JPH0830239B2 - 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 - Google Patents
高硬度工具用焼結体およびその製造方法Info
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- JPH0830239B2 JPH0830239B2 JP61291359A JP29135986A JPH0830239B2 JP H0830239 B2 JPH0830239 B2 JP H0830239B2 JP 61291359 A JP61291359 A JP 61291359A JP 29135986 A JP29135986 A JP 29135986A JP H0830239 B2 JPH0830239 B2 JP H0830239B2
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- tungsten
- binder
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、立方晶窒化硼素（以下、cBNと略す）を
用いた高硬度工具用焼結体およびその製造方法の改良に
関する。
用いた高硬度工具用焼結体およびその製造方法の改良に
関する。
［従来の技術］ cBNは、ダイヤモンドに次ぐ高硬度物質であり、その
焼結体は種々の切削工具に使用されている。切削工具に
適したこの種のcBN焼結体の一例が、特開昭53−77811号
に開示されている。
焼結体は種々の切削工具に使用されている。切削工具に
適したこの種のcBN焼結体の一例が、特開昭53−77811号
に開示されている。
上記先行技術には、cBNを体積％で80〜40％含有し、
残部が周期律表第IVa,Va,VIa族遷移金属の炭化物、窒化
物、硼化物、硅化物もしくはこれらの混合物または相互
固溶体化合物を主体としたもの、さらにこれにAlおよび
／またはSiを添加したものからなる焼結体が開示されて
いる。この先行技術のcBN焼結体では、上記したような
化合物が焼結体組織中において連続した結合相をなして
いる。
残部が周期律表第IVa,Va,VIa族遷移金属の炭化物、窒化
物、硼化物、硅化物もしくはこれらの混合物または相互
固溶体化合物を主体としたもの、さらにこれにAlおよび
／またはSiを添加したものからなる焼結体が開示されて
いる。この先行技術のcBN焼結体では、上記したような
化合物が焼結体組織中において連続した結合相をなして
いる。
上記高硬度工具用焼結体では、結合化合物として、周
期律表第IVa,Va,VIa族遷移金属の炭化物、窒化物、硼化
物、硅化物またはこれらの相互固溶体化合物が用いられ
ているが、これらの化合物は熱伝導性に優れ高硬度であ
るため、この焼結体は切削工具として一般的に高い性能
を示す。
期律表第IVa,Va,VIa族遷移金属の炭化物、窒化物、硼化
物、硅化物またはこれらの相互固溶体化合物が用いられ
ているが、これらの化合物は熱伝導性に優れ高硬度であ
るため、この焼結体は切削工具として一般的に高い性能
を示す。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記した特開昭53−77811号に開示さ
れている焼結体においても、たとえば高硬度焼入れ鋼の
断続切削のような特に厳しい衝撃力が加わる用途では、
切削中に刃先が欠損し、したがってその寿命が比較的短
いという問題があった。この刃先の欠損は、刃先の強度
不足により生じたり、あるいは摩耗、とくにクレータ摩
耗が刃先に発生し、刃先が鋭利になるため生じるものと
推測される。
れている焼結体においても、たとえば高硬度焼入れ鋼の
断続切削のような特に厳しい衝撃力が加わる用途では、
切削中に刃先が欠損し、したがってその寿命が比較的短
いという問題があった。この刃先の欠損は、刃先の強度
不足により生じたり、あるいは摩耗、とくにクレータ摩
耗が刃先に発生し、刃先が鋭利になるため生じるものと
推測される。
よって、この発明の目的は、上記した従来のcBN焼結
体よりもさらに強度および耐摩耗性に優れた高硬度工具
用焼結体を提供することにある。
体よりもさらに強度および耐摩耗性に優れた高硬度工具
用焼結体を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本願発明者達は、上述の目的を達成するために鋭意検
討した結果、平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化硼素を
50〜65体積％含有し、残部が下記の結合材よりなる混合
粉末を超高圧焼結すれば、従来のcBN焼結体よりも硬度
が高く、かつ耐磨耗性に優れるcBN焼結体の得られるこ
とを見い出した。
討した結果、平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化硼素を
50〜65体積％含有し、残部が下記の結合材よりなる混合
粉末を超高圧焼結すれば、従来のcBN焼結体よりも硬度
が高く、かつ耐磨耗性に優れるcBN焼結体の得られるこ
とを見い出した。
すなわち、この発明の焼結体は、20〜50重量％と比較
的高い割合のAlを含み、TiNz,Ti(C,N)z,TiCz,(Ti,M)
Cz，（Ti,M）(C,N)zおよび(Ti,M)Nzからなる群から選択
した１種以上のTi化合物（但し、ＭはTiを除く周期律表
第IVa,Va,VIa族の遷移金属元素であり、0.5≦ｚ≦0.8
5）を含み、含有されるTiとＭとの割合が原子比で2/1〜
97/3であり、タングステンを上記Ti化合物およびWCの少
なくとも一方の形態で含み全タングステン濃度が４〜40
重量％である結合材を、平均粒径２μｍ以下のcBN粉末
と混合し、cBNの安定な超高圧条件下で焼結することに
より得られる。
的高い割合のAlを含み、TiNz,Ti(C,N)z,TiCz,(Ti,M)
Cz，（Ti,M）(C,N)zおよび(Ti,M)Nzからなる群から選択
した１種以上のTi化合物（但し、ＭはTiを除く周期律表
第IVa,Va,VIa族の遷移金属元素であり、0.5≦ｚ≦0.8
5）を含み、含有されるTiとＭとの割合が原子比で2/1〜
97/3であり、タングステンを上記Ti化合物およびWCの少
なくとも一方の形態で含み全タングステン濃度が４〜40
重量％である結合材を、平均粒径２μｍ以下のcBN粉末
と混合し、cBNの安定な超高圧条件下で焼結することに
より得られる。
この発明のcBN焼結体では、その生成された焼結体中
にcBNの他、TiN,Ti（C,N）,TiC,（TiM）C,（TiM）（C,
N）および（TiM）Ｎからなる群から選択した１種以上の
Ti化合物、硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミ
ニウム、タングステン化合物ならびにタングステンの１
種以上を含む。また、焼結体組織において、平均粒径２
μｍ以下のcBN結晶が結合相を介して相互に接合されて
いる。
にcBNの他、TiN,Ti（C,N）,TiC,（TiM）C,（TiM）（C,
N）および（TiM）Ｎからなる群から選択した１種以上の
Ti化合物、硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミ
ニウム、タングステン化合物ならびにタングステンの１
種以上を含む。また、焼結体組織において、平均粒径２
μｍ以下のcBN結晶が結合相を介して相互に接合されて
いる。
この発明の製造方法では、上記したTi化合物の１種以
上の粉末と、AlおよびTiとAlとの金属間化合物の少なく
とも一方と、タングステンとを、含有されるTiとＭとの
割合が原子比で2/1〜97/3、Al含有量が20〜50重量％、
タングステン含有量が４〜40重量％となるように混合し
て結合材粉末を得るステップと、この結合材粉末に平均
粒径が２μｍ以下のcBN粉末を全体の50〜65体積％とな
るように均一に混合し、混合粉末を得るステップと、こ
の混合粉末を20Kb〜60Kbの圧力下、1000℃〜1500℃の高
温下で焼結するステップとを備える。
上の粉末と、AlおよびTiとAlとの金属間化合物の少なく
とも一方と、タングステンとを、含有されるTiとＭとの
割合が原子比で2/1〜97/3、Al含有量が20〜50重量％、
タングステン含有量が４〜40重量％となるように混合し
て結合材粉末を得るステップと、この結合材粉末に平均
粒径が２μｍ以下のcBN粉末を全体の50〜65体積％とな
るように均一に混合し、混合粉末を得るステップと、こ
の混合粉末を20Kb〜60Kbの圧力下、1000℃〜1500℃の高
温下で焼結するステップとを備える。
［作用］ この発明の焼結体が強度および耐摩耗性に優れている
のは、以下の理由によるものと推測し得る。
のは、以下の理由によるものと推測し得る。
焼結体の強度を向上するには、cBNの含有量が高く、
かつcBNと結合材または結合材自体が強固に接合してい
る必要がある。この発明では、結合材中に20〜50重量％
のAlを含有させることにより、高温・高圧下での焼結時
にAlがcBNと反応し、硼化アルミニウムや窒化アルミニ
ウム等に変化すると同時に、これらのアルミニウム化合
物がTiの炭化物、窒化物、炭窒化物、および硼化物と反
応し、それによってcBNと結合材、あるいは結合材同士
を強固に結合するものと考えられる。
かつcBNと結合材または結合材自体が強固に接合してい
る必要がある。この発明では、結合材中に20〜50重量％
のAlを含有させることにより、高温・高圧下での焼結時
にAlがcBNと反応し、硼化アルミニウムや窒化アルミニ
ウム等に変化すると同時に、これらのアルミニウム化合
物がTiの炭化物、窒化物、炭窒化物、および硼化物と反
応し、それによってcBNと結合材、あるいは結合材同士
を強固に結合するものと考えられる。
cBN含有量が焼結体中の50体積％未満では、焼結体の
強度および硬度が低下し好ましくない。他方、cBN含有
量が焼結体中の65体積％を越えると、cBN同士が接触
し、刃先に高応力が付加された場合など、cBN結晶内ま
たはcBN同士の接合部にクラックが発生し焼結体の強度
が低下する。
強度および硬度が低下し好ましくない。他方、cBN含有
量が焼結体中の65体積％を越えると、cBN同士が接触
し、刃先に高応力が付加された場合など、cBN結晶内ま
たはcBN同士の接合部にクラックが発生し焼結体の強度
が低下する。
Alの結合材中における含有量は、20重量％〜50重量％
が好ましい。Alの含有量が20重量％未満の場合には、Al
とcBNとの反応が不十分であり、結合材によるcBN結晶の
保持力が弱くなる。他方、Al含有量が結合材中の50重量
％を越えると、cBNと結合材との結合強度が高くなるも
のの、結合材自体の硬度が低下するため好ましくない。
が好ましい。Alの含有量が20重量％未満の場合には、Al
とcBNとの反応が不十分であり、結合材によるcBN結晶の
保持力が弱くなる。他方、Al含有量が結合材中の50重量
％を越えると、cBNと結合材との結合強度が高くなるも
のの、結合材自体の硬度が低下するため好ましくない。
また、この発明では、結合材として、Tiの炭化物、窒
化物、炭窒化物と、Tiを除く周期律表第IVa,Va,VIa族金
属の炭化物、窒化物、炭窒化物またはこれらの固溶体も
しくは混合物を用いることを特徴としている。特に、遊
離TiはcBN結晶と反応しやすく、TiB2等の硼化物を形成
し、cBNと強固に結合するため好ましい。
化物、炭窒化物と、Tiを除く周期律表第IVa,Va,VIa族金
属の炭化物、窒化物、炭窒化物またはこれらの固溶体も
しくは混合物を用いることを特徴としている。特に、遊
離TiはcBN結晶と反応しやすく、TiB2等の硼化物を形成
し、cBNと強固に結合するため好ましい。
上記Tiの炭化物、窒化物、炭窒化物にIVa,Va,VIa族の
遷移金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物を固溶または
混合すれば、結合材の強度は大きくなり、Ti化合物のみ
を結合材として用いた場合よりもさらに特性が改善され
る。この結合材中のTi含有量は、Tiと、Tiを除く周期律
表第IVa,Va,VIa族金属の原子比で2/1〜97/3となること
が必要である。Tiの含有量が2/3未満では、結合材とcBN
との結合力が低下して好ましくない。他方、上記原子比
が97/100を越えると結合材の耐摩耗性ならびに強度が低
下する。
遷移金属元素の炭化物、窒化物、炭窒化物を固溶または
混合すれば、結合材の強度は大きくなり、Ti化合物のみ
を結合材として用いた場合よりもさらに特性が改善され
る。この結合材中のTi含有量は、Tiと、Tiを除く周期律
表第IVa,Va,VIa族金属の原子比で2/1〜97/3となること
が必要である。Tiの含有量が2/3未満では、結合材とcBN
との結合力が低下して好ましくない。他方、上記原子比
が97/100を越えると結合材の耐摩耗性ならびに強度が低
下する。
次に、この発明の焼結体において耐摩耗性が改善され
る理由は、結合材自体の耐摩耗性が優れていることにあ
ると考えられる。
る理由は、結合材自体の耐摩耗性が優れていることにあ
ると考えられる。
一般に、cBN焼結体は摩耗する過程では、cBN自体の耐
摩耗性が優れているので、結合材の方が優先的に摩耗
し、それによってcBNが脱落していくものと考えられ
る。
摩耗性が優れているので、結合材の方が優先的に摩耗
し、それによってcBNが脱落していくものと考えられ
る。
本願発明者達は、純タングステン、タングステン化合
物および／またはTiを含有する炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の形態で、タングステンを結合材中の重量で４
〜40重量％含有させれば、耐摩耗性を改善し得ることを
見出した。タングステン含有量が結合材中の４重量％未
満では耐摩耗性を改善することはできない。他方、タン
グステン含有量が40重量％を越えると、Ti化合物の含有
量が低下し、cBNと結合材との接合強度が弱くなり好ま
しくない。特に、上述した化学式におけるＭとしてＷを
用いた場合には、結合材の耐摩耗性および強度が改善さ
れ、良好な特性を示すことがわかった。
物および／またはTiを含有する炭化物、窒化物もしくは
炭窒化物の形態で、タングステンを結合材中の重量で４
〜40重量％含有させれば、耐摩耗性を改善し得ることを
見出した。タングステン含有量が結合材中の４重量％未
満では耐摩耗性を改善することはできない。他方、タン
グステン含有量が40重量％を越えると、Ti化合物の含有
量が低下し、cBNと結合材との接合強度が弱くなり好ま
しくない。特に、上述した化学式におけるＭとしてＷを
用いた場合には、結合材の耐摩耗性および強度が改善さ
れ、良好な特性を示すことがわかった。
この発明の焼結体では、上述したような結合材よりな
る結合相が組織中において連続しており、かつ粗粒のcB
Nの周囲または粒子間に微小なcBNが充填されている組織
を有するので、cBNの含有量を多くすることが可能とさ
れており、それによって焼結体の強度および耐摩耗性も
改善されている。
る結合相が組織中において連続しており、かつ粗粒のcB
Nの周囲または粒子間に微小なcBNが充填されている組織
を有するので、cBNの含有量を多くすることが可能とさ
れており、それによって焼結体の強度および耐摩耗性も
改善されている。
この発明の焼結体を製造するにあたっては、Tiを含有
する炭化物、窒化物、炭窒化物をTiNz、Ti(C,N)z,TiCz,
(Ti,M)Cz，（Ti,M）(C,N)zおよび(Ti,M)Nz（但し、Ｍは
Tiを除く周期律表IVa,Va,VIa族遷移金属元素を示し、0.
5≦ｚ≦0.8）で表わされる１種以上のTi化合物粉末と、
AlまたはAlとTiとの金属間化合物とを加えたものと、WC
粉末ならびにcBN粉末を混合し、超高圧・高温下で焼結
する。この場合、TiNz,Ti(C,N)z,TiCz,(Ti,M)Czおよび
(Ti,M)(C,M)z中に存在する遊離Tiもしくは遊離Alまたは
金属間化合物として添加したTiもしくはAlは、cBNと反
応し、TiまたはAlの硼化物または窒化物となり、cBNと
結合材との接合強度を向上させるものと考えられる。
する炭化物、窒化物、炭窒化物をTiNz、Ti(C,N)z,TiCz,
(Ti,M)Cz，（Ti,M）(C,N)zおよび(Ti,M)Nz（但し、Ｍは
Tiを除く周期律表IVa,Va,VIa族遷移金属元素を示し、0.
5≦ｚ≦0.8）で表わされる１種以上のTi化合物粉末と、
AlまたはAlとTiとの金属間化合物とを加えたものと、WC
粉末ならびにcBN粉末を混合し、超高圧・高温下で焼結
する。この場合、TiNz,Ti(C,N)z,TiCz,(Ti,M)Czおよび
(Ti,M)(C,M)z中に存在する遊離Tiもしくは遊離Alまたは
金属間化合物として添加したTiもしくはAlは、cBNと反
応し、TiまたはAlの硼化物または窒化物となり、cBNと
結合材との接合強度を向上させるものと考えられる。
ｚの値が0.5未満である場合には、結合材の硬度や耐
摩耗性が低下して好ましくなく、他方、ｚの値が0.85を
越えるとcBNと結合材との接合強度が低下する。よっ
て、上記ｚは、0.5〜0.85の範囲にあることが必要であ
る。
摩耗性が低下して好ましくなく、他方、ｚの値が0.85を
越えるとcBNと結合材との接合強度が低下する。よっ
て、上記ｚは、0.5〜0.85の範囲にあることが必要であ
る。
［発明の効果］ この発明では、cBNにTiに加えてAlをかなりの割合で
含む結合材を混合し、超高圧下で焼結することより、cB
Nを50〜65体積％含有し、TiN,Ti（C,N）,TiC,（TiM）C,
（TiM）（C,N）および（TiM）Ｎ、硼化チタン、硼化ア
ルミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物な
らびに／またはタングステン等を含む高硬度工具用焼結
体を得ることができる。すなわち、結合材中にAlが20〜
50重量％含有されており、このAlは硼化アルミニウムお
よび窒化アルミニウムを形成しており、また該結合材中
にタングステンが４〜40重量％含有されており、このタ
ングステンは、純タングステン、タングステン化合物お
よび／またはTiを含有する炭化物、窒化物、または炭窒
化物の形態で存在している高硬度工具用焼結体である。
よって、たとえば刃先に高い応力が付加される高硬度焼
入れ鋼の断続切削に有効である。また、この発明の焼結
体は耐摩耗性にも優れているため、鋳鉄や耐熱性合金の
切削にも好適に使用し得る。
含む結合材を混合し、超高圧下で焼結することより、cB
Nを50〜65体積％含有し、TiN,Ti（C,N）,TiC,（TiM）C,
（TiM）（C,N）および（TiM）Ｎ、硼化チタン、硼化ア
ルミニウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物な
らびに／またはタングステン等を含む高硬度工具用焼結
体を得ることができる。すなわち、結合材中にAlが20〜
50重量％含有されており、このAlは硼化アルミニウムお
よび窒化アルミニウムを形成しており、また該結合材中
にタングステンが４〜40重量％含有されており、このタ
ングステンは、純タングステン、タングステン化合物お
よび／またはTiを含有する炭化物、窒化物、または炭窒
化物の形態で存在している高硬度工具用焼結体である。
よって、たとえば刃先に高い応力が付加される高硬度焼
入れ鋼の断続切削に有効である。また、この発明の焼結
体は耐摩耗性にも優れているため、鋳鉄や耐熱性合金の
切削にも好適に使用し得る。
実施例１ Tiを含有する窒化物または炭窒化物粉末と、アルミニ
ウム粉末およびWC粉末とを混合し、これを超硬合金製の
ポットおよびボールを用いて平均粒度１μｍ以下の第１
表に示す組成を有する結合材粉末を作製した。表中、da
−１〜da−７は本発明例の試料を示し、da−８〜da−11
は比較例の試料を示す。なお、比較例において、アンダ
ーラインが引かれた箇所は本発明の組成から外れている
組成を示す。これらの結合材粉末と、粒度1.5μｍ以下
のcBN粉末とを体積比で45対55となるように混合し、混
合粉末を作製した。Mo製の容器にWC−10重量％Co組成の
超硬合金からなる円板を入れた後これらの混合粉末を充
填した。次に、該容器を超高圧・高温装置に入れ、圧力
53Kb、温度1350℃で30分間焼結した。
ウム粉末およびWC粉末とを混合し、これを超硬合金製の
ポットおよびボールを用いて平均粒度１μｍ以下の第１
表に示す組成を有する結合材粉末を作製した。表中、da
−１〜da−７は本発明例の試料を示し、da−８〜da−11
は比較例の試料を示す。なお、比較例において、アンダ
ーラインが引かれた箇所は本発明の組成から外れている
組成を示す。これらの結合材粉末と、粒度1.5μｍ以下
のcBN粉末とを体積比で45対55となるように混合し、混
合粉末を作製した。Mo製の容器にWC−10重量％Co組成の
超硬合金からなる円板を入れた後これらの混合粉末を充
填した。次に、該容器を超高圧・高温装置に入れ、圧力
53Kb、温度1350℃で30分間焼結した。
得られた焼結体をＸ線回折したところ、すべての焼結
体において、cBNと、Tiを含む炭化物、窒化物および炭
窒化物のピークが観察された。試料da−１〜da−７で
は、上記の物質以外に、TiB2,AlB2，およびAlNと、Ｗの
硼化物、WCもしくはＷと思われるピークが認められた。
また、試料da−８の焼結体には、cBNおよび（Ti,W）
（C,N）のピーク以外に、AlB2、AlN、WC、Ｗの硼化物お
よび微小なTiB2と思われるピークが、試料da−９ではcB
N、Ti（C,N）TiB2,AlB2およびAlNのピークが、試料da−
10では、cBN、（Ti,W）（C,N），TiB2およびＷの硼化物
と微小なAlB2およびAlNと思われるピークが、試料da−1
1ではcBN、（Ti,W）（C,N）、AlN、AlB2,TiB2、Ｗの硼
化物、ＷおよびAl3Tiと思われるピークが観察された。
体において、cBNと、Tiを含む炭化物、窒化物および炭
窒化物のピークが観察された。試料da−１〜da−７で
は、上記の物質以外に、TiB2,AlB2，およびAlNと、Ｗの
硼化物、WCもしくはＷと思われるピークが認められた。
また、試料da−８の焼結体には、cBNおよび（Ti,W）
（C,N）のピーク以外に、AlB2、AlN、WC、Ｗの硼化物お
よび微小なTiB2と思われるピークが、試料da−９ではcB
N、Ti（C,N）TiB2,AlB2およびAlNのピークが、試料da−
10では、cBN、（Ti,W）（C,N），TiB2およびＷの硼化物
と微小なAlB2およびAlNと思われるピークが、試料da−1
1ではcBN、（Ti,W）（C,N）、AlN、AlB2,TiB2、Ｗの硼
化物、ＷおよびAl3Tiと思われるピークが観察された。
次に、これらの焼結体の組織を走査型電子顕微鏡で観
察したところ、微細なcBN粒子は結合相を介して相互に
接合していることが認められた。また、これらの焼結体
のビッカース硬度を測定したところ、第２表に示す結果
が得られた。
察したところ、微細なcBN粒子は結合相を介して相互に
接合していることが認められた。また、これらの焼結体
のビッカース硬度を測定したところ、第２表に示す結果
が得られた。
上記各焼結体を切削加工用チップに加工し、直径が10
0mmであり、外周面に軸方向に延びる２本の溝が形成さ
れたSNCM415（HRC58〜61）からなる丸棒を切削した。切
削条件は、切削速度:80m/分、切込み:0.2mm、送り:0.15
mm/回転、乾式である。刃先が欠損するまでの切削時間
を測定したところ、第２表に示す結果が得られた。
0mmであり、外周面に軸方向に延びる２本の溝が形成さ
れたSNCM415（HRC58〜61）からなる丸棒を切削した。切
削条件は、切削速度:80m/分、切込み:0.2mm、送り:0.15
mm/回転、乾式である。刃先が欠損するまでの切削時間
を測定したところ、第２表に示す結果が得られた。
なお、第１表において＊＊はTiと、Tiを除くIVa,Va,V
Ia族金属との原子比を示す。
Ia族金属との原子比を示す。
実施例２ （Ti0.9,W0.1)(C0.1,N0.9)0.7、AlおよびWC粉末を混
合し、１μｍ以下の粒度の結合材粉末を得た。この結合
材粉末の組成は、重量％で、57％（Ti0.9,W0.1)(C0.1,N
0.9)0.7−33％Al−10％WCである。なお、結合材中のTi
とＷの原子比は84.6対15.4である。この結合剤粉末とcB
N粉末とを第３表に示すように混合し混合粉末を作製し
た。なお、第３表において、da−12〜da−15は本発明例
の試料を示し、da−16〜da−18は比較例の試料を示す。
試料da−18は粒度３〜５μｍのcBN粉末を用いている。
表中、比較例において、アンダーラインが引かれた箇所
は、cBN粒度または含有量が本発明に従った範囲から外
れていることを示している。
合し、１μｍ以下の粒度の結合材粉末を得た。この結合
材粉末の組成は、重量％で、57％（Ti0.9,W0.1)(C0.1,N
0.9)0.7−33％Al−10％WCである。なお、結合材中のTi
とＷの原子比は84.6対15.4である。この結合剤粉末とcB
N粉末とを第３表に示すように混合し混合粉末を作製し
た。なお、第３表において、da−12〜da−15は本発明例
の試料を示し、da−16〜da−18は比較例の試料を示す。
試料da−18は粒度３〜５μｍのcBN粉末を用いている。
表中、比較例において、アンダーラインが引かれた箇所
は、cBN粒度または含有量が本発明に従った範囲から外
れていることを示している。
得られた混合粉末を実施例１と同様にして超高圧焼結
し、焼結体を得た。さらに、これらの焼結体を加工し、
切削加工用のチップとした。
し、焼結体を得た。さらに、これらの焼結体を加工し、
切削加工用のチップとした。
上記のようにして得られたチップを用いて、直径100m
mのSKD11種（HRC60〜62）からなる丸棒の端面を切削し
た。切削条件は、切込み:0.5mm、送り:0.1mm.刃、切削
速度:150m/分、乾式である。切削可能であった回数を第
３表に併せて示す。
mのSKD11種（HRC60〜62）からなる丸棒の端面を切削し
た。切削条件は、切込み:0.5mm、送り:0.1mm.刃、切削
速度:150m/分、乾式である。切削可能であった回数を第
３表に併せて示す。
実施例３ 第４表に示す粒度１μｍ以下の結合材粉末を作製し
た。なお、第４表中＊＊は、Tiと、Tiを除くIVa,Va,VIa
族金属との原子比を示す。これらの結合材粉末と、粒度
１μｍ以下のcBN粉末とを容量比で43対57の割合で混合
し混合粉末を得た。これらの混合粉末をMo製の容器に入
れ超高圧焼結した。なお、焼結は、48Kbおよび1330℃に
50分間維持することにより行なった。得られた各焼結体
のＸ線回折を行なったところ、第５表に示す物質のピー
クが観察された。
た。なお、第４表中＊＊は、Tiと、Tiを除くIVa,Va,VIa
族金属との原子比を示す。これらの結合材粉末と、粒度
１μｍ以下のcBN粉末とを容量比で43対57の割合で混合
し混合粉末を得た。これらの混合粉末をMo製の容器に入
れ超高圧焼結した。なお、焼結は、48Kbおよび1330℃に
50分間維持することにより行なった。得られた各焼結体
のＸ線回折を行なったところ、第５表に示す物質のピー
クが観察された。
第４表および第５表において、da−20,da−23は本発
明例の試料を示し、da−19,da−21,da−22は比較例の試
料を示す。また、第４表中、比較例において、アンダー
ラインが引かれた箇所は、結合材組成が本発明に従った
組成から外れていることを示している。
明例の試料を示し、da−19,da−21,da−22は比較例の試
料を示す。また、第４表中、比較例において、アンダー
ラインが引かれた箇所は、結合材組成が本発明に従った
組成から外れていることを示している。
これらの焼結体を加工し切削用チップを作製し、切削
試験を行なった。被削材は、直径80mmのSUJ2種（HRC59
〜60）からなる丸棒であり、外周面において、軸方向に
10mmの間隔を隔てて、かつ径方向においてそれぞれ４ケ
所に直径6mmの孔が形成されているものである。切削条
件は、切削速度:100mm/分、切込み:0.2mm、送り:0.10mm
/回転、乾式である。この切削試験において刃先の欠損
に至るまでの切削時間を併せて第５表に示す。
試験を行なった。被削材は、直径80mmのSUJ2種（HRC59
〜60）からなる丸棒であり、外周面において、軸方向に
10mmの間隔を隔てて、かつ径方向においてそれぞれ４ケ
所に直径6mmの孔が形成されているものである。切削条
件は、切削速度:100mm/分、切込み:0.2mm、送り:0.10mm
/回転、乾式である。この切削試験において刃先の欠損
に至るまでの切削時間を併せて第５表に示す。
Claims (12)
- 【請求項１】平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化硼素粉
末を50〜65体積％含有し、残部結合材よりなる混合粉末
を超高圧焼結して得られた焼結体であって、 前記結合材は、 20〜50重量％のAlを含み、 TiNz,Ti(C,N)z,TiCz,(Ti,M)Cz，（Ti,M）(C,N)zおよび
(Ti,M)Nzからなる群から選択した１種以上のTi化合物
（ただし、ＭはTiを除く周期律表第IVa,Va,VIa族の遷移
金属元素であり、0.5≦ｚ≦0.85）を含み、 含有されるTiとＭとの割合が原子比で2/1〜97/3であ
り、 タングステンを前記Ti化合物およびWCの少なくとも一方
の形態で含み、結合材中の全タングステン濃度が４〜40
重量％である、高硬度工具用焼結体。 - 【請求項２】前記焼結体は、生成物中に立方晶窒化硼素
の他、TiN,Ti（C,N）,TiC,（TiM）C,（TiM）（C,N）お
よび（TiM）Ｎからなる群から選択した１種以上のTi化
合物、硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミニウ
ム、タングステン化合物ならびにタングステンの１種以
上を含む、特許請求の範囲第１項記載の高硬度工具用焼
結体。 - 【請求項３】前記焼結体組織において、平均粒径２μｍ
以下の立方晶窒化硼素結晶が結合相を介して相互に接合
されている、特許請求の範囲第１項または第２項記載の
高硬度工具用焼結体。 - 【請求項４】前記立方晶窒化硼素の平均粒径が１μｍ以
下である、特許請求の範囲第１項記載の高硬度工具用焼
結体。 - 【請求項５】前記Alは、Al化合物の形態で結合材中に含
まれている、特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか
に記載の高硬度工具用焼結体。 - 【請求項６】前記タングステンは、硼化タングステンま
たは炭化タングステンの形態で混合されている、特許請
求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の高硬度工具
用焼結体。 - 【請求項７】前記Ｍはタングステンである、特許請求の
範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の高硬度工具用焼
結体。 - 【請求項８】TiNz,Ti(C,N)z,TiCz,(Ti,M)Cz，（Ti,M）
(C,N)zおよび(Ti,M)Nzからなる群から選択した１種以上
のTi化合物（ＭはTiを除く周期律表第IVa,Va,VIa族の遷
移金属元素、0.5≦ｚ≦0.85）粉末と、AlおよびTiとAl
との金属間化合物の少なくとも一方と、タングステンと
を、含有されるTiとＭとの割合が原子比で2/1〜97/3、A
l含有量が20〜50重量％、タングステン含有量が４〜40
重量％となるように混合して結合材粉末を得るステップ
と、 前記結合材粉末に、平均粒径が２μｍ以下の立方晶窒化
硼素粉末を全体の50〜65体積％となるように均一に混合
し、混合粉末を得るステップと、 前記混合粉末を超高圧装置を用いて20Kb〜60Kbの圧力、
ならびに1000℃〜1500℃の温度で焼結するステップとを
備えることを特徴とする、高硬度工具用焼結体の製造方
法。 - 【請求項９】前記立方晶窒化硼素粉末として平均粒径１
μｍ以下のものを用いる、特許請求の範囲第８項記載の
高硬度工具用焼結体の製造方法。 - 【請求項１０】前記Alを、Al化合物の形態で結合材中に
混合する、特許請求の範囲第８項または第９項記載の高
硬度工具用焼結体の製造方法。 - 【請求項１１】前記タングステンを硼化タングステンま
たは炭化タングステンの形態で混合する、特許請求の範
囲第８項〜第10項のいずれかに記載の高硬度工具用焼結
体の製造方法。 - 【請求項１２】前記Ｍがタングステンである、特許請求
の範囲第８項〜第11項のいずれかに記載の高硬度工具用
焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291359A JPH0830239B2 (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61291359A JPH0830239B2 (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63143237A JPS63143237A (ja) | 1988-06-15 |
| JPH0830239B2 true JPH0830239B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17767904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61291359A Expired - Lifetime JPH0830239B2 (ja) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830239B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4253510A1 (en) | 2022-03-31 | 2023-10-04 | The Procter & Gamble Company | Liquid hand dishwashing detergent composition |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021010478A1 (ja) * | 2019-07-18 | 2021-01-21 | 住友電気工業株式会社 | 立方晶窒化硼素焼結体 |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP61291359A patent/JPH0830239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4253510A1 (en) | 2022-03-31 | 2023-10-04 | The Procter & Gamble Company | Liquid hand dishwashing detergent composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63143237A (ja) | 1988-06-15 |
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