JPS605666B2 - 切削工具用超高圧焼結材料 - Google Patents
切削工具用超高圧焼結材料Info
- Publication number
- JPS605666B2 JPS605666B2 JP57045932A JP4593282A JPS605666B2 JP S605666 B2 JPS605666 B2 JP S605666B2 JP 57045932 A JP57045932 A JP 57045932A JP 4593282 A JP4593282 A JP 4593282A JP S605666 B2 JPS605666 B2 JP S605666B2
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- JP
- Japan
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- ultra
- cutting
- high pressure
- weight
- pressure sintered
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、すぐれた耐摩耗性と靭性を具備し、さらに
耐溶着性および耐熱衝撃性にもすぐれ、特にＮｉ基また
はＣｏ基スーパーアロィや高硬度鋼などの切削加工に切
削工具として用いるのに適した超高圧競結材料に関する
ものである。
耐溶着性および耐熱衝撃性にもすぐれ、特にＮｉ基また
はＣｏ基スーパーアロィや高硬度鋼などの切削加工に切
削工具として用いるのに適した超高圧競結材料に関する
ものである。
近年、上記のＮｉ基またはＣｏ基スーパーアロィや高硬
度鋼などの鎚削材の切削加工に立方晶窒化棚素（以下Ｃ
ＢＮと略記する）基超高圧焼結材料を切削工具として用
いる傾向にある。このＣＢＮ基超高圧焼結材料は、すぐ
れた耐摩耗性を有するものであって、分散相を形成する
ＣＢＮ粒子の結合相によって２種類に大別されている。
度鋼などの鎚削材の切削加工に立方晶窒化棚素（以下Ｃ
ＢＮと略記する）基超高圧焼結材料を切削工具として用
いる傾向にある。このＣＢＮ基超高圧焼結材料は、すぐ
れた耐摩耗性を有するものであって、分散相を形成する
ＣＢＮ粒子の結合相によって２種類に大別されている。
すなわち、その１つが結合相を鉄族金属、あるいは鉄族
金属とＡＩなどを主成分とする金属で構成するものであ
り、他の１つが窒化チタン（以下ＴＩＮで示す）、炭化
チタン（以下ＴＩＣで示す）、窒化アルミニウム（以下
ＮＮで示す）、または酸化アルミニウムなどを主成分と
するセラミック系化合物で結合相を構成するものである
。しかし、前者においては、上記のように結合相が金属
であるために高靭性をもつ反面、高温で軟化しやすく、
したがってこれを多大な熱発生を伴う苛酷な切削条件で
使用した場合には耐摩耗性および耐溶着性不足をきたし
て十分なる切削性能の発揮は期待できず、熱発生の少な
い条件でしか使用することができないものである。一方
、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、耐摩耗性および耐溶着
性にすぐれたものになっているが、反面靭‘性不足とな
るのを避けることができず、したがって「例えばダイス
鋼などの高硬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。そこで、本発明者等は「上述のような観
点から、耐摩耗性および靭性にすぐれ、かつ耐溶着性お
よび耐熱衝撃性にもすぐれた暁結材料を得べく研究を行
なった結果、重量％で「Ｔｉの炭化物ト窒化物、および
炭窒化物、さらにＴｉとＷの複炭化物および複炭窒化物
（以下「 それぞれＴＩＣもＴＩＮ、ＴＩＣＮ、（Ｔｉ
、Ｗ）Ｃ〜 および（Ｔｉ「 Ｗ）ＣＮで現わし「かつ
これらを総称してＴ玉（Ｗ）の炭・窒化物という）のう
ちの１種または２種以上：２０〜７０％、棚化アルミニ
ウム（以下ＡＩ＆で示す）：１〜１０％「ＡＬＦｅ「Ｎ
ｉ〜およびＣｏ（以下、これらを総称して結合相形成成
分という）のうちの１種または２種以上：０．５〜１０
％を含有し、さらに必要に応じて窒化アルミニウム（以
下山Ｎで示す）：１〜２０％を含有し「残りがＣＢＮと
不可避不純物（ただしＣＢＮ：４０〜８０容量％含有）
からなる組成を有する超高圧焼結材料は、すぐれた耐摩
耗性と靭性を兼ね備え、かつ耐落着性および耐熱衝撃性
にもすぐれ、特にこれらの特性が要求される上記の雛削
材の切削加工に切削工具として用いた場合にすぐれた切
削性能を発揮するという知見を得たのである。
金属とＡＩなどを主成分とする金属で構成するものであ
り、他の１つが窒化チタン（以下ＴＩＮで示す）、炭化
チタン（以下ＴＩＣで示す）、窒化アルミニウム（以下
ＮＮで示す）、または酸化アルミニウムなどを主成分と
するセラミック系化合物で結合相を構成するものである
。しかし、前者においては、上記のように結合相が金属
であるために高靭性をもつ反面、高温で軟化しやすく、
したがってこれを多大な熱発生を伴う苛酷な切削条件で
使用した場合には耐摩耗性および耐溶着性不足をきたし
て十分なる切削性能の発揮は期待できず、熱発生の少な
い条件でしか使用することができないものである。一方
、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、耐摩耗性および耐溶着
性にすぐれたものになっているが、反面靭‘性不足とな
るのを避けることができず、したがって「例えばダイス
鋼などの高硬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。そこで、本発明者等は「上述のような観
点から、耐摩耗性および靭性にすぐれ、かつ耐溶着性お
よび耐熱衝撃性にもすぐれた暁結材料を得べく研究を行
なった結果、重量％で「Ｔｉの炭化物ト窒化物、および
炭窒化物、さらにＴｉとＷの複炭化物および複炭窒化物
（以下「 それぞれＴＩＣもＴＩＮ、ＴＩＣＮ、（Ｔｉ
、Ｗ）Ｃ〜 および（Ｔｉ「 Ｗ）ＣＮで現わし「かつ
これらを総称してＴ玉（Ｗ）の炭・窒化物という）のう
ちの１種または２種以上：２０〜７０％、棚化アルミニ
ウム（以下ＡＩ＆で示す）：１〜１０％「ＡＬＦｅ「Ｎ
ｉ〜およびＣｏ（以下、これらを総称して結合相形成成
分という）のうちの１種または２種以上：０．５〜１０
％を含有し、さらに必要に応じて窒化アルミニウム（以
下山Ｎで示す）：１〜２０％を含有し「残りがＣＢＮと
不可避不純物（ただしＣＢＮ：４０〜８０容量％含有）
からなる組成を有する超高圧焼結材料は、すぐれた耐摩
耗性と靭性を兼ね備え、かつ耐落着性および耐熱衝撃性
にもすぐれ、特にこれらの特性が要求される上記の雛削
材の切削加工に切削工具として用いた場合にすぐれた切
削性能を発揮す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、以下に成分組成を上記の適切こ限定した理由を説明
する。
て、以下に成分組成を上記の適切こ限定した理由を説明
する。
‘ａ｝ Ｔｉ（Ｗ）の炭・窒化物
これらの成分にはＬ材料の轍性および耐溶着性を向上さ
せる均等的作用があるが、その含有量が２０％未満では
前記作用に所望の効果が得られずＬ一方７０％を越えて
含有させると耐摩耗性が低下するようになることから、
その含有量を２０〜７０％と定めた。
せる均等的作用があるが、その含有量が２０％未満では
前記作用に所望の効果が得られずＬ一方７０％を越えて
含有させると耐摩耗性が低下するようになることから、
その含有量を２０〜７０％と定めた。
なお、３０〜５０％含有の場合に最良の性質が得られる
。‘ｂ｝ ＭＢ２ ＡＩ＆成分には材料の耐熱衝撃性を向上させる作用があ
るが、その含有量が１％未満では所望の耐熱衝撃性を確
保することができず、この結果例えばフライス切削に際
しては熱クラックが生じ易くなり、一方１０％を越えて
含有させると、材料が脆化するようになることから、そ
の含有量を１〜１０％と定めた。
。‘ｂ｝ ＭＢ２ ＡＩ＆成分には材料の耐熱衝撃性を向上させる作用があ
るが、その含有量が１％未満では所望の耐熱衝撃性を確
保することができず、この結果例えばフライス切削に際
しては熱クラックが生じ易くなり、一方１０％を越えて
含有させると、材料が脆化するようになることから、そ
の含有量を１〜１０％と定めた。
｛ｃ｝ 結合相形成成分
これらの成分には、硬質分散相を形成するＣＢＮ粒子、
Ｔｉ（Ｗ）の炭。
Ｔｉ（Ｗ）の炭。
窒化物粒子、およびＮＢ２粒子、さらに必要に応じて含
有する山Ｎ粒子の間に廻り込んで焼絹性を一段と改善し
、かつ鞠性を向上させる均等的作用があるが、その含有
量が０。５％未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方１０％を越えて含有させると「材料の硬さが低下
して耐摩耗性が劣化するようになるばかりでなく「耐顔
着陣も低下するようになることから」その含有量を０．
５〜１０％と定めた。
有する山Ｎ粒子の間に廻り込んで焼絹性を一段と改善し
、かつ鞠性を向上させる均等的作用があるが、その含有
量が０。５％未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方１０％を越えて含有させると「材料の硬さが低下
して耐摩耗性が劣化するようになるばかりでなく「耐顔
着陣も低下するようになることから」その含有量を０．
５〜１０％と定めた。
‘ｄ｝ 山Ｎ
山Ｎ成分には材料の耐熱衝撃性および耐溶着性を一段と
向上させる作用があるので〜 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トその含有量が１％
未満では前記作用に所望の向上効果が得られず〜一方２
０％を越えて含有させると〜焼絹性が劣化し「材料中に
ミクロボィドが発生し易くなることから「その含有量を
１〜２０％と定めた。
向上させる作用があるので〜 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トその含有量が１％
未満では前記作用に所望の向上効果が得られず〜一方２
０％を越えて含有させると〜焼絹性が劣化し「材料中に
ミクロボィドが発生し易くなることから「その含有量を
１〜２０％と定めた。
【ｅー ＣＢＮの容量％
ＣＢＮの全体に占める割合が４０容量％未満ではＣＢＮ
のもつ高硬度を材料に付与することができず、この結果
材料は耐摩耗性の不十分なものとなりＬ一方その割合が
８庇容量％を越えると、ＣＢＮ粒子同志の接触割合が多
くなりすぎて焼絹性が損なわれるようになり「 この結
果切削中にＣＢＮ粒子が脱落し易くなって耐摩耗性の劣
化をまねくようになることから「 その容量％を４０〜
８０％と定めた。
のもつ高硬度を材料に付与することができず、この結果
材料は耐摩耗性の不十分なものとなりＬ一方その割合が
８庇容量％を越えると、ＣＢＮ粒子同志の接触割合が多
くなりすぎて焼絹性が損なわれるようになり「 この結
果切削中にＣＢＮ粒子が脱落し易くなって耐摩耗性の劣
化をまねくようになることから「 その容量％を４０〜
８０％と定めた。
なおＬ この発明の暁結材料は、切削工具として用いる
場合、単独で、あるいは炭化タングステン基超硬合金ま
たはサーメットなどの高剛性材料と複合した状態で、ス
ローアウェィチップとして使用することができ「さらに
これらのチップを炭化タングステン基超硬合金や焼入れ
鋼などのホルダの先端部にろう付けにより取り付けた状
態で使用することもできるものである。
場合、単独で、あるいは炭化タングステン基超硬合金ま
たはサーメットなどの高剛性材料と複合した状態で、ス
ローアウェィチップとして使用することができ「さらに
これらのチップを炭化タングステン基超硬合金や焼入れ
鋼などのホルダの先端部にろう付けにより取り付けた状
態で使用することもできるものである。
つぎに、この発明の超高圧競結材料を実施例により比較
例と対比しながら説明する。
例と対比しながら説明する。
実施例
原料粉末として、平均粒蓬：６〃仇を有するＣＢＮ粉末
、同じくいずれもｌＡｗの平均粒径を有するＴＩＣ粉末
、ＴＩＮ粉末、ＴＩＣ船Ｎ船粉末、（Ｔｉｏ．６ＷＭ）
Ｃ粉末、および（Ｔｉ。
、同じくいずれもｌＡｗの平均粒径を有するＴＩＣ粉末
、ＴＩＮ粉末、ＴＩＣ船Ｎ船粉末、（Ｔｉｏ．６ＷＭ）
Ｃ粉末、および（Ｔｉ。
．５５Ｗｏ．４５）ＣＯ．７ＮＯ．３粉末、平均粒蓬：
１ム凧のＡＩ＆粉末、同２仏のの山Ｎ粉末、同じく２ム
肌のＡＩ粉末、Ｃｏ粉末、Ｆｅ粉末、およびＮｊ粉末を
それぞれ用意し、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、通常の条件にて、ボールミル
中で混合した後、２ゅｎノ地の圧力で直径三１３肋◇×
厚さ：１．５柵の寸法をもつた円板状圧粉体に成形し、
ついでこれらの圧粉体を、Ｃｏ：１６％、炭化タングス
テン：残りからなる配合組成を有し「かつ２０ｎ′流の
圧力で直径：１３柵０×厚さミ３側の寸法に成形した基
材としての円板状圧粉体とそれぞれ重ね合わせた状態で
公知の超高圧発生装置の容器内に挿入し、圧力：４弧ｂ
、温度：１３００ｑｏ、保持時間：５分の条件で超高圧
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
成をもった本発明超高圧競結材料１〜２０および比較超
高圧嘘結材料１〜１２をそれぞれ製造した。なお、比較
超高圧焼結材料１〜１２は、いずれも構成成分のうちの
いずれかの成分含有量（第１表に※印を付したもの）が
この発明の範囲から外れた組成をもつものである。
１ム凧のＡＩ＆粉末、同２仏のの山Ｎ粉末、同じく２ム
肌のＡＩ粉末、Ｃｏ粉末、Ｆｅ粉末、およびＮｊ粉末を
それぞれ用意し、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、通常の条件にて、ボールミル
中で混合した後、２ゅｎノ地の圧力で直径三１３肋◇×
厚さ：１．５柵の寸法をもつた円板状圧粉体に成形し、
ついでこれらの圧粉体を、Ｃｏ：１６％、炭化タングス
テン：残りからなる配合組成を有し「かつ２０ｎ′流の
圧力で直径：１３柵０×厚さミ３側の寸法に成形した基
材としての円板状圧粉体とそれぞれ重ね合わせた状態で
公知の超高圧発生装置の容器内に挿入し、圧力：４弧ｂ
、温度：１３００ｑｏ、保持時間：５分の条件で超高圧
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
成をもった本発明超高圧競結材料１〜２０および比較超
高圧嘘結材料１〜１２をそれぞれ製造した。なお、比較
超高圧焼結材料１〜１２は、いずれも構成成分のうちの
いずれかの成分含有量（第１表に※印を付したもの）が
この発明の範囲から外れた組成をもつものである。
ついで、この結果得られた本発明超局圧焼給材料１〜２
０および比較超高圧焼結材料１〜１２について、耐摩耗
性および耐落着性を評価する目的で、被削材：ＳＫＤ−
１１（硬さ：ＨＲＣ６２）、功込み：０．２柵、送り：
０．１柵／回、切削速度：６０肌／ｍｉｎ、切削油なし
の条件での切削試験（以下切削試験Ａという）、また級
性を評価する目的で、被削材三ＳＫＤ−１１の溝付き丸
棒（硬さ：ＨＲＣ４８）、切込みミ変化量、送り：０．
１伽／回、切削速度：６０凧／ｍｉｎの条件での断続切
削試験（以下切削試験Ｂという）、さらに耐熱衝撃性を
評価する目的で、被削材：ＳＫＤ−６１（硬さ：ＨＲＣ
４８）、切込み：１０肋、一刃当りの送り：変化量、切
削速度：１６０の′ｍｉｎの条件での切削試験（以下切
削試験Ｃという）をそれぞれ行ない、前記切削試験Ａで
は切刃の逃げ面摩耗が０．２肋に到るまでの切削時間を
測定し、また前記切削試験Ｂでは刃先に欠け発生が見ら
れた切込み量をチェックし、さりこ前記切削試験Ｃでは
刃先にサーマルクラックの発生が見られた送り量をチェ
ックした。
０および比較超高圧焼結材料１〜１２について、耐摩耗
性および耐落着性を評価する目的で、被削材：ＳＫＤ−
１１（硬さ：ＨＲＣ６２）、功込み：０．２柵、送り：
０．１柵／回、切削速度：６０肌／ｍｉｎ、切削油なし
の条件での切削試験（以下切削試験Ａという）、また級
性を評価する目的で、被削材三ＳＫＤ−１１の溝付き丸
棒（硬さ：ＨＲＣ４８）、切込みミ変化量、送り：０．
１伽／回、切削速度：６０凧／ｍｉｎの条件での断続切
削試験（以下切削試験Ｂという）、さらに耐熱衝撃性を
評価する目的で、被削材：ＳＫＤ−６１（硬さ：ＨＲＣ
４８）、切込み：１０肋、一刃当りの送り：変化量、切
削速度：１６０の′ｍｉｎの条件での切削試験（以下切
削試験Ｃという）をそれぞれ行ない、前記切削試験Ａで
は切刃の逃げ面摩耗が０．２肋に到るまでの切削時間を
測定し、また前記切削試験Ｂでは刃先に欠け発生が見ら
れた切込み量をチェックし、さりこ前記切削試験Ｃでは
刃先にサーマルクラックの発生が見られた送り量をチェ
ックした。
これらの試験結果を第１表に合せて示した。聡船
第１表に示される結果から、本発明超高圧競結材料１〜
２０は、いずれの切削試験でもすぐれた切削性能を示す
のに対して、構成成分のうちのいずれかの成分含有量が
この発明の範囲から外れた組成を有する比較超高圧暁緒
材料１〜１１においては、上記の切削試験Ａ〜Ｃのうち
、少なくともいずれかの切削試験で劣った切削性能を示
すことが明らかである。
２０は、いずれの切削試験でもすぐれた切削性能を示す
のに対して、構成成分のうちのいずれかの成分含有量が
この発明の範囲から外れた組成を有する比較超高圧暁緒
材料１〜１１においては、上記の切削試験Ａ〜Ｃのうち
、少なくともいずれかの切削試験で劣った切削性能を示
すことが明らかである。
上述のように、この発明の超高圧暁結材料は、すぐれた
耐摩耗性、靭性、耐落着性、および耐熱衝撃性を兼ね備
えているので、これらの特性が要求されるＮｉ基または
Ｃｏ基スーパーアロィや、ダイス鋼などの高硬度鋼など
の難削材の切削加工に切削工具として用いた場合にきわ
めてすぐれた切削性能を発揮するものである。
耐摩耗性、靭性、耐落着性、および耐熱衝撃性を兼ね備
えているので、これらの特性が要求されるＮｉ基または
Ｃｏ基スーパーアロィや、ダイス鋼などの高硬度鋼など
の難削材の切削加工に切削工具として用いた場合にきわ
めてすぐれた切削性能を発揮するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物、さらにＴ
ｉとＷの複炭化物および複炭窒化物のうちの１種または
２種以上：２０〜７０重量％、硼化アルミニウム：１〜
１０重量％、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ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（ただし
立方晶窒化硼素：４０〜８０容量％含有）を有すること
を特徴とする切削工具用超高圧焼結材料。 ２ Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物、さらにＴ
ｉとＷの複炭化物および複炭窒化物のうちの１種または
２種以上：２０〜７０重量％、硼化アルミニウム：１〜
１０重量％、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏのうちの１
種または２種以上：０．５〜１０重量％を含有し、さら
に窒化アルミニウム：１〜２０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（ただし立
方晶窒化硼素：４０〜８０容量％含有）を有することを
特徴とする切削工具用超高圧焼結材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045932A JPS605666B2 (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 切削工具用超高圧焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045932A JPS605666B2 (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 切削工具用超高圧焼結材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164750A JPS58164750A (ja) | 1983-09-29 |
| JPS605666B2 true JPS605666B2 (ja) | 1985-02-13 |
Family
ID=12733033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57045932A Expired JPS605666B2 (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 切削工具用超高圧焼結材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605666B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000047537A1 (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High strength sintered impact having excellent resistance to cratering |
| EP1498199B1 (en) | 2002-04-19 | 2010-08-18 | Mitsubishi Materials Corporation | Cubic boron nitride base ultra-high pressure sintered material cutting tip |
| JP6095162B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-03-15 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 立方晶窒化ホウ素焼結体 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5377811A (en) * | 1976-12-21 | 1978-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered material for tools of high hardness and its preparation |
| IL59519A (en) * | 1979-03-19 | 1982-01-31 | De Beers Ind Diamond | Abrasive compacts |
| JPS5855111B2 (ja) * | 1979-03-29 | 1983-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 工具用高硬度焼結体及びその製造方法 |
| JPS5719355A (en) * | 1980-07-04 | 1982-02-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | High-hardness sintered body for tool and its manufacture |
| JPS56156738A (en) * | 1981-03-16 | 1981-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered body for high hardness tool and its manufacture |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP57045932A patent/JPS605666B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58164750A (ja) | 1983-09-29 |
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