JPH06279911A - ＴｉＣＮ基サーメット - Google Patents
ＴｉＣＮ基サーメットInfo
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- JPH06279911A JPH06279911A JP6630893A JP6630893A JPH06279911A JP H06279911 A JPH06279911 A JP H06279911A JP 6630893 A JP6630893 A JP 6630893A JP 6630893 A JP6630893 A JP 6630893A JP H06279911 A JPH06279911 A JP H06279911A
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- JP
- Japan
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- cermet
- ticn
- thermal shock
- shock resistance
- cutting
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】湿式切削において耐欠損性，耐摩耗性に優れた
ＴｉＣＮ基サーメットを提供する。 【構成】Ｔｉ，ＷおよびＮｂを必須成分として含有する
硬質相と、鉄族金属からなる結合相とから構成されるＴ
ｉＣＮ基サーメットであって、σｋ（１ーν）／Ｅα(
ここで、σは抗折強度（ＭＰａ）、Ｅはヤング率（ＧＰ
ａ）、νはポアソン比、αは熱膨張率（１０-6／Ｋ）、
ｋは熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を表す) で示される耐熱衝
撃パラメータＲ’が４．０（ｋＷ／ｍ）以上である。
ＴｉＣＮ基サーメットを提供する。 【構成】Ｔｉ，ＷおよびＮｂを必須成分として含有する
硬質相と、鉄族金属からなる結合相とから構成されるＴ
ｉＣＮ基サーメットであって、σｋ（１ーν）／Ｅα(
ここで、σは抗折強度（ＭＰａ）、Ｅはヤング率（ＧＰ
ａ）、νはポアソン比、αは熱膨張率（１０-6／Ｋ）、
ｋは熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を表す) で示される耐熱衝
撃パラメータＲ’が４．０（ｋＷ／ｍ）以上である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性，靭性に優れ
たＴｉＣＮ基サーメットに関し、特に湿式切削工具とし
て好適なＴｉＣＮ基サーメットに関する。
たＴｉＣＮ基サーメットに関し、特に湿式切削工具とし
て好適なＴｉＣＮ基サーメットに関する。
【０００２】
【従来技術】近年、切削用焼結体として、周期律表第４
ａ，５ａ，６ａ族元素の複炭窒化物からなる硬質相と、
鉄族金属からなる結合相によって構成されるサーメット
が用いられるようになっている。
ａ，５ａ，６ａ族元素の複炭窒化物からなる硬質相と、
鉄族金属からなる結合相によって構成されるサーメット
が用いられるようになっている。
【０００３】かかるサーメットとしては、これまでＴｉ
Ｃを主成分とするＴｉＣ基サーメットが主流であった
が、このＴｉＣ基サーメットが古くから工具材料として
用いられていた超硬合金に比較して靱性が劣るために、
この系に窒化物を添加することにより靱性を改善したい
わゆるＴｉＣＮ基サーメットが提案された。
Ｃを主成分とするＴｉＣ基サーメットが主流であった
が、このＴｉＣ基サーメットが古くから工具材料として
用いられていた超硬合金に比較して靱性が劣るために、
この系に窒化物を添加することにより靱性を改善したい
わゆるＴｉＣＮ基サーメットが提案された。
【０００４】このＴｉＣＮ基サーメットの代表例として
特公昭５６−５１２０１号公報が挙げられ、ここでは、
（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ）ＣＮからなる硬質相と、Ｎ
ｉ，Ｃｏからなる結合相とから構成されるサーメットが
開示され、硬質相がＴｉや窒素に富む芯部と、Ｗ，Ｔ
ａ，Ｍｏおよび炭素に富む周辺部とから構成された有芯
構造を呈することが述べられている。
特公昭５６−５１２０１号公報が挙げられ、ここでは、
（Ｔｉ，Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ）ＣＮからなる硬質相と、Ｎ
ｉ，Ｃｏからなる結合相とから構成されるサーメットが
開示され、硬質相がＴｉや窒素に富む芯部と、Ｗ，Ｔ
ａ，Ｍｏおよび炭素に富む周辺部とから構成された有芯
構造を呈することが述べられている。
【０００５】また、硬質相を形成する炭素（Ｃ）および
窒素（Ｎ）はサーメットの靱性および硬度を決定する大
きな要因であり、最近では窒素を多量に含有させること
によりサーメットの靱性を高めようとする試みもなされ
ている。
窒素（Ｎ）はサーメットの靱性および硬度を決定する大
きな要因であり、最近では窒素を多量に含有させること
によりサーメットの靱性を高めようとする試みもなされ
ている。
【０００６】ところが、最近に至り上記のＴｉＣＮ基サ
ーメットに対してその表面部の組織を換えることにより
耐摩耗性や靱性をさらに高めようといった改良がなされ
ている。例えば特公昭５９−１４５３４号公報では、焼
成時に液相出現温度以下で窒素を炉内に導入することに
よって焼結体表面に靱性に富む軟化層を形成すること
が、また特公昭５９−１７１７６号公報では焼成をＣＯ
を含む還元雰囲気内で行うことにより内部より高硬度の
層を形成することが提案されている。
ーメットに対してその表面部の組織を換えることにより
耐摩耗性や靱性をさらに高めようといった改良がなされ
ている。例えば特公昭５９−１４５３４号公報では、焼
成時に液相出現温度以下で窒素を炉内に導入することに
よって焼結体表面に靱性に富む軟化層を形成すること
が、また特公昭５９−１７１７６号公報では焼成をＣＯ
を含む還元雰囲気内で行うことにより内部より高硬度の
層を形成することが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、これ
らの先行技術は、いずれも硬度あるいは靱性のどちらか
のみ検討するにとどまり、高硬度，高靱性の双方が要求
される工具用材料としては切削性能上不十分であった。
また、従来、切削加工では切削時に水冷を行ういわゆる
湿式切削が多く行われていたが、この湿式切削では切削
性能が悪いという問題があった。即ち、従来のサーメッ
トは乾式切削では比較的良好な切削性能を示しても湿式
切削では欠損する場合が多かった。
らの先行技術は、いずれも硬度あるいは靱性のどちらか
のみ検討するにとどまり、高硬度，高靱性の双方が要求
される工具用材料としては切削性能上不十分であった。
また、従来、切削加工では切削時に水冷を行ういわゆる
湿式切削が多く行われていたが、この湿式切削では切削
性能が悪いという問題があった。即ち、従来のサーメッ
トは乾式切削では比較的良好な切削性能を示しても湿式
切削では欠損する場合が多かった。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題点に対して充分な検討を行った結果、湿式切削にお
ける欠損がサーメット自体の耐熱衝撃性が弱いことによ
るものであるという知見を得、これに基づき、ＴｉＣＮ
基サーメットにおいて、材料の耐熱衝撃性の尺度として
用いられる耐熱衝撃パラメータＲ’を４．０ｋＷ／ｍ以
上とすることにより耐熱衝撃性，硬度，靱性に富み、湿
式切削時においても優れた耐摩耗性，耐欠損性を有する
サーメットが得られることを知見し、本発明に至った。
問題点に対して充分な検討を行った結果、湿式切削にお
ける欠損がサーメット自体の耐熱衝撃性が弱いことによ
るものであるという知見を得、これに基づき、ＴｉＣＮ
基サーメットにおいて、材料の耐熱衝撃性の尺度として
用いられる耐熱衝撃パラメータＲ’を４．０ｋＷ／ｍ以
上とすることにより耐熱衝撃性，硬度，靱性に富み、湿
式切削時においても優れた耐摩耗性，耐欠損性を有する
サーメットが得られることを知見し、本発明に至った。
【０００９】即ち、本発明のＴｉＣＮ基サーメットは、
Ｔｉ，ＷおよびＮｂを必須成分として含有する硬質相
と、鉄族金属からなる結合相とから構成されるＴｉＣＮ
基サーメットであって、σｋ（１ーν）／Ｅα( ここ
で、σは抗折強度（ＭＰａ）、Ｅはヤング率（ＧＰ
ａ）、νはポアソン比、αは熱膨張率（１０-6／Ｋ）、
ｋは熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を表す) で示される耐熱衝
撃パラメータＲ’が４．０（ｋＷ／ｍ）以上であること
を特徴とする。
Ｔｉ，ＷおよびＮｂを必須成分として含有する硬質相
と、鉄族金属からなる結合相とから構成されるＴｉＣＮ
基サーメットであって、σｋ（１ーν）／Ｅα( ここ
で、σは抗折強度（ＭＰａ）、Ｅはヤング率（ＧＰ
ａ）、νはポアソン比、αは熱膨張率（１０-6／Ｋ）、
ｋは熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を表す) で示される耐熱衝
撃パラメータＲ’が４．０（ｋＷ／ｍ）以上であること
を特徴とする。
【００１０】以下、本発明を詳述する。
【００１１】本発明のＴｉＣＮ基サーメットは、基本的
に硬質相と結合相から構成されるものであるが、本発明
においては、σｋ（１ーν）／Ｅαで示される耐熱衝撃
パラメータＲ’を４．０（ｋＷ／ｍ）以上とすることが
特徴である。このように、耐熱衝撃パラメータＲ’を
４．０（ｋＷ／ｍ）以上としたのは、耐熱衝撃パラメー
タＲ’が４．０よりも小さいとＴｉＣＮ基サーメットの
熱衝撃性が悪くなり、特に湿式切削における耐欠損性，
耐摩耗性が悪化するからである。
に硬質相と結合相から構成されるものであるが、本発明
においては、σｋ（１ーν）／Ｅαで示される耐熱衝撃
パラメータＲ’を４．０（ｋＷ／ｍ）以上とすることが
特徴である。このように、耐熱衝撃パラメータＲ’を
４．０（ｋＷ／ｍ）以上としたのは、耐熱衝撃パラメー
タＲ’が４．０よりも小さいとＴｉＣＮ基サーメットの
熱衝撃性が悪くなり、特に湿式切削における耐欠損性，
耐摩耗性が悪化するからである。
【００１２】このようなＴｉＣＮ基サーメットの熱膨張
率が１０×１０-6／Ｋ以下、熱伝導率が１７Ｗ／ｍ・Ｋ
以上であることが望ましいが、これは、２９８〜１０７
３Ｋにおける熱膨張率が１０×１０-6／Ｋよりも大き
く、熱伝導率が１７Ｗ／ｍ・Ｋより小さいと、湿式切削
時における耐摩耗性，耐欠損性が悪化する傾向にあるか
らである。
率が１０×１０-6／Ｋ以下、熱伝導率が１７Ｗ／ｍ・Ｋ
以上であることが望ましいが、これは、２９８〜１０７
３Ｋにおける熱膨張率が１０×１０-6／Ｋよりも大き
く、熱伝導率が１７Ｗ／ｍ・Ｋより小さいと、湿式切削
時における耐摩耗性，耐欠損性が悪化する傾向にあるか
らである。
【００１３】そして、耐熱衝撃パラメータＲ’を４．０
（ｋＷ／ｍ）以上とする方法としては、配合される炭化
物，窒化物，炭窒化物の配合比及び金属量を特定の範囲
とすることである。例えば、サーメットの全体組成にお
ける前記鉄族金属を除く他の成分組成を、〔 (Ｔｉ）ａ
(Ｎｂ）ｂ (Ｗ）ｃ］（ＣｕＮｖ）z と表した時、ａ＋
ｂ＋ｃ＝１、０．５０≦ａ≦０．９５、０．０５≦ｂ＋
ｃ≦０．５、０．４０≦ｂ／ｂ＋ｃ≦０．９５、０．４
０≦ｖ≦０．６０、０．８０≦ｚ≦１．０、ｕ＋ｖ＝１
を満足することが望ましい。さらに、Ｍｏ量が０．５重
量％以下含有されていることが望ましい。前述の範囲に
なるように設定すれば、耐熱衝撃パラメータＲ’を４．
０以上とすることができる。
（ｋＷ／ｍ）以上とする方法としては、配合される炭化
物，窒化物，炭窒化物の配合比及び金属量を特定の範囲
とすることである。例えば、サーメットの全体組成にお
ける前記鉄族金属を除く他の成分組成を、〔 (Ｔｉ）ａ
(Ｎｂ）ｂ (Ｗ）ｃ］（ＣｕＮｖ）z と表した時、ａ＋
ｂ＋ｃ＝１、０．５０≦ａ≦０．９５、０．０５≦ｂ＋
ｃ≦０．５、０．４０≦ｂ／ｂ＋ｃ≦０．９５、０．４
０≦ｖ≦０．６０、０．８０≦ｚ≦１．０、ｕ＋ｖ＝１
を満足することが望ましい。さらに、Ｍｏ量が０．５重
量％以下含有されていることが望ましい。前述の範囲に
なるように設定すれば、耐熱衝撃パラメータＲ’を４．
０以上とすることができる。
【００１４】即ち、硬質相を形成する主成分であるＴｉ
は、焼結体内におよそＴｉＣＮとして存在し、その量は
サーメットの強度や硬度を決定する大きな要因であり、
このＴｉ量（ａ）が前記式において０．５より少ないと
サーメット工具としての特徴である耐摩耗性、金属に対
する親和性が不十分となり、０．９５を越えると耐欠損
性に劣ることとなる。なお、（ａ）は０．７０≦ａ≦
０．９であることが特に望ましい。
は、焼結体内におよそＴｉＣＮとして存在し、その量は
サーメットの強度や硬度を決定する大きな要因であり、
このＴｉ量（ａ）が前記式において０．５より少ないと
サーメット工具としての特徴である耐摩耗性、金属に対
する親和性が不十分となり、０．９５を越えると耐欠損
性に劣ることとなる。なお、（ａ）は０．７０≦ａ≦
０．９であることが特に望ましい。
【００１５】サーメットにおいて、Ｔｉと同様に必須の
成分とされるＷはＷＣとして硬質相の結合相との濡れ性
を改善するとともに粒成長を抑え、強度，靱性を高める
作用をなすが、硬質相が（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮから構成され
る場合は、耐摩耗性，耐酸化性，耐欠損性等の特性が実
用的レベルに達していないというに問題がある。そこ
で、硬質相を強化し諸特性を向上することを目的として
これまでＭｏやＴａ等の炭化物が必須の成分として使用
されたが、Ｍｏ2 Ｃ自体、硬質相主成分であるＴｉＣあ
るいはＴｉＣＮに比較して特性が劣るために逆にサーメ
ットの特性向上には大きく寄与せず、場合によっては特
性を劣化させてしまうという傾向にあることがわかっ
た。特に、この傾向は湿式切削時に顕著であった。
成分とされるＷはＷＣとして硬質相の結合相との濡れ性
を改善するとともに粒成長を抑え、強度，靱性を高める
作用をなすが、硬質相が（Ｔｉ，Ｗ）ＣＮから構成され
る場合は、耐摩耗性，耐酸化性，耐欠損性等の特性が実
用的レベルに達していないというに問題がある。そこ
で、硬質相を強化し諸特性を向上することを目的として
これまでＭｏやＴａ等の炭化物が必須の成分として使用
されたが、Ｍｏ2 Ｃ自体、硬質相主成分であるＴｉＣあ
るいはＴｉＣＮに比較して特性が劣るために逆にサーメ
ットの特性向上には大きく寄与せず、場合によっては特
性を劣化させてしまうという傾向にあることがわかっ
た。特に、この傾向は湿式切削時に顕著であった。
【００１６】そこで、Ｍｏ2 Ｃに代わる成分として検討
をおこなったところ、Ｎｂの炭化物がＭｏ2 Ｃに比較し
てそれ自体優れた特性を有すること等に起因してサーメ
ットの特性、特に耐熱衝撃性を大きく改善でき、湿式切
削時の耐摩耗性，耐欠損性を向上できることがわかっ
た。よって、ＮｂとＷとの合量（ｂ＋ｃ）が０．０５よ
り少ないと耐熱衝撃性が不十分となり、０．５より大き
いと耐摩耗性が劣るとともに被削材との反応性が高くな
る傾向にある。（ｂ＋ｃ）値は０．１０≦ｂ＋ｃ≦０．
３０であることが特に望ましい。また、Ｗ、Ｎｂの合量
（ｂ＋ｃ）に対するＮｂ量（ｂ）の割合（ｂ／ｂ＋ｃ）
が前記式において０．４より小さいと耐摩耗性，耐酸化
性に劣り、逆に０．９５より大きいと耐欠損性が低下す
る。
をおこなったところ、Ｎｂの炭化物がＭｏ2 Ｃに比較し
てそれ自体優れた特性を有すること等に起因してサーメ
ットの特性、特に耐熱衝撃性を大きく改善でき、湿式切
削時の耐摩耗性，耐欠損性を向上できることがわかっ
た。よって、ＮｂとＷとの合量（ｂ＋ｃ）が０．０５よ
り少ないと耐熱衝撃性が不十分となり、０．５より大き
いと耐摩耗性が劣るとともに被削材との反応性が高くな
る傾向にある。（ｂ＋ｃ）値は０．１０≦ｂ＋ｃ≦０．
３０であることが特に望ましい。また、Ｗ、Ｎｂの合量
（ｂ＋ｃ）に対するＮｂ量（ｂ）の割合（ｂ／ｂ＋ｃ）
が前記式において０．４より小さいと耐摩耗性，耐酸化
性に劣り、逆に０．９５より大きいと耐欠損性が低下す
る。
【００１７】なお、本発明におけるサーメットによれ
ば、Ｍｏの添加はむしろ避けるべきでその量はサーメッ
ト中０．５重量％以下にすることが望ましい。
ば、Ｍｏの添加はむしろ避けるべきでその量はサーメッ
ト中０．５重量％以下にすることが望ましい。
【００１８】一方、窒素および炭素の量はサーメットの
硬度，耐熱衝撃性，靱性を決定する要因として非常に重
要であり、特に窒素の量が増加するに従い、靱性が向上
する傾向にあるが、窒素の量が過多になると焼成時の窒
化物の分解によるガスが焼結体中に残留するという問題
が生じる。よって前記式において窒素量（ｖ）が０．４
より小さいと、靱性が低下し耐欠損性が不十分となり、
０．６を越えると焼結体内にボイドが発生し信頼性に欠
けるようになる。
硬度，耐熱衝撃性，靱性を決定する要因として非常に重
要であり、特に窒素の量が増加するに従い、靱性が向上
する傾向にあるが、窒素の量が過多になると焼成時の窒
化物の分解によるガスが焼結体中に残留するという問題
が生じる。よって前記式において窒素量（ｖ）が０．４
より小さいと、靱性が低下し耐欠損性が不十分となり、
０．６を越えると焼結体内にボイドが発生し信頼性に欠
けるようになる。
【００１９】また、窒素，炭素量のＴｉ，Ｗ，Ｎｂの合
量に対する比率（ｚ）が０．８より小さいと焼結性が劣
化しボイドが残留し、１．０より大きいと遊離炭素が発
生するために強度低下を引き起こす結果となる。望まし
くは０．８５≦ｚ≦１．０である。
量に対する比率（ｚ）が０．８より小さいと焼結性が劣
化しボイドが残留し、１．０より大きいと遊離炭素が発
生するために強度低下を引き起こす結果となる。望まし
くは０．８５≦ｚ≦１．０である。
【００２０】本発明において結合相を形成する鉄族金属
としては、Ｎｉおよび／またはＣｏが挙げられ、望まし
くはＮｉとＣｏから構成され、特にＣｏ／Ｎｉ＋Ｃｏの
モル比が０．５〜０．９であることが耐摩耗性向上の点
からよい。また、この鉄族金属は系中において３〜３０
重量％、特に５〜２０重量％の割合で存在することが望
ましい。
としては、Ｎｉおよび／またはＣｏが挙げられ、望まし
くはＮｉとＣｏから構成され、特にＣｏ／Ｎｉ＋Ｃｏの
モル比が０．５〜０．９であることが耐摩耗性向上の点
からよい。また、この鉄族金属は系中において３〜３０
重量％、特に５〜２０重量％の割合で存在することが望
ましい。
【００２１】本発明のサーメットを製造するための方法
としては、例えば、まず前述したＴｉ，Ｗ，Ｎｂの炭化
物，窒化物，炭窒化物の粉末および鉄族金属粉末を最終
焼結体が前述した量比となるように秤量混合した後にプ
レス成形，押し出し成形，射出成形等の成形手段で成形
後、焼成する。
としては、例えば、まず前述したＴｉ，Ｗ，Ｎｂの炭化
物，窒化物，炭窒化物の粉末および鉄族金属粉末を最終
焼結体が前述した量比となるように秤量混合した後にプ
レス成形，押し出し成形，射出成形等の成形手段で成形
後、焼成する。
【００２２】焼成では、望ましくは組成の勾配が形成さ
れるように焼成条件を調整しても良い。具体的には、成
形体を真空中，窒素中の雰囲気あるいは還元性雰囲気中
で１５００〜１９００℃の温度で焼成する また、本発明によれば、上記（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）（Ｃ，
Ｎ）、鉄族金属からなる系に対して特性を改善する目的
でさらにＺｒ，Ｈｆ，Ｃｒ，ＴａおよびＶ等の炭化物，
窒化物，炭窒化物等を添加し、ＴｉあるいはＮｂの一部
を置換することにより特性の改善を図ることができ、特
にＮｂの一部をＶで置換することによりＮｂの作用効果
をさらに助長し、特にサーメットの湿式切削性を大きく
向上することができる。なお、Ｎｂ／Ｖの原子比は０．
５〜１０、特に１．０〜６．０であることが望ましい。
れるように焼成条件を調整しても良い。具体的には、成
形体を真空中，窒素中の雰囲気あるいは還元性雰囲気中
で１５００〜１９００℃の温度で焼成する また、本発明によれば、上記（Ｔｉ，Ｗ，Ｎｂ）（Ｃ，
Ｎ）、鉄族金属からなる系に対して特性を改善する目的
でさらにＺｒ，Ｈｆ，Ｃｒ，ＴａおよびＶ等の炭化物，
窒化物，炭窒化物等を添加し、ＴｉあるいはＮｂの一部
を置換することにより特性の改善を図ることができ、特
にＮｂの一部をＶで置換することによりＮｂの作用効果
をさらに助長し、特にサーメットの湿式切削性を大きく
向上することができる。なお、Ｎｂ／Ｖの原子比は０．
５〜１０、特に１．０〜６．０であることが望ましい。
【００２３】
【作用】本発明のＴｉＣＮ基サーメットでは、耐熱衝撃
パラメータＲ’を４．０（ｋＷ／ｍ）以上とすることに
より、湿式切削時における耐摩耗性，耐欠損性を向上す
ることが可能となる。
パラメータＲ’を４．０（ｋＷ／ｍ）以上とすることに
より、湿式切削時における耐摩耗性，耐欠損性を向上す
ることが可能となる。
【００２４】以下、本発明を次の例で説明する。
【００２５】
【実施例】原料粉末としてＴｉＣ，ＴｉＣＮ，ＷＣ，Ｎ
ｂＣ，Ｎｉ，Ｃｏの各粉末を用いて最終焼結体の組成が
表１の割合になるように秤量混合した後、１．５ｔｏｎ
／ｃｍ2 の圧力でＣＮＭＧ１２０４０８用のチップ形状
にプレス成形し、１５００℃の温度において１０-2ｔｏ
ｒｒの真空雰囲気で１時間焼成した。
ｂＣ，Ｎｉ，Ｃｏの各粉末を用いて最終焼結体の組成が
表１の割合になるように秤量混合した後、１．５ｔｏｎ
／ｃｍ2 の圧力でＣＮＭＧ１２０４０８用のチップ形状
にプレス成形し、１５００℃の温度において１０-2ｔｏ
ｒｒの真空雰囲気で１時間焼成した。
【００２６】
【表１】
【００２７】得られた各焼結体について、ＪＩＳＲ１６
０１に従い３点曲げ抗折強度、ビッカース硬度用ダイヤ
モンド圧子を用いて荷重２０Ｋｇで圧痕法により破壊靱
性を測定した。また、焼結体を所定の形状に加工し、以
下のような条件でヤング率，ポアソン比，熱伝導率，お
よび熱膨張率を測定した。また、これらから耐熱衝撃パ
ラメータＲ’を算出した。
０１に従い３点曲げ抗折強度、ビッカース硬度用ダイヤ
モンド圧子を用いて荷重２０Ｋｇで圧痕法により破壊靱
性を測定した。また、焼結体を所定の形状に加工し、以
下のような条件でヤング率，ポアソン比，熱伝導率，お
よび熱膨張率を測定した。また、これらから耐熱衝撃パ
ラメータＲ’を算出した。
【００２８】 ヤング率 ：形状 直径１５ｍｍ×高さ１５ｍｍ 超音波パルス法 ポアソン比：超音波パルス法 熱伝導率 ：形状 直径１０ｍｍ×長さ２ｍｍ レーザーフラッシュ法 室温（２９８Ｋ） 熱膨張率 ：形状 縦３ｍｍ×横３ｍｍ×高さ１０ｍｍ 室温（２９８Ｋ）〜１０７３Ｋ 昇温５Ｋ／ｍｉｎ． また、各試料についてＸＭＡ分析により内部と表面部の
ＴｉとＷの濃度を求め、焼結体の中心部および表面部の
（ｃ／ａ＋ｃ）をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 とし、Ｉ1 ／Ｉ2
の比率を求めた。さらに、ビッカース硬度計を用いて焼
結体の表層部と内部との特性（硬度および靱性）を求め
た。表層部とは試料表面から５００μｍまでをいい、こ
の表面部における硬度と靱性の最大値を求めた。
ＴｉとＷの濃度を求め、焼結体の中心部および表面部の
（ｃ／ａ＋ｃ）をそれぞれＩ1 ，Ｉ2 とし、Ｉ1 ／Ｉ2
の比率を求めた。さらに、ビッカース硬度計を用いて焼
結体の表層部と内部との特性（硬度および靱性）を求め
た。表層部とは試料表面から５００μｍまでをいい、こ
の表面部における硬度と靱性の最大値を求めた。
【００２９】次に、各試料を用いて下記に示す湿式切削
条件で摩耗試験を行い、湿式切削後の逃げ面におけるフ
ランク摩耗量を、また欠損試験を行い、非欠損コーナー
数を調べた。摩耗試験は、水溶性切削油を５リットル／
ｍｉｎで供給しながら行った。
条件で摩耗試験を行い、湿式切削後の逃げ面におけるフ
ランク摩耗量を、また欠損試験を行い、非欠損コーナー
数を調べた。摩耗試験は、水溶性切削油を５リットル／
ｍｉｎで供給しながら行った。
【００３０】（摩耗試験） 被削材 ＳＣＭ４３５ 切削速度 ２５０ ｍ／ｍｉｎ 切り込み ２ ｍｍ 送り ０．３ ｍｍ／ｒｅｖ 切削時間 １０ ｍｉｎ （欠損試験） 被削材 ＳＣＭ４３５ （４本溝入） 切削速度 １００ ｍ／ｍｉｎ 切り込み ２ ｍｍ 送り ０．３ ｍｍ／ｒｅｖ 切削時間 １ ｍｉｎ
【００３１】
【表２】
【００３２】特性評価、及び切削試験結果を表１および
表２に示した。これらの表１および表２によれば、本発
明のＴｉＣＮ基サーメットは、本発明の範囲外の試料よ
りも湿式切削時における耐欠損性，耐摩耗性が優れてい
ることが判る。
表２に示した。これらの表１および表２によれば、本発
明のＴｉＣＮ基サーメットは、本発明の範囲外の試料よ
りも湿式切削時における耐欠損性，耐摩耗性が優れてい
ることが判る。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のＴｉＣＮ基
サーメットでは、耐熱衝撃パラメータＲ’を４．０（ｋ
Ｗ／ｍ）以上とすることにより、湿式切削において耐欠
損性，耐摩耗性に優れたサーメットを提供することがで
きる。これにより工具として用いた場合に、従来サーメ
ット切削工具が適用できなかった湿式切削加工への適用
が可能となった。
サーメットでは、耐熱衝撃パラメータＲ’を４．０（ｋ
Ｗ／ｍ）以上とすることにより、湿式切削において耐欠
損性，耐摩耗性に優れたサーメットを提供することがで
きる。これにより工具として用いた場合に、従来サーメ
ット切削工具が適用できなかった湿式切削加工への適用
が可能となった。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｔｉ，ＷおよびＮｂを必須成分として含有
する硬質相と、鉄族金属からなる結合相とから構成され
るＴｉＣＮ基サーメットであって、σｋ（１ーν）／Ｅ
α( ここで、σは抗折強度（ＭＰａ）、Ｅはヤング率
（ＧＰａ）、νはポアソン比、αは熱膨張率（１０-6／
Ｋ）、ｋは熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を表す) で示される
耐熱衝撃パラメータＲ’が４．０（ｋＷ／ｍ）以上であ
ることを特徴とするＴｉＣＮ基サーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6630893A JPH06279911A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | ＴｉＣＮ基サーメット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6630893A JPH06279911A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | ＴｉＣＮ基サーメット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279911A true JPH06279911A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13312063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6630893A Pending JPH06279911A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | ＴｉＣＮ基サーメット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06279911A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10465266B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-11-05 | A.L.M.T. Corp. | Heat-resistant tungsten alloy, friction stir welding tool, and production method |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP6630893A patent/JPH06279911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10465266B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-11-05 | A.L.M.T. Corp. | Heat-resistant tungsten alloy, friction stir welding tool, and production method |
| EP3792370A1 (en) | 2014-05-30 | 2021-03-17 | A.L.M.T. Corp. | Heat-resistant tungsten alloy, friction stir welding tool, and production method |
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