JPH08109070A - 工具用高硬度焼結体およびその製造方法 - Google Patents
工具用高硬度焼結体およびその製造方法Info
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- JPH08109070A JPH08109070A JP6266187A JP26618794A JPH08109070A JP H08109070 A JPH08109070 A JP H08109070A JP 6266187 A JP6266187 A JP 6266187A JP 26618794 A JP26618794 A JP 26618794A JP H08109070 A JPH08109070 A JP H08109070A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムおよび／
または窒化アルミニウムとの非導電性物質を多く含有し
た焼結体で、かつ鋳鉄を切削するために適する組成成分
領域であるにもかかわらず、比抵抗を低下させて、放電
加工を可能とした工具用高硬度焼結体を提供する。 【構成】 立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムおよび／
または窒化アルミニウムとでなる非導電性物質８５体積
％以上と、残りが窒化チタンを主成分とする導電性物質
と不可避不純物とからなる焼結体であって、該立方晶窒
化硼素が焼結体全体の３０〜８０体積％を占め、該焼結
体の比抵抗が１０Ω−ｃｍ以下でなる工具用高硬度焼結
体。 【効果】 非導電性物質を多く含有した従来の焼結体が
高い比抵抗を有し、放電加工が不可能か、または可能と
しても剥離や微小欠損が生じて実用できないのに対し、
比抵抗が低く、容易に放電加工ができる。
または窒化アルミニウムとの非導電性物質を多く含有し
た焼結体で、かつ鋳鉄を切削するために適する組成成分
領域であるにもかかわらず、比抵抗を低下させて、放電
加工を可能とした工具用高硬度焼結体を提供する。 【構成】 立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムおよび／
または窒化アルミニウムとでなる非導電性物質８５体積
％以上と、残りが窒化チタンを主成分とする導電性物質
と不可避不純物とからなる焼結体であって、該立方晶窒
化硼素が焼結体全体の３０〜８０体積％を占め、該焼結
体の比抵抗が１０Ω−ｃｍ以下でなる工具用高硬度焼結
体。 【効果】 非導電性物質を多く含有した従来の焼結体が
高い比抵抗を有し、放電加工が不可能か、または可能と
しても剥離や微小欠損が生じて実用できないのに対し、
比抵抗が低く、容易に放電加工ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性を高めて放電加
工を可能にした立方晶窒化硼素の含有した工具用高硬度
焼結体およびその製造方法に関する。
工を可能にした立方晶窒化硼素の含有した工具用高硬度
焼結体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】立方晶窒化硼素は、ダイヤモンドに次ぐ
高い硬度と優れた熱伝導性を持ち、しかもダイヤモンド
に比べて鉄との親和性が低いという工具材料、特に切削
工具および耐摩耗性工具としての優れた長所を有してい
る。この優れた長所を有している立方晶窒化硼素と、金
属やセラミックスの結合相とでなる立方晶窒化硼素含有
の高硬度焼結体についての検討が多数行われている。こ
えっらの内、高級鋳鉄やチルド鋳鉄の被削材に対する切
削工具としては、酸化アルミニウムを主成分とする結合
相と立方晶窒化硼素とでなる高硬度焼結体が提案されて
おり、その代表的なものに、特開昭５５−１１３８５９
号公報，特開昭５５−１３０８５９号公報，特開昭５５
−１４４４７３号公報，特開昭５８−１７６１７３号公
報，特開昭５９−１３１５８２号公報，特開昭６０−６
０９７７号公報および特開昭６３−３５４５６号公報が
あり、その他導電性焼結体の代表的なものに、特開昭６
３−３３５４０号公報がある。
高い硬度と優れた熱伝導性を持ち、しかもダイヤモンド
に比べて鉄との親和性が低いという工具材料、特に切削
工具および耐摩耗性工具としての優れた長所を有してい
る。この優れた長所を有している立方晶窒化硼素と、金
属やセラミックスの結合相とでなる立方晶窒化硼素含有
の高硬度焼結体についての検討が多数行われている。こ
えっらの内、高級鋳鉄やチルド鋳鉄の被削材に対する切
削工具としては、酸化アルミニウムを主成分とする結合
相と立方晶窒化硼素とでなる高硬度焼結体が提案されて
おり、その代表的なものに、特開昭５５−１１３８５９
号公報，特開昭５５−１３０８５９号公報，特開昭５５
−１４４４７３号公報，特開昭５８−１７６１７３号公
報，特開昭５９−１３１５８２号公報，特開昭６０−６
０９７７号公報および特開昭６３−３５４５６号公報が
あり、その他導電性焼結体の代表的なものに、特開昭６
３−３３５４０号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】酸化アルミニウムを主
成分とする結合相と立方晶窒化硼素とでなる高硬度焼結
体に関する先行技術の内、特開昭５５−１１３８５９号
公報，特開昭５５−１３０８５９号公報，特開昭５５−
１４４４７３号公報，特開昭５８−１７６１７３号公
報，特開昭５９−１３１５８２号公報および特開昭６０
−６０９７７号公報には、高圧相型窒化硼素または立方
晶窒化硼素を略２０〜９０体積％と、残りが酸化アルミ
ニウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする結合相と
からなる高硬度焼結体について開示されている。また、
特開昭６３−３５４５６号公報には、高圧相型窒化硼素
２０〜８０体積％と、残部が酸化アルミニウムを主成分
とし、周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化
物，炭窒化物，硼素物，硅化物から選ばれた１種以上
と、Ｍｏ，ＴｉＯ，ＭｇＯ，Ａｌ，Ｔｉから選ばれた１
種以上を含むものからなり、この残部が連続した相をな
す鋳鉄切削加工用高硬度焼結体について開示されてい
る。
成分とする結合相と立方晶窒化硼素とでなる高硬度焼結
体に関する先行技術の内、特開昭５５−１１３８５９号
公報，特開昭５５−１３０８５９号公報，特開昭５５−
１４４４７３号公報，特開昭５８−１７６１７３号公
報，特開昭５９−１３１５８２号公報および特開昭６０
−６０９７７号公報には、高圧相型窒化硼素または立方
晶窒化硼素を略２０〜９０体積％と、残りが酸化アルミ
ニウムまたは酸化アルミニウムを主成分とする結合相と
からなる高硬度焼結体について開示されている。また、
特開昭６３−３５４５６号公報には、高圧相型窒化硼素
２０〜８０体積％と、残部が酸化アルミニウムを主成分
とし、周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化
物，炭窒化物，硼素物，硅化物から選ばれた１種以上
と、Ｍｏ，ＴｉＯ，ＭｇＯ，Ａｌ，Ｔｉから選ばれた１
種以上を含むものからなり、この残部が連続した相をな
す鋳鉄切削加工用高硬度焼結体について開示されてい
る。
【０００４】これらの公報に開示の高硬度焼結体は、非
導電性物質である酸化アルミニウムと、高圧相型窒化硼
素または立方晶窒化硼素とを多く含有するために焼結体
全体の比抵抗が高く、放電加工ができないか、または放
電加工ができても加工性が悪く、破損しやすいこと、お
よび実用時に欠損しやすいという問題がある。
導電性物質である酸化アルミニウムと、高圧相型窒化硼
素または立方晶窒化硼素とを多く含有するために焼結体
全体の比抵抗が高く、放電加工ができないか、または放
電加工ができても加工性が悪く、破損しやすいこと、お
よび実用時に欠損しやすいという問題がある。
【０００５】さらに、特開昭６３−３３５４０号公報に
は、アルミニウム３〜２０％、酸化アルミニウム１３〜
３６％、二硼化チタンとニッケルの１種または２種２〜
３５％（以上体積％）、残部立方晶窒化硼素である導電
性を有する立方晶窒化硼素基焼結体工具について記載さ
れている。同公報には、導電性と延性に優れたアルミニ
ウム、またはアルミニウムとニッケルとの金属が含有さ
れていることから、焼結体自体の導電性が優れるように
なって、放電加工が可能となり、ワイヤ−カット加工の
できる加工性に優れた立方晶窒化硼素基焼結体工具につ
いて記載されているが、逆に金属自体の軟質性と易塑性
変形性のために、焼結体自体の耐摩耗性，耐熱性，耐塑
性変形性および耐酸化性に劣り、短寿命になるという問
題がある。
は、アルミニウム３〜２０％、酸化アルミニウム１３〜
３６％、二硼化チタンとニッケルの１種または２種２〜
３５％（以上体積％）、残部立方晶窒化硼素である導電
性を有する立方晶窒化硼素基焼結体工具について記載さ
れている。同公報には、導電性と延性に優れたアルミニ
ウム、またはアルミニウムとニッケルとの金属が含有さ
れていることから、焼結体自体の導電性が優れるように
なって、放電加工が可能となり、ワイヤ−カット加工の
できる加工性に優れた立方晶窒化硼素基焼結体工具につ
いて記載されているが、逆に金属自体の軟質性と易塑性
変形性のために、焼結体自体の耐摩耗性，耐熱性，耐塑
性変形性および耐酸化性に劣り、短寿命になるという問
題がある。
【０００６】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には非導電性物質を多く含有し、残りの
導電性物質が窒化チタンを主成分とする焼結体であるに
もかかわらず、比抵抗を１０Ω−ｃｍ以下として放電加
工を可能にした立方晶窒化硼素含有の工具用高硬度焼結
体およびその製造方法の提供を目的とする。
もので、具体的には非導電性物質を多く含有し、残りの
導電性物質が窒化チタンを主成分とする焼結体であるに
もかかわらず、比抵抗を１０Ω−ｃｍ以下として放電加
工を可能にした立方晶窒化硼素含有の工具用高硬度焼結
体およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋳鉄の被
削材に対して、立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムおよ
び／または窒化アルミニウムとが多く含有した焼結体を
切削工具として用いると顕著に寿命が向上するという知
見を得て、この系の焼結体を実用化しようとしたのであ
るが、立方晶窒化硼素，酸化アルミニウムおよび窒化ア
ルミニウムは、非導電性物質であることから、ワイヤ−
カット等による放電加工ができなく、その対策について
検討していたところ、立方晶窒化硼素と酸化アルミニウ
ムおよび／または窒化アルミニウムとの非導電性物質に
対し、窒化チタンを主成分とする導電性物質を残部と
し、特に導電性物質を連続した構造とすることにより、
焼結体の比抵抗を１０Ω−ｃｍ以下にすることができ
て、放電加工が可能になるという知見を得て、本発明を
完成するに至ったものである。
削材に対して、立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムおよ
び／または窒化アルミニウムとが多く含有した焼結体を
切削工具として用いると顕著に寿命が向上するという知
見を得て、この系の焼結体を実用化しようとしたのであ
るが、立方晶窒化硼素，酸化アルミニウムおよび窒化ア
ルミニウムは、非導電性物質であることから、ワイヤ−
カット等による放電加工ができなく、その対策について
検討していたところ、立方晶窒化硼素と酸化アルミニウ
ムおよび／または窒化アルミニウムとの非導電性物質に
対し、窒化チタンを主成分とする導電性物質を残部と
し、特に導電性物質を連続した構造とすることにより、
焼結体の比抵抗を１０Ω−ｃｍ以下にすることができ
て、放電加工が可能になるという知見を得て、本発明を
完成するに至ったものである。
【０００８】本発明の工具用高硬度焼結体は、立方晶窒
化硼素と酸化アルミニウムおよび／または窒化アルミニ
ウムとでなる非導電性物質８５体積％以上と、残りが窒
化チタンを主成分とする導電性物質と不可避不純物とか
らなる焼結体であって、該立方晶窒化硼素が焼結体全体
の３０〜８０体積％を占め、該焼結体の比抵抗が１０Ω
−ｃｍ以下でなることを特徴とする。
化硼素と酸化アルミニウムおよび／または窒化アルミニ
ウムとでなる非導電性物質８５体積％以上と、残りが窒
化チタンを主成分とする導電性物質と不可避不純物とか
らなる焼結体であって、該立方晶窒化硼素が焼結体全体
の３０〜８０体積％を占め、該焼結体の比抵抗が１０Ω
−ｃｍ以下でなることを特徴とする。
【０００９】本発明の工具用高硬度焼結体における非導
電性物質は、立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムとから
なる場合、立方晶窒化硼素と窒化アルミニウムとからな
る場合、または立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムと窒
化アルミニウムとからなる場合があるが、耐摩耗性，耐
酸化性を高めるためには酸化アルミニウムを含有した非
導電性物質が好ましく、特に切削工具用としては酸化ア
ルミニウムを含有した非導電性物質が好ましい。この非
導電性物質が８５体積％未満になると、相対的に導電性
物質が１５体積％を超えて多くなり、その結果、高硬度
な鋳鉄の被削材を切削するための切削工具として用いる
と、耐摩耗性が劣り、短寿命になることから、非導電性
物質を８５体積％以上と定めたものである。また、非導
電性物質としての立方晶窒化硼素が焼結体全体の３０体
積％未満になると、焼結体の硬さおよび耐摩耗性の低下
が著しく、逆に８０体積％を超えて多くなると、他の非
導電性物質、特に酸化アルミニウムの含有量が少なくな
り、鋳鉄を切削するための切削工具として用いると、耐
摩耗性が劣り、短寿命となる。
電性物質は、立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムとから
なる場合、立方晶窒化硼素と窒化アルミニウムとからな
る場合、または立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムと窒
化アルミニウムとからなる場合があるが、耐摩耗性，耐
酸化性を高めるためには酸化アルミニウムを含有した非
導電性物質が好ましく、特に切削工具用としては酸化ア
ルミニウムを含有した非導電性物質が好ましい。この非
導電性物質が８５体積％未満になると、相対的に導電性
物質が１５体積％を超えて多くなり、その結果、高硬度
な鋳鉄の被削材を切削するための切削工具として用いる
と、耐摩耗性が劣り、短寿命になることから、非導電性
物質を８５体積％以上と定めたものである。また、非導
電性物質としての立方晶窒化硼素が焼結体全体の３０体
積％未満になると、焼結体の硬さおよび耐摩耗性の低下
が著しく、逆に８０体積％を超えて多くなると、他の非
導電性物質、特に酸化アルミニウムの含有量が少なくな
り、鋳鉄を切削するための切削工具として用いると、耐
摩耗性が劣り、短寿命となる。
【００１０】この非導電性物質に対し、残部の導電性物
質は、窒化チタンのみからなる第１導電性物質の場合、
導電性物質全体の５０体積％以上が窒化チタンで、残り
がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ
の炭化物、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒの窒化物
およびこれらの相互固溶体でなる第２導電性物質の場
合、さらにこれらの第１の導電性物質または第２の導電
性物質に、例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｗの金属、
もしくはこれらの相互合金が微量含有されている場合、
具体的には、焼結体の耐摩耗性，耐熱性，耐塑性変形性
および耐酸化性の諸特性を極端に低下させない量、すな
わち導電性物質全体に対して２体積％以下、好ましくは
１体積％以下からなる場合である。この導電性物質は、
焼結体の中で３次元的に連続した構造になっていること
が好ましく、このような構造にすることにより、少量の
導電性物質にもかかわらず比抵抗を低下させることが可
能となったものである。特に、上述した焼結体の諸特性
を低下させずに、比抵抗を低下するために、導電性物質
は、窒化チタンと、硼化チタンおよび／または硼化アル
ミニウムとからなることが好ましい。
質は、窒化チタンのみからなる第１導電性物質の場合、
導電性物質全体の５０体積％以上が窒化チタンで、残り
がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ
の炭化物、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒの窒化物
およびこれらの相互固溶体でなる第２導電性物質の場
合、さらにこれらの第１の導電性物質または第２の導電
性物質に、例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｗの金属、
もしくはこれらの相互合金が微量含有されている場合、
具体的には、焼結体の耐摩耗性，耐熱性，耐塑性変形性
および耐酸化性の諸特性を極端に低下させない量、すな
わち導電性物質全体に対して２体積％以下、好ましくは
１体積％以下からなる場合である。この導電性物質は、
焼結体の中で３次元的に連続した構造になっていること
が好ましく、このような構造にすることにより、少量の
導電性物質にもかかわらず比抵抗を低下させることが可
能となったものである。特に、上述した焼結体の諸特性
を低下させずに、比抵抗を低下するために、導電性物質
は、窒化チタンと、硼化チタンおよび／または硼化アル
ミニウムとからなることが好ましい。
【００１１】以上の非導電性物質と導電性物質との他
に、焼結体には不可避不純物が存在し、この不可避不純
物は、焼結体を作製するために使用する原料である出発
物質に含有している場合、または焼結体を作製する製造
工程から混入してくる場合があるが、主な不可避不純物
としては、例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗを挙げることができる。この不可避不純物として
は、焼結体全体の１体積％以下、好ましくは０．５体積
％以下に抑制されていることである。
に、焼結体には不可避不純物が存在し、この不可避不純
物は、焼結体を作製するために使用する原料である出発
物質に含有している場合、または焼結体を作製する製造
工程から混入してくる場合があるが、主な不可避不純物
としては、例えばＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗを挙げることができる。この不可避不純物として
は、焼結体全体の１体積％以下、好ましくは０．５体積
％以下に抑制されていることである。
【００１２】この本発明の工具用高硬度焼結体は、比抵
抗が１０Ω−ｃｍ以下でなるが、好ましくは１０-1Ω−
ｃｍ以下でなるものである。この比抵抗は、例えばホイ
−ストンブリッヂ法またはケルビン・ブリッヂ法で測定
することが好ましいが、簡便な電流計と電圧計法での測
定または放電加工が可能な状態であればよい。
抗が１０Ω−ｃｍ以下でなるが、好ましくは１０-1Ω−
ｃｍ以下でなるものである。この比抵抗は、例えばホイ
−ストンブリッヂ法またはケルビン・ブリッヂ法で測定
することが好ましいが、簡便な電流計と電圧計法での測
定または放電加工が可能な状態であればよい。
【００１３】本発明の工具用高硬度焼結体は、導電性物
質の材質の選定によっては、従来の粉末冶金法と超高圧
高温装置を用いる方法でもって作製することができる
が、特に、以下の方法で行うことが好ましい。
質の材質の選定によっては、従来の粉末冶金法と超高圧
高温装置を用いる方法でもって作製することができる
が、特に、以下の方法で行うことが好ましい。
【００１４】すなわち、本発明の工具用高硬度焼結体の
製造方法は、立方晶窒化硼素粉末と酸化チタン粉末とア
ルミニウム粉末、またはアルミニウム粉末と酸化アルミ
ニウム粉末の両方とを含む混合粉末を圧粉成形体とする
第１工程、必要に応じて、この圧粉成形体１×１０-3Ｔ
ｒｏｏ以上の真空中で７００〜１０００℃に熱処理する
第２工程、次いで圧力４〜６ＧＰａ、温度１４００〜１
６００℃の超高圧高温でもって反応焼結する第３工程と
からなる方法である。
製造方法は、立方晶窒化硼素粉末と酸化チタン粉末とア
ルミニウム粉末、またはアルミニウム粉末と酸化アルミ
ニウム粉末の両方とを含む混合粉末を圧粉成形体とする
第１工程、必要に応じて、この圧粉成形体１×１０-3Ｔ
ｒｏｏ以上の真空中で７００〜１０００℃に熱処理する
第２工程、次いで圧力４〜６ＧＰａ、温度１４００〜１
６００℃の超高圧高温でもって反応焼結する第３工程と
からなる方法である。
【００１５】本発明の製造方法における第１工程の混合
粉末は、立方晶窒化硼素粉末と酸化チタン粉末とアルミ
ニウム粉末とでなる場合、または立方晶窒化硼素粉末と
酸化チタン粉末とアルミニウム粉末と酸化アルミニウム
粉末とでなる場合、またはこれらの他に前述した導電性
物質や導電性物質の前駆体、具体的には、例えばチタン
金属，水素化チタン，炭酸化チタン，窒酸化チタンを含
有した混合粉末からなる。
粉末は、立方晶窒化硼素粉末と酸化チタン粉末とアルミ
ニウム粉末とでなる場合、または立方晶窒化硼素粉末と
酸化チタン粉末とアルミニウム粉末と酸化アルミニウム
粉末とでなる場合、またはこれらの他に前述した導電性
物質や導電性物質の前駆体、具体的には、例えばチタン
金属，水素化チタン，炭酸化チタン，窒酸化チタンを含
有した混合粉末からなる。
【００１６】本発明の製造方法における第２工程は、主
として付着酸素を除去する工程であり、必要に応じて加
えればよく、第３工程における反応焼結とは、次式
（１），（２），（３）の反応が行われながら緻密な焼
結体が形成されることである。これらの反応焼結に寄与
する粉末は、できるだけ微細な粉末、具体的には平均粒
径２μｍ以下、好ましくは平均粒径１μｍ以下がよい。
として付着酸素を除去する工程であり、必要に応じて加
えればよく、第３工程における反応焼結とは、次式
（１），（２），（３）の反応が行われながら緻密な焼
結体が形成されることである。これらの反応焼結に寄与
する粉末は、できるだけ微細な粉末、具体的には平均粒
径２μｍ以下、好ましくは平均粒径１μｍ以下がよい。
【００１７】 （１）３ＴｉＯ2＋４Ａｌ→２Ａｌ2Ｏ3＋３Ｔｉ （２）２ｃＢＮ＋３Ｔｉ→２ＴｉＮ＋ＴｉＢ2 （３）２ｃＢＮ＋３Ａｌ→２ＡｌＮ＋ＡｌＢ2
【００１８】
【作用】本発明の工具用高硬度焼結体は、非導電性物質
が導電性物質によって囲焼された状態、具体的には導電
性物質が３次元的に連続した構造とすることにより、含
有量の少ない導電性物質でもって比抵抗を低下させて、
放電加工を可能にする作用を引きだしているものであ
り、また含有量の多い非導電性物質でもって焼結体の諸
特性を向上させる作用を維持させているものである。
が導電性物質によって囲焼された状態、具体的には導電
性物質が３次元的に連続した構造とすることにより、含
有量の少ない導電性物質でもって比抵抗を低下させて、
放電加工を可能にする作用を引きだしているものであ
り、また含有量の多い非導電性物質でもって焼結体の諸
特性を向上させる作用を維持させているものである。
【００１９】本発明の製造方法は、混合粉末中に含有す
る酸化チタンとアルミニウムとの反応焼結と、立方晶窒
化硼素とアルミニウムとの反応焼結と、さらに前者の反
応焼結により生成されたチタンと混合粉末中の立方晶窒
化硼素との反応焼結でもって緻密で、かつ導電性物質を
３次元的に連続した構造とし、その結果比抵抗の低い放
電加工可能な焼結体を作製しているものである。
る酸化チタンとアルミニウムとの反応焼結と、立方晶窒
化硼素とアルミニウムとの反応焼結と、さらに前者の反
応焼結により生成されたチタンと混合粉末中の立方晶窒
化硼素との反応焼結でもって緻密で、かつ導電性物質を
３次元的に連続した構造とし、その結果比抵抗の低い放
電加工可能な焼結体を作製しているものである。
【００２０】
【実施例】平均粒径３μｍの立方晶窒化硼素（ｃＢＮ）
粉末と、平均粒径１μｍのＴｉＯ 2粉末と、平均粒径１
μｍのＡｌ 粉末と、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末
を用いて、表１に示す組成に配合した後、ウレタンゴム
内張りの容器でボ−ルミルによる湿式混合を行った。こ
うして得た混合粉末を型押し成形して圧粉成形体とした
後、１×１０-5Ｔｏｒｒ、８５０℃の条件で真空熱処理
し、次いで超高圧高温装置を用いて、圧力５．５ＧＰ
ａ，湿度１５００℃，保持時間３０分の条件で焼結して
本発明品１〜６を得た。
粉末と、平均粒径１μｍのＴｉＯ 2粉末と、平均粒径１
μｍのＡｌ 粉末と、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末
を用いて、表１に示す組成に配合した後、ウレタンゴム
内張りの容器でボ−ルミルによる湿式混合を行った。こ
うして得た混合粉末を型押し成形して圧粉成形体とした
後、１×１０-5Ｔｏｒｒ、８５０℃の条件で真空熱処理
し、次いで超高圧高温装置を用いて、圧力５．５ＧＰ
ａ，湿度１５００℃，保持時間３０分の条件で焼結して
本発明品１〜６を得た。
【００２１】比較として、平均粒径１μｍの炭化チタ
ン，窒化チタン，炭窒化チタンの粉末と、上述のｃＢＮ
粉末，Ａｌ粉末，Ａｌ2Ｏ3粉末とを用いて、表１に示す
組成に配合した後、上述の本発明品１〜６と略同様に行
って比較品１〜３の焼結体を得た。
ン，窒化チタン，炭窒化チタンの粉末と、上述のｃＢＮ
粉末，Ａｌ粉末，Ａｌ2Ｏ3粉末とを用いて、表１に示す
組成に配合した後、上述の本発明品１〜６と略同様に行
って比較品１〜３の焼結体を得た。
【００２２】こうして得た本発明品１〜６と比較品１〜
３の各焼結体をＸ線回折法により解析し、非導電性物質
および導電性物質の成分を確認し、その結果を表２に示
し、さらに配合組成および湿式分析結果から焼結体全体
に対する非導電性物質とｃＢＮ含有量を求めて、表２に
併記した。次いで、これらの焼結体の硬さおよび比抵抗
を求めて、その結果を表２に併記した。さらに、市販の
ワイヤ−カット装置でもって放電加工を行った所、本発
明品１〜６は、容易に放電加工ができたのに対し、比較
品１〜３は剥離，微小欠損が生じて、放電加工が不可能
であった。
３の各焼結体をＸ線回折法により解析し、非導電性物質
および導電性物質の成分を確認し、その結果を表２に示
し、さらに配合組成および湿式分析結果から焼結体全体
に対する非導電性物質とｃＢＮ含有量を求めて、表２に
併記した。次いで、これらの焼結体の硬さおよび比抵抗
を求めて、その結果を表２に併記した。さらに、市販の
ワイヤ−カット装置でもって放電加工を行った所、本発
明品１〜６は、容易に放電加工ができたのに対し、比較
品１〜３は剥離，微小欠損が生じて、放電加工が不可能
であった。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムとの
非導電性物質を多く含有した従来の焼結体が高い比抵抗
を有し、放電加工が不可能であったのに対し、本発明の
工具用高硬度焼結体は、比抵抗が低く、放電加工が可能
となり、しかも硬さは略同等であることから、工具用材
料、特に鋳鉄を切削するための切削工具としての優れた
効果がある。
非導電性物質を多く含有した従来の焼結体が高い比抵抗
を有し、放電加工が不可能であったのに対し、本発明の
工具用高硬度焼結体は、比抵抗が低く、放電加工が可能
となり、しかも硬さは略同等であることから、工具用材
料、特に鋳鉄を切削するための切削工具としての優れた
効果がある。
【００２６】また、本発明の工具用高硬度焼結体の製造
方法は、複数の化合物間による反応焼結を誘発させるこ
とにより、得られる焼結体自体を緻密化し、強度を向上
させると共に、反応焼結により生成した導電性物質が３
次元的な連続構造を形成し、比抵抗を低下させるという
効果がある。
方法は、複数の化合物間による反応焼結を誘発させるこ
とにより、得られる焼結体自体を緻密化し、強度を向上
させると共に、反応焼結により生成した導電性物質が３
次元的な連続構造を形成し、比抵抗を低下させるという
効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｈ 1/00 Ａ Ｃ０４Ｂ 35/58 １０３ Ｕ
Claims (4)
- 【請求項１】 立方晶窒化硼素と酸化アルミニウムおよ
び／または窒化アルミニウムとでなる非導電性物質８５
体積％以上と、残りが窒化チタンを主成分とする導電性
物質と不可避不純物とからなる焼結体であって、該立方
晶窒化硼素が焼結体全体の３０〜８０体積％を占め、該
焼結体の比抵抗が１０Ω−ｃｍ以下でなることを特徴と
する工具用高硬度焼結体。 - 【請求項２】 上記導電性物質は、３次元的に連続した
構造になっていることを特徴とする請求項１記載の工具
用高硬度焼結体。 - 【請求項３】 上記導電性物質は、窒化チタンと硼化チ
タンおよび／または硼化アルミニウムとからなることを
特徴とする請求項１または２記載の工具用高硬度焼結
体。 - 【請求項４】 立方晶窒化硼素粉末と、酸化チタン粉末
とアルミニウム粉末、またはアルミニウム粉末と酸化ア
ルミニウム粉末の両方とを含む混合粉末を圧粉成形体と
する第１工程、必要に応じて、該圧粉成形体を１×１０
-3Ｔｏｒｒ以上の真空中で７００〜１０００℃に熱処理
する第２工程、次いで圧力４〜６ＧＰａ，温度１４００
〜１６００℃の超高圧高温でもって反応焼結する第３工
程とから工具用高硬度焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6266187A JPH08109070A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 工具用高硬度焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6266187A JPH08109070A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 工具用高硬度焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109070A true JPH08109070A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17427469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6266187A Pending JPH08109070A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 工具用高硬度焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08109070A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7932199B2 (en) | 2004-02-20 | 2011-04-26 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
| WO2011059020A1 (ja) | 2009-11-11 | 2011-05-19 | 株式会社タンガロイ | 立方晶窒化硼素焼結体および被覆立方晶窒化硼素焼結体並びにそれらの製造方法 |
| US8500834B2 (en) | 2004-02-20 | 2013-08-06 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
| US20140315015A1 (en) * | 2011-11-07 | 2014-10-23 | Tungaloy Corporation | Cubic boron nitride sintered body |
| CN106232553A (zh) * | 2015-02-26 | 2016-12-14 | 住友电气工业株式会社 | 烧结体及切削工具 |
| CN106232554A (zh) * | 2015-02-26 | 2016-12-14 | 住友电气工业株式会社 | 烧结体及切削工具 |
| JP2017132679A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | イルジン ダイヤモンド カンパニー リミテッド | 切削工具用複合焼結体及びこれを利用した切削工具 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP6266187A patent/JPH08109070A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7932199B2 (en) | 2004-02-20 | 2011-04-26 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
| US8067323B2 (en) | 2004-02-20 | 2011-11-29 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
| US8500834B2 (en) | 2004-02-20 | 2013-08-06 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
| WO2011059020A1 (ja) | 2009-11-11 | 2011-05-19 | 株式会社タンガロイ | 立方晶窒化硼素焼結体および被覆立方晶窒化硼素焼結体並びにそれらの製造方法 |
| US8814965B2 (en) | 2009-11-11 | 2014-08-26 | Tungaloy Corporation | Cubic boron nitride sintered body and coated cubic boron nitride sintered body and preparation processes thereof |
| US9327352B2 (en) * | 2011-11-07 | 2016-05-03 | Tungaloy Corporation | Cubic boron nitride sintered body |
| US20140315015A1 (en) * | 2011-11-07 | 2014-10-23 | Tungaloy Corporation | Cubic boron nitride sintered body |
| CN106232553A (zh) * | 2015-02-26 | 2016-12-14 | 住友电气工业株式会社 | 烧结体及切削工具 |
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| EP3109220A4 (en) * | 2015-02-26 | 2017-11-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered body and cutting tool |
| EP3109219A4 (en) * | 2015-02-26 | 2017-11-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered body and cutting tool |
| US10870154B2 (en) | 2015-02-26 | 2020-12-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered body and cutting tool |
| US10875100B2 (en) | 2015-02-26 | 2020-12-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered body and cutting tool |
| JP2017132679A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | イルジン ダイヤモンド カンパニー リミテッド | 切削工具用複合焼結体及びこれを利用した切削工具 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040908 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041213 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050411 |