JP3285724B2 - サーメット - Google Patents
サーメットInfo
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Description
であり、特に切削工具用の材料として最適なサーメット
に関するものである。
iの炭化物,窒化物,炭窒化物及びこれらの複合化合物
のうち少なくとも1種を主成分とする硬質相と、鉄族金
属からなる結合相によって構成されるサーメットが用い
られるようになっている。
Cを主成分とするTiC基サーメットが主流であった
が、近年ではこの系に窒化物を添加したTiCN基サー
メットが数多く提案されている。
硬質相を形成している炭素(C)および窒素(N)の比
率は、これらサーメットの靱性および硬度を決定する大
きな要因であり、最近では窒素の比率を高めることによ
り、これらサーメットの靱性を高めようとする試みがな
されている。
例えば、特公昭56−51201号公報等に開示される
ものが知られている。この公報には、(Ti,W,T
a,Mo)CNからなる硬質相と、Ni,Coからなる
結合相とから構成されるサーメットが開示され、硬質相
がTiや窒素に富む芯部と、W,Ta,Moおよび炭素
に富む周辺部とから構成された有芯構造を呈することが
述べられている。
ットに対して各種の改良がなされ、特公昭63−301
7号公報や特開昭64−39342号公報等において、
硬質相成分の改良や有芯構造における芯部あるいは周辺
部の改良がなされている。
らの先行技術によっても、サーメットの本質的な性能の
改良には至っておらず、現在切削工具材料として主に用
いられている超硬合金に比べ、切削特性は劣っている。
特に、切削条件が厳しくなる断続切削や湿式での切削に
おいては、未だに耐欠損性が十分満足するまで改善され
ていないという問題があった。
見に基づき、耐欠損性、特に湿式切削における耐欠損性
に優れるサーメットについて検討をおこなったところ、
サーメット成分の硬質相が、CuのKα1線を用いたX
線回折における(113)面のピーク位置が異なる3種
以上のB1型(立方晶)結晶を有し、それぞれのピーク
位置が0.2〜1.0度離れていると、耐摩耗性能を劣
化させることなく、機械的衝撃がかかる断続切削や、熱
衝撃がかかる湿式切削で、良好な耐欠損性を有するサー
メットを得ることができることを知見し、本発明に至っ
た。
物,窒化物,炭窒化物及びこれらの複合化合物のうち少
なくとも1種を主成分とする硬質相と、鉄族金属のうち
少なくとも1種からなる結合相とからなるサーメットに
おいて、前記硬質相が、CuのKα1線を用いたX線回
折における(113)面のピーク位置がそれぞれ0.2
〜1.0度離れた3種以上のB1型結晶を有するもので
ある。
1線を用いたX線回折における(113)面のピーク位
置がそれぞれ0.2〜1.0度離れた3種以上のB1型
結晶を有しており、硬質相の固溶状態がそれぞれ異なる
3相以上の固溶体相からなることを意味するものであ
る。
面のピーク位置は互いに0.2〜1.0度離れている
が、これは、(113)面のピーク位置が0.2度未満
しか離れていない、つまりB1型結晶の固溶状態が近い
状態では、硬質相に残留応力が発生せずに、良好な耐欠
損性が得られ難く、逆に1.0度よりも離れているとB
1型結晶の固溶状態が異なりすぎ、それぞれのB1型結
晶の間の界面状態が弱くなり、良好な耐欠損性が得られ
ないからである。3種以上のB1型結晶の(113)面
のピーク位置はそれぞれ0.3〜0.8度離れているこ
とが望ましい。
型結晶の(113)面における最高角度側の相aのピー
ク強度に対する低角度側の2相b,cのピーク強度比を
1以上とすることが望ましい。このように、最高角度側
のピーク強度に対する低角度側のピーク強度比を1以上
とすることにより、耐摩耗性をそれ程低下させることな
く耐欠損性をさらに向上できるからである。逆に、最高
角度側のピーク強度に対する低角度側のピーク強度比が
1より小さいと、固溶強化された相の量が少なくなり、
良好な耐摩耗性,耐欠損性が得られ難くなる。
料粉末としてTiCN粉末、TiN粉末、NbC粉末、
Mo2 C粉末、WC粉末、結合相原料粉末としてNiと
Coとを混合、粉砕した後、所定圧力でチップ形状にプ
レス成形し、これらの成形体を室温〜1000℃までは
3〜20℃/min、望ましくは5〜15℃/minの
昇温速度で昇温を行い、1000〜焼結温度までは5〜
30℃/min、望ましくは10〜25℃/minで昇
温を行い、1300〜1600℃の温度で真空雰囲気で
0.5〜6時間焼成し、例えば、後述する実施例に示す
ように昇温速度および焼成時間を制御することにより、
任意の固溶状態の硬質相が作成可能となり、(113)
面のピーク位置が異なる3つのB1型結晶構造を生じさ
せることが可能となる。特に、上記のようにして作製し
た焼結体を窒素雰囲気中において、焼成温度よりも低い
温度、1000〜1600℃で0.5〜24時間、望ま
しくは1250〜1500℃で0.5〜2時間熱処理す
ることにより、任意の固溶状態の硬質相の作製が容易と
なる。焼成した焼結体を一旦冷却した後に熱処理しても
良く、また、焼成した焼結体を連続して熱処理しても良
い。
あるチタン(またはニオブ)の炭化物、窒化物または炭
窒化物に、その他成分である周期律表の第4a,5a,
6a族元素が固溶して形成されている。そしてこの硬質
相の結晶の面間隔、即ち、X線回折による回折角度は、
これら他成分元素の固溶割合、及び非金属元素の割合に
より変化することが知られている。
を構成する硬質相を、(113)面のピーク位置が異な
り、それぞれのピーク位置が0.2〜1.0度離れた3
種以上のB1型結晶により構成した点にある。つまり、
硬質相中に3種以上の異なった面間隔を有する結晶相が
存在することを意味する。即ち、硬質相中の固溶状態が
異なる3種以上の相が共存することにより、各相の熱膨
張係数が異なり硬質相中に残留圧縮応力が発生する。こ
の様な応力の発生により、機械的衝撃がかかる断続切削
や、熱衝撃がかかる湿式切削で、良好な耐欠損性を有す
る切削工具用サーメットが得られる。
る低角度側の回折ピーク強度比が1以上であるというこ
とは、結晶面間隔(d)が大きい硬質相成分が多くなる
ということであり、より大きな原子半径の原子が固溶
し、固溶強化された硬質相が増加したことを意味してい
る。このように回折線のピーク強度比(高角度側の回折
ピーク強度に対する低角度側の回折ピーク強度比)が1
以上であることは、低角度側の回折ピーク強度が大きい
ということであり、より固溶強化された相の量が多いと
いうことを意味しており、このことにより、耐摩耗性を
劣化させることなく、さらに耐欠損性の向上を図ること
ができる。即ち、最高角度側の回折ピーク強度に対する
低角度側の回折ピーク強度比が1以上であることによ
り、耐摩耗性をそれ程低下させることなく耐欠損性をさ
らに向上できる。
N粉末:10重量%、NbC粉末:10重量%、WC粉
末:5重量%と、結合相原料粉末としてNi:7.5重
量%、Co:7.5重量%とを混合、粉砕した後、1.
5ton/cm2 の圧力でTNGA160408用のチ
ップ形状にプレス成形した。次にこれらの成形体を室温
〜1000℃までは5℃/minの昇温速度で昇温を行
い、1000℃〜1550℃までは25℃/minで昇
温を行い、1550℃の温度で真空雰囲気で6時間保持
して焼成した。
おいて1500℃で1時間熱処理した。比較合金とし
て、同一の原料粉末を用いて、室温〜1550℃までを
15℃/minの昇温速度で昇温を行い、1550℃の
温度で真空雰囲気で1時間保持して焼成を行った比較サ
ーメットを作製した。
α1線を用いたX線回折における(113)面の回折ピ
ークを観察したところ、当該サーメットでは回折ピーク
が3つ観察され、それぞれのピーク位置が0.4,0.
5度離れていた。
す。図1において、符号a,b,cは(113)面の回
折ピークを示す。
の相aの回折ピーク強度に対する低角度側の2相b,c
の回折ピーク強度比)はそれぞれ2.9,1.5であっ
た。
方法にて(113)面の回折ピークを観察したところ、
回折ピークは1つしか観察されなかった。
条件で湿式切削試験を行い、切削後のフランク摩耗量及
び刃先の欠損率を調べた。
mmであったのに対し、比較サーメットでは0.4mm
と大きな摩耗量となった。また欠損試験では、本発明の
サーメットでは20%の欠損率であったのに対し、比較
サーメットでは90%の欠損率を示した。
割合で秤量混合し、表2に示すような条件で焼成しサー
メットを作製した。
面の回折ピークを観察し、ピーク強度比を測定し、さら
に、上記実施例1と同様にして摩耗量および欠損率を測
定した。この結果を表2に記す。
トでは(113)面の回折ピークが3つ存在し、そのピ
ーク位置が0.2〜1.0度離れている場合には、優れ
た耐摩耗性および耐欠損性を有することが判る。また、
ピーク強度比(高角度側の回折ピーク強度に対する低角
度側の回折ピーク強度比)が1以上の場合には、耐摩耗
性および耐欠損性をさらに向上することができることが
判る。尚、実施例1を表1中の試料No.5に、実施例1
の比較例を試料No.2に示す。また、試料No.1〜7,
9については、TiCN粉末としてTiC0.5 N0.5 か
らなる組成のものを用い、試料No.8についてはTiC
0.3 N0.7 からなる組成の粉末5重量%とTiC0.7 N
0.3 からなる組成の粉末5重量%を用い、試料No.10
についてはTiC0.3 N0.7 からなる組成の粉末10重
量%とTiC0.7 N0.3 からなる組成の粉末10重量%
を用いた。
トでは、硬質相が、CuのKα1線を用いたX線回折に
おける(113)面のピーク位置が異なる3種以上のB
1型結晶構造を有し、それぞれのピーク位置が0.2〜
1.0度離れているので、硬質相中の3相以上の固溶状
態が異なり、各相の熱膨張係数が異なり、硬質相中に残
留圧縮応力が発生し、これにより機械的衝撃がかかる断
続切削や、熱衝撃がかかる湿式切削でも優れた耐摩耗性
と耐欠損性を有することができる。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】Tiの炭化物,窒化物,炭窒化物及びこれ
らの複合化合物のうち少なくとも1種を主成分とする硬
質相と、鉄族金属のうち少なくとも1種からなる結合相
とからなるサーメットにおいて、前記硬質相が、Cuの
Kα1線を用いたX線回折における(113)面のピー
ク位置がそれぞれ0.2〜1.0度離れた3種以上のB
1型結晶を有することを特徴とするサーメット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32255294A JP3285724B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | サーメット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32255294A JP3285724B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | サーメット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08176718A JPH08176718A (ja) | 1996-07-09 |
JP3285724B2 true JP3285724B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=18144955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32255294A Expired - Fee Related JP3285724B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | サーメット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3285724B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010035824A1 (ja) | 2008-09-26 | 2010-04-01 | 京セラ株式会社 | サーメット焼結体および切削工具 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP32255294A patent/JP3285724B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH08176718A (ja) | 1996-07-09 |
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