JP3483162B2 - 靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具 - Google Patents
靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具Info
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Description
し、かつ耐摩耗性にもすぐれているので、例えば鋼の連
続切削は勿論のこと、特に断続切削に用いた場合に、切
刃に欠損やチッピング(微小欠け)などの発生なく、す
ぐれた切削性能を長期に亘って発揮する炭窒化チタン
(以下、TiCNで示す)系サーメット製切削工具に関
するものである。
特開昭50−86512公報などに記載されるように、
容量%で(以下、単に%は容量%を意味する)、Coお
よび/またはNiを主成分とする金属結合相:5〜30
%、単一相構造を有するTiCNからなる硬質分散相、
および/または同じく単一相構造を有し、かつTiと、
Tiを除く周期律表の4a,5a、および6a族元素の
うちの1種以上との複合炭窒化物固溶体からなる硬質分
散相:実質的に残り、の組成を有するTiCN系サーメ
ットで構成された切削工具が知られており、これが例え
ば鋼などの連続切削に用いられていることも知られてい
る。
のFA化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴ない、連続切削および断続切削のいずれに
も実用可能な切削工具が望まれる傾向にあるが、上記の
従来TiCN系サーメット製切削工具においては、連続
切削ではすぐれた耐摩耗性を示すものの、断続切削では
靭性不足が原因で切刃に欠損やチッピングが発生し易
く、短時間で使用寿命に至るのが現状である。
上述のような観点から、上記の従来TiCN系サーメッ
ト製切削工具に着目し、これの具備するすぐれた耐摩耗
性を損なうことなく、これにすぐれた靭性を付与すべく
研究を行なった結果、上記の従来TiCN系サーメット
製切削工具を構成するTiCN系サーメットにおける硬
質分散相を、単一相構造を有し、かつTiと、Crおよ
び/またはVと、Ta,Nb,Zr,W、およびMoの
うちの1種以上との複合炭窒化物固溶体[以下、(T
i,M)CNで示す]からなる硬質分散相[記号(b)
で示す]と、同じく単一相構造を有するTiCNからな
る硬質分散相[記号(c)で示す]に特定し、かつ前記
(b)の含有割合を8〜49%として、すぐれた耐摩耗
性を確保した上で、さらに硬質分散相として、有芯2重
相構造および/または有芯3重相構造を有し、かつ芯部
がTiCNからなる硬質分散相[記号(a)で示す]、
または有芯2重相構造および/または有芯3重相構造を
有し、かつ芯部が(Ti,M)CNからなる硬質分散相
[記号(a’)で示す]、を5〜40%の割合で含有さ
せると、この結果のTiCN系サーメットで構成された
切削工具は、すぐれた靭性を具備するようになり、連続
切削は勿論のこと、断続切削においてもすぐれた耐摩耗
性を発揮するようになるという研究結果を得たのであ
る。
なされたものであって、 (1)Coおよび/またはNiを主成分とする金属結合
相:5〜30%、有芯2重相構造および/または有芯3
重相構造を有し、かつ芯部がTiCNからなる硬質分散
相(a):5〜40%、 単一相構造を有するTiCNからなる硬質分散相
(b):8〜49%、 単一相構造を有する(Ti,M)CNからなる硬質分散
相(c):実質的に残り、 の組成を有するTiCN系サーメット、 (2)Coおよび/またはNiを主成分とする金属結合
相:5〜30%、有芯2重相構造および/または有芯3
重相構造を有し、かつ芯部が(Ti,M)CNからなる
硬質分散相(a’):5〜40%、 単一相構造を有するTiCNからなる硬質分散相
(b):8〜49%、 単一相構造を有する(Ti,M)CNからなる硬質分散
相(c):実質的に残り、 の組成を有するTiCN系サーメット、以上(1)または
(2)のTiCN系サーメットで構成してなる靭性およ
び耐摩耗性のすぐれたTiCN系サーメット製切削工具
に特徴を有するものである。
を構成するTiCN系サーメットの金属結合相の割合を
5〜30%としたのは、その割合が5%未満では、所望
の強度を確保することができず、一方その割合が30%
を越えると耐摩耗性が急激に低下するようになるという
理由によるものであり、またいずれも有芯2重相構造お
よび/または有芯3重相構造を有する硬質分散相の割合
を5〜40%と定めたのは、その割合が5%未満では、
断続切削でも切刃に欠損やチッピングの発生がない所望
のすぐれた靭性を確保することができず、一方その割合
が40%を越えると、耐摩耗性が急激に低下するように
なるという理由にもとづくものである。
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも0.5〜
2μmの範囲内の所定の平均粒径を有する(Ti,W)
CN[重量比で(以下同じ)、TiCN/WC=70/
30]粉末、(Ti,Mo)CN[TiCN/Mo2 C
=70/30]粉末、(Ti,Ta)CN[TiCN/
TaC=70/30]粉末、(Ti,Nb)CN[Ti
CN/NbC=70/30]粉末、(Ti,V)CN
[TiCN/VC=80/20]粉末、(Ti,W,M
o)CN[TiCN/WC/Mo2 C=60/30/
10]粉末、(Ti,Mo,Ta)CN[TiCN/M
o2 C/TaC=60/20/20]粉末、(Ti,M
o,Nb)CN[TiCN/Mo2 C/NbC=60/
20/20]粉末、WC粉末、VC粉末、Mo2 C粉
末、NbC粉末、Cr3 C2 粉末、TiN粉末、ZrC
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に示される配合組成に配合し、ボールミルに
て72時間湿式混合し、乾燥した後、1.5ton /cm2
の圧力で圧粉体にプレス成形し、ついで、この圧粉体
を、 (1) 常温から1100℃までの昇温過程を0.05
〜0.1torrの窒素雰囲気とし、1100℃から142
0〜1600℃の範囲内の所定の焼結温度までの昇温過
程、前記焼結温度に1時間の保持過程、および焼結温度
保持終了から常温までの冷却過程を40〜300torrの
窒素雰囲気とした条件(以下、窒素焼結条件という)、 (2) 0.05〜0.1torrの真空中、1420〜1
500℃の範囲内の所定温度に1時間保持後冷却の条件
(以下、真空焼結条件という)、 以上(1)または(2)の条件で焼結することにより、
いずれもSNMG432の規格に即したスローアウェイ
チップ形状をもった本発明TiCN系サーメット製切削
工具(以下、本発明切削工具という)1〜6および比較
TiCN系サーメット製切削工具(以下、比較切削工具
という)1〜6をそれぞれ製造した。
について、これの任意個所を透過型電子顕微鏡により観
察し、画像に現われたそれぞれの硬質分散相の中心部の
全金属成分に占めるTi含有量を測定すると共に、画像
解析装置を併用して、結合相と硬質分散相の割合、さら
に前記硬質分散相における個々の構成相の割合を測定
し、この測定結果をサーメット全体に占める割合で表
2,3に示した。また、上記の各種切削工具について、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 270)の丸棒、 切削速度:200m/min.、 切込み:2mm、 送り:0.3mm/rev.、 切削時間:20分、 の条件での鋼の連続切削試験、並びに、 被削材:SNCM439(硬さ:HB 270)の長さ方
向等間隔3本縦溝入り丸棒、 切削速度:150m/min.、 切込み:2.8mm、 送り:0.3mm/rev.、 切削時間:5分、 の条件での鋼の断続切削試験を行ない、いずれの試験で
も切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を
表4に示した。
削工具1〜6は、いずれもこれを構成するTiCN系サ
ーメットが含有する有芯2重相構造および/または有芯
3重相構造を有し、かつ芯部がTiCNまたは(Ti,
M)CNからなる硬質分散相によって、耐摩耗性の低下
なく、すぐれた靭性を具備するようになり、連続切削お
よび断続切削のいずれでもすぐれた切削性能を発揮する
のに対して、硬質分散相として単一相構造のTiCNお
よび/または(Ti,M)CNしか含有しない比較切削
工具1〜6においては、連続切削では良好な耐摩耗性を
示す場合もあるが断続切削では靭性不足が原因で切刃に
欠損やチッピングが発生し、比較的短時間で使用寿命に
至ることが明らかである。上述のように、この発明のT
iCN系サーメット製切削工具は、連続切削は勿論のこ
と、高靭性が要求される断続切削でも著しく長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するので、切削加工のFA化
および省力化に十分満足に対応することができるもので
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 容量%で、 Coおよび/またはNiを主成分とする金属結合相:5
〜30%、 有芯2重相構造および/または有芯3重相構造を有し、
かつ芯部が炭窒化チタンからなる硬質分散相(a):5
〜40%、 単一相構造を有する炭窒化チタンからなる硬質分散相
(b):8〜49%、 同じく単一相構造を有し、かつTiと、Crおよび/ま
たはVと、Ta,Nb,Zr,W、およびMoのうちの
1種以上との複合炭窒化物固溶体からなる硬質分散相
(c):実質的に残り、 の組成を有する炭窒化チタン系サーメットで構成したこ
とを特徴とする靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チ
タン系サーメット製切削工具。 - 【請求項2】 容量%で、 Coおよび/またはNiを主成分とする金属結合相:5
〜30%、 有芯2重相構造および/または有芯3重相構造を有し、
かつ芯部が、Tiと、Crおよび/またはVと、Ta,
Nb,Zr,W、およびMoのうちの1種以上との複合
炭窒化物固溶体からなる硬質分散相(a’):5〜40
%、 単一相構造を有する炭窒化チタンからなる硬質分散相
(b):8〜49%、 同じく単一相構造を有し、かつTiと、Crおよび/ま
たはVと、Ta,Nb,Zr,W、およびMoのうちの
1種以上との複合炭窒化物固溶体からなる硬質分散相
(c):実質的に残り、 の組成を有する炭窒化チタン系サーメットで構成したこ
とを特徴とする靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チ
タン系サーメット製切削工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19099494A JP3483162B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19099494A JP3483162B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0825114A JPH0825114A (ja) | 1996-01-30 |
JP3483162B2 true JP3483162B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=16267102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19099494A Expired - Lifetime JP3483162B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3483162B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6558633B2 (ja) * | 2015-08-10 | 2019-08-14 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐塑性変形性、耐異常損傷性および耐摩耗性にすぐれたTi基サーメット切削工具 |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP19099494A patent/JP3483162B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0825114A (ja) | 1996-01-30 |
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