JPS61142003A - 複合切削体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超硬合金からなる基板上に立方晶形の窒化硼
素等からなる多結晶焼結体を超高圧高温下で形成するよ
うにした複合切削体に関し、特に高硬度被削材等に対す
る断続、高送り、フライス切削などに好適するようにし
たものである。

従来、この種の複合切削体は、例えば特公昭５２−４３
８４６号公報、特開昭５３−７７８１１号公報等にみら
れるように多結晶焼結体が結合材によって結合されてお
り、結合材の強度が直接切削性能に影響する。

このようなことから、この種の複合切削体では、結合材
の選択が重要な問題であり、改良された結合材の開発が
要望されている。

本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、超硬合金か
らなる基板上に形成された焼結体は、立方晶形窒化硼素
等が７０〜９５体積％（以下％という）で、残りの結合
材が金属系成分として、ＮｂおよびＭｏからなる第１群
、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅからなる第２群、ＡｎおよびＳ
ｉからなるｗＳ３群のそれぞれ１種または２種以上が含
まれることにより、高硬度の被削材等に対する断続、高
送り、フライス切削などに好適するようにしたものであ
る。

以下１本発明複合切削体における一実施例について、図
を参照して説明する。

第１図において、（１）は、本発明に係る複合切削体で
あり、立方晶形の窒化硼素等の多結晶焼結体（２）およ
び超硬合金の基板（３）からなる。

この多結晶焼結体（２）は、立方晶形および／またはウ
ルツ形の窒化硼素またはこの一部をダイヤモンドで置換
したものが結合材とともに超高圧高温下で、焼結される
が、この焼結時には、前記基板（３）上に固着される。

この場合、基板（３）は、焼結済のものが適用され、例
えばＷＣ−Ｃｏ系のものが適用される。

前記立方晶形および／またはウルツ形の窒化硼素は、第
１の発明では、多結晶焼結体（２）の全量に対し、７０
〜９５％で、残りが金属系成分の結合材となるものであ
る。また、窒化硼素の一部は、第２の発明では、ダイヤ
モンドで置換えられる。置換量は、種々の切削試験結果
から、窒化硼素に対して１５％以下が好適する。これは
、ダイヤモンドが１５％をこえると、熱的に弱くなり、
鋼、鋳鉄などの切削に不向きとなるからである。

結合材は、５〜３０％の範囲であるが、ＮｂおよびＭＯ
からなる第１群、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅからなる第２群
、ＡｎおよびＳｉからなる第３群によって構成され、そ
れぞれの群から１種または２種以上が選択される。この
場合第１群の成分は、結合材の全量に対して、５０％以
下になっていることが必要である。これは、第１群の成
分は、結合材の靭性および高温強度を高めるが、多すぎ
ると金属的特性のみが強くなり、逆に結合材の高温強度
が低下するからである。また、第２群および第３群の成
分は、合金化または、金属間化合物を形成しやすいので
、硬度は高まるが、その反面もろくなる。さらに、第２
群および第３群の成分は、ＣＢＮ、ＷＢＮの表面の濡れ
性を良くする。したがって、第２群および第３群の成分
に対しては、前述したように第１群の成分を添加して、
結合材の結合強度を高める。

そして、超高圧高温状態は１通常４方加圧方式、６方加
圧方式、ピストンシリンダ一方式およびベルト装置など
の超高圧発生装置により得られるものである。

第２図は、複合切削体（１）の変形例を示すものである
が、これは、第３図にみられるような出発素材から切り
出されるものである。すなわち、この出発素材（４）は
、適宜形状の中央四部（５）内に多結晶焼結体（２）を
位置させた板状体からなっており、これを適宜数の扇形
片に切断することにより、前記複合切削体（１）が得ら
れる。

そして、この複合切削体（１）は、超硬合金からなる支
持片（８）の切欠段部（７）内でろう付けされることに
より、第４図でみられるようなスローアウェイチップ（
８）が構成される。なお、前記切欠段部（７）は、段部
壁の加工容易性から、平面が好ましいため、複合切削体
（１）の弧状をなす後側面は、第２図にみられるように
研削により平面とされる。

また、ろう付は性については、ろう付は面に多結晶焼結
体（２）が露出しないように基板（３）の段部（９）内
で、底面および後側面が焼結によって固着されるでいる
ため、ろう切れ等の発生がなくろう付けが容易に行なえ
る。

（実施例１） 実施例１の多結晶焼結体（２）は、立方晶形化硼素（Ｃ
ＢＮ）および結合材からなるもので、配合組成、製造条
件、焼結体ヌープ硬度および性能試験結果が第１表に示
されている。

なお、多結晶焼結体（２）は、まず第３図にみられるよ
うな出発素材（４）として製造され、その形状は、外径
がｉｏａｍ、厚さが３１となるように設定され、また多
結晶焼結体が存在する中央凹部（５）の深さは、１ｍｍ
となるように設定された。

そして、この出発素材（４）から、第２図にみられるよ
うなスローアウェイチップ（８）を作製した。なお、比
較量についても同様に製作したが、その組成はＣＢＮ９
０％十結合材（Ｎｉ＋Ａ文）、１０％からなるものであ
る。

切削試験の結果は、いずれも本発明品が長期寿命を示し
、本発明の効果が認められた。なお、ＣＢＮの含有量に
ついては、７０％未満では、金属系成分が多くなりすぎ
不具合で、また９５％を越えると結合強度が弱く不具合
であることが確認された。また、第１表とは別に、断続
的な旋削、フライス切削をしてみたが、同様に利用でき
ることが確認された。

（実施例２） 実施例２の多結晶焼結体（２）は、ウルツ形窒化硼素（
ＷＢＮ）および結合材からなるもので、配合組成、性能
試験結果が第２表に示されている。

切削試験は、実施例１と同形状のスローアウェイチップ
（８）を製作して行なったもので、本発明品は、比較量
に対し、充分な性能を示した。なお、比較量は、ＣＢＮ
９０％十結合材（Ｎｉ＋Ａ１１）１０％からなるもので
ある。

また、ＷＢＮの含有量については、ＣＢＮの場合と同様
７０％未満では、金属系成分が多くなり不具合で、９５
％を越えると結合強度が弱く不具合であった。

さらに、第１群の成分については、添加によって第２群
および第３群に対して高温強度が高くなるが、多すぎる
と金属的特性が強く不具合で、ＣＢＮに対する実施例１
と同様に５０％以下が好ましかった。

（実施例３） 実施例３は、窒化硼素（Ｂ　Ｎ）に対して、その一部を
ダイヤモンドで置換したもので、その配合組成、性能試
験結果等は、第３表に示されている。

切削試験は、実施例１と同形状のスローアウェイチップ
（８）を製作して行なったものである。そして１本発明
品は、いずれも比較量に対し、すぐれた性能を示した。

なお、比較量は、ＣＢＮ９０％十結合材（Ｎｉ＋ＡＭ）
１０％からなるものである。

また、ダイヤモンドの置換桔は、他の切削試験からＢＮ
に対する１５％以下が好ましいことを確認した。また、
第１群の成分についても、結合材全量の５０％以下が好
ましいことが確認された。

以下　余白 本発明は、以上説明したように、立方晶形の窒化硼素等
を７０〜９５％とし、残りの金属系成分からなる結合材
を特定された二群系の成分としたものであるから、特に
、高硬度材、Ｗ　、　Ｃｒを多く含有する焼入れ鋼材等
の断続、高送りおよびフライス切削に好適するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明複合切削体の一実施例を示す斜視図、
第２図は、変形例を示す斜視図、第３図は、第２図で示
される複合体の出発素材を示す正面図、第４図は、スロ
ーアウェイチップに適用した斜視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超硬合金からなる基板上には、多結晶焼結体が固
   着され、しかもこの多結晶焼結体は、立方晶形および／
   またはウルツ形の窒化硼素が７０〜９５体積％（以下％
   という）で、残りを金属系成分からなる結合材とした複
   合切削体において、前記結合材は、ＮｂおよびＭｏから
   なる第１群、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅからなる第２群、Ａ
   ｌおよびＳｉからなる第３群によって構成され、それぞ
   れの群から選択された１種または２種以上を含み、しか
   も第１群の成分が、結合材の全量に対し、５０％以下に
   なっていることを特徴とする複合切削体。
2. （２）超硬合金からなる基板上には、多結晶焼結体が固
   着され、しかも、この多結晶焼結体は、立方晶形および
   ／またはウルツ形の窒化硼素およびダイヤモンドが７０
   〜９５体積％（以下％という）で、残りを金属系成分か
   らなる結合材とした複合切削体において、 前記ダイヤモンドは、窒化硼素に対して、１５％以下に
   なっており、 前記結合材は、ＮｂおよびＭｏからなる第１群、Ｎｉ、
   ＣｏおよびＦｅからなる第２群、Ａ９およびＳｉからな
   る第３群によって構成され、それぞれの群から選択され
   た１種または２種以上を含み、しかも第１群の成分が、
   結合材の全量に対し、５０％以下になっていることを特
   徴とする複合切削体。