JPS644988B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS644988B2 JPS644988B2 JP59263992A JP26399284A JPS644988B2 JP S644988 B2 JPS644988 B2 JP S644988B2 JP 59263992 A JP59263992 A JP 59263992A JP 26399284 A JP26399284 A JP 26399284A JP S644988 B2 JPS644988 B2 JP S644988B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cbn
- sintered body
- cutting
- hardness
- sintering
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、きわめて優れた靭性と耐摩耗性の
両特性を有し、高硬度鋳鉄や、ダイス鋼、高速度
鋼等の高硬度鋼の切削工具（なかでも、高硬度鋳
鉄の高負荷切削等の特に靭性を要求される分野の
切削工具）に使用するのに適した立方晶窒化硼素
（以下、CBNで示す）基焼結体の製造方法に関す
るものである。 〔従来の技術〕 最近、金属加工の分野において、鋳鉄切削の高
速化、ダイス鋼や高速度鋼などの高硬度鋼の研削
加工から切削加工への切り換えが急速に進み、そ
れに伴なつて、CBNが鉄との反応を起こさず、
ダイヤモンドに次ぐ高硬度を有し、かつ熱伝導度
も高いことから、CBN基焼結体がこれらの材料
の切削工具として注目されるようになつてきた。
そして、チタンの炭化物（以下、TiCで示す）、
炭窒化物（以下、TiCNで示す）及び窒化物（以
下、TiNで示す）は硬度も高く、耐溶着性もあ
ることから、CBNと、結合成分と言えるTiC、
TiCN及びTiNのうちの１種以上とからなる配合
組成物の圧粉体を単独で、又は他の圧粉体若しく
は焼結体と重ね合わせた状態で、超高圧焼結した
CBN基焼結体が鋳鉄や高硬度鋼の切削工具とし
て提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、一般に、ダイス鋼や高速度鋼な
どの高硬度鋼は、熱処理状態において、多くの場
合ロツクウエルＣ硬さが50以上の高硬度を有し、
高硬度鋳鉄のチルド鋳鉄においてはシヨア硬さが
70〜80程度の高硬度を持つのであつて、一方、前
記の従来のCBN基焼結体は充分な靭性と耐摩耗
性の両特性を有したものではないので、前記の高
硬度材料を前記の従来のCBN基焼結体製の切削
工具で切削する場合、切削速度の高速化、切り込
み量の増大、送り速度の高速化に従つて、旋盤加
工時に刃先に対して加わる負荷が極めて大きくな
り、刃先の欠損や摩耗が顕著になり、使用不可能
となつてしまう。例えば、チルド鋳鉄の旋削にお
いては、切り込み、送り速度が高くなると、前記
の従来CBN基焼結体は靭性が不足するため、欠
けを生じ易く、具体的には、シヨア硬さが70のチ
ルド鋳鉄を被削材とし、切削速度：80ｍ／分、切
り込み：1.0mmの高切り込み条件の切削では、送
りが0.1mm未満と小さいものであつても、刃先に
欠損が生じてしまうのである。したがつて、前記
の従来のCBN基焼結体製に切削工具は切り込み
や送りの微少な切削にしか使用されていないのが
現状である。 よつて、この発明の目的は、きわめて優れた靭
性と耐摩耗性の両特性を有し、高硬度鋳鉄やダイ
ス鋼、高速度鋼等の高硬度鋼の切削工具（なかで
も、高硬度鋳鉄の高切り込み高送り条件の高負荷
切削等の特に靭性を要求される分野の切削工具）
に使用するのに適した切削工具用CBN基焼結体
の製造方法を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、種々研究や検討を重ねた結果、
以下に述べる知見を得たのである。 (イ) CBNとTiN単独とを超高圧下で焼結した場
合、CBNに比較してTiNは柔らかいために塑
性変形してCBN界面に廻り込むものの両者の
間に反応を生じないので、界面強度ひいては靭
性が充分に向上せず、しかも切削工具としての
使用時にCBN粒子の脱落により耐摩耗性も劣
つたものとなること、 (ロ) CBNとTiC単独あるいはTiCN単独とを超高
圧下で焼結した場合も(イ)とほぼ同様であるこ
と、 (ハ) 液相を形成させ、ひいては反応を生じさせる
ために、CBNの焼結助剤として従来公知のAl
化合物であるAlの金属間化合物、例えばTiAl3
やTiAlを用いると、超高圧焼結時に反応を生
じるものの、TiB2の他に多量のAlNをも生じ、
そのために充分な焼結促進効果が得られないと
同時に、焼結体特性（靭性及び耐摩耗性等）に
対しても悪影響を及ぼすこと、 (ハ) Al化合物の１種である二チタンアルミニウ
ム炭化物（以下、Ti2AlCで示す）あるいは二
チタンアルミニウム炭窒化物（以下、
Ti2AlCNで示す）は単独では1300℃以上の温
度で徐々に分解反応を生じ、それぞれTiCある
いはTiCNを生成する。このような特徴を有す
るTi2AlCあるいはTi2AlCを焼結助剤として、
CBNと共に超高圧下で焼結すると、CBN界面
への廻り込みも起こるし、CBNと分解生成
TiCあるいはTiCNとの界面に層状の反応領域
が形成し（第１図参照）、これらの焼結助剤も
Al化合物の１種であるのにもかかわらず、こ
の反応領域内にはAl分が存在せず、Al分は反
応領域外のTiCあるいはTiCN内に均一に分布
し、AlNの形成は認められないために、充分
な焼結促進効果が得られ、しかも焼結体持性
（具体的には靭性）も向上すること、 (ニ) 上記のTi2AlCあるいはTi2AlCNは、それぞ
れTiC、TiCNあるいはTiNの焼結助剤として
も有効で、上記各材料を焼結する際にTi2AlC
あるいはTi2AlCNを添加すると、著しく焼結
性が向上し、又、焼結体中で分解生成TiCある
いはTiCNが均一な微細分散構造を呈するこ
と、 (ホ) CBNと、TiC、TiCN及びTiN（以下、これ
らを総称してチタンの炭・窒化物とも言う）の
うちの１種以上と共に、焼結助剤として上記の
Ti2AlCあるいはTi2AlCNを用いると、Ti2AlC
あるいはTi2AlCNが分解して生成したTiCあ
るいはTiCNはCBN粒子および配合されたチ
タンの炭・窒化物のうちの１種以上の粒子間に
廻り込んで、CBN粒子と配合されたチタンの
炭・窒化物粒子との直接の接触を妨げ、分解生
成TiCあるいはTiCNとCBN粒子との界面にAl
分の存在しない反応領域を形成させ、かつ、配
合されたチタンの炭・窒化物の焼結性をも向上
させ、もつてCBN粒子と結合相及びチタンの
炭・窒化物粒子と結合相の結合を強固なものと
し、得られる焼結体の靭性を向上させること。 この発明は上記知見に基いて発明されたもので
あり、 TiC、TiN及びTiCNからなる群より選ばれた
１種以上の粉末：５〜31％、 Ti2AlC及びTi2AlCNからなる群より選ばれた
１種又は２種の粉末：１〜23％、 CBN粉末：残り（但し、63〜93％）からなる
配合組成（以上、重量％）を有する組成物を混合
し、プレス成形して圧粉体とし、次いでこの圧粉
体を単独で、又は他の圧粉体若しくは焼結体と重
ね合わせた状態で、高超圧下において焼結するこ
とを特徴とする切削工具用CBN基焼結体の製造
法である。 以下、この発明の構成を説明する。 () 原料 チタン炭・窒化物粉末、Ti2AlC粉末、
Ti2AlCN粉末及びCBN粉末ともに、その平均
粒径は10μｍ以下が好ましい。 そして、原料粉末であるTi2AlCNのＣ／Ｎ
（原子比）はどのような数値のものでもよいが、
得られる焼結体の硬度を高くするためには、3/
７よりも大きいことが好ましい。 () 配合組成 (i) チタンの炭・窒化物 これら各成分は、得られる焼結体に耐熱
性、耐溶着性を附与する作用を有するが、そ
の配合量が５重量％未満では、所望の耐溶着
性が得られず、得られる焼結体を切削工具と
して用いたときの切削加工時に刃先に溶着
（切削工具の被削材との高温における化学反
応に起因する）が生じ易く、その結果として
刃先のチツピングや摩耗が生じ易くなつてし
まう。一方、31重量％を超えると、CBN基
焼結体の特徴の一つである高硬度が得られな
いか、あるいは焼結助剤の相対的割合の減少
により充分な界面強度が得られず、結果的に
耐摩耗性あるいは靭性が不足してしまうこと
から、その配合割合を５〜31重量％と定め
た。 (ii) Ti2AlC、Ti2AlCN 知見事項(ホ)の所でも述べたように、これら
の成分は焼結助剤であつて、超高圧焼結時に
分解反応を生じ、TiC又はTiCNを生成する
という特徴があり、（CBNと共に用いると一
部TiB2をも形成する）、これらの成分を
CBN、チタンの炭・窒化物と共に用いると、
分解生成されたTiCあるいはTiCNがCBN粒
子および配合されたチタンの炭・窒化物粒子
間に廻り込み、CBN粒子と配合されたチタ
ンの炭・窒化物粒子の直接の防ぎ、分解生成
TiCあるいはTiCNとCBN粒子との界面にAl
分の存在しない反応領域を形成させ、かつ配
合されたチタンの炭・窒化物の焼結性をも向
上させ、もつてCBN粒子と結合相と配合さ
れたチタンの炭・窒化物粒子の間の結合を強
固なものとし、得られる焼結体の靭性を向上
させる作用を有する。しかし、その配合割合
が１重量％未満では、前記の靭性向上効果は
認められず、一方、23重量％を超えると、耐
摩耗性が著しく低下することから、その配合
割合を１〜23重量％と定めた。 (iii) CBN CBNは極めて優れた耐摩耗性及び耐欠損
性を得るために不可欠の成分と言える。しか
しながら、その配合割合が63重量％未満で
は、理由は不明であるが、高負荷切削では靭
性が不充分となり、特に靭性が必要とされる
この分野の切削加工には好ましくない。一
方、93重量％を超えて配合されると、その焼
結性は著しく劣化し、CBN粒子が脱落し易
くなり、結果的に得られる焼結体の耐摩耗性
を低下させることから、その配合割合を63〜
93重量％と定めた。 因に得られる焼結体中のCBN含量は約70
超〜95容量％位である。 () 混合・成形・焼結工程 次いで、前記の配合組成を有する組成物を、
例えばボールミルにより混合し、混合粉末とし
た後、この混合粉末を0.5〜5.0t／cm2の圧力でプ
レス成形して圧粉体とし、この圧粉体をそのま
ま、あるいは超高圧焼結の前処理として0-2〜
10-4torrの真空中又は不活性ガス中で800〜
1200℃の温度で仮焼結し、その強度を高めた後
に、前記圧粉体若しくはは仮焼結体を単独で、
又は他の圧粉体若しくは焼結体（例えば、超硬
合金、サーメツト、アルミナ基セラミツクス、
窒化珪素基セラミツク等の焼結前の圧粉体若し
くは焼結体）と重ね合わせた状態で、圧力：４
〜7GPa、温度：1400〜1800℃、保持時間：５
〜120分の条件で焼結することにより、この発
明のCBN基焼結体を製造する。 超高圧焼結時の圧力および温度は、CBNの安
定領域内の圧力および温度である必要は必ずしも
なく、必ずしもそれ程の超高圧、高温は必要でな
い。なぜならば、Ti2AlC又はTi2AlCNをCBNと
共に用いた場合、前記したように、CBN粒との
界面でAl分の存在しない反応領域を形成すると
いう特徴がある。この現象は他のAl化合物では
見られない現象であり、このことがCBNから六
方晶窒化硼素への逆変能を生じにくくするため、
比較的低い圧力下においても六方晶窒化硼素を殆
んど含まずに満足できる特性を有するCBN基焼
結体が得られるのである。 〔実施例〕 実施例 原理粉末として平均粒径2μｍのCBN粉末、同
1μｍのTiC0.5N0.5粉末とTiN粉末と、Ti2AlC0.6
N0.4粉末、同0.1μｍのTiC粉末、同3μｍのTi2AlC
粉末を用意し、第１表に示す配合組成に配合後、
ボールミルにて２時間混合し、次いで2t／cm2の圧
力でプレス成形して圧粉体とし、この圧粉体を
10-3torrの真空中800℃で30分保持後、ベルト型
超高圧装置にて第１表記載の焼結条件で10分間保
持後、冷却・除圧することにより、本発明焼結体
１〜17を製造した。 比較のため、Ti2AlCやTi2AlC0.6N0.4を用いな
いで、CBNとTiCのみの配合組成物、CBNと
TiC0.5N0.5のみの配合組成物あるいはCBNとTiN
のみの配合組成物を用いて従来焼結体１〜３を、
Ti2AlCやTi2AlC0.6N0.4の代りに焼結助剤として
従来公知のTiAl3あるいはAlを用いて従来焼結体
４〜５を、及び配合組成がこの発明の配合組成範
囲から外れる比較焼結体１〜12を同様に製造し
た。 これらの本発明焼結体、比較焼結体及び従来焼
結体をそれぞれ研摩後、それぞれについて焼結体
中のCBN含量、破壊靭性値及びビツカース硬さ
を測定し、その結果を第１表に示した。 次いで、これらの焼結体を研削・研摩仕上げに
より切削工具用の刃先とした。この刃先を用いて
シヨア硬さが70のチルド鋳鉄を被削材とし、切削
速度：80ｍ／分、切り込み：1.0mmの高切り込み
条件において、送り量を0.05mm／rev.で、それか
ら0.1〜0.7mm／rev.の範囲内で小さい方から0.1mm
ずつ増加させてそれぞれの送り量で５分間切削し
て欠けが始めて発生する送り量を調べた。その結
果を第１表に示す。 〔発明の効果〕 第１表に示されるように、本発明焼結体は従来
焼結体に比較して破壊靭性値、硬さ及び切削工具
の刃先として欠けを生ぜずに採用可能な送り量の
全てにおいて優れており、特に、破壊靭性値と採
用可能な送り量においてはきわめて優れている。
そして、本発明焼結体は、比較焼結体に比べても
切削工具の刃先として欠けを生ぜずに採用可能な
送り量の点で優れている。つけ加えるならば、こ
れに対して、比較焼結体は本発明焼結体に比べ
て、破壊靭性値が硬さのいずれかにおいて劣つて
おり、両特性同時に満足させないものである。 因にCBN基焼結体製の切削工具の場合は、0.3
mm／rev.以上を高送り条件と見てよい。
両特性を有し、高硬度鋳鉄や、ダイス鋼、高速度
鋼等の高硬度鋼の切削工具（なかでも、高硬度鋳
鉄の高負荷切削等の特に靭性を要求される分野の
切削工具）に使用するのに適した立方晶窒化硼素
（以下、CBNで示す）基焼結体の製造方法に関す
るものである。 〔従来の技術〕 最近、金属加工の分野において、鋳鉄切削の高
速化、ダイス鋼や高速度鋼などの高硬度鋼の研削
加工から切削加工への切り換えが急速に進み、そ
れに伴なつて、CBNが鉄との反応を起こさず、
ダイヤモンドに次ぐ高硬度を有し、かつ熱伝導度
も高いことから、CBN基焼結体がこれらの材料
の切削工具として注目されるようになつてきた。
そして、チタンの炭化物（以下、TiCで示す）、
炭窒化物（以下、TiCNで示す）及び窒化物（以
下、TiNで示す）は硬度も高く、耐溶着性もあ
ることから、CBNと、結合成分と言えるTiC、
TiCN及びTiNのうちの１種以上とからなる配合
組成物の圧粉体を単独で、又は他の圧粉体若しく
は焼結体と重ね合わせた状態で、超高圧焼結した
CBN基焼結体が鋳鉄や高硬度鋼の切削工具とし
て提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、一般に、ダイス鋼や高速度鋼な
どの高硬度鋼は、熱処理状態において、多くの場
合ロツクウエルＣ硬さが50以上の高硬度を有し、
高硬度鋳鉄のチルド鋳鉄においてはシヨア硬さが
70〜80程度の高硬度を持つのであつて、一方、前
記の従来のCBN基焼結体は充分な靭性と耐摩耗
性の両特性を有したものではないので、前記の高
硬度材料を前記の従来のCBN基焼結体製の切削
工具で切削する場合、切削速度の高速化、切り込
み量の増大、送り速度の高速化に従つて、旋盤加
工時に刃先に対して加わる負荷が極めて大きくな
り、刃先の欠損や摩耗が顕著になり、使用不可能
となつてしまう。例えば、チルド鋳鉄の旋削にお
いては、切り込み、送り速度が高くなると、前記
の従来CBN基焼結体は靭性が不足するため、欠
けを生じ易く、具体的には、シヨア硬さが70のチ
ルド鋳鉄を被削材とし、切削速度：80ｍ／分、切
り込み：1.0mmの高切り込み条件の切削では、送
りが0.1mm未満と小さいものであつても、刃先に
欠損が生じてしまうのである。したがつて、前記
の従来のCBN基焼結体製に切削工具は切り込み
や送りの微少な切削にしか使用されていないのが
現状である。 よつて、この発明の目的は、きわめて優れた靭
性と耐摩耗性の両特性を有し、高硬度鋳鉄やダイ
ス鋼、高速度鋼等の高硬度鋼の切削工具（なかで
も、高硬度鋳鉄の高切り込み高送り条件の高負荷
切削等の特に靭性を要求される分野の切削工具）
に使用するのに適した切削工具用CBN基焼結体
の製造方法を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、種々研究や検討を重ねた結果、
以下に述べる知見を得たのである。 (イ) CBNとTiN単独とを超高圧下で焼結した場
合、CBNに比較してTiNは柔らかいために塑
性変形してCBN界面に廻り込むものの両者の
間に反応を生じないので、界面強度ひいては靭
性が充分に向上せず、しかも切削工具としての
使用時にCBN粒子の脱落により耐摩耗性も劣
つたものとなること、 (ロ) CBNとTiC単独あるいはTiCN単独とを超高
圧下で焼結した場合も(イ)とほぼ同様であるこ
と、 (ハ) 液相を形成させ、ひいては反応を生じさせる
ために、CBNの焼結助剤として従来公知のAl
化合物であるAlの金属間化合物、例えばTiAl3
やTiAlを用いると、超高圧焼結時に反応を生
じるものの、TiB2の他に多量のAlNをも生じ、
そのために充分な焼結促進効果が得られないと
同時に、焼結体特性（靭性及び耐摩耗性等）に
対しても悪影響を及ぼすこと、 (ハ) Al化合物の１種である二チタンアルミニウ
ム炭化物（以下、Ti2AlCで示す）あるいは二
チタンアルミニウム炭窒化物（以下、
Ti2AlCNで示す）は単独では1300℃以上の温
度で徐々に分解反応を生じ、それぞれTiCある
いはTiCNを生成する。このような特徴を有す
るTi2AlCあるいはTi2AlCを焼結助剤として、
CBNと共に超高圧下で焼結すると、CBN界面
への廻り込みも起こるし、CBNと分解生成
TiCあるいはTiCNとの界面に層状の反応領域
が形成し（第１図参照）、これらの焼結助剤も
Al化合物の１種であるのにもかかわらず、こ
の反応領域内にはAl分が存在せず、Al分は反
応領域外のTiCあるいはTiCN内に均一に分布
し、AlNの形成は認められないために、充分
な焼結促進効果が得られ、しかも焼結体持性
（具体的には靭性）も向上すること、 (ニ) 上記のTi2AlCあるいはTi2AlCNは、それぞ
れTiC、TiCNあるいはTiNの焼結助剤として
も有効で、上記各材料を焼結する際にTi2AlC
あるいはTi2AlCNを添加すると、著しく焼結
性が向上し、又、焼結体中で分解生成TiCある
いはTiCNが均一な微細分散構造を呈するこ
と、 (ホ) CBNと、TiC、TiCN及びTiN（以下、これ
らを総称してチタンの炭・窒化物とも言う）の
うちの１種以上と共に、焼結助剤として上記の
Ti2AlCあるいはTi2AlCNを用いると、Ti2AlC
あるいはTi2AlCNが分解して生成したTiCあ
るいはTiCNはCBN粒子および配合されたチ
タンの炭・窒化物のうちの１種以上の粒子間に
廻り込んで、CBN粒子と配合されたチタンの
炭・窒化物粒子との直接の接触を妨げ、分解生
成TiCあるいはTiCNとCBN粒子との界面にAl
分の存在しない反応領域を形成させ、かつ、配
合されたチタンの炭・窒化物の焼結性をも向上
させ、もつてCBN粒子と結合相及びチタンの
炭・窒化物粒子と結合相の結合を強固なものと
し、得られる焼結体の靭性を向上させること。 この発明は上記知見に基いて発明されたもので
あり、 TiC、TiN及びTiCNからなる群より選ばれた
１種以上の粉末：５〜31％、 Ti2AlC及びTi2AlCNからなる群より選ばれた
１種又は２種の粉末：１〜23％、 CBN粉末：残り（但し、63〜93％）からなる
配合組成（以上、重量％）を有する組成物を混合
し、プレス成形して圧粉体とし、次いでこの圧粉
体を単独で、又は他の圧粉体若しくは焼結体と重
ね合わせた状態で、高超圧下において焼結するこ
とを特徴とする切削工具用CBN基焼結体の製造
法である。 以下、この発明の構成を説明する。 () 原料 チタン炭・窒化物粉末、Ti2AlC粉末、
Ti2AlCN粉末及びCBN粉末ともに、その平均
粒径は10μｍ以下が好ましい。 そして、原料粉末であるTi2AlCNのＣ／Ｎ
（原子比）はどのような数値のものでもよいが、
得られる焼結体の硬度を高くするためには、3/
７よりも大きいことが好ましい。 () 配合組成 (i) チタンの炭・窒化物 これら各成分は、得られる焼結体に耐熱
性、耐溶着性を附与する作用を有するが、そ
の配合量が５重量％未満では、所望の耐溶着
性が得られず、得られる焼結体を切削工具と
して用いたときの切削加工時に刃先に溶着
（切削工具の被削材との高温における化学反
応に起因する）が生じ易く、その結果として
刃先のチツピングや摩耗が生じ易くなつてし
まう。一方、31重量％を超えると、CBN基
焼結体の特徴の一つである高硬度が得られな
いか、あるいは焼結助剤の相対的割合の減少
により充分な界面強度が得られず、結果的に
耐摩耗性あるいは靭性が不足してしまうこと
から、その配合割合を５〜31重量％と定め
た。 (ii) Ti2AlC、Ti2AlCN 知見事項(ホ)の所でも述べたように、これら
の成分は焼結助剤であつて、超高圧焼結時に
分解反応を生じ、TiC又はTiCNを生成する
という特徴があり、（CBNと共に用いると一
部TiB2をも形成する）、これらの成分を
CBN、チタンの炭・窒化物と共に用いると、
分解生成されたTiCあるいはTiCNがCBN粒
子および配合されたチタンの炭・窒化物粒子
間に廻り込み、CBN粒子と配合されたチタ
ンの炭・窒化物粒子の直接の防ぎ、分解生成
TiCあるいはTiCNとCBN粒子との界面にAl
分の存在しない反応領域を形成させ、かつ配
合されたチタンの炭・窒化物の焼結性をも向
上させ、もつてCBN粒子と結合相と配合さ
れたチタンの炭・窒化物粒子の間の結合を強
固なものとし、得られる焼結体の靭性を向上
させる作用を有する。しかし、その配合割合
が１重量％未満では、前記の靭性向上効果は
認められず、一方、23重量％を超えると、耐
摩耗性が著しく低下することから、その配合
割合を１〜23重量％と定めた。 (iii) CBN CBNは極めて優れた耐摩耗性及び耐欠損
性を得るために不可欠の成分と言える。しか
しながら、その配合割合が63重量％未満で
は、理由は不明であるが、高負荷切削では靭
性が不充分となり、特に靭性が必要とされる
この分野の切削加工には好ましくない。一
方、93重量％を超えて配合されると、その焼
結性は著しく劣化し、CBN粒子が脱落し易
くなり、結果的に得られる焼結体の耐摩耗性
を低下させることから、その配合割合を63〜
93重量％と定めた。 因に得られる焼結体中のCBN含量は約70
超〜95容量％位である。 () 混合・成形・焼結工程 次いで、前記の配合組成を有する組成物を、
例えばボールミルにより混合し、混合粉末とし
た後、この混合粉末を0.5〜5.0t／cm2の圧力でプ
レス成形して圧粉体とし、この圧粉体をそのま
ま、あるいは超高圧焼結の前処理として0-2〜
10-4torrの真空中又は不活性ガス中で800〜
1200℃の温度で仮焼結し、その強度を高めた後
に、前記圧粉体若しくはは仮焼結体を単独で、
又は他の圧粉体若しくは焼結体（例えば、超硬
合金、サーメツト、アルミナ基セラミツクス、
窒化珪素基セラミツク等の焼結前の圧粉体若し
くは焼結体）と重ね合わせた状態で、圧力：４
〜7GPa、温度：1400〜1800℃、保持時間：５
〜120分の条件で焼結することにより、この発
明のCBN基焼結体を製造する。 超高圧焼結時の圧力および温度は、CBNの安
定領域内の圧力および温度である必要は必ずしも
なく、必ずしもそれ程の超高圧、高温は必要でな
い。なぜならば、Ti2AlC又はTi2AlCNをCBNと
共に用いた場合、前記したように、CBN粒との
界面でAl分の存在しない反応領域を形成すると
いう特徴がある。この現象は他のAl化合物では
見られない現象であり、このことがCBNから六
方晶窒化硼素への逆変能を生じにくくするため、
比較的低い圧力下においても六方晶窒化硼素を殆
んど含まずに満足できる特性を有するCBN基焼
結体が得られるのである。 〔実施例〕 実施例 原理粉末として平均粒径2μｍのCBN粉末、同
1μｍのTiC0.5N0.5粉末とTiN粉末と、Ti2AlC0.6
N0.4粉末、同0.1μｍのTiC粉末、同3μｍのTi2AlC
粉末を用意し、第１表に示す配合組成に配合後、
ボールミルにて２時間混合し、次いで2t／cm2の圧
力でプレス成形して圧粉体とし、この圧粉体を
10-3torrの真空中800℃で30分保持後、ベルト型
超高圧装置にて第１表記載の焼結条件で10分間保
持後、冷却・除圧することにより、本発明焼結体
１〜17を製造した。 比較のため、Ti2AlCやTi2AlC0.6N0.4を用いな
いで、CBNとTiCのみの配合組成物、CBNと
TiC0.5N0.5のみの配合組成物あるいはCBNとTiN
のみの配合組成物を用いて従来焼結体１〜３を、
Ti2AlCやTi2AlC0.6N0.4の代りに焼結助剤として
従来公知のTiAl3あるいはAlを用いて従来焼結体
４〜５を、及び配合組成がこの発明の配合組成範
囲から外れる比較焼結体１〜12を同様に製造し
た。 これらの本発明焼結体、比較焼結体及び従来焼
結体をそれぞれ研摩後、それぞれについて焼結体
中のCBN含量、破壊靭性値及びビツカース硬さ
を測定し、その結果を第１表に示した。 次いで、これらの焼結体を研削・研摩仕上げに
より切削工具用の刃先とした。この刃先を用いて
シヨア硬さが70のチルド鋳鉄を被削材とし、切削
速度：80ｍ／分、切り込み：1.0mmの高切り込み
条件において、送り量を0.05mm／rev.で、それか
ら0.1〜0.7mm／rev.の範囲内で小さい方から0.1mm
ずつ増加させてそれぞれの送り量で５分間切削し
て欠けが始めて発生する送り量を調べた。その結
果を第１表に示す。 〔発明の効果〕 第１表に示されるように、本発明焼結体は従来
焼結体に比較して破壊靭性値、硬さ及び切削工具
の刃先として欠けを生ぜずに採用可能な送り量の
全てにおいて優れており、特に、破壊靭性値と採
用可能な送り量においてはきわめて優れている。
そして、本発明焼結体は、比較焼結体に比べても
切削工具の刃先として欠けを生ぜずに採用可能な
送り量の点で優れている。つけ加えるならば、こ
れに対して、比較焼結体は本発明焼結体に比べ
て、破壊靭性値が硬さのいずれかにおいて劣つて
おり、両特性同時に満足させないものである。 因にCBN基焼結体製の切削工具の場合は、0.3
mm／rev.以上を高送り条件と見てよい。
【表】
【表】
【表】
したがつて、この発明の製造方法で得られた
CBN基焼結体は、高硬度鋳鉄等に対する高切り
込み高送りの高負荷切削等の特に靭性を要求され
る分野の切削工具として、特に有用である。
CBN基焼結体は、高硬度鋳鉄等に対する高切り
込み高送りの高負荷切削等の特に靭性を要求され
る分野の切削工具として、特に有用である。
第１図は、この発明の製造方法で用いられる焼
結助剤のTi2AlCNの作用を示すための焼結体
（CBNとTi2AlCNとを4GPaの圧力及び1400℃の
温度で10分間保持して得られた焼結体）組織の一
部（Ti2AlCNの分解により得られた結合相と
CBNとの界面近傍）を表わす顕微鏡写真である。
結助剤のTi2AlCNの作用を示すための焼結体
（CBNとTi2AlCNとを4GPaの圧力及び1400℃の
温度で10分間保持して得られた焼結体）組織の一
部（Ti2AlCNの分解により得られた結合相と
CBNとの界面近傍）を表わす顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタンの炭化物、窒化物及び炭窒化物からな
る群より選ばれた１種以上の粉末：５〜31％、 二チタンアルミニウム炭化物及び二チタンアル
ミニウム炭窒化物からなる群より選ばれた１種又
は２種の粉末：１〜23％、 立方晶窒化硼素粉末：残り（但し、63〜93％）
からなる配合組成（以上、重量％）を有する組成
物を混合し、プレス成形して圧粉体とし、次いで
この圧粉体を単独で、又は他の圧粉体若しくは焼
結体と重ね合わせた状態で、超高圧下において焼
結することを特徴とする切削工具用立方晶窒化硼
素基焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59263992A JPS61141672A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59263992A JPS61141672A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61141672A JPS61141672A (ja) | 1986-06-28 |
| JPS644988B2 true JPS644988B2 (ja) | 1989-01-27 |
Family
ID=17397037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59263992A Granted JPS61141672A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61141672A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220349731A1 (en) * | 2017-07-14 | 2022-11-03 | Nikon Corporation | Encoder and drive device |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE519862C2 (sv) * | 1999-04-07 | 2003-04-15 | Sandvik Ab | Sätt att tillverka ett skär bestående av en PcBN-kropp och en hårdmetall- eller cermet-kropp |
| CN103209794B (zh) * | 2010-09-08 | 2015-11-25 | 六号元素有限公司 | 自烧结的多晶立方氮化硼（pcbn）切割元件和形成自烧结pcbn切割元件的方法 |
| US12410103B2 (en) * | 2019-07-18 | 2025-09-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cubic boron nitride sintered material and cutting tool |
| JP6967175B2 (ja) * | 2019-07-18 | 2021-11-17 | 住友電気工業株式会社 | 立方晶窒化硼素焼結体および切削工具 |
| EP4000778B1 (en) * | 2019-07-18 | 2025-02-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cubic boron nitride sintered compact and method for manufacturing same |
| EP4000779B1 (en) | 2019-07-18 | 2025-04-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cubic boron nitride sintered material |
| JPWO2022176569A1 (ja) * | 2021-02-20 | 2022-08-25 |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP59263992A patent/JPS61141672A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220349731A1 (en) * | 2017-07-14 | 2022-11-03 | Nikon Corporation | Encoder and drive device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61141672A (ja) | 1986-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2020514235A (ja) | 焼結多結晶立方晶窒化ホウ素材料 | |
| JPH06287067A (ja) | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 | |
| JP3476507B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素含有焼結体の製造方法 | |
| JPS601390B2 (ja) | 切削工具用立方晶窒化硼素基超高圧焼結材料 | |
| EP0816304B1 (en) | Ceramic bonded cubic boron nitride compact | |
| JPS644988B2 (ja) | ||
| JP2004026555A (ja) | 立方晶窒化ホウ素含有焼結体およびその製造方法 | |
| JPS644989B2 (ja) | ||
| JP5157056B2 (ja) | 立方晶窒化硼素焼結体および被覆立方晶窒化硼素焼結体、並びにそれらからなる焼入鋼用切削工具 | |
| JPH0881270A (ja) | 立方晶窒化ホウ素含有セラミックス焼結体および切削工具 | |
| JPS61197469A (ja) | 切削工具用立方晶窒化硼素基焼結材料の製造方法 | |
| JP3146803B2 (ja) | 耐摩耗性に優れた立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料の製造方法 | |
| JP2808907B2 (ja) | 高強度を有する立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削チップ | |
| JP2596094B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具 | |
| JP2005212048A (ja) | セラミックスおよびこれを用いた切削工具 | |
| JPS6251911B2 (ja) | ||
| JPH01122971A (ja) | 立方晶窒化ホウ素基焼結体 | |
| JPH08732B2 (ja) | 切削工具用立方晶窒化硼素基超高圧焼結体の製造法 | |
| JPH0215515B2 (ja) | ||
| JP2805339B2 (ja) | 高密度相窒化ホウ素基焼結体及び複合焼結体 | |
| JPS6330983B2 (ja) | ||
| JPS6335591B2 (ja) | ||
| JP4244108B2 (ja) | すぐれた耐チッピング性を有する立方晶窒化ほう素基焼結材料製切削工具切刃片の製造方法 | |
| JPH01115873A (ja) | 立方晶窒化ホウ素含有焼結体 | |
| JP2735919B2 (ja) | 工具用焼結体及びその製造方法 |