JPH08253837A - 耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体 - Google Patents
耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体Info
- Publication number
- JPH08253837A JPH08253837A JP5705795A JP5705795A JPH08253837A JP H08253837 A JPH08253837 A JP H08253837A JP 5705795 A JP5705795 A JP 5705795A JP 5705795 A JP5705795 A JP 5705795A JP H08253837 A JPH08253837 A JP H08253837A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cbn
- pressure sintered
- sintered compact
- superhigh pressure
- compound
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体を提
供する。 【構成】 本発明のcBN基超高圧焼結体は、Ti、Z
r、Hf、およびTaの炭化物、窒化物、および炭窒化
物のうちの1種または2種以上:10〜25容量、Al
化合物:2〜6容量%、Al2O3:10〜20容量%、
cBNおよび不可避不純物:残部からなる組成成分を有
し、cBN粒子がAl化合物を介して結合した構造から
なる。
供する。 【構成】 本発明のcBN基超高圧焼結体は、Ti、Z
r、Hf、およびTaの炭化物、窒化物、および炭窒化
物のうちの1種または2種以上:10〜25容量、Al
化合物:2〜6容量%、Al2O3:10〜20容量%、
cBNおよび不可避不純物:残部からなる組成成分を有
し、cBN粒子がAl化合物を介して結合した構造から
なる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、主として鋳鉄の高負
荷(高速、高送り、および高切り込み)切削に用いられ
る耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体に関するもの
である。
荷(高速、高送り、および高切り込み)切削に用いられ
る耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の技術としては、金属結合剤を介し
て、または金属結合剤なしで相互に結合したcBNと炭
化物とからなる複合焼結体(特公報、昭52−4384
6号)またcBNが各種遷移金属の炭化物、窒化物、硼
化物、硅化物、もしくは、これらの混合物からなる第1
結合相とAl、Si、Ni、Co、Fe、または、これ
らを含む合金、化合物を第2結合相として結合され焼結
体(特公報、昭57−49621号)から構成された切
削工具等が知られている。
て、または金属結合剤なしで相互に結合したcBNと炭
化物とからなる複合焼結体(特公報、昭52−4384
6号)またcBNが各種遷移金属の炭化物、窒化物、硼
化物、硅化物、もしくは、これらの混合物からなる第1
結合相とAl、Si、Ni、Co、Fe、または、これ
らを含む合金、化合物を第2結合相として結合され焼結
体(特公報、昭57−49621号)から構成された切
削工具等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
cBN粒子はcBN同士の直接結合か、金属または炭化
物、窒化物、硼化物、硅化物、もしくは、これらの混合
物、化合物との結合により、結合保持されているため、
高負荷切削においては、cBN粒子の保持強度が不足す
ることによりcBN粒子の脱落が認められ、耐欠損性が
低下することから問題であった。
cBN粒子はcBN同士の直接結合か、金属または炭化
物、窒化物、硼化物、硅化物、もしくは、これらの混合
物、化合物との結合により、結合保持されているため、
高負荷切削においては、cBN粒子の保持強度が不足す
ることによりcBN粒子の脱落が認められ、耐欠損性が
低下することから問題であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
従来よりも優れた耐欠損性を有するcBN基超高圧焼結
体を得るべく研究を行った結果、Ti、Zr、Hf、お
よびTaの炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの1
種または2種以上:10〜25容量%(以下、容量%
を、%で示す)Al化合物:2〜6%、Al2O3:10
〜20%、cBNおよび不可避不純物:残部らなる組成
成分を有し、かつcBN粒子が、Al化合物(平均層厚
み:0.1μm以下)を介して結合した構造からなるc
BN基超高圧焼結体は、従来のcBN基超高圧焼結体よ
りも耐欠損性に優れており、特に鋳鉄の高負荷切削工具
に適用した場合に、従来より優れた特性を有する切削工
具が得られるという知見を得たのである。
従来よりも優れた耐欠損性を有するcBN基超高圧焼結
体を得るべく研究を行った結果、Ti、Zr、Hf、お
よびTaの炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの1
種または2種以上:10〜25容量%(以下、容量%
を、%で示す)Al化合物:2〜6%、Al2O3:10
〜20%、cBNおよび不可避不純物:残部らなる組成
成分を有し、かつcBN粒子が、Al化合物(平均層厚
み:0.1μm以下)を介して結合した構造からなるc
BN基超高圧焼結体は、従来のcBN基超高圧焼結体よ
りも耐欠損性に優れており、特に鋳鉄の高負荷切削工具
に適用した場合に、従来より優れた特性を有する切削工
具が得られるという知見を得たのである。
【0005】本発明は、かかる知見に基づずいてなされ
たものであって、Ti、Zr、Hf、およびTaの炭化
物、窒化物、および炭窒化物のうちの1種または2種以
上:10〜25%、Al化合物:2〜6%、Al2O3:
10〜20%、cBNおよび不可避不純物:残部からな
る組成成分を有し、かつcBN粒子がAl化合物を介し
て結合した構造を特徴とするcBN基超高圧焼結体に関
するものである。
たものであって、Ti、Zr、Hf、およびTaの炭化
物、窒化物、および炭窒化物のうちの1種または2種以
上:10〜25%、Al化合物:2〜6%、Al2O3:
10〜20%、cBNおよび不可避不純物:残部からな
る組成成分を有し、かつcBN粒子がAl化合物を介し
て結合した構造を特徴とするcBN基超高圧焼結体に関
するものである。
【0006】上記、cBN基超高圧焼結体の成分組成を
上記の如く限定した理由を説明する。
上記の如く限定した理由を説明する。
【0007】(1) Ti、Zr、Hf、およびTa炭
化物、窒化物、および炭窒化物 これらの成分は、cBN基高圧焼結体の靱性を向上せし
める作用効果があるが、その含有量が10%未満では上
記作用効果が得られず、また一方その含有量が25%を
越えると、焼結体の硬度が低下し、cBN基超高圧焼結
体からなる切削工具の耐摩耗性が低下して、実用上好ま
しくない。したがって、その含有量を10〜25%に、
望ましくは、12〜20%に定めた。
化物、窒化物、および炭窒化物 これらの成分は、cBN基高圧焼結体の靱性を向上せし
める作用効果があるが、その含有量が10%未満では上
記作用効果が得られず、また一方その含有量が25%を
越えると、焼結体の硬度が低下し、cBN基超高圧焼結
体からなる切削工具の耐摩耗性が低下して、実用上好ま
しくない。したがって、その含有量を10〜25%に、
望ましくは、12〜20%に定めた。
【0008】(2)Al化合物 Al化合物は、AlNもしくはAlB2からなり、cB
N粒子−cBN粒子界面に存在して、界面での接合強度
を高め、切削時にcBN粒子の脱落を防ぐ作用効果があ
るが、その含有量が2%以上では、上記作用効果が十分
でなく、また一方その含有量が6%を越えると、界面に
存在する量が多くなり過ぎて、接合強度が逆に低下する
ので望ましくない。したがって、その含有量を2〜6%
に、望ましくは、4〜5%に定めた。また、cBN−c
BN界面に存在するAl化合物の層厚みが0.1μmを
越えると、その接合強度が逆に低下するため、望ましく
は、0.005〜0.1μm以下が良い。
N粒子−cBN粒子界面に存在して、界面での接合強度
を高め、切削時にcBN粒子の脱落を防ぐ作用効果があ
るが、その含有量が2%以上では、上記作用効果が十分
でなく、また一方その含有量が6%を越えると、界面に
存在する量が多くなり過ぎて、接合強度が逆に低下する
ので望ましくない。したがって、その含有量を2〜6%
に、望ましくは、4〜5%に定めた。また、cBN−c
BN界面に存在するAl化合物の層厚みが0.1μmを
越えると、その接合強度が逆に低下するため、望ましく
は、0.005〜0.1μm以下が良い。
【0009】(3)Al2O3 この成分は、cBN基超高圧焼結体の主たる結合相であ
るTi、Zr、Hf、およびTaの炭化物、窒化物、お
よび炭窒化物中に分散し、この結合相の耐熱性を向上さ
せる作用効果を有しているが、その含有量が10%未満
では、上記作用効果が十分でなく、また一方その含有量
が20%を越えると結合相自身の靭性が低下して望まし
くない。したがってその含有量を10〜20%に、望ま
しくは、10〜15%に定めた。
るTi、Zr、Hf、およびTaの炭化物、窒化物、お
よび炭窒化物中に分散し、この結合相の耐熱性を向上さ
せる作用効果を有しているが、その含有量が10%未満
では、上記作用効果が十分でなく、また一方その含有量
が20%を越えると結合相自身の靭性が低下して望まし
くない。したがってその含有量を10〜20%に、望ま
しくは、10〜15%に定めた。
【0010】cBN含有量は、cBN基超高圧焼結体か
らなる切削工具が、特に鋳鉄の高負荷切削において、高
い硬度を有して、優れた切削性能を発揮するために、6
0〜80%であることが望ましい。
らなる切削工具が、特に鋳鉄の高負荷切削において、高
い硬度を有して、優れた切削性能を発揮するために、6
0〜80%であることが望ましい。
【0011】
【実施例】まず、平均粒径3μmのcBN粉末、平均粒
径1μmのTi、Zr、Hf、およびTaの炭化物、窒
化物、および炭窒化物粉末および平均粒径0.8μmの
Al2O3粉末を用意し、まず始めに、市販のマグネトロ
ンスパッタ装置を用いて、次の条件下で、 真空度:0.1torr 電流×電圧:250mA×800V 超音波振動;5kHz cBN粉末粒子の表面に、Alをコーティングした。そ
の後、上記AlコーティングcBN粉末と、Ti、Z
r、Hf、およびTaの炭化物、窒化物、および炭窒化
物粉末、並びにAl2O3粉末の中から、それぞれ表1に
示す組成成分となる様に配合し、超硬合金製のボールお
よびポットで、ボールミル湿式混合し、次いでこれを真
空乾燥し、得られた混合粉末をφ20mm寸法に3to
n/cm2で型押し成形し、次いで10-4Torrの真
空度で、温度1000℃、時間1.5時間で高温処理
し、最後に4〜5Gpa、温度1200〜1300℃、
時間0.5時間の条件で、超硬合金基材と積層にして、
超高圧高温処理を行い、本発明cBN基超高圧焼結体1
〜8(以下、本発明焼結体1〜8という)および比較c
BN基超高圧焼結体1〜4(以下、比較焼結体1〜4と
いう)を作製した。
径1μmのTi、Zr、Hf、およびTaの炭化物、窒
化物、および炭窒化物粉末および平均粒径0.8μmの
Al2O3粉末を用意し、まず始めに、市販のマグネトロ
ンスパッタ装置を用いて、次の条件下で、 真空度:0.1torr 電流×電圧:250mA×800V 超音波振動;5kHz cBN粉末粒子の表面に、Alをコーティングした。そ
の後、上記AlコーティングcBN粉末と、Ti、Z
r、Hf、およびTaの炭化物、窒化物、および炭窒化
物粉末、並びにAl2O3粉末の中から、それぞれ表1に
示す組成成分となる様に配合し、超硬合金製のボールお
よびポットで、ボールミル湿式混合し、次いでこれを真
空乾燥し、得られた混合粉末をφ20mm寸法に3to
n/cm2で型押し成形し、次いで10-4Torrの真
空度で、温度1000℃、時間1.5時間で高温処理
し、最後に4〜5Gpa、温度1200〜1300℃、
時間0.5時間の条件で、超硬合金基材と積層にして、
超高圧高温処理を行い、本発明cBN基超高圧焼結体1
〜8(以下、本発明焼結体1〜8という)および比較c
BN基超高圧焼結体1〜4(以下、比較焼結体1〜4と
いう)を作製した。
【0012】
【表1】
【0013】上記本発明焼結体1〜8、および比較焼結
体1〜4をそれぞれ所定の寸法の切刃状に研削加工し、
それぞれを、シャンクにロー付し、それぞれ本発明切削
工具1〜8(それぞれの番号が対応する)と比較切削工
具1〜4(それぞれの番号が対応する)を作製し、下記
の切削試験条件で、 被削材:FC25(HB220) v:600m/min. d:0.15mm f:0.5mm/rev 乾式切削、時間30min. 切削試験し、切刃観察および逃げ面磨耗幅の測定を行
い、それぞれの結果を表1に示した。
体1〜4をそれぞれ所定の寸法の切刃状に研削加工し、
それぞれを、シャンクにロー付し、それぞれ本発明切削
工具1〜8(それぞれの番号が対応する)と比較切削工
具1〜4(それぞれの番号が対応する)を作製し、下記
の切削試験条件で、 被削材:FC25(HB220) v:600m/min. d:0.15mm f:0.5mm/rev 乾式切削、時間30min. 切削試験し、切刃観察および逃げ面磨耗幅の測定を行
い、それぞれの結果を表1に示した。
【0014】
【発明の効果】表1から明らかな様に、本発明焼結体1
〜8からなる本発明切削工具1〜8は、比較焼結体1〜
4からなる比較切削工具1〜4と較べ鋳鉄の高負荷切削
において、耐磨耗性と共に、特に耐欠損性に優れた性能
を有し、産業上優れた効果を奏するものである。
〜8からなる本発明切削工具1〜8は、比較焼結体1〜
4からなる比較切削工具1〜4と較べ鋳鉄の高負荷切削
において、耐磨耗性と共に、特に耐欠損性に優れた性能
を有し、産業上優れた効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項1】Ti、Zr、HfおよびTaの炭化物、窒
化物、および炭窒化物のうちの1種または2種以上:1
0〜25容量%、 Al化合物:2〜6容量%、 Al2O3:10〜20容量%、 cBNおよび不可避不純物:残部からなる組成成分を有
し、かつcBN粒子がAl化合物を介して結合した構造
からなることを特徴とする耐欠損性に優れたcBN基超
高圧焼結体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5705795A JPH08253837A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5705795A JPH08253837A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08253837A true JPH08253837A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13044824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5705795A Pending JPH08253837A (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | 耐欠損性に優れたcBN基超高圧焼結体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08253837A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005082809A1 (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-09 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
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 |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP5705795A patent/JPH08253837A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005082809A1 (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-09 | Diamond Innovations, Inc. | Sintered compact |
JP2007523043A (ja) * | 2004-02-20 | 2007-08-16 | ダイヤモンド イノベーションズ、インク. | 焼結体 |
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 |
JP2012131700A (ja) * | 2004-02-20 | 2012-07-12 | Diamond Innovations Inc | 焼結体 |
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 |
US9327352B2 (en) * | 2011-11-07 | 2016-05-03 | Tungaloy Corporation | Cubic boron nitride sintered body |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020430 |