JPS5852552B2 - 切削工具用強靭サ−メット - Google Patents
切削工具用強靭サ−メットInfo
- Publication number
- JPS5852552B2 JPS5852552B2 JP10314477A JP10314477A JPS5852552B2 JP S5852552 B2 JPS5852552 B2 JP S5852552B2 JP 10314477 A JP10314477 A JP 10314477A JP 10314477 A JP10314477 A JP 10314477A JP S5852552 B2 JPS5852552 B2 JP S5852552B2
- Authority
- JP
- Japan
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- titanium
- dispersed phase
- phase forming
- cermet
- forming component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特に切削工具として用いた場合にすぐれた
切削特性を示す強靭サーメットに関するものである。
切削特性を示す強靭サーメットに関するものである。
一般に、高速切削に際しては、刃先には高い応力がかか
ると共に、高い摩擦熱が発生することから、前記刃先は
高温にさらされることになり、この結果前記刃先には軟
化変形や溶着チンピング現象が発生していた。
ると共に、高い摩擦熱が発生することから、前記刃先は
高温にさらされることになり、この結果前記刃先には軟
化変形や溶着チンピング現象が発生していた。
従来、このような苛酷な条件下で使用される高速切削工
具用材料としては、結合相形成成分として鉄族金属のう
ちの１積重たは２種以上；４〜３０重量係を含有し、残
りが分散相形成成分としての炭化チタン（以下ＴｉＣで
示す）１．窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）、および炭
窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示す）のうちの１種渣たは
２種以上（これらを総称して炭・窒化チタンという）か
らなる組成を有するサーメットが知られている。
具用材料としては、結合相形成成分として鉄族金属のう
ちの１積重たは２種以上；４〜３０重量係を含有し、残
りが分散相形成成分としての炭化チタン（以下ＴｉＣで
示す）１．窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）、および炭
窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示す）のうちの１種渣たは
２種以上（これらを総称して炭・窒化チタンという）か
らなる組成を有するサーメットが知られている。
これら炭・窒化チタン分散型サーメットのうちでＴｉＮ
訃よびＴ ｉ ＣＮ５＋散型サーメツトは、Ｔｉｃ分散
型サーメットに比して、窒素含有によって被剛材との親
知性が低くなることから摩擦熱の発生量が比較的低く、
したがって刃先の軟化防止や溶着チンピング現象の減少
がはかれたものになっている。
訃よびＴ ｉ ＣＮ５＋散型サーメツトは、Ｔｉｃ分散
型サーメットに比して、窒素含有によって被剛材との親
知性が低くなることから摩擦熱の発生量が比較的低く、
したがって刃先の軟化防止や溶着チンピング現象の減少
がはかれたものになっている。
しかしながら、いずれのサーメットにおいても、前記分
散相の金属結合相とのぬれ性釦よぴ位成長〉 に関しては炭化タングステン（以下ＷＯで示す）基壇硬
合金のそれには及ばず、したがって用途的に制限を受け
るのが実情である。
散相の金属結合相とのぬれ性釦よぴ位成長〉 に関しては炭化タングステン（以下ＷＯで示す）基壇硬
合金のそれには及ばず、したがって用途的に制限を受け
るのが実情である。
本発明者等は、上述のような観点から、分散相の金属結
合相とのぬれ性を改善すると共に、粒成長を抑制するこ
とによってすぐれた靭性を確保し、この結果としてすぐ
れた切削特性をもった炭・窒化チタン分散型サーメット
を得べく研究を行った結果、 伍）第２分散相形成成分として炭酸化チタン（以下Ｔｉ
Ｃ０で示す）、窒酸化チタン（以下ＴｉＮ０で示す）、
および炭窒酸化チタン（以下 ＴｉＣＮ０で示す）のうちの１種または２種以上（以下
これらを総称して炭・窒酸化チタンという）を、炭・窒
化チタン分散型サーメットに添加含有させると、焼結時
において主体分散相としての炭・窒化チタン粒子が球状
化すると共に著しい粒成長抑制効果が現われ、その結果
として前記炭・窒化チタ／７５非常に微細化すると共に
均一化してサーメットの靭性が向上し、このようなサー
メットを切削工具用材料として使用した場合には、切削
時における刃先と被削材との摩擦係数が低下するから、
摩擦熱の発生が低下し、耐塑性変形性が向上するように
なること。
合相とのぬれ性を改善すると共に、粒成長を抑制するこ
とによってすぐれた靭性を確保し、この結果としてすぐ
れた切削特性をもった炭・窒化チタン分散型サーメット
を得べく研究を行った結果、 伍）第２分散相形成成分として炭酸化チタン（以下Ｔｉ
Ｃ０で示す）、窒酸化チタン（以下ＴｉＮ０で示す）、
および炭窒酸化チタン（以下 ＴｉＣＮ０で示す）のうちの１種または２種以上（以下
これらを総称して炭・窒酸化チタンという）を、炭・窒
化チタン分散型サーメットに添加含有させると、焼結時
において主体分散相としての炭・窒化チタン粒子が球状
化すると共に著しい粒成長抑制効果が現われ、その結果
として前記炭・窒化チタ／７５非常に微細化すると共に
均一化してサーメットの靭性が向上し、このようなサー
メットを切削工具用材料として使用した場合には、切削
時における刃先と被削材との摩擦係数が低下するから、
摩擦熱の発生が低下し、耐塑性変形性が向上するように
なること。
（ｂ） 第３分散相形成成分として窒化アルミニウム（
以下ＡｔＮで示す）を、炭・窒化チタン分散型サーメッ
トに添加含有させると、分散相の金属結合相とのぬれ性
が一段と向上するようになってサーメットの靭性が著し
く向上、さらにＡｔＮ のうちのＡｔの一部が結合相中
に固溶して結合相を固溶強化し、特に結合相中にＮｉを
含有する場合には微細なγ′粒子、すなわち（Ｎｉｓ（
Ａｔ）Ｔｉ）粒子が結合相中に析出してサーメットの高
温強度を著しく向上させ、切削工具の耐摩耗性が向上す
るようになること。
以下ＡｔＮで示す）を、炭・窒化チタン分散型サーメッ
トに添加含有させると、分散相の金属結合相とのぬれ性
が一段と向上するようになってサーメットの靭性が著し
く向上、さらにＡｔＮ のうちのＡｔの一部が結合相中
に固溶して結合相を固溶強化し、特に結合相中にＮｉを
含有する場合には微細なγ′粒子、すなわち（Ｎｉｓ（
Ａｔ）Ｔｉ）粒子が結合相中に析出してサーメットの高
温強度を著しく向上させ、切削工具の耐摩耗性が向上す
るようになること。
（ｃ） 分散相形成成分として炭・窒化チタンおよび
炭・窒酸化チタン、さらにＡｔＮを含有する上記サーメ
ットに、Ｔｉを除く周期律表の４ａ。
炭・窒酸化チタン、さらにＡｔＮを含有する上記サーメ
ットに、Ｔｉを除く周期律表の４ａ。
５ａおよび６ａ族金属の炭化物（以下、それぞれＺｒＣ
ｔ ＨｆＣｓ ＶＣｔ ＴａＣ，ＮｂＣｔ Ｃｒ３Ｃ２
。
ｔ ＨｆＣｓ ＶＣｔ ＴａＣ，ＮｂＣｔ Ｃｒ３Ｃ２
。
Ｍｏ２Ｃ，によびＷＣで示す）、同じ＜Ｔｉを除く周期
律表の４ａおよび５ａ族金属の窒化物（以下、それぞれ
Ｚ ｒＮｔ Ｈｆ Ｎ 、 ＶＮ、 Ｔ ａＮ、および
ＮｂＮで示す）、並びにＣｒ１Ｍ０１およびＷのうちの
１種または２種以上（これらを総称して靭性向上成分と
いう）を添加含有させると、分散相の結合相とのぬれ性
が向上し、この結果サーメットの耐摩耗性を低下させる
ことなく、一段と靭性を向上させることができるｒうに
なり、特にＷ１Ｍ□ 、ｈよびこれらの炭化物を含有さ
せた場合には分散相の金属結合相とのぬれ性の向上が著
しいこと。
律表の４ａおよび５ａ族金属の窒化物（以下、それぞれ
Ｚ ｒＮｔ Ｈｆ Ｎ 、 ＶＮ、 Ｔ ａＮ、および
ＮｂＮで示す）、並びにＣｒ１Ｍ０１およびＷのうちの
１種または２種以上（これらを総称して靭性向上成分と
いう）を添加含有させると、分散相の結合相とのぬれ性
が向上し、この結果サーメットの耐摩耗性を低下させる
ことなく、一段と靭性を向上させることができるｒうに
なり、特にＷ１Ｍ□ 、ｈよびこれらの炭化物を含有さ
せた場合には分散相の金属結合相とのぬれ性の向上が著
しいこと。
上記（ａ）”−（ｃ）に示される知見を得たのである。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいてなされ
たものであって、重量係で、 結合相形成成分としての鉄族金属のうちの１種または２
種以上：４〜３０係、 分散相形成成分としての炭・窒酸化チタン：１〜２０係
、 分散相形成成分としてＡα ；０．１〜５係、を含有し
、さらに必要に応じて、 同じく分散相形成成分としての靭性向上成分：１〜３８
多、 を含有し、残りが炭・窒化チタンと不可避不純物からな
る組成を有する切削工具用強靭サーメットに特徴を有す
るものである。
たものであって、重量係で、 結合相形成成分としての鉄族金属のうちの１種または２
種以上：４〜３０係、 分散相形成成分としての炭・窒酸化チタン：１〜２０係
、 分散相形成成分としてＡα ；０．１〜５係、を含有し
、さらに必要に応じて、 同じく分散相形成成分としての靭性向上成分：１〜３８
多、 を含有し、残りが炭・窒化チタンと不可避不純物からな
る組成を有する切削工具用強靭サーメットに特徴を有す
るものである。
つぎに、この発明の強靭サーメットにおいて、成分組成
範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。
範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） 鉄族金属
これらの成分の含有量が４％未満では、分散相の含有量
が相対的に多くなりすぎてサーメット中にボア（小孔）
が残存するようになって、靭性が低下し、一方３０係を
越えて含有させると、逆に分散相の含有量が少くなりす
ぎ、所望の耐摩耗性を確保することができなくなること
から、その含有量を４〜３０係と定めた。
が相対的に多くなりすぎてサーメット中にボア（小孔）
が残存するようになって、靭性が低下し、一方３０係を
越えて含有させると、逆に分散相の含有量が少くなりす
ぎ、所望の耐摩耗性を確保することができなくなること
から、その含有量を４〜３０係と定めた。
（ｂ）炭・窒酸化チタン
これらの成分には、上記の通り炭・窒化チタン粒子を球
状化し、かつその粒成長を抑制して、サーメットの靭性
を向上せしめる作用があるが、その含有量が１％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方２０％を越え
て含有させると、分散相の結合相とのぬれ性が著しく低
下するようになって、サーメット中に多くのボアが形成
されるようになり、この結果としてサーメットの靭性が
低下するようになることから、その含有量を１〜２０係
と定めた。
状化し、かつその粒成長を抑制して、サーメットの靭性
を向上せしめる作用があるが、その含有量が１％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方２０％を越え
て含有させると、分散相の結合相とのぬれ性が著しく低
下するようになって、サーメット中に多くのボアが形成
されるようになり、この結果としてサーメットの靭性が
低下するようになることから、その含有量を１〜２０係
と定めた。
（ｃ）ＡｔＮ
Ａ、ｔＮ成分には、上記の通りサーメットの靭性および
高温強度を向上せしめる作用があるが、その含有量が０
．１ ％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方５係を越えて含有させると、分散相の結合相に対する
ぬれ性に劣化傾向が現われ、靭性が低下するようになる
ことから、その含有量を０．１〜５優と定めた。
高温強度を向上せしめる作用があるが、その含有量が０
．１ ％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方５係を越えて含有させると、分散相の結合相に対する
ぬれ性に劣化傾向が現われ、靭性が低下するようになる
ことから、その含有量を０．１〜５優と定めた。
（ｄ） 靭性向上成分
これらの成分には、上記の通り分散相の結合相とのぬれ
性を向上させ、もってさらに一段と靭性を向上させる作
用があるので、より一層の靭性が要求される場合に必要
に応じて含有されるが、その含有量が１係未満では前記
作用に所望の向上効果が得られず、一方３８多を越えて
含有させると、サーメットの耐酸化性訃よび耐摩耗性が
劣化するようになることから、その含有量を１〜３８係
と定めた。
性を向上させ、もってさらに一段と靭性を向上させる作
用があるので、より一層の靭性が要求される場合に必要
に応じて含有されるが、その含有量が１係未満では前記
作用に所望の向上効果が得られず、一方３８多を越えて
含有させると、サーメットの耐酸化性訃よび耐摩耗性が
劣化するようになることから、その含有量を１〜３８係
と定めた。
つぎに、この発明の強靭サーメットを実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
実施例
原料粉末として、いずれも０．５〜５μｍの範囲内の平
均粒径を有するＴｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、Ｔ１ＣＮ扮末
、ＴｉＣ０扮末、Ｔ ｉ Ｍｏ粉末、Ｔ ｉ ＣＮＯＭ
ｏ粉末ｍ粉末、さらにＺｒＣ粉末、ＨｆＣ粉末、ＶＣ粉
末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、Ｍｏ２
Ｃ粉末、ＷＣ粉末、ＺｒＮ粉末、ＨｆＮ粉末、ＶＮ粉末
、ＴａＮ粉末、ＮｂＮ粉末、Ｃｒ粉末、Ｍｏ粉末、Ｗ粉
末、Ｎｉ粉末、ｃｏ粉末、およびＦｅ粉末を用意し、こ
れら原料粉末を第１表に示される配合組成にそれぞれ配
合し、ボールミルにて７２時間湿式粉砕・混合した後、
この結果の混合粉末を８００Ａｙ／−の圧力にて圧粉体
にプレス成形し、ついでとの圧粉体を、１１０１Ｈの真
空中、１４００〜１５００℃の範囲内の温度に１時間保
持の条件で焼結することによって、実質的に配合組成と
同一の成分組成をもった本発明サーメット１〜２５釦よ
び比較サーメット１〜５をそれぞれ製造した。
均粒径を有するＴｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、Ｔ１ＣＮ扮末
、ＴｉＣ０扮末、Ｔ ｉ Ｍｏ粉末、Ｔ ｉ ＣＮＯＭ
ｏ粉末ｍ粉末、さらにＺｒＣ粉末、ＨｆＣ粉末、ＶＣ粉
末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、Ｍｏ２
Ｃ粉末、ＷＣ粉末、ＺｒＮ粉末、ＨｆＮ粉末、ＶＮ粉末
、ＴａＮ粉末、ＮｂＮ粉末、Ｃｒ粉末、Ｍｏ粉末、Ｗ粉
末、Ｎｉ粉末、ｃｏ粉末、およびＦｅ粉末を用意し、こ
れら原料粉末を第１表に示される配合組成にそれぞれ配
合し、ボールミルにて７２時間湿式粉砕・混合した後、
この結果の混合粉末を８００Ａｙ／−の圧力にて圧粉体
にプレス成形し、ついでとの圧粉体を、１１０１Ｈの真
空中、１４００〜１５００℃の範囲内の温度に１時間保
持の条件で焼結することによって、実質的に配合組成と
同一の成分組成をもった本発明サーメット１〜２５釦よ
び比較サーメット１〜５をそれぞれ製造した。
なお、比較サーメット１〜５は、いずれも構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量（第１表に※印を付したもの
）がこの発明の範囲から外れた組成をもつものである。
ちのいずれかの成分含有量（第１表に※印を付したもの
）がこの発明の範囲から外れた組成をもつものである。
つぎに、この結果得られた本発明サーメット１〜２５お
よび比較サーメット１〜５について、ロンフラニル硬さ
くＡスケール）と抗折力を測定すると共に、これよりＪ
ＩＳ−８ＮＰ４３２に則した形状の切削チップを切り出
し、 被削材：ＳＮＣＭ−８（硬さＨＢ＝２７０）の丸棒、切
削速度： ２２０ｍ／ｍｉｎ、 送り： ０．４５ ｍｍ／ ｒ ｅ ｖ。
よび比較サーメット１〜５について、ロンフラニル硬さ
くＡスケール）と抗折力を測定すると共に、これよりＪ
ＩＳ−８ＮＰ４３２に則した形状の切削チップを切り出
し、 被削材：ＳＮＣＭ−８（硬さＨＢ＝２７０）の丸棒、切
削速度： ２２０ｍ／ｍｉｎ、 送り： ０．４５ ｍｍ／ ｒ ｅ ｖ。
切込み：１．５ｍｍ。
切削時間＝１０ｍｉｎ、
の条件での乾式鋼連続切削試験、並びに、被削材：ＳＮ
ＣＭ−８（硬さＨＢ：２７０）の角材、切削速度： １
００ ｍ／ｍｉｎ、 送り：０゜４５ｍｍ／ ｒｅｖ、。
ＣＭ−８（硬さＨＢ：２７０）の角材、切削速度： １
００ ｍ／ｍｉｎ、 送り：０゜４５ｍｍ／ ｒｅｖ、。
切込み：１．５ｍｍ。
切削時間：５ｍ１ｎ、
の条件での乾式鋼断続切削試験を行ない、上記連続切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを測定
し、普た上記断続切削試験では、６個の試験切刃のうち
の欠損発生切刃数をチェックした。
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを測定
し、普た上記断続切削試験では、６個の試験切刃のうち
の欠損発生切刃数をチェックした。
これらの結果を第１表に示した。第１表に示される結果
から、本発明サーメット１〜２５は、いずれも高い靭性
（抗折力）と硬さを有し、かつ切削試験でも、特に従来
のＴ１ＣＮ分散型サーメットに相当する比較サーメット
３に比して、すぐれた耐摩耗性と耐衝撃性を示すのに対
して、比較サーメット１〜５に見られるように。
から、本発明サーメット１〜２５は、いずれも高い靭性
（抗折力）と硬さを有し、かつ切削試験でも、特に従来
のＴ１ＣＮ分散型サーメットに相当する比較サーメット
３に比して、すぐれた耐摩耗性と耐衝撃性を示すのに対
して、比較サーメット１〜５に見られるように。
構成成分のうちのいずれかの成分含有量でもこの発明の
範囲から外れると、耐摩耗性ふ−よび耐衝撃性のうちの
少なくともいずれかの特性が劣った切削結果しか示さな
いことが明らかである。
範囲から外れると、耐摩耗性ふ−よび耐衝撃性のうちの
少なくともいずれかの特性が劣った切削結果しか示さな
いことが明らかである。
上述のように、この発明のサーメットは、高い靭性と硬
さを有し、さらにすぐれた高温強度と耐塑性変形性を有
し、特にこれを切削工具として用いた場合にはすぐれた
耐摩耗性と耐衝撃性を示し、著しく長期に亘ってすぐれ
た切削性能を発揮するのである。
さを有し、さらにすぐれた高温強度と耐塑性変形性を有
し、特にこれを切削工具として用いた場合にはすぐれた
耐摩耗性と耐衝撃性を示し、著しく長期に亘ってすぐれ
た切削性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結合相形成成分としての鉄族金属の・うちの１積重
たは２種以上二４〜３０係、 分散相形成成分としての炭酸化チタン、窒酸化チタン、
および炭窒酸化チタンのうちの１種渣たば２種以上：１
〜２０条、 分散相形成成分としての窒化アルミニウム二〇、１〜５
係、 同じく分散相形成成分としての炭化チタン、窒化チタン
、および炭窒化チタンのうちの１種または２種以上およ
び不可避不純物：残り、 からなる組成（以上重量係）を有することを特徴とする
切削工具用強靭サーメット。 ２ 結合相形成成分としての鉄族金属のうちの１種また
は２種以上：４〜３０％、 分散相形成成分としての炭酸化チタン、窒酸化チタン、
および炭窒酸化チタンのうちの１種または２種以上：１
〜２０％、 分散相形成成分としての窒化アルミニウム二〇、１〜５
％、 同じ〈分散相形成成分としてのＴｉを除く周期律表の４
ａ、５ａ、および６ａ族金属の炭化物、同じ＜Ｔｉを除
く周期律表の４ａおよび５ａ族金属の窒化物、並びにＣ
ｒ２Ｍｏ５ ”−よびＷのうちの１種または２種以上
：１〜３８係、 同じ〈分散相形成成分としての炭化チタン、窒化チタン
、および炭窒化チタンのうちの１種渣たは２種以上およ
び不可避不純物：残り、 からなる組成（以上重量係）を有することＶ特徴とする
切削工具用強靭サーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314477A JPS5852552B2 (ja) | 1977-08-30 | 1977-08-30 | 切削工具用強靭サ−メット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314477A JPS5852552B2 (ja) | 1977-08-30 | 1977-08-30 | 切削工具用強靭サ−メット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5437116A JPS5437116A (en) | 1979-03-19 |
| JPS5852552B2 true JPS5852552B2 (ja) | 1983-11-24 |
Family
ID=14346317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10314477A Expired JPS5852552B2 (ja) | 1977-08-30 | 1977-08-30 | 切削工具用強靭サ−メット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852552B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603922B2 (ja) * | 1980-09-03 | 1985-01-31 | 日本油脂株式会社 | 切削工具 |
| JPH0616962B2 (ja) * | 1985-10-04 | 1994-03-09 | 三菱マテリアル株式会社 | 炭化チタン基サーメット製切削チップ |
| CN107540381A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-01-05 | 莱鼎电子材料科技有限公司 | 一种氮化铝陶瓷基片浆料 |
-
1977
- 1977-08-30 JP JP10314477A patent/JPS5852552B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5437116A (en) | 1979-03-19 |
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