属で構成
したものであり、もう１つが窒化チタン、炭化チタン、
窒化アルミニウム、または酸化アルミニウムなどを主成
分としたセラミック系化合物で結合相を構成したもので
ある。
すぐれた耐摩耗性を有する立方晶窒化棚素基超高圧齢結
材料（以下ＣＢＮ基暁結材料という）を切削工具や耐摩
耗工具として使用することが提案されている。このＣＢ
Ｎ基暁緒材料は、分散相を形成するＣＢＮ粒子の結合相
によって２種類に大別することができ、その１つが結合
相を鉄族金属あるいはＮなどを主成分とする金属で構成
したものであり、もう１つが窒化チタン、炭化チタン、
窒化アルミニウム、または酸化アルミニウムなどを主成
分としたセラミック系化合物で結合相を構成したもので
ある。
しかし、前者においては、前記のように結合相が金属で
あるために高温で軟化しやすく、したがって、これを例
えば切削工具として使用した場合には多大の熱発生を伴
う苛酸な切削条件下では耐摩耗性不足をきたして十分な
る切削性能の発揮は期待できず、熱発生の少ない条件、
すなわち負荷の少ない条件でしか使用することができな
いものである。また、後者においては、上記のように結
合相がセラミック系化合物で構成されているために、耐
熱性および耐摩耗性のすぐれたものになっているが、反
面籾性不足を避けることができず、例えば高速度鋼のフ
ライス切削などの刃先に大きな衝撃力の加わる切削条件
下ではチツピングや欠損を起し易いものである。また、
上記の２種類の従来ＣＢＮ基暁縞材料のもつそれぞれの
問題点を解消する目的で、結合相を金属とセラミックス
系化合物で構成したＣＢＮ基焼結材料も提案されたが、
このＣＢＮ基凝結材料においても十分満足する級性を示
さず、同様に例えば高速度鋼のフライス切削のような刃
先に大きな衝撃力の加わる切削条件下で切削工具として
使用した場合刃先に欠損が発生し易いものである。
あるために高温で軟化しやすく、したがって、これを例
えば切削工具として使用した場合には多大の熱発生を伴
う苛酸な切削条件下では耐摩耗性不足をきたして十分な
る切削性能の発揮は期待できず、熱発生の少ない条件、
すなわち負荷の少ない条件でしか使用することができな
いものである。また、後者においては、上記のように結
合相がセラミック系化合物で構成されているために、耐
熱性および耐摩耗性のすぐれたものになっているが、反
面籾性不足を避けることができず、例えば高速度鋼のフ
ライス切削などの刃先に大きな衝撃力の加わる切削条件
下ではチツピングや欠損を起し易いものである。また、
上記の２種類の従来ＣＢＮ基暁縞材料のもつそれぞれの
問題点を解消する目的で、結合相を金属とセラミックス
系化合物で構成したＣＢＮ基焼結材料も提案されたが、
このＣＢＮ基凝結材料においても十分満足する級性を示
さず、同様に例えば高速度鋼のフライス切削のような刃
先に大きな衝撃力の加わる切削条件下で切削工具として
使用した場合刃先に欠損が発生し易いものである。
これは、上記ＣＢＮ基嬢結材料におけるＣＢＮ粒子と結
合相（金属十セラミックス系化合物）との境界部を走査
型電子顕微鏡により詳細に観察した結果明らかになった
ものであるが、超高圧焼結時にＣＢＮ粒子の表面におけ
る微小な凹部への前記結合相のまわり込みが十分に行な
われないことに原因する微小な未結合部（ボィド）が前
記境界部に形成され、さらにＣＢＮ粒子と結合相との密
着性は、結合相の構成成分によって異なるが、特に炭化
物系のセラミックスの場合著しく低く、このためＣＢＮ
粒子と結合相との間に部分的に結合強度の弱い部分が形
成されることに原因するものと解される。そこで、本発
明者等は、上述のような観点から、特にすぐれた靭性と
耐摩耗性とを兼ね備えたＣＢＮ基鱗結材料を得べ〈研究
を行なった結果、ＣＢＮ基焼縞材料を、結合強化金属と
してのＴｉ：４〜２５重量％、Ｔｉの窒化物、炭化物、
炭窒化物、および棚化物のうちの１種または２種以上：
５〜４０重量％を含有し、残りがＣＢＮ（立方晶窒化側
素）と不可避不純物からなる組成を有し、かつＣＢＮが
体積割合で４０〜９０％を占めると共に、上記結合強化
金属がＣＢＮを０．１〜ＩＡ仇の平均層厚で包囲した紬
織を有するものとすると、分散相を構成したＣＢＮ粒子
を包囲した結合強化金属としてのＴｉは、ＣＢＮ粒子と
のぬれ性がよく、かつＣＢＮ粒子表面に付着する徴量の
酸素、水、酸化物などの不純物と反応し、これを除去し
て清浄化し、さらに原料調製時に予めＣＢＮ粒子表面に
無電解〆ツキ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、物理蒸着法
（ＰＶＤ法）、およびプラズマ化学蒸着法（ＰＣＶＤ法
）などの方法により強固にして繊密に被覆されているの
で、ＣＢＮ粒子とＴｉ包囲層との境界部に末結合部（ボ
イド）は全く存在せず、一方結合相を構成するＴｉの窒
化物（以下ＴＩＮで示す）、炭化物（以下ＴＩＣで示す
）、炭窒化物（以下ＴＩＣＮで示す）、および棚化物（
以下ＴｉＢで示す）とは、その表面層部分で相互拡散し
た状態になっているので、ＣＢＮ粒子と結合相とはＴｉ
を介して強固に結合しており、この結果材料は鞠性の著
しく高いものとなり、また、すぐれた耐摩耗性と高硬度
力ミＣＢＮ粒子と前記のＴｉ化合物によって確保される
ばかりでなく、前記のＴｊ化合物の含有によって材料の
耐溶着性および高温における化学的安定性も向上し、さ
らにこのＣＢＮ基凝結材料に、Ｎｉ、Ｎ、Ｃｏ、Ｓｉ、
およびＣｒのうちの１種または２種以上の金属成分を０
．５〜１の重量％の範囲で含有させると、これらの成分
には結合相同志の結合力を強化する作用があることから
、材料がより繊密となり、さらに、また上記ＣＢＮ基擁
結材料におけるＣＢＮの一部を、ＣＢＮより多くならな
い範囲、すなわち、〇．〇５＜ウルツ鍵型窒化棚素（容
量％）＜ＩＣＢＮ（容量％）を満足する範囲でウルッ鉱
型窒化棚素（以下ＷＢＮで示す）で置換すると、材料の
靭性が一段と増大するようになるという知見を得たので
ある。
合相（金属十セラミックス系化合物）との境界部を走査
型電子顕微鏡により詳細に観察した結果明らかになった
ものであるが、超高圧焼結時にＣＢＮ粒子の表面におけ
る微小な凹部への前記結合相のまわり込みが十分に行な
われないことに原因する微小な未結合部（ボィド）が前
記境界部に形成され、さらにＣＢＮ粒子と結合相との密
着性は、結合相の構成成分によって異なるが、特に炭化
物系のセラミックスの場合著しく低く、このためＣＢＮ
粒子と結合相との間に部分的に結合強度の弱い部分が形
成されることに原因するものと解される。そこで、本発
明者等は、上述のような観点から、特にすぐれた靭性と
耐摩耗性とを兼ね備えたＣＢＮ基鱗結材料を得べ〈研究
を行なった結果、ＣＢＮ基焼縞材料を、結合強化金属と
してのＴｉ：４〜２５重量％、Ｔｉの窒化物、炭化物、
炭窒化物、および棚化物のうちの１種または２種以上：
５〜４０重量％を含有し、残りがＣＢＮ（立方晶窒化側
素）と不可避不純物からなる組成を有し、かつＣＢＮが
体積割合で４０〜９０％を占めると共に、上記結合強化
金属がＣＢＮを０．１〜ＩＡ仇の平均層厚で包囲した紬
織を有するものとすると、分散相を構成したＣＢＮ粒子
を包囲した結合強化金属としてのＴｉは、ＣＢＮ粒子と
のぬれ性がよく、かつＣＢＮ粒子表面に付着する徴量の
酸素、水、酸化物などの不純物と反応し、これを除去し
て清浄化し、さらに原料調製時に予めＣＢＮ粒子表面に
無電解〆ツキ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、物理蒸着法
（ＰＶＤ法）、およびプラズマ化学蒸着法（ＰＣＶＤ法
）などの方法により強固にして繊密に被覆されているの
で、ＣＢＮ粒子とＴｉ包囲層との境界部に末結合部（ボ
イド）は全く存在せず、一方結合相を構成するＴｉの窒
化物（以下ＴＩＮで示す）、炭化物（以下ＴＩＣで示す
）、炭窒化物（以下ＴＩＣＮで示す）、および棚化物（
以下ＴｉＢで示す）とは、その表面層部分で相互拡散し
た状態になっているので、ＣＢＮ粒子と結合相とはＴｉ
を介して強固に結合しており、この結果材料は鞠性の著
しく高いものとなり、また、すぐれた耐摩耗性と高硬度
力ミＣＢＮ粒子と前記のＴｉ化合物によって確保される
ばかりでなく、前記のＴｊ化合物の含有によって材料の
耐溶着性および高温における化学的安定性も向上し、さ
らにこのＣＢＮ基凝結材料に、Ｎｉ、Ｎ、Ｃｏ、Ｓｉ、
およびＣｒのうちの１種または２種以上の金属成分を０
．５〜１の重量％の範囲で含有させると、これらの成分
には結合相同志の結合力を強化する作用があることから
、材料がより繊密となり、さらに、また上記ＣＢＮ基擁
結材料におけるＣＢＮの一部を、ＣＢＮより多くならな
い範囲、すなわち、〇．〇５＜ウルツ鍵型窒化棚素（容
量％）＜ＩＣＢＮ（容量％）を満足する範囲でウルッ鉱
型窒化棚素（以下ＷＢＮで示す）で置換すると、材料の
靭性が一段と増大するようになるという知見を得たので
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、以下に成分組成、ＣＢＮおよびＷＢＮの体積割合、
並びに結合強化金属の平均層厚を上記の通りに限定した
理由を説明する。
て、以下に成分組成、ＣＢＮおよびＷＢＮの体積割合、
並びに結合強化金属の平均層厚を上記の通りに限定した
理由を説明する。
Ａ 成分組成
‘ａＩ Ｔｉ
Ｔｉ成分には、上記の通りＣＢＮ粒子およびＷＢＮ粒子
、並びに上記のＴｉ化合物（ＴＩＮ、ＴＩＣ、ＴＩＣＮ
、およびＴｉＢ２）と強固に結合して材料の鰯性を著し
く改善する作用があるが、その含有量が４重量％未満で
は所望の結合強化作用を確保することができず、一方２
５重量％を越えて含有させると、特に高温硬さが低下す
るようになることから、その含有量を４〜２５重量％と
定めた。
、並びに上記のＴｉ化合物（ＴＩＮ、ＴＩＣ、ＴＩＣＮ
、およびＴｉＢ２）と強固に結合して材料の鰯性を著し
く改善する作用があるが、その含有量が４重量％未満で
は所望の結合強化作用を確保することができず、一方２
５重量％を越えて含有させると、特に高温硬さが低下す
るようになることから、その含有量を４〜２５重量％と
定めた。
‘ｂｌ ＴＩＮ、ＴＩＣ、ＴＩＣＮ、およびＴｉＢ２こ
れらの成分には、材料の耐摩耗性、耐溶着性、および高
温化学的安定性を向上させる作用があるが、その含有量
が５重量％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方４０重量％を越えて含有させると轍性が低下するよ
うになることから、その含有量を５〜４の重量％と定め
た。
れらの成分には、材料の耐摩耗性、耐溶着性、および高
温化学的安定性を向上させる作用があるが、その含有量
が５重量％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方４０重量％を越えて含有させると轍性が低下するよ
うになることから、その含有量を５〜４の重量％と定め
た。
【ｃｌ Ｎｉ、山、Ｃｏ、Ｓｉ、およびＣｒこれら金属
成分には、上記の通り結合相を繊密化して、材料の強度
および耐衝撃性を一段と向上させる作用があるので、特
にこれらの特性が要求される場合に必要に応じて含有さ
れるが、その含有量が０．５重量％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方１の重量％を越えて含有さ
せると硬さ低下が著しくなることから、その含有量を０
．５〜１０重量％と定めた。
成分には、上記の通り結合相を繊密化して、材料の強度
および耐衝撃性を一段と向上させる作用があるので、特
にこれらの特性が要求される場合に必要に応じて含有さ
れるが、その含有量が０．５重量％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方１の重量％を越えて含有さ
せると硬さ低下が著しくなることから、その含有量を０
．５〜１０重量％と定めた。
Ｂ ＣＢＮの体積割合
ＣＢＮの結合相に対する割合が４坪容量％未満では、相
対的に硬質のＣＢＮの割合が少なすぎて所望の耐摩耗性
を確保することができず、一方ＣＢＮの割合が９０容量
％を越えると、相対的に結合相の割合が少なくなりすぎ
て級性低下をきたすようになることから、その体積割合
を４０〜９岬容量％と定めた。
対的に硬質のＣＢＮの割合が少なすぎて所望の耐摩耗性
を確保することができず、一方ＣＢＮの割合が９０容量
％を越えると、相対的に結合相の割合が少なくなりすぎ
て級性低下をきたすようになることから、その体積割合
を４０〜９岬容量％と定めた。
Ｃ ＷＢＮの置換割合
ＷＢＮには、材料の籾性を一段と向上させる作用がある
ので、特に高靭性が要求される場合に必要に応じてＣＢ
Ｎの一部を置換した形で含有させるが、その置換割合、
すなわちＷＢＮ（容量％）／ＣＢＮ（容量％）が０．０
５未満では所望の轍性向上効果が得られず、一方１を越
えた置換割合、すなわち相対的にＣＢＮに比してＷＢＮ
の方が多い状態にすると、材料の硬さが低下し、耐摩耗
性が低下するようになることから、ＣＢＮの一部をＷＢ
Ｎで置換する場合には、。
ので、特に高靭性が要求される場合に必要に応じてＣＢ
Ｎの一部を置換した形で含有させるが、その置換割合、
すなわちＷＢＮ（容量％）／ＣＢＮ（容量％）が０．０
５未満では所望の轍性向上効果が得られず、一方１を越
えた置換割合、すなわち相対的にＣＢＮに比してＷＢＮ
の方が多い状態にすると、材料の硬さが低下し、耐摩耗
性が低下するようになることから、ＣＢＮの一部をＷＢ
Ｎで置換する場合には、。
‐〇５＜溝若く・の条件を満足させなければならない。
Ｄ Ｔｉの平均層厚
その平均層厚が０．小机未満では、ＣＢＮ粒子およびＷ
ＢＮ粒子と結合相との間に十分な結合強度を確保するこ
とができず、一方１仏のを越えた平均層厚にすると、材
料の硬さが低下するようになることから、その平均層厚
を０．１〜１Ａｍと定めた。
ＢＮ粒子と結合相との間に十分な結合強度を確保するこ
とができず、一方１仏のを越えた平均層厚にすると、材
料の硬さが低下するようになることから、その平均層厚
を０．１〜１Ａｍと定めた。
なお、この発明の超高圧糠結材料は、まず、ＣＢＮ粉末
、さらに必要に応じてＷＢＮ粉末の表面に、無電解〆ッ
キ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、およびＰＣＶＤ法などの方
法を用いて、Ｔｉを０．１〜ｌｒ仇の平均層厚で被覆し
、さらに必要に応じて前記Ｔｉ被覆層の上にＴＩＮ、Ｔ
ＩＣ、ＴＩＣＮ、およびＴｉＢ２のうちの１種または２
種以上を榎層被覆し、このように調製したＴｉ被覆のＣ
ＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、並びにＴｉと、ＴＩＮ、Ｔ
ＩＣ、ＴＩＣＮ、およびＴｉＢ２のうちの１種または２
種以上を複覆したＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、さらに
ＴＩＮ粉末、ＴＩＣ粉末、ＴＩＣＮ粉末、Ｔｉ弦粉末、
Ｎｉ粉末、Ｃｏ粉末、山粉末、Ｓｉ粉末、Ｃｒ粉末、お
よびこれら金属の２種以上の合金粉末を原料粉末として
用意し、これら原料粉末のうちから適宜選択して所定の
配合組成に配合し、この配合粉末を通常の条件で混合し
た後、粉末状態あるし、は圧粉体の形で金属容器に入れ
、真空脱ガスして密封し、ついでこの密封容器を、例え
ば特公昭３６−２３４６３号公報に記載されるような超
高圧高温発生装置に装着し、圧力および温度を上げ、圧
力：４０〜６皿ｂ、温度：１２００〜１６００ｑｏの範
囲内の圧力と温度に数分〜数１０分保持した後、冷却し
、最終的に圧力を解放することからなる基本的工程によ
って製造することができる。
、さらに必要に応じてＷＢＮ粉末の表面に、無電解〆ッ
キ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、およびＰＣＶＤ法などの方
法を用いて、Ｔｉを０．１〜ｌｒ仇の平均層厚で被覆し
、さらに必要に応じて前記Ｔｉ被覆層の上にＴＩＮ、Ｔ
ＩＣ、ＴＩＣＮ、およびＴｉＢ２のうちの１種または２
種以上を榎層被覆し、このように調製したＴｉ被覆のＣ
ＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、並びにＴｉと、ＴＩＮ、Ｔ
ＩＣ、ＴＩＣＮ、およびＴｉＢ２のうちの１種または２
種以上を複覆したＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、さらに
ＴＩＮ粉末、ＴＩＣ粉末、ＴＩＣＮ粉末、Ｔｉ弦粉末、
Ｎｉ粉末、Ｃｏ粉末、山粉末、Ｓｉ粉末、Ｃｒ粉末、お
よびこれら金属の２種以上の合金粉末を原料粉末として
用意し、これら原料粉末のうちから適宜選択して所定の
配合組成に配合し、この配合粉末を通常の条件で混合し
た後、粉末状態あるし、は圧粉体の形で金属容器に入れ
、真空脱ガスして密封し、ついでこの密封容器を、例え
ば特公昭３６−２３４６３号公報に記載されるような超
高圧高温発生装置に装着し、圧力および温度を上げ、圧
力：４０〜６皿ｂ、温度：１２００〜１６００ｑｏの範
囲内の圧力と温度に数分〜数１０分保持した後、冷却し
、最終的に圧力を解放することからなる基本的工程によ
って製造することができる。
つぎに、この発明の超高圧暁結材料を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
実施例
公知のＰＶＤ法およびＣＶＤ法を用いて、それぞれ第１
表に示される被覆ＣＢＮ粉末および被覆ＷＢＮ粉末を調
製し、これらの粉末、平均粒径：２ｒｍを有するＴＩＮ
粉末、同２仏机を有するＴＩＣ粉末、同２ｒ仇を有する
ＴＩＣＮ粉末、同２“凧のＴｉＢ２粉末、いずれも同２
仏のを有するＮｉ粉末、山粉末、Ｃｏ粉末、Ｓｉ粉末、
およびＣｒ粉末をそれぞれ原料粉末として用意し、これ
ら原料粉末を、それぞれ第１表に示される配合組成に配
合し、これら配合粉末をボールミル中で約２時間湿式混
合した後、乾燥し、ついでこの混合粉末を外蓬：１２柳
？の欧鋼製容器内に、直径：１２柳少×厚さ：１．５欄
の寸法をもった超硬合金プレートと一諸に詰め込み装入
し、真空中で脱気し、密封した後、この密封容器を公知
の超高圧高温発生装置に装入し、圧力：５歌ｂ、温度：
１３０００Ｃ、保持時間：１０分の条件で碗結し、最終
的に冷却して圧力を徐々に下げることからなる基本的工
程によって、実質的に配合組成と同一の最終成分組成を
もった本発明超高圧燐結材料１〜１２をそれぞれ製造し
た。
表に示される被覆ＣＢＮ粉末および被覆ＷＢＮ粉末を調
製し、これらの粉末、平均粒径：２ｒｍを有するＴＩＮ
粉末、同２仏机を有するＴＩＣ粉末、同２ｒ仇を有する
ＴＩＣＮ粉末、同２“凧のＴｉＢ２粉末、いずれも同２
仏のを有するＮｉ粉末、山粉末、Ｃｏ粉末、Ｓｉ粉末、
およびＣｒ粉末をそれぞれ原料粉末として用意し、これ
ら原料粉末を、それぞれ第１表に示される配合組成に配
合し、これら配合粉末をボールミル中で約２時間湿式混
合した後、乾燥し、ついでこの混合粉末を外蓬：１２柳
？の欧鋼製容器内に、直径：１２柳少×厚さ：１．５欄
の寸法をもった超硬合金プレートと一諸に詰め込み装入
し、真空中で脱気し、密封した後、この密封容器を公知
の超高圧高温発生装置に装入し、圧力：５歌ｂ、温度：
１３０００Ｃ、保持時間：１０分の条件で碗結し、最終
的に冷却して圧力を徐々に下げることからなる基本的工
程によって、実質的に配合組成と同一の最終成分組成を
もった本発明超高圧燐結材料１〜１２をそれぞれ製造し
た。
つぎに、この結果得られた本発明超高圧嬢結材料１〜１
２について、被削材：ダイス鋼（ＳＫＤ−１１、硬さ：
ＨＲＣ５９）、切削速度：１２０の／ｍｊｎ、送り：０
．１側′ｒｅｖへ切込み：０．５脚、切削油：なしの条
件で切削試験を行ない、刃先の逃げ面摩耗が０．２欄に
至るまでの切削時間を測定すると共に、さらに被削材：
長手方向にそつて中４仇肋×深さ４０側の］溝を相互対
称位置に２本有する外径１３０側◇のダイス鋼丸棒（Ｓ
ＫＤ−６１、硬さ：ＨＲＣ５３）、切削速度：１１０の
／ｍｉｎ、切込み：０．５肌、送り：０．０５、０．１
、０．１５、０．２、０．３、および０．４肋／ｒｅｖ
．、各送り毎の切削時間：３分、切削油：なしの条件で
の断続切削試験を行ない、刃先に欠け発生が見られた時
点の送り量をチェックした。この切削試験結果を第１表
に合せて示した。船 船 なお、第１表には、いずれも分散相がＣＢＮで構成され
ているが、結合相の異なる市販の超高圧暁結材料、すな
わち結合相がＡＩ−Ｃｏからなる金属で構成された材料
（以下従来超高圧暁結材料１という）、および結合相が
ＴＩＣＮのセラミック系化合物からなる材料（以下従来
超高圧凝結材料２という）の同一条件での切削試験結果
も示した。
２について、被削材：ダイス鋼（ＳＫＤ−１１、硬さ：
ＨＲＣ５９）、切削速度：１２０の／ｍｊｎ、送り：０
．１側′ｒｅｖへ切込み：０．５脚、切削油：なしの条
件で切削試験を行ない、刃先の逃げ面摩耗が０．２欄に
至るまでの切削時間を測定すると共に、さらに被削材：
長手方向にそつて中４仇肋×深さ４０側の］溝を相互対
称位置に２本有する外径１３０側◇のダイス鋼丸棒（Ｓ
ＫＤ−６１、硬さ：ＨＲＣ５３）、切削速度：１１０の
／ｍｉｎ、切込み：０．５肌、送り：０．０５、０．１
、０．１５、０．２、０．３、および０．４肋／ｒｅｖ
．、各送り毎の切削時間：３分、切削油：なしの条件で
の断続切削試験を行ない、刃先に欠け発生が見られた時
点の送り量をチェックした。この切削試験結果を第１表
に合せて示した。船 船 なお、第１表には、いずれも分散相がＣＢＮで構成され
ているが、結合相の異なる市販の超高圧暁結材料、すな
わち結合相がＡＩ−Ｃｏからなる金属で構成された材料
（以下従来超高圧暁結材料１という）、および結合相が
ＴＩＣＮのセラミック系化合物からなる材料（以下従来
超高圧凝結材料２という）の同一条件での切削試験結果
も示した。
第１表に示されるように、本発明超高圧競綾材料１〜１
２は、いずれもすぐれた耐摩耗性および轍性を兼ね備え
ているので、いずれの切削試験におし、てもすぐれた切
削性能を示すのに対して、耐摩耗性および鞭性のいずれ
かの特性が劣る従来超高圧暁結材料１、２においては、
両試験とも満足する結果を示さないことが明らかである
。上述のように、この発明の超高圧塚結材料は、すぐれ
た耐摩耗性と級性を有し、かつ高硬度をもつほか、耐熱
性および高温強度にもすぐれているので、これらの特性
が要求される切削工具は勿論のこと、軸受や線引ダイス
などの耐摩耗工具として使用してもすぐれた性能を発揮
するのである。
２は、いずれもすぐれた耐摩耗性および轍性を兼ね備え
ているので、いずれの切削試験におし、てもすぐれた切
削性能を示すのに対して、耐摩耗性および鞭性のいずれ
かの特性が劣る従来超高圧暁結材料１、２においては、
両試験とも満足する結果を示さないことが明らかである
。上述のように、この発明の超高圧塚結材料は、すぐれ
た耐摩耗性と級性を有し、かつ高硬度をもつほか、耐熱
性および高温強度にもすぐれているので、これらの特性
が要求される切削工具は勿論のこと、軸受や線引ダイス
などの耐摩耗工具として使用してもすぐれた性能を発揮
するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結合強化金属としてのＴｉ：４〜２５重量％、Ｔｉ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、および硼化物のうちの１
種または２種以上：５〜４０重量％を含有し、残りが立
方晶窒化硼素と不可避不純物からなる組成を有し、かつ
立方晶窒化硼素が体積割合で４０〜９０％を占めると共
に、上記結合強化金属が立方晶窒化硼素を０．１〜１μ
ｍの平均層厚で包囲した組織を有することを特徴とする
切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材
料。 ２ 結合強化金属としてのＴｉ：４〜２５重量％、Ｔｉ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、および硼化物のうちの１
種または２種以上：５〜４０重量％を含有し、さらにＮ
ｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｓｉ、およびＣｒのうちの１種または
２種以上：０．５〜１０重量％を含有し、残りが立方晶
窒化硼素と不可避不純物からなる組成を有し、かつ立方
晶窒化硼素が体積割合で４０〜９０％を占めると共に、
上記結合強化金属が立方晶窒化硼素を０．１〜１μｍの
平均層厚で包囲した組織を有することを特徴とする切削
および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料。 ３ 結合強化金属としてのＴｉ：４〜２５重量％、Ｔｉ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、および硼化物のうちの１
種または２種以上：５〜４０重量％を含有し、残りが立
方晶窒化硼素およびウルツ鉱型窒化硼素と不可避不純物
からなる組成を有し、かつ立方晶窒化硼素とウルツ鉱型
窒化硼素が体積割合で４０〜９０％を占めると共に、
０．０５＜（ウルツ鉱型窒化硼素（容量％））／（立方
晶窒化硼素（容量％））＜１を満足し、さらに上記結合
強化金属が立方晶窒化硼素およびウルツ鉱型窒化硼素を
０．１〜１μｍの平均層厚で包囲した組織を有すること
を特徴とする切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素超
高圧焼結材料。 ４ 結合強化金属としてのＴｉ：４〜２５重量％、Ｔｉ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、および硼化物のうちの１
種または２種以上：５〜４０重量％を含有し、さらにＮ
ｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｓｉ、およびＣｒのうちの１種または
２種以上：０．５〜１０重量％を含有し、残りが立方晶
窒化硼素およびウルツ鉱型窒化硼素と不可避不純物から
なる組成を有し、かつ立方晶窒化硼素とウルツ鉱型窒化
硼素が体積割合で４０〜９０％を占めると共に、０．０
５＜（ウルツ鉱型窒化硼素（容量％））／（立方晶窒化
硼素（容量％））＜１を満足し、さらに上記結合強化金
属が立方晶窒化硼素およびウルツ鉱型窒化硼素を０．１
〜１μｍの平均層厚で包囲した組織を有することを特徴
とする切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧
焼結材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159193A JPS6020457B2 (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159193A JPS6020457B2 (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5861255A JPS5861255A (ja) | 1983-04-12 |
| JPS6020457B2 true JPS6020457B2 (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=15688344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56159193A Expired JPS6020457B2 (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020457B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
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-
1981
- 1981-10-06 JP JP56159193A patent/JPS6020457B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5861255A (ja) | 1983-04-12 |
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