JPH05104309A - 耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン基サーメツト製切削工具 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン基サーメツト製切削工具Info
- Publication number
- JPH05104309A JPH05104309A JP29850191A JP29850191A JPH05104309A JP H05104309 A JPH05104309 A JP H05104309A JP 29850191 A JP29850191 A JP 29850191A JP 29850191 A JP29850191 A JP 29850191A JP H05104309 A JPH05104309 A JP H05104309A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting tool
- cutting
- ticn
- phase forming
- based cermet
- 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
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具の耐熱塑性
変形性を向上させて、苛酷な条件下での切削を可能にす
る。 【構成】 切削工具を、重量％で、結合相形成成分とし
てのＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜
８％、分散相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化Ｚ
ｒＯ2 のうちの１種または２種：５〜３０％、を含有
し、残りが分散相形成成分としてのＴｉＣＮと不可避不
純物からなる組成を有するＴｉＣＮ基サーメットで構成
する。
変形性を向上させて、苛酷な条件下での切削を可能にす
る。 【構成】 切削工具を、重量％で、結合相形成成分とし
てのＣｏおよびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜
８％、分散相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化Ｚ
ｒＯ2 のうちの１種または２種：５〜３０％、を含有
し、残りが分散相形成成分としてのＴｉＣＮと不可避不
純物からなる組成を有するＴｉＣＮ基サーメットで構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐熱塑性変
形性を有し、したがって高熱発生を伴なう苛酷な条件下
での切削にすぐれた耐摩耗性を発揮する炭窒化チタン
（以下、ＴｉＣＮで示す）基サーメット製切削工具に関
するものである。
形性を有し、したがって高熱発生を伴なう苛酷な条件下
での切削にすぐれた耐摩耗性を発揮する炭窒化チタン
（以下、ＴｉＣＮで示す）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、鋼やダクタイル鋳鉄などの切削
に、例えば特開昭５２−９４８１４号公報に記載される
通り、重量％で（以下％は重量％を示す）、Ｎｉを主成
分とする結合相：１０〜４９％、ＴｉＣＮからなる分散
相：残り、からなる組成を有するＴｉＣＮ基サーメット
で構成されたＴｉＣＮ基サーメット製切削工具が基いら
れていることは良く知られるところである。
に、例えば特開昭５２−９４８１４号公報に記載される
通り、重量％で（以下％は重量％を示す）、Ｎｉを主成
分とする結合相：１０〜４９％、ＴｉＣＮからなる分散
相：残り、からなる組成を有するＴｉＣＮ基サーメット
で構成されたＴｉＣＮ基サーメット製切削工具が基いら
れていることは良く知られるところである。
【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に対する要求は厳しく、これに伴
ない、高速切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削
を余儀なくされ、このような苛酷な条件下での切削では
きわめて高い発熱を伴なうものであるため、切削工具に
はすぐれた耐熱塑性変形性を具備することが必要とされ
るが、上記の従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具はじ
め、その他多くのＴｉＣＮ基サーメット製切削工具は、
いずれも結合相の含有割合が相対的に高いために熱変形
し易く、これらの要求に十分満足に対応することができ
ないのが現状である。
の省力化および高速化に対する要求は厳しく、これに伴
ない、高速切削や、高送りおよび高切込みなどの重切削
を余儀なくされ、このような苛酷な条件下での切削では
きわめて高い発熱を伴なうものであるため、切削工具に
はすぐれた耐熱塑性変形性を具備することが必要とされ
るが、上記の従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具はじ
め、その他多くのＴｉＣＮ基サーメット製切削工具は、
いずれも結合相の含有割合が相対的に高いために熱変形
し易く、これらの要求に十分満足に対応することができ
ないのが現状である。
【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、耐熱塑性変形性のすぐれたＴｉ
ＣＮ基サーメット製切削工具を開発すべく研究を行なっ
た結果、 (a) 一般に、切削工具を構成するＴｉＣＮ基サーメット
において、従来の結合相の含有割合である１０〜４９％
を８％以下に低くすれば、耐熱塑性変形性は改善される
ようになるが、このように低い結合相の含有量では良好
な焼結性を確保することができず、強度の低下が著しい
こと。 (b) しかし、ＴｉＣＮ基サーメットに、ジルコニア（以
下ＺｒＯ2で示す）および安定化ＺｒＯ2 のいずれか、
または両方を５〜３０％の割合で含有させると、結合相
形成成分の含有量が８％以下でもすぐれた焼結性を確保
でき、かつ結合相形成成分の含有量が低いことと相まっ
て、耐熱塑性変形性が一段と向上するようになるので、
切削工具としてすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘って
すぐれた切削性能を発揮すること。 以上(a) および(b) に示される研究結果を得たのであ
る。
上述のような観点から、耐熱塑性変形性のすぐれたＴｉ
ＣＮ基サーメット製切削工具を開発すべく研究を行なっ
た結果、 (a) 一般に、切削工具を構成するＴｉＣＮ基サーメット
において、従来の結合相の含有割合である１０〜４９％
を８％以下に低くすれば、耐熱塑性変形性は改善される
ようになるが、このように低い結合相の含有量では良好
な焼結性を確保することができず、強度の低下が著しい
こと。 (b) しかし、ＴｉＣＮ基サーメットに、ジルコニア（以
下ＺｒＯ2で示す）および安定化ＺｒＯ2 のいずれか、
または両方を５〜３０％の割合で含有させると、結合相
形成成分の含有量が８％以下でもすぐれた焼結性を確保
でき、かつ結合相形成成分の含有量が低いことと相まっ
て、耐熱塑性変形性が一段と向上するようになるので、
切削工具としてすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘って
すぐれた切削性能を発揮すること。 以上(a) および(b) に示される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、結合相形成成分としてのＣｏお
よびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜８％、分散
相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 のう
ちの１種または２種：５〜３０％、を含有し、残りが分
散相形成成分としてのＴｉＣＮと不可避不純物からなる
組成を有するＴｉＣＮ基サーメットで構成してなるＴｉ
ＣＮ基サーメット製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、結合相形成成分としてのＣｏお
よびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜８％、分散
相形成成分としてのＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 のう
ちの１種または２種：５〜３０％、を含有し、残りが分
散相形成成分としてのＴｉＣＮと不可避不純物からなる
組成を有するＴｉＣＮ基サーメットで構成してなるＴｉ
ＣＮ基サーメット製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において、こ
れを構成するＴｉＣＮ基サーメットの成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 (a) ＣｏおよびＮｉ これらの成分には、焼結性を向上させ、かつ焼結後は結
合相を形成して強度を向上させる作用があるが、その含
有量が０．２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が８％を越えると耐熱塑性変形性が
低下するようになることから、その含有量を０．２〜８
％と定めた。
れを構成するＴｉＣＮ基サーメットの成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 (a) ＣｏおよびＮｉ これらの成分には、焼結性を向上させ、かつ焼結後は結
合相を形成して強度を向上させる作用があるが、その含
有量が０．２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が８％を越えると耐熱塑性変形性が
低下するようになることから、その含有量を０．２〜８
％と定めた。
【０００７】(b) ＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 ここで云うＺｒＯ2 は純ＺｒＯ2 を意味し、また安定化
ＺｒＯ2 は、Ｙ，Ｃａ，Ｍｇ，および希土類元素の酸化
物のうちの１種以上を１〜１０％の割合で固溶したＺｒ
Ｏ2 を意味するものであり、これらの成分には、上記の
通り焼結性を著しく向上させる作用があり、したがって
結合相の含有量を８％以下に低減してもすぐれた焼結性
が確保でき、この結果強度の低下なく、耐熱塑性変形性
が向上するようになるほか、これ自身にも耐熱塑性変形
性を向上させる作用があるが、その含有量が５％未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有
量が３０％を越えると、相対的にこれと同じく分散相を
形成する硬質のＴｉＣＮの割合が少なくなって耐摩耗性
が低下するようになることから、その含有量を５〜３０
％と定めた。なお、この発明の切削工具を構成するＴｉ
ＣＮ基サーメットの主成分であるＴｉＣＮは、２／８〜
８／２のＣ／Ｎ原子比をもつのが望ましい。
ＺｒＯ2 は、Ｙ，Ｃａ，Ｍｇ，および希土類元素の酸化
物のうちの１種以上を１〜１０％の割合で固溶したＺｒ
Ｏ2 を意味するものであり、これらの成分には、上記の
通り焼結性を著しく向上させる作用があり、したがって
結合相の含有量を８％以下に低減してもすぐれた焼結性
が確保でき、この結果強度の低下なく、耐熱塑性変形性
が向上するようになるほか、これ自身にも耐熱塑性変形
性を向上させる作用があるが、その含有量が５％未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その含有
量が３０％を越えると、相対的にこれと同じく分散相を
形成する硬質のＴｉＣＮの割合が少なくなって耐摩耗性
が低下するようになることから、その含有量を５〜３０
％と定めた。なお、この発明の切削工具を構成するＴｉ
ＣＮ基サーメットの主成分であるＴｉＣＮは、２／８〜
８／２のＣ／Ｎ原子比をもつのが望ましい。
【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０．５〜
１．５μｍの範囲内の平均粒径を有する各種のＴｉＣx
Ｎy 粉末、ＺｒＯ2 粉末、Ｙ2 Ｏ3 ：３％固溶の安定化
ＺｒＯ2 粉末、ＣａＯ：８％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉
末、ＭｇＯ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、ＣｅＯ
2 ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｌａ2 Ｏ3 ：１
０％の固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｃｏ粉末、およびＮ
ｉ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、１ton/cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を窒素雰囲気中、１４００〜１６００℃の範
囲内の所定温度に１時間保持の条件で普通焼結し、さら
に引続いて圧力：１５００気圧、温度：１４００℃の条
件でＨＩＰ処理することにより、実質的に配合組成と同
じ成分組成をもち、かつＳＮＧＮ１２０４０８のスロー
アウエイチップ形状を有する本発明ＴｉＣＮ基サーメッ
ト製切削工具（以下、本発明切削工具という）１〜８お
よび従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具（以下、従来
切削工具という）１〜３をそれぞれ製造した。なお、従
来切削工具１〜３は、表１に示される通り相対的に結合
相の含有量が高く、かつＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2
を含有しないＴｉＣＮ基サーメットで構成されたもので
ある。
具体的に説明する。原料粉末として、いずれも０．５〜
１．５μｍの範囲内の平均粒径を有する各種のＴｉＣx
Ｎy 粉末、ＺｒＯ2 粉末、Ｙ2 Ｏ3 ：３％固溶の安定化
ＺｒＯ2 粉末、ＣａＯ：８％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉
末、ＭｇＯ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、ＣｅＯ
2 ：１０％固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｌａ2 Ｏ3 ：１
０％の固溶の安定化ＺｒＯ2 粉末、Ｃｏ粉末、およびＮ
ｉ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、１ton/cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、
この圧粉体を窒素雰囲気中、１４００〜１６００℃の範
囲内の所定温度に１時間保持の条件で普通焼結し、さら
に引続いて圧力：１５００気圧、温度：１４００℃の条
件でＨＩＰ処理することにより、実質的に配合組成と同
じ成分組成をもち、かつＳＮＧＮ１２０４０８のスロー
アウエイチップ形状を有する本発明ＴｉＣＮ基サーメッ
ト製切削工具（以下、本発明切削工具という）１〜８お
よび従来ＴｉＣＮ基サーメット製切削工具（以下、従来
切削工具という）１〜３をそれぞれ製造した。なお、従
来切削工具１〜３は、表１に示される通り相対的に結合
相の含有量が高く、かつＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2
を含有しないＴｉＣＮ基サーメットで構成されたもので
ある。
【０００９】
【表１】
【００１０】つぎに、この結果得られた各種の切削工具
について、 被削材 ：ＳＣＭ４４０、 切削速度：３４０ｍ/min、 送り ：０．３mm/rev、 切込み ：1.5 ｍｍ、 切削時間：２０分、 の条件で鋼の湿式高速連続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表１に示し
た。また、表１には強度を評価する目的で測定した抗折
力の測定結果も示した。
について、 被削材 ：ＳＣＭ４４０、 切削速度：３４０ｍ/min、 送り ：０．３mm/rev、 切込み ：1.5 ｍｍ、 切削時間：２０分、 の条件で鋼の湿式高速連続切削試験を行ない、切刃の逃
げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表１に示し
た。また、表１には強度を評価する目的で測定した抗折
力の測定結果も示した。
【００１１】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明切削工
具１〜８は、いずれもこれを構成するＴｉＣＮ基サーメ
ットにおける結合相の含有量が相対的に低いにもかかわ
らず、ＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 の作用で、すぐれ
た焼結性が確保されるので、同結合相の含有量が相対的
に高い従来切削工具１〜３と同等の強度を有し、かつこ
のように結合相含有量が低いことと相まって、ＺｒＯ2
および安定化ＺｒＯ2 の作用で、すぐれた耐熱塑性変形
性をもつので、高温発生を伴なう高速切削でもすぐれた
耐摩耗性を発揮するのに対して、従来切削工具１〜３
は、結合相含有量が高いことが原因で、切削開始後すぐ
に塑性変形を起し、切削不能に至ることが明らかであ
る。
具１〜８は、いずれもこれを構成するＴｉＣＮ基サーメ
ットにおける結合相の含有量が相対的に低いにもかかわ
らず、ＺｒＯ2 および安定化ＺｒＯ2 の作用で、すぐれ
た焼結性が確保されるので、同結合相の含有量が相対的
に高い従来切削工具１〜３と同等の強度を有し、かつこ
のように結合相含有量が低いことと相まって、ＺｒＯ2
および安定化ＺｒＯ2 の作用で、すぐれた耐熱塑性変形
性をもつので、高温発生を伴なう高速切削でもすぐれた
耐摩耗性を発揮するのに対して、従来切削工具１〜３
は、結合相含有量が高いことが原因で、切削開始後すぐ
に塑性変形を起し、切削不能に至ることが明らかであ
る。
【００１２】上述のように、この発明のＴｉＣＮ基サー
メット製切削工具は、すぐれた耐熱塑性変形性を有する
ので、特に発熱を伴なう高速切削や重切削などの苛酷な
条件下での切削にすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するのである。
メット製切削工具は、すぐれた耐熱塑性変形性を有する
ので、特に発熱を伴なう高速切削や重切削などの苛酷な
条件下での切削にすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘っ
てすぐれた切削性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 結合相形成成分としてのＣｏおよびＮｉのうちの１種ま
たは２種：０．２〜８％、 分散相形成成分としてのジルコニアおよび安定化ジルコ
ニアのうちの１種または２種：５〜３０％、を含有し、
残りが分散相形成成分としての炭窒化チタンと不可避不
純物からなる組成を有する炭窒化チタン基サーメットで
構成したことを特徴とする耐摩耗性のすぐれた炭窒化チ
タン基サーメット製切削工具。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29850191A JPH05104309A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | 耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン基サーメツト製切削工具 |
| US07/960,693 US5376466A (en) | 1991-10-17 | 1992-10-14 | Cermet blade member |
| DE69213152T DE69213152T2 (de) | 1991-10-17 | 1992-10-15 | Cermet Schneidkörperblatt |
| EP92117631A EP0537741B1 (en) | 1991-10-17 | 1992-10-15 | Cermet blade member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29850191A JPH05104309A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | 耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン基サーメツト製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05104309A true JPH05104309A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17860532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29850191A Pending JPH05104309A (ja) | 1991-10-17 | 1991-10-17 | 耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン基サーメツト製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05104309A (ja) |
-
1991
- 1991-10-17 JP JP29850191A patent/JPH05104309A/ja active Pending
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