JP2000226263A - 高強度焼結体 - Google Patents
高強度焼結体Info
- Publication number
- JP2000226263A JP2000226263A JP11345489A JP34548999A JP2000226263A JP 2000226263 A JP2000226263 A JP 2000226263A JP 11345489 A JP11345489 A JP 11345489A JP 34548999 A JP34548999 A JP 34548999A JP 2000226263 A JP2000226263 A JP 2000226263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- phase
- binder phase
- boron nitride
- particles
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 38
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 28
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910010037 TiAlN Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150084548 Cubn gene Proteins 0.000 description 1
- 101000693961 Trachemys scripta 68 kDa serum albumin Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬度と靭性を両立した高圧相型窒化硼素基焼
結体を提供する。 【解決手段】 20〜70体積％の高圧相型窒化硼素と、高
圧相型窒化硼素を5nm以上300nm以下の厚みで包囲する第
1の結合相と、残部の第2の結合相とを具える。第1の結
合相はTiとAlの窒化物、硼化物の少なくとも一方からな
る。第2の結合相は周期律表第4a,5a,6a族遷移金属とAl
の窒化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、酸化物およびこ
れらの相互固溶体より選択される少なくとも１種からな
る。そして、第1の結合相の単位体積当たりに含まれるA
lの量をX、第2の結合相の単位体積当たりに含まれるAl
の量をYとしたときに、比率X／Yが1以上である。
結体を提供する。 【解決手段】 20〜70体積％の高圧相型窒化硼素と、高
圧相型窒化硼素を5nm以上300nm以下の厚みで包囲する第
1の結合相と、残部の第2の結合相とを具える。第1の結
合相はTiとAlの窒化物、硼化物の少なくとも一方からな
る。第2の結合相は周期律表第4a,5a,6a族遷移金属とAl
の窒化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、酸化物およびこ
れらの相互固溶体より選択される少なくとも１種からな
る。そして、第1の結合相の単位体積当たりに含まれるA
lの量をX、第2の結合相の単位体積当たりに含まれるAl
の量をYとしたときに、比率X／Yが1以上である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧相型窒化硼素
を用いた高強度の焼結体に関するものである。
を用いた高強度の焼結体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】立方晶型窒化硼素（以下「cBN」と記
す。）はダイヤモンドに次ぐ高硬度物質であり、cBN基
焼結体は種々の切削工具、耐摩耗部品、耐衝撃部品など
に使用されている。
す。）はダイヤモンドに次ぐ高硬度物質であり、cBN基
焼結体は種々の切削工具、耐摩耗部品、耐衝撃部品など
に使用されている。
【０００３】この種の焼結体では硬度と強度の両立が難
しく、この両立を目的とした技術として、例えば特公昭
62-25630号公報、特公昭62-25631号公報、特開平5-1862
72号公報に記載のものが挙げられる。
しく、この両立を目的とした技術として、例えば特公昭
62-25630号公報、特公昭62-25631号公報、特開平5-1862
72号公報に記載のものが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の各技術
においても、硬度と強度の両立という点で必ずしも十分
ではない。特に難削材の断続切削などの過酷な切削条件
下では強度が不足していた。従って、硬度と強度を両立
し、長寿命を安定してえられる焼結体を提供することに
ある。
においても、硬度と強度の両立という点で必ずしも十分
ではない。特に難削材の断続切削などの過酷な切削条件
下では強度が不足していた。従って、硬度と強度を両立
し、長寿命を安定してえられる焼結体を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明焼結体は、20〜70
体積％の高圧相型窒化硼素と、高圧相型窒化硼素を5nm
以上300nm以下の厚みで包囲する第1の結合相と、残部の
第2の結合相とを具えている。第1の結合相はTiとAlの窒
化物、硼化物の少なくとも一方からなる。第2の結合相
は周期律表第4a,5a,6a族遷移金属とAlの窒化物、炭化
物、炭窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの相互固溶
体より選択される少なくとも１種からなる。そして、第
1の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をX、第2
の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をYとした
ときに、比率X／Yが1以上となることを特徴とする。
体積％の高圧相型窒化硼素と、高圧相型窒化硼素を5nm
以上300nm以下の厚みで包囲する第1の結合相と、残部の
第2の結合相とを具えている。第1の結合相はTiとAlの窒
化物、硼化物の少なくとも一方からなる。第2の結合相
は周期律表第4a,5a,6a族遷移金属とAlの窒化物、炭化
物、炭窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの相互固溶
体より選択される少なくとも１種からなる。そして、第
1の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をX、第2
の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をYとした
ときに、比率X／Yが1以上となることを特徴とする。
【０００６】ここで、高圧相型窒化硼素には、立方晶窒
化硼素（cBN）やウルツ鉱型窒化硼素（wBN）が含まれ
る。このうち、特にcBNが望ましい。また、高圧相型窒
化硼素の平均粒子径は、0.1〜10μmが望ましい。
化硼素（cBN）やウルツ鉱型窒化硼素（wBN）が含まれ
る。このうち、特にcBNが望ましい。また、高圧相型窒
化硼素の平均粒子径は、0.1〜10μmが望ましい。
【０００７】第1の結合相に含まれるTiとAlの窒化物は
立方晶の結晶構造であることが好ましい。
立方晶の結晶構造であることが好ましい。
【０００８】また、高圧相型窒化硼素粒子を少なくとも
100個含有している領域で、他の高圧相型窒化硼素の粒
子と接触している粒子数の割合が、0.1％以上20.0％未
満であることが望ましい。
100個含有している領域で、他の高圧相型窒化硼素の粒
子と接触している粒子数の割合が、0.1％以上20.0％未
満であることが望ましい。
【０００９】さらに、下記の溶解処理を行なった場合、
残留した高圧相型窒化硼素粒子の少なくとも90％以上が
単粒子として存在することが好適である。 試料片：1辺が3mm以上7mm以下で、厚さが0.3mm以上0.5m
m以下である四角形状の焼結体 溶液：密閉容器中で、60.0重量％以上65.0重量％以下の
硝酸を2倍希釈したもの40mlと、45.0重量％以上50.0重
量％以下のフッ化水素酸10mlとを混合したフッ硝酸 温度：120℃以上150℃以下 時間：3時間以上5時間以下
残留した高圧相型窒化硼素粒子の少なくとも90％以上が
単粒子として存在することが好適である。 試料片：1辺が3mm以上7mm以下で、厚さが0.3mm以上0.5m
m以下である四角形状の焼結体 溶液：密閉容器中で、60.0重量％以上65.0重量％以下の
硝酸を2倍希釈したもの40mlと、45.0重量％以上50.0重
量％以下のフッ化水素酸10mlとを混合したフッ硝酸 温度：120℃以上150℃以下 時間：3時間以上5時間以下
【００１０】このような焼結体はこれまで製造が困難で
あった。本発明では、高圧相型窒化硼素粒子にTiとAlの
窒化物や硼化物をPVD（Physical Vapor Deposition）法
などで被覆し、4a,5a,6a族遷移金属やAlの窒化物、炭化
物、硼化物からなる結合材と混合し、超高圧・高温で焼
結することで上記の焼結体を得る。焼結圧力および温度
としては、各々３〜５Gpa、1000〜1500℃程度が挙げら
れる。第1の結合相の被覆手段としては、PVD法の他に化
学蒸着法（CVD法）を利用してもよい。
あった。本発明では、高圧相型窒化硼素粒子にTiとAlの
窒化物や硼化物をPVD（Physical Vapor Deposition）法
などで被覆し、4a,5a,6a族遷移金属やAlの窒化物、炭化
物、硼化物からなる結合材と混合し、超高圧・高温で焼
結することで上記の焼結体を得る。焼結圧力および温度
としては、各々３〜５Gpa、1000〜1500℃程度が挙げら
れる。第1の結合相の被覆手段としては、PVD法の他に化
学蒸着法（CVD法）を利用してもよい。
【００１１】焼結体の強度を増すには高圧相型窒化硼素
と結合相との結合強度を増すことが有効である。高圧相
型窒化硼素粒子の周囲に第1の結合相としてTiとAlの窒
化物、硼化物が存在すると高圧相型窒化硼素との界面の
反応性が向上して結合強度が増し、強度が上がる。特
に、Al化合物は反応性が高く、第2の結合相よりもAlの
濃度が高いと有効である。第2の結合相のAl濃度が高く
なると耐摩耗性が悪化する。
と結合相との結合強度を増すことが有効である。高圧相
型窒化硼素粒子の周囲に第1の結合相としてTiとAlの窒
化物、硼化物が存在すると高圧相型窒化硼素との界面の
反応性が向上して結合強度が増し、強度が上がる。特
に、Al化合物は反応性が高く、第2の結合相よりもAlの
濃度が高いと有効である。第2の結合相のAl濃度が高く
なると耐摩耗性が悪化する。
【００１２】また、第1の結合相が立方晶のTiAlNの場
合、六方晶のTi、Alの窒化物よりも硬度が高く、強度が
向上する。
合、六方晶のTi、Alの窒化物よりも硬度が高く、強度が
向上する。
【００１３】なお、主な条件の限定理由は次の通りであ
る。 ＜高圧相型窒化硼素の含有率＞20体積％未満では高圧相
型窒化硼素焼結体の特性がでず、70体積％を越えると結
合相の量が減り、強度が低下する。
る。 ＜高圧相型窒化硼素の含有率＞20体積％未満では高圧相
型窒化硼素焼結体の特性がでず、70体積％を越えると結
合相の量が減り、強度が低下する。
【００１４】＜第１の結合相の厚さ＞5nm未満では効果
が出ず、300nmを越えると焼結体中のAlの量が多くな
り、耐摩耗性が低下する。
が出ず、300nmを越えると焼結体中のAlの量が多くな
り、耐摩耗性が低下する。
【００１５】＜高圧相型窒化硼素の接触率＞20％を越え
ると接触点が欠陥となり、強度が低下する。
ると接触点が欠陥となり、強度が低下する。
【００１６】＜酸処理後の高圧相型窒化硼素粒子の存在
形態＞単粒子の存在率が90％未満では、高圧相型窒化硼
素粒子同士の接触が多いと言うことで欠陥が多く、強度
が低下する。
形態＞単粒子の存在率が90％未満では、高圧相型窒化硼
素粒子同士の接触が多いと言うことで欠陥が多く、強度
が低下する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 （実施例1）立方晶TiAlNを被覆した平均粒子径が３μm
のcBN粒子を55体積％と表1に記載の結合材とを混合し、
1150度、4.5GPaで焼結した。焼結体中の化合物をXRD（X
線回折、X-Ray-Diffractometer）で解析した。第１の結
合相の単位体積当りに含まれるAlの量Xと、第２の結合
相の単位体積当りに含まれるAl量Yをオージェ電子分光
法により解析した。これらの焼結体から得られたチップ
SNGN120408（ISO規格）の形状を有する焼結体チップを
得た。得られたチップを用いて切削試験を行い、焼結体
の寿命を調べてみた。なお、TiNとAlNをcBN粒子に被覆
したものを比較例として同様の試験を行った。切削試験
条件は次の通りである。その結果も併せて表１に示す。 被削材：SKD11（HRC60）、6つのV溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
する。 （実施例1）立方晶TiAlNを被覆した平均粒子径が３μm
のcBN粒子を55体積％と表1に記載の結合材とを混合し、
1150度、4.5GPaで焼結した。焼結体中の化合物をXRD（X
線回折、X-Ray-Diffractometer）で解析した。第１の結
合相の単位体積当りに含まれるAlの量Xと、第２の結合
相の単位体積当りに含まれるAl量Yをオージェ電子分光
法により解析した。これらの焼結体から得られたチップ
SNGN120408（ISO規格）の形状を有する焼結体チップを
得た。得られたチップを用いて切削試験を行い、焼結体
の寿命を調べてみた。なお、TiNとAlNをcBN粒子に被覆
したものを比較例として同様の試験を行った。切削試験
条件は次の通りである。その結果も併せて表１に示す。 被削材：SKD11（HRC60）、6つのV溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
【００１８】
【表１】
【００１９】表1から明らかなように、第1結合相に立方
晶TiAlNを用いた焼結体は、そうでない焼結体に比べて
はるかに工具寿命に優れていることが分かる。
晶TiAlNを用いた焼結体は、そうでない焼結体に比べて
はるかに工具寿命に優れていることが分かる。
【００２０】（実施例2）立方晶TiAlNを被覆した平均粒
子径が５μmのcBN粒子を48体積％とTiN、Ti2AlN、TiAl3
からなる結合材を超高圧焼結して表2に記載の焼結体を
得た。焼結体の形状は実施例1のそれと同様である。次
に、この焼結体における第1結合相と第2結合相のAl濃度
をオージェ(Auger Electron Spectroscopy)で比較し、
第1の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をX、第
2の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をYとした
ときの比率X／Yを求めた。得られた焼結体をチップとし
て切削試験を行い、焼結体の寿命を調べてみた。切削試
験条件は次の通りである。その結果も併せて表2に示
す。 被削材：SKD11（硬度HRC60）、4つの∪溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
子径が５μmのcBN粒子を48体積％とTiN、Ti2AlN、TiAl3
からなる結合材を超高圧焼結して表2に記載の焼結体を
得た。焼結体の形状は実施例1のそれと同様である。次
に、この焼結体における第1結合相と第2結合相のAl濃度
をオージェ(Auger Electron Spectroscopy)で比較し、
第1の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をX、第
2の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をYとした
ときの比率X／Yを求めた。得られた焼結体をチップとし
て切削試験を行い、焼結体の寿命を調べてみた。切削試
験条件は次の通りである。その結果も併せて表2に示
す。 被削材：SKD11（硬度HRC60）、4つの∪溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
【００２１】
【表２】
【００２２】表2に示すように、濃度比X／Yが１以上の
場合に長寿命の工具が得られていることがわかる。
場合に長寿命の工具が得られていることがわかる。
【００２３】（実施例3）立方晶TiAlNを被覆した平均粒
子径が3.3μmのcBN粒子とTiN、Ti2AlN、TiAl3である結
合材を混合し、結合相材料を表3に記載のcBN含有率にな
るよう混合して焼結体を作製した。焼結体の形状は実施
例1のそれと同様である。第1の結合相は立方晶型で厚み
が60nmであり、第２の結合相がTiN、TiB２、AlB２、Al
N、Al2O3であった。X／Yの値は2.3〜2.6の範囲にあっ
た。得られた焼結体をチップとして切削試験を行い、焼
結体の寿命を調べてみた。切削試験条件は次の通りであ
る。その結果も併せて表3に示す。 被削材：SCM415（硬度HRC60）、6つの∪溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
子径が3.3μmのcBN粒子とTiN、Ti2AlN、TiAl3である結
合材を混合し、結合相材料を表3に記載のcBN含有率にな
るよう混合して焼結体を作製した。焼結体の形状は実施
例1のそれと同様である。第1の結合相は立方晶型で厚み
が60nmであり、第２の結合相がTiN、TiB２、AlB２、Al
N、Al2O3であった。X／Yの値は2.3〜2.6の範囲にあっ
た。得られた焼結体をチップとして切削試験を行い、焼
結体の寿命を調べてみた。切削試験条件は次の通りであ
る。その結果も併せて表3に示す。 被削材：SCM415（硬度HRC60）、6つの∪溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
【００２４】
【表3】
【００２５】表３に示すように、ｃBN含有量が20〜70体
積％のときに長寿命の工具が得られていることがわか
る。
積％のときに長寿命の工具が得られていることがわか
る。
【００２６】（実施例4）cBNの含有率が60体積％、平均
粒子径が２μmで、表4に記載の立方晶TiAlNやTiN＋AlN
を被覆したcBNとTiN、TiAl、TiA13、Ti2AlN、AlN、AlB2
からなる結合相材料を混合し、表4に記載の条件で焼結
した。なお、表4中の「被覆」とは焼結前のｃBN周囲の
相を示し、「第１結合相」とは焼結後のｃBN周囲の相を
示している。そして、表４記載の厚みが100nmの第１結
合相とTiN、TiB2、AlN、AlB2、Al203よりなる第2結合相
からなる焼結体を得た。焼結体の形状は実施例1のそれ
と同様である。比較として、TiNとAlNを被覆したcBNで
ほぼ同一組成の焼結体を作った。得られた焼結体をチッ
プとして切削試験を行い、焼結体の寿命を調べてみた。
切削試験条件は次の通りである。その結果も併せて表4
に示す。なお、比率X／Yは、2.3〜2.7の範囲であった。 被削材：SKD11（硬度HRC60）、8つの∪溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
粒子径が２μmで、表4に記載の立方晶TiAlNやTiN＋AlN
を被覆したcBNとTiN、TiAl、TiA13、Ti2AlN、AlN、AlB2
からなる結合相材料を混合し、表4に記載の条件で焼結
した。なお、表4中の「被覆」とは焼結前のｃBN周囲の
相を示し、「第１結合相」とは焼結後のｃBN周囲の相を
示している。そして、表４記載の厚みが100nmの第１結
合相とTiN、TiB2、AlN、AlB2、Al203よりなる第2結合相
からなる焼結体を得た。焼結体の形状は実施例1のそれ
と同様である。比較として、TiNとAlNを被覆したcBNで
ほぼ同一組成の焼結体を作った。得られた焼結体をチッ
プとして切削試験を行い、焼結体の寿命を調べてみた。
切削試験条件は次の通りである。その結果も併せて表4
に示す。なお、比率X／Yは、2.3〜2.7の範囲であった。 被削材：SKD11（硬度HRC60）、8つの∪溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
【００２７】
【表4】
【００２８】その結果、立方晶TiAlNを被覆としたもの
又は焼結条件で温度、圧力の低いもの方が寿命の長い焼
結体が得られていることが判る。特に、焼結後でも立方
晶TiAlNが維持できたものは寿命が長いことが判る。
又は焼結条件で温度、圧力の低いもの方が寿命の長い焼
結体が得られていることが判る。特に、焼結後でも立方
晶TiAlNが維持できたものは寿命が長いことが判る。
【００２９】（実施例5）表5に記載のcBNの含有量で、c
BNの平均粒子径が４μmで、第1の結合相が立方晶TiAIN
で、80nmの厚みであり、第2の結合相がZrN，TiN、Ti
B2、AlB2，AlN、Al203からなる焼結体のcBN粒子同士の
接触率を調査した。この接触率は、焼結体断面を顕微鏡
で観察し、cBN粒子を少なくとも100個含有している領域
で、他のcBN粒子と接触している粒子数を数えることで
求める。X／Yの値は1.8であった。
BNの平均粒子径が４μmで、第1の結合相が立方晶TiAIN
で、80nmの厚みであり、第2の結合相がZrN，TiN、Ti
B2、AlB2，AlN、Al203からなる焼結体のcBN粒子同士の
接触率を調査した。この接触率は、焼結体断面を顕微鏡
で観察し、cBN粒子を少なくとも100個含有している領域
で、他のcBN粒子と接触している粒子数を数えることで
求める。X／Yの値は1.8であった。
【００３０】また、下記条件で酸処理を施し、残留した
高圧相型窒化硼素粒子の単粒子の粒度分布を調べた。 試料片：1辺が5mm、厚さが0.4mm、四角形状 溶液：密閉容器中で、62.0重量％の硝酸を2倍希釈した
もの40mlと、47.0重量％のフッ化水素酸10mlとを混合し
たフッ硝酸 温度：130℃ 時間：4時間
高圧相型窒化硼素粒子の単粒子の粒度分布を調べた。 試料片：1辺が5mm、厚さが0.4mm、四角形状 溶液：密閉容器中で、62.0重量％の硝酸を2倍希釈した
もの40mlと、47.0重量％のフッ化水素酸10mlとを混合し
たフッ硝酸 温度：130℃ 時間：4時間
【００３１】さらに、得られた焼結体をチップ（形状は
実施例1のそれと同様）として切削試験を行い、焼結体
の寿命を調べてみた。切削試験条件は次の通りである。
なお、比較に従来手法の焼結体についても上記と同様の
試験を行った。それらの結果も併せて表5に示す。 被削材：SCM415（硬度HRC60）、8つのV溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
実施例1のそれと同様）として切削試験を行い、焼結体
の寿命を調べてみた。切削試験条件は次の通りである。
なお、比較に従来手法の焼結体についても上記と同様の
試験を行った。それらの結果も併せて表5に示す。 被削材：SCM415（硬度HRC60）、8つのV溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
【００３２】
【表5】
【００３３】表5に示すように、「接触率」0.1〜20％、
酸処理後の単粒子の存在率が90％以上の場合に工具が長
寿命となっていることが分かる。
酸処理後の単粒子の存在率が90％以上の場合に工具が長
寿命となっていることが分かる。
【００３４】（実施例6）第1の結合相である立方晶TiAl
Nの膜厚が表6に記載の厚みで、平均粒子径1.2μmのcBN
粒子でcBN含有量が65体積％、第2の結合相がHfC、TiN、
TiB2、AlB2、AlNからなる焼結体をチップ（形状は実施
例1のそれと同様）に作製した。得られた焼結体を用い
て切削試験を行い、焼結体の寿命を調べた。切削試験条
件は次の通りである。試験結果も併せて表6に示す。比
率X／Yは3.5であった。 被削材：SKD（硬度HRC60）、2つのU溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
Nの膜厚が表6に記載の厚みで、平均粒子径1.2μmのcBN
粒子でcBN含有量が65体積％、第2の結合相がHfC、TiN、
TiB2、AlB2、AlNからなる焼結体をチップ（形状は実施
例1のそれと同様）に作製した。得られた焼結体を用い
て切削試験を行い、焼結体の寿命を調べた。切削試験条
件は次の通りである。試験結果も併せて表6に示す。比
率X／Yは3.5であった。 被削材：SKD（硬度HRC60）、2つのU溝あり 切削条件：切削速度：V＝120m／min，送り：ｆ＝0.1mm
／rev，切り込み：d＝0.2mm，乾式
【００３５】
【表６】
【００３６】表6に示すように、第１の結合相の膜厚が
５nm以上300nm以下の場合に工具が長寿命となっている
ことが分かる。
５nm以上300nm以下の場合に工具が長寿命となっている
ことが分かる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
硬度と靭性とを兼ね具えた焼結体を得ることができる。
従って、切削工具、耐摩耗部品、耐衝撃部品などに利用
すれば、過酷な使用条件下でも長寿命を安定して得るこ
とができる。
硬度と靭性とを兼ね具えた焼結体を得ることができる。
従って、切削工具、耐摩耗部品、耐衝撃部品などに利用
すれば、過酷な使用条件下でも長寿命を安定して得るこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 29/16 Ｃ２２Ｃ 29/16 Ｆ (72)発明者 白石 順一 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 中井 哲男 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 20〜70体積％の高圧相型窒化硼素と、高
圧相型窒化硼素を5nm以上300nm以下の厚みで包囲する第
1の結合相と、残部の第2の結合相とを具え、 第1の結合相がTiとAlの窒化物、硼化物の少なくとも一
方からなり、 第2の結合相が周期律表第4a,5a,6a族遷移金属とAlの窒
化物、炭化物、炭窒化物、硼化物、酸化物およびこれら
の相互固溶体より選択される少なくとも１種からなり、 第1の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をX、第
2の結合相の単位体積当たりに含まれるAlの量をYとした
ときに、比率X／Yが1以上となることを特徴とする高強
度焼結体。 - 【請求項２】 第1の結合相に含まれるTiとAlの窒化物
が立方晶の結晶構造であることを特徴とする請求項1に
記載の高強度焼結体。 - 【請求項３】 高圧相型窒化硼素の粒子を少なくとも10
0個含有している領域で、他の高圧相型窒化硼素の粒子
と接触している粒子数の割合が、0.1％以上20.0％未満
であることを特徴とする請求項１または２に記載の高強
度焼結体。 - 【請求項４】 1辺が3mm以上7mm以下で、厚さが0.3mm以
上0.5mm以下である四角形状にした焼結体を、密閉容器
中で、60.0重量％以上65.0重量％以下の硝酸を2倍希釈
したもの40mlと、45.0重量％以上50.0重量％以下のフッ
化水素酸10mlとを混合したフッ硝酸を用いて、120℃以
上150℃以下で3時間以上5時間以下の溶解処理を行なっ
た場合、残留した高圧相型窒化硼素粒子の少なくとも90
％以上が単粒子として存在することを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の高強度焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11345489A JP2000226263A (ja) | 1998-12-04 | 1999-12-03 | 高強度焼結体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-346211 | 1998-12-04 | ||
| JP34621198 | 1998-12-04 | ||
| JP11345489A JP2000226263A (ja) | 1998-12-04 | 1999-12-03 | 高強度焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000226263A true JP2000226263A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=26578035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11345489A Pending JP2000226263A (ja) | 1998-12-04 | 1999-12-03 | 高強度焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000226263A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008094670A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 立方晶窒化硼素焼結体 |
| WO2008093577A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 複合焼結体 |
-
1999
- 1999-12-03 JP JP11345489A patent/JP2000226263A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008094670A (ja) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 立方晶窒化硼素焼結体 |
| WO2008093577A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 複合焼結体 |
| US8124553B2 (en) | 2007-01-30 | 2012-02-28 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Composite sintered body |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0974566B1 (en) | Cubic boron nitride sintered body | |
| JP5614460B2 (ja) | ｃＢＮ焼結体工具および被覆ｃＢＮ焼結体工具 | |
| US7081424B2 (en) | High-strength, highly thermally conductive sintered compact of cubic boron nitride | |
| JPH0621313B2 (ja) | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 | |
| JP4065666B2 (ja) | 高耐クレータ性高強度焼結体 | |
| KR19990082049A (ko) | 고압상형 질화붕소기 소결체 | |
| KR100614536B1 (ko) | 고강도 소결체 | |
| JP5499718B2 (ja) | 焼結体および焼結体を用いた切削工具 | |
| JPWO2006112156A1 (ja) | ｃＢＮ焼結体、及びそれを用いた切削工具 | |
| JPWO2000047537A1 (ja) | 高耐クレータ性高強度焼結体 | |
| JPH0694580B2 (ja) | 高精度加工工具用焼結体 | |
| JP2000044347A (ja) | ｃＢＮ焼結体 | |
| JP2011207689A (ja) | 複合焼結体 | |
| JP2000226263A (ja) | 高強度焼結体 | |
| JP3170993B2 (ja) | 耐欠損性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 | |
| JPH09136203A (ja) | 高強度立方晶窒化硼素基焼結体 | |
| JPH108182A (ja) | 耐衝撃性超硬合金および表面被覆超硬合金 | |
| JP2006137623A (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の製造方法 | |
| JP3368367B2 (ja) | 炭化タングステン基超硬合金及び切削工具 | |
| JP2805339B2 (ja) | 高密度相窒化ホウ素基焼結体及び複合焼結体 | |
| JP5804111B2 (ja) | 焼結体および焼結体を用いた切削工具 | |
| JP2000107909A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JP2003176177A (ja) | 耐チッピング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チップ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060201 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060308 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060612 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060804 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061027 |