JPS5832225B2 - 切削工具用高密度相窒化硼素含有焼結体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にサーメットと呼ばれるセラミック質物質
と金属とからなる工具用焼結体に対し、更に高密度相窒
化硼素を添加し焼結して得られ、従来のサーメットより
更に優れた切削性能を有する切削工具用高密度相窒化硼
素含有焼結体に関するものである。

切削や研削技術の進歩に伴い、高硬度でかつ強靭な切削
または研削材料が要求されてきた。

そのうち、切削材料として超硬合金が一般的に広く用い
られるようになったが、高硬度材料を深い切込みと早い
切削速度で仕上りよく切削するには十分でなく、それを
補なうものとしてセラミック工具が提唱されてきた。

しかしセラミック工具は硬いが脆く、その脆さを補なう
べくセラミックに金属を添加したサーメット工具が開発
されたが、それによっても十分な切削性能は得られなか
った。

また、従来の超硬合金、セラミック及びサーメット工具
より更に高い性能の鋼切削用工具として、立方晶系窒化
硼素（以後ｃＢＮと称する）の焼結体工具が開発された
が、その焼結主原料であるｃＢＮは、５０Ｋｂを超える
高圧と千数百℃の高温で合成するため、通常の高温高圧
装置では１回の製造量が少く、製造上、技術上の困難度
が高く製造コストも高かった。

更にそれを焼結体とする場合にも、高温と高圧を必要と
するので、ｃＢＮ焼結体製造には多大の技術的困難と経
済的負担がかかるものであった。

しかもｃＢＮは一般的に原料である六方晶系窒化硼素（
以後ｂＢＮと称する）を触媒金属中に溶解させ、数分か
ら数十分間高温、高圧下に保って高密度相窒化硼素であ
るｃＢＮを析出させて合成するため、結晶の規則度が高
く、つ一つの粒子が単結晶をなしているので、単結晶体
の特性として結晶の方向によって応力による襞間が発生
し易く、特に衝撃的な応力に弱いという欠点がある。

一方、高密度相窒化硼素の他の一種であるウルツ鉱型窒
化硼素（以下ｗＢＮと称する）は爆薬の爆発圧力によっ
て瞬時にｈＢＮからｗＢＮに相変態を起させて合成され
るため、直径数百オングストロームの微細な結晶が集合
して一つ一つの多結晶粒子を構成し、その各々の多結晶
粒子は直径０．１μｍから数十μｍの大きさのものであ
る。

従ってｗＢＮは単結晶でないため結晶の襞間性はなく、
そのため衝撃的な応力や静的な応力によって破壊され難
いという性質を有している。

本発明は、爆薬の爆発によって発生する衝撃超高圧をｈ
ＢＮに負荷して大量に合成でき、かっ襞間性のないｗＢ
Ｎを、サーメットの組成に小量添加してなり、従来のサ
ーメット工具より性能が飛躍的に向上し、かつｃＢＮ焼
結体工具に勝るとも劣らない高性能工具として用いるこ
とができる高密度相窒化硼素含有焼結体を提供するもの
である。

本発明による高密度相窒化硼素含有焼結体は後記するセ
ラミック質物質の群から選ばれる１種又は２種以上のセ
ラミック質物質４０体積φ以上９５体積φ未満、後記す
る金属０．５体積φ以上２５体積φ以下及びｗＢＮ１体
積φ以上４０体積φ未満からなり、金属とｗＢＮとの含
量が５体積φ以上である混合物を３０〜７０Ｋｂの圧力
と１０００〜２３００℃の温度で焼結して得られ、ｗＢ
ＮのＯ〜９０体積係がｃＢＮに転換しており、金属とｗ
ＢＮまたは金属とｗＢＮとｃＢＮとが結合して網目状組
織を形成し、セラミック質物質をその網目の中に包むも
のである。

ｗＢＮである高密度相窒化硼素または−ｗＢＮおよびｃ
ＢＮからなる高密度相窒化硼素を１体積φ以上４０体積
φ未満含むことによって高硬度の焼入れ鋼材に対し深い
切込みと早い切削速度で良好な仕上りの切削を可能にす
る焼結体工具を得ることができた。

また本発明において使用されるｗＢＮは、従来研磨用と
しても用途の少かった粒子直径が１μｍ以下の微粒を多
く含むことが望ましく、極微粒のｗＢＮを有効に利用で
きることからも好ましいものである。

本発明において用いられ高密度相窒化硼素含有焼結体の
基本的な構成要素となるセラミック質物質は、窒化アル
ミニウム、窒化マグネシウム、窒化珪素、窒化クロム、
窒化モリブデンなどの窒化物；酸化アルミニウム、酸化
チタン、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化イツトリ
ウム、酸化ベリリウム、酸化ジルコニウム、などの酸化
物；硼化チタン、硼化ジルコニウム、硼化ハフニウム、
硼化タングステン、硼化タンタル、硼化クロム、硼化モ
リブデンなどの硼化物；炭化硼素、炭化クロム、炭化珪
素、炭化タングステン、炭化モリブデンなどの炭化物で
ある。

また、本発明に用いられる金属は、セラミック質物質と
ｗＢＮなどの高密度相窒化硼素を結合する働きを示すも
ので、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、マンガンなど
の第１群、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニ
オブ、タンタルなどの第２群およびアルミニウム、マグ
ネシウム、珪素、チタン、ジルコニウム、ハフニウムな
どの第３群に分かれる。

第１群の金属は主としてセラミック質物質相互、高密度
相窒化硼素相互及びセラミック質物質と高密度相窒化硼
素との結合にあずかり、第２群の金属は、前記の結合作
用の他に結合金属の結晶粗大化を防止したり、高温強度
を向上させる作用を有する○また第３群の金属は高密度
相窒化硼素との親和性が強く、高密度相窒化硼素と金属
の濡れを向上させて強固な焼結体を作るのに有効である
。

セラミック質物質の含有量を４０体体積風上９５体積φ
未満と定めたのは、４０体積φ以上で４０体積優に近い
場合に、その上に高密度相窒化硼素を４０体積饅未満で
４０体積φ近く、金属を２５体積φ以下で２５体積φ近
く含んだ焼結体を製造すれば、十分に本発明の高密度相
窒化硼素含有焼結体としての機能が得られ、また上限の
９５体積φ未満で９５体積優に近い場合、残りの５体積
俤以上の部分を高密度相窒化硼素と金属とで構成して十
分に高性能の焼結体切削工具が得られるためで、高密度
相窒化硼素を１体積φ以上４０体積φ未満とするのは、
そのように少い高密度相窒化硼素含量でも優れた焼結体
切削工具が得られるためである。

また金属の含有量を０．５〜２５体積φとするのは、０
．５体積φ未満では、焼結体としての靭性に欠陥があり
、２５体積多を越えると、硬度や耐熱性が劣るためであ
る。

焼結原料としてｗＢＮを添加することによってなる製品
の、鋼を切削する性能が飛躍的に向上する本発明の切削
工具用高密度相窒化硼素含有焼結体は、これまで知られ
ているほとんどのサーメットに比較して性能が向上する
理由は次のような機構によると考えられる。

すでに述べたように、本発明に用いられるｗＢＮ粒子は
、直径が１μｍ以下の微細な粒子を多く含むので、主と
して１μｍ以上の粒子からなるセラミック質物質粒子の
周囲を結合金属とともに囲み、セラミック質物質粒子が
高密度相窒化硼素と金属でできた立体的な網の中に分散
した構造を呈する。

そのような構造をとることにより、本発明による高密度
相窒化硼素含有焼結体は高い硬度と優れた耐摩耗性と耐
衝撃性を発揮する。

すなわち硬度について言えば、硬い順に高密度相窒化硼
素〉セラミック質物質〉金属となり、靭性の高さはその
逆の順となる。

従って靭性の高い金属の中に非常に硬い微粒子の高密度
相窒化硼素が分散し、その網に中程度の靭性と硬度を有
するセラミック質物質の粒子が包み込まれている構造が
複合体構造として、優れた切削性能を示すものと考えら
れる。

高密度相窒化硼素の１μｍを越える粒子はセラミック質
物質と同様に、金属と細かい高密度相窒化硼素でできた
網の中に包み込まれ、セラミック質物質より硬く、時と
して脆いことがあるが、他に高密度相窒化硼素粒子より
多いセラミック質物質粒子が包まれているため、本発明
の効果は損われない。

ただし焼結原料として含有させるｗＢＮ中の１μｍを越
える粒子の量はｗＢＮ全体のうちの５０重量多未満とす
ることが好ましく、５０重量多以上の１μｍを越える直
径を有する粒子が存在すると、前に述べた本発明特有の
金属中に微細な高密度相窒化硼素粒子が分散して構成さ
れた網でセラミック質物質粒子を包んだ構造の有する特
性が多少低下するおそれがある。

それに対し、セラミック質物質粒子は、多くが１μｍ以
上の直径のものが好ましく、１μｍ以下の粒子は最も多
い場合でもセラミック質物質全体の２０重量φ未満とし
た方が好ましい。

セラミック質物質粒子の直径１μｍ以下の微粒子も、高
密度相窒化硼素の直径１μｍ以下の微粒子と同様に金属
中に分散して網を構成し直径１μｍ以上のセラミック質
物質粒子を包み込み、本発明の効果を発揮することがで
きるが、余りその量が多いと本発明の効果を損うおそれ
がある。

更に本発明においては、焼結体に含まれるｗＢＮの一部
を焼結の際にｃＢＮに転換することができる。

本発明による焼結体を製造する圧力と温度は、３０〜７
０Ｋｂ、１０００〜２３００ ’Ｃであるが、この圧力
、温度範囲内の比較的低い圧力、温度領域ではｗＢＮは
変化しないが、圧力と温度が高い領域ではｗＢＮがｃＢ
Ｎに変化する領域がある。

これは、ｗＢＮと共存する他の物質の性質によってその
領域が変り一部には言えないが、たとえば金属のうち、
アルミニウムやマグネシウム、セラミック質均質のうち
、窒化アルミニウムや窒化マグネシウムの含量が混合物
１００体積φ中５体積饅を越えると、ｗＢＮがｃＢＮに
相転換する圧力、温度領域は５３Ｋｂ以上、１２００℃
以上の領域となる。

ｗＢＮをｃＢＮに相転換させることによって、焼結体自
身の硬度は大きく変ることはないが、焼結体構成粒子に
ｃＢＮが加わるため、切削刃面にｃＢＮ結晶の鋭利な角
が露出して脆くなるので、焼結体に良好な切れ味と同時
に靭性を持たせるには、ｗＢＮの全てをｃＢＮに相転換
するのは得策でなく、ｗＢＮのｃＢＮへの転換率は９０
体積多以下に抑えるのがよい。

ここでいうｗＢＮのｃＢＮへの転換率は、焼結体のＸ線
回折線におけるｗＢＮの面間隔（１００）の波形ピーク
値とｃＢＮの面間隔（１１１）の波形ピーク値の比率で
表わす。

本発明を実施する上において、どのようなセラミック質
物質や金属を組合わせてｗＢＮを添加する基本組成を作
るか、ｗＢＮのｃＢＮへの転換率などの程度にするかは
、焼結体の用途、すなわち切削加工に用いる場合であれ
ば、被削材の種類や連続切削、断続切削あるいは乾式切
削、湿式切削ならびに切削速度、切込み量などの切削条
件及びセラミック質物質や金属の性質に応じて組合せを
選択することが好ましい。

たとえばｗＢＮと硼化チタンを組合わせて焼結する場合
は、硼化チタンはｗＢＮとの親和性が優れているので、
第３群の金属を添加せず、第１群と第２群の金属を添加
するだけでよい。

また、炭化タングステンと炭化クロムにコバルトを加え
たサーメット組成物にｗＢＮを添加する場合は、炭化ク
ロムが焼結体の高温特性を改善するので、第３群の金属
を添加する必要があるが、第２群の金属を添加しないで
もよい。

本発明による高密度相窒化硼素含有焼結体の優れた点は
、前に述べた点の他に、焼結体を加工する場合の優れた
被研削性にある。

被研削性とは、焼結体を加工する場合、所要の形状に成
形するには砥石、多くはダイヤモンド砥石によって成形
するが、その場合の研削され易さをいう。

本発明による高密度相窒化硼素含有焼結体の場合、同組
成の焼結体でｗＢＮを全＜ｃＢＨに置き換えたものより
ビッカース硬度が３００ ’ｑ ／ＩＩＩＩＥ２〜５０
０ゆ／１ｌＩ２低く、それでいて切削性能は同組成でｗ
ＢＮをｃＢＮに置き換えた焼結体と同等以上である。

そのため焼結体を砥石、多くはダイヤモンド砥石で研削
する場合、本発明の切削工具用高密度相窒化硼素含有焼
結体は研削が容易で砥石の損耗も少いという優れた性質
を発揮する。

これは微細なｗＢＮ多結晶体がより硬度の高いダイヤモ
ンド単結晶体によって加工される場合、比較的容易に除
去され、かつダイヤモンド結晶を痛めることが少いため
である。

これに対しｗＢＮの代りにｃＢＮを含む焼結体の場合、
ダイヤモンドより硬度は低くても、単結晶体で剛性が高
いためダイヤモンド結晶を痛めやすく、従って研削がｗ
ＢＮを含む焼結体より困難で砥石の損耗も激しい。

本発明の切削工具用高密度相窒化硼素含有焼結体を製造
するにあたって使用する高温高圧装置は所要の圧力と温
度を発生できればどのようなものでもよいが、たとえば
第１図に示すようなベルト型高温高圧装置が用いられる
。

第１図は本発明による高密度相窒化硼素含有焼結体の製
造に使用した高温高圧装置の断面図で、１は超硬合金製
のアルビルコア、２及び３は強靭鋼又は型鋼製のアンビ
ルスリーブ及びアンビルケース、４は超硬合金製のシリ
ンダーコア、５及び６は強靭鋼又は型鋼製のシリンダー
スリーブ及びシリンダーケース、７はパイロフィライト
製ガスケット、８は試料アセンブリーである。

第２図は第１図の試料アセンブリー８の拡大断面図で、
９はパイロフィライト製の通電項充填体、１０はステン
レス鋼製の通電環、１１はモリブデン板製の導電板、１
２は黒鉛製の円筒形ヒーター、１３はモリブデンカプセ
ル１４に収めた焼結試料、１５はｈＢＮからなる圧力伝
達部材、１６はパイロフィライト製スリーブである。

次に本発明を実施例によって説明する。

実施例 １ 第１図に示すシリンダー内径４９ｍ１のベルト型高温高
圧装置で、高密度相窒化硼素含有焼結体を製造した。

ｗＢＮ３６体積宏炭化タングステン３０体積饅、窒化ア
ルミニウム２８体積宏ニッケル２．３体積宏アルミニウ
ム２．４体積係、モリブデン１．３体積饅を超硬合金製
ボールミルで２０時間混合した○ｗＢＮは直径０．５μ
ｍ以下の粒子が５３重量饅、０．５μｍ＝１μｍの粒子
が３２重量多、１μｍ〜２μｍの粒子が１２重量％、２
μｍ〜４μｍの粒子が２．５重量宏 ４μｍ〜８μｍの
粒子が０．５重量多の分布のもの、炭化タングステンは
平均粒子直径が２．３μｍで１μｍ以下の粒子の重量と
８μｍ以上の粒子の重量がともに１φ以下のもので理論
炭素量が９４係のもの、窒化アルミニウムは平均粒子直
径が３μｍ以下で１μｍ以下の粒子と８μｍ以上の粒子
の重量がともに１φ以下のもので理論窒素量が９１φの
ものを使用した。

混合した試料を直径１２桶φ、高さ４朋、肉厚０．５間
のモリブデンカプセルに充填封入して、カプセルを第２
図に示すような試料アセンブリー８内に収めてから第１
図に示すベルト型高温高圧装置のシリンダーに入れ、上
下のアンビルにより加圧し、通電することにより加熱し
て５２Ｋｂ１４００℃の圧力一温度条件下で１５分間保
持し、電流を切って急冷してから５分間かけて徐々に常
圧に戻してから回収した。

モリブデンカプセルの片側の端面を炭化珪素砥石で研削
し、焼結体の端面を露出して、更にダイヤモンド砥石で
焼結体表面を研磨して硬度試験に供した。

その結果焼結体の硬度はビッカース硬度（荷重１ｋｇ）
２５３０ｋｇ／朋２であった。

またＸ線回折試験の結果、ｗＢＮはｃＢＮに相転換せず
、ｗＢＨのままであった０更に焼結体を十文字に切断し
、扇状の一片を鋼製の柄の先端に固定して切削試験に供
した。

被切削材は５ＫＤ６１鋼をロックウェルＣスケール５８
に調質したものとし、周速９０ ｍ／ｍｉｎ、切り込み
０．５朋、送り０．１ｇｇ／ｒｅＶで乾式切削により旋
削した。

その結果２０分間の切削で焼結体のフランク摩耗は０．
１８ｍｍで十分実用性が認められた０また、バイトにす
る場合、バイトの刃先は８００メツシユのダイヤモンド
砥石でＱ、 ８ｍｍの半径に研削したが、ダイヤモンド
砥石はほとんど損耗していなかった。

実施例 ２ ｗＢＮ２０体積饅、炭化タングステン６４体積饅、コバ
ル目４体積宏アルミニウム２体積多、を実施例１と同様
の方法で均一に混合した○ｗＢＨの粒度分布は実施例１
のものと同様であり、炭化タングステンは平均粒子直径
が２．４μｍで１μｍ以下の粒子の重量と８μｍ以上の
粒子の重量はともは１多以下であった。

混合した試料を実施例１と同様にしてモリブデンカプセ
ルに充填し、実施例１と同様の方法で焼結した。

その結果得られた焼結体中のｗＢＮは全てｗＢＮのまま
であり、ビッカース硬度は２２３０ｋｇ／ｍｍ２で、実
施例１と同様の切削試験を行ったところ、２０分間の切
削試験の結果、フランク摩耗は０．２２ｍｍで十分に実
用性が認められた。

また、バイト化する場合に使用したダイヤモンド砥石の
損耗はほとんど認められなかった。

実施例 ３ ｗＢＮ１０体積饅、体積子タン８０体積宏ニッケル８体
積φ、モリブ体積歪体積饅を実施例１と同様の方法で混
合し、焼結した。

使用した硼化チタンの平均粒子直径は５．２μｍで、１
μｍ以下の粒子と１０μｍ以上の粒子の重量はともに１
多以下であった。

また、焼結の際の圧力と温度は５５Ｋｂと１３７０°Ｃ
とした。

得られた焼結体は、ビッカース硬度２４８０ｋｇ／ｉｓ
２でｗＢＮは全てｗＢＮのままであった。

焼結体を実施例１の方法と同様の方法で切削試験に供し
た。

その際、被切削材として５ＵＴ−２鋼を用いた。

その結果、２０分間の切削で、フランク摩耗は０．２０
ｍｍであった。

バイトに加工する際のダイヤモンド砥石の損耗は、通常
の超硬合金を加工する場合とほぼ同程度であった。

実施例 ４ ｗＢＮ１０体積幅、窒化アルミニウム５体積多、炭化タ
ングステン６０体積係、炭化クロム１５体積宏 コバ用
１８体積宏アルミニウム２ 体積％を実施例１の方法と
同様の方法で混合し焼結した０ただし、圧力、温度条件
は５７Ｋｂ、１５７０’Ｃとし、使用したｗＢＮと炭化
タングステンの粒度は実施例２に用いたものと同様のも
のとし、炭化クロムの粒度は炭化タングステンの粒度と
ほぼ同様であった。

また窒化アルミニウムの平均粒子直径は９．２μｍであ
った。

得られた焼結体はビッカース硬度２５８０ｋｇ／朋２で
、Ｘ線回折試験の結果、ｗＢＮの一部はｃＢＮに相転換
しており、ｗＢＮの（１００）面の波形ピーク値とｃＢ
Ｈの（１１１）面の波形ピーク値の比率はほぼ１：１で
、転換率は約５０φであった０実施例１の方法と同様の
方法で被切削材だけを５ＫＤＩＩ鋼をロックウェルＣス
ケール５８に調質したものに変更して切削試験を行った
ところ、２０分間の切削によるフランク摩耗は０．２１
１１１１であった。

またバイト化する場合に使用したダイヤモンド砥石の損
耗は、実施例３の場合と同様であった。

実施例 ５ ｗＢＮ５体積多体積化アルミニウム３０体積饅、炭化タ
ングステン４５体積饅、炭化モリ１フフ１１体積多、コ
バ用１９体積φを実施例１の方法と同様の方法で混合し
、焼結した。

ただし焼結圧力と温度は、５０Ｋｂ、１４００℃とした
。

またｗＢＮと炭化タングステンの粒度は実施例２のもの
と同様のものとし、炭化モリブデンは平均粒子直径が３
．４μｍ１酸化アルミニウムは平均粒子直径が４．２μ
ｍで、ともに１μｍ以下の粒子と１０μｍ以上の粒子の
重量が１％以下のものを用いた。

得られた焼結体のビッカース硬度は２３００ｋｇ／１１
１！２で、焼結体に含まれるｗＢＮは全てｗＢＮのまま
であった。

実施例１と同様の方法と被切削材で切削試験を実施した
ところ、２０分後のフランク摩耗は０．２８順で十分実
用性が認められた。

またバイト加工する際のダイヤモンド砥石の損耗は実施
例３の場合と同様であった。

実施例 ６ ｗＢＮ２ＢＮ２体積化タングステン９２体積係、コバ用
体積体積宏アルミニウム２体積多を実施例１の方法と同
様の方法で混合し焼結した。

ただし、焼結圧力と温度は６５Ｋｂ、１５７０℃とした
。

また使用したＷＢＮと炭化タングステンの粒度は、実施
例２に使用したものと同様のものとした０得られた焼結
体は、ビッカース硬度１９８０ｋｇ／關２で、Ｘ線回折
試験の結果、ｗＢＮの（１００）面とｃＢＮの（１１１
）面の波形ピーク値の比は３ニアで転換率は７０％であ
った。

実施例１の方法と同様の方法で同じ被切削材で切削試験
を行ったところ、２０分後のフランク摩耗は０．２６ｍ
ｍで、十分な実用性が認められ、バイト加工する場合の
ダイヤモンド砥石の損耗は、実施例３の場合と同様であ
った。

上記実施例１〜６で得られた焼結体の顕微鏡検査を行っ
たところ、全ての焼結体で、セラミック質物質がｗＢＮ
と金属によって構成された網の中に分散していた。

第３図は実施例１によって得られた焼結体の２０００倍
の顕微鏡写真で、白く見えるのが炭化タングステンと窒
化アルミニウムの粒子、黒く見えるのが金属とｗＢＮで
ある。

実施例 ７〜１３ 次の表１に示す原料組成および表２に示す製造条件で焼
結し、それぞれの焼結体を得た。

原料として用いたＷＢＮの粒度分布は実施例１と同様の
ものを、又それぞれのセラミック質物質の平均粒径は１
μｍ〜１０μｍの間にあるもので、かつ１μｍ以下の粒
子と１０μｍ以上の粒子の割合が１重量φ以下であるも
のをそれぞれ用いた。

得られたそれぞれの焼結体のビッカース硬度および高密
度相ＢＮのＷＢＮとＣＢＮとの割合を表２に示す０また
それぞれの切削試験結果についても表２に示す。

なお、得られたそれぞれの焼結体の顕微鏡検査を行なっ
たところ、全ての焼結体で、セラミック質物質が高密度
相ＢＮと金属によって構成された網の中に分散していた
。

次にｗＢＮの代りにｃＢＮを用いて作った焼結体の比較
例について説明する。

比較例 １ 実施例１と同様の方法と組成で焼結体を作った。

ただし、実施例１で使用したｗＢＨの代りに平均粒子直
径３μｍのｃＢＮを用いた。

得られた焼結体はビッカース硬度３０６０ ｋｇ／ｖｒ
４で、実施例１の方法と同様の方法で切削試験を行った
ところ、２０分間の切削でフランク摩耗は０、２０ ｍ
Ｎであった。

ただし、バイト化する際にダイヤモンド砥石で研削した
が、研削後にダイヤモンド砥石を実体顕微鏡で調べたと
ころ、多くのダイヤモンド粒子の脱落が認められた。

比較例 ２ 実施例２と同様の組成と焼結方法で、ｗＢＮの代りに比
較例１におけると同じｃＢＮを用いて焼結体を作った。

得られた焼結体はビッカース硬度２７２０ｋｇ／ｍｉで
、実施例１の方法と同様の方法で切削試験を行ったとこ
ろ、２０分後のフランク摩耗は０．２３ｍ１ｃであった
。

ただし、バイト化する際のダイヤモンド砥石の損耗は比
較例１の場合と同様であった。

比較例 ３ 実施例６と同様の組成と焼結方法で、ｗＢＮの代りに比
較例１に用いたものと同じ粒度のｃＢＮを用いて焼結体
を作った。

得られた焼結体はビッカース硬度２１８０ ｋｇ／ｉｊ
で、実施例１の方法で切削試験を行ったところ、２０分
後のフランク摩耗は０．３２１１１であった。

バイトに加工した後に、研削に使用したダイヤモンド砥
石を実体顕微鏡で検査したところ、比較例１及び２の場
合よりは少いが、実施例６の場合を上まわるダイヤモン
ド粒子の脱落が認められた。

以上の全ての比較例を通して、焼結体の顕微鏡組織は、
セラミック質物質と金属によって構成される連続した結
合相中に、ｃＢＮが分散している状況を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いたベルト型高温高圧装置の断面図
、第２図は第１図の試料アセンブリーの拡大断面図、第
３図は実施例１の高密度相窒化硼素含有焼結体組織の２
０００倍顕微鏡写真である。 １：アンビルコア、２：アンビルス’Ｊ−７，３：アン
ビルケ・−ス ４ニジリンダ−コア、５ニジリンダ−ス
リ・−ブ、６：シリンダーケ・−ス、７：ガスゲット、
８：試料アセンブリー ９二通電環充填体、１０：通電
環、１１：導電板、１２：円筒形ヒーター １３：焼結
試料、１４：モリブデンカプセル １５：圧力伝達部材
、１６：スリ・−ブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の（イ）窒化物、（ロ）酸化物、←→硼化物及
   びに）炭化物よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
   のセラミック質物質４０体積φ以上９５体積係未満、下
   記の（ホ）金属から選ばれる１種又は２種以上の金属０
   ．５体積φ以上２５体積φ以下及び高密度相窒化硼素１
   体積φ以上４０体積φ未満からなりかつ前記の金属と前
   記の高密度相窒化硼素との含量が５体積φ以上からなる
   焼結体であって、前記の高密度相窒化硼素はウルツ鉱型
   窒化硼素からなるものであり、前記の金属と高密度相窒
   化硼素とが網目、構造をなしてセラミック質物質を囲ん
   でいることを特徴とする切削工具用高密度相窒化硼素含
   有焼結体。 （イ）窒化物：窒化アルミニウム、窒化マグネシウム、
   窒化珪素、窒化クロム、窒化モリブデン（ロ）酸化物二
   酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸
   化クロム、酸化イツトリウム、酸化ベリリウム、酸化ジ
   ルコニウム （ハ）硼化物：硼化チタン、硼化ジルコニウム、硼化ハ
   フニウム、硼化タングステン、硼化タンタル、硼化クロ
   ム、硼化モリブデン に）炭化物：炭化硼素、炭化クロム、炭化珪素、炭化タ
   ングステン、炭化モリブデン （、ｌ−＋金属：ニッケル、コバルト、クロム、鉄、マ
   ンガン、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオ
   ブ、タンクル、アルミニウム、マグネシウム、珪素、チ
   タン、ジルコニウム、ハフニウム。 ２ 下記の（イ）窒化物、（ロ）酸化物、（／→硼化物
   及びに）炭化物よりなる群から選ばれる１種又は２種以
   上のセラミック質物質４０体積係以上９５体積多未満、
   下記の（羽金属から選ばれる１種又は２種以上の金属０
   ．５体積係以上２５体積φ以下及び高密度相窒化硼素１
   体積φ以上４０体積φ未満からなりかつ前記の金属と前
   記の高密度相窒化硼素との含量が５体積φ以上からなる
   焼結体であって、前記の高密度相窒化硼素は１０〜９５
   体積饅のウルツ鉱型窒化硼素と９０〜５体積φの立方晶
   系窒化硼素とからなるものであり、前記の金属と高密度
   相窒化硼素とが網目構造をなしてセラミック質物質を囲
   んでいることを特徴とする切削工具用高密度相窒化硼素
   含有焼結体。 （イ）窒化物：窒化アルミニウム、窒化マグネシウム、
   窒化珪素、窒化クロム、窒化モリブデン（ロ）酸化物二
   酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸
   化クロム、酸化イツトリウム、酸化ベリリウム、酸化ジ
   ルコニウム （ハ）硼化物：硼化チタン、硼化ジルコニウム、硼化ハ
   フニウム、硼化タングステン、硼化タンタル、硼化クロ
   ム、硼化モリブデン に）炭化物：炭化硼素、炭化クロム、炭化珪素、炭化タ
   ングステン、炭化モリブデン （ｎ 金属：ニッケル、コバルト、クロム、鉄、マン
   ガン、モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ
   、タンタル、アルミニウム マグネシウム、珪素、チタ
   ン、ジルコニウム ハフニウム。