JP2002235142A - 複層ｃＢＮ基焼結体および硬質部材 - Google Patents
複層ｃＢＮ基焼結体および硬質部材Info
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- JP2002235142A JP2002235142A JP2001028126A JP2001028126A JP2002235142A JP 2002235142 A JP2002235142 A JP 2002235142A JP 2001028126 A JP2001028126 A JP 2001028126A JP 2001028126 A JP2001028126 A JP 2001028126A JP 2002235142 A JP2002235142 A JP 2002235142A
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Abstract
(57)【要約】
【解決すべき課題】 cBN含有量が80%以上の高cBN含有
層を有し、かつ、焼結体全体として肉厚の厚いcBN焼結
体が求められていた。 【解決手段】 ｃＢＮを主成分として、Coを1〜20%含有
し、残部が周期率表の4a、5a、6a族金属、Alおよび／ま
たは、それら元素の酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、
珪化物ならびにそれら相互固溶体の1種以上のバインダ
ーからなるｃＢＮ基焼結体の2層以上が一体であって、
隣接するｃＢＮ基焼結層のバインダー量が異なる複層ｃ
ＢＮ基焼結体とするものである。
層を有し、かつ、焼結体全体として肉厚の厚いcBN焼結
体が求められていた。 【解決手段】 ｃＢＮを主成分として、Coを1〜20%含有
し、残部が周期率表の4a、5a、6a族金属、Alおよび／ま
たは、それら元素の酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、
珪化物ならびにそれら相互固溶体の1種以上のバインダ
ーからなるｃＢＮ基焼結体の2層以上が一体であって、
隣接するｃＢＮ基焼結層のバインダー量が異なる複層ｃ
ＢＮ基焼結体とするものである。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、ｃＢＮ含有量が高
く、かつ厚いｃＢＮ基焼結体に関するものである。本発
明は切削工具、耐摩耗工具、回転工具、摺動部材、熱伝
導部材などで特に優れた特性を示すものである。
く、かつ厚いｃＢＮ基焼結体に関するものである。本発
明は切削工具、耐摩耗工具、回転工具、摺動部材、熱伝
導部材などで特に優れた特性を示すものである。
【０００２】
【従来の技術】ｃＢＮ基焼結体の製造方法としては、原
理的には混合法と浸透法に大別される。混合法とは、ｃ
ＢＮ粉末とバインダー成分を予め混合してから超高圧下
で焼結する方法であり、浸透法とは、焼結時に隣接する
金属または超硬合金やサーメットから拡散された金属に
よって焼結する方法である。浸透法は、例えば、特開昭
61-266364号公報では高圧相ＢＮを超硬合金板でサンド
イッチ状構造体とすることが開示され、特開昭57-66805
号公報では高密度相窒化硼素をサーメット焼結体で3相
構造とすることが開示されている。特開昭56-14480号公
報では、ｃＢＮ粉末と超硬合金板を積層配置して焼結し
た複合焼結体が開示されている。
理的には混合法と浸透法に大別される。混合法とは、ｃ
ＢＮ粉末とバインダー成分を予め混合してから超高圧下
で焼結する方法であり、浸透法とは、焼結時に隣接する
金属または超硬合金やサーメットから拡散された金属に
よって焼結する方法である。浸透法は、例えば、特開昭
61-266364号公報では高圧相ＢＮを超硬合金板でサンド
イッチ状構造体とすることが開示され、特開昭57-66805
号公報では高密度相窒化硼素をサーメット焼結体で3相
構造とすることが開示されている。特開昭56-14480号公
報では、ｃＢＮ粉末と超硬合金板を積層配置して焼結し
た複合焼結体が開示されている。
【０００３】一般的には、ｃＢＮ含有量が７５体積％程
度以下では混合法により得られた成形体を焼結していた
が、さらにｃＢＮ含有量が多い焼結体を得る場合は、混
合法によって得られた成形体だけを焼結することでは足
りず、浸透法または、浸透法と混合法の併用によって製
造されていた。
度以下では混合法により得られた成形体を焼結していた
が、さらにｃＢＮ含有量が多い焼結体を得る場合は、混
合法によって得られた成形体だけを焼結することでは足
りず、浸透法または、浸透法と混合法の併用によって製
造されていた。
【０００４】また、特開昭63-23155号公報では、cBN含
有量が20〜70％のｃＢＮ基焼結体を超硬合金とｃＢＮ基
焼結体の中間層とすることによって、Coを含まない積層
焼結体を得ることが開示されている。
有量が20〜70％のｃＢＮ基焼結体を超硬合金とｃＢＮ基
焼結体の中間層とすることによって、Coを含まない積層
焼結体を得ることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】混合法では予めバインダー成
分が配合・成形時に既に分散しているため、焼結体の厚
さは、圧力発生容器の空間の制限内で自由にすることが
できる。しかし、ｃＢＮ含有量が80%以上になると焼結
性が著しく低下するため、切削工具として耐えうる焼結
体が得られない。
分が配合・成形時に既に分散しているため、焼結体の厚
さは、圧力発生容器の空間の制限内で自由にすることが
できる。しかし、ｃＢＮ含有量が80%以上になると焼結
性が著しく低下するため、切削工具として耐えうる焼結
体が得られない。
【０００６】そこで、浸透法を用いて焼結することによ
ってｃＢＮ含有量が８０％以上のｃＢＮ高含有焼結体が
得られるが、金属が拡散することによって焼結できうる
範囲は隣接する金属箔または超硬合金焼結体から１ｍｍ
程度であって、両側からサンドイッチ状構造としても２
ｍｍ程度のcBN基焼結体しか得られない。そのため、特
開昭61-266364号公報では高圧相ＢＮを超硬合金板でサ
ンドイッチ状構造体とすること、特開昭57-66805号公報
では高密度相窒化硼素をサーメット焼結体で3相構造と
することが開示されているが、２ｍｍ以上の厚い焼結体
が得られない問題があった。また、特開昭56-14480号公
報には、ｃＢＮ粉末と超硬合金板を積層配置して焼結し
た複合焼結体が開示されているが、ｃＢＮ基焼結体部と
しては薄いものしか得られない問題があった。
ってｃＢＮ含有量が８０％以上のｃＢＮ高含有焼結体が
得られるが、金属が拡散することによって焼結できうる
範囲は隣接する金属箔または超硬合金焼結体から１ｍｍ
程度であって、両側からサンドイッチ状構造としても２
ｍｍ程度のcBN基焼結体しか得られない。そのため、特
開昭61-266364号公報では高圧相ＢＮを超硬合金板でサ
ンドイッチ状構造体とすること、特開昭57-66805号公報
では高密度相窒化硼素をサーメット焼結体で3相構造と
することが開示されているが、２ｍｍ以上の厚い焼結体
が得られない問題があった。また、特開昭56-14480号公
報には、ｃＢＮ粉末と超硬合金板を積層配置して焼結し
た複合焼結体が開示されているが、ｃＢＮ基焼結体部と
しては薄いものしか得られない問題があった。
【０００７】近年の切削工具では肉厚が４〜６ｍｍのｃ
ＢＮ基焼結体が求められているが、従来のように超硬合
金を一体としては可能であるものの、熱膨張差が大きい
ため、従来の切削速度よりも刃先と工具の摩擦熱が上昇
する超高速域の切削では、熱応力による変形や接合界面
からの剥離が問題となっていた。また、耐摩耗部材とし
ても、高速で摺動させる部品においても、超硬合金と厚
さ１ｍｍ程度のｃＢＮ基焼結体の一体焼結体では、焼結
体が十分に放熱できない問題があった。
ＢＮ基焼結体が求められているが、従来のように超硬合
金を一体としては可能であるものの、熱膨張差が大きい
ため、従来の切削速度よりも刃先と工具の摩擦熱が上昇
する超高速域の切削では、熱応力による変形や接合界面
からの剥離が問題となっていた。また、耐摩耗部材とし
ても、高速で摺動させる部品においても、超硬合金と厚
さ１ｍｍ程度のｃＢＮ基焼結体の一体焼結体では、焼結
体が十分に放熱できない問題があった。
【０００８】そのため、ｃＢＮ含有量が８０％以上のｃ
ＢＮ基焼結体が切削、耐摩耗として直接作用しつつ、焼
結体全体として肉厚が厚いｃＢＮ基焼結体が求められて
いた。
ＢＮ基焼結体が切削、耐摩耗として直接作用しつつ、焼
結体全体として肉厚が厚いｃＢＮ基焼結体が求められて
いた。
【０００９】
【課題を解決する手段】そこで、本発明者らは、長年に
亘って肉厚が厚くかつcBN含有量が高いcBN基焼結体につ
いて研究し、本発明に至ったものである。
亘って肉厚が厚くかつcBN含有量が高いcBN基焼結体につ
いて研究し、本発明に至ったものである。
【００１０】本発明は、ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）を主
成分として、Coを1〜20%含有し、残部が周期率表の4a、
5a、6a族金属、Alおよび／または、それら元素の酸化
物、炭化物、窒化物、硼化物、珪化物ならびにそれら相
互固溶体の1種以上のバインダーからなるｃＢＮ基焼結
体の2層以上が一体であって、隣接するｃＢＮ基焼結層
のバインダー量が異なることを特徴とする複層ｃＢＮ基
焼結体とすることによって、課題を解決しうることを見
出したものである。該焼結体は焼結体全体として0.2〜3
0mmの焼結体が得られ、ｃＢＮ基焼結体のｃＢＮ含有量
が80〜99体積％のｃＢＮ高含有層に、隣接する層のｃＢ
Ｎ含有量が60〜80体積%である複層ｃＢＮ基焼結体とす
ることによって、80%以上の高含有cBN基焼結体層を工具
や耐摩耗部として直接機能させると共に、隣接する層も
cBN基焼結体であることから熱伝導性に優れ、熱膨張係
数差に起因した熱応力も極めて小さい複層ｃＢＮ基焼結
体が得られたものである。本発明品は、複層ｃＢＮ基焼
結体をさらに超硬合金と一体である硬質部材とすること
によってろう付け性や、鋼部材との接合が容易となる。
成分として、Coを1〜20%含有し、残部が周期率表の4a、
5a、6a族金属、Alおよび／または、それら元素の酸化
物、炭化物、窒化物、硼化物、珪化物ならびにそれら相
互固溶体の1種以上のバインダーからなるｃＢＮ基焼結
体の2層以上が一体であって、隣接するｃＢＮ基焼結層
のバインダー量が異なることを特徴とする複層ｃＢＮ基
焼結体とすることによって、課題を解決しうることを見
出したものである。該焼結体は焼結体全体として0.2〜3
0mmの焼結体が得られ、ｃＢＮ基焼結体のｃＢＮ含有量
が80〜99体積％のｃＢＮ高含有層に、隣接する層のｃＢ
Ｎ含有量が60〜80体積%である複層ｃＢＮ基焼結体とす
ることによって、80%以上の高含有cBN基焼結体層を工具
や耐摩耗部として直接機能させると共に、隣接する層も
cBN基焼結体であることから熱伝導性に優れ、熱膨張係
数差に起因した熱応力も極めて小さい複層ｃＢＮ基焼結
体が得られたものである。本発明品は、複層ｃＢＮ基焼
結体をさらに超硬合金と一体である硬質部材とすること
によってろう付け性や、鋼部材との接合が容易となる。
【００１１】また、複層ｃＢＮ基焼結体はＴｉ、Ｈｆ、
Ｚｒの1種以上を0.2〜70%含有し、さらに、残部がＡ
ｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃｄ、Ａｕ、Ｚ
ｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｇｅのいずれか1種以上
からなる金属によって基材に接合させることによって、
工具・耐摩耗部材および回転工具等に使用するものであ
る。また、複層ｃＢＮ基焼結体と超硬合金を一体とした
硬質部材は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃ
ｄ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｇｅのいずれ
か1種以上からなる金属によって基材に接合することに
よって、同様に工具・耐摩耗部材および回転工具等に使
用するものである。接合する基材は、超硬合金、ハイ
ス、鋼、セラミックス、サーメットの少なくとも1種と
することによって、所望の機械的性能が達成されるもの
である。
Ｚｒの1種以上を0.2〜70%含有し、さらに、残部がＡ
ｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃｄ、Ａｕ、Ｚ
ｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｇｅのいずれか1種以上
からなる金属によって基材に接合させることによって、
工具・耐摩耗部材および回転工具等に使用するものであ
る。また、複層ｃＢＮ基焼結体と超硬合金を一体とした
硬質部材は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃ
ｄ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｇｅのいずれ
か1種以上からなる金属によって基材に接合することに
よって、同様に工具・耐摩耗部材および回転工具等に使
用するものである。接合する基材は、超硬合金、ハイ
ス、鋼、セラミックス、サーメットの少なくとも1種と
することによって、所望の機械的性能が達成されるもの
である。
【００１２】また、複層ｃＢＮ基焼結体、硬質部材に周
期率表の4a、5a、6a族元素、Al、Siの酸化物、炭化物、
窒化物、硼化物ならびに、それら相互固溶体／混合体の
1種以上の単層または2層以上の硬質膜を被覆することに
よって、耐摩耗性、耐凝着性がさらに向上するものであ
る。
期率表の4a、5a、6a族元素、Al、Siの酸化物、炭化物、
窒化物、硼化物ならびに、それら相互固溶体／混合体の
1種以上の単層または2層以上の硬質膜を被覆することに
よって、耐摩耗性、耐凝着性がさらに向上するものであ
る。
【００１３】
【発明の実施態様】以下に発明の具体的な実施態様を述
べる。本発明のｃＢＮ基焼結体は、ｃＢＮ含有量を極め
て高くすると共に、緻密な焼結体を得るためにCoを必須
の構成元素とするものである。ｃＢＮ含有量を80〜99体
積％として焼結すると、ｃＢＮ粒子同士が接触すること
になり、相互に拡散する固相焼結がほとんど起らないcB
N粒子同士では未焼結部として粒子間に欠陥を内在する
ことになり、強度が著しく低下するため機械的な用途に
は適さない。
べる。本発明のｃＢＮ基焼結体は、ｃＢＮ含有量を極め
て高くすると共に、緻密な焼結体を得るためにCoを必須
の構成元素とするものである。ｃＢＮ含有量を80〜99体
積％として焼結すると、ｃＢＮ粒子同士が接触すること
になり、相互に拡散する固相焼結がほとんど起らないcB
N粒子同士では未焼結部として粒子間に欠陥を内在する
ことになり、強度が著しく低下するため機械的な用途に
は適さない。
【００１４】そのため窒化硼素の立方晶が安定な超高圧
・高温下では、本発明の必須の構成元素であるCoは、液
相で存在し、圧力伝達媒体となって焼結を促進するとと
もに、cBN粒子／cBN粒子の接触部のわずかな隙間にも浸
入し、かつそのまま焼結体を構成する。それによって、
cBN含有量が高くかつ緻密である焼結体が得られる。さ
らには、Coは他の金属に比べて高音域での強度や靭性が
優れているため、切削工具や耐摩耗部材に適しているこ
とを見出したものである。cBN、Co以外の残部の構成元
素は、周期率表の4a、5a、6a族金属、Alおよび／また
は、それら元素の酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、珪
化物ならびにそれら相互固溶体の1種以上のバインダー
から選ばれる。具体的にはＴｉ3Ａｌ、ＮｂＴａＡｌ、
ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ2、ＴｉＳｉ、
ＺｒＮなどが挙げられる。
・高温下では、本発明の必須の構成元素であるCoは、液
相で存在し、圧力伝達媒体となって焼結を促進するとと
もに、cBN粒子／cBN粒子の接触部のわずかな隙間にも浸
入し、かつそのまま焼結体を構成する。それによって、
cBN含有量が高くかつ緻密である焼結体が得られる。さ
らには、Coは他の金属に比べて高音域での強度や靭性が
優れているため、切削工具や耐摩耗部材に適しているこ
とを見出したものである。cBN、Co以外の残部の構成元
素は、周期率表の4a、5a、6a族金属、Alおよび／また
は、それら元素の酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、珪
化物ならびにそれら相互固溶体の1種以上のバインダー
から選ばれる。具体的にはＴｉ3Ａｌ、ＮｂＴａＡｌ、
ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＢ2、ＴｉＳｉ、
ＺｒＮなどが挙げられる。
【００１５】しかし、単にcBNとCoを混合して焼結する
方法では、cBN含有量が80体積%以上では焼結しやすい部
分が偏析し、焼結がランダムに進行するため、焼結体全
体として未焼結部が残存しやすい。そのため、Coを拡散
によって供給させることによって緻密な焼結体が得られ
る。従来のように超硬合金や金属箔を供給源とした場合
は緻密化するものの、cBN基焼結体層が1mm程度のものし
か得られない。そのため、本発明ではバインダー量の異
なるcBN基焼結体層を隣接することによって、緻密なcBN
高含有焼結体層を得ると共に、焼結体全体を厚くするこ
とが可能となったものである。
方法では、cBN含有量が80体積%以上では焼結しやすい部
分が偏析し、焼結がランダムに進行するため、焼結体全
体として未焼結部が残存しやすい。そのため、Coを拡散
によって供給させることによって緻密な焼結体が得られ
る。従来のように超硬合金や金属箔を供給源とした場合
は緻密化するものの、cBN基焼結体層が1mm程度のものし
か得られない。そのため、本発明ではバインダー量の異
なるcBN基焼結体層を隣接することによって、緻密なcBN
高含有焼結体層を得ると共に、焼結体全体を厚くするこ
とが可能となったものである。
【００１６】複層cBN基焼結体は0.2ｍｍより薄くては所
望の性能が得られず、30ｍｍより厚い場合はプレス方向
による焼結時の密度分布が顕著となって、不均一な残留
応力による強度低下が起きるため0.2ｍｍ以上30ｍｍ以
下と定めた。工具に使用するには２ｍｍ以上１０ｍｍ以
下が好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下がさらに好まし
い。
望の性能が得られず、30ｍｍより厚い場合はプレス方向
による焼結時の密度分布が顕著となって、不均一な残留
応力による強度低下が起きるため0.2ｍｍ以上30ｍｍ以
下と定めた。工具に使用するには２ｍｍ以上１０ｍｍ以
下が好ましく、３ｍｍ以上７ｍｍ以下がさらに好まし
い。
【００１７】cBN高含有層のcBN量は80〜99体積%によっ
て優れた特性が得られるが、それに隣接するcBN基焼結
体層のcBN量は、60体積%より少なくては所望の熱伝導
性、熱膨張率が得られず、80体積%より多くては未焼結
部が増大するため60〜80体積％と定めた。
て優れた特性が得られるが、それに隣接するcBN基焼結
体層のcBN量は、60体積%より少なくては所望の熱伝導
性、熱膨張率が得られず、80体積%より多くては未焼結
部が増大するため60〜80体積％と定めた。
【００１８】さらに、cBN高含有層の厚さは、0.1mmより
薄くては所望の性能が得られず、2mmより厚くては未焼
結部が増大して強度が低下するため、0.1〜2mmと定め
た。
薄くては所望の性能が得られず、2mmより厚くては未焼
結部が増大して強度が低下するため、0.1〜2mmと定め
た。
【００１９】複層cBN基焼結体は他の基材と接合して使
用する場合が多く、予め超硬合金とも一体焼結した硬質
部材とすることによって、接合が容易になると共に信頼
性が向上する。
用する場合が多く、予め超硬合金とも一体焼結した硬質
部材とすることによって、接合が容易になると共に信頼
性が向上する。
【００２０】また接合は、目的に応じてＮｉろう、Ａｇ
ろう、Ａｕろう、黄銅ろう、銅ろうの少なくとも１種を
用いて接合することによって所望の特性を発揮させ、特
に切削工具、耐摩耗部材に適するものである。ここで、
超硬と一体になっている硬質部材では、上述の接合で良
好な接合体が得られるが、複層cBN基焼結体は上述のろ
う材によって接合が極めて困難であるため、ろう材の必
須の構成要素として活性金属であるＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの
1種以上を0.2〜70体積％含有させることによって、強固
な接合体が得られるものである。
ろう、Ａｕろう、黄銅ろう、銅ろうの少なくとも１種を
用いて接合することによって所望の特性を発揮させ、特
に切削工具、耐摩耗部材に適するものである。ここで、
超硬と一体になっている硬質部材では、上述の接合で良
好な接合体が得られるが、複層cBN基焼結体は上述のろ
う材によって接合が極めて困難であるため、ろう材の必
須の構成要素として活性金属であるＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆの
1種以上を0.2〜70体積％含有させることによって、強固
な接合体が得られるものである。
【００２１】ここで、活性金属量は0.2体積％以下では
所望の接合強度が得られず、70体積%より多くてはろう
材自体が脆弱になってしまうため、0.2〜70体積％と定
めた。接合強度からは２体積％以上６０体積％以下が好
ましく、30体積％以上60体積％以下がより好ましい。
所望の接合強度が得られず、70体積%より多くてはろう
材自体が脆弱になってしまうため、0.2〜70体積％と定
めた。接合強度からは２体積％以上６０体積％以下が好
ましく、30体積％以上60体積％以下がより好ましい。
【００２２】接合する基材は、本発明の技術分野の用途
に適するという結果から、超硬合金、ハイス、鋼、セラ
ミックス、サーメットの少なくとも1種と定めた。切削
工具としては、超硬合金が適しており、耐摩耗部材とし
てはハイス、鋼が適しており、高精度の摺動部材にはセ
ラミックス、サーメットが適している。
に適するという結果から、超硬合金、ハイス、鋼、セラ
ミックス、サーメットの少なくとも1種と定めた。切削
工具としては、超硬合金が適しており、耐摩耗部材とし
てはハイス、鋼が適しており、高精度の摺動部材にはセ
ラミックス、サーメットが適している。
【００２３】さらに、複層ｃＢＮ基焼結体、硬質部材に
周期率表の4a、5a、6a族元素、Al、Siの酸化物、炭化
物、窒化物、硼化物ならびに、それら相互固溶体／混合
体の1種以上の単層または2層以上の硬質膜を被覆するこ
とによって、耐摩耗性、耐凝着性がさらに向上するもの
である。具体的には、化学蒸着法、物理蒸着法等によ
る、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＡｌＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＮｂＣ、
ＺｒＳｉＢＮ、ＴａＮ、ＴｉＢ2、Ａｌ2Ｏ3などの硬質
膜が挙げられる。
周期率表の4a、5a、6a族元素、Al、Siの酸化物、炭化
物、窒化物、硼化物ならびに、それら相互固溶体／混合
体の1種以上の単層または2層以上の硬質膜を被覆するこ
とによって、耐摩耗性、耐凝着性がさらに向上するもの
である。具体的には、化学蒸着法、物理蒸着法等によ
る、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＡｌＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＮｂＣ、
ＺｒＳｉＢＮ、ＴａＮ、ＴｉＢ2、Ａｌ2Ｏ3などの硬質
膜が挙げられる。
【００２４】
【実施試験１】平均粒径2μmのcBN粒子と種々の組成で
原料粉を配合し、圧力６ＧＰａ、温度１６００℃で加圧
焼結し、厚さ５ｍｍ×直径１５ｍｍの円盤状焼結体とし
て、表１に示す発明品１、２、３、比較品１、２、３を
得た。発明品１、２、３と比較品１、２、３は、焼結状
態を表２に比較した。
原料粉を配合し、圧力６ＧＰａ、温度１６００℃で加圧
焼結し、厚さ５ｍｍ×直径１５ｍｍの円盤状焼結体とし
て、表１に示す発明品１、２、３、比較品１、２、３を
得た。発明品１、２、３と比較品１、２、３は、焼結状
態を表２に比較した。
【００２５】
【表１】試料組成
【００２６】
【表２】焼結状態比較
【００２７】
【実施試験２】発明品１をJIS規格で表わされるCNMG１
２０４０８形状として、発明品４を得た。さらに、化学
蒸着法によって１μｍ−TiN／３μｍ―TiCN／0.5μmTiN
を被覆して発明品５を得た。発明品４に物理蒸着法によ
って３μmTiAlNを被覆して発明品６を得た。一般的なcB
N工具を比較品４、５とした。発明品４、５、６、比較
品４、５は切削試験により評価した。
２０４０８形状として、発明品４を得た。さらに、化学
蒸着法によって１μｍ−TiN／３μｍ―TiCN／0.5μmTiN
を被覆して発明品５を得た。発明品４に物理蒸着法によ
って３μmTiAlNを被覆して発明品６を得た。一般的なcB
N工具を比較品４、５とした。発明品４、５、６、比較
品４、５は切削試験により評価した。
【００２８】 切削条件： 被削材；ＦＣ２５０ 連続旋削加工 切削速度；1200m/min 送り；0.25mm／rev 切り込み；0.25mm／rev 切削油；水溶性 切削距離；８０ｋｍ
【００２９】
【表３】切削試験結果
【００３０】
【発明の効果】本発明により、切削部のｃＢＮ含有率が
高く、且つ厚いｃＢＮ基焼結体が得られ、ＦＣの高速加
工等で、従来のｃＢＮ基焼結体より工具寿命が大きく延
びる。また、工具化にロー付けが不要なため、近頃注目
されているＣＶＤ、ＰＶＤの基材として使用するとき、
炉内の熱及び雰囲気により、ロー材が反応を起こす問題
が根本的に解決される。
高く、且つ厚いｃＢＮ基焼結体が得られ、ＦＣの高速加
工等で、従来のｃＢＮ基焼結体より工具寿命が大きく延
びる。また、工具化にロー付けが不要なため、近頃注目
されているＣＶＤ、ＰＶＤの基材として使用するとき、
炉内の熱及び雰囲気により、ロー材が反応を起こす問題
が根本的に解決される。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ２３Ｃ 5/16 Ｂ２３Ｃ 5/16 Ｂ２３Ｐ 15/28 Ｂ２３Ｐ 15/28 Ｚ Ｃ０４Ｂ 35/583 Ｃ０４Ｂ 37/00 Ｂ 37/00 37/02 Ｂ 37/02 41/87 Ｍ 41/87 Ｎ Ｆ Ｇ 35/58 １０３Ｊ １０３Ｘ Ｆターム(参考） 3C037 CC02 CC08 3C046 FF35 FF39 FF42 FF43 HH04 HH05 4G001 BA03 BA12 BA21 BA24 BA34 BA36 BA37 BA41 BA43 BA48 BA61 BB03 BB12 BB21 BB24 BB34 BB36 BB37 BB41 BB43 BB48 BB61 BC42 BC52 BC55 BC71 BC72 BD18 BE15 4G026 BA18 BB21 BB26 BB31 BD03 BD04 BE04 BF13 BF14 BF15 BF16 BF17 BF18 BF20 BF22 BF24 BH13
Claims (11)
- 【請求項１】ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）を主成分とし
て、Coを1〜20%含有し、残部が周期率表の4a、5a、6a族
金属、Alおよび／または、それら元素の酸化物、炭化
物、窒化物、硼化物、珪化物ならびにそれら相互固溶体
の1種以上のバインダーからなるｃＢＮ基焼結体の2層以
上が一体であって、隣接するｃＢＮ基焼結層のバインダ
ー量が異なることを特徴とする複層ｃＢＮ基焼結体 - 【請求項２】焼結体全体の厚さが0.2〜30mmであること
を特徴とする請求項１記載の複層ｃＢＮ基焼結体 - 【請求項３】少なくとも１層のｃＢＮ基焼結体のｃＢＮ
含有量が、80〜99体積％のｃＢＮ高含有層であることを
特徴とする請求項１、２いずれか記載の複層ｃＢＮ基焼
結体 - 【請求項４】該ｃＢＮ高含有層に隣接する層のｃＢＮ含
有量が60〜80体積%であることを特徴とする請求項３記
載の複層ｃＢＮ基焼結体 - 【請求項５】該ｃＢＮ高含有層の厚さが0.1〜2mmである
ことを特徴とする請求項３、４いずれか記載の複層ｃＢ
Ｎ基焼結体 - 【請求項６】周期率表の4a、5a、6a族元素、Al、Siの酸
化物、炭化物、窒化物、硼化物ならびに、それら相互固
溶体／混合体の1種以上の単層または2層以上の硬質膜を
被覆したことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の
被覆複層ｃＢＮ基焼結体 - 【請求項７】請求項１〜５いずれかの複層ｃＢＮ基焼結
体が超硬合金と一体であることを特徴とする硬質部材 - 【請求項８】該硬質部材がＡｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐ
ｂ、Ｐｄ、Ｃｄ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、Ｓｉ、
Ｃｒ、Ｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｂｅ、
Ｇｅのいずれか1種以上からなる金属によって基材に接
合されたことを特徴とする請求項６記載の硬質部材 - 【請求項９】Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの一種以上の金属を0.2
〜７０体積％含有して、残部がＡｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍ
ｎ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｃｄ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｐ、
Ｓｉ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ａｌ、
Ｂｅ、Ｇｅのいずれか1種以上からなる金属によって基
材に接合されたことを特徴とする請求項１、２、３、
４、５いずれか記載の硬質部材 - 【請求項１０】該基材が、超硬合金、ハイス、鋼、セラ
ミックス、サーメットの少なくとも1種であることを特
徴とする請求項８、９いずれか記載の硬質部材 - 【請求項１１】周期率表の4a、5a、6a族元素、Al、Siの
酸化物、炭化物、窒化物、硼化物ならびに、それら相互
固溶体／混合体の1種以上の単層または2層以上の硬質膜
を被覆したことを特徴とする請求項７〜１０いずれか記
載の被覆硬質部材
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028126A JP2002235142A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 複層ｃＢＮ基焼結体および硬質部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028126A JP2002235142A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 複層ｃＢＮ基焼結体および硬質部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235142A true JP2002235142A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18892679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028126A Withdrawn JP2002235142A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 複層ｃＢＮ基焼結体および硬質部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002235142A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057995A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 高品位表面性状加工用ｃＢＮ焼結体及びｃＢＮ焼結体切削工具およびこれを用いた切削加工方法 |
| JP2009518193A (ja) * | 2005-12-12 | 2009-05-07 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 多結晶質立方晶窒化ホウ素製切削工具部品 |
| JP2010089223A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 立方晶窒化硼素焼結体工具 |
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| KR20150036031A (ko) * | 2012-07-12 | 2015-04-07 | 다이아몬드 이노베이션즈, 인크. | 다결정 입방정 질화붕소 (PcBN) 의 별개 층들로 이루어진 PcBN 보디 |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001028126A patent/JP2002235142A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057995A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | 高品位表面性状加工用ｃＢＮ焼結体及びｃＢＮ焼結体切削工具およびこれを用いた切削加工方法 |
| US7771847B2 (en) | 2005-11-18 | 2010-08-10 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | cBN sintered body for high surface integrity machining, cBN sintered body cutting tool, and cutting method using the same |
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| KR20150036031A (ko) * | 2012-07-12 | 2015-04-07 | 다이아몬드 이노베이션즈, 인크. | 다결정 입방정 질화붕소 (PcBN) 의 별개 층들로 이루어진 PcBN 보디 |
| JP2015529617A (ja) * | 2012-07-12 | 2015-10-08 | ダイヤモンド イノベイションズ インコーポレーテッド | 複数の異なるＰｃＢＮ層を有する多結晶立方晶窒化ホウ素（ＰｃＢＮ）焼結体 |
| KR102125590B1 (ko) * | 2012-07-12 | 2020-06-22 | 다이아몬드 이노베이션즈, 인크. | 다결정 입방정 질화붕소 (PcBN) 의 별개 층들로 이루어진 PcBN 보디 |
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