JP3227751B2 - 耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具 - Google Patents
耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐酸化性を
有し、特に高硬度鋼の高速切削などの高発熱を伴なう切
削に用いた場合に、すぐれた耐摩耗性を示すＴｉ系炭窒
硼酸化物基サーメット製切削工具に関するものである。
有し、特に高硬度鋼の高速切削などの高発熱を伴なう切
削に用いた場合に、すぐれた耐摩耗性を示すＴｉ系炭窒
硼酸化物基サーメット製切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭５３−３０４１４号
公報に記載される通り、重量％（質量％）で［以下、％
は重量％（質量％）を示す］、７０〜９５％を占める硬
質分散相が、 （ａ）Ｔｉの炭窒化物（以下、ＴｉＣＮで示す）、 （ｂ）Ｔｉと、Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，およびＭｏのうちの１
種または２種以上（以下、Ｍ1で示す）とのＴｉ系複合
炭窒化物［以下、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮで示す］、 （ｃ）Ｔｉと、Ｍ1と、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，およびＣｒの
うちの１種または２種以上（以下、Ｍ2で示す）とのＴ
ｉ系複合炭窒化物［以下、（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）ＣＮで示
す］、 以上（ａ）〜（ｃ）［以下、これらを総称して（Ｔｉ，
Ｍ）ＣＮで示す］のうちのいずれかからなり、残りの結
合相が実質的にＮｉまたはＮｉとＣｏからなる組成を有
する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基サーメットで構成された切削工
具が知られている。
公報に記載される通り、重量％（質量％）で［以下、％
は重量％（質量％）を示す］、７０〜９５％を占める硬
質分散相が、 （ａ）Ｔｉの炭窒化物（以下、ＴｉＣＮで示す）、 （ｂ）Ｔｉと、Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，およびＭｏのうちの１
種または２種以上（以下、Ｍ1で示す）とのＴｉ系複合
炭窒化物［以下、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮで示す］、 （ｃ）Ｔｉと、Ｍ1と、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，およびＣｒの
うちの１種または２種以上（以下、Ｍ2で示す）とのＴ
ｉ系複合炭窒化物［以下、（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）ＣＮで示
す］、 以上（ａ）〜（ｃ）［以下、これらを総称して（Ｔｉ，
Ｍ）ＣＮで示す］のうちのいずれかからなり、残りの結
合相が実質的にＮｉまたはＮｉとＣｏからなる組成を有
する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基サーメットで構成された切削工
具が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
の省力化および高速化はめざましく、これに伴ない、切
削工具には一段とすぐれた耐摩耗性を具備することが要
求される傾向にあるが、上記の従来（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基
サーメット製切削工具においては、例えば高硬度鋼の高
速切削のように、特に高熱発生を伴なう切削の場合に
は、酸化し易く、この結果摩耗の進行が速くなり、比較
的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
の省力化および高速化はめざましく、これに伴ない、切
削工具には一段とすぐれた耐摩耗性を具備することが要
求される傾向にあるが、上記の従来（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基
サーメット製切削工具においては、例えば高硬度鋼の高
速切削のように、特に高熱発生を伴なう切削の場合に
は、酸化し易く、この結果摩耗の進行が速くなり、比較
的短時間で使用寿命に至るのが現状である。
【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（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基
サーメット製切削工具に着目し、これの耐酸化性向上を
はかるべく研究を行なった結果、上記の従来（Ｔｉ，
Ｍ）ＣＮ基サーメット製切削工具で、これの（Ｔｉ，
Ｍ）ＣＮ基サーメットの硬質分散相を構成するＴｉＣ
Ｎ、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮ、および（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）Ｃ
Ｎに、それぞれ、前記硬質分散相に占める割合で、 ボロン（Ｂ）：０．２〜４％、 酸素（Ｏ）：０．２〜２％、 を固溶含有させてなるＴｉの炭窒硼酸化物、ＴｉとＭ1
の炭窒硼酸化物、およびＴｉとＭ1とＭ2の炭窒硼酸化物
［以下、それぞれＴｉＣＮＢＯ、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮＢ
Ｏ、および（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）ＣＮＢＯで示す。またこ
れら全体を総称して（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯで示す］で硬
質分散相を構成してなる（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメ
ット製切削工具は、一段とすぐれた耐酸化性を示すよう
になり、高熱発生を伴なう切削にもすぐれた耐摩耗性を
長期に亘って発揮す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（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基
サーメット製切削工具に着目し、これの耐酸化性向上を
はかるべく研究を行なった結果、上記の従来（Ｔｉ，
Ｍ）ＣＮ基サーメット製切削工具で、これの（Ｔｉ，
Ｍ）ＣＮ基サーメットの硬質分散相を構成するＴｉＣ
Ｎ、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮ、および（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）Ｃ
Ｎに、それぞれ、前記硬質分散相に占める割合で、 ボロン（Ｂ）：０．２〜４％、 酸素（Ｏ）：０．２〜２％、 を固溶含有させてなるＴｉの炭窒硼酸化物、ＴｉとＭ1
の炭窒硼酸化物、およびＴｉとＭ1とＭ2の炭窒硼酸化物
［以下、それぞれＴｉＣＮＢＯ、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮＢ
Ｏ、および（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）ＣＮＢＯで示す。またこ
れら全体を総称して（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯで示す］で硬
質分散相を構成してなる（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメ
ット製切削工具は、一段とすぐれた耐酸化性を示すよう
になり、高熱発生を伴なう切削にもすぐれた耐摩耗性を
長期に亘って発揮するという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、７０〜９５％の硬質分散相が、
ＴｉＣＮ、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮ、および（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ
2）ＣＮのそれぞれに、前記硬質分散相に占める割合
で、 ボロン（Ｂ）：０．２〜４％、 酸素（Ｏ）：０．２〜２％、 を固溶含有させてなる （ａ） ＴｉＣＮＢＯ、 （ｂ） （Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮＢＯ、 （ｃ） （Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）ＣＮＢＯ、 以上（ａ）〜（ｃ）のうちのいずれか、からなり、残り
の結合相が実質的にＮｉまたはＮｉとＣｏからなる組成
を有する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメットで構成さ
れ、かつ耐酸化性のすぐれた切削工具に特徴を有するも
のである。
なされたものであって、７０〜９５％の硬質分散相が、
ＴｉＣＮ、（Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮ、および（Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ
2）ＣＮのそれぞれに、前記硬質分散相に占める割合
で、 ボロン（Ｂ）：０．２〜４％、 酸素（Ｏ）：０．２〜２％、 を固溶含有させてなる （ａ） ＴｉＣＮＢＯ、 （ｂ） （Ｔｉ，Ｍ1）ＣＮＢＯ、 （ｃ） （Ｔｉ，Ｍ1，Ｍ2）ＣＮＢＯ、 以上（ａ）〜（ｃ）のうちのいずれか、からなり、残り
の結合相が実質的にＮｉまたはＮｉとＣｏからなる組成
を有する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメットで構成さ
れ、かつ耐酸化性のすぐれた切削工具に特徴を有するも
のである。
【０００６】なお、この発明の切削工具において、これ
を構成する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメットの硬質分
散相である（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯのＢ含有量を０．２〜
４％、Ｏ含有量を０．２〜２％と限定したのは、Ｂ含有
量が０．２％未満でも、またＯ含有量が０．２％未満で
も所望の耐酸化性向上効果が得られず、一方Ｂ含有量が
４％を越えても、またＯ含有量が２％を越えても（Ｔ
ｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ自体の硬さが低下し、切削工具の摩耗
進行が促進されるようになるという理由によるものであ
る。
を構成する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメットの硬質分
散相である（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯのＢ含有量を０．２〜
４％、Ｏ含有量を０．２〜２％と限定したのは、Ｂ含有
量が０．２％未満でも、またＯ含有量が０．２％未満で
も所望の耐酸化性向上効果が得られず、一方Ｂ含有量が
４％を越えても、またＯ含有量が２％を越えても（Ｔ
ｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ自体の硬さが低下し、切削工具の摩耗
進行が促進されるようになるという理由によるものであ
る。
【０００７】また、この発明の切削工具を構成する（Ｔ
ｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメットの硬質分散相の含有量を
７０〜９５％としたのは、その含有量が７０％未満では
結合相の含有量が実質的に３０％を越えて多くなりす
ぎ、耐摩耗性の著しい低下は避けられず、一方その含有
量が９５％を越えると、結合相の含有量が実質的に５％
未満となってしまい、切削工具の耐欠損性が低下するよ
うになるという理由にもとづくものである。
ｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメットの硬質分散相の含有量を
７０〜９５％としたのは、その含有量が７０％未満では
結合相の含有量が実質的に３０％を越えて多くなりす
ぎ、耐摩耗性の著しい低下は避けられず、一方その含有
量が９５％を越えると、結合相の含有量が実質的に５％
未満となってしまい、切削工具の耐欠損性が低下するよ
うになるという理由にもとづくものである。
【０００８】
【実施例】つぎに、この発明の切削工具を実施例により
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも１〜１．
５μｍの平均粒径を有する、ＴｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、
ＴｉＣ0. 5 Ｎ0.5 （ＴｉＣ／ＴｉＮ：重量比で５０／
５０）粉末、ＴｉＢ2 粉末、Ｂ：１．８％およびＯ：
０．８％含有のＴｉ（Ｃ0.44Ｎ0.44Ｂ0.10Ｏ0.02）粉
末、ＴｉＯ2 粉末、ＷＣ粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＴａＣ粉
末、ＮｂＣ粉末、ＶＣ粉末、ＺｒＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉
末、ＨｆＣ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用意し、
これら原料粉末を表１〜６に示される配合組成に配合
し、窒素雰囲気中、ボールミルで９６時間粉砕混合した
後、１．５ton ／cm2 の圧力でプレス成形して圧粉体と
し、ついでこの圧粉体を、１３００℃までを真空中で昇
温した後、雰囲気を２０torrの窒素雰囲気にかえて１５
５０℃まで昇温し、この温度に１．５時間保持の条件で
焼結し、引続いてＩＳＯ・ＳＮＧＡ１２０４０８の形状
に研磨することにより、硬質分散相がＢおよびＯを固溶
含有する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯで構成された本発明（Ｔ
ｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメット製切削工具（以下、本発
明切削工具という）１〜１６、並びに硬質分散相がＢお
よびＯを含有しない（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮで構成された従来
（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基サーメット製切削工具（以下、従来
切削工具という）１〜１６をそれぞれ製造した。
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも１〜１．
５μｍの平均粒径を有する、ＴｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、
ＴｉＣ0. 5 Ｎ0.5 （ＴｉＣ／ＴｉＮ：重量比で５０／
５０）粉末、ＴｉＢ2 粉末、Ｂ：１．８％およびＯ：
０．８％含有のＴｉ（Ｃ0.44Ｎ0.44Ｂ0.10Ｏ0.02）粉
末、ＴｉＯ2 粉末、ＷＣ粉末、Ｍｏ2 Ｃ粉末、ＴａＣ粉
末、ＮｂＣ粉末、ＶＣ粉末、ＺｒＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉
末、ＨｆＣ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末を用意し、
これら原料粉末を表１〜６に示される配合組成に配合
し、窒素雰囲気中、ボールミルで９６時間粉砕混合した
後、１．５ton ／cm2 の圧力でプレス成形して圧粉体と
し、ついでこの圧粉体を、１３００℃までを真空中で昇
温した後、雰囲気を２０torrの窒素雰囲気にかえて１５
５０℃まで昇温し、この温度に１．５時間保持の条件で
焼結し、引続いてＩＳＯ・ＳＮＧＡ１２０４０８の形状
に研磨することにより、硬質分散相がＢおよびＯを固溶
含有する（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯで構成された本発明（Ｔ
ｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメット製切削工具（以下、本発
明切削工具という）１〜１６、並びに硬質分散相がＢお
よびＯを含有しない（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮで構成された従来
（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮ基サーメット製切削工具（以下、従来
切削工具という）１〜１６をそれぞれ製造した。
【０００９】ついで、この結果得られた各種の切削工具
について、 被削材：ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２６０）の丸棒、 切削速度：２４０ｍ／min.、 送り：０．２mm／rev.、 切込み：１mm、 切削時間：３０分、 の条件での鋼の湿式連続高速切削試験、並びに、 被削材：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２４０）の溝付き丸
棒、 切削速度：２２０ｍ／min.、 送り：０．３mm／rev.、 切込み：１mm、 切削時間：２分、 の条件での鋼の乾式断続切削試験を行ない、前者の切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅を測定し、後者の切削試験
では試験切刃１０個のうちの欠損発生数を測定した。こ
れらの測定結果を表７に示した。
について、 被削材：ＳＮＣＭ４３９（硬さ：ＨB ２６０）の丸棒、 切削速度：２４０ｍ／min.、 送り：０．２mm／rev.、 切込み：１mm、 切削時間：３０分、 の条件での鋼の湿式連続高速切削試験、並びに、 被削材：ＳＣＭ４４０（硬さ：ＨB ２４０）の溝付き丸
棒、 切削速度：２２０ｍ／min.、 送り：０．３mm／rev.、 切込み：１mm、 切削時間：２分、 の条件での鋼の乾式断続切削試験を行ない、前者の切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅を測定し、後者の切削試験
では試験切刃１０個のうちの欠損発生数を測定した。こ
れらの測定結果を表７に示した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】
【表５】
【００１５】
【表６】
【００１６】
【表７】
【００１７】
【発明の効果】表１〜７に示される結果から、本発明切
削工具１〜１６は、いずれもすぐれた耐酸化性を有して
いるので、高熱発生を伴なう高速切削で従来切削工具１
〜１６に比して一段とすぐれた耐摩耗性を示し、かつ従
来切削工具１〜１６のもつすぐれた耐欠損性と同等のす
ぐれた耐欠損性を具備することが明らかである。上述の
ように、この発明の（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメット
製切削工具は、すぐれた耐酸化性を有するので、特に高
熱発生を伴なう高硬度鋼の高速切削はじめ、高送りおよ
び高切込みなどの重切削など、苛酷な条件での切削に際
してすぐれた耐摩耗性を著しく長期に亘って発揮するの
である。
削工具１〜１６は、いずれもすぐれた耐酸化性を有して
いるので、高熱発生を伴なう高速切削で従来切削工具１
〜１６に比して一段とすぐれた耐摩耗性を示し、かつ従
来切削工具１〜１６のもつすぐれた耐欠損性と同等のす
ぐれた耐欠損性を具備することが明らかである。上述の
ように、この発明の（Ｔｉ，Ｍ）ＣＮＢＯ基サーメット
製切削工具は、すぐれた耐酸化性を有するので、特に高
熱発生を伴なう高硬度鋼の高速切削はじめ、高送りおよ
び高切込みなどの重切削など、苛酷な条件での切削に際
してすぐれた耐摩耗性を著しく長期に亘って発揮するの
である。
Claims (3)
- 【請求項１】 ７０〜９５重量％（質量％）の硬質分散
相が、Ｔｉの炭窒化物に、前記硬質分散相に占める割合
で０．２〜４重量％（質量％）のボロンと０．２〜２重
量％（質量％）の酸素を固溶含有させてなるＴｉの炭窒
硼酸化物からなり、残りの結合相が実質的にＮｉまたは
ＮｉとＣｏからなる組成を有するＴｉ系炭窒硼酸化物基
サーメットで構成したことを特徴とする耐酸化性のすぐ
れたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具。 - 【請求項２】 ７０〜９５重量％（質量％）の硬質分散
相が、Ｔｉと、Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，およびＭｏのうちの１
種または２種以上とのＴｉ系複合炭窒化物に、前記硬質
分散相に占める割合で０．２〜４重量％（質量％）のボ
ロンと０．２〜２重量％（質量％）の酸素を固溶含有さ
せてなるＴｉ系複合炭窒硼酸化物からなり、残りの結合
相が実質的にＮｉまたはＮｉとＣｏからなる組成を有す
るＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメットで構成でしたことを
特徴とする耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サ
ーメット製切削工具。 - 【請求項３】 ７０〜９５重量％（質量％）の硬質分散
相が、Ｔｉと、Ｔａ，Ｎｂ，Ｗ，およびＭｏのうちの１
種または２種以上と、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，およびＣｒのう
ちの１種または２種以上とのＴｉ系複合炭窒化物に、前
記硬質分散相に占める割合で０．２〜４重量％（質量
％）のボロンと０．２〜２重量％（質量％）の酸素を固
溶含有させてなるＴｉ系複合炭窒硼酸化物からなり、残
りの結合相が実質的にＮｉまたはＮｉとＣｏからなる組
成を有するＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメットで構成でし
たことを特徴とする耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸
化物基サーメット製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35249591A JP3227751B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35249591A JP3227751B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05171337A JPH05171337A (ja) | 1993-07-09 |
| JP3227751B2 true JP3227751B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=18424465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35249591A Expired - Fee Related JP3227751B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227751B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402187B1 (en) | 1998-10-06 | 2002-06-11 | Milliken & Company | Airbag structure |
| US6672617B1 (en) | 2000-09-08 | 2004-01-06 | Milliken & Company | Yarn, airbag and method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115386777B (zh) * | 2022-09-02 | 2023-07-18 | 石家庄铁道大学 | 一种过渡金属碳氮化物基高熵金属陶瓷及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP35249591A patent/JP3227751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402187B1 (en) | 1998-10-06 | 2002-06-11 | Milliken & Company | Airbag structure |
| US6467806B2 (en) | 1998-10-06 | 2002-10-22 | Milliken & Company | Airbag structure |
| US6672617B1 (en) | 2000-09-08 | 2004-01-06 | Milliken & Company | Yarn, airbag and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05171337A (ja) | 1993-07-09 |
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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: 20010807 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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