JPH0621314B2 - 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 - Google Patents
高硬度工具用焼結体およびその製造方法Info
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- JPH0621314B2 JPH0621314B2 JP61291362A JP29136286A JPH0621314B2 JP H0621314 B2 JPH0621314 B2 JP H0621314B2 JP 61291362 A JP61291362 A JP 61291362A JP 29136286 A JP29136286 A JP 29136286A JP H0621314 B2 JPH0621314 B2 JP H0621314B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、立方晶窒化硼素（以下、ｃＢＮと略す）を
用いた高硬度工具用焼結体およびその製造方法の改良に
関する。
用いた高硬度工具用焼結体およびその製造方法の改良に
関する。
［従来の技術］ ｃＢＮは、ダイヤモンドに次ぐ高硬度物質であり、その
焼結体は種々の切削工具に使用されている。切削工具に
適したこの種のｃＢＮ焼結体の一例が、特開昭５３−７
７８１１号に開示されている。
焼結体は種々の切削工具に使用されている。切削工具に
適したこの種のｃＢＮ焼結体の一例が、特開昭５３−７
７８１１号に開示されている。
上記先行技術には、ｃＢＮを体積％で８０〜４０％含有
し、残部が周期律表第IVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属の炭
化物、窒化物、硼化物、硅化物もしくはこれらの混合物
または相互固溶体化合物を主体としたもの、さらにこれ
らにＡｌおよび／またはＳｉを添加したものからなるｃ
ＢＮ結晶体が開示されている。この先行技術のｃＢＮ焼
結体では、上記したような化合物が焼結体組織中におい
て連続した結合相をなしている。
し、残部が周期律表第IVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属の炭
化物、窒化物、硼化物、硅化物もしくはこれらの混合物
または相互固溶体化合物を主体としたもの、さらにこれ
らにＡｌおよび／またはＳｉを添加したものからなるｃ
ＢＮ結晶体が開示されている。この先行技術のｃＢＮ焼
結体では、上記したような化合物が焼結体組織中におい
て連続した結合相をなしている。
上記高硬度工具用焼結体では、結合化合物として、周期
律表第IVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属の炭化物、窒化物、
硼化物、珪化物またはこれらの相互固溶体化合物が用い
られているが、これらの化合物は熱伝導性に優れ高硬度
であるため、この焼結体は切削工具として一般的に高い
性能を示す。
律表第IVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属の炭化物、窒化物、
硼化物、珪化物またはこれらの相互固溶体化合物が用い
られているが、これらの化合物は熱伝導性に優れ高硬度
であるため、この焼結体は切削工具として一般的に高い
性能を示す。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記した特開昭５３−７７８１１号に開
示されている焼結体においても、たとえば高硬度焼入れ
鋼の断続切削のような特に厳しい衝撃力が加わる用途で
は、切削中に刃先が欠損し、したがってその寿命が比較
的短いという問題があった。この刃先の欠損は、刃先の
強度不足により生じたり、あるいは摩耗、特にクレータ
摩耗が刃先に発生し、刃先が鋭利になるため生じるもの
と推測される。
示されている焼結体においても、たとえば高硬度焼入れ
鋼の断続切削のような特に厳しい衝撃力が加わる用途で
は、切削中に刃先が欠損し、したがってその寿命が比較
的短いという問題があった。この刃先の欠損は、刃先の
強度不足により生じたり、あるいは摩耗、特にクレータ
摩耗が刃先に発生し、刃先が鋭利になるため生じるもの
と推測される。
よって、この発明の目的は、上記した従来の立方晶窒化
硼素焼結体よりもさらに強度および耐摩耗性に優れた高
硬度工具用焼結体を提供することにある。
硼素焼結体よりもさらに強度および耐摩耗性に優れた高
硬度工具用焼結体を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本願発明者達は、上述の目的を達成するために鋭意検討
した結果、５０〜７５容量％のｃＢＮと、２０〜５０重
量％のＡｌを含み、ＴｉＮｚ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ｚ，Ｔｉ
Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）ｚお
よび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎｚの１種以上のＴｉ化合物を含み
（但し、ＭはＴｉを除く周期律表第IVａ，ＶａまたはVI
ａ族遷移金属元素であり、ｚは０．５≦ｚ≦０．８５の
範囲）、含有されるＴｉとIVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属
とを原子比が２／３〜９７／１００であり、タングステ
ンを上記Ｔｉ化合物およびＷＣの少なくとも一方の形態
で含み、結合材中の全タングステン濃度が４〜４０重量
％である結合材とを混合し、超高圧・高温下で焼結する
ことにより得られた焼結体が、従来の立方晶窒化硼素焼
結体よりも硬度が高く、かつ耐摩耗性に優れることを見
出した。この発明の焼結体は、ｃＢＮの他、ＴｉＮ，Ｔ
ｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、（Ｔｉ，Ｍ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｍ）
（Ｃ，Ｎ）ｚおよび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎ、硼化チタン、硼化
アルミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物
ならびに／またはタングステンを含んでおり、その組織
において、結合相が連続している。
した結果、５０〜７５容量％のｃＢＮと、２０〜５０重
量％のＡｌを含み、ＴｉＮｚ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ｚ，Ｔｉ
Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）ｚお
よび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎｚの１種以上のＴｉ化合物を含み
（但し、ＭはＴｉを除く周期律表第IVａ，ＶａまたはVI
ａ族遷移金属元素であり、ｚは０．５≦ｚ≦０．８５の
範囲）、含有されるＴｉとIVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属
とを原子比が２／３〜９７／１００であり、タングステ
ンを上記Ｔｉ化合物およびＷＣの少なくとも一方の形態
で含み、結合材中の全タングステン濃度が４〜４０重量
％である結合材とを混合し、超高圧・高温下で焼結する
ことにより得られた焼結体が、従来の立方晶窒化硼素焼
結体よりも硬度が高く、かつ耐摩耗性に優れることを見
出した。この発明の焼結体は、ｃＢＮの他、ＴｉＮ，Ｔ
ｉ（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ、（Ｔｉ，Ｍ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｍ）
（Ｃ，Ｎ）ｚおよび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎ、硼化チタン、硼化
アルミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物
ならびに／またはタングステンを含んでおり、その組織
において、結合相が連続している。
なお焼結は、超高圧装置を用いて２０Ｋｂ〜６０Ｋｂの
圧力ならびに１０００℃〜１５００℃の温度で行なう。
焼結に先立って、ｃＢＮ粉末と結合材粉末とからなる混
合粉末を成形しておいてもよく、また粉状体のまま焼結
に供してもよい。
圧力ならびに１０００℃〜１５００℃の温度で行なう。
焼結に先立って、ｃＢＮ粉末と結合材粉末とからなる混
合粉末を成形しておいてもよく、また粉状体のまま焼結
に供してもよい。
［作用］ この発明の焼結体が強度および耐摩耗性に優れているの
は、以下の理由によるものと推測し得る。
は、以下の理由によるものと推測し得る。
焼結体の強度を向上するには、ｃＢＮの含有量が高く、
かつｃＢＮと結合材または結合材自体が強固に接合して
いる必要がある。この発明では、結合材中に２０〜５０
重量％のＡｌを含有させることにより、ＡｌがｃＢＮと
高温・高圧下での焼結時に反応し、硼化アルミニウムや
窒化アルミニウム等に変化すると同時に、これらのアル
ミニウム化合物がＴｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、お
よび硼化物と反応し、それによってｃＢＮと結合材、あ
るいは結合材同士を強固に結合するものと考えられる。
かつｃＢＮと結合材または結合材自体が強固に接合して
いる必要がある。この発明では、結合材中に２０〜５０
重量％のＡｌを含有させることにより、ＡｌがｃＢＮと
高温・高圧下での焼結時に反応し、硼化アルミニウムや
窒化アルミニウム等に変化すると同時に、これらのアル
ミニウム化合物がＴｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、お
よび硼化物と反応し、それによってｃＢＮと結合材、あ
るいは結合材同士を強固に結合するものと考えられる。
ｃＢＮ含有量が焼結体中の５０容量％未満では、焼結体
の強度および硬度が低下し好ましくない。他方、ｃＢＮ
含有量が焼結体中の７５容量％を越えると、ｃＢＮ同士
が接触し、刃先に高応力が付加された場合など、ｃＢＮ
結晶内またはｃＢＮ同士の接合部にクラックが発生し、
焼結体の強度が低下する。
の強度および硬度が低下し好ましくない。他方、ｃＢＮ
含有量が焼結体中の７５容量％を越えると、ｃＢＮ同士
が接触し、刃先に高応力が付加された場合など、ｃＢＮ
結晶内またはｃＢＮ同士の接合部にクラックが発生し、
焼結体の強度が低下する。
、Ａｌの結合材中における含有量は、２０重量％〜５０
重量％であることが必要である。Ａｌの含有量が２０重
量％未満の場合には、ＡｌとｃＢＮとの反応が不十分で
あり、結合材によるｃＢＮ結晶の保持力が弱くなる。他
方、Ａｌ含有量が結合材中の５０重量％を越えると、ｃ
ＢＮと結合材との結合強度が高くなるものの、結合材自
体の硬度が低下するため好ましくない。
重量％であることが必要である。Ａｌの含有量が２０重
量％未満の場合には、ＡｌとｃＢＮとの反応が不十分で
あり、結合材によるｃＢＮ結晶の保持力が弱くなる。他
方、Ａｌ含有量が結合材中の５０重量％を越えると、ｃ
ＢＮと結合材との結合強度が高くなるものの、結合材自
体の硬度が低下するため好ましくない。
また、この発明では、結合材として、Ｔｉの炭化物、窒
化物、炭窒化物と、Ｔｉを除く周期律表第IVａ，Ｖａ，
VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物またはこれらの
固溶体もしくは混合物を用いることを特徴としている。
特に、遊離ＴｉはｃＢＮ結晶と反応しやすく、ＴｉＢ２
等の硼化物を形成し、ｃＢＮと強固に結合するため好ま
しい。
化物、炭窒化物と、Ｔｉを除く周期律表第IVａ，Ｖａ，
VIａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物またはこれらの
固溶体もしくは混合物を用いることを特徴としている。
特に、遊離ＴｉはｃＢＮ結晶と反応しやすく、ＴｉＢ２
等の硼化物を形成し、ｃＢＮと強固に結合するため好ま
しい。
上記Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物にIVａ，Ｖａ，VI
ａ族の遷移金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物を固溶
または混合すれば、結合材の強度は大きくなり、Ｔｉ化
合物のみを結合材として用いた場合よりもさらに性能が
改善される。この結合材中のＴｉ含有量については、Ｔ
ｉ含有量と、周期律表第IVａ，Ｖａ，VIａ族金属含有量
との原子比が２／３〜９７／１００となることが必要で
ある。上記原子比が２／３未満では、結合材とｃＢＮと
の結合力が低下して好ましくない。他方、上記原子比が
９７／１００を越えると、結合材の耐摩耗性ならびに強
度が低下する。
ａ族の遷移金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物を固溶
または混合すれば、結合材の強度は大きくなり、Ｔｉ化
合物のみを結合材として用いた場合よりもさらに性能が
改善される。この結合材中のＴｉ含有量については、Ｔ
ｉ含有量と、周期律表第IVａ，Ｖａ，VIａ族金属含有量
との原子比が２／３〜９７／１００となることが必要で
ある。上記原子比が２／３未満では、結合材とｃＢＮと
の結合力が低下して好ましくない。他方、上記原子比が
９７／１００を越えると、結合材の耐摩耗性ならびに強
度が低下する。
次に、この発明の焼結体において耐摩耗性が改善される
理由としては、結合材自体の耐摩耗性が優れていること
にあると考えられる。
理由としては、結合材自体の耐摩耗性が優れていること
にあると考えられる。
一般に、ｃＢＮ焼結体が摩耗する過程では、ｃＢＮ自体
の耐摩耗性が優れているので、結合材の方が優先的に摩
耗し、それによってｃＢＮが脱落していくものと考えら
れる。
の耐摩耗性が優れているので、結合材の方が優先的に摩
耗し、それによってｃＢＮが脱落していくものと考えら
れる。
本願発明者達は、純タングステン、タングステン化合物
および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の形態で、タングステンを結合材中の重量で４
〜４０重量％含有させれば、耐摩耗性を改善し得ること
を見出した。タングステン含有量が結合材中の４重量％
未満では耐摩耗性を改善することはできない。他方、タ
ングステン含有量が４０重量％を越えると、相対的にＴ
ｉ化合物の含有量が低下し、ｃＢＮと結合材との接合強
度が弱くなり、好ましくない。特に、上述した化学式に
おけるＭとしてＭを用いた場合には、結合材の耐摩耗性
および強度が改善され、良好な性能を示すことがわかっ
た。
および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の形態で、タングステンを結合材中の重量で４
〜４０重量％含有させれば、耐摩耗性を改善し得ること
を見出した。タングステン含有量が結合材中の４重量％
未満では耐摩耗性を改善することはできない。他方、タ
ングステン含有量が４０重量％を越えると、相対的にＴ
ｉ化合物の含有量が低下し、ｃＢＮと結合材との接合強
度が弱くなり、好ましくない。特に、上述した化学式に
おけるＭとしてＭを用いた場合には、結合材の耐摩耗性
および強度が改善され、良好な性能を示すことがわかっ
た。
この発明の焼結体では、上述したような結合材よりなる
結合相が組織中において連続しており、かつ粗粒のｃＢ
Ｎの周囲または粒子間に微小なｃＢＮが充填されている
組織を有するので、ｃＢＮの含有量を多くすることが可
能とされており、それによって焼結体の強度および耐摩
耗性も改善されている。
結合相が組織中において連続しており、かつ粗粒のｃＢ
Ｎの周囲または粒子間に微小なｃＢＮが充填されている
組織を有するので、ｃＢＮの含有量を多くすることが可
能とされており、それによって焼結体の強度および耐摩
耗性も改善されている。
この発明の焼結体を製造するにあたっては、Ｔｉを含有
する炭化物、窒化物、炭窒化物としてＴｉＮｚ，Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）ｚ，ＴｉＣｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，
Ｍ）（Ｃ，Ｎ）ｚおよび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎｚ（但し、Ｍは
Ｔｉを除く周期律表IVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属元素を
示し、０．５≦ｚ≦０．８）で表わされる１種以上のＴ
ｉ化合物粉末と、Ａｌ、ＡｌとＴｉとの金属間化合物、
またはＡｌにＡｌとＴｉとの金属間化合物とを加えたも
のと、ＷＣ粉末（ＭがＷの場合には必須ではない）なら
びにｃＢＮ粉末とを混合し、超高圧・高温下で焼結す
る。この場合、ＴｉＮｚ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ｚ，Ｔｉ
Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）ｚ中
に存在する遊離Ｔｉもしくは遊離Ａｌ、または金属間化
合物として添加したＴｉもしくはＡｌは、ｃＢＮと反応
し、Ｔｉ，Ａｌの硼化物、窒化物となり、ｃＢＮと結合
材との接合強度を向上させるものと考えられる。
する炭化物、窒化物、炭窒化物としてＴｉＮｚ，Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）ｚ，ＴｉＣｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，
Ｍ）（Ｃ，Ｎ）ｚおよび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎｚ（但し、Ｍは
Ｔｉを除く周期律表IVａ，Ｖａ，VIａ族遷移金属元素を
示し、０．５≦ｚ≦０．８）で表わされる１種以上のＴ
ｉ化合物粉末と、Ａｌ、ＡｌとＴｉとの金属間化合物、
またはＡｌにＡｌとＴｉとの金属間化合物とを加えたも
のと、ＷＣ粉末（ＭがＷの場合には必須ではない）なら
びにｃＢＮ粉末とを混合し、超高圧・高温下で焼結す
る。この場合、ＴｉＮｚ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ｚ，Ｔｉ
Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）ｚ中
に存在する遊離Ｔｉもしくは遊離Ａｌ、または金属間化
合物として添加したＴｉもしくはＡｌは、ｃＢＮと反応
し、Ｔｉ，Ａｌの硼化物、窒化物となり、ｃＢＮと結合
材との接合強度を向上させるものと考えられる。
ｚの値が０．５未満である場合には、結合材の硬度や耐
摩耗性が低下して好ましくなく、他方、ｚの値が０．８
５を越えるとｃＢＮと結合材との接合強度が低下する。
よって、上記ｚは、０．５〜０．８５の範囲にあること
が必要である。
摩耗性が低下して好ましくなく、他方、ｚの値が０．８
５を越えるとｃＢＮと結合材との接合強度が低下する。
よって、上記ｚは、０．５〜０．８５の範囲にあること
が必要である。
［発明の効果］ この発明では、ｃＢＮに、Ｔｉに加えてＡｌをかなりの
割合で含む結合材を混合し、超高圧下で焼結することよ
り、ｃＢＮを５０〜７５体積％含有し、ＴｉＮ、Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ，（Ｔｉ、Ｍ）Ｃ，（Ｔｉ、Ｍ）
（Ｃ，Ｎ）および（ＴｉＭ）Ｎ、硼化チタン、硼化アル
ミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物なら
びに／またはタングステン等を含む高硬度工具用焼結体
を得ることができる。すなわち、結合材中にＡｌが２０
〜５０重量％含有されており、このＡｌは硼化アルミニ
ウムおよび窒化アルミニウムを形成しており、また該結
合材中にタングステンが４〜４０重量％含有されてお
り、このタングステンは、純タングステン、タングステ
ン化合物および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化
物、または炭窒化物の形態で存在している高硬度工具用
焼結体である。よって、たとえば刃先に高い応力が付加
される高硬度焼入れ鋼の断続切削に有効である。また、
この発明の焼結体は耐摩耗性にも優れているため、鋳鉄
や耐熱性合金の切削にも好適に使用し得る。
割合で含む結合材を混合し、超高圧下で焼結することよ
り、ｃＢＮを５０〜７５体積％含有し、ＴｉＮ、Ｔｉ
（Ｃ，Ｎ）、ＴｉＣ，（Ｔｉ、Ｍ）Ｃ，（Ｔｉ、Ｍ）
（Ｃ，Ｎ）および（ＴｉＭ）Ｎ、硼化チタン、硼化アル
ミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物なら
びに／またはタングステン等を含む高硬度工具用焼結体
を得ることができる。すなわち、結合材中にＡｌが２０
〜５０重量％含有されており、このＡｌは硼化アルミニ
ウムおよび窒化アルミニウムを形成しており、また該結
合材中にタングステンが４〜４０重量％含有されてお
り、このタングステンは、純タングステン、タングステ
ン化合物および／またはＴｉを含有する炭化物、窒化
物、または炭窒化物の形態で存在している高硬度工具用
焼結体である。よって、たとえば刃先に高い応力が付加
される高硬度焼入れ鋼の断続切削に有効である。また、
この発明の焼結体は耐摩耗性にも優れているため、鋳鉄
や耐熱性合金の切削にも好適に使用し得る。
実施例１ ＴｉＮ0.7 ，ＡｌおよびＷＣ粉末を、重量比で６：３：
１の割合で混合した後、真空中にて１２００℃の温度で
１時間処理した。処理された粉末を超硬合金製のボール
およびポットを用いて粉砕し、１μｍ以下の径の粉末を
作成した。次に、得られた粉末と、種々の粒度のｃＢＮ
粉末とを、第１表に示す割合で混合し、Ｍｏ製の容器に
ＷＣ−１０重量％Ｃｏの組成の円板を入れた後、混合粉
末を充填した。この容器を、超高圧装置内に配置し、圧
力５０Ｋｂ、温度１３５０℃で１５分間処理し焼結を行
なった。
１の割合で混合した後、真空中にて１２００℃の温度で
１時間処理した。処理された粉末を超硬合金製のボール
およびポットを用いて粉砕し、１μｍ以下の径の粉末を
作成した。次に、得られた粉末と、種々の粒度のｃＢＮ
粉末とを、第１表に示す割合で混合し、Ｍｏ製の容器に
ＷＣ−１０重量％Ｃｏの組成の円板を入れた後、混合粉
末を充填した。この容器を、超高圧装置内に配置し、圧
力５０Ｋｂ、温度１３５０℃で１５分間処理し焼結を行
なった。
得られた焼結体の組織を走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、ｃＢＮ粒子は結合材を介して分散されていた。
ころ、ｃＢＮ粒子は結合材を介して分散されていた。
これらの焼結体をＸ線回折により調査したところ、ｃＢ
Ｎと（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）のピークのほかに、ＴｉＢ
２、ＡｌＢ２、ＡｌＮ、Ｗと思われるピークが存在し
た。また、ＴｉとＷとの原子比を化学分析により測定し
たところ、９３：７であった。
Ｎと（Ｔｉ，Ｗ）（Ｃ，Ｎ）のピークのほかに、ＴｉＢ
２、ＡｌＢ２、ＡｌＮ、Ｗと思われるピークが存在し
た。また、ＴｉとＷとの原子比を化学分析により測定し
たところ、９３：７であった。
さらに、ｃＢＮ焼結体は、超硬合金製の母材に強固に接
合していることが認められた。
合していることが認められた。
得られた焼結体を切削加工用のチップに加工し、ＨＲＣ
５８〜６０のＳＵＪ２種の鋼からなり、外周に１０mm径
の８個の孔が２０mm間隔であけられた外径１００mmの被
削材を切削した。この切削試験結果を、第１表に併せて
示す。
５８〜６０のＳＵＪ２種の鋼からなり、外周に１０mm径
の８個の孔が２０mm間隔であけられた外径１００mmの被
削材を切削した。この切削試験結果を、第１表に併せて
示す。
実施例２ 第２表−１および第２表−２に示す組成の結合材粉末を
作成した。
作成した。
上記結合材と、粒度６〜８μｍと３μｍ以下のものとを
７：３の割合で含むｃＢＮ粉末を容積比で３：７になる
ように混合し、実施例１の場合と同様にして超高圧焼結
した。
７：３の割合で含むｃＢＮ粉末を容積比で３：７になる
ように混合し、実施例１の場合と同様にして超高圧焼結
した。
得られた焼結体組織をＳＥＭで観察したところ、６〜８
μｍのｃＢＮ粒子の間隙あるいは周囲に３μｍ以下のｃ
ＢＮ粒子が結合材を介して均一に分散していた。
μｍのｃＢＮ粒子の間隙あるいは周囲に３μｍ以下のｃ
ＢＮ粒子が結合材を介して均一に分散していた。
また、Ｘ線回折により焼結体を調査したところ、この発
明の範囲に入る結合材ロ、ハ、ニ、ホ、ヘ、およびルを
用いた焼結体は、ｃＢＮ、ならびにＴｉを含有する炭化
物、窒化物および炭窒化物のピークのほかに、ＴｉＢ２
およびＡｌＢ２と思われるピークを示した。
明の範囲に入る結合材ロ、ハ、ニ、ホ、ヘ、およびルを
用いた焼結体は、ｃＢＮ、ならびにＴｉを含有する炭化
物、窒化物および炭窒化物のピークのほかに、ＴｉＢ２
およびＡｌＢ２と思われるピークを示した。
また、結合材ト、ヌおよびルを用いた焼結体では、これ
らのピークに加えてＷＣのピークが観察された。
らのピークに加えてＷＣのピークが観察された。
他方、結合材イを用いたものではＴｉ３Ａｌ、結合材チ
を用いたものではＡｌ３Ｔｉらしいピークが認められ
た。
を用いたものではＡｌ３Ｔｉらしいピークが認められ
た。
次に、得られた焼結体を切削加工用チップに加工し、外
周に断面Ｕ字状の溝が形成された外径１００mmのＳＫＤ
１１種のダイス鋼（ＨＲＣ６０）からなる被削材を切削
した。切削条件は、切削速度が１００ｍ／分、切込みが
０．２mm、送りが０．１５mm／回転である。この切削試
験における刃先の耐摩耗性を調べたところ、第３表に示
す結果が得られた。
周に断面Ｕ字状の溝が形成された外径１００mmのＳＫＤ
１１種のダイス鋼（ＨＲＣ６０）からなる被削材を切削
した。切削条件は、切削速度が１００ｍ／分、切込みが
０．２mm、送りが０．１５mm／回転である。この切削試
験における刃先の耐摩耗性を調べたところ、第３表に示
す結果が得られた。
また、溝を有さないＳＫＤ１１（ＨＲＣ６０）からなる
丸棒を用いて、上記切削試験と同一切削条件で２０分間
切削し、耐クレータ摩耗性を評価した。その結果を併せ
て第３表に示す。
丸棒を用いて、上記切削試験と同一切削条件で２０分間
切削し、耐クレータ摩耗性を評価した。その結果を併せ
て第３表に示す。
実施例３ 第４表−１および第４表−２に示す粉末を、所定の割合
で混合し、真空中で１３５０℃の温度で１時間処理し
た。これを超硬合金製のボールおよびポットを用いて粉
砕した。次に、得られた粉末と、１〜２μｍ径のｃＢＮ
粉末とを容量比で４：６の割合で混合し、混合粉末をＭ
ｏ製容器に充填した。この容器を超高圧装置内に配置
し、温度１４００℃、圧力５０Ｋｂで２０分間保持し、
焼結体を得た。
で混合し、真空中で１３５０℃の温度で１時間処理し
た。これを超硬合金製のボールおよびポットを用いて粉
砕した。次に、得られた粉末と、１〜２μｍ径のｃＢＮ
粉末とを容量比で４：６の割合で混合し、混合粉末をＭ
ｏ製容器に充填した。この容器を超高圧装置内に配置
し、温度１４００℃、圧力５０Ｋｂで２０分間保持し、
焼結体を得た。
得られた焼結体の組織をＳＥＭで観察したところ、ｃＢ
Ｎ粒子は結合材を介して分散していた。また、Ｘ線回折
により調査したところ、ｃＢＮ、（Ｔｉ，Ｗ）Ｎまたは
（Ｔｉ，Ｗ）ＣとＴｉＢ２、ＡｌＢ２、ＡｌＮおよびＷ
の硼化物と思われるピークが観察された。
Ｎ粒子は結合材を介して分散していた。また、Ｘ線回折
により調査したところ、ｃＢＮ、（Ｔｉ，Ｗ）Ｎまたは
（Ｔｉ，Ｗ）ＣとＴｉＢ２、ＡｌＢ２、ＡｌＮおよびＷ
の硼化物と思われるピークが観察された。
上記焼結体より切削チップを作成し、ＨＲＣ５８〜６０
のＳＫＤ１１種の鋼からなり、外周に幅２０mmの溝が形
成された外径１００mmの被削材を切削した。切削条件
は、実施例１の場合と同一である。
のＳＫＤ１１種の鋼からなり、外周に幅２０mmの溝が形
成された外径１００mmの被削材を切削した。切削条件
は、実施例１の場合と同一である。
切削試験結果を、第４表に併せて示す。
Claims (8)
- 【請求項１】立方晶窒化硼素を５０〜７５容量％含み、
残部が結合材よりなる混合物を超高圧焼結して得られた
焼結体であって、 前記結合材は、２０〜５０重量％のＡｌを含み、 前記結合材は、さらに、ＴｉＮｚ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ｚ，
ＴｉＣｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）
ｚおよび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎｚからなる群から選択した１種
以上のＴｉ化合物を含み（ＭはＴｉを除く周期律表第IV
ａ，ＶａまたはVIａ族の遷移金属元素であり、ｚは０．
５≦ｚ≦０．８５の範囲）、 結合材中のＴｉ含有量のIVａ，Ｖａ，VIａ族の遷移金属
元素含有量に対する割合が原子比で２／３〜９７／１０
０であり、 前記結合材は、さらに、タングステンを前記Ｔｉ化合物
およびＷＣの少なくとも一方の形態で含み、結合材中の
全タングステン濃度が４〜４０重量％である、高硬度工
具用焼結体。 - 【請求項２】前記高硬度工具用焼結体生成物は、立方晶
窒化硼素の他、ＴｉＮ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），ＴｉＣ，（Ｔ
ｉ，Ｍ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）および（Ｔｉ，
Ｍ）Ｎ、硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミニ
ウム、タングステン化合物ならびに／またはタングステ
ンを含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
の高硬度工具用焼結体。 - 【請求項３】前記タングステンは、硼化タングステンま
たはＷＣの形態で混合されている、特許請求の範囲第１
項または第２項記載の高硬度工具用焼結体。 - 【請求項４】前記Ａｌは、Ａｌ化合物の形態で混合され
ている、特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項
に記載の高硬度工具用焼結体。 - 【請求項５】５０〜７５容量％の立方晶窒化硼素粉末
と、２５〜５０容量％の結合材とを混合して混合粉末を
得るステップを備え、 前記結合材は、２０〜５０重量％のＡｌを含み、 前記結合材は、さらに、ＴｉＮｚ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）ｚ，
ＴｉＣｚ，（Ｔｉ，Ｍ）Ｃｚ，（Ｔｉ，Ｍ）（Ｃ，Ｎ）
ｚおよび（Ｔｉ，Ｍ）Ｎｚからなる群から選択した１種
以上のＴｉ化合物を含み（ＭはＴｉを除く周期律表第IV
ａ，ＶａまたはVIａ族の遷移金属元素であり、ｚは０．
５≦ｚ≦０．８５の範囲）、 結合材中のＴｉ含有量のIVａ，Ｖａ，VIａ族の遷移金属
元素含有量に対する割合が原子比で２／３〜９７／１０
０であり、 前記結合材は、さらに、タングステンを前記Ｔｉ化合物
およびＷＣの少なくとも一方の形態で含み、結合材中の
全タングステン濃度が４〜４０重量％であり、 前記混合粉末を超高圧装置を用いて２０Ｋｂ〜６０Ｋｂ
の圧力、ならびに１０００℃〜１５００℃の温度で焼結
するステップをさらに備えることを特徴とする、高硬度
工具用焼結体の製造方法。 - 【請求項６】前記ＡｌをＡｌ化合物の形態で混合する、
特許請求の範囲第５項に記載の高硬度工具用焼結体の製
造方法。 - 【請求項７】前記タングステンを、硼化タングステンま
たは炭化タングステンの形態で混合する、特許請求の範
囲第５項または第６項に記載の高硬度工具用焼結体の製
造方法。 - 【請求項８】前記Ｍがタングステンである、特許請求の
範囲第５項〜第７項のいずれか１項に記載の高硬度工具
用焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291362A JPH0621314B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29754585 | 1985-12-28 | ||
| JP60-297545 | 1985-12-28 | ||
| JP61291362A JPH0621314B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62228451A JPS62228451A (ja) | 1987-10-07 |
| JPH0621314B2 true JPH0621314B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17847922
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291360A Expired - Lifetime JPH0621312B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
| JP61291361A Expired - Lifetime JPH0621313B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
| JP61291362A Expired - Lifetime JPH0621314B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291360A Expired - Lifetime JPH0621312B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
| JP61291361A Expired - Lifetime JPH0621313B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Country Status (7)
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|---|---|
| US (1) | US4911756A (ja) |
| EP (1) | EP0228693B1 (ja) |
| JP (3) | JPH0621312B2 (ja) |
| KR (1) | KR930003642B1 (ja) |
| CA (1) | CA1313051C (ja) |
| DE (1) | DE3680897D1 (ja) |
| ZA (1) | ZA869709B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0694580B2 (ja) * | 1988-12-14 | 1994-11-24 | 住友電気工業株式会社 | 高精度加工工具用焼結体 |
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| CA2030350C (en) * | 1989-11-27 | 1994-08-02 | Tetsuo Nakai | Hard sintered compact for tools |
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| US5342571A (en) * | 1992-02-19 | 1994-08-30 | Tosoh Smd, Inc. | Method for producing sputtering target for deposition of titanium, aluminum and nitrogen coatings, sputtering target made thereby, and method of sputtering with said targets |
| US5326380A (en) * | 1992-10-26 | 1994-07-05 | Smith International, Inc. | Synthesis of polycrystalline cubic boron nitride |
| US5271749A (en) * | 1992-11-03 | 1993-12-21 | Smith International, Inc. | Synthesis of polycrystalline cubic boron nitride |
| JPH06198504A (ja) * | 1993-01-07 | 1994-07-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高硬度焼結体切削工具 |
| JPH07286229A (ja) * | 1994-04-21 | 1995-10-31 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | 切削工具用高圧相窒化硼素焼結体及びその製造方法 |
| DE69519341T2 (de) * | 1994-08-01 | 2001-03-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Überharter Verbundwerkstoff für Werkzeuge |
| JP3196802B2 (ja) * | 1994-10-14 | 2001-08-06 | 住友電気工業株式会社 | 高硬度の切削工具 |
| JP3866305B2 (ja) * | 1994-10-27 | 2007-01-10 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 工具用複合高硬度材料 |
| US5697994A (en) * | 1995-05-15 | 1997-12-16 | Smith International, Inc. | PCD or PCBN cutting tools for woodworking applications |
| CA2326228C (en) * | 1999-11-19 | 2004-11-16 | Vladimir I. Gorokhovsky | Temperature regulator for a substrate in vapour deposition processes |
| US6684759B1 (en) | 1999-11-19 | 2004-02-03 | Vladimir Gorokhovsky | Temperature regulator for a substrate in vapor deposition processes |
| US6871700B2 (en) * | 2000-11-17 | 2005-03-29 | G & H Technologies Llc | Thermal flux regulator |
| WO2002087696A1 (en) * | 2001-04-30 | 2002-11-07 | Medtronic,Inc. | Transcutaneous monitor and method of use, using therapeutic output from an implanted medical device |
| TWI291458B (en) * | 2001-10-12 | 2007-12-21 | Phild Co Ltd | Method and device for producing titanium-containing high performance water |
| US7556668B2 (en) | 2001-12-05 | 2009-07-07 | Baker Hughes Incorporated | Consolidated hard materials, methods of manufacture, and applications |
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| US8500834B2 (en) | 2004-02-20 | 2013-08-06 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
| WO2005082809A1 (en) | 2004-02-20 | 2005-09-09 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
| JP5486159B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2014-05-07 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 立方晶系窒化硼素成形体 |
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