JPS63143237A - 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 - Google Patents
高硬度工具用焼結体およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS63143237A JPS63143237A JP61291359A JP29135986A JPS63143237A JP S63143237 A JPS63143237 A JP S63143237A JP 61291359 A JP61291359 A JP 61291359A JP 29135986 A JP29135986 A JP 29135986A JP S63143237 A JPS63143237 A JP S63143237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- tungsten
- binder
- powder
- tool according
- Prior art date
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 51
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 19
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 12
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] Chemical compound [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OFEAOSSMQHGXMM-UHFFFAOYSA-N 12007-10-2 Chemical compound [W].[W]=[B] OFEAOSSMQHGXMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 229910004349 Ti-Al Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910004692 Ti—Al Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 13
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910016459 AlB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010004950 Birth mark Diseases 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000693961 Trachemys scripta 68 kDa serum albumin Proteins 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 150000003657 tungsten Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (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】
［産業上の利用分野コ
この発明は、立方晶窒化硼素（以下、ｃＢＮと略す）を
用いた高硬度工具用焼結体およびその製造方法の改良に
関する。
用いた高硬度工具用焼結体およびその製造方法の改良に
関する。
［従来の技術］
ｃＢＮは、ダイヤモンドに次ぐ高硬度物質であり、その
焼結体は種々の切削工具に使用されている。切削工具に
適したこの種のｃＢＮ焼結体の一例が、特開昭５３−７
７８１１号に開示されている。
焼結体は種々の切削工具に使用されている。切削工具に
適したこの種のｃＢＮ焼結体の一例が、特開昭５３−７
７８１１号に開示されている。
上記先行技術には、ｃＢＮを体積％で８ｏ〜４０％含有
し、残部が周期律表第１Ｖａ、 Ｖａ、 ＶＩａ族遷移
金属の炭化物、窒化物、硼化物、硅化物もしくはこれら
の混合物または相互固溶体化合物を主体としたもの、さ
らにこれにＡｍおよび／またはＳｔを添加したものから
なる焼結体が開示されている。この先行技術のｃＢＮ焼
結体では、上記したような化合物が焼結体組織中におい
て連続した結合相をなしている。
し、残部が周期律表第１Ｖａ、 Ｖａ、 ＶＩａ族遷移
金属の炭化物、窒化物、硼化物、硅化物もしくはこれら
の混合物または相互固溶体化合物を主体としたもの、さ
らにこれにＡｍおよび／またはＳｔを添加したものから
なる焼結体が開示されている。この先行技術のｃＢＮ焼
結体では、上記したような化合物が焼結体組織中におい
て連続した結合相をなしている。
上記高硬度工具用焼結体では、結合化合物として、周期
律表第１Ｖａ、 Ｖａ、 ＶＩａ族遷移金属の炭化物、
窒化物、硼化物、硅化物またはこれらの相互固溶体化合
物が用いられているが、これらの化合物は熱伝導性に優
れ高硬度であるため、この焼結体は切削工具として一般
的に高い性能を示す。
律表第１Ｖａ、 Ｖａ、 ＶＩａ族遷移金属の炭化物、
窒化物、硼化物、硅化物またはこれらの相互固溶体化合
物が用いられているが、これらの化合物は熱伝導性に優
れ高硬度であるため、この焼結体は切削工具として一般
的に高い性能を示す。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記した特開昭５３−７７８１１号に開
示されている焼結体においても、たとえば高硬度焼入れ
鋼の断続切削のような特に厳しい衝撃力が加わる用途で
は、切削中に刃先が欠損し、したがってその寿命が比較
的短いという問題があった。この刃先の欠損は、刃先の
強度不足により生じたり、あるいは摩耗、特にクレータ
摩耗が刃先に発生し、刃先が鋭利になるため生じるもの
と推測される。
示されている焼結体においても、たとえば高硬度焼入れ
鋼の断続切削のような特に厳しい衝撃力が加わる用途で
は、切削中に刃先が欠損し、したがってその寿命が比較
的短いという問題があった。この刃先の欠損は、刃先の
強度不足により生じたり、あるいは摩耗、特にクレータ
摩耗が刃先に発生し、刃先が鋭利になるため生じるもの
と推測される。
よって、この発明の目的は、上記した従来のＣＢＮ焼結
体よりもさらに強度および耐摩耗性に優れた高硬度工具
用焼結体を提供することにある。
体よりもさらに強度および耐摩耗性に優れた高硬度工具
用焼結体を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本願発明者達は、上述の目的を達成するために鋭意検討
した結果、平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化硼素を５
０〜６５体積％含有し、残部が下記の結合材よりなる混
合粉末を超高圧焼結すれば、従来のｃＢＮ焼結体よりも
硬度が高く、かつ耐磨耗性に優れるｃＢＮ焼結体の得ら
れることを見い出した。
した結果、平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化硼素を５
０〜６５体積％含有し、残部が下記の結合材よりなる混
合粉末を超高圧焼結すれば、従来のｃＢＮ焼結体よりも
硬度が高く、かつ耐磨耗性に優れるｃＢＮ焼結体の得ら
れることを見い出した。
すなわち、この発明の焼結体は、２０〜５０重量％と比
較的高い割合のＡｍを含み、Ｔ１Ｎｚ。
較的高い割合のＡｍを含み、Ｔ１Ｎｚ。
Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）ｚ 、ＴｉＣｚ ＋ （Ｔｉ、Ｍ
）Ｃｚ 。
）Ｃｚ 。
（Ｔ ｉ 、 Ｍ）（Ｃ，Ｎ） ｚおよび（Ｔｉ、Ｍ）
Ｎｚからなる群から選択した１種以上のＴｉ化合物（但
し、ＭはＴＬを除く周期律表第１Ｖａ、Ｖａ。
Ｎｚからなる群から選択した１種以上のＴｉ化合物（但
し、ＭはＴＬを除く周期律表第１Ｖａ、Ｖａ。
ＶＩａ族の遷移金属元素であり、０．５≦ｚ≦０゜８５
）を含み、含有されるＴｉとＴｉを除＜ ＩＶ ａ 。
）を含み、含有されるＴｉとＴｉを除＜ ＩＶ ａ 。
Ｖａ、ＶＩａ族遷移金属との原子比が２／３〜９７／１
００であり、タングステンを上記Ｔｉ化合物およびＷＣ
の少なくとも一方の形態で含み全タングステン濃度が４
〜４０重量％である結合材を、平均粒径２μｍ以下のｃ
ＢＮ粉末と混合し、ｃＢＮの安定な超高圧条件下で焼結
することにより得られる。
００であり、タングステンを上記Ｔｉ化合物およびＷＣ
の少なくとも一方の形態で含み全タングステン濃度が４
〜４０重量％である結合材を、平均粒径２μｍ以下のｃ
ＢＮ粉末と混合し、ｃＢＮの安定な超高圧条件下で焼結
することにより得られる。
この発明のｃＢＮ焼結体では、その生成された焼結体中
にｃＢＮの他、ＴｉＮ、Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）。
にｃＢＮの他、ＴｉＮ、Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）。
Ｔｉｃ、 （ＴｉＭ）Ｃ，（ＴｉＭ）（Ｃ，Ｎ）およ
び（ＴｉＭ）Ｎからなる群から選択した１種以上のＴｉ
化合物、硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミニ
ウム、タングステン化合物ならびにタングステンの１種
以上を含む。また、焼結体組織において、平均粒径２μ
ｍ以下のｃＢＮ結晶が結合相を介して相互に接合されて
いる。
び（ＴｉＭ）Ｎからなる群から選択した１種以上のＴｉ
化合物、硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミニ
ウム、タングステン化合物ならびにタングステンの１種
以上を含む。また、焼結体組織において、平均粒径２μ
ｍ以下のｃＢＮ結晶が結合相を介して相互に接合されて
いる。
この発明の製造方法では、上記したＴｉ化合物の１種以
上の粉末と、ＡｌおよびＴｆとＡｌとの金属間化合物の
少なくとも一方とを、Ａｌ含有量が２０〜５０重量％と
なるように混合して結合材粉末を得るステップと、この
結合材粉末に平均粒径が２μｍ以下のｃＢＮ粉末を全体
の５０〜６５体積％となるように均一に混合し、混合粉
末を得るステップと、この混合粉末を２０Ｋｂ〜６０Ｋ
ｂの圧力下、１０００℃〜１５００℃の高温下で焼結す
るステップとを備える。
上の粉末と、ＡｌおよびＴｆとＡｌとの金属間化合物の
少なくとも一方とを、Ａｌ含有量が２０〜５０重量％と
なるように混合して結合材粉末を得るステップと、この
結合材粉末に平均粒径が２μｍ以下のｃＢＮ粉末を全体
の５０〜６５体積％となるように均一に混合し、混合粉
末を得るステップと、この混合粉末を２０Ｋｂ〜６０Ｋ
ｂの圧力下、１０００℃〜１５００℃の高温下で焼結す
るステップとを備える。
［作用］
この発明の焼結体が強度および耐摩耗性に優れているの
は、以下の理由によるものと推測し得る。
は、以下の理由によるものと推測し得る。
焼結体の強度を向上するには、ｃＢＮの含有口が高く、
かつｃＢＮと結合材または結合材自体が強固に接合して
いる必要がある。この発明では、結合材中に２０〜５０
重量％のＡｌを含有させることにより、高温・高圧下で
の焼結時にＡαがＣＢＮと反応し、硼化アルミニウムや
窒化アルミニウム等に変化すると同時に、これらのアル
ミニウム化合物がＴｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、お
よび硼化物と反応し、それによってｃＢＮと結合材、あ
るいは結合材同士を強固に結合するものと考えられる。
かつｃＢＮと結合材または結合材自体が強固に接合して
いる必要がある。この発明では、結合材中に２０〜５０
重量％のＡｌを含有させることにより、高温・高圧下で
の焼結時にＡαがＣＢＮと反応し、硼化アルミニウムや
窒化アルミニウム等に変化すると同時に、これらのアル
ミニウム化合物がＴｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、お
よび硼化物と反応し、それによってｃＢＮと結合材、あ
るいは結合材同士を強固に結合するものと考えられる。
ｃＢＮ含有量が焼結体中の５０体積％未満では、焼結体
の強度および硬度が低下し好ましくない。
の強度および硬度が低下し好ましくない。
他方、ｃＢＮ含有量が焼結体中の６５体積％を越えると
、ｃＢＮ同士が接触し、刃先に高応力が付加された場合
など、ｃＢＮ結晶内またはｃＢＮ同士の接合部にクラッ
クが発生し焼結体の強度が低下する。
、ｃＢＮ同士が接触し、刃先に高応力が付加された場合
など、ｃＢＮ結晶内またはｃＢＮ同士の接合部にクラッ
クが発生し焼結体の強度が低下する。
Ａｆｌの結合材中における含有口は、２０ｍｍ％〜５０
重量％が好ましい。ＡＩの含有量が２０重二％未満の場
合には、Ａ１１ｕとｃＢＮとの反応が不十分であり、結
合材によるｃＢＮ結晶の保持力が弱くなる。他方、Ａｌ
含有量が結合材中の５０重量％を越えると、ｃＢＮと結
合材との結合強度が高くなるものの、結合材自体の硬度
が低下するため好ましくない。
重量％が好ましい。ＡＩの含有量が２０重二％未満の場
合には、Ａ１１ｕとｃＢＮとの反応が不十分であり、結
合材によるｃＢＮ結晶の保持力が弱くなる。他方、Ａｌ
含有量が結合材中の５０重量％を越えると、ｃＢＮと結
合材との結合強度が高くなるものの、結合材自体の硬度
が低下するため好ましくない。
また、この発明では、結合材として、Ｔｉの炭化物、窒
化物、炭窒化物と、Ｔｉを除く周期律表第１Ｖａ、Ｖａ
、Ｖｌａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物またはこれ
らの固溶体もしくは混合物を用いることを特徴としてい
る。特に、遊離ＴｉはＣＢＮ結晶と反応しやすく、Ｔｉ
Ｂ２等の硼化物を形成し、ｃＢＮと強固に結合するため
好ましい。
化物、炭窒化物と、Ｔｉを除く周期律表第１Ｖａ、Ｖａ
、Ｖｌａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物またはこれ
らの固溶体もしくは混合物を用いることを特徴としてい
る。特に、遊離ＴｉはＣＢＮ結晶と反応しやすく、Ｔｉ
Ｂ２等の硼化物を形成し、ｃＢＮと強固に結合するため
好ましい。
」二記Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物にＩＶ ａ 。
Ｖａ、ＶＩａ族の遷移金属元素の炭化物、窒化物、炭窒
化物を固溶または混合すれば、結合材の強度は大きくな
り、Ｔｉ化合物のみを結合材として用いた場合よりもさ
らに特性が改善される。この結合材中のＴｉ含宵ゴは、
Ｔｔと、Ｔｉを除く周期律表第１Ｖａ、Ｖａ、Ｖｌａ族
金属の原子比で２／３〜９７／１００となることが必要
である。Ｔｉの含有量が２／３未満では、結合材とｃＢ
Ｎとの結合力が低下して好ましくない。他方、上記原子
比が９７／１００を越えると結合材の耐摩耗性ならびに
強度が低下する。
化物を固溶または混合すれば、結合材の強度は大きくな
り、Ｔｉ化合物のみを結合材として用いた場合よりもさ
らに特性が改善される。この結合材中のＴｉ含宵ゴは、
Ｔｔと、Ｔｉを除く周期律表第１Ｖａ、Ｖａ、Ｖｌａ族
金属の原子比で２／３〜９７／１００となることが必要
である。Ｔｉの含有量が２／３未満では、結合材とｃＢ
Ｎとの結合力が低下して好ましくない。他方、上記原子
比が９７／１００を越えると結合材の耐摩耗性ならびに
強度が低下する。
次に、この発明の焼結体において耐摩耗性が改善される
理由は、結合材自体の耐摩耗性が優れていることにある
と考えられる。
理由は、結合材自体の耐摩耗性が優れていることにある
と考えられる。
一般に、ｃＢＮ焼結体が摩耗する過程では、ＣＢＮ自体
の耐摩耗性が優れているので、結合材の方が優先的に摩
耗し、それによってｃＢＮが脱落していくものと考えら
れる。
の耐摩耗性が優れているので、結合材の方が優先的に摩
耗し、それによってｃＢＮが脱落していくものと考えら
れる。
本願発明者達は、純タングステン、タングステン化合物
および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の形態で、タングステンを結合材中の重量で４
〜４０重量％含有させれば、耐摩耗性を改善し得ること
を見出した。タングステン含有量が結合材中の４重量％
未満では耐摩耗性を改善することはできない。他方、タ
ングステン含有量が４０重量％を越えると、Ｔｉ化合物
の含有量が低下し、ｃＢＮと結合材との接合強度が弱く
なり好ましくない。特に、上述した化学式におけるＭと
してＷを用いた場合には、結合材の耐摩耗性および強度
が改善され、良好な特性を示すことがわかった。
および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の形態で、タングステンを結合材中の重量で４
〜４０重量％含有させれば、耐摩耗性を改善し得ること
を見出した。タングステン含有量が結合材中の４重量％
未満では耐摩耗性を改善することはできない。他方、タ
ングステン含有量が４０重量％を越えると、Ｔｉ化合物
の含有量が低下し、ｃＢＮと結合材との接合強度が弱く
なり好ましくない。特に、上述した化学式におけるＭと
してＷを用いた場合には、結合材の耐摩耗性および強度
が改善され、良好な特性を示すことがわかった。
この発明の焼結体では、上述したような結合材よりなる
結合相が組織中において連続しており、かつ粗粒のｃＢ
Ｈの周囲または粒子間に微小なＣＢＮが充填されている
組織を有するので、ｃＢＮの含有量を多くすることが可
能とされており、それによって焼結体の強度および耐摩
耗性も改善されている。
結合相が組織中において連続しており、かつ粗粒のｃＢ
Ｈの周囲または粒子間に微小なＣＢＮが充填されている
組織を有するので、ｃＢＮの含有量を多くすることが可
能とされており、それによって焼結体の強度および耐摩
耗性も改善されている。
この発明の焼結体を製造するにあたっては、ＴＩを含有
する炭化物、窒化物、炭窒化物をＴ１Ｎｚ ＳＴｉ （
Ｃ，Ｎ）ｚ 、ＴｉＣｚ 、（Ｔｉ、Ｍ）Ｃｚ 、
（Ｔ ｔ、 Ｍ）（Ｃ，Ｎ） ｚおよび（Ｔｉ、Ｍ）Ｎ
ｚ （但し、ＭはＴｉを除く周期律表ＩＶａ、Ｖａ。
する炭化物、窒化物、炭窒化物をＴ１Ｎｚ ＳＴｉ （
Ｃ，Ｎ）ｚ 、ＴｉＣｚ 、（Ｔｉ、Ｍ）Ｃｚ 、
（Ｔ ｔ、 Ｍ）（Ｃ，Ｎ） ｚおよび（Ｔｉ、Ｍ）Ｎ
ｚ （但し、ＭはＴｉを除く周期律表ＩＶａ、Ｖａ。
ＶＩａ族遷移金属元素を示し、０． ５≦ｚ≦０．８）
で表わされる１種以上のＴｉ化合物粉末と、ＡＱまたは
ＡｌとＴｉとの金属間化合物とを加えたものと、ＷＣ粉
末ならびにｃＢＮ粉末を混合し、超高圧・高温下で焼結
する。この場合、ＴｉＮ２、Ｔ ｌ （Ｃ＋ Ｎ）
ｚ 、Ｔ ｉＣｚ ＋ （Ｔ ｔ ＋ Ｍ） Ｃｚお
よび（Ｔ ｉ 、 Ｍ）（Ｃ，Ｎ） ｚ中に存在する遊
離Ｔｉもしくは遊離Ａｌまたは金属間化合物として添加
したＴ１もしくはＡ「は、ｃＢＮと反応し、Ｔｉまたは
Ａｌの硼化物または窒化物となり、ＣＢＮと結合材との
接合強度を向上させるものと考えられる。
で表わされる１種以上のＴｉ化合物粉末と、ＡＱまたは
ＡｌとＴｉとの金属間化合物とを加えたものと、ＷＣ粉
末ならびにｃＢＮ粉末を混合し、超高圧・高温下で焼結
する。この場合、ＴｉＮ２、Ｔ ｌ （Ｃ＋ Ｎ）
ｚ 、Ｔ ｉＣｚ ＋ （Ｔ ｔ ＋ Ｍ） Ｃｚお
よび（Ｔ ｉ 、 Ｍ）（Ｃ，Ｎ） ｚ中に存在する遊
離Ｔｉもしくは遊離Ａｌまたは金属間化合物として添加
したＴ１もしくはＡ「は、ｃＢＮと反応し、Ｔｉまたは
Ａｌの硼化物または窒化物となり、ＣＢＮと結合材との
接合強度を向上させるものと考えられる。
２の値が０．５未満である場合には、結合材の硬度や耐
摩耗性が低下して好ましくなく、他方、２の値が０．８
５を越えるとｃＢＮと結合材との接合強度が低下する。
摩耗性が低下して好ましくなく、他方、２の値が０．８
５を越えるとｃＢＮと結合材との接合強度が低下する。
よって、上記２は、０． ５〜０．８５の範囲にあるこ
とが必要である。
とが必要である。
［発明の効果］
この発明では、ｃＢＮにＴｉに加えてＡｍをかなりの割
合で含む結合材を混合し、超高圧下で焼結することより
、ｃＢＮを５０〜６５体積％含有し、ＴｉＮ％Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）、Ｔｉｃ、 （ＴｉＭ）Ｃ，（Ｔ ｉ Ｍ
）（Ｃ，Ｎ）および（ＴｉＭ）Ｎ、硼化チタン、硼化ア
ルミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物な
らびに／またはタングステン等を含む高硬度工具用焼結
体を得ることができる。すなわち、結合材中にＡｌが２
０〜５０重量％含有されており、このＡ区は硼化アルミ
ニウムおよび窒化アルミニウムを形成しており、また該
結合材中にタングステンが４〜４０重量％含有されてお
り、このタングステンは、純タングステン、タングステ
ン化合物および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化物
、または炭窒化物の形態で存在している高硬度工具用焼
結体である。よって、たとえば刃先に高い応力が付加さ
れる高硬度焼入れ鋼の断続切削に有効である。また、こ
の発明の焼結体は耐摩耗性にも優れているため、鋳鉄や
耐熱性合金の切削にも好適に使用し得る。
合で含む結合材を混合し、超高圧下で焼結することより
、ｃＢＮを５０〜６５体積％含有し、ＴｉＮ％Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）、Ｔｉｃ、 （ＴｉＭ）Ｃ，（Ｔ ｉ Ｍ
）（Ｃ，Ｎ）および（ＴｉＭ）Ｎ、硼化チタン、硼化ア
ルミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物な
らびに／またはタングステン等を含む高硬度工具用焼結
体を得ることができる。すなわち、結合材中にＡｌが２
０〜５０重量％含有されており、このＡ区は硼化アルミ
ニウムおよび窒化アルミニウムを形成しており、また該
結合材中にタングステンが４〜４０重量％含有されてお
り、このタングステンは、純タングステン、タングステ
ン化合物および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化物
、または炭窒化物の形態で存在している高硬度工具用焼
結体である。よって、たとえば刃先に高い応力が付加さ
れる高硬度焼入れ鋼の断続切削に有効である。また、こ
の発明の焼結体は耐摩耗性にも優れているため、鋳鉄や
耐熱性合金の切削にも好適に使用し得る。
実施例Ｉ
Ｔｉを含有する窒化物または炭窒化物粉末と、アルミニ
ウム粉末およびＷＣ粉末とを混合し、これを超硬合金製
のポットおよびボールを用いて平均粒度１μｍ以下の第
１表に示す組成を宵する結合材粉末を作製した。これら
の結合材粉末と、粒度１．５μｍ以下のｃＢＮ粉末とを
体積比で４５対５５となるように混合し、混合粉末を作
製した。
ウム粉末およびＷＣ粉末とを混合し、これを超硬合金製
のポットおよびボールを用いて平均粒度１μｍ以下の第
１表に示す組成を宵する結合材粉末を作製した。これら
の結合材粉末と、粒度１．５μｍ以下のｃＢＮ粉末とを
体積比で４５対５５となるように混合し、混合粉末を作
製した。
ＭＯ製の容器にＷＣ−１０重量％Ｃｏ組成の超硬合金か
らなる円板を入れた後これらの混合粉末を充填した。次
に、該置型を超高圧・高温装置に入れ、圧力５３Ｋｂ、
温度１３５０℃で３０分間焼結した。
らなる円板を入れた後これらの混合粉末を充填した。次
に、該置型を超高圧・高温装置に入れ、圧力５３Ｋｂ、
温度１３５０℃で３０分間焼結した。
得られた焼結体をＸ線回折したところ、すべての焼結体
において、ｃＢＮと、Ｔｉを含む炭化物、窒化物および
炭窒化物のピークが観察された。試料ｄａ−１〜ｄａ−
７では、上記の物質以外に、Ｔ Ｌ Ｂ ２ 、Ａ １
．Ｂ ２ ％およびＡｌＮと、Ｗの硼化物もしくはＷと
思われるピークが認められた。また、試料ｄａ−８の焼
結体には、ｃＢＮおよび（Ｔ ｉ、ｗ）（ｃ、Ｎ）のピ
ーク以外に、Ａ迂Ｂ２、ＡαＮ、ＷＣ，Ｗの硼化物およ
び微小なＴｉＢ２と思われるピークが、試料ｄａ−９で
はＣＢＮ％Ｔ ｉ（Ｃ＋ Ｎ） 、Ｔ ｔ Ｂ２ 、Ａ
込Ｂ２およびＡ法Ｎのピークが、試料ｄａ−１０では、
ｃＢＮ。
において、ｃＢＮと、Ｔｉを含む炭化物、窒化物および
炭窒化物のピークが観察された。試料ｄａ−１〜ｄａ−
７では、上記の物質以外に、Ｔ Ｌ Ｂ ２ 、Ａ １
．Ｂ ２ ％およびＡｌＮと、Ｗの硼化物もしくはＷと
思われるピークが認められた。また、試料ｄａ−８の焼
結体には、ｃＢＮおよび（Ｔ ｉ、ｗ）（ｃ、Ｎ）のピ
ーク以外に、Ａ迂Ｂ２、ＡαＮ、ＷＣ，Ｗの硼化物およ
び微小なＴｉＢ２と思われるピークが、試料ｄａ−９で
はＣＢＮ％Ｔ ｉ（Ｃ＋ Ｎ） 、Ｔ ｔ Ｂ２ 、Ａ
込Ｂ２およびＡ法Ｎのピークが、試料ｄａ−１０では、
ｃＢＮ。
（Ｔ ｉ、、 Ｗ）（Ｃ，Ｎ） 、 Ｔ ｉ Ｂ ２
およびＷの硼化物と微小なＡｌＢ２およびＡｌＮと思わ
れるピークが、試料ｄａ−１１ではｃＢＮ、（Ｔｉ、Ｗ
）（Ｃ，Ｎ） 、Ａ悲Ｎ、Ａ込Ｂ２、ＴｉＢ２、Ｗの硼
化物、ＷおよびＡｌ□Ｔｉと思われるピークが観察され
た。
およびＷの硼化物と微小なＡｌＢ２およびＡｌＮと思わ
れるピークが、試料ｄａ−１１ではｃＢＮ、（Ｔｉ、Ｗ
）（Ｃ，Ｎ） 、Ａ悲Ｎ、Ａ込Ｂ２、ＴｉＢ２、Ｗの硼
化物、ＷおよびＡｌ□Ｔｉと思われるピークが観察され
た。
次に、これらの焼結体の組織を走査型電子顕微鏡で観察
したところ、微細なｃＢＮ粒子は結合相を介して相互に
接合していることが認められた。
したところ、微細なｃＢＮ粒子は結合相を介して相互に
接合していることが認められた。
また、これらの焼結体のビッカース硬度を測定したとこ
ろ、第２表に示す結果が得られた。
ろ、第２表に示す結果が得られた。
上記各焼結体を切削加工用チップに加工し、直径が１０
０ｍｍであり、外周面に軸方向に延びる２本の溝が形成
されたＳＮＣＭ４１５ （ＨＲｃ ５８〜６１）からな
る丸棒を切削した。切削条件は、切削速度：８０ｍ／分
、切込み：０．２ｍｍ、送り：０．１５ｍｍ／回転、乾
式である。刃先が欠損するまでの切削時間を測定したと
ころ、第２表に示す結果が得られた。
０ｍｍであり、外周面に軸方向に延びる２本の溝が形成
されたＳＮＣＭ４１５ （ＨＲｃ ５８〜６１）からな
る丸棒を切削した。切削条件は、切削速度：８０ｍ／分
、切込み：０．２ｍｍ、送り：０．１５ｍｍ／回転、乾
式である。刃先が欠損するまでの切削時間を測定したと
ころ、第２表に示す結果が得られた。
なお、第１表において＊＊はＴｉと、Ｔｉを除（■ａ、
Ｖａ、Ｖｌａ族金属との原子比を示す。
Ｖａ、Ｖｌａ族金属との原子比を示す。
（以下、余白）
一← −
昂 １ 水
実施例２
（Ｔ ｉｏ、ｓ 、 ｗｏ、、 ）（Ｃｏ、＋ 、 Ｎ
ｏ、ｓ ） ｏ、７、Ａ痣およびＷＣ粉末を混合し、１
μｍ以下の粒度の結合材粉末を得た。この結合材粉末の
組成は、重量％で、５７９６ （Ｔ ｉｏ、ｓ ＋ ｗ
ｏ、、 ） （Ｃｏ、＋ ＩＮｏ、ｓ ） ０．７−
３３％Ａ１１Ｏ％ＷＣである。
ｏ、ｓ ） ｏ、７、Ａ痣およびＷＣ粉末を混合し、１
μｍ以下の粒度の結合材粉末を得た。この結合材粉末の
組成は、重量％で、５７９６ （Ｔ ｉｏ、ｓ ＋ ｗ
ｏ、、 ） （Ｃｏ、＋ ＩＮｏ、ｓ ） ０．７−
３３％Ａ１１Ｏ％ＷＣである。
なお、結合材中のＴｉとＷの原子比は８４．６対１５．
４である。この結合剤粉末とｃＢＮ粉末とを第３表に示
すように混合し混合粉末を作製した。
４である。この結合剤粉末とｃＢＮ粉末とを第３表に示
すように混合し混合粉末を作製した。
なお、第３表において、試料ｄａ−１８は比較例であり
、粒度３〜５μｍのｃＢＮ粉末を用いている。
、粒度３〜５μｍのｃＢＮ粉末を用いている。
得られた混合粉末を実施例１と同様にして超高圧焼結し
、焼結体を得た。さらに、これらの焼結体を加工し、切
削加工用のチップとした。
、焼結体を得た。さらに、これらの焼結体を加工し、切
削加工用のチップとした。
上記のようにして得られたチップを用いて、直径１００
ｍｍの５ＫＤＩＩ種（ＨＲＣ６０〜６２）からなる丸棒
の端面を切削した。切削条件は、切込み：０．５ｍｍ％
送り：０．１ｍｍ／刃、切削速度：１５０ｍ／分、乾式
である。切削可能であった回数を第３表に併せて示す。
ｍｍの５ＫＤＩＩ種（ＨＲＣ６０〜６２）からなる丸棒
の端面を切削した。切削条件は、切込み：０．５ｍｍ％
送り：０．１ｍｍ／刃、切削速度：１５０ｍ／分、乾式
である。切削可能であった回数を第３表に併せて示す。
纂 ３ ム
実施例３
第４表に示す粒度１μｍ以下の結合材粉末を作製した。
なお、第４表中＊＊は、Ｔｉと、Ｔｉを除（ＩＶａ、Ｖ
ａ、Ｖｌａ族金属との原子比を示す。
ａ、Ｖｌａ族金属との原子比を示す。
これらの結合材粉末と、粒度１μｍ以下のｃＢＮ粉末と
を容量比で４３対５７の割合で混合し混合粉末を得た。
を容量比で４３対５７の割合で混合し混合粉末を得た。
これらの混合粉末をＭＯ製の容器に入れ超高圧焼結した
。なお、焼結は、４８Ｋｂおよび１３３０℃に３０分間
維持することにより行なった。得られた各焼結体のＸ線
回折を行なったところ、第５表に示す物質のピークが観
察された。
。なお、焼結は、４８Ｋｂおよび１３３０℃に３０分間
維持することにより行なった。得られた各焼結体のＸ線
回折を行なったところ、第５表に示す物質のピークが観
察された。
これらの焼結体を加工し切削用チップを作製し、切削試
験を行なった。被削材は、直径８０ｍｍのＳＵＪ ２種
（ＨＲｃ ５９〜６０）からなる丸棒であり、外周面に
おいて、軸方向に１０ｍｍの間隔を隔てて、かつ径方向
においてそれぞれ４カ所に直径６ｍｍの孔が形成されて
いるものである。切削条件は、切削速度；１００ｍｍ／
分、切込み：０．２ｍｍ％送り：０．１０ｍｍ／回転、
乾式である。この切削試験において刃先の欠損に至るま
での切削時間を併せて第５表に示す。
験を行なった。被削材は、直径８０ｍｍのＳＵＪ ２種
（ＨＲｃ ５９〜６０）からなる丸棒であり、外周面に
おいて、軸方向に１０ｍｍの間隔を隔てて、かつ径方向
においてそれぞれ４カ所に直径６ｍｍの孔が形成されて
いるものである。切削条件は、切削速度；１００ｍｍ／
分、切込み：０．２ｍｍ％送り：０．１０ｍｍ／回転、
乾式である。この切削試験において刃先の欠損に至るま
での切削時間を併せて第５表に示す。
濠十禾
惇 ５ ム
手続補正書
昭和６２年１０月９日
Claims (12)
- （１）平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化硼素粉末を５
０〜６５体積％含有し、残部結合材よりなる混合粉末を
超高圧焼結して得られた焼結体であって、 前記結合材は、 ２０〜５０重量％のＡｌを含み、 ＴｉＮ＿ｚ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）＿ｚ、ＴｉＣ＿ｚ、（Ｔｉ
，Ｍ）Ｃ＿ｚ、（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）＿ｚおよび（Ｔ
ｉ，Ｍ）Ｎ＿ｚからなる群から選択した１種以上のＴｉ
化合物（但し、ＭはＴｉを除く周期律表IVａ、Ｖａ、V
Iａ族の遷移金属元素であり、０．５≦ｚ≦０．８５）
を含み、 含有されるＴｉとＴｉを除く周期律表第IVａ、Ｖａ、V
Iａ族遷移金属元素との割合が原子比２／３〜９７／１
００であり、 タングステンを前記Ｔｉ化合物およびＷＣの少なくとも
一方の形態で含み、全タングステン濃度が４〜４０重量
％である、高硬度工具用焼結体。 - （２）前記焼結体は、生成物中に立方晶窒化硼素の他、
ＴｉＮ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、（ＴｉＭ）Ｃ、（Ｔ
ｉＭ）（Ｃ，Ｎ）および（ＴｉＭ）Ｎからなる群から選
択した１種以上のＴｉ化合物、硼化チタン、硼化アルミ
ニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物ならび
にタングステンの１種以上を含む、特許請求の範囲第１
項記載の高硬度工具用焼結体。 - （３）前記焼結体組織において、平均粒径２μｍ以下の
立方晶窒化硼素結晶が結合相を介して相互に接合されて
いる、特許請求の範囲第１項または第２項記載の高硬度
工具用焼結体。 - （４）前記立方晶窒化硼素の平均粒径が１μｍ以下であ
る、特許請求の範囲第１項記載の高硬度工具用焼結体。 - （５）前記Ａｌは、Ａｌ化合物の形態で結合材中に含ま
れている、特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに
記載の高硬度工具用焼結体。 - （６）前記タングステンは、硼化タングステンまたは炭
化タングステンの形態で混合されている、特許請求の範
囲第１項〜第５項のいずれかに記載の高硬度工具用焼結
体。 - （７）前記Ｍはタングステンである、特許請求の範囲第
１項〜第６項のいずれかに記載の高硬度工具用焼結体。 - （８）ＴｉＮ＿ｚ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）＿ｚ、ＴｉＣ＿ｚ、
（Ｔｉ，Ｍ）Ｃ＿ｚ、（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）＿ｚおよ
び（Ｔｉ，Ｍ）Ｎ＿ｚからなる群から選択した１種以上
のＴｉ化合物（ＭはＴｉを除く周期律表IVａ、Ｖａ、V
Iａ族の遷移金属元素、０．５≦ｚ≦０．８５）粉末と
、ＡｌおよびＴｉとＡｌとの金属間化合物の少なくとも
一方とを、Ａｌ含有量が２０〜５０重量％となるように
混合して結合材粉末を得るステップと、 前記結合材粉末に、平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化
硼素粉末を全体の５０〜６５体積％となるように均一に
混合し、混合粉末を得るステップと、 前記混合粉末を超高圧装置を用いて２０Ｋｂ〜６０Ｋｂ
の圧力、ならびに１０００℃〜１５００℃の温度で焼結
するステップとを備えることを特徴とする、高硬度工具
用焼結体の製造方法。 - （９）前記立方晶窒化硼素粉末として平均粒径１μｍ以
下のものを用いる、特許請求の範囲第８項記載の高硬度
工具用焼結体の製造方法。 - （１０）前記Ａｌを、Ａｌ化合物の形態で結合材中に混
合する、特許請求の範囲第８項または第９項記載の高硬
度工具用焼結体の製造方法。 - （１１）前記タングステンを硼化タングステンまたは炭
化タングステンの形態で混合する、特許請求の範囲第８
項〜第１０項のいずれかに記載の高硬度工具用焼結体の
製造方法。 - （１２）前記Ｍがタングステンである、特許請求の範囲
第８項〜第１１項のいずれかに記載の高硬度工具用焼結
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291359A JPH0830239B2 (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291359A JPH0830239B2 (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63143237A true JPS63143237A (ja) | 1988-06-15 |
| JPH0830239B2 JPH0830239B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17767904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291359A Expired - Lifetime JPH0830239B2 (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830239B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114144393A (zh) * | 2019-07-18 | 2022-03-04 | 住友电气工业株式会社 | 立方晶氮化硼烧结体 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4253510A1 (en) | 2022-03-31 | 2023-10-04 | The Procter & Gamble Company | Liquid hand dishwashing detergent composition |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP61291359A patent/JPH0830239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114144393A (zh) * | 2019-07-18 | 2022-03-04 | 住友电气工业株式会社 | 立方晶氮化硼烧结体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0830239B2 (ja) | 1996-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0621314B2 (ja) | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 | |
| KR930000466B1 (ko) | 엔드 밀용 입방정질화붕소 소결체 및 그 제조방법 | |
| CN101102863B (zh) | Cbn烧结体以及使用该烧结体的切削工具 | |
| CN106660888B (zh) | 立方氮化硼复合材料，其使用方法，其制备方法及包含其的工具 | |
| JPH02163339A (ja) | 高精度加工工具用焼結体 | |
| JP4065666B2 (ja) | 高耐クレータ性高強度焼結体 | |
| US4217113A (en) | Aluminum oxide-containing metal compositions and cutting tool made therefrom | |
| KR930005896B1 (ko) | 고경도 공구용 소결체 | |
| JP2523452B2 (ja) | 高強度立方晶窒化ホウ素焼結体 | |
| JPWO2000047537A1 (ja) | 高耐クレータ性高強度焼結体 | |
| JPS63145726A (ja) | 切削工具用立方晶窒化硼素基超高圧焼結材料の製造法 | |
| JPS63143237A (ja) | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 | |
| JP2808725B2 (ja) | 高硬度工具用焼結体 | |
| JP2805339B2 (ja) | 高密度相窒化ホウ素基焼結体及び複合焼結体 | |
| JP2502362B2 (ja) | 工具用高硬度焼結体 | |
| JPH0742170B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素基焼結体 | |
| JPH02236253A (ja) | 工具用高硬度焼結体 | |
| JP3346609B2 (ja) | 繊維強化セラミックスおよびその製造方法 | |
| JP2782524B2 (ja) | 高密度相窒化ホウ素基反応焼結体及びその製造方法 | |
| JPH075384B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素系焼結体 | |
| JPS63260701A (ja) | 高硬度工具用焼結体による焼入鋼の切削方法 | |
| JP2502363B2 (ja) | 工具用高硬度焼結体 | |
| JPH03131573A (ja) | 高密度相窒化ホウ素基焼結体及びこれを用いた複合焼結体 | |
| JP3284655B2 (ja) | 工具用高硬度焼結体 | |
| JPH01132738A (ja) | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |