JP2827537B2 - 高靭性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の製造方法 - Google Patents
高靭性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の製造方法Info
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- JP2827537B2 JP2827537B2 JP3039409A JP3940991A JP2827537B2 JP 2827537 B2 JP2827537 B2 JP 2827537B2 JP 3039409 A JP3039409 A JP 3039409A JP 3940991 A JP3940991 A JP 3940991A JP 2827537 B2 JP2827537 B2 JP 2827537B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた靭性を有
し、したがって高速断続切削や高送り断続切削などに適
用した場合にもすぐれた耐欠損性を発揮する立方晶窒化
ほう素（以下、ｃ−ＢＮで示す）基超高圧焼結材料製切
削チップの製造方法に関するものである。
し、したがって高速断続切削や高送り断続切削などに適
用した場合にもすぐれた耐欠損性を発揮する立方晶窒化
ほう素（以下、ｃ−ＢＮで示す）基超高圧焼結材料製切
削チップの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭５３−７７８１１号
公報に記載される通り、周期律表の４ａ，５ａ，および
６ａ族金属の炭化物粉末、窒化物粉末、ほう化物粉末、
およびけい化物粉末のうちの１種または２種以上からな
る結合相形成用粉末と、硬質分散相形成用粉末としての
ｃ−ＢＮ粉末とを、前記結合相形成用粉末：２０〜６０
容量％、前記ｃ−ＢＮ粉末：残りの割合で混合し、支持
チップ上でプレス成形して圧粉体とした後、前記圧粉体
を超高圧焼結するによりｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料で構
成された切削チップを製造する方法が知られており、ま
たこのｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料製切削チップが、例え
ばロックウェル硬さ（Ｃスケール）で５５〜６２の高い
表面硬さを有するＣｒ−Ｍｏ鋼やＣｒ鋼などの肌焼き鋼
や浸炭焼入れ鋼などの高硬度鋼やスーパーアロイの切削
に用いられることもよく知られるところである。
公報に記載される通り、周期律表の４ａ，５ａ，および
６ａ族金属の炭化物粉末、窒化物粉末、ほう化物粉末、
およびけい化物粉末のうちの１種または２種以上からな
る結合相形成用粉末と、硬質分散相形成用粉末としての
ｃ−ＢＮ粉末とを、前記結合相形成用粉末：２０〜６０
容量％、前記ｃ−ＢＮ粉末：残りの割合で混合し、支持
チップ上でプレス成形して圧粉体とした後、前記圧粉体
を超高圧焼結するによりｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料で構
成された切削チップを製造する方法が知られており、ま
たこのｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料製切削チップが、例え
ばロックウェル硬さ（Ｃスケール）で５５〜６２の高い
表面硬さを有するＣｒ−Ｍｏ鋼やＣｒ鋼などの肌焼き鋼
や浸炭焼入れ鋼などの高硬度鋼やスーパーアロイの切削
に用いられることもよく知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、切削機械
の高性能化はめざましく、省力化と相まって、切削速度
の高速化並びに重切削化（高送り切削、高切込み切削）
の傾向にあるが、上記の従来ｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料
製切削チップは靭性の点で問題があるため、これらの苛
酷な条件下での切削では切刃に欠けやチッピングが発生
し易く、満足に対応することができないのが現状であ
る。
の高性能化はめざましく、省力化と相まって、切削速度
の高速化並びに重切削化（高送り切削、高切込み切削）
の傾向にあるが、上記の従来ｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料
製切削チップは靭性の点で問題があるため、これらの苛
酷な条件下での切削では切刃に欠けやチッピングが発生
し易く、満足に対応することができないのが現状であ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来ｃ−ＢＮ基超高圧焼
結材料製切削チップに着目し、これの高靭性化をはかる
べく研究を行なった結果、切削チップを構成するｃ−Ｂ
Ｎ基超高圧焼結材料の結合相を、Ｔｉの炭化物、窒化
物、炭窒化物、およびほう化物、並びにＷのほう化物、
Ａｌの酸化物および窒化物（以下、それぞれＴｉＣ，Ｔ
ｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＢ2 ，Ｗ2 Ｂ，Ａｌ2Ｏ3 ，およ
びＡｌＮで示す）のうちの１種または２種以上で構成す
ることに特定した上で、通常の粒度を有するｃ−ＢＮ粉
末と上記の結合相形成用粉末とを混合した後、底部に、
例えば炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金
製支持チップを敷き並べた容器内のアセトンあるいはア
ルコールなどの溶媒中に、前記混合粉末を超音波振動な
どを用いて撹拌分散させ、ついで撹拌を停止して、前記
混合粉末を上記支持チップ上に沈積させ、前記容器から
溶媒を取り除くことにより前記支持チップ上に、下部に
相対的に粒径の大きい粗粒が多く分布し、上部に向うに
したがって細粒となる粒度分布の粉末集積体を形成する
沈降法、によって形成した粉末集積体を、通常の条件で
超高圧焼結すると、この結果製造されたｃ−ＢＮ基超高
圧焼結材料製切削チップは、高靭性を具備するようにな
り、表面部のもつすぐれた耐摩耗性と相まって、苛酷な
条件下での切削にも切刃に欠けやチッピング（微小欠
け）の発生はなく、長期に亘ってすぐれた切削性能を発
揮するようになるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来ｃ−ＢＮ基超高圧焼
結材料製切削チップに着目し、これの高靭性化をはかる
べく研究を行なった結果、切削チップを構成するｃ−Ｂ
Ｎ基超高圧焼結材料の結合相を、Ｔｉの炭化物、窒化
物、炭窒化物、およびほう化物、並びにＷのほう化物、
Ａｌの酸化物および窒化物（以下、それぞれＴｉＣ，Ｔ
ｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＢ2 ，Ｗ2 Ｂ，Ａｌ2Ｏ3 ，およ
びＡｌＮで示す）のうちの１種または２種以上で構成す
ることに特定した上で、通常の粒度を有するｃ−ＢＮ粉
末と上記の結合相形成用粉末とを混合した後、底部に、
例えば炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金
製支持チップを敷き並べた容器内のアセトンあるいはア
ルコールなどの溶媒中に、前記混合粉末を超音波振動な
どを用いて撹拌分散させ、ついで撹拌を停止して、前記
混合粉末を上記支持チップ上に沈積させ、前記容器から
溶媒を取り除くことにより前記支持チップ上に、下部に
相対的に粒径の大きい粗粒が多く分布し、上部に向うに
したがって細粒となる粒度分布の粉末集積体を形成する
沈降法、によって形成した粉末集積体を、通常の条件で
超高圧焼結すると、この結果製造されたｃ−ＢＮ基超高
圧焼結材料製切削チップは、高靭性を具備するようにな
り、表面部のもつすぐれた耐摩耗性と相まって、苛酷な
条件下での切削にも切刃に欠けやチッピング（微小欠
け）の発生はなく、長期に亘ってすぐれた切削性能を発
揮するようになるという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記研究結果にもとづいてな
されたものであって、ＴｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣ
Ｎ粉末、ＴｉＢ2 粉末、Ｗ2 Ｂ粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末、
およびＡｌＮ粉末のうちの１種または２種以上からなる
結合相形成用粉末と、硬質分散相形成用粉末としてのｃ
−ＢＮ粉末とを前記結合相形成用粉末：２０〜６０容量
％、前記ｃ−ＢＮ粉末：残りの割合で混合した後、底部
に、支持チップを敷き並べた容器内の溶媒中に、前記混
合粉末を撹拌分散させ、ついで撹拌を停止して、前記混
合粉末を上記支持チップ上に沈積させ、前記容器から溶
媒を取り除くことにより前記支持チップ上に、下部に相
対的に粒径の大きい粗粒が多く分布し、上部に向うにし
たがって細粒となる粒度分布の粉末集積体を形成し、前
記粉末集積体を超高圧焼結することにより高靭性を有す
るｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料製切削チップを製造する方
法に特徴を有するものである。
されたものであって、ＴｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣ
Ｎ粉末、ＴｉＢ2 粉末、Ｗ2 Ｂ粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末、
およびＡｌＮ粉末のうちの１種または２種以上からなる
結合相形成用粉末と、硬質分散相形成用粉末としてのｃ
−ＢＮ粉末とを前記結合相形成用粉末：２０〜６０容量
％、前記ｃ−ＢＮ粉末：残りの割合で混合した後、底部
に、支持チップを敷き並べた容器内の溶媒中に、前記混
合粉末を撹拌分散させ、ついで撹拌を停止して、前記混
合粉末を上記支持チップ上に沈積させ、前記容器から溶
媒を取り除くことにより前記支持チップ上に、下部に相
対的に粒径の大きい粗粒が多く分布し、上部に向うにし
たがって細粒となる粒度分布の粉末集積体を形成し、前
記粉末集積体を超高圧焼結することにより高靭性を有す
るｃ−ＢＮ基超高圧焼結材料製切削チップを製造する方
法に特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の切削チップの製造方法に
おいて、結合相形成用粉末の配合割合を２０〜６０容量
％としたのは、その割合が２０容量％未満では、相対的
にｃ−ＢＮ粉末の割合が８０％を越えて高くなってしま
い、この結果切削チップの靭性が低下するようになり、
一方その割合が６０容量％を越えると、ｃ−ＢＮ粉末の
割合が実質的に４０容量％未満となって、所望のすぐれ
た耐摩耗性を切削チップに確保するのが困難になるとい
う理由によるものである。
おいて、結合相形成用粉末の配合割合を２０〜６０容量
％としたのは、その割合が２０容量％未満では、相対的
にｃ−ＢＮ粉末の割合が８０％を越えて高くなってしま
い、この結果切削チップの靭性が低下するようになり、
一方その割合が６０容量％を越えると、ｃ−ＢＮ粉末の
割合が実質的に４０容量％未満となって、所望のすぐれ
た耐摩耗性を切削チップに確保するのが困難になるとい
う理由によるものである。
【０００７】
【実施例】つぎに、この発明の切削チップの製造方法を
実施例により具体的に説明する。原料粉末として、それ
ぞれ表１に示される平均粒径をもったｃ−ＢＮ粉末、Ｔ
ｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣＮ粉末、ＴｉＢ2 粉末、
Ｗ2 Ｂ粉末、Ａｌ2 Ｏ3粉末、およびＡｌＮ粉末を用意
し、これら原料粉末をそれぞれ表１に示される配合組成
に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥し、
一方、溶媒としてアセトンを入れた容器を用意し、この
容器の底部にＷＣ−１０重量％の組成、並びに直径：１
５mmφ×厚さ：２mmの寸法をもった支持チップを置いた
状態で、これに前記混合粉末を、混合粉末：アセトン＝
１：５〜１０の重量割合で装入し、超音波振動をかけて
１０〜３０分の範囲内の所定時間撹拌し、ついで撹拌を
停止して前記混合粉末の前記支持チップ上への沈降をは
かり、引続いてこの結果形成された粉末集積体を乾燥し
た状態で、前記支持チップと一緒に超高圧焼結装置に装
入し、圧力：５．５ＧＰａ、温度：１３００℃の条件で
焼結することにより本発明法１〜９を実施し、実質的に
配合組成と同一の組成を有し、かつそれぞれ表１に示さ
れる厚さをもった本発明切削チップ１〜９をそれぞれ製
造した。また、比較の目的で、上記の沈降法による粉末
集積体の形成を行なう代りに、乾燥後の混合粉末を２ t
on／cm2 の圧力で支持チップ上でプレス成形して圧粉体
とする以外は本発明法１〜９のそれぞれの条件と同一の
条件で従来法１〜９を実施し、従来切削チップ１〜９を
それぞれ製造した。
実施例により具体的に説明する。原料粉末として、それ
ぞれ表１に示される平均粒径をもったｃ−ＢＮ粉末、Ｔ
ｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣＮ粉末、ＴｉＢ2 粉末、
Ｗ2 Ｂ粉末、Ａｌ2 Ｏ3粉末、およびＡｌＮ粉末を用意
し、これら原料粉末をそれぞれ表１に示される配合組成
に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥し、
一方、溶媒としてアセトンを入れた容器を用意し、この
容器の底部にＷＣ−１０重量％の組成、並びに直径：１
５mmφ×厚さ：２mmの寸法をもった支持チップを置いた
状態で、これに前記混合粉末を、混合粉末：アセトン＝
１：５〜１０の重量割合で装入し、超音波振動をかけて
１０〜３０分の範囲内の所定時間撹拌し、ついで撹拌を
停止して前記混合粉末の前記支持チップ上への沈降をは
かり、引続いてこの結果形成された粉末集積体を乾燥し
た状態で、前記支持チップと一緒に超高圧焼結装置に装
入し、圧力：５．５ＧＰａ、温度：１３００℃の条件で
焼結することにより本発明法１〜９を実施し、実質的に
配合組成と同一の組成を有し、かつそれぞれ表１に示さ
れる厚さをもった本発明切削チップ１〜９をそれぞれ製
造した。また、比較の目的で、上記の沈降法による粉末
集積体の形成を行なう代りに、乾燥後の混合粉末を２ t
on／cm2 の圧力で支持チップ上でプレス成形して圧粉体
とする以外は本発明法１〜９のそれぞれの条件と同一の
条件で従来法１〜９を実施し、従来切削チップ１〜９を
それぞれ製造した。
【０００８】図１および図２に、本発明法２で製造され
た切削チップ（図１）および従来法２で製造された切削
チップ（図２）の縦断面の金属顕微鏡による組織写真
（倍率：７００倍）をそれぞれ示した。
た切削チップ（図１）および従来法２で製造された切削
チップ（図２）の縦断面の金属顕微鏡による組織写真
（倍率：７００倍）をそれぞれ示した。
【０００９】ついで、上記の各種の切削チップを、放電
加工により６分割して扇形とし、これをＷＣ基超硬合金
製台金にろう付けし、研削してＴＰＧＡ３２２の形状を
もったスローアウェイチップとし、 被削材：ＳＣＭ４２０（表面硬さ：ＨＲＣ６０）の８本
縦溝入り丸棒、 切削速度：４５０ｍ／min 、 送り：０．１mm／rev.、 切込み：０．１mm、 切削時間：２分、 の条件（以下Ａ切削条件という）での肌焼き鋼の高速断
続仕上げ切削試験、並びに、 被削材：ＳＣｒ４１５（表面硬さ：ＨＲＣ５８）の８本
縦溝入り丸棒、 切削速度：１５０ｍ／min 、 送り：０．５mm／rev.、 切込み：０．１mm、 切削時間：５分、 の条件（以下Ｂ切削条件という）での浸炭焼入れ鋼の高
送り断続仕上げ切削試験、を行ない、それぞれ切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表２に示し
た。
加工により６分割して扇形とし、これをＷＣ基超硬合金
製台金にろう付けし、研削してＴＰＧＡ３２２の形状を
もったスローアウェイチップとし、 被削材：ＳＣＭ４２０（表面硬さ：ＨＲＣ６０）の８本
縦溝入り丸棒、 切削速度：４５０ｍ／min 、 送り：０．１mm／rev.、 切込み：０．１mm、 切削時間：２分、 の条件（以下Ａ切削条件という）での肌焼き鋼の高速断
続仕上げ切削試験、並びに、 被削材：ＳＣｒ４１５（表面硬さ：ＨＲＣ５８）の８本
縦溝入り丸棒、 切削速度：１５０ｍ／min 、 送り：０．５mm／rev.、 切込み：０．１mm、 切削時間：５分、 の条件（以下Ｂ切削条件という）での浸炭焼入れ鋼の高
送り断続仕上げ切削試験、を行ない、それぞれ切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表２に示し
た。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【発明の効果】表１、２に示される通り、本発明法１〜
９によれば、いずれも高硬度鋼の高速断続仕上げ切削お
よび高送り断続仕上げ切削ですぐれた靭性を示し、切刃
に欠けやチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示
す切削チップを製造することができるのに対して、従来
法１〜９で製造された切削チップは、いずれも靭性不足
が原因で、上記の苛酷な条件下での切削ではチッピング
が発生し、短時間で使用寿命に至ることが明らかであ
る。
９によれば、いずれも高硬度鋼の高速断続仕上げ切削お
よび高送り断続仕上げ切削ですぐれた靭性を示し、切刃
に欠けやチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を示
す切削チップを製造することができるのに対して、従来
法１〜９で製造された切削チップは、いずれも靭性不足
が原因で、上記の苛酷な条件下での切削ではチッピング
が発生し、短時間で使用寿命に至ることが明らかであ
る。
【００２０】上述のように、この発明の方法は、切削条
件の高速化および重切削化にも十分に対応することがで
き、かつ実用に際しては、すぐれた耐欠損性および耐摩
耗性を著しく長期に亘って発揮する切削チップの製造を
可能ならしめるものである。
件の高速化および重切削化にも十分に対応することがで
き、かつ実用に際しては、すぐれた耐欠損性および耐摩
耗性を著しく長期に亘って発揮する切削チップの製造を
可能ならしめるものである。
【図１】本発明法２で製造された切削チップの縦断面の
金属顕微鏡による組織写真である。
金属顕微鏡による組織写真である。
【図２】従来法２で製造された切削チップの縦断面の金
属顕微鏡による組織写真である。
属顕微鏡による組織写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 和男 岐阜県安八群神戸町大字横井字中新田 1528 三菱マテリアル株式会社 岐阜製 作所内 (56)参考文献 特開 平２−167605（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 27/14 C22C 1/05 C22C 29/16
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔｉの炭化物粉末、窒化物粉末、炭窒化
物粉末、およびほう化物粉末、並びにＷのほう化物粉
末、Ａｌの酸化物粉末および窒化物粉末のうちの１種ま
たは２種以上からなる結合相形成用粉末と、硬質分散相
形成用粉末としての立方晶窒化ほう素粉末とを前記結合
相形成用粉末：２０〜６０容量％、前記立方晶窒化ほう
素粉末：残りの割合で混合した後、底部に、支持チップ
を敷き並べた容器内の溶媒中に、前記混合粉末を撹拌分
散させ、ついで撹拌を停止して、前記混合粉末を上記支
持チップ上に沈積させ、前記容器から溶媒を取り除くこ
とにより前記支持チップ上に、下部に相対的に粒径の大
きい粗粒が多く分布し、上部に向うにしたがって細粒と
なる粒度分布の粉末集積体を形成し、前記粉末集積体を
超高圧焼結することを特徴とする高靭性を有する立方晶
窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削チップの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039409A JP2827537B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 高靭性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の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039409A JP2827537B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 高靭性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の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04256504A JPH04256504A (ja) | 1992-09-11 |
| JP2827537B2 true JP2827537B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=12552198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3039409A Expired - Lifetime JP2827537B2 (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 高靭性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の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827537B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113563086B (zh) * | 2021-08-13 | 2022-08-30 | 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 | 聚晶立方氮化硼复合材料及其制备方法、硼化钨作为聚晶立方氮化硼复合材料粘结相的应用 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3039409A patent/JP2827537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04256504A (ja) | 1992-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980818 |