JP2000135606A - サーメット工具 - Google Patents
サーメット工具Info
- Publication number
- JP2000135606A JP2000135606A JP10310244A JP31024498A JP2000135606A JP 2000135606 A JP2000135606 A JP 2000135606A JP 10310244 A JP10310244 A JP 10310244A JP 31024498 A JP31024498 A JP 31024498A JP 2000135606 A JP2000135606 A JP 2000135606A
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- Japan
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- ray diffraction
- thermet
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- cermet
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来サーメットが適用できなかった湿式切削領
域において切削可能なサーメット工具を提供する。 【解決手段】Tiの炭化物、窒化物、炭窒化物と周期律表
4A、5A、6A族の炭化物、窒化物もしくは炭窒化物の１種
以上を主体とする硬質相を（50〜95wt% ）と、残部が鉄
族金属を結合相とするとともにTiCNの最も大きいX 線回
折強度を100 とした場合、炭化物のX 線回折強度が2 〜
30の範囲にあるη層を備えてなるサーメットにより工具
を構成する。
域において切削可能なサーメット工具を提供する。 【解決手段】Tiの炭化物、窒化物、炭窒化物と周期律表
4A、5A、6A族の炭化物、窒化物もしくは炭窒化物の１種
以上を主体とする硬質相を（50〜95wt% ）と、残部が鉄
族金属を結合相とするとともにTiCNの最も大きいX 線回
折強度を100 とした場合、炭化物のX 線回折強度が2 〜
30の範囲にあるη層を備えてなるサーメットにより工具
を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削工具として使
用されるTiの炭化物、窒化物、炭窒化物からなるTi基サ
ーメット（以下サーメット）からなるサーメット工具に
関し、特に耐熱衝撃性に優れ湿式切削に適したサーメッ
ト工具に関するものである。
用されるTiの炭化物、窒化物、炭窒化物からなるTi基サ
ーメット（以下サーメット）からなるサーメット工具に
関し、特に耐熱衝撃性に優れ湿式切削に適したサーメッ
ト工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より切削工具用の材料と
してサーメットとWC基超硬がよく知られている。
してサーメットとWC基超硬がよく知られている。
【０００３】このうちサーメットはWC基超硬と比較して
耐熱衝撃性が低い。そのため、湿式切削加工において刃
先の欠損を起こしやすいという不具合があった。そこ
で、このようなサーメットの耐熱衝撃性を改善するた
め、窒素添加、微粒化、表面の圧縮残留応力の付与、Ti
N 基サーメットなどが開発されたが、このようなサーメ
ットでもWC基超硬工具が用いられてきた湿式切削領域に
おいて刃先の欠損が顕著にみられ、上記課題を効果的に
改善するに至っていない。
耐熱衝撃性が低い。そのため、湿式切削加工において刃
先の欠損を起こしやすいという不具合があった。そこ
で、このようなサーメットの耐熱衝撃性を改善するた
め、窒素添加、微粒化、表面の圧縮残留応力の付与、Ti
N 基サーメットなどが開発されたが、このようなサーメ
ットでもWC基超硬工具が用いられてきた湿式切削領域に
おいて刃先の欠損が顕著にみられ、上記課題を効果的に
改善するに至っていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するべく鋭意研究を続け、従来は好ましくないとされ
ていたη相を積極的に析出させ、かつ、η相の特性を効
果的に制御することにより前記課題を著しく改善するこ
とができることを見出し、本発明に到ったものである。
決するべく鋭意研究を続け、従来は好ましくないとされ
ていたη相を積極的に析出させ、かつ、η相の特性を効
果的に制御することにより前記課題を著しく改善するこ
とができることを見出し、本発明に到ったものである。
【０００５】すなわち、本発明は、Tiの炭化物、窒化
物、炭窒化物と周期律表4A、5A、6A族の炭化物、窒化物
もしくは炭窒化物の１種以上を主体とする硬質相と、鉄
族金属を結合相とするサーメットにおいて、低炭素合金
とすることで熱伝導率の高いW、Moなどと結合相との化
合物のη相を析出させ、合金の耐熱衝撃性を高めるもの
であり、このような特性を最大限有効に発揮させるべ
く、TiCNの最も大きいX 線回折強度を100 とした場合、
炭化物のX 線回折強度が2 〜30とする。
物、炭窒化物と周期律表4A、5A、6A族の炭化物、窒化物
もしくは炭窒化物の１種以上を主体とする硬質相と、鉄
族金属を結合相とするサーメットにおいて、低炭素合金
とすることで熱伝導率の高いW、Moなどと結合相との化
合物のη相を析出させ、合金の耐熱衝撃性を高めるもの
であり、このような特性を最大限有効に発揮させるべ
く、TiCNの最も大きいX 線回折強度を100 とした場合、
炭化物のX 線回折強度が2 〜30とする。
【０００６】例えば、X 線回折から、TiCNの（111 ）
（200 ）面の高い方の強度を100 とした場合、η相の炭
化物の最も大きな強度、たとえばW6Co6Cでは（422 ）
（511 ）（440 ）面のうち最も高い強度、W3Co3 C では
（331 ）（422 ）（440 ）面のうち最も高い強度を2 〜
30の範囲とする。そして、このようなサーメットで切削
工具を構成することを特徴とする。
（200 ）面の高い方の強度を100 とした場合、η相の炭
化物の最も大きな強度、たとえばW6Co6Cでは（422 ）
（511 ）（440 ）面のうち最も高い強度、W3Co3 C では
（331 ）（422 ）（440 ）面のうち最も高い強度を2 〜
30の範囲とする。そして、このようなサーメットで切削
工具を構成することを特徴とする。
【０００７】また、上記の如きη相析出サーメットを得
る方法としては、製造工程において炭素添加量を少なめ
に調整する方法がある。さらには、焼成過程のある時間
帯に焼成雰囲気としてHe、N2、Ar、CO、CO2 のいずれか
1 種または2 種以上を導入することで、炉内圧力、構成
比率、ガス種を変化させる等して良好な焼結体を得るよ
う工夫することができる。
る方法としては、製造工程において炭素添加量を少なめ
に調整する方法がある。さらには、焼成過程のある時間
帯に焼成雰囲気としてHe、N2、Ar、CO、CO2 のいずれか
1 種または2 種以上を導入することで、炉内圧力、構成
比率、ガス種を変化させる等して良好な焼結体を得るよ
う工夫することができる。
【０００８】
【作用】本発明のη相析出サーメットは、前記Ｘ線回析
の強度比が２〜３０の範囲にあることにより熱的特性の
優れるＷ，Ｍｏ等が、η相が析出していない場合よりも
結合相中に多く固溶し、合金の熱的特性を改善する。
の強度比が２〜３０の範囲にあることにより熱的特性の
優れるＷ，Ｍｏ等が、η相が析出していない場合よりも
結合相中に多く固溶し、合金の熱的特性を改善する。
【０００９】しかし、η相は脆性であるため、前記強度
比が３０を越えると合金の靱性を低下させる恐れがあ
る。
比が３０を越えると合金の靱性を低下させる恐れがあ
る。
【００１０】他方、前記強度比が２未満であるとη相の
析出による熱的特性の改善の効果が見られない傾向があ
る。
析出による熱的特性の改善の効果が見られない傾向があ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態をより詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１２】本発明はサーメットから構成されるもの
で、且つ、そのサーメットはTiの炭化物、窒化物、炭窒
化物と周期律表4A、5A、6A族の炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の１種以上を主体とする硬質相（50〜95wt% ）
と、残部が鉄族金属を結合相とするサーメットにおいて
η相（W6Co6C，W3Co3C，W4Co2C，W9Co3C4 等の低級炭化
物を含む）を有するサーメットであり、TiCNの最も大き
いX 線回折強度を100 とした場合、炭化物のX 線回折強
度が2 〜30の範囲にあるようにすることを特徴とする。
で、且つ、そのサーメットはTiの炭化物、窒化物、炭窒
化物と周期律表4A、5A、6A族の炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の１種以上を主体とする硬質相（50〜95wt% ）
と、残部が鉄族金属を結合相とするサーメットにおいて
η相（W6Co6C，W3Co3C，W4Co2C，W9Co3C4 等の低級炭化
物を含む）を有するサーメットであり、TiCNの最も大き
いX 線回折強度を100 とした場合、炭化物のX 線回折強
度が2 〜30の範囲にあるようにすることを特徴とする。
【００１３】例として、得られた燒結体のX 線回折か
ら、TiCNの（111 ）（200 ）面のいずれか高い方の強度
を100 とした場合、η相の強度が、たとえばW6Co6Cでは
（422）（511 ）（4 40）面のうちいずれか最も高い強
度が、W3Co3Cでは（331 ）（422 ）（440 ）面のうちい
ずれか最も高い強度が、それぞれ2 〜30の範囲にあるよ
うにする。特に、このＸ線回析強度比としては５〜１５
の範囲にあることがより好ましい。
ら、TiCNの（111 ）（200 ）面のいずれか高い方の強度
を100 とした場合、η相の強度が、たとえばW6Co6Cでは
（422）（511 ）（4 40）面のうちいずれか最も高い強
度が、W3Co3Cでは（331 ）（422 ）（440 ）面のうちい
ずれか最も高い強度が、それぞれ2 〜30の範囲にあるよ
うにする。特に、このＸ線回析強度比としては５〜１５
の範囲にあることがより好ましい。
【００１４】本発明のサーメットを製造する方法とし
て、たとえば、Ti、W 、Ta、Nb、Mo等の炭化物、窒化
物、炭窒化物の粉末と鉄族金属粉末を所望の割合になる
ように秤量混合する。
て、たとえば、Ti、W 、Ta、Nb、Mo等の炭化物、窒化
物、炭窒化物の粉末と鉄族金属粉末を所望の割合になる
ように秤量混合する。
【００１５】化学的な組成に対して市販の原料は若干多
めの炭素を含んでいるが、粉砕等の段階で炭素が減少す
る。その為、カーボンブラックや金属粉末を適量、添加
しながら化学的組成に合わせて調整するが、本発明にお
いては、その際に、η層が発生しない為の公知の健全領
域範囲より０．２％以上少なめの炭素含有量となるよう
にする。このようにすることにより、効果的に前記η層
を析出させることができる。
めの炭素を含んでいるが、粉砕等の段階で炭素が減少す
る。その為、カーボンブラックや金属粉末を適量、添加
しながら化学的組成に合わせて調整するが、本発明にお
いては、その際に、η層が発生しない為の公知の健全領
域範囲より０．２％以上少なめの炭素含有量となるよう
にする。このようにすることにより、効果的に前記η層
を析出させることができる。
【００１６】その後、パラフィンワックス等を添加した
後にプレス成形し焼成する。焼成は、真空中あるいはN
2、He、Arガス等の雰囲気中で温度が1400〜1600℃で行
う。
後にプレス成形し焼成する。焼成は、真空中あるいはN
2、He、Arガス等の雰囲気中で温度が1400〜1600℃で行
う。
【００１７】雰囲気調整は、焼結中の任意の温度におい
て、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等のガスを０〜７６０Ｔｏｒｒで
導入して雰囲気調整を行うことが特に好ましい。
て、Ｎ2 、Ｈｅ、Ａｒ等のガスを０〜７６０Ｔｏｒｒで
導入して雰囲気調整を行うことが特に好ましい。
【００１８】さらに安定した焼結体を得るために１２０
０〜１４５０℃の範囲で０．５〜５時間の中間保持を行
うこともある。
０〜１４５０℃の範囲で０．５〜５時間の中間保持を行
うこともある。
【００１９】このように、ガスによる雰囲気は導入のタ
イミング、圧力、ガス種などを適宜調整することが重要
である。
イミング、圧力、ガス種などを適宜調整することが重要
である。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００２１】原料粉末としてTiCN、TiN 、TiC 、WC、Ta
C 、Mo2C、NbC 、Ni、Coの各粉末を用い、表１の割合に
なるように秤量、混合しパラフィンワックス添加後CNMG
120408の旋削用工具形状にプレス成形し1400〜1600℃の
温度で真空、またはN2、He雰囲気で1 〜6 時間焼成し
た。
C 、Mo2C、NbC 、Ni、Coの各粉末を用い、表１の割合に
なるように秤量、混合しパラフィンワックス添加後CNMG
120408の旋削用工具形状にプレス成形し1400〜1600℃の
温度で真空、またはN2、He雰囲気で1 〜6 時間焼成し
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】焼成後、下記に示す切削条件で熱衝撃を与
える切削試験を行い耐熱衝撃性の確認を行った。
える切削試験を行い耐熱衝撃性の確認を行った。
【００２４】（熱衝撃切削試験） 切削速度 250m/min 切り込み 2mm 送り0.3mm/rev 湿式 被削材 SCM435 1 パス 20mm 切削試験結果を表１に示す。
【００２５】表１から明らかなように試料番号６番は前
記Ｘ線回析強度比が０、すなわちη相が析出しなかった
ので湿式切削には全く不向きであった。また、試料番号
７番はη相は析出したがＸ線回析強度比が３０より大き
く、その結果湿式切削には不向きの結果となった。
記Ｘ線回析強度比が０、すなわちη相が析出しなかった
ので湿式切削には全く不向きであった。また、試料番号
７番はη相は析出したがＸ線回析強度比が３０より大き
く、その結果湿式切削には不向きの結果となった。
【００２６】試料番号８、試料番号９もともに前記Ｘ線
回析強度比が０、すなわちη相が析出しなかったので湿
式切削には不向きであった。また、試料番号１０は前記
Ｘ線回析強度比が１であり、熱的特性の改善が少なく、
耐久性が不十分であった。
回析強度比が０、すなわちη相が析出しなかったので湿
式切削には不向きであった。また、試料番号１０は前記
Ｘ線回析強度比が１であり、熱的特性の改善が少なく、
耐久性が不十分であった。
【００２７】これに対して本発明の範囲内にある試料番
号１乃至５は、熱的特性が大幅に改善され、耐久性が著
しく向上していた。
号１乃至５は、熱的特性が大幅に改善され、耐久性が著
しく向上していた。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のサーメット
工具は、TiCNの最も大きいX 線回折強度を100 とした場
合、炭化物のX 線回折強度が2 〜30の範囲にあるη層を
備えてなるので、熱伝導率の高いW 、Moなどと結合相と
の化合物のη相のもつ優れた耐熱衝撃性が発揮される。
これにより、従来サーメットが適用できなかった湿式切
削領域において切削可能なサーメットを提供することが
できる。
工具は、TiCNの最も大きいX 線回折強度を100 とした場
合、炭化物のX 線回折強度が2 〜30の範囲にあるη層を
備えてなるので、熱伝導率の高いW 、Moなどと結合相と
の化合物のη相のもつ優れた耐熱衝撃性が発揮される。
これにより、従来サーメットが適用できなかった湿式切
削領域において切削可能なサーメットを提供することが
できる。
Claims (1)
- 【請求項１】Tiの炭化物、窒化物、炭窒化物と周期律表
4A、5A、6A族の炭化物、窒化物もしくは炭窒化物の１種
以上を主体とする硬質相を（50〜95wt% ）と、残部が鉄
族金属を結合相とするとともにTiCNの最も大きいX 線回
折強度を100 とした場合、炭化物のX 線回折強度が2 〜
30の範囲にあるη層を備えてなるサーメット工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31024498A JP3677400B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | サーメット工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31024498A JP3677400B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | サーメット工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000135606A true JP2000135606A (ja) | 2000-05-16 |
| JP3677400B2 JP3677400B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=18002922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31024498A Expired - Fee Related JP3677400B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | サーメット工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3677400B2 (ja) |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP31024498A patent/JP3677400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3677400B2 (ja) | 2005-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040827 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041108 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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