JPS6020458B2 - 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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- JPS6020458B2 JPS6020458B2 JP56159623A JP15962381A JPS6020458B2 JP S6020458 B2 JPS6020458 B2 JP S6020458B2 JP 56159623 A JP56159623 A JP 56159623A JP 15962381 A JP15962381 A JP 15962381A JP S6020458 B2 JPS6020458 B2 JP S6020458B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特にすぐれた鞠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器あるいはＣｏ
基スーパーアロィなどの被削材の切工具として、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
に適した窒化棚素基超高圧暁緒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器あるいはＣｏ
基スーパーアロィなどの被削材の切工具として、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
に適した窒化棚素基超高圧暁緒材料に関するものである
。
近年、炭化タングステン基暁結材料に比して、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暁結
材料（以下ＣＢＮ基暁縞材料という）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基焼綾材料は、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暁結
材料（以下ＣＢＮ基暁縞材料という）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基焼綾材料は、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
う苛酷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
面靭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
下ではチッピングや欠損を起し易いものである。また、
上記の２種類の従来のＣＢＮ緒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基鍵結材料も提案されたが、こ
のＣＢＮ基競綾材料においても十分満足する靭性を示さ
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
う苛酷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
面靭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
下ではチッピングや欠損を起し易いものである。また、
上記の２種類の従来のＣＢＮ緒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基鍵結材料も提案されたが、こ
のＣＢＮ基競綾材料においても十分満足する靭性を示さ
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基嫌縞材料におおける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、超高圧暁縞時にＣＢＮ粒子の表面にお
ける微４・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４・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
轍性と耐摩耗性とを兼ね備えたＣＢＮ基碗結材料を得べ
〈研究を行なった結果、ＣＢＮ基暁結材料を、結合強化
金属としてのＡＩおびＳｉのうちの１種または２種：２
〜２５重量％、酸化アルミニウム：２〜３の重量％、室
化珪素：２〜３の重量％を含有し、残りがＣＢＮ（立方
晶窒化棚素）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０．１〜１一肌の平均層厚で包
囲した組織を有するものとすると、分散相を構成したＣ
ＢＮ粒子を包囲した結合強化金属としてのＡＩとＳｉ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Ｃ
ＢＮ粒子表面に無電解〆ッキ法、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、ＮおよびＳｉの包囲
層との境界部に未結合部（ボィド）は全く存在せず、一
方結合相形成成分としての酸化アルミニウム（以下Ｎ２
０３で示す）および窒化珪素（以下Ｓｉ３Ｎ４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Ｎおよび／またはＳｉを
介して強固に結合しており、この結果材料は級性の著し
く高いものとなり、さた、すぐれた耐摩耗性と高硬度が
ＣＢＮ粒子と、ＡＩ２０３によって確保されるばかりで
なく、Ｓｉ３Ｎ４の含有によって高温特性と耐熱衝撃性
も向上するようになり、さらにこのＣＢＮ基嬢縞材料に
、Ｎｉ、ＡＩ、Ｃｏ、Ｓｉ、およびＣｒのうちの１蟹ま
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基競給材料におけるＣＢＮの一
部を、ＣＢＮより多くならない範囲、すなわち、〇．〇
５＜ウルッ鉱型華化棚囚素Ｃ容量％）＜ＩＣＢＮ（容量
％）を満足する範囲でワルツ鍵型窒化棚素（以下ＷＢＮ
で示す）で置換すると、材料の轍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。
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、超高圧暁縞時にＣＢＮ粒子の表面にお
ける微４・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４・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
轍性と耐摩耗性とを兼ね備えたＣＢＮ基碗結材料を得べ
〈研究を行なった結果、ＣＢＮ基暁結材料を、結合強化
金属としてのＡＩおびＳｉのうちの１種または２種：２
〜２５重量％、酸化アルミニウム：２〜３の重量％、室
化珪素：２〜３の重量％を含有し、残りがＣＢＮ（立方
晶窒化棚素）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０．１〜１一肌の平均層厚で包
囲した組織を有するものとすると、分散相を構成したＣ
ＢＮ粒子を包囲した結合強化金属としてのＡＩとＳｉ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Ｃ
ＢＮ粒子表面に無電解〆ッキ法、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、ＮおよびＳｉの包囲
層との境界部に未結合部（ボィド）は全く存在せず、一
方結合相形成成分としての酸化アルミニウム（以下Ｎ２
０３で示す）および窒化珪素（以下Ｓｉ３Ｎ４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Ｎおよび／またはＳｉを
介して強固に結合しており、この結果材料は級性の著し
く高いものとなり、さた、すぐれた耐摩耗性と高硬度が
ＣＢＮ粒子と、ＡＩ２０３によって確保されるばかりで
なく、Ｓｉ３Ｎ４の含有によって高温特性と耐熱衝撃性
も向上するようになり、さらにこのＣＢＮ基嬢縞材料に
、Ｎｉ、ＡＩ、Ｃｏ、Ｓｉ、およびＣｒのうちの１蟹ま
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基競給材料におけるＣＢＮの一
部を、ＣＢＮより多くならない範囲、すなわち、〇．〇
５＜ウルッ鉱型華化棚囚素Ｃ容量％）＜ＩＣＢＮ（容量
％）を満足する範囲でワルツ鍵型窒化棚素（以下ＷＢＮ
で示す）で置換すると、材料の轍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
‘ａ｝ ＮおよびＳｉ
ＡＩおよびＳｊ成分には、上記の通りＣＢＮ粒子および
ＷＢＮ粒子、並びに結合相形成成分としての針２０３お
よびＳｉ３Ｎ４と強固に結合して材料の靭性を著しく改
善する作用があるが、その含有量が２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２５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２〜２５重量％と定め
た。
ＷＢＮ粒子、並びに結合相形成成分としての針２０３お
よびＳｉ３Ｎ４と強固に結合して材料の靭性を著しく改
善する作用があるが、その含有量が２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２５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２〜２５重量％と定め
た。
‘ｂ｝ 山２０３
Ｎ２０３には、材料の耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が２重量％未満では所望のすぐれた耐摩
耗性を得ることができず、一方３唯重量％を越えて含有
させると耐熱特性が低下するようになることから、その
含有量を２〜３の重量％と定めた。
が、その含有量が２重量％未満では所望のすぐれた耐摩
耗性を得ることができず、一方３唯重量％を越えて含有
させると耐熱特性が低下するようになることから、その
含有量を２〜３の重量％と定めた。
Ｗ Ｓｉ３Ｎ４
Ｓｉ３Ｎ４には、高温特性および耐熱衝撃性を向上させ
る作用があるが、その含有量が２重量％禾満では、前記
作用に所望の効果が得られず、一方３の重量％を超えて
含有させると、耐摩耗性が劣化するようになることから
、その含有量を２〜３値重量％と定めた。
る作用があるが、その含有量が２重量％禾満では、前記
作用に所望の効果が得られず、一方３の重量％を超えて
含有させると、耐摩耗性が劣化するようになることから
、その含有量を２〜３値重量％と定めた。
‘ｄ’Ｎｉ、Ｎ、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
〜１の重量％と定めた。
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
〜１の重量％と定めた。
Ｂ ＣＢＮの体積割合
ＣＢＮの結合相に対する割合が４咳容量％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
て鞠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畔容量％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
て鞠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畔容量％と定めた。
Ｃ ＷＢＮの置換割合
ＷＢＭこは、材料の級性を一段と向上させる作用があの
で、特に高靭性が要求される場合に必要に応じてＣＢＮ
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０．０５
未満では所望の鰯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ＷＢＮ
で置換する場合には、ｏ‐ｏ５＜漢詩＜・の条件を満足
させなければならない。
で、特に高靭性が要求される場合に必要に応じてＣＢＮ
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０．０５
未満では所望の鰯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ＷＢＮ
で置換する場合には、ｏ‐ｏ５＜漢詩＜・の条件を満足
させなければならない。
○ 結合強化金属としてのＮおよびＳｉの平均層厚その
平均層厚が０．１〆の未満では、ＣＢＮ粒子およびＷＢ
Ｎ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仏肌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
０．１〜１仏のと定めた。
平均層厚が０．１〆の未満では、ＣＢＮ粒子およびＷＢ
Ｎ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仏肌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
０．１〜１仏のと定めた。
なお、この発明の超高圧鯖給材料は、まず、ＣＢＮ粉末
、さらに必要に応じてＷＢＮ粉末の表面に、無電解〆ツ
キ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、およびＰＣＶＤ法などの方
法を用いて、結合強化金属としてのＡＩおよび／または
Ｓｉを０．１〜ｌｒｍの平均層厚で被覆し、さらに必要
に応じてその上に結合相形形成分としての山２０３およ
び／またはＳｉ３Ｎ４を後層被覆し、このように調製し
た結合強化金属被覆のＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、並
びに結合強化金属と、結合相形成成分とを複層被覆した
ＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、さらにＡＩ２Ｑ粉末、Ｓ
ｉ３Ｎ４粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｏ粉末、ＡＩ粉末、Ｓｉ粉
末、Ｃｒ粉末、およびこれらの金属の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、粉末状態あるいは庄粉末の形
で必要に応じて超合金プレートなどと一諸に金属容器に
任れ、真空脱ガスして密封し、ついでこの密封容器を、
例えば侍公昭３６一２３４６３号公報に記数れるような
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：４０〜７岬■、温度：１２００〜１６００ｑ０の
範囲内の圧力と温度に数分〜数１０分保持した後、冷却
し、最後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、無電解〆ツ
キ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、およびＰＣＶＤ法などの方
法を用いて、結合強化金属としてのＡＩおよび／または
Ｓｉを０．１〜ｌｒｍの平均層厚で被覆し、さらに必要
に応じてその上に結合相形形成分としての山２０３およ
び／またはＳｉ３Ｎ４を後層被覆し、このように調製し
た結合強化金属被覆のＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、並
びに結合強化金属と、結合相形成成分とを複層被覆した
ＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末、さらにＡＩ２Ｑ粉末、Ｓ
ｉ３Ｎ４粉末、Ｎｉ粉末、Ｃｏ粉末、ＡＩ粉末、Ｓｉ粉
末、Ｃｒ粉末、およびこれらの金属の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、粉末状態あるいは庄粉末の形
で必要に応じて超合金プレートなどと一諸に金属容器に
任れ、真空脱ガスして密封し、ついでこの密封容器を、
例えば侍公昭３６一２３４６３号公報に記数れるような
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：４０〜７岬■、温度：１２００〜１６００ｑ０の
範囲内の圧力と温度に数分〜数１０分保持した後、冷却
し、最後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絹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、これらの被覆粉体、平均粒蓬：２ｒのを有するＡ
Ｉ２０３粉末、同２ｒのを有するＳｉ３Ｎ４粉末、いず
れも同２Ａ机を有するＮｉ粉末、ＡＩ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：１２．５肋ぐ×厚さ：１．５側の寸法をもった超硬
合金プレートと一諸に詰め込み菱入し、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
置に袋入し、圧力：５郎ｂ、温度：１３０ぴ○、保持時
間：１び分の条件で競結し、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暁
結材料１〜１９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、これらの被覆粉体、平均粒蓬：２ｒのを有するＡ
Ｉ２０３粉末、同２ｒのを有するＳｉ３Ｎ４粉末、いず
れも同２Ａ机を有するＮｉ粉末、ＡＩ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：１２．５肋ぐ×厚さ：１．５側の寸法をもった超硬
合金プレートと一諸に詰め込み菱入し、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
置に袋入し、圧力：５郎ｂ、温度：１３０ぴ○、保持時
間：１び分の条件で競結し、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暁
結材料１〜１９をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果かち得られた本発明超高圧暁綾材料１
〜１９について、被削材：ダイス鋼（ＳＫＤ−１１、硬
さ：ＨＲＣ６０）、切削速度：１００の／ｍｉｎ、送り
：０．１肌／ｒｅｖ．、切込み：０．５脚、切削油：な
しの条件で切削試験を行ない。
〜１９について、被削材：ダイス鋼（ＳＫＤ−１１、硬
さ：ＨＲＣ６０）、切削速度：１００の／ｍｉｎ、送り
：０．１肌／ｒｅｖ．、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肌に至るまでの切削時間を測
定すると共に、さらに被削材：長手方向にそって中４仇
枕×深さ４仇岬のＵ溝を相互対称位置に２本有する外径
１３仇舷？のダイス鋼丸棒（ＳＫＤ−６１、硬さ：ＨＲ
Ｃ５２）、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ、切込み：０．
５脚、送り：０．０５、０．１、０．１５０．２、０．
３ および０・４肌′ｒｅｖ．、各送り毎の切削時間：
２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ビッカース硬さと共に第１表に合
せて示した。Ｓ 船 船 Ｓ 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、結合相の異る市販の超高圧凝結材料、すなわ
ち結合相がＡＩ−Ｃｏからなる金属で構成された材料（
以下従来超高圧焼結材料１という）、および結合相がＴ
ＩＣＮのセラミック系化合物からなる材料（以下従釆超
高圧暁結材料２という）の同一条件での切削試験結果も
示した。
定すると共に、さらに被削材：長手方向にそって中４仇
枕×深さ４仇岬のＵ溝を相互対称位置に２本有する外径
１３仇舷？のダイス鋼丸棒（ＳＫＤ−６１、硬さ：ＨＲ
Ｃ５２）、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ、切込み：０．
５脚、送り：０．０５、０．１、０．１５０．２、０．
３ および０・４肌′ｒｅｖ．、各送り毎の切削時間：
２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ビッカース硬さと共に第１表に合
せて示した。Ｓ 船 船 Ｓ 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、結合相の異る市販の超高圧凝結材料、すなわ
ち結合相がＡＩ−Ｃｏからなる金属で構成された材料（
以下従来超高圧焼結材料１という）、および結合相がＴ
ＩＣＮのセラミック系化合物からなる材料（以下従釆超
高圧暁結材料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、本発明超高圧暁給材料１〜１
９は、いずれもすぐれた耐摩耗性および靭性を兼ね備え
ているので、いずれの切削試験においてもすぐれた切削
性能を示すのに対して、耐摩耗性および磁性のいずれか
の特性が劣る従来超高圧糠結材料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、この発明の超高圧焼結材料は、すぐれた
耐摩耗性と鋤性を有し、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
の耐摩耗性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。
９は、いずれもすぐれた耐摩耗性および靭性を兼ね備え
ているので、いずれの切削試験においてもすぐれた切削
性能を示すのに対して、耐摩耗性および磁性のいずれか
の特性が劣る従来超高圧糠結材料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、この発明の超高圧焼結材料は、すぐれた
耐摩耗性と鋤性を有し、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
の耐摩耗性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ＡｌおよびＳｉのうちの１種
または２種：２〜２５重量％、酸化アルミニウム：２〜
３０重量％、窒化硅素：２〜３０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
することを特徴とする切削および耐摩耗工具用高靭性窒
化硅素基超高圧焼結材料。 ２ 結合強化金属としてのＡｌおよびＳｉのうちの１種
または２種：２〜２５重量％、酸化アルミニウム：２〜
３０重量％、窒化硅素：２〜３０重量％を含有し、さら
にＮｉ、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室化硅素を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。 ３ 結合強化金属としてＡｌおよびＳｉのうちの１種ま
たは２種：２〜２５重量％、酸化アルミニウム：２〜３
０重量％、窒化硅素：２〜３０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＜ウルツ鉱型室化硼素（容量％）／立方晶室化
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。 ４ 結合強化金属としてのＡｌおよびＳｉのうちの１種
または２種：２〜２５重量％、酸化アルミニウム：２〜
３０重量％、窒化硅素：２〜３０重量％を含有し、さら
にＮｉ、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
．０５＜ウルツ鉱型室化硼素（容量％）＜立方晶室化硼
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０．１〜１
μｍ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 |
|---|---|---|---|
| JP56159623A JPS6020458B2 (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP56159623A JPS6020458B2 (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 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 |
|---|---|
| JPS5861256A JPS5861256A (ja) | 1983-04-12 |
| JPS6020458B2 true JPS6020458B2 (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=15697759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56159623A Expired JPS6020458B2 (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 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) | JPS6020458B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10877390B2 (en) | 2018-08-02 | 2020-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
| US10942465B2 (en) | 2018-10-19 | 2021-03-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0753607B2 (ja) * | 1986-06-21 | 1995-06-07 | 黒崎窯業株式会社 | 窒化硼素含有耐火物の製造方法 |
| EP4491601A4 (en) * | 2022-03-08 | 2025-05-07 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Cubic boron nitride sintered body |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57270B2 (ja) * | 1974-07-01 | 1982-01-06 | ||
| JPS5377811A (en) * | 1976-12-21 | 1978-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered material for tools of high hardness and its preparation |
| JPS546759A (en) * | 1977-06-17 | 1979-01-19 | Fujitsu Ltd | Semiconductor logic circuit |
| JPS5823459B2 (ja) * | 1978-12-28 | 1983-05-16 | 日本油脂株式会社 | 切削工具用高密度相窒化硼素含有焼結体 |
| JPS55119150A (en) * | 1979-03-03 | 1980-09-12 | Tatsuro Kuratomi | Cubic system boron nitride solid solution and preparation thereof |
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| JPS55164475A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-22 | Mitsubishi Metal Corp | Coated cubic boron nitride powder for grindstone and powder metallurgy |
| JPS5626771A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-14 | Sumitomo Electric Industries | Sintered body for cast iron cutting tool and its manufacture |
| JPS5856018B2 (ja) * | 1979-11-30 | 1983-12-13 | 日本油脂株式会社 | 切削工具用高密度相窒化硼素複合焼結体およびその製造方法 |
-
1981
- 1981-10-07 JP JP56159623A patent/JPS6020458B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10877390B2 (en) | 2018-08-02 | 2020-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
| US10942465B2 (en) | 2018-10-19 | 2021-03-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5861256A (ja) | 1983-04-12 |
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