JPH10298695A - 炭窒化チタン基合金 - Google Patents
炭窒化チタン基合金Info
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- JPH10298695A JPH10298695A JP9107301A JP10730197A JPH10298695A JP H10298695 A JPH10298695 A JP H10298695A JP 9107301 A JP9107301 A JP 9107301A JP 10730197 A JP10730197 A JP 10730197A JP H10298695 A JPH10298695 A JP H10298695A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 使用寿命の長いサーメット切削工具用の炭窒
化チタン基合金を提供する。 【解決手段】 本発明による炭窒化チタン基合金では、
その断面を走査型電子顕微鏡写真で観察した場合、その
合金中の硬質相粒子が、その芯部に位置する黒色に見え
る黒芯部１と、その周辺のグレーに見える周辺組織２と
を有する。そして、その黒芯部１の面積が粒子全体の面
積の３０％以上の粒子を粒子Ａ、黒芯部１の面積が粒子
全体の面積の３０％未満の粒子を粒子Ｂとした場合、粒
子Ａの黒芯部１の平均面積が０．８以上μｍ2 ２．５以
下μｍ2 、粒子Ｂの黒芯部１の平均面積が０．１μｍ2
以上０．７μｍ2 以下の範囲にある。
化チタン基合金を提供する。 【解決手段】 本発明による炭窒化チタン基合金では、
その断面を走査型電子顕微鏡写真で観察した場合、その
合金中の硬質相粒子が、その芯部に位置する黒色に見え
る黒芯部１と、その周辺のグレーに見える周辺組織２と
を有する。そして、その黒芯部１の面積が粒子全体の面
積の３０％以上の粒子を粒子Ａ、黒芯部１の面積が粒子
全体の面積の３０％未満の粒子を粒子Ｂとした場合、粒
子Ａの黒芯部１の平均面積が０．８以上μｍ2 ２．５以
下μｍ2 、粒子Ｂの黒芯部１の平均面積が０．１μｍ2
以上０．７μｍ2 以下の範囲にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、炭窒化チタン基
合金に関し、より特定的には、Ｔｉと、Ｔｉ以外の周期
律表ＩＶａ、ＶａおよびＶＩａ族の金属の中から選択さ
れる少なくとも１種の金属との炭化物、窒化物および炭
窒化物のうちの少なくとも１つを含む硬質相が８０重量
％以上９５重量％以下存在し、残部が、ＣｏおよびＮｉ
を主成分とした結合相と、不可避不純物とを有する、炭
窒化チタン基合金に関する。
合金に関し、より特定的には、Ｔｉと、Ｔｉ以外の周期
律表ＩＶａ、ＶａおよびＶＩａ族の金属の中から選択さ
れる少なくとも１種の金属との炭化物、窒化物および炭
窒化物のうちの少なくとも１つを含む硬質相が８０重量
％以上９５重量％以下存在し、残部が、ＣｏおよびＮｉ
を主成分とした結合相と、不可避不純物とを有する、炭
窒化チタン基合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭窒化チタン基合金（サーメット）は、
ＷＣ基合金に比べ耐酸化性と耐摩耗性とに優れているの
で、切削工具として広く使用されている。しかし、従来
のサーメットは機械的に欠損しやすいという欠点を有し
ている。
ＷＣ基合金に比べ耐酸化性と耐摩耗性とに優れているの
で、切削工具として広く使用されている。しかし、従来
のサーメットは機械的に欠損しやすいという欠点を有し
ている。
【０００３】また、従来のサーメットでは、１つの材質
の中でそれを構成する硬質相において、その硬質相の粒
子の黒芯部の面積とその黒芯部の周辺組織の面積との比
がどの粒子をとってもほぼ一定である。このため、黒芯
部の比率が大きいと耐摩耗性が向上するが耐欠損性が低
下し、また黒芯部の比率が小さいと耐欠損性が向上する
が耐摩耗性が低下するという、性能のトレードオフの関
係を脱するのは困難であった。
の中でそれを構成する硬質相において、その硬質相の粒
子の黒芯部の面積とその黒芯部の周辺組織の面積との比
がどの粒子をとってもほぼ一定である。このため、黒芯
部の比率が大きいと耐摩耗性が向上するが耐欠損性が低
下し、また黒芯部の比率が小さいと耐欠損性が向上する
が耐摩耗性が低下するという、性能のトレードオフの関
係を脱するのは困難であった。
【０００４】また、特開昭６２−１７０４５２号公報に
開示される従来のサーメットでは、サーメットの硬質相
が有芯構造を有している。その有芯構造では、その芯部
が黒色（Ｔｉ等、ＶＩ族に富む）である粒子と、白色
（Ｗ等、Ｖａ、ＶＩａ族に富む）である粒子とから構成
されていることを前提としており、それぞれの粒子をあ
る一定の割合で分散させていることを特徴としている。
しかしながら、この開示されたサーメットでは、芯部が
白色の粒子は耐摩耗性にはほとんど寄与しておらず、か
つ、その芯部が白色の粒子の硬質相に占める比率が５０
％〜８０％と多く、このため耐摩耗性が不十分であっ
た。
開示される従来のサーメットでは、サーメットの硬質相
が有芯構造を有している。その有芯構造では、その芯部
が黒色（Ｔｉ等、ＶＩ族に富む）である粒子と、白色
（Ｗ等、Ｖａ、ＶＩａ族に富む）である粒子とから構成
されていることを前提としており、それぞれの粒子をあ
る一定の割合で分散させていることを特徴としている。
しかしながら、この開示されたサーメットでは、芯部が
白色の粒子は耐摩耗性にはほとんど寄与しておらず、か
つ、その芯部が白色の粒子の硬質相に占める比率が５０
％〜８０％と多く、このため耐摩耗性が不十分であっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来で
は、耐摩耗性および耐欠損性の両方を大幅に向上させる
ことが可能なサーメットを提供するのは困難であった。
このため、従来ではサーメットの使用寿命を長くするの
は困難であった。
は、耐摩耗性および耐欠損性の両方を大幅に向上させる
ことが可能なサーメットを提供するのは困難であった。
このため、従来ではサーメットの使用寿命を長くするの
は困難であった。
【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、使用寿命の長いサーメット
切削工具用の炭窒化チタン基合金を提供することを目的
とする。
ためになされたものであり、使用寿命の長いサーメット
切削工具用の炭窒化チタン基合金を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の炭窒化チタン
基合金では、８０重量％以上９５重量％以下の硬質相
と、それ以外の残部とを備える。硬質相は、Ｔｉと、Ｔ
ｉ以外の周期律表ＩＶ、ＶａおよびＶＩａ族の金属の中
から選択される少なくとも１種の金属との炭化物、窒化
物および炭窒化物のうちの少なくとも１つを含む。残部
は、ＣｏおよびＮｉを主成分とした結合相と、不可避不
純物とを有する。本発明では、このような炭窒化チタン
基合金において、その合金断面を研磨した後に走査型電
子顕微鏡写真で観察した場合に、上記合金中の硬質相の
粒子が、芯部に位置する黒色に見える黒芯部と、その黒
芯部の周辺のグレーに見える周辺組織とを有する。その
黒芯部の面積が粒子全体の面積の３０％以上の粒子を粒
子Ａ、黒芯部の面積が粒子全体の面積の３０％未満の粒
子を粒子Ｂとした場合、粒子Ａの黒芯部の平均面積が
０．８μｍ2 以上２．５μｍ2 以下であり、粒子Ｂの黒
芯部の平均面積は０．１μｍ2 以上０．７μｍ2 以下の
範囲にある。また、上記の炭窒化チタン基合金におい
て、粒子ＡおよびＢの面積が、０．３≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）
≦０．８の割合で存在するようにしてもよい。
基合金では、８０重量％以上９５重量％以下の硬質相
と、それ以外の残部とを備える。硬質相は、Ｔｉと、Ｔ
ｉ以外の周期律表ＩＶ、ＶａおよびＶＩａ族の金属の中
から選択される少なくとも１種の金属との炭化物、窒化
物および炭窒化物のうちの少なくとも１つを含む。残部
は、ＣｏおよびＮｉを主成分とした結合相と、不可避不
純物とを有する。本発明では、このような炭窒化チタン
基合金において、その合金断面を研磨した後に走査型電
子顕微鏡写真で観察した場合に、上記合金中の硬質相の
粒子が、芯部に位置する黒色に見える黒芯部と、その黒
芯部の周辺のグレーに見える周辺組織とを有する。その
黒芯部の面積が粒子全体の面積の３０％以上の粒子を粒
子Ａ、黒芯部の面積が粒子全体の面積の３０％未満の粒
子を粒子Ｂとした場合、粒子Ａの黒芯部の平均面積が
０．８μｍ2 以上２．５μｍ2 以下であり、粒子Ｂの黒
芯部の平均面積は０．１μｍ2 以上０．７μｍ2 以下の
範囲にある。また、上記の炭窒化チタン基合金におい
て、粒子ＡおよびＢの面積が、０．３≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）
≦０．８の割合で存在するようにしてもよい。
【０００８】なお、本発明における硬質相は、８０重量
％未満では耐摩耗性、耐塑性変形性の低下が著しく、９
５重量％を超えると、強度および靱性が低下するので好
ましくない。したがって、硬質相は８０重量％以上９５
重量％以下にするのが好ましい。また、粒子Ａは主とし
て耐摩耗性に寄与する粒子であるが、その粒子の黒芯の
平均面積が２．５μｍ2 を超えると、硬質相に占める黒
芯（Ｔｉに富む）の割合が多くなり、耐摩耗性は向上す
るものの、周辺組織が薄くなるため亀裂の伝播が抑えら
れなくなり耐欠損性が不十分になる。また、粒子Ａの黒
芯の平均面積が０．８μｍ2 未満では硬質相に占める黒
芯の割合が減り、そのため耐摩耗性が劣ってしまう。し
たがって、粒子Ａの黒芯の平均面積は０．８μｍ2 以上
２．５μｍ2 以下にするのが好ましい。同様に、粒子Ｂ
は主として耐欠損性に寄与する粒子であるが、その粒子
Ｂの黒芯の平均面積が０．７μｍ2 を超えると周辺組織
が薄くなり耐欠損性が不十分となる。また、粒子Ｂの黒
芯の平均面積が０．１μｍ 2 未満では周辺組織が厚くな
り耐欠損性は向上するが硬質相に占める黒芯の割合が減
り耐摩耗性が劣る。したがって、粒子Ｂの黒芯の平均面
積は０．１μｍ2 以上０．７μｍ2 以下の範囲にするの
が好ましい。
％未満では耐摩耗性、耐塑性変形性の低下が著しく、９
５重量％を超えると、強度および靱性が低下するので好
ましくない。したがって、硬質相は８０重量％以上９５
重量％以下にするのが好ましい。また、粒子Ａは主とし
て耐摩耗性に寄与する粒子であるが、その粒子の黒芯の
平均面積が２．５μｍ2 を超えると、硬質相に占める黒
芯（Ｔｉに富む）の割合が多くなり、耐摩耗性は向上す
るものの、周辺組織が薄くなるため亀裂の伝播が抑えら
れなくなり耐欠損性が不十分になる。また、粒子Ａの黒
芯の平均面積が０．８μｍ2 未満では硬質相に占める黒
芯の割合が減り、そのため耐摩耗性が劣ってしまう。し
たがって、粒子Ａの黒芯の平均面積は０．８μｍ2 以上
２．５μｍ2 以下にするのが好ましい。同様に、粒子Ｂ
は主として耐欠損性に寄与する粒子であるが、その粒子
Ｂの黒芯の平均面積が０．７μｍ2 を超えると周辺組織
が薄くなり耐欠損性が不十分となる。また、粒子Ｂの黒
芯の平均面積が０．１μｍ 2 未満では周辺組織が厚くな
り耐欠損性は向上するが硬質相に占める黒芯の割合が減
り耐摩耗性が劣る。したがって、粒子Ｂの黒芯の平均面
積は０．１μｍ2 以上０．７μｍ2 以下の範囲にするの
が好ましい。
【０００９】また、硬質相に占める粒子Ａと粒子Ｂとの
面積の割合でも上記と同様のことが言える。すなわち、
硬質相に占める粒子Ａと粒子Ｂとの面積の割合が、Ａ／
（Ａ＋Ｂ）＜０．３ではＴｉに富む黒芯サイズの大きい
粒子が少ないため、耐摩耗性や耐酸化性が低下する。そ
の一方、硬質相に占める粒子Ａと粒子Ｂとの面積の割合
がＡ／（Ａ＋Ｂ）＞０．８では黒芯サイズの小さい（周
辺組織が厚い）粒子が少ないため、亀裂の伝播を抑える
ことができず、その結果耐欠損性が不十分となる。した
がって、硬質相に占める粒子Ａと粒子Ｂとの面積は、
０．３≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）≦０．８の割合で存在するのが
好ましい。
面積の割合でも上記と同様のことが言える。すなわち、
硬質相に占める粒子Ａと粒子Ｂとの面積の割合が、Ａ／
（Ａ＋Ｂ）＜０．３ではＴｉに富む黒芯サイズの大きい
粒子が少ないため、耐摩耗性や耐酸化性が低下する。そ
の一方、硬質相に占める粒子Ａと粒子Ｂとの面積の割合
がＡ／（Ａ＋Ｂ）＞０．８では黒芯サイズの小さい（周
辺組織が厚い）粒子が少ないため、亀裂の伝播を抑える
ことができず、その結果耐欠損性が不十分となる。した
がって、硬質相に占める粒子Ａと粒子Ｂとの面積は、
０．３≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）≦０．８の割合で存在するのが
好ましい。
【００１０】上記の構成によれば、黒芯のサイズが大き
い粒子Ａはその芯部にＴｉの炭化物や炭窒化物が多く存
在しており、それが耐摩耗性および耐酸化性の向上に寄
与する。また、黒芯のサイズが小さい（周辺組織が厚
い）粒子Ｂはその周辺組織にＷを初めとするＶＩａ族が
多く固溶または存在しており、それが強度および耐欠損
性の向上に寄与する。そして、それぞれの粒子を共存さ
せ機能を分担させることで、耐摩耗性および耐欠損性を
ともに著しく向上させることが可能であるという知見を
得、本発明に到達した。
い粒子Ａはその芯部にＴｉの炭化物や炭窒化物が多く存
在しており、それが耐摩耗性および耐酸化性の向上に寄
与する。また、黒芯のサイズが小さい（周辺組織が厚
い）粒子Ｂはその周辺組織にＷを初めとするＶＩａ族が
多く固溶または存在しており、それが強度および耐欠損
性の向上に寄与する。そして、それぞれの粒子を共存さ
せ機能を分担させることで、耐摩耗性および耐欠損性を
ともに著しく向上させることが可能であるという知見を
得、本発明に到達した。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態に
よる炭窒化チタン基合金の断面を走査型電子顕微鏡で観
察した場合の断面構造図であり、図２は本発明の他の実
施の形態による炭窒化チタン基合金の断面を走査型電子
顕微鏡写真で観察した場合の断面構造図である。図１お
よび図２を参照して、本発明の炭窒化チタン基合金（サ
ーメット合金）では、合金中の硬質相粒子が、その芯部
に位置し、Ｔｉに富み黒色に見える黒芯部１と、その黒
芯部１の周辺にグレーに見える周辺組織２とを有する有
芯構造を備えている。黒芯部１の面積が粒子全体の面積
の３０％以上の粒子を粒子Ａとし、黒芯部１の面積が粒
子全体の面積の３０％未満の粒子を粒子Ｂとする。粒子
Ａの黒芯部１の平均面積は０．８μｍ2 以上２．５μｍ
2 以下の範囲であることが好ましく、粒子Ｂの黒芯部１
の平均面積は０．１μｍ2 以上０．７μｍ 2 以下の範囲
にあるのが好ましい。また、本発明の炭窒化チタン基合
金では、上記のような粒子Ａと粒子Ｂとからなる硬質相
を８０重量％以上９５重量％以下の範囲にするのが好ま
しい。
よる炭窒化チタン基合金の断面を走査型電子顕微鏡で観
察した場合の断面構造図であり、図２は本発明の他の実
施の形態による炭窒化チタン基合金の断面を走査型電子
顕微鏡写真で観察した場合の断面構造図である。図１お
よび図２を参照して、本発明の炭窒化チタン基合金（サ
ーメット合金）では、合金中の硬質相粒子が、その芯部
に位置し、Ｔｉに富み黒色に見える黒芯部１と、その黒
芯部１の周辺にグレーに見える周辺組織２とを有する有
芯構造を備えている。黒芯部１の面積が粒子全体の面積
の３０％以上の粒子を粒子Ａとし、黒芯部１の面積が粒
子全体の面積の３０％未満の粒子を粒子Ｂとする。粒子
Ａの黒芯部１の平均面積は０．８μｍ2 以上２．５μｍ
2 以下の範囲であることが好ましく、粒子Ｂの黒芯部１
の平均面積は０．１μｍ2 以上０．７μｍ 2 以下の範囲
にあるのが好ましい。また、本発明の炭窒化チタン基合
金では、上記のような粒子Ａと粒子Ｂとからなる硬質相
を８０重量％以上９５重量％以下の範囲にするのが好ま
しい。
【００１２】このように構成した本発明のサーメット合
金では、黒芯部１のサイズが大きい粒子Ａはその芯部に
Ｔｉの炭化物および炭窒化物が多く存在しており、それ
らが耐摩耗性および耐酸化性の向上に寄与する。また、
黒芯部１のサイズが小さく周辺組織２が厚い粒子Ｂは、
その周辺組織２にＷを初めとするＶＩａ族が多く固溶ま
たは存在しており、それが強度および耐欠損性の向上に
寄与している。本発明の実施の形態では、硬質相に、黒
芯部１のサイズが大きい粒子Ａと黒芯部１のサイズが小
さい粒子Ｂとを最適な比率で存在させることによって、
それぞれの粒子ＡおよびＢの機能により耐摩耗性および
耐欠損性を大幅に向上させることができる。その結果、
従来欠損で使用できなかった粗加工の用途でも使用する
ことができるとともに、使用寿命の長いサーメット切削
工具用の炭窒化チタン基合金を得ることができる。
金では、黒芯部１のサイズが大きい粒子Ａはその芯部に
Ｔｉの炭化物および炭窒化物が多く存在しており、それ
らが耐摩耗性および耐酸化性の向上に寄与する。また、
黒芯部１のサイズが小さく周辺組織２が厚い粒子Ｂは、
その周辺組織２にＷを初めとするＶＩａ族が多く固溶ま
たは存在しており、それが強度および耐欠損性の向上に
寄与している。本発明の実施の形態では、硬質相に、黒
芯部１のサイズが大きい粒子Ａと黒芯部１のサイズが小
さい粒子Ｂとを最適な比率で存在させることによって、
それぞれの粒子ＡおよびＢの機能により耐摩耗性および
耐欠損性を大幅に向上させることができる。その結果、
従来欠損で使用できなかった粗加工の用途でも使用する
ことができるとともに、使用寿命の長いサーメット切削
工具用の炭窒化チタン基合金を得ることができる。
【００１３】ここで、黒芯の面積と粒子の面積とは、合
金断面を研磨し、その研磨断面を走査型電子顕微鏡組織
写真を用いて観察することによって算出可能である。こ
の面積は肉眼によって算出することもできるが、下記の
手順で画像処理技術を用いて算出することもできる。具
体的には、 （１） まず、サーメット合金を研磨し、走査型電子顕
微鏡で４８００倍の組織写真を撮る。
金断面を研磨し、その研磨断面を走査型電子顕微鏡組織
写真を用いて観察することによって算出可能である。こ
の面積は肉眼によって算出することもできるが、下記の
手順で画像処理技術を用いて算出することもできる。具
体的には、 （１） まず、サーメット合金を研磨し、走査型電子顕
微鏡で４８００倍の組織写真を撮る。
【００１４】（２） １４μｍ×１７μｍの領域に対し
て粒界を識別後、画像スキャナを用いてコンピュータに
読込む。
て粒界を識別後、画像スキャナを用いてコンピュータに
読込む。
【００１５】（３） 識別された各粒子の黒芯部と周辺
組織との占有する画素数を求め、倍率から１画素数の面
積を求める。そして、黒芯部と周辺組織との面積を求め
る。
組織との占有する画素数を求め、倍率から１画素数の面
積を求める。そして、黒芯部と周辺組織との面積を求め
る。
【００１６】（４） 各粒子の黒芯部と周辺組織との面
積から上記の粒子Ａと粒子Ｂとに分ける。
積から上記の粒子Ａと粒子Ｂとに分ける。
【００１７】（５） 粒子Ａと粒子Ｂとの黒芯部の面積
の分布を求め、それぞれの粒子の黒芯部の平均面積を算
出する。
の分布を求め、それぞれの粒子の黒芯部の平均面積を算
出する。
【００１８】（６） さらに、粒子Ａと粒子Ｂとの占有
する画素数から粒子ＡおよびＢのそれぞれの面積を求
め、硬質相に占めるそれぞれの粒子の割合を求める。
する画素数から粒子ＡおよびＢのそれぞれの面積を求
め、硬質相に占めるそれぞれの粒子の割合を求める。
【００１９】実際の走査型電子顕微鏡による観察では、
硬質相は、図１に示すように、黒芯部１のサイズが大き
い粒子と、黒芯部１のサイズが小さい（周辺組織２が厚
い）粒子とに区別することができる。そして、その４８
００倍の写真の１４μｍ×１７μｍの領域を１０視野画
像解析して硬質相の黒芯部１のサイズが大きい粒子Ａと
黒芯部１のサイズが小さい粒子Ｂとを区別し、それぞれ
の粒子の黒芯面積の分布を求める。これにより、粒子Ａ
および粒子Ｂの黒芯部１の平均面積を算出する。なお、
図２に示した実施の形態では、黒芯部１が存在しない粒
子Ｂもあるが、このような粒子Ｂも、粒子Ｂの黒芯部１
の平均面積を算出する際には考慮に入れる。
硬質相は、図１に示すように、黒芯部１のサイズが大き
い粒子と、黒芯部１のサイズが小さい（周辺組織２が厚
い）粒子とに区別することができる。そして、その４８
００倍の写真の１４μｍ×１７μｍの領域を１０視野画
像解析して硬質相の黒芯部１のサイズが大きい粒子Ａと
黒芯部１のサイズが小さい粒子Ｂとを区別し、それぞれ
の粒子の黒芯面積の分布を求める。これにより、粒子Ａ
および粒子Ｂの黒芯部１の平均面積を算出する。なお、
図２に示した実施の形態では、黒芯部１が存在しない粒
子Ｂもあるが、このような粒子Ｂも、粒子Ｂの黒芯部１
の平均面積を算出する際には考慮に入れる。
【００２０】
【実施例】ＴｉＣＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣをそれぞ
れ７０重量％、１４重量％、８重量％、８重量％の配合
で混合後、Ｎ雰囲気中（１ａｔｍ）で比較的低い温度
（１５５０℃）の熱処理をして固溶体（以下、「固溶体
α」という）を作製した。この固溶体αは黒芯サイズの
大きい粒子Ａを形成するのに役立つことがわかった。
れ７０重量％、１４重量％、８重量％、８重量％の配合
で混合後、Ｎ雰囲気中（１ａｔｍ）で比較的低い温度
（１５５０℃）の熱処理をして固溶体（以下、「固溶体
α」という）を作製した。この固溶体αは黒芯サイズの
大きい粒子Ａを形成するのに役立つことがわかった。
【００２１】また、固溶体αに比べＴｉＣＮおよびＴｉ
Ｃの比率を減らし、さらに、ＷＣを添加して、ＴｉＣ
Ｎ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＷＣをそれぞれ４０重量
％、１０重量％、８重量％、８重量％、３４重量％の配
合で混合後、Ｎ雰囲気中（１ａｔｍ）で１８００℃の熱
処理をして固溶体（以下、「固溶体β」という）を作製
した。固溶体βはＷＣを添加することで周辺組織が厚く
なることがわかり、黒芯サイズの小さい粒子Ｂの形成に
役立つことが判明した。
Ｃの比率を減らし、さらに、ＷＣを添加して、ＴｉＣ
Ｎ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＷＣをそれぞれ４０重量
％、１０重量％、８重量％、８重量％、３４重量％の配
合で混合後、Ｎ雰囲気中（１ａｔｍ）で１８００℃の熱
処理をして固溶体（以下、「固溶体β」という）を作製
した。固溶体βはＷＣを添加することで周辺組織が厚く
なることがわかり、黒芯サイズの小さい粒子Ｂの形成に
役立つことが判明した。
【００２２】以下の表１および表２に示す配合で、上記
２つの固溶体αおよびβと、ＷＣと鉄族金属であるＣｏ
およびＮｉとを湿式混合後、型押し成形した。そして、
１０ -2Ｔｏｒｒの真空中で１２００℃で脱ガス後、窒素
ガス分圧を１〜２００Ｔｏｒｒで１４８０℃で１時間焼
結して、試料ＮＯ．１、４、６〜９および１２〜１７を
作製した。また、同様に、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で１
２００℃で脱ガス後、１〜２００Ｔｏｒｒで１５３０℃
で１時間焼結して試料ＮＯ．２、３、５、１０および１
１を作製した。なお、表１は本発明品、表２は比較例を
示す。
２つの固溶体αおよびβと、ＷＣと鉄族金属であるＣｏ
およびＮｉとを湿式混合後、型押し成形した。そして、
１０ -2Ｔｏｒｒの真空中で１２００℃で脱ガス後、窒素
ガス分圧を１〜２００Ｔｏｒｒで１４８０℃で１時間焼
結して、試料ＮＯ．１、４、６〜９および１２〜１７を
作製した。また、同様に、１０-2Ｔｏｒｒの真空中で１
２００℃で脱ガス後、１〜２００Ｔｏｒｒで１５３０℃
で１時間焼結して試料ＮＯ．２、３、５、１０および１
１を作製した。なお、表１は本発明品、表２は比較例を
示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】上記表１および表２を参照して、固溶体α
／（固溶体α＋固溶体β）と、粒子の面積比であるＡ／
（Ａ＋Ｂ）とが一致しないのは、固溶体の比率が重量比
であるのに対し粒子は面積比であることと、単独に配合
されているＷＣが固溶体αや固溶体βの周辺組織に固溶
し粒子Ｂを形成したり、ＷＣ自身が単独で存在したりも
しくは粒子Ｂに変化するためであると考えられる。
／（固溶体α＋固溶体β）と、粒子の面積比であるＡ／
（Ａ＋Ｂ）とが一致しないのは、固溶体の比率が重量比
であるのに対し粒子は面積比であることと、単独に配合
されているＷＣが固溶体αや固溶体βの周辺組織に固溶
し粒子Ｂを形成したり、ＷＣ自身が単独で存在したりも
しくは粒子Ｂに変化するためであると考えられる。
【００２６】（焼結体の評価）得られた焼結体を平面研
削し、バフ研磨した後に、走査型電子顕微鏡の４８００
倍写真の１０視野を画像解析する。これにより硬質相の
粒子Ａと粒子Ｂとを区別し、それぞれの粒子の黒芯部の
面積分布を求め、粒子Ａの黒芯の平均面積と粒子Ｂの黒
芯の平均面積とを算出した。
削し、バフ研磨した後に、走査型電子顕微鏡の４８００
倍写真の１０視野を画像解析する。これにより硬質相の
粒子Ａと粒子Ｂとを区別し、それぞれの粒子の黒芯部の
面積分布を求め、粒子Ａの黒芯の平均面積と粒子Ｂの黒
芯の平均面積とを算出した。
【００２７】（切削試験）次に、本発明品である試料Ｎ
Ｏ．１〜９および比較例である試料ＮＯ．１０〜１７に
対して、研削およびホーニング加工を施し、以下に示す
一定の条件下で耐摩耗試験および耐欠損性試験を行なっ
た。
Ｏ．１〜９および比較例である試料ＮＯ．１０〜１７に
対して、研削およびホーニング加工を施し、以下に示す
一定の条件下で耐摩耗試験および耐欠損性試験を行なっ
た。
【００２８】（１） 耐摩耗試験 工具形状 ＳＮＭＧ４３２ 被削材 ＳＣＭ４３５（ＨＢ＝２４０）丸棒 切削速度 ２３０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．２５ｍｍ／ｒｅｖ 切込み ２．０ｍｍ 切削油 水溶性 切削時間 １０分 判定 逃げ面摩耗量幅ＶＢ（ｍｍ） （２） 耐欠損性試験 工具形状 ＳＮＭＧ４３２ 被削材 ＳＣＭ４３５（ＨＢ＝２２５）溝付き材 切削速度 ２２０ｍ／ｍｉｎ 送り ０．２２ｍｍ／ｒｅｖ 切込み ２．０ｍｍ 切削油 水溶性 判定 欠損までの衝撃回数（回） 上記の耐摩耗試験および耐欠損性試験の結果を以下の表
３および表４に示す。
３および表４に示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】上記表３および表４を参照して、本発明品
である試料ＮＯ．１〜９は、すべて耐摩耗試験における
摩耗量が０．１５ｍｍ以下になっており、かつ、耐欠損
性試験における欠損するまでの衝撃回数も８０００回以
上になっている。
である試料ＮＯ．１〜９は、すべて耐摩耗試験における
摩耗量が０．１５ｍｍ以下になっており、かつ、耐欠損
性試験における欠損するまでの衝撃回数も８０００回以
上になっている。
【００３２】それに対して、比較例試料ＮＯ．１０およ
び１１は耐欠損性は優れるが耐摩耗性が著しく劣り、ま
た比較例試料ＮＯ．１２および１３は耐摩耗性に優れる
が耐欠損性が著しく劣る。比較例試料ＮＯ．１４は粒子
Ａの比率が大きいため、耐摩耗性は優れるものの耐欠損
性が不十分である。比較例ＮＯ．１５は粒子Ｂの比率を
高くしているため、耐欠損性に優れるものの、耐摩耗性
が劣る。
び１１は耐欠損性は優れるが耐摩耗性が著しく劣り、ま
た比較例試料ＮＯ．１２および１３は耐摩耗性に優れる
が耐欠損性が著しく劣る。比較例試料ＮＯ．１４は粒子
Ａの比率が大きいため、耐摩耗性は優れるものの耐欠損
性が不十分である。比較例ＮＯ．１５は粒子Ｂの比率を
高くしているため、耐欠損性に優れるものの、耐摩耗性
が劣る。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、硬質相に
黒芯部のサイズが大きい粒子Ａと黒芯部のサイズが小さ
い粒子Ｂとを最適な比率で存在させることによって、そ
れぞれの粒子を機能を分担させて耐摩耗性および耐欠損
性を大幅に向上させることができる。その結果、従来欠
損で使用できなかった粗加工の用途でも使用でき、ま
た、使用寿命の長いサーメット切削工具用の炭窒化チタ
ン基合金を提供することができる。
黒芯部のサイズが大きい粒子Ａと黒芯部のサイズが小さ
い粒子Ｂとを最適な比率で存在させることによって、そ
れぞれの粒子を機能を分担させて耐摩耗性および耐欠損
性を大幅に向上させることができる。その結果、従来欠
損で使用できなかった粗加工の用途でも使用でき、ま
た、使用寿命の長いサーメット切削工具用の炭窒化チタ
ン基合金を提供することができる。
【図１】本発明の一実施の形態による炭窒化チタン基合
金の断面を走査型電子顕微鏡で観察した場合の断面構造
図である。
金の断面を走査型電子顕微鏡で観察した場合の断面構造
図である。
【図２】本発明の他の実施の形態による炭窒化チタン基
合金の断面を走査型電子顕微鏡で観察した場合の断面構
造図である。
合金の断面を走査型電子顕微鏡で観察した場合の断面構
造図である。
１：黒芯部 ２：周辺組織
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 勲 北海道空知郡奈井江町字奈井江776番地 北海道住電精密株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｔｉと、Ｔｉ以外の周期律表ＩＶａ、Ｖ
ａおよびＶＩａ族の金属の中から選択される少なくとも
１種の金属との炭化物、窒化物および炭窒化物のうちの
少なくとも１つを含む硬質相が８０重量％以上９５重量
％以下存在し、残部が、ＣｏおよびＮｉを主成分とした
結合相と、不可避不純物とを有する炭窒化チタン基合金
であって、 走査型電子顕微鏡写真で観察した場合に、前記合金中の
前記硬質相の粒子は、芯部に位置する黒色に見える黒芯
部と、前記黒芯部の周辺のグレーに見える周辺組織とを
有し、 前記黒芯部の面積が粒子全体の面積の３０％以上の粒子
を粒子Ａ、前記黒芯部の面積が粒子全体の面積の３０％
未満の粒子を粒子Ｂとした場合、前記粒子Ａの前記黒芯
部の平均面積が０．８μｍ2 以上２．５μｍ2 以下であ
り、前記粒子Ｂの前記黒芯部の平均面積が０．１μｍ2
以上０．７μｍ2 以下の範囲にある、炭窒化チタン基合
金。 - 【請求項２】 前記粒子Ａおよび前記粒子Ｂの面積が、 ０．３≦Ａ／（Ａ＋Ｂ）≦０．８ の割合で存在する、請求項１に記載の炭窒化チタン基合
金。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9107301A JPH10298695A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 炭窒化チタン基合金 |
| US09/060,556 US5939651A (en) | 1997-04-17 | 1998-04-15 | Titanium-based alloy |
| KR1019980013550A KR100266341B1 (ko) | 1997-04-17 | 1998-04-16 | 티탄기 합금 |
| DE69807559T DE69807559T3 (de) | 1997-04-17 | 1998-04-17 | Legierung auf Titanbasis |
| EP98302980A EP0872566B2 (en) | 1997-04-17 | 1998-04-17 | Method for forming a titanium-based alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9107301A JPH10298695A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 炭窒化チタン基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10298695A true JPH10298695A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14455633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9107301A Pending JPH10298695A (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-24 | 炭窒化チタン基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10298695A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005213599A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Kyocera Corp | ＴｉＣＮ基サーメットおよびその製造方法 |
| JP2005272877A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Kyocera Corp | Ｔｉ基サーメットおよびその製造方法並びに切削工具 |
| JP2007231421A (ja) * | 2007-02-23 | 2007-09-13 | Kyocera Corp | ＴｉＣＮ基サーメット |
| JP2009019276A (ja) * | 2008-08-25 | 2009-01-29 | Kyocera Corp | ＴｉＣＮ基サーメット |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP9107301A patent/JPH10298695A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005213599A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Kyocera Corp | ＴｉＣＮ基サーメットおよびその製造方法 |
| JP2005272877A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Kyocera Corp | Ｔｉ基サーメットおよびその製造方法並びに切削工具 |
| JP4703122B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2011-06-15 | 京セラ株式会社 | ＴｉＣＮ基サーメットの製造方法 |
| JP2007231421A (ja) * | 2007-02-23 | 2007-09-13 | Kyocera Corp | ＴｉＣＮ基サーメット |
| JP2009019276A (ja) * | 2008-08-25 | 2009-01-29 | Kyocera Corp | ＴｉＣＮ基サーメット |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040121 |
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