JPS6248408A - すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具 - Google Patents
すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具Info
- Publication number
- JPS6248408A JPS6248408A JP18540385A JP18540385A JPS6248408A JP S6248408 A JPS6248408 A JP S6248408A JP 18540385 A JP18540385 A JP 18540385A JP 18540385 A JP18540385 A JP 18540385A JP S6248408 A JPS6248408 A JP S6248408A
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- Japan
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- cermet
- composite metal
- cutting
- metal carbonitride
- nitrogen
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、すぐれた耐摩耗性と靭性を有し、特に鋼の
切削に用いた場合に、すぐれた切削性能を長期に亘って
発揮するサーメット製切削工具に関するものである。
切削に用いた場合に、すぐれた切削性能を長期に亘って
発揮するサーメット製切削工具に関するものである。
従来、例えば鋼の切削に、分散相として、Ｔｉと、周期
律表の５ａおよび６ａ族金属のうちの１種または２種以
上との復合金属炭窒化物：４５〜８０重量％を含有し、
残りがＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種を主成分
とする結合相からなる組成を有するサーメットで構成さ
れた切削工具が広く用いられている。
律表の５ａおよび６ａ族金属のうちの１種または２種以
上との復合金属炭窒化物：４５〜８０重量％を含有し、
残りがＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種を主成分
とする結合相からなる組成を有するサーメットで構成さ
れた切削工具が広く用いられている。
しかし、上記の従来サーメット製切削工具は、すぐれた
靭性をもつので、鋼の断続切削ではすぐれた性能を発揮
するものの、硬さが十分でないために、鋼の連続切削で
は比較的低い耐摩耗性しか示さず、使用寿命の短かいも
のであった。
靭性をもつので、鋼の断続切削ではすぐれた性能を発揮
するものの、硬さが十分でないために、鋼の連続切削で
は比較的低い耐摩耗性しか示さず、使用寿命の短かいも
のであった。
そこで、本発明者等は、上述のような智点から、上記従
来サーメット製切削工具のもつすぐれた靭性を損なうこ
となく、これにすぐれた耐摩耗性を付与すべく研究を行
なった結果、 上記の分散相として、Ｔ１と、周期律表の５ａおよび６
ａ族金属（以下Ｍで示す）のうちの１種または２種以上
との復合金属炭窒化物＝４５〜８０重量％を含有し、残
りがＧｏおよびＮｉのうちの１種まだは２種を主成分と
する結合相からなる組成を有するサーメットで構成され
た切削工具において、 上記分散相を構成する復合金属炭窒化物の組成を特定、
すなわち、これを、 組成式： （”、、１Ｍｐ ） （ｃｘ、 Ｎｙ ）ｚ
、で表わした場合、原子比で、 α＋β＝１．２．５≦α〃 ≦３０、ｘ＋ｙ＝１．１．
５≦ｘ／ｙ ≦５．０．８≦ｚ≦１、を満足する組成
に特定した上で、このサーメットに、窒素雰囲気中、温
度： １２００〜１３００℃、圧カニ １０００〜２０
００気圧の条件でＨＩＰ処理を施すと、前記サーメット
の表面部には、復合金属炭窒化物の窒素含有量がサーメ
ット内部の復合金属炭窒化物の窒素含有量に比して相対
的に高く、かつサーメット内部に向うにしたがって連続
的に減少する窒素濃度勾配をもった窒素富化層が形成さ
れるようになり、この結果のサーメットにおいては、前
記窒素富化層がきわめて硬質であることから、すぐれた
耐摩耗性が確保され、またサーメット内部はすぐれた靭
性を保持した状態になっているので、これを鋼の連続切
削や断続切削に切削工具として用いた場合にすぐれた切
削°性能を長期に亘って発揮するという知見を得たので
ある。
来サーメット製切削工具のもつすぐれた靭性を損なうこ
となく、これにすぐれた耐摩耗性を付与すべく研究を行
なった結果、 上記の分散相として、Ｔ１と、周期律表の５ａおよび６
ａ族金属（以下Ｍで示す）のうちの１種または２種以上
との復合金属炭窒化物＝４５〜８０重量％を含有し、残
りがＧｏおよびＮｉのうちの１種まだは２種を主成分と
する結合相からなる組成を有するサーメットで構成され
た切削工具において、 上記分散相を構成する復合金属炭窒化物の組成を特定、
すなわち、これを、 組成式： （”、、１Ｍｐ ） （ｃｘ、 Ｎｙ ）ｚ
、で表わした場合、原子比で、 α＋β＝１．２．５≦α〃 ≦３０、ｘ＋ｙ＝１．１．
５≦ｘ／ｙ ≦５．０．８≦ｚ≦１、を満足する組成
に特定した上で、このサーメットに、窒素雰囲気中、温
度： １２００〜１３００℃、圧カニ １０００〜２０
００気圧の条件でＨＩＰ処理を施すと、前記サーメット
の表面部には、復合金属炭窒化物の窒素含有量がサーメ
ット内部の復合金属炭窒化物の窒素含有量に比して相対
的に高く、かつサーメット内部に向うにしたがって連続
的に減少する窒素濃度勾配をもった窒素富化層が形成さ
れるようになり、この結果のサーメットにおいては、前
記窒素富化層がきわめて硬質であることから、すぐれた
耐摩耗性が確保され、またサーメット内部はすぐれた靭
性を保持した状態になっているので、これを鋼の連続切
削や断続切削に切削工具として用いた場合にすぐれた切
削°性能を長期に亘って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、 分散相として、Ｔ１と、Ｍのうちの１種または２種以上
との復合金属炭窒化物：４５〜８０重量％を含有し、こ
の復合金属炭窒化物は、これを、組成式’ （”ａｔ
Ｍｐ ） （Ｃｘ、 Ｈｙ）２、で表わした場合、原子
比で、 α＋β＝１．２．５≦α／β≦３０、ｘ＋ｙ＝１．１．
５≦Ｘ／ｙ ≦５．０．８ ≦Ｚ ≦１、を満足し、
残シがＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種を主成分
とする結合相からなる組成を有するサーメットで構成さ
れ、 かつ、上記サーメットの表面部には、復合金属炭窒化物
の窒素含有量がサーメット内部の復合金属炭窒化物の窒
素含有量に比して相対的に高く、かつサーメット内部に
向うにしたがって連続的に減少する窒素濃度勾配をもっ
た窒素富化層を有する、耐摩耗性および靭性のすぐれた
サーメット製切削工具に特徴を有するものである。
て、 分散相として、Ｔ１と、Ｍのうちの１種または２種以上
との復合金属炭窒化物：４５〜８０重量％を含有し、こ
の復合金属炭窒化物は、これを、組成式’ （”ａｔ
Ｍｐ ） （Ｃｘ、 Ｈｙ）２、で表わした場合、原子
比で、 α＋β＝１．２．５≦α／β≦３０、ｘ＋ｙ＝１．１．
５≦Ｘ／ｙ ≦５．０．８ ≦Ｚ ≦１、を満足し、
残シがＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種を主成分
とする結合相からなる組成を有するサーメットで構成さ
れ、 かつ、上記サーメットの表面部には、復合金属炭窒化物
の窒素含有量がサーメット内部の復合金属炭窒化物の窒
素含有量に比して相対的に高く、かつサーメット内部に
向うにしたがって連続的に減少する窒素濃度勾配をもっ
た窒素富化層を有する、耐摩耗性および靭性のすぐれた
サーメット製切削工具に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のサーメット製切削工具において、成
分組成および復合金属炭窒化物の組成を上記の通りに限
定した理由を説明する。
分組成および復合金属炭窒化物の組成を上記の通りに限
定した理由を説明する。
Ａ６ 分散相の含有量
分散相の含有量が４５％未満では、相対的に結合相の含
有量が多くなりすぎて所望の耐摩耗性を確保することが
できなくなるばかりでなく、窒素富化層の形成が困難に
なり、一方分散相の含有量が８・０％を越えると、相対
的に結合相の含有量が少なくなりすぎて所望の靭性を確
保することができなくなることから、その含有量を４５
〜８５％と定めた。
有量が多くなりすぎて所望の耐摩耗性を確保することが
できなくなるばかりでなく、窒素富化層の形成が困難に
なり、一方分散相の含有量が８・０％を越えると、相対
的に結合相の含有量が少なくなりすぎて所望の靭性を確
保することができなくなることから、その含有量を４５
〜８５％と定めた。
Ｂ、復合金属炭窒化物の組成
（ａ） α／β
サーメットの分散相が、αθ値：２．５未満の復合金属
炭窒化物で構成されると、サーメット表面部に窒素富化
層を形成するのが困難になって、所定の層厚、望ましく
は約２１１１１０層厚の窒素富化層を形成することがで
きず、一方α冷値が３０を越えた組成の復合金属炭窒化
物で構成されると、Ｔ１に対するＭの相対量が少ないこ
とに原因して、焼結時のぬれ性が劣化し、靭性のすぐれ
たサーメットを得ることができなくなることから、α４
値を、原子比で２．５〜３０と定めた。
炭窒化物で構成されると、サーメット表面部に窒素富化
層を形成するのが困難になって、所定の層厚、望ましく
は約２１１１１０層厚の窒素富化層を形成することがで
きず、一方α冷値が３０を越えた組成の復合金属炭窒化
物で構成されると、Ｔ１に対するＭの相対量が少ないこ
とに原因して、焼結時のぬれ性が劣化し、靭性のすぐれ
たサーメットを得ることができなくなることから、α４
値を、原子比で２．５〜３０と定めた。
（ｂ）ｘ／ｙ
サーメットの分散相が、ｘ／ｙ値：１．５未満の復合金
属炭窒化物で構成されると、相対的に炭素含有量が不足
し、一方窒素含有量が多くなりすぎて、サーメット表面
部に窒素富化層を形成するのが困難になシ、一方、ｘ／
／ｙ値が５を越えた組成の復合金属炭窒化物でサーメッ
トが構成されると、サーメットに所望のすぐれた靭性を
確保することができないことから、ｘ／ｙ値を、原子比
で１．５二５と定めた。
属炭窒化物で構成されると、相対的に炭素含有量が不足
し、一方窒素含有量が多くなりすぎて、サーメット表面
部に窒素富化層を形成するのが困難になシ、一方、ｘ／
／ｙ値が５を越えた組成の復合金属炭窒化物でサーメッ
トが構成されると、サーメットに所望のすぐれた靭性を
確保することができないことから、ｘ／ｙ値を、原子比
で１．５二５と定めた。
（ｃ） Ｚ
Ｚ値が０．８未満の復合金属炭窒化物でサーメットを構
成すると、所望のすぐれた靭性をもったサーメットを得
ることができないので、復合金属炭窒化物におけるｚ値
を原子比で０．８以上にする必要がある。なおｚ値の上
限値：１は化学量論組成における最高値である。
成すると、所望のすぐれた靭性をもったサーメットを得
ることができないので、復合金属炭窒化物におけるｚ値
を原子比で０．８以上にする必要がある。なおｚ値の上
限値：１は化学量論組成における最高値である。
なお、この発明のサーメット製切削工具は、いずれも原
料粉末として用意した、Ｔｉ ＣＮ粉末（ただし０／Ｎ
：９／１〜７／３）と、周期律表１７）５ ａオよび６
ａ族金属の炭化物である￥Ｃ，ＮｂＣ，ＴａＣ１Ｃｒ３
Ｃ２、ＭＯ２Ｃ、およびｗｅのうちの１種または２種
以上の粉末と、Ｎｉ粉末およびＣｏ粉末のうちの１種ま
たは２種とを用い、これら原料粉末を所定の配合組成に
配合し、湿式で粉砕混合した後、圧粉体にプレス成形し
、との圧粉体を、減圧窒素雰囲気中、１３ ’Ｏ０〜１
５００℃の温度で焼結して、所定の成分組成をもったサ
ーメットとし、このサーメットに、１０００〜２０００
気圧の窒素雰囲気中、液相出現直前の温度である１２０
０〜１３００℃の温度でＨＩＰ処理を施して、その表面
部に、望ましくは層厚：約２１ＲＮの窒素富化層を形成
することによって製造されるものである。
料粉末として用意した、Ｔｉ ＣＮ粉末（ただし０／Ｎ
：９／１〜７／３）と、周期律表１７）５ ａオよび６
ａ族金属の炭化物である￥Ｃ，ＮｂＣ，ＴａＣ１Ｃｒ３
Ｃ２、ＭＯ２Ｃ、およびｗｅのうちの１種または２種
以上の粉末と、Ｎｉ粉末およびＣｏ粉末のうちの１種ま
たは２種とを用い、これら原料粉末を所定の配合組成に
配合し、湿式で粉砕混合した後、圧粉体にプレス成形し
、との圧粉体を、減圧窒素雰囲気中、１３ ’Ｏ０〜１
５００℃の温度で焼結して、所定の成分組成をもったサ
ーメットとし、このサーメットに、１０００〜２０００
気圧の窒素雰囲気中、液相出現直前の温度である１２０
０〜１３００℃の温度でＨＩＰ処理を施して、その表面
部に、望ましくは層厚：約２１ＲＮの窒素富化層を形成
することによって製造されるものである。
つぎに、この発明のサーメット製切削工具を実施例によ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
原料粉末として、平均粒径：１．２μｍを有するＴ１Ｃ
ｏ、Ｂ Ｎｏ、２粉末、同１．０μｍのＶＣ粉末、同１
．０ａｍのＮｉ）Ｃ粉末、同１．１ μｍのＴａＣ粉末
、同１．０／ｊｍのＣｒ５ Ｃ２粉末、同１．０μｍの
ＭＯ２Ｃ粉末、同０．８ ／ｊｆｉのＶＣ粉末、同２．
２． ／ｊ ｍのＮｉ粉末、および同１．２μｍのＣｏ
粉末を用意し、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、ボールミルにて７２時時間式
混合し、乾燥した後、１５吟／朋の圧力にてプレス成形
して圧粉体とし、これら圧粉体を、常温から１３３０℃
までの加熱過程および１３３０℃から常温までの冷却過
程を真空とし、１３３０℃から１４３０℃までの加熱過
程、１４３０℃に１時間保持、および１４３０℃から１
３３０℃までの冷却過程を３ ｔｏｒｒの減圧窒素雰囲
気とした条件で焼結して、それぞれ第２表に示される組
成をもったサーメットを製造し、ついで、これらサーメ
ットに、窒素雰囲気中、温度： １２００−１２５０℃
、圧カニ １５００〜２０００気圧、保持時間＝１時間
の条件でＨ工Ｐ処理を施し、その表面部に同じく第２表
に示される層厚の窒素富化層を形成することによって本
発明サーメット製切削工具１〜１日を製造した。
ｏ、Ｂ Ｎｏ、２粉末、同１．０μｍのＶＣ粉末、同１
．０ａｍのＮｉ）Ｃ粉末、同１．１ μｍのＴａＣ粉末
、同１．０／ｊｍのＣｒ５ Ｃ２粉末、同１．０μｍの
ＭＯ２Ｃ粉末、同０．８ ／ｊｆｉのＶＣ粉末、同２．
２． ／ｊ ｍのＮｉ粉末、および同１．２μｍのＣｏ
粉末を用意し、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、ボールミルにて７２時時間式
混合し、乾燥した後、１５吟／朋の圧力にてプレス成形
して圧粉体とし、これら圧粉体を、常温から１３３０℃
までの加熱過程および１３３０℃から常温までの冷却過
程を真空とし、１３３０℃から１４３０℃までの加熱過
程、１４３０℃に１時間保持、および１４３０℃から１
３３０℃までの冷却過程を３ ｔｏｒｒの減圧窒素雰囲
気とした条件で焼結して、それぞれ第２表に示される組
成をもったサーメットを製造し、ついで、これらサーメ
ットに、窒素雰囲気中、温度： １２００−１２５０℃
、圧カニ １５００〜２０００気圧、保持時間＝１時間
の条件でＨ工Ｐ処理を施し、その表面部に同じく第２表
に示される層厚の窒素富化層を形成することによって本
発明サーメット製切削工具１〜１日を製造した。
また、比較の目的で、ＨＩＰ処理による窒素富化層の形
成を行なわない以外は、それぞれ上記の本発明サーメッ
ト製切削工具１〜１８の製造条件と同一の条件で従来サ
ーメット製切削工具１〜１Ｂを製造した。
成を行なわない以外は、それぞれ上記の本発明サーメッ
ト製切削工具１〜１８の製造条件と同一の条件で従来サ
ーメット製切削工具１〜１Ｂを製造した。
ついＣ１この結果得られた本発明サーメット製切削工具
１〜１日および従来サーメット製切削工具１〜１日につ
いて、耐摩耗性を評価する目的で、表面および中心部の
ロックウェル硬さくＡスケール）、並びに靭性を評価す
る目的で抗折力を測定し、さらに、 被削材： ５Ｎｃｙ ４３９ （硬さ：ＨＢ２５０）の
丸棒、切削速度： ｌ ８０７７１／ｍｆｎ。
１〜１日および従来サーメット製切削工具１〜１日につ
いて、耐摩耗性を評価する目的で、表面および中心部の
ロックウェル硬さくＡスケール）、並びに靭性を評価す
る目的で抗折力を測定し、さらに、 被削材： ５Ｎｃｙ ４３９ （硬さ：ＨＢ２５０）の
丸棒、切削速度： ｌ ８０７７１／ｍｆｎ。
送り ：０．３龍／ ｒｅＶ Ｎ
切込み−１，５１ｎｍ １
切削時間：１５分、
の条件での鋼の連続切削試験、並びに、被削材： ＳＮ
ＣＭ ４３９（硬さ： ！（Ｂ２８０ ）の角材、切削
速度： １４０７７１ ／ｍｉｎ 。
ＣＭ ４３９（硬さ： ！（Ｂ２８０ ）の角材、切削
速度： １４０７７１ ／ｍｉｎ 。
送り： ０．３７１ＩＨ／ ｒｅｖ 。
切込み：２龍、
切削時間：３分、
の条件での鋼の断続切削試験を行ない、前者の連続切削
試験では切刃のすくい面摩耗深さと逃げ面摩耗幅を測定
し、また後者の断続切削試験では１０個の試験切刃数の
うちの欠損発生切刃数を測定した。これらの結果を第３
表に示した。
試験では切刃のすくい面摩耗深さと逃げ面摩耗幅を測定
し、また後者の断続切削試験では１０個の試験切刃数の
うちの欠損発生切刃数を測定した。これらの結果を第３
表に示した。
第３表に示される結果から、本発明サーメット製切削工
具１〜１８は、いずれも従来サーメット°製切削工具１
〜１８と同等の内部硬さおよび抗折力を示し、すぐれた
靭性をもつばかりでなく、これに比して高い表面硬さを
もち、このことは、本発明サーメット製切削工具１〜１
８が、鋼の連続切削試験では従来サーメット製切削工具
１〜１８のそれぞれに比して一段とすぐれた耐摩耗性を
示し、かつ断続切削試験ではすぐれた耐欠損性を示すこ
とからも明らかである。
具１〜１８は、いずれも従来サーメット°製切削工具１
〜１８と同等の内部硬さおよび抗折力を示し、すぐれた
靭性をもつばかりでなく、これに比して高い表面硬さを
もち、このことは、本発明サーメット製切削工具１〜１
８が、鋼の連続切削試験では従来サーメット製切削工具
１〜１８のそれぞれに比して一段とすぐれた耐摩耗性を
示し、かつ断続切削試験ではすぐれた耐欠損性を示すこ
とからも明らかである。
上述のように、この発明のサーメット製切削工具は、す
ぐれた耐摩耗性と靭性とを兼ね備えているので、鋼の連
続切削や断続切削のいずれにおいても、すぐれた切削性
能を長期に亘って発揮するのである。
ぐれた耐摩耗性と靭性とを兼ね備えているので、鋼の連
続切削や断続切削のいずれにおいても、すぐれた切削性
能を長期に亘って発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 分散相として、Ｔｉと、周期律表の５ａおよび６ａ族金
属（以下Ｍで示す）のうちの１種または２種以上との復
合金属炭窒化物：４５〜８０重量％を含有し、この複合
金属炭窒化物は、これを、組成式：（Ｔｉ＿α、Ｍ＿β
）（Ｃ＿ｘ、Ｎ＿ｙ）＿ｚ、で表わした場合、原子比で
、 α＋β＝１、２．５≦α／β≦３０、ｘ＋ｙ＝１、１．
５≦ｘ／ｙ≦５、０．８≦ｚ≦１、 を満足し、残りがＣｏおよびＮｉのうちの１種または２
種を主成分とする結合相からなる組成を有するサーメッ
トで構成され、 さらに、前記サーメットの表面部には、複合金属炭窒化
物の窒素含有量がサーメット内部の複合金属炭窒化物の
窒素含有量に比して相対的に高く、かつサーメット内部
に向うにしたがつて連続的に減少する窒素濃度勾配をも
つた窒素富化層を有することを特徴とするすぐれた耐摩
耗性と靭性を具備するサーメット製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18540385A JPS6248408A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18540385A JPS6248408A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248408A true JPS6248408A (ja) | 1987-03-03 |
| JPH0530881B2 JPH0530881B2 (ja) | 1993-05-11 |
Family
ID=16170180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18540385A Granted JPS6248408A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248408A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02131803A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-21 | Mitsubishi Metal Corp | 耐欠損性のすぐれた耐摩耗性サーメット製切削工具 |
| WO1991009698A1 (fr) * | 1989-12-25 | 1991-07-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Foret jetable |
| KR19990075035A (ko) * | 1998-03-17 | 1999-10-05 | 유창종 | 탄질화티탄기 복합 탄질화물 세라믹 소결체및 이의 제조방법 |
| GB2497354A (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-12 | Solaris Holdings Ltd | Product nitriding process using hot isostatic pressure |
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| JPS5669370A (en) * | 1979-11-12 | 1981-06-10 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Cermet tool material having nitrided layer |
| JPS58120434A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-18 | Mitsubishi Metal Corp | 表面反応層を有する切削用サ−メツトチツプおよびその製造法 |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP18540385A patent/JPS6248408A/ja active Granted
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| GB2497354B (en) * | 2011-12-07 | 2014-09-24 | Solaris Holdings Ltd | Method of improvement of mechanical properties of products made of metals and alloys |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0530881B2 (ja) | 1993-05-11 |
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