JP5546120B2 - サーメット製スローアウェイチップ - Google Patents
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Description
もに、1つまたは複数個の前記スローアウェイチップから当該チップの側面(逃げ面)を含んで切り出された10本以上の試験片それぞれについてJISR1601に準じて3点曲げ試験により抗折強度を測定した後の破断面において観察される破壊源の50%以上が、一部または全部の壁面が前記結合相からなる皮膜にて覆われたボイドからなるとともに、前記皮膜は、前記ボイドの壁面を構成する複数の前記硬質相の前記壁面側の表面をまたがるように覆っていることを特徴とするものである。
(ボイドの性状)
一方、本発明のサーメットにおいては、チップの抗折強度測定後の破断面にて観察される破壊源となる粗大ボイドが直径10μm以下、特に5μm以下、さらに3μm以下であることが望ましく、これによってチップのワイブル係数を高くすることができ、チップの切削性能バラツキをより小さくすることができる。
(サーメット構成成分)一方、本発明においては、焼結性、耐摩耗性、耐塑性変形性およびボイドへの結合相膜形成制御の点で、結合相の含有量が1〜30質量%であることが重要である。すなわち、結合相の含有量が1質量%未満では所望の強度および耐摩耗性を得ることができずボイドへ結合相膜を形成させることができない。逆に結合相の含有量が30質量%を越えると急激に耐摩耗性が低下する。結合相の望ましい含有量は4〜20質量%である。
次に本発明のスローアウェイチップを製造する方法について説明する。
本発明によれば、混合粉末中に含まれる粒径1μm以上の粒子の比率を10質量%以下に制御することが重要であり、これによって、サーメット焼結体中に粗大粒子が存在することを防止できるとともに、粗大粒子生成に伴う焼結体表面の荒れや組織変動を抑制して均一な組織を有するサーメットを形成することができる。なお、この粒径1μm以上の粒子の比率が10質量%以下とするには、粉砕処理を上記分布になった時点で終了するか、必要に応じ分級処理を行う。
(a)室温から1100〜1200℃の焼成温度Aまで昇温し、
(b)焼成温度Aから1300℃まで0.5〜3℃/minの昇温速度aで昇温し、
(c)1300℃から1400〜1500℃の焼成温度Bまで5〜15℃/minの昇温速度bで昇温し、
(d)1500〜1600℃の焼成温度Cまで4〜14℃/minで昇温速度bより遅い昇温速度cで昇温して保持し、
(e)降温する条件で焼成する。
また、昇温速度aが3℃/minより速いと結合相形成成分が部分的に溶融して結合相の凝集部を生じるとともにTiCN原料中の窒素成分が急激にガス化して窒素ガスが局所的に凝集した粗大ボイドが生じる。
切削条件
被削材:S45C
被削材:4本溝入り丸棒、
切削速度:100m/min、
送りおよび切削時間:0.1mm/revで10秒間切削後、送りを0.05mm/revずつ上げて各10秒間ずつ切削(最大送り0.5mm/revまで)
切込み:2mm、
評価項目:欠損するまでの総切削時間(平均値、バラツキ)
また、試料No.1〜12のいずれの試料についても、その一例である試料No.4について破壊源観察をした写真である図1に示すように、結合相膜の膜厚は約0.2μmであり、表面には0.1μm以下の間隔で波紋が形成され、かつ結合相膜中に硬質相が突出したピンホールが点在するものであった。また、図1の結合相膜のエネルギー分散分光分析(EDX)による構成成分の特定結果である図2に示すように、結合相膜中の構成成分はCoが最も多く、その他としてNi,Ti,Wが存在していた。
Claims (4)
- Coおよび/またはNiの結合相:4〜30質量%と、Tiと、Ti以外の周期律表4a、5aおよび6a族金属のうちの1種以上との複合金属炭窒化物からなる硬質相70〜96質量%からなるサーメット製スローアウェイチップであって、前記硬質相の平均粒径が1.5μm以下であるとともに、1つまたは複数個の前記スローアウェイチップから当該チップの側面(逃げ面)を含んで切り出された10本以上の試験片それぞれについてJISR1601に準じて3点曲げ試験により抗折強度を測定した後の破断面において観察される破壊源の50%以上が、一部または全部の壁面が前記結合相からなる皮膜にて覆われたボイドからなるとともに、前記皮膜は、前記ボイドの壁面を構成する複数の前記硬質相の前記壁面側の表面をまたがるように覆っていることを特徴とするサーメット製スローアウェイチップ。
- 前記破壊源のボイドの最大径が200μm以下であることを特徴とする請求項1記載のサーメット製スローアウェイチップ。
- 前記硬質相の平均粒径が0.3〜1μmであることを特徴とする請求項1または2記載のサーメット製スローアウェイチップ。
- 前記サーメットの表面に、(Tix,M1−x)(CyN1−y)(ただし、MはTi以外の周期律表4a、5aおよび6a族金属、Al、Siのうちの1種以上、0.4≦x≦1,0≦y≦1)で表わされる硬質被覆層を被覆してなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のサーメット製スローアウェイチップ。
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