JPH04300106A - 硬質相密着性のすぐれた超高圧焼結材料製切削工具 - Google Patents

硬質相密着性のすぐれた超高圧焼結材料製切削工具

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Publication number
JPH04300106A
JPH04300106A JP8973691A JP8973691A JPH04300106A JP H04300106 A JPH04300106 A JP H04300106A JP 8973691 A JP8973691 A JP 8973691A JP 8973691 A JP8973691 A JP 8973691A JP H04300106 A JPH04300106 A JP H04300106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hard phase
ultra
high pressure
cutting tool
diamond
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8973691A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruyoshi Tanase
照義 棚瀬
Koichi Nakano
中野 弘一
Kazuo Yamamoto
和男 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Publication of JPH04300106A publication Critical patent/JPH04300106A/ja
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、連続切削は勿論のこ
と、特に複合材料の断続切削に用いた場合にも、硬質相
のCoを主体とする結合相に対する密着性にすぐれ、し
たがって硬質相の剥離による摩耗がきわめて小さく、長
期に亘ってすぐれた切削性能を発揮する超高圧焼結材料
製切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特公昭43−30409号
公報および特公昭59−11551号公報に記載される
ように、容量%で(以下、%は容量%を示す)、主体が
Coからなり、さらに必要に応じてNi,Fe,Ti,
Alなどを含有してなる結合相および不可避不純物:5
〜50%、立方晶窒化ほう素(以下、c−BNで示す)
硬質相:10〜60%、ダイヤモンド硬質相:10〜6
0%、の組成を有する超高圧焼結材料で構成された切削
工具が提案され、かつこの超高圧焼結材料製切削工具を
各種高硬度合金鋼や鋳鉄などの連続切削に用いる試みも
なされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、切削加工
が多様化し、例えば自動車エンジンの軽量化を目的とし
て、複数本の鋳鉄製ライナーをAl−Si合金で鋳込ん
だエンジンブロックが開発されるに及んで、これの製造
には複合材料の断続切削が不可欠となるが、これに上記
の従来超高圧焼結材料製切削工具を用いた場合、硬質相
の上記Co系結合相に対する密着性が十分でないために
、硬質相が剥離し易く、この結果摩耗進行が速くなり、
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、各種複合材料の断続切削に用い
た場合にもすぐれた耐摩耗性を発揮する超高圧焼結材料
製切削工具を開発すべく研究を行なった結果、超高圧焼
結材料製切削工具の製造に際して、一方の硬質相を構成
するc−BN粉末の表面に通常の気相合成法により人工
ダイヤモンド層を形成して、見掛け上のダイヤモンド粉
末とした状態で超高圧焼結を行なうと、実質的にダイヤ
モンドとCo系結合相形成成分との焼結となることから
、きわめて良好にして安定した焼結性が確保でき、この
結果ダイヤモンド硬質相は勿論のこと、c−BN硬質相
も人工ダイヤモンド層を介してCo系結合相に対して強
固に密着するようになることから、これを連続切削は勿
論のこと、特に各種複合材料の断続切削に用いてもすぐ
れた耐摩耗性を示し、一段と長い使用寿命を示すように
なるという研究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、主体がCoからなる結合相およ
び不可避不純物:5〜50%、平均層厚:0.05〜5
μmの人工ダイヤモンド層で被覆されたc−BN硬質相
:10〜60%、ダイヤモンド硬質相:10〜60%、
の組成を有する超高圧焼結材料で構成してなる切削工具
に特徴を有するものである。
【0006】つぎに、この発明の切削工具を構成する超
高圧焼結材料の組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
【0007】(a)Co系結合相 その含有割合が5%未満では、所望の靭性を確保するこ
とができず、一方その含有割合が50%を越えると耐摩
耗性が低下するようになることから、その含有割合を5
〜50%と定めた。
【0008】(b)人工ダイヤモンド層の平均層厚その
平均層厚が0.05μm未満では、被覆が不十分で人工
ダイヤモンドのもつ特性を十分に発揮することができず
、この結果共存するダイヤモンド粉末との間に焼結性の
不一致が生じるようになって強固な密着性を確保するこ
とができず、一方5μmを越えた平均層厚は、原料粉末
であるc−BN粉末表面に、その分だけ厚く被覆しなけ
ればならず、コスト高の原因となることから、経済性を
考慮して、その平均層厚を0.05〜5μmと定めた。
【0009】(c)人工ダイヤモンド被覆されたc−B
N硬質相 c−BN硬質相の割合が、人工ダイヤモンド層を含めた
割合で10%未満では、これによってもたらされる高温
安定性、特に高温硬さに所望の向上効果が得られず、一
方同じくその割合が60%を越えると、相対的にダイヤ
モンド硬質相やCo系結合相の割合が少なくなりすぎて
、所望の高硬度および靭性を確保することができなくな
ることから、その割合を10〜60%と定めた。
【0010】(d)ダイヤモンド硬質相その割合が10
%未満では、所望の高硬度を確保することができず、一
方その割合が60%を越えると、相対的にCo系結合相
や人工ダイヤモンド被覆c−BN硬質相の割合が少なく
なって靭性や高温硬さが低下するようになることから、
その割合を10〜60%と定めた。
【0011】また、この発明の超高圧焼結材料製切削工
具は、まず、原料粉末である、望ましくは0.1〜50
μmの平均粒径を有するc−BN粉末の表面に、例えば
特開昭58−91100号公報に記載される熱電子放射
法、特開昭58−110494号公報に記載されるマイ
クロ波法、さらに特開昭58−135117号公報に記
載される高周波プラズマ法などの通常の気相合成法を用
いて、人工ダイヤモンドを、0.05〜5μmの平均層
厚で被覆し、この人工ダイヤモンド被覆層形成のc−B
N粉末に、所定割合のダイヤモンド粉末、Co粉末、さ
らに必要に応じてNi粉末、Fe粉末、Ti粉末、Al
粉末などを配合し、以下いずれも通常の条件で、混合し
、所定形状の圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を、圧
力:5GPa 以上、温度:1300℃以上の条件で超
高圧焼結することにより製造される。
【0012】
【実施例】つぎに、この発明の超高圧焼結材料製切削工
具を実施例により具体的に説明する。
【0013】硬質相形成成分として表1に示される各種
の平均粒径をもったc−BN粉末を用意し、これらのc
−BN粉末の表面に、気相合成法の1種である通常の熱
電子放射法にて同じく表1に示される平均層厚の人工ダ
イヤモンド被覆層を形成し、ついでこれらの人工ダイヤ
モンド被覆c−BN粉末に、同じく硬質相形成成分とし
て表1に示される平均粒径のダイヤモンド粉末と、結合
相形成成分として1〜3μmの範囲内の所定の平均粒径
を有するCo粉末、Ni粉末、Fe粉末、Ti粉末、お
よびAl粉末を同じく表1に示される割合に配合し、溶
媒としてアセトンを用いて湿式混合し、乾燥した後、2
 ton/cm2の圧力でプレス成形して圧粉体とし、
この圧粉体を、WC−10重量%の組成並びに直径:1
0mm×厚さ:2mmの寸法をもった圧粉体支持チップ
上に積置して、超高圧焼結装置に装入し、圧力:6GP
a 、温度:1400℃の条件で超高圧焼結して、実質
的に配合組成と同一の成分組成をもった直径:10mm
×厚さ:1mmの寸法をもった焼結体(前記支持チップ
の厚さは1.5mm)とし、この焼結体を四等分し、こ
れをWC基超硬合金(組成:WC−6重量%Co)の基
体にろう付けして研摩することによりSPGN432の
形状をもった本発明超高圧焼結材料製切削工具(以下、
本発明切削工具という)1〜5をそれぞれ製造した。
【0014】また、比較の目的で、c−BN粉末表面へ
の人工ダイヤモンド被覆層の形成を行なわず、これに代
って上記の人工ダイヤモンド被覆c−BN粉末の粒径と
同じ粒径のc−BN粉末を用いる以外は同一の条件で、
表1に示される配合組成と実質的に同じ組成をもった従
来超高圧焼結材料製切削工具(以下、従来切削工具とい
う)1〜5をそれぞれ製造した。
【0015】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:直径65mm×厚さ4mm×高さ1
30mmの寸法をもったねずみ鋳鉄製ライナーを4本鋳
包んで並列配置とした、幅140mm×長さ375mm
×高さ130mmの寸法、並びにAl−8重量%Siの
組成をもった複合材料ブロック材、 切削速度:450m/min 、 送り:0.2mm/rev.、 切込み:0.2mm、 切削時間:複合材料ブロック材の長さ方向上面(ライナ
ー露出面)を100パス、 の条件で複合材料の湿式断続切削(単刃フライス切削)
試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。この測
定結果も表1に示した。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】表1に示される結果から、本発明切削工
具1〜5は、いずれもこれを構成する超高圧焼結材料に
おけるc−BN硬質相の密着性が人工ダイヤモンド被覆
層の存在によって共存するダイヤモンド硬質相に対する
ものと同じくすぐれたものになっているので、人工ダイ
ヤモンド被覆層が存在しない従来切削工具1〜5に比し
て一段とすぐれた耐摩耗性を示すことが明らかである。
【0018】上述のように、この発明の超高圧焼結材料
製切削工具は、これを構成する超高圧焼結材料における
人工ダイヤモンド被覆層の存在によって、c−BN硬質
相が共存するダイヤモンド硬質相と同等の焼結性を示す
ので、これら硬質相とCo系結合相の密着性は均等にし
て、強固なものとなることから、連続切削は勿論のこと
、これより一段と苛酷な条件での切削となる複合材料の
断続切削においても硬質相の剥離が著しく抑制され、こ
の結果長期に亘ってすぐれた耐摩耗性を示すようになる
など工業上有用な特性をもつのである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  容量%で、主体がCoからなる結合相
    および不可避不純物:5〜50%、平均層厚:0.05
    〜5μmの人工ダイヤモンド層で被覆された立方晶窒化
    ほう素硬質相:10〜60%、ダイヤモンド硬質相:1
    0〜60%、の組成を有する超高圧焼結材料で構成した
    ことを特徴とする硬質相密着性のすぐれた超高圧焼結材
    料製切削工具。
JP8973691A 1991-03-28 1991-03-28 硬質相密着性のすぐれた超高圧焼結材料製切削工具 Pending JPH04300106A (ja)

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JP8973691A JPH04300106A (ja) 1991-03-28 1991-03-28 硬質相密着性のすぐれた超高圧焼結材料製切削工具

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JP8973691A JPH04300106A (ja) 1991-03-28 1991-03-28 硬質相密着性のすぐれた超高圧焼結材料製切削工具

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JP (1) JPH04300106A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018074275A1 (ja) * 2016-10-21 2018-04-26 住友電気工業株式会社 複合焼結体
WO2018088174A1 (ja) * 2016-11-08 2018-05-17 住友電気工業株式会社 複合焼結体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018074275A1 (ja) * 2016-10-21 2018-04-26 住友電気工業株式会社 複合焼結体
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