JPH0724606A - 耐欠損性のすぐれた表面複合立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 - Google Patents

耐欠損性のすぐれた表面複合立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具

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JPH0724606A
JPH0724606A JP5192017A JP19201793A JPH0724606A JP H0724606 A JPH0724606 A JP H0724606A JP 5192017 A JP5192017 A JP 5192017A JP 19201793 A JP19201793 A JP 19201793A JP H0724606 A JPH0724606 A JP H0724606A
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JP
Japan
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high pressure
cutting tool
cutting
sintered material
cbn
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5192017A
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English (en)
Inventor
Itsuro Tajima
逸郎 田嶋
Fumihiro Ueda
文洋 植田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 すぐれた耐欠損性を有する表面複合CBN基
超高圧焼結材料製切削工具を提供する。 【構成】 表面複合CBN基超高圧焼結材料製切削工具
が、20〜50容量%のセラミックス結合相と、残部の
CBN分散相からなる組成を有するCBN基超高圧焼結
材料の基体と、この基体の表面に、前記基体の超高圧焼
結時に一体結合された50〜150μmの平均厚を有す
る表面焼結薄層とからなり、この表面焼結薄層が、Ti
C,TiN,TiCN,TiCNO、およびAl2 3
のうちの1種の単層または2種以上の複層からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐欠損性を
有し、例えば高硬度焼入鋼や鋳鉄などの断続切削に用い
た場合にもすぐれた切削性能を発揮する表面複合立方晶
窒化ほう素(以下、CBNで示す)基超高圧焼結材料製
切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開昭59−8679号公
報や特開平1−96083号公報などに記載されるよう
に、TiCやTiN、あるいはTiCN、さらにAl2
3 やWC、TiB2 などで構成されたセラミックス結
合相が20〜50容量%を占め、残りが実質的にCBN
分散相からなる組成を有するCBN基超高圧焼結材料基
体の表面に、物理蒸着法や化学蒸着法を用い、Tiの炭
化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物、並びに酸
化アルミニウム(以下、それぞれTiC,TiN,Ti
CN,TiCNO、およびAl2 3 で示す)のうちの
1種の単層または2種以上の複層からなる硬質被覆層を
5〜20μmの平均層厚で蒸着形成してなる表面被覆C
BN基超高圧焼結材料製切削工具が知られており、これ
が例えば高硬度焼入鋼や鋳鉄などの連続切削に用いられ
ていることも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
のFA化はめざましく、かつ省力化の要求も強く、これ
に伴い、切削工具には連続切削および断続切削のいずれ
にも適用できることが望まれるが、上記の従来表面被覆
CBN基超高圧焼結材料製切削工具は、これを連続切削
に用いた場合にはすぐれた切削性能を発揮するものの、
断続切削に用いると、切刃に欠損やチッピング(微小欠
け)が発生し易く、これが原因で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、上記の従来表面被覆CBN基超
高圧焼結材料製切削工具に着目し、これの硬質被覆層の
耐欠損性向上をはかるべく研究を行なった結果、上記従
来表面被覆CBN基超高圧焼結材料製切削工具における
硬質被覆層の物理蒸着法および化学蒸着法による形成を
行なわずに、これを構成するCBN基超高圧焼結材料基
体の焼結時に、前記硬質被覆層を構成する組成と同じ組
成の薄層を、望ましくは50〜150μmの平均厚さで
基体表面に同時に焼結結合すると、この結果の表面複合
CBN基超高圧焼結材料製切削工具は、これを連続切削
に用いた場合には一段とすぐれた耐摩耗性を示し、また
断続切削に用いてもすぐれた耐欠損性を発揮し、切刃に
欠損やチッピングの発生なく、長期に亘ってすぐれた切
削性能を発揮す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、20〜50容量%のセラミック
ス結合相と、残部のCBN分散相からなる組成を有する
CBN基超高圧焼結材料の基体と、この基体の表面に、
前記基体の超高圧焼結時に一体結合された50〜150
μmの平均厚さを有する表面焼結薄層とからなり、前記
表面焼結薄層が、TiC,TiN,TiCN,TiCN
O、およびAl2 3のうちの1種の単層または2種以
上の複層からなる、耐欠損性のすぐれた表面複合CBN
基超高圧焼結材料製切削工具に特徴を有するものであ
る。
【0006】なお、この発明の切削工具において、これ
を構成する基体のセラミックス結合相の含有量を20〜
50容量%としたのは、その含有量が20%未満では所
望の強度を確保することができず、一方その含有量が5
0容量%を越えると、基体の耐摩耗性が急激に低下する
ようになるという理由によるものであり、また表面焼結
薄層の平均厚さを50〜150μmとしたのは、その平
均厚さが50μm未満になると、薄層の厚さに大きなば
らつきが生じ易くなり、一様な厚さの薄層形成が困難と
なり、一方その平均厚さが150μmを越えると、切刃
が熱塑性変形を起し易くなり、この結果切刃に偏摩耗が
発生し、比較的短時間で使用不能になるという理由にも
とづくものである。
【0007】
【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〜
4μmの範囲内の所定の平均粒径を有するCBN粉末、
TiC粉末、TiN粉末、TiCN粉末、TiCNO粉
末、TiAl3 粉末、Al2 3 粉末、WC粉末、およ
びTiB2 粉末を用意し、これら原料粉末を、まず基体
を形成する目的で、表1に示される配合組成に配合し、
ボールミルで72時間湿式混合し、乾燥した後、この混
合粉末を、WC−10重量%Coの組成並びに直径:1
0mm×厚さ:2mmの寸法をもったWC基超硬合金支持チ
ップ上で、同じく表1に示される組成および平均厚さの
表面焼結薄層を形成するための上記原料粉末と一緒に、
2ton /cm2 の圧力でプレス成形して圧粉体とし、この
圧粉体を、前記支持チップと一緒に超高圧焼結装置に装
入し、圧力:6.2GPa、温度:1500℃の条件で
焼結し、焼結後ワイヤーカットにて8分割して扇形と
し、これを同じくWC基超硬合金台座にろう付けし、研
削してTPGA322の形状をもったスローアウエイチ
ップとすることにより、いずれも基体厚さが2mmの本発
明表面複合CBN基超高圧焼結材料製切削工具(以下、
本発明複合切削工具という)1〜6をそれぞれ製造し
た。
【0008】また、比較の目的で、表面焼結薄層の形成
を行なわない以外は、本発明複合切削工具1〜6の製造
条件と同一の条件でCBN基超高圧焼結材料基体を形成
し、この基体の表面に、化学蒸着装置を用い、通常の条
件で表2に示される組成および平均層厚の硬質被覆層を
形成することにより従来表面被覆CBN基超高圧焼結材
料製切削工具(以下、従来被覆切削工具という)1〜6
をそれぞれ製造した。
【0009】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:SCM415(HR C65)の丸棒、 切削速度:300m/min.、 切込み:0.2mm、 送り:0.1mm/rev.、 切削時間:30分、 の条件での高硬度焼入鋼の連続切削試験、 被削材:SCM415(HR C65)の長さ方向等間隔
3本縦溝入り丸棒、 切削速度:250m/min.、 切込み:0.2mm、 送り:0.2mm/rev.、 切削時間:20分、 の条件での高硬度焼入鋼の断続切削試験を行ない、いず
れの試験でも切刃のすくい面摩耗深さを測定した。これ
らの測定結果をそれぞれ表1,2に示した。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【発明の効果】表1,2に示される結果から、本発明複
合切削工具1〜6は、連続切削では従来被覆切削工具1
〜6に比して一段とすぐれた耐摩耗性を示し、また断続
切削では、従来被覆切削工具1〜6がいずれも切刃に欠
損やチッピングが発生し、これが原因で比較的短時間で
使用寿命に至るのに対して、切刃に欠損やチッピングの
発生がない、すぐれた耐欠損性を示し、長期に亘ってす
ぐれた切削性能を発揮することが明らかである。上述の
ように、この発明の表面複合CBN基超高圧焼結材料製
切削工具は、連続切削では一段とすぐれた耐摩耗性を示
し、また断続切削でもすぐれた耐欠損性と耐摩耗性を示
し、いずれの切削条件でも長期に亘ってすぐれた切削性
能を発揮するものであり、切削加工のFA化および省力
化に寄与するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 20〜50容量%のセラミックス結合相
    と、残部の立方晶窒化ほう素分散相からなる組成を有す
    る立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料の基体と、この基
    体の表面に、前記基体の超高圧焼結時に一体結合された
    50〜150μmの平均厚さを有する表面焼結薄層とか
    らなり、前記表面焼結薄層が、Tiの炭化物、窒化物、
    炭窒化物、および炭窒酸化物、並びに酸化アルミニウム
    のうちの1種の単層または2種以上の複層からなること
    を特徴とする耐欠損性のすぐれた表面複合立方晶窒化ほ
    う素基超高圧焼結材料製切削工具。
JP5192017A 1993-07-06 1993-07-06 耐欠損性のすぐれた表面複合立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 Withdrawn JPH0724606A (ja)

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