JPS58190874A - 高圧相窒化ホウ素含有焼結体及びその製造方法 - Google Patents
高圧相窒化ホウ素含有焼結体及びその製造方法Info
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- JPS58190874A JPS58190874A JP57071369A JP7136982A JPS58190874A JP S58190874 A JPS58190874 A JP S58190874A JP 57071369 A JP57071369 A JP 57071369A JP 7136982 A JP7136982 A JP 7136982A JP S58190874 A JPS58190874 A JP S58190874A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はウルツ鉱型窒化ホウ素管出発原料とする、換１
′すれば高圧相窒化ホウ素を含有する焼結体およびその
製造に関する。更に詳しくは本発明は高硬度＠ｌ１１＠
の１シ）削にｋｆ適であるウルツ鉱型窒化ホウ素および
又はウルツ鉱型窒化ホウ素から焼結過程において相転換
して生成した立方晶系窒化ホウ素を含有する焼結体およ
びその製造方法に関する。
′すれば高圧相窒化ホウ素を含有する焼結体およびその
製造に関する。更に詳しくは本発明は高硬度＠ｌ１１＠
の１シ）削にｋｆ適であるウルツ鉱型窒化ホウ素および
又はウルツ鉱型窒化ホウ素から焼結過程において相転換
して生成した立方晶系窒化ホウ素を含有する焼結体およ
びその製造方法に関する。
ウルツ鉱型窒化ホウ素−：、Ｉ： ：Ｔ業的には爆薬の
爆発衝撃で合ｈｖさｔｌ、６万分の１秒単位の極めて短
い時間で瞬時に相転換さぜるため、単位結晶子の大きさ
が、数十ｎｍ＠度のものが集ってできた多結晶粉末であ
る。したがってウルツ鉱型窒化ホウ素にはへき開性がな
く、またウルシ鉱型窒化ホウ素（以后ＷＢＮと称する）
のみ、またはＷＢＮに金属およびまたはセラミックを加
えて超高圧下で焼結した焼結体も又欠は難いという優れ
た性質を有している。更にこの結晶粉末ＷＢＮを焼結す
ると立方晶系に相転換する場合もあるが、この場合は静
的超高圧で時間をかけて合成した単結晶立方晶系とは異
り、比較的小粒子であるのでへき開性が発現しにく＼、
その焼Ｓ− 給体も窒化ホウ素がＷＢＮのみである焼結体と同様に欠
は難いという特徴をもっている。
爆発衝撃で合ｈｖさｔｌ、６万分の１秒単位の極めて短
い時間で瞬時に相転換さぜるため、単位結晶子の大きさ
が、数十ｎｍ＠度のものが集ってできた多結晶粉末であ
る。したがってウルツ鉱型窒化ホウ素にはへき開性がな
く、またウルシ鉱型窒化ホウ素（以后ＷＢＮと称する）
のみ、またはＷＢＮに金属およびまたはセラミックを加
えて超高圧下で焼結した焼結体も又欠は難いという優れ
た性質を有している。更にこの結晶粉末ＷＢＮを焼結す
ると立方晶系に相転換する場合もあるが、この場合は静
的超高圧で時間をかけて合成した単結晶立方晶系とは異
り、比較的小粒子であるのでへき開性が発現しにく＼、
その焼Ｓ− 給体も窒化ホウ素がＷＢＮのみである焼結体と同様に欠
は難いという特徴をもっている。
本発明は前述のＷＢＮおよびＷＢＮの焼結過程に生成し
た立方菌糸窒化ホウ素の特徴を利用した切削性能のすぐ
れた強度の大である焼結体およびその製造方法に関する
。
た立方菌糸窒化ホウ素の特徴を利用した切削性能のすぐ
れた強度の大である焼結体およびその製造方法に関する
。
本発明の焼結体は前述せるように多結晶粉末ＷＢＮを主
原料として焼結して生成せしめた焼結体およびその製造
方法であって、焼結体自身はＷＢＮのみ、又は１部又は
全部がＷＢＮより相転換して生成した立方晶系窒化ホウ
素を含んでおり、以后焼結体としてのＷＢＮの記載にお
いては原則としてウルツ鉱型窒化ホウ素のみならず、前
述の焼結によりウルツ鉱型よυ立方晶系に相転換したも
のも含むこととする。
原料として焼結して生成せしめた焼結体およびその製造
方法であって、焼結体自身はＷＢＮのみ、又は１部又は
全部がＷＢＮより相転換して生成した立方晶系窒化ホウ
素を含んでおり、以后焼結体としてのＷＢＮの記載にお
いては原則としてウルツ鉱型窒化ホウ素のみならず、前
述の焼結によりウルツ鉱型よυ立方晶系に相転換したも
のも含むこととする。
ＷＢＮに前述のように金属および／またはセラミックを
添加して焼結した場合、その焼結体の微構造にもよるが
、ＷＢＮの粉末が金属および／またはセラミックの結合
材で焼結されているため、焼結体の強度は金属および／
またはセラミ６− ツクの結合相の強［Ｃに大きく依存すると盲える。
添加して焼結した場合、その焼結体の微構造にもよるが
、ＷＢＮの粉末が金属および／またはセラミックの結合
材で焼結されているため、焼結体の強度は金属および／
またはセラミ６− ツクの結合相の強［Ｃに大きく依存すると盲える。
例えばＷｌ（Ｈの粉末にアルミニウムと理論比に対して
ブタンが過剰な窒化チタンと炭化チタンを添加して焼結
１７た場合、全体に占めるＷＢＮの量が約４０体積チよ
り多い場合にはアルミニウムと窒化チタン及び炭化チタ
ンを結合ａとした場合、ＷＢＮの連続した相が結合相を
包囲し、ＷＢＮの量が４０体積チより少い場合に１１結
合相の連続した相がＷＢＮの独立した相を包囲する。
ブタンが過剰な窒化チタンと炭化チタンを添加して焼結
１７た場合、全体に占めるＷＢＮの量が約４０体積チよ
り多い場合にはアルミニウムと窒化チタン及び炭化チタ
ンを結合ａとした場合、ＷＢＮの連続した相が結合相を
包囲し、ＷＢＮの量が４０体積チより少い場合に１１結
合相の連続した相がＷＢＮの独立した相を包囲する。
結合相が連続］７ている場合には、焼結体全体の強度は
特にき裂が発生した場合のき裂の伝ばし易さの点で、結
合相の強度に大きく依存すると考えられる。すなわち、
（Ｈｌらかの理由により、き裂が発生した場合、そのき
裂は強度の低い結合相の連続した部分を伝ばすると考え
られるからである。また、結合相が連続しない条件でも
、結合相が連続する条件に近い量のＷＢＮを含有する組
成では、部分的に結合相の連続した組織が発生するし、
また、結合相がＷＢＮで分断される場合も、分断するＷ
ＢＮの量が比較的少いためそ−７− の部分の強度が十分でなく、き裂が貫通することがあり
得る。
特にき裂が発生した場合のき裂の伝ばし易さの点で、結
合相の強度に大きく依存すると考えられる。すなわち、
（Ｈｌらかの理由により、き裂が発生した場合、そのき
裂は強度の低い結合相の連続した部分を伝ばすると考え
られるからである。また、結合相が連続しない条件でも
、結合相が連続する条件に近い量のＷＢＮを含有する組
成では、部分的に結合相の連続した組織が発生するし、
また、結合相がＷＢＮで分断される場合も、分断するＷ
ＢＮの量が比較的少いためそ−７− の部分の強度が十分でなく、き裂が貫通することがあり
得る。
ナオＷＢＮノ！度カヌ−フ硬度テ約４５００ｋｗＩＩＪ
。
。
そして結合相の硬度がヌープ硬度で約２０００〜２８０
０Ｋｆ／／ｌＪと認められ、ヌープ硬度は強度に相関す
るものと考えられるので、焼結体に外圧が加えられた場
合の前述の結合相のき裂の伝ばは当然の現象であろう。
０Ｋｆ／／ｌＪと認められ、ヌープ硬度は強度に相関す
るものと考えられるので、焼結体に外圧が加えられた場
合の前述の結合相のき裂の伝ばは当然の現象であろう。
ＷＢＮのみを原料とした焼結体は結合相がないので前述
の結合相にもとづく欠陥は有しないが、焼結には大きな
圧力と高温とを必要とし、又原料ＷＢＮ粉が極めて微細
であるため、その表面に伺着している不純物を完全に除
去することは不可能であり、このため焼結層には、粒と
粒との界面に不純物が存在し、焼結体の強度を低下せし
めている。
の結合相にもとづく欠陥は有しないが、焼結には大きな
圧力と高温とを必要とし、又原料ＷＢＮ粉が極めて微細
であるため、その表面に伺着している不純物を完全に除
去することは不可能であり、このため焼結層には、粒と
粒との界面に不純物が存在し、焼結体の強度を低下せし
めている。
一方金属およびセラミックをＷＢＮ粉に添加して焼結し
た場合、添加物がＷＢＮ粉表面表面純物、とくに酸素を
とり込むため焼結体の強度は向上し、さらに金属を添加
した場合は、金属が溶融又は塑性変形してＷＢＮ粉とＷ
ＢＮ粉との間の細い隙に入や込み、その部分が圧力低下
することを防ぐ効果を発揮して良好な焼結体を生成せし
める条件を与えるため、焼結体の物性が向上するもので
あり、更にセラミックを添加すると、切削時にＷＩＩＮ
による切削効果をセラミックが物理的、化学的に補助す
る効果が発現される。
た場合、添加物がＷＢＮ粉表面表面純物、とくに酸素を
とり込むため焼結体の強度は向上し、さらに金属を添加
した場合は、金属が溶融又は塑性変形してＷＢＮ粉とＷ
ＢＮ粉との間の細い隙に入や込み、その部分が圧力低下
することを防ぐ効果を発揮して良好な焼結体を生成せし
める条件を与えるため、焼結体の物性が向上するもので
あり、更にセラミックを添加すると、切削時にＷＩＩＮ
による切削効果をセラミックが物理的、化学的に補助す
る効果が発現される。
以」二の説明によりＷｒ３Ｎのみの焼結体よりも、ＷＢ
Ｎに金属および／又はセラミックを添加した焼結体が切
削用として実用１的にすぐれていることはあきらかであ
る。
Ｎに金属および／又はセラミックを添加した焼結体が切
削用として実用１的にすぐれていることはあきらかであ
る。
本発明は窒化ホウ素に全域および／又はセラミックを添
加し、焼結して得られた焼結体のうち、とくに添加剤と
して炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンを用いた場
合の焼結体およびその製造法に関する。炭化チタンの添
加は切削性能の向上と々り窒化チタンの添加は靭性を向
上させることにな右。
加し、焼結して得られた焼結体のうち、とくに添加剤と
して炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンを用いた場
合の焼結体およびその製造法に関する。炭化チタンの添
加は切削性能の向上と々り窒化チタンの添加は靭性を向
上させることにな右。
本発明者らはそれぞれの添加量について研究の結果、前
述のチタン化合物の炭素や窒素のチー２− タンに対する量が、化合物を形成する理論量より少い方
が、切削工具用としてすぐれており、とくに炭素や窒素
の量がチタンに対して、理論的に１：１の結合をしてい
る場合の重量を１とした場合、重量比で０．５〜０．９
の範囲で、かつ炭素量と窒素量の重量比が１：４〜４：
１の場合、高品質の焼結体が得られ、前記の数値の範囲
を外れた場合は、前記の特性を充分に発揮することがで
きないことを知った。
述のチタン化合物の炭素や窒素のチー２− タンに対する量が、化合物を形成する理論量より少い方
が、切削工具用としてすぐれており、とくに炭素や窒素
の量がチタンに対して、理論的に１：１の結合をしてい
る場合の重量を１とした場合、重量比で０．５〜０．９
の範囲で、かつ炭素量と窒素量の重量比が１：４〜４：
１の場合、高品質の焼結体が得られ、前記の数値の範囲
を外れた場合は、前記の特性を充分に発揮することがで
きないことを知った。
更に焼結は、焼結がむらなく行われ、又高圧装置に余分
の負担にか＼らぬようにすることが実用的には必要で、
この目的は原料中にアルミニウム粉を少なくとも１体積
チ存在させるにより達成され、かくして最低２ＧＰａの
圧力と、最低１２００℃の温度によシ焼結が可能となっ
た。
の負担にか＼らぬようにすることが実用的には必要で、
この目的は原料中にアルミニウム粉を少なくとも１体積
チ存在させるにより達成され、かくして最低２ＧＰａの
圧力と、最低１２００℃の温度によシ焼結が可能となっ
た。
以上の条件によシ原料ＷＢＮにチタン化合物、アルミニ
ウム粉を添加して焼成して得た焼成体は高品質であるが
実用的にはその強度を増加することが必要であシ、本発
明はこの目的を達成するものである。強度の増加のため
には前記チーノθ− タン化合物のチタンに対する窒素や炭素の比を増加すれ
ばよいが、これは反面前述のチタン化合物の条件外とな
り、焼結体の品質の低下となる。
ウム粉を添加して焼成して得た焼成体は高品質であるが
実用的にはその強度を増加することが必要であシ、本発
明はこの目的を達成するものである。強度の増加のため
には前記チーノθ− タン化合物のチタンに対する窒素や炭素の比を増加すれ
ばよいが、これは反面前述のチタン化合物の条件外とな
り、焼結体の品質の低下となる。
本発明者らは種々研究の結果、原料ＷＢＮ ５〜８０体
積チに、前述の条件のチタン化合物１８〜９３．５％、
アルミニウム粉少なくとも１チに、更に酸化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化
クロム、炭化ノ・フニウム、炭化ジルコニウム、炭化バ
ナジウム、炭化タングステン、炭化ニオブ、窒化マグネ
シウム、窒化ケイ素、窒化クロム、窮化ノλフニウム、
窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化モリブデン、窒
化ニオブ、窒化バナジウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ
化ハフニウム、ホウ化タングステン、ホウ化タンタル、
ホウ化クロム、ホウ化モリブデンのうちからえらばれた
物質で金属元素に対する炭素、窒素、酸素あるいはホウ
素が理論量比で９５チ以上のものを１種類以上で０．５
〜１０体積チ存在させることによｐ１結合相−／／− の強度を飛廁的に向上させた焼結体を得られることを知
った。
積チに、前述の条件のチタン化合物１８〜９３．５％、
アルミニウム粉少なくとも１チに、更に酸化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化
クロム、炭化ノ・フニウム、炭化ジルコニウム、炭化バ
ナジウム、炭化タングステン、炭化ニオブ、窒化マグネ
シウム、窒化ケイ素、窒化クロム、窮化ノλフニウム、
窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化モリブデン、窒
化ニオブ、窒化バナジウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ
化ハフニウム、ホウ化タングステン、ホウ化タンタル、
ホウ化クロム、ホウ化モリブデンのうちからえらばれた
物質で金属元素に対する炭素、窒素、酸素あるいはホウ
素が理論量比で９５チ以上のものを１種類以上で０．５
〜１０体積チ存在させることによｐ１結合相−／／− の強度を飛廁的に向上させた焼結体を得られることを知
った。
この理由は前記物質の存在しない結合相の強度は充分で
はないが、前記物質が結合相に分散されると、前記物質
はいずれも金属と炭素、窒素、酸素あるいはホウ素の比
が理論蓋に近い組成を有するため硬く、結合相全体の強
度を上げる効果を発揮すると考えられる。東に結合相に
於ては焼結中に反応がおきて、チタンとアルミニウムの
金属間化合物が生成するとともに、炭化チタン、窒化チ
タンを別々に添加した場合は炭化チタンと窒化チタンが
共融物を作る。これらはかなり均質に存在するが、前述
の物質はこれらと殆んで反応しないため、結合相中に特
異点として存在し、その結果その部分で微少な応力又は
ゆがみが発生し、結合相の強度を上げるものと考えられ
る。又結合相中をき裂が伝ばする際に、分散された前述
の物質にき裂が衝突すると、そこでき裂の伝ばが停止す
ることも考えられる。前記物質は０．５〜１０体積チ存
在させる必要あるが、更にチタン化合物に対して２〜２
０体積チ存在さぜるととが必要であシ、これらの数１・
を外れた場合り＾１１述の効果を発現しない。
はないが、前記物質が結合相に分散されると、前記物質
はいずれも金属と炭素、窒素、酸素あるいはホウ素の比
が理論蓋に近い組成を有するため硬く、結合相全体の強
度を上げる効果を発揮すると考えられる。東に結合相に
於ては焼結中に反応がおきて、チタンとアルミニウムの
金属間化合物が生成するとともに、炭化チタン、窒化チ
タンを別々に添加した場合は炭化チタンと窒化チタンが
共融物を作る。これらはかなり均質に存在するが、前述
の物質はこれらと殆んで反応しないため、結合相中に特
異点として存在し、その結果その部分で微少な応力又は
ゆがみが発生し、結合相の強度を上げるものと考えられ
る。又結合相中をき裂が伝ばする際に、分散された前述
の物質にき裂が衝突すると、そこでき裂の伝ばが停止す
ることも考えられる。前記物質は０．５〜１０体積チ存
在させる必要あるが、更にチタン化合物に対して２〜２
０体積チ存在さぜるととが必要であシ、これらの数１・
を外れた場合り＾１１述の効果を発現しない。
＾１ｊ述のＷＢＮ 、チタン化合物、アルミニウムおよ
び添加物情を混−＆ Ｌ １２００℃以上、２ＧＰａで
焼結すると、切削性がすぐれ、且つ強歴の大である従来
存在しなかった焼結体を得ることができる。又、ＷＢＮ
の１部又Ｖ、ｌ全部が条件によυ立方晶系チツ化ポウ累
に相転換する。又本発明に於てりチタン化合物のチタン
が歯素や炭素に比して過剰であるため、焼結中に過剰な
チタンがＷＢＮ中のホウ素と反応してＴ（Ｂ２を生成す
る。
び添加物情を混−＆ Ｌ １２００℃以上、２ＧＰａで
焼結すると、切削性がすぐれ、且つ強歴の大である従来
存在しなかった焼結体を得ることができる。又、ＷＢＮ
の１部又Ｖ、ｌ全部が条件によυ立方晶系チツ化ポウ累
に相転換する。又本発明に於てりチタン化合物のチタン
が歯素や炭素に比して過剰であるため、焼結中に過剰な
チタンがＷＢＮ中のホウ素と反応してＴ（Ｂ２を生成す
る。
従って焼結体のＸ線回折中にＴＵＢ２が確認される。
もしＴｊＢ、が飴められない時は焼結が不充分であると
とを示す。史にＡｔの１部が伯累分と反応してＡＩＮを
生成することが騎められる。
とを示す。史にＡｔの１部が伯累分と反応してＡＩＮを
生成することが騎められる。
次に、実施例、比較例をあげて本発明を説明する。
実施例１
それぞれ粒径２μｍ匂下である炭素１′が理論量１３−
に対して７２チである炭化チタン体積体積チ、窒素量が
理論量に対して６５％である密化チタン１０体積チ、炭
素量が理論量に対して９７％である炭化ケイ素１０体積
％、ＷＢＮ３０体積チおよび６２５メツシユ以下のアル
ミニウム粉１０体積チを炭化タングステン製ボールミル
で４８時間混合后、プレスで１．５トンの負荷をかけ、
厚さ２ｍ＋、直径１３１１ＩＩｌφの円板に成形した。
理論量に対して６５％である密化チタン１０体積チ、炭
素量が理論量に対して９７％である炭化ケイ素１０体積
％、ＷＢＮ３０体積チおよび６２５メツシユ以下のアル
ミニウム粉１０体積チを炭化タングステン製ボールミル
で４８時間混合后、プレスで１．５トンの負荷をかけ、
厚さ２ｍ＋、直径１３１１ＩＩｌφの円板に成形した。
この円板を同様に原料を混合、成形して得た直径が同じ
で厚さが５簡の炭化タングステン−コバルト１０％の円
板に重ね、外径１４ｍφ、高さ５．５ ｍ 、内厚０．
５ ｗａｇのチタン製カプセル中に収め、直径１４■φ
、厚さ０．５−のチタン板製の蓋をし、超高圧装置中で
４ ＧＰα（約４万気圧）、１０００℃で２０分間加圧
、加熱し、常温、常圧に５分間かけて戻し、カプセルに
入った焼結体を回収した。焼結体はビッカース硬確認さ
れた。
で厚さが５簡の炭化タングステン−コバルト１０％の円
板に重ね、外径１４ｍφ、高さ５．５ ｍ 、内厚０．
５ ｗａｇのチタン製カプセル中に収め、直径１４■φ
、厚さ０．５−のチタン板製の蓋をし、超高圧装置中で
４ ＧＰα（約４万気圧）、１０００℃で２０分間加圧
、加熱し、常温、常圧に５分間かけて戻し、カプセルに
入った焼結体を回収した。焼結体はビッカース硬確認さ
れた。
焼結体を包むカプセルを炭化ケイ素の砥石で一７グー
研削して除去し、焼結体の外面をダイヤモンド砥石で研
削して窒化ホウ素を含む部分の厚さが１ｆｉ、炭化タン
グステン−コバルトの部分が１．５ｍ＋、直径が１１ｍ
φの円板形に仕上げ、更にダイヤモンドブレードで４分
割して角度が９００の扇形のチップとし、そのうちの１
個を鋼製の柄にロウ付けし、刃先をダイヤモンド砥石で
研削してバイトに１７切削試験に供した。
削して窒化ホウ素を含む部分の厚さが１ｆｉ、炭化タン
グステン−コバルトの部分が１．５ｍ＋、直径が１１ｍ
φの円板形に仕上げ、更にダイヤモンドブレードで４分
割して角度が９００の扇形のチップとし、そのうちの１
個を鋼製の柄にロウ付けし、刃先をダイヤモンド砥石で
研削してバイトに１７切削試験に供した。
切削試験は、ロックウェル硬度ｃスケール６４に調質し
た直径１５０１１ＩＩＩφ、長さ５００ ｍ （Ｄ Ｓ
ＫＤ １１鋼を周速１ｉｏ′ＩＩＶｒｌＬｉｎ ％ 切
り込み０．５ ｍ、送り０．２ｍ／、、、で３０分間連
続して乾式切削することによったが、異常な摩耗や欠け
は認められず、安定した切削が可能で逃げ面摩耗は０．
２８ ｍであった。
た直径１５０１１ＩＩＩφ、長さ５００ ｍ （Ｄ Ｓ
ＫＤ １１鋼を周速１ｉｏ′ＩＩＶｒｌＬｉｎ ％ 切
り込み０．５ ｍ、送り０．２ｍ／、、、で３０分間連
続して乾式切削することによったが、異常な摩耗や欠け
は認められず、安定した切削が可能で逃げ面摩耗は０．
２８ ｍであった。
なお焼結体にふくまれる窒化ホウ素はウルシ鉱型で変化
はなかった。
はなかった。
比較例１
実施例１で焼結した組成で、炭化ケイ素を含まず、他の
組成の比率は同じである焼結体を作った。焼結体のビッ
カース硬度は２９００ＫＶ−で−／、１− 又、Ｘ線回折によ、ＤＴｊＢｔの存在が認められた。
組成の比率は同じである焼結体を作った。焼結体のビッ
カース硬度は２９００ＫＶ−で−／、１− 又、Ｘ線回折によ、ＤＴｊＢｔの存在が認められた。
この焼結体より更に実施例１と同様にバイトを製作した
。実施例１と全く同様に切削試験を実施したところ切削
開始后１分２０秒で刃先が欠損し、切削不能となった。
。実施例１と全く同様に切削試験を実施したところ切削
開始后１分２０秒で刃先が欠損し、切削不能となった。
実施例２
実施例１中の原料中、炭化チタンを５０体積チ、炭化ケ
イ素を３０体積チ、アルミニウム粉を１５体積％、ＷＢ
Ｎを２２体積チに変更し、更に炭化ケイ素の代シに、ホ
ウ素量が理論量で９８％であるホウ化チタン５体積チを
混合し、圧力を５．８ＧＰα、温度を１６００℃とした
以外すべて実施例１と同様にして焼結体を得、更にバイ
トを製作した。焼結体のＸ線回折によシ焼結が完全に行
われたことを確認した。又ビッカース硬度は２６００Ｋ
ｆ／ｊ−？１つた。又、ＡｚＮの生成も確認された。
イ素を３０体積チ、アルミニウム粉を１５体積％、ＷＢ
Ｎを２２体積チに変更し、更に炭化ケイ素の代シに、ホ
ウ素量が理論量で９８％であるホウ化チタン５体積チを
混合し、圧力を５．８ＧＰα、温度を１６００℃とした
以外すべて実施例１と同様にして焼結体を得、更にバイ
トを製作した。焼結体のＸ線回折によシ焼結が完全に行
われたことを確認した。又ビッカース硬度は２６００Ｋ
ｆ／ｊ−？１つた。又、ＡｚＮの生成も確認された。
実施例１と同様に切削試験を行ったところ、５０分間安
定した切削が可能で、逃げ面摩耗は０．２４−であった
。焼結体のＸ線回折試験の結果、ウルツ鉱型窒化ホウ素
と立方晶系窒化ホウ素の特徴ピークがみられた１、 比較例２ 実施例２で焼結した組成でホウ化チタンを含まず他の組
成は同じ比率で含まれる焼結体を実施例１と同じ製造過
程で製造しバイトにした。
定した切削が可能で、逃げ面摩耗は０．２４−であった
。焼結体のＸ線回折試験の結果、ウルツ鉱型窒化ホウ素
と立方晶系窒化ホウ素の特徴ピークがみられた１、 比較例２ 実施例２で焼結した組成でホウ化チタンを含まず他の組
成は同じ比率で含まれる焼結体を実施例１と同じ製造過
程で製造しバイトにした。
焼結体のビッカース硬度は２５００に〜であった。
実施例１と同じ切削試験を実施したところ、切削開始后
５０秒で刃先が欠損し、以后の切削はできなかった。
５０秒で刃先が欠損し、以后の切削はできなかった。
実施例５
実施例１で（ＩＩ！用（７たものでそれぞれ同様の炭化
チタン１５体ｎ４ｓ、ｍ化チタン４５体槓チ、アルミニ
ウム粉１８体積チと酸累細が理論量に対して９９．１％
である酸化アルミニウム２体′ｎ！％、ＷＢＮ２０体積
チ、（粒度はすべて実施例１と同じ）を用い、超高圧装
＃ＩＫおける圧力を２．７ ＧＰα、温度を１４８０℃
としたＶ外すべて実施例１と同様にしＸ線回折により認
められた。
チタン１５体ｎ４ｓ、ｍ化チタン４５体槓チ、アルミニ
ウム粉１８体積チと酸累細が理論量に対して９９．１％
である酸化アルミニウム２体′ｎ！％、ＷＢＮ２０体積
チ、（粒度はすべて実施例１と同じ）を用い、超高圧装
＃ＩＫおける圧力を２．７ ＧＰα、温度を１４８０℃
としたＶ外すべて実施例１と同様にしＸ線回折により認
められた。
１７−
実施例１で行ったのと同様な切削試験を被削材の材質だ
けをＳＫＤ ６１のロックウェル硬度Ｃスケール６０の
ものとして行ったところ、５０分間切削して、欠損や異
常な摩耗は認められず、安定した切削が可能であった。
けをＳＫＤ ６１のロックウェル硬度Ｃスケール６０の
ものとして行ったところ、５０分間切削して、欠損や異
常な摩耗は認められず、安定した切削が可能であった。
なお焼結体にふくまれる窒化ホウ素はウルツ鉱型で変化
はなかった。
はなかった。
比較例５
実施例５で焼結した組成で酸化アルミニウムを含まず、
他の組成は同じ比率で含まれる焼結体を実施例５と同じ
製造過程で製造しバイトにした。焼結体のビッカース硬
度は２４００Ｖ−で、Ｘ線回折によＪＩ ＴｉＢｘを含
むことが誌められた。
他の組成は同じ比率で含まれる焼結体を実施例５と同じ
製造過程で製造しバイトにした。焼結体のビッカース硬
度は２４００Ｖ−で、Ｘ線回折によＪＩ ＴｉＢｘを含
むことが誌められた。
実施例３と同様な切削試験を実施したところ、１１分で
刃先が極度に摩耗し、それに伴って欠損が発生した。
刃先が極度に摩耗し、それに伴って欠損が発生した。
実施例４
実施例２と同様な原料を用い、実施例１の処理条件中、
圧力を５．８ ＧＰα、温度を１６００℃、焼結時間を
５０分とした以外すべて同一で処理して一／ｌ− 焼結体を得た。焼結体のビッカース硬度は２５００Ｖ−
であった。実施例１と同様に焼結体よりバイトを切削し
、同様に切削試験を行った。３０分間安定した切削が可
能で、逃げ面摩耗は０．２４ｍであった。
圧力を５．８ ＧＰα、温度を１６００℃、焼結時間を
５０分とした以外すべて同一で処理して一／ｌ− 焼結体を得た。焼結体のビッカース硬度は２５００Ｖ−
であった。実施例１と同様に焼結体よりバイトを切削し
、同様に切削試験を行った。３０分間安定した切削が可
能で、逃げ面摩耗は０．２４ｍであった。
なお焼結体のＸ線回折試験を行ったところ立方晶系窒化
ホウ素の特徴ピークが紹められ、ウルツ型窒化ホウ累の
特徴ピークは紹められなかった。
ホウ素の特徴ピークが紹められ、ウルツ型窒化ホウ累の
特徴ピークは紹められなかった。
以上詳細に説明したように、本発明はウルツ鉱型窒化ホ
ウ素を生簀な原料とする高硬度焼結体の性質を飛蹄的に
向上させる産業上有用な発明である。
ウ素を生簀な原料とする高硬度焼結体の性質を飛蹄的に
向上させる産業上有用な発明である。
Claims (2)
- （１） ウルシ鉱型窒化ホウ素および又は焼結により
ウルツ鉱型窒化ホウ素よす相転換して生成した立方晶系
窒化ホウ素５〜８０体積チ、チタンに対して炭素および
窒素が、別々に、又は同時に結合している組成物であっ
て、炭素と窒素との重量比が１：４〜４：１、チタンに
対する炭素および窒素の比が、炭化物、窒化物、炭窒化
物を構成する理論量に対して重量比で０．５〜０．９で
ある組成物１８〜９５．５体積チ、酸化アルミニウム、
酸化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化クロ
ム、炭化ハフニウム、炭化ジルコニウム、炭化バナジウ
ム、炭化タングステン、炭化ニオブ、窒化マグネシウム
、窒化ケイ素、窒化クロム、窒化ノ・フ一λ− ニウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化モリブ
デン、窒化ニオブ、窒化バナジウム、ホウ化ジルコニウ
ム、ホウ化ハフニウム、ホウ化タングステン、ホウ化タ
ンタル、ホウ化クロム、ボウ化モリブデンのうちのすく
なくとも１種で、全域元素に対する酸素、炭素、窒素、
ホウ素の１１）が、理論値に対してすくなくとも９５％
であるもの０．５〜１０体＆チ、残部がアルミニウムと
關化アルミニウムよりなり、ぞの合ｌｌ−１１がす＜カ
＜ども１体積チであり、かつＸｌｌｌｉｌ回４ノｒ試験
によりホウ化チタンを検出できる高圧相輩化ポウ素含壱
焼結体。 - （２） ウルツ鉱型窮化ホウ累５〜８０体積チ、チタ
ンに対して炭素および窒素が別々に、又は同時に結合し
ている組成物であって、炭素と窒素との重′縫比が１：
４〜４：１、チタンに対する炭素および窒素の比が、炭
化物、窒化物、炭窒化物を構成する理論量に対して重量
比で０．５〜０．９である組成物１８〜９３．５体積チ
、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭化−３− ケイ累、炭化ホウ素、炭化クロム、炭化ノ・フニウム、
炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化タングステン
、炭化ニオブ、窒化マグネシウム、晋化ケイ素、窒化ク
ロム、窒化−・フニウム、９化ジルコニウム、ｊＪ化メ
タンタル窒化モリブデン、窒化ニオブ、窒化バナジウム
、ホウ化ジルコニウム、ホウ化ノ・フニウム、ホウ化タ
ングステン、ホウ化タンタル、ホウ化クロム、ホウ化モ
リブデンのうちのすくなくとも１ｍで、金属元素に対す
る酸累、炭素、９索、ホウ素の比が、理論値に対してす
くなくとも９５％であるもの０，５〜１０体槓チ、およ
びアルミニウムすくなくとも１体ｍ％とをいずれも粉末
とし７て混合し、この混合粉末を２ＧＰａ以上の圧力と
、１２００℃以上の温度で焼結して高圧相窒化ホウ素含
有焼結体を製造する方法、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57071369A JPS58190874A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 高圧相窒化ホウ素含有焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57071369A JPS58190874A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 高圧相窒化ホウ素含有焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190874A true JPS58190874A (ja) | 1983-11-07 |
| JPS6241192B2 JPS6241192B2 (ja) | 1987-09-01 |
Family
ID=13458512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57071369A Granted JPS58190874A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 高圧相窒化ホウ素含有焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190874A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0189677A2 (en) * | 1984-12-24 | 1986-08-06 | Director of Institute, Itaru Todoroki | Sintered titanium carbo-nitride ceramics |
| JPS63191566A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-09 | Kurasawa Kogaku Kogyo Kk | 研削材 |
| US4952532A (en) * | 1987-10-06 | 1990-08-28 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Sintered body having high corrosion resistance and containing ZRB2 |
| US6562746B2 (en) | 2000-01-25 | 2003-05-13 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Cubic boron nitride-based sintered material and manufacture thereof |
| CN103981384A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-13 | 西北有色金属研究院 | 一种钨-氮化铝-硼化铪复合材料的制备方法 |
| EP1780186B1 (en) * | 2005-10-28 | 2015-12-23 | Sandvik Intellectual Property AB | Cubic boron nitride cutting tool insert with resistance to chipping and edge fracture |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61252485A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 加圧熱処理装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5466910A (en) * | 1977-11-08 | 1979-05-29 | Sumitomo Electric Industries | Sintered body for high hardness tool and method of making same |
| JPS5473810A (en) * | 1977-11-22 | 1979-06-13 | Sumitomo Electric Industries | Sintered body for tool and method of making same |
| JPS5562861A (en) * | 1978-11-06 | 1980-05-12 | Mitsubishi Metal Corp | Sintering material with tenacity and abrasion resistance |
| JPS56130451A (en) * | 1980-03-13 | 1981-10-13 | Daijietsuto Kogyo Kk | Cubic boron nitride sintered body |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP57071369A patent/JPS58190874A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5466910A (en) * | 1977-11-08 | 1979-05-29 | Sumitomo Electric Industries | Sintered body for high hardness tool and method of making same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0189677A2 (en) * | 1984-12-24 | 1986-08-06 | Director of Institute, Itaru Todoroki | Sintered titanium carbo-nitride ceramics |
| EP0189677A3 (en) * | 1984-12-24 | 1987-08-19 | Director of Institute, Itaru Todoroki | Sintered titanium carbo-nitride ceramics |
| US4808557A (en) * | 1984-12-24 | 1989-02-28 | Kyushu Director of Institute, Itaru Todoroki | Sintered titanium carbo-nitride ceramics |
| JPS63191566A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-09 | Kurasawa Kogaku Kogyo Kk | 研削材 |
| JPH05178B2 (ja) * | 1987-01-29 | 1993-01-05 | Kurasawa Optical Ind | |
| US4952532A (en) * | 1987-10-06 | 1990-08-28 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Sintered body having high corrosion resistance and containing ZRB2 |
| US6562746B2 (en) | 2000-01-25 | 2003-05-13 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Cubic boron nitride-based sintered material and manufacture thereof |
| EP1780186B1 (en) * | 2005-10-28 | 2015-12-23 | Sandvik Intellectual Property AB | Cubic boron nitride cutting tool insert with resistance to chipping and edge fracture |
| CN103981384A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-08-13 | 西北有色金属研究院 | 一种钨-氮化铝-硼化铪复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6241192B2 (ja) | 1987-09-01 |
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