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
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- 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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- Japan
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- cbn
- pressure sintered
- sintered compact
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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 |