JPS5861254A - 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 - Google Patents
切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料Info
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- JPS5861254A JPS5861254A JP56159192A JP15919281A JPS5861254A JP S5861254 A JPS5861254 A JP S5861254A JP 56159192 A JP56159192 A JP 56159192A JP 15919281 A JP15919281 A JP 15919281A JP S5861254 A JPS5861254 A JP S5861254A
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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】
この発明は、特にすぐれた靭性と耐摩耗性を有し、かつ
高硬度と、すぐれた耐熱性および高温強度を備え、これ
らの特性が要求される高速度鋼や、Ｎｉ基あるいはＣＯ
基スーパーアロイなどの被剛材の切削工具として、さら
に軸受や線引きダイスなどの耐摩耗工具として使用する
のに適した窒化硼素基超高圧焼結材料に関するものであ
る。
高硬度と、すぐれた耐熱性および高温強度を備え、これ
らの特性が要求される高速度鋼や、Ｎｉ基あるいはＣＯ
基スーパーアロイなどの被剛材の切削工具として、さら
に軸受や線引きダイスなどの耐摩耗工具として使用する
のに適した窒化硼素基超高圧焼結材料に関するものであ
る。
近年、炭化タングステン基焼結材料に比して、きわめて
すぐれた耐摩耗性を有する立方晶窒化硼素基超高圧焼結
材料（以下ＣＢＮ基焼結材料という）を切削工具や耐摩
耗工具として使用することが提案されている。
すぐれた耐摩耗性を有する立方晶窒化硼素基超高圧焼結
材料（以下ＣＢＮ基焼結材料という）を切削工具や耐摩
耗工具として使用することが提案されている。
とのＣＥＮ基焼結材料は、分散相を形成するＣＢＮ粒子
の結合相によって２種類に大別することができ、その１
つが結合相を鉄族金属あるいはＡＱなどを主成分とする
金属で構成したものであシ、もう１つが窒化チタン、炭
化チタン、窒化アルミヨウみ、または酸化アルミニウム
などを主成分としたセラミック系化合物で結合相を構成
したものである。しかし、前者においては、前記のよう
に結合相が金属であるために高温で軟化しゃすぐ、した
がって、これを例えば切削工具として使用した場合には
多大の熱発生を伴う苛酷な切削条件下では耐摩耗性不足
をきたして十分なる切削性能の発揮は期待できず、熱発
生の少ない条件、すなわち負荷の少ない条件でしか使用
することができないものである。また、後者においては
、上記のように結合相がセラミック系化合物で構成され
ているために、耐熱性および耐摩耗性のすぐれたものに
なっているが、反面靭性不足を避けることができず、例
えば高速度鋼のフライス切削などの刃先に大きな衝撃力
の加わる切削条件下ではチッピングや欠損を起し易いも
のである。
の結合相によって２種類に大別することができ、その１
つが結合相を鉄族金属あるいはＡＱなどを主成分とする
金属で構成したものであシ、もう１つが窒化チタン、炭
化チタン、窒化アルミヨウみ、または酸化アルミニウム
などを主成分としたセラミック系化合物で結合相を構成
したものである。しかし、前者においては、前記のよう
に結合相が金属であるために高温で軟化しゃすぐ、した
がって、これを例えば切削工具として使用した場合には
多大の熱発生を伴う苛酷な切削条件下では耐摩耗性不足
をきたして十分なる切削性能の発揮は期待できず、熱発
生の少ない条件、すなわち負荷の少ない条件でしか使用
することができないものである。また、後者においては
、上記のように結合相がセラミック系化合物で構成され
ているために、耐熱性および耐摩耗性のすぐれたものに
なっているが、反面靭性不足を避けることができず、例
えば高速度鋼のフライス切削などの刃先に大きな衝撃力
の加わる切削条件下ではチッピングや欠損を起し易いも
のである。
また、上記の２種類の従来ＣＢＮ基焼結材料のもつそれ
ぞれの問題点を解消する目的で、結合相を金属とセラミ
ックス系化合物で構成したＣＥＮ基焼結材料も提案され
たが、とのＣＢＮ基焼結材料においても十分満足する靭
性を示さず、同様に例えば高速度鋼の７ライス切削のよ
うな刃先に大きな衝撃力の加わる切削条件下で切削工具
とじて使１１］シた場合刃先に欠損が発生し易いもので
ある。
ぞれの問題点を解消する目的で、結合相を金属とセラミ
ックス系化合物で構成したＣＥＮ基焼結材料も提案され
たが、とのＣＢＮ基焼結材料においても十分満足する靭
性を示さず、同様に例えば高速度鋼の７ライス切削のよ
うな刃先に大きな衝撃力の加わる切削条件下で切削工具
とじて使１１］シた場合刃先に欠損が発生し易いもので
ある。
これは、上記ＣＢＮ基焼結材料におけるＣＢＮ粒子と結
合相（金属＋セラミックス系化合物）との境界部を走査
型電子顕微鏡により詳細に観察した結果間らかになった
ものであるが、超高圧焼結時にＣＢＮ粒子の表面におけ
る微小な凹部への前記績き相のまわシ込みが十分に行な
われないことに原因する微小な未結合部（ボイド）が前
記境界部に形成され、さらにＣＢＮ粒子と結合相との密
着性は、結合相の構成成分によって異なるが、特に炭化
物系のセラミックスの場合著しく低く、このためＣＢＮ
粒子と結合相との間に部分的に結合強度の弱い部分が形
成されることに原因するものと解される。
合相（金属＋セラミックス系化合物）との境界部を走査
型電子顕微鏡により詳細に観察した結果間らかになった
ものであるが、超高圧焼結時にＣＢＮ粒子の表面におけ
る微小な凹部への前記績き相のまわシ込みが十分に行な
われないことに原因する微小な未結合部（ボイド）が前
記境界部に形成され、さらにＣＢＮ粒子と結合相との密
着性は、結合相の構成成分によって異なるが、特に炭化
物系のセラミックスの場合著しく低く、このためＣＢＮ
粒子と結合相との間に部分的に結合強度の弱い部分が形
成されることに原因するものと解される。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特にす
ぐれた靭性と耐摩耗性とを兼ね備えたＣＢＮ基焼結材料
を得べく研究を行なった結果、ＣＢＮ基焼結材料を、結
合強化金属としてのＳｌ：２〜１８重量％、Ｓｉの窒化
物、炭化物、および硼化物のうちの１種または２種以上
：５〜４０重量％を含有し、残シがＣＢＮ（立方晶窒化
硼素）と不可避不純物からなる組成を有し、かつＣＢＮ
が体積割合で４０〜９０ｑ６を占めると共に、上記結合
強・化金属がＣＢＮを０．１〜１μｍの平均層厚で包囲
した組織を有するものとすると、分散相を構成したＣＢ
Ｎ粒子を包囲した結合強化金属としての８１は、ＣＢＮ
粒子とのぬれ性がよく、かつＣＢＮ粒子表面に付着する
微量の酸素、水、酸化物などの不純物と反応し、これを
除去して清浄化し、さらに原料調製時に予めＣＢＮ粒子
表面に無電解メッキ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、物理
蒸着法（ＰＶＤ法）、およびプラズマ化学蒸着法（ＰＣ
ＶＤ法）などの方法によシ強固にして緻密に被覆されて
いるので、ＣＢＮ粒子とＦ３ｉ包囲層との境界部に未結
合部（ボイド）は全く存在せず、一方結合相を構成する
Ｓｌの窒化物（以下Ｓｉ、Ｎ４で示す）、炭化物（以下
ＳｉＣで示す）、および硼化物（以下５ｉＢ２で示す）
とは、その表面層部分で相互拡散した状態になっている
ので、ＣＢＮ粒子と結合相とはＳｌを介して強固に結合
しておシ、この結果材料は靭性の著１−＜高いものとな
り、１だ、すぐれた耐摩耗性と高硬度がＣＢＮ粒子と前
記の８ｉ化合物によって確保されるばかシでなく、前記
の８ｉ化合物の含有によって拐料の耐溶着性および高温
における化学的安定性も向上（、さらにこのＣＢＮ基焼
結材料に、Ｎｊ、 、 Ａ９．、 Ｃｏ 、 Ｓｊ、、
およびｃｒのうちの１種または２種以Ｊ−の金属成分を
０．５〜１０重量％の範囲で含有させると、これらの成
分には結合相同志の結合力を強化する作用があることか
ら、材料がよシ緻密となシ、さらに、また上記ＣＢＮ基
焼結材料におけるＣＢＮの一部を、ＣＢＮよシ多くなら
ない範囲、すなわち、 を満足する範囲でウルツ鉱型窒化硼素（以下ＷＢＮで示
す）で置換すると、材料の靭性が一段と増大するように
なるという知見を得たのである。
ぐれた靭性と耐摩耗性とを兼ね備えたＣＢＮ基焼結材料
を得べく研究を行なった結果、ＣＢＮ基焼結材料を、結
合強化金属としてのＳｌ：２〜１８重量％、Ｓｉの窒化
物、炭化物、および硼化物のうちの１種または２種以上
：５〜４０重量％を含有し、残シがＣＢＮ（立方晶窒化
硼素）と不可避不純物からなる組成を有し、かつＣＢＮ
が体積割合で４０〜９０ｑ６を占めると共に、上記結合
強・化金属がＣＢＮを０．１〜１μｍの平均層厚で包囲
した組織を有するものとすると、分散相を構成したＣＢ
Ｎ粒子を包囲した結合強化金属としての８１は、ＣＢＮ
粒子とのぬれ性がよく、かつＣＢＮ粒子表面に付着する
微量の酸素、水、酸化物などの不純物と反応し、これを
除去して清浄化し、さらに原料調製時に予めＣＢＮ粒子
表面に無電解メッキ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、物理
蒸着法（ＰＶＤ法）、およびプラズマ化学蒸着法（ＰＣ
ＶＤ法）などの方法によシ強固にして緻密に被覆されて
いるので、ＣＢＮ粒子とＦ３ｉ包囲層との境界部に未結
合部（ボイド）は全く存在せず、一方結合相を構成する
Ｓｌの窒化物（以下Ｓｉ、Ｎ４で示す）、炭化物（以下
ＳｉＣで示す）、および硼化物（以下５ｉＢ２で示す）
とは、その表面層部分で相互拡散した状態になっている
ので、ＣＢＮ粒子と結合相とはＳｌを介して強固に結合
しておシ、この結果材料は靭性の著１−＜高いものとな
り、１だ、すぐれた耐摩耗性と高硬度がＣＢＮ粒子と前
記の８ｉ化合物によって確保されるばかシでなく、前記
の８ｉ化合物の含有によって拐料の耐溶着性および高温
における化学的安定性も向上（、さらにこのＣＢＮ基焼
結材料に、Ｎｊ、 、 Ａ９．、 Ｃｏ 、 Ｓｊ、、
およびｃｒのうちの１種または２種以Ｊ−の金属成分を
０．５〜１０重量％の範囲で含有させると、これらの成
分には結合相同志の結合力を強化する作用があることか
ら、材料がよシ緻密となシ、さらに、また上記ＣＢＮ基
焼結材料におけるＣＢＮの一部を、ＣＢＮよシ多くなら
ない範囲、すなわち、 を満足する範囲でウルツ鉱型窒化硼素（以下ＷＢＮで示
す）で置換すると、材料の靭性が一段と増大するように
なるという知見を得たのである。
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、以下に成分組成、ＣＢＮおよびＷＢＮの体積割合、
並びに結合強化金属の平均層厚を上記の通りに限定した
理由を説明する。
て、以下に成分組成、ＣＢＮおよびＷＢＮの体積割合、
並びに結合強化金属の平均層厚を上記の通りに限定した
理由を説明する。
Ａ、成分組成
（ａ） ５ｉ
ｓ１成分には、上記の通りＣＢＮ粒子およびＷＢＮ粒子
、並びに上記の８ｉ化合物（Ｓｉ３Ｎ４ 、 ＳｉＣ、
および５ｉｆ３２）と強固に結合して材料の靭性を著し
く改善する作用があるが、その含有量が２重量％未満で
は所望の結合強化作用を確保することができず、一方１
８重量％を越えて含有させると、特に高温硬さが低下す
るようになることから、その含有量を２〜１８重量俤と
定めた。
、並びに上記の８ｉ化合物（Ｓｉ３Ｎ４ 、 ＳｉＣ、
および５ｉｆ３２）と強固に結合して材料の靭性を著し
く改善する作用があるが、その含有量が２重量％未満で
は所望の結合強化作用を確保することができず、一方１
８重量％を越えて含有させると、特に高温硬さが低下す
るようになることから、その含有量を２〜１８重量俤と
定めた。
（ｂ） Ｓｉ３Ｎ４． ＳｉＣ、および５ｉＢ２これ
らの成分には、材料の耐摩耗性、耐溶着性。
らの成分には、材料の耐摩耗性、耐溶着性。
および高温化学的安定性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が５重量％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方４０重量％を越えて含有させると靭性が低
下するようになることから、その含有量を５〜４０重量
％と定めた。
の含有量が５重量％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方４０重量％を越えて含有させると靭性が低
下するようになることから、その含有量を５〜４０重量
％と定めた。
（ｃ） Ｎ１＋ ｆｉｓｔ ｒ Ｃｏ Ｉ Ｓｌ ＋お
よびＣｒこれら金属成分には、上記の通シ結合相を緻密
化して、材料の強度および耐衝撃性を一段と向上させる
作用があるので、特にこれらの特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４６−が０．５重
量％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方１
０重量％を越えて含有させると硬さ低下が著しくなるこ
とから、その含有量を０５〜１０重量％と定めた。
よびＣｒこれら金属成分には、上記の通シ結合相を緻密
化して、材料の強度および耐衝撃性を一段と向上させる
作用があるので、特にこれらの特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４６−が０．５重
量％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方１
０重量％を越えて含有させると硬さ低下が著しくなるこ
とから、その含有量を０５〜１０重量％と定めた。
Ｂ、ＣＢＨの体積割合
ＣＢＨの結合相に対する割合が４０容量係未満では、相
対的に硬質のＣＢＮの割合が少なすぎて１ツｒ望の耐摩
耗性を確保することができず、一方０３ Ｎの割合が９
０容量係を越えると、相対的に結合相の割合が少なくな
υすぎて靭性低下をきたすようになることから、その体
積割合を４０〜９０容量チと定めた。
対的に硬質のＣＢＮの割合が少なすぎて１ツｒ望の耐摩
耗性を確保することができず、一方０３ Ｎの割合が９
０容量係を越えると、相対的に結合相の割合が少なくな
υすぎて靭性低下をきたすようになることから、その体
積割合を４０〜９０容量チと定めた。
Ｃ，ＷＢＮの置換割合
Ｗ’ＢＮには、材料の靭性を一段と向上させる作用があ
るので、特に高靭性が要求されるｉ合に必要に応じてＣ
ＢＮの一部を置換した形で含有させるが、その置換割合
、すなわちＷＢＮ（容量ｑ６）／ＣＢＮ（容量チ）が０
．０５未満では所望の靭性向上効果が得られず、一方１
を越えた置換割合、すなわち相対的にＣＢＮに比してＷ
ＢＮの方が多い状態にすると、材料の硬さが低下し、耐
摩耗性が低下するようになることから、ＣＢＮの一部を
ＷＢＮで置換する場合には、 の条件を満足さ・せなければならない。
るので、特に高靭性が要求されるｉ合に必要に応じてＣ
ＢＮの一部を置換した形で含有させるが、その置換割合
、すなわちＷＢＮ（容量ｑ６）／ＣＢＮ（容量チ）が０
．０５未満では所望の靭性向上効果が得られず、一方１
を越えた置換割合、すなわち相対的にＣＢＮに比してＷ
ＢＮの方が多い状態にすると、材料の硬さが低下し、耐
摩耗性が低下するようになることから、ＣＢＮの一部を
ＷＢＮで置換する場合には、 の条件を満足さ・せなければならない。
Ｄ−Ｓｉの平均層厚
その平均層厚が０．１μｍ未満では、ＣＢ’Ｎ粒子およ
びＷＢＮ粒子と結合相との間に十分な結合強度を確保す
ることができず、一方１μｍを越えた平均層厚にすると
、材料の硬さが低下するようになることから、その平均
層厚を０．１〜１“μｍと定めた。
びＷＢＮ粒子と結合相との間に十分な結合強度を確保す
ることができず、一方１μｍを越えた平均層厚にすると
、材料の硬さが低下するようになることから、その平均
層厚を０．１〜１“μｍと定めた。
なお、この発明の超高圧焼結材料は、まず、ＣＢＮ粉末
、さらに必要に応じてＷＢＮ粉末の表面に、無電解メッ
キ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、およびＰＣＶＤ法などの方
法を用いて、Ｓｌを０．１〜１μｍの平均層厚で被覆し
、さらに必要に応じて前記Ｓ］被覆層の−Ｊ＝ Ｉｌ’
ＣＳｉ３Ｎ４． ＳＩＣ、および５ｉＢ２のうちの１種
または２種以」二を複層被覆し、このように調製したＳ
１被覆のＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末。
、さらに必要に応じてＷＢＮ粉末の表面に、無電解メッ
キ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、およびＰＣＶＤ法などの方
法を用いて、Ｓｌを０．１〜１μｍの平均層厚で被覆し
、さらに必要に応じて前記Ｓ］被覆層の−Ｊ＝ Ｉｌ’
ＣＳｉ３Ｎ４． ＳＩＣ、および５ｉＢ２のうちの１種
または２種以」二を複層被覆し、このように調製したＳ
１被覆のＣＢＮ粉末およびＷＢＮ粉末。
並びにＳ】と、５ｉｓＮ４ ＋ ＳｉＣ、および５ｉＢ
２のうちの１種または２種以」二を被覆したＣＢＮ粉末
および”ＷＢＮ粉末、さらにＳ ｉ ３Ｎ、粉末、’Ｓ
ｉＣ粉末、 ５ｉＢ２粉末、 Ｎｉ粉末、 Ｃｏ粉末、
Ａｅ粉末、 Ｓｉ粉末、 Ｃｒ粉末。
２のうちの１種または２種以」二を被覆したＣＢＮ粉末
および”ＷＢＮ粉末、さらにＳ ｉ ３Ｎ、粉末、’Ｓ
ｉＣ粉末、 ５ｉＢ２粉末、 Ｎｉ粉末、 Ｃｏ粉末、
Ａｅ粉末、 Ｓｉ粉末、 Ｃｒ粉末。
およびこれら金属の２種以上の合金粉末を原料粉末とし
て用意し、これら原料粉末のうちから適宜選択して所定
の配合組成に配合し、この配合粉末を通常の条件で混合
した後、粉末状態あるいは圧粉体の形で金属容器に入れ
、真空脱ガスして密封し、ついでこの密封容器を、例え
ば特公昭３６−２３４６３号公報に記載されるような超
高圧高温発生装置に装着し、圧力および温度を上げ、最
高圧カニ−４０〜６０Ｋｌ）、最高温度：１２００〜１
６００℃の範囲内の圧力と温度に数分〜数１０分保持し
□た後、冷却し、最終的に圧力を解放することか
らなる基本的工程によって製造することができる。
て用意し、これら原料粉末のうちから適宜選択して所定
の配合組成に配合し、この配合粉末を通常の条件で混合
した後、粉末状態あるいは圧粉体の形で金属容器に入れ
、真空脱ガスして密封し、ついでこの密封容器を、例え
ば特公昭３６−２３４６３号公報に記載されるような超
高圧高温発生装置に装着し、圧力および温度を上げ、最
高圧カニ−４０〜６０Ｋｌ）、最高温度：１２００〜１
６００℃の範囲内の圧力と温度に数分〜数１０分保持し
□た後、冷却し、最終的に圧力を解放することか
らなる基本的工程によって製造することができる。
つぎに、この発明の超高圧焼結材料を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
実施例
公知のＰＶＤ法およびＣＶＤ法を用いて、それぞれ第１
表に示される被覆ＣＢＮ粉末および被覆ＷＢＮ粉末を調
製し、これらの粉末、平均粒径：２μｍを有するＳｉ３
Ｎ４粉末、同２μｍを有子るＳｉＣ粉末、同２μｍを有
する５ｉＢ２粉末、いずれも同２μｍを有するＮｉ粉末
、ＡＩ粉末、Ｃｏ粉末、Ｓｉ粉末、およびｃｒ粉末をそ
れぞれ原料粉末として用意し、これら原料粉末を、それ
ぞれ第１表に示される配合組成に配合し、これら配合粉
末をボールミル中で約２時間室式混合した後、乾燥し、
ついでこの混合粉末を外径：１２．５１１φの軟鋼製容
器内に、直径：１２１１φ×厚さ：１．５１１の寸法を
もった超硬合金プレートと一諸に詰め込み装入し、真空
中で脱気し、密封した後、この密封容器を公知の超高圧
高温発生装置に装入し、圧カニ５５Ｋｂ。
表に示される被覆ＣＢＮ粉末および被覆ＷＢＮ粉末を調
製し、これらの粉末、平均粒径：２μｍを有するＳｉ３
Ｎ４粉末、同２μｍを有子るＳｉＣ粉末、同２μｍを有
する５ｉＢ２粉末、いずれも同２μｍを有するＮｉ粉末
、ＡＩ粉末、Ｃｏ粉末、Ｓｉ粉末、およびｃｒ粉末をそ
れぞれ原料粉末として用意し、これら原料粉末を、それ
ぞれ第１表に示される配合組成に配合し、これら配合粉
末をボールミル中で約２時間室式混合した後、乾燥し、
ついでこの混合粉末を外径：１２．５１１φの軟鋼製容
器内に、直径：１２１１φ×厚さ：１．５１１の寸法を
もった超硬合金プレートと一諸に詰め込み装入し、真空
中で脱気し、密封した後、この密封容器を公知の超高圧
高温発生装置に装入し、圧カニ５５Ｋｂ。
温度： ：１３００℃、保持時間：１０分の条件で焼結
し、最終的に冷却して圧力を徐々に下げることからなる
基本的工程によって、実質的に配合組成と同一の最終成
分組成をもった本発明超高圧焼結材料１〜１２をそれぞ
れ製造した。
し、最終的に冷却して圧力を徐々に下げることからなる
基本的工程によって、実質的に配合組成と同一の最終成
分組成をもった本発明超高圧焼結材料１〜１２をそれぞ
れ製造した。
つぎに、この結果得られた本発明超高圧焼結材料ｌ〜１
２について、被削材：ダイス鋼（ＳＫＤ−１１、硬さ：
ＨＲＣ６１）、切削速度： １００ ｍ １ｍｍ。
２について、被削材：ダイス鋼（ＳＫＤ−１１、硬さ：
ＨＲＣ６１）、切削速度： １００ ｍ １ｍｍ。
送り ： Ｏ−１ｍｘ／ ｒｅｖ、 、切込み：０．５
＋１ＩｌＫ、切削油：なしの未件で切削試験を行ない、
刃先の逃げ面摩耗が０２間に至るまでの切削時間を測定
すると共に、さらに被削材：長手方向にそって巾４０ｍ
）ｇＸ深さ４０龍の口調を相互対称位置に２本有する外
径１．３０ｍｍφのダイス鋼丸棒（Ｓ ＫＤ −６１，
硬さ：ＨＲＣ５５）、切削速度： ９０ ｍ／ｍ＝ 、
切込み二〇、５１ｉ、送ｐ ： ０．０５．０．１．０
．１５．０．２゜０．３．および０．４朋／ ｒｅｖ、
、 各送り毎の切削時間：３分、切削油：なしの条
件での断続切削試験を行ない、刃先に欠は発生が見られ
た時点の送シ量をチェックした。この１切削試験結果を
第１表にビッカース硬さと共に示した。
＋１ＩｌＫ、切削油：なしの未件で切削試験を行ない、
刃先の逃げ面摩耗が０２間に至るまでの切削時間を測定
すると共に、さらに被削材：長手方向にそって巾４０ｍ
）ｇＸ深さ４０龍の口調を相互対称位置に２本有する外
径１．３０ｍｍφのダイス鋼丸棒（Ｓ ＫＤ −６１，
硬さ：ＨＲＣ５５）、切削速度： ９０ ｍ／ｍ＝ 、
切込み二〇、５１ｉ、送ｐ ： ０．０５．０．１．０
．１５．０．２゜０．３．および０．４朋／ ｒｅｖ、
、 各送り毎の切削時間：３分、切削油：なしの条
件での断続切削試験を行ない、刃先に欠は発生が見られ
た時点の送シ量をチェックした。この１切削試験結果を
第１表にビッカース硬さと共に示した。
なお、第１表には、いずれも分散相がＣＢＮで構成され
ているが、結合相の異る市販の超高圧焼結材料、すなわ
ち結合相がＡｔ−Ｃｏからなる金属で構成された材料（
以下従来超高圧焼結材料１という）、および結合相がＴ
１ＣＮのセラミック系化合物からなる材料（以下従来超
高圧焼結材料２という）の同一条件での切削試験結果も
示した。
ているが、結合相の異る市販の超高圧焼結材料、すなわ
ち結合相がＡｔ−Ｃｏからなる金属で構成された材料（
以下従来超高圧焼結材料１という）、および結合相がＴ
１ＣＮのセラミック系化合物からなる材料（以下従来超
高圧焼結材料２という）の同一条件での切削試験結果も
示した。
第１表に示されるように、本発明超高圧焼結材料１〜１
２は、いずれもすぐれた耐摩耗性および靭性を兼ね備え
ているので、いずれの切削試験においてもすぐれた切削
性能を示すのに対して、耐摩耗性および靭性のいずれか
の特性が劣る従来超高圧焼結材料１．２においては、両
試験とも満足する結果を示さないことが明らかである。
２は、いずれもすぐれた耐摩耗性および靭性を兼ね備え
ているので、いずれの切削試験においてもすぐれた切削
性能を示すのに対して、耐摩耗性および靭性のいずれか
の特性が劣る従来超高圧焼結材料１．２においては、両
試験とも満足する結果を示さないことが明らかである。
上述のように、この発明の超高圧焼結材料は、すぐれた
耐摩耗性と靭性を有し、かつ高硬度をもつほか、耐熱性
および高温強度にもすぐれているので、これらの特性が
要求される切削工具は勿論のこと、軸受や線引ダイスな
どの耐摩耗工具として使用してもすぐれた性能を発揮す
るのである。
耐摩耗性と靭性を有し、かつ高硬度をもつほか、耐熱性
および高温強度にもすぐれているので、これらの特性が
要求される切削工具は勿論のこと、軸受や線引ダイスな
どの耐摩耗工具として使用してもすぐれた性能を発揮す
るのである。
Claims (4)
- （１）結合強化金属としてのＳｉ：２〜１８重量％。 Ｓｌの窒化物、炭化物゛、および硼化物やうちの１種ま
たは２種以上：５〜４０重量％を含有し、残りが立方晶
窒化硼素と不可避・不純物からなる組成を有し、かつ立
方晶窒化硼素が体積割合で４０〜９０チを占めると共に
、上記結合強化金属が立方晶窒化硼素を０．１〜１μ真
の平均層厚で包囲した組織を有することを特徴とする切
削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料
。 - （２）結合強化金属としての８ｉ：２〜１８重量％。 Ｓｌの窒化物、炭化物、および硼化物のうちの１種また
は２種以上＝５〜４０重量％を含有し、さら１− にＨｊ、 ＡＱ、 Ｃｏ、 Ｓｉ、およびｃｒのうちの
１種または２種以上＝０．５〜１０重量％を含有し、残
りが立方晶窒化硼素と不可避不純物からなる組成を有し
、かつ立方晶窒化硼素が体積割合で４０〜９０％を占め
ると共に、上記結合強化金属が立方晶窒化硼素を０．１
−４μｍの平均層厚で包囲した組織を有することを特徴
とする切削および耐摩耗工具用超高圧焼結材料。 - （３）結合強化金属としての８１：２〜１８重量％。 Ｓｌの窒化物９炭化物、および硼化物のうちの１種また
は２種以上：５〜４０重量％を含有し、残シが立方晶窒
化硼素およびウルツ鉱型窒化硼素と不可避不純物と不可
避不純物からなる組成を有し、かつ立方晶窒化硼素とウ
ルシ鉱型窒化硼素が体積割合で４０〜９０％を占めると
共に、 を満足し、さらに上記結合強化金属が立方晶窒化硼素お
よびウルシ鉱型窒化硼素を０．１，１μｍの平均層厚で
包囲した組織を有することを特徴とする切削および耐摩
耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料。 - （４）結合強化金属としてのＳｉ：２〜１８重量％。 Ｓｌの窒化物、炭化物、および硼化物のうちの１種また
は２種以上＝５〜４０重量％を含有し、さらにＮｉ、
ＡＨ，Ｃｏ、 Ｓｉ、 およびｃｒのうちの１種または
２種以上二０．５〜１０重量％を含有し、残シが立方晶
窒化硼素およびウルツ鉱型窒化硼素と不可避不純物から
なる組成を有し、かつ立方晶窒化硼素とウルツ鉱型窒化
硼素が体積割合で４０〜９０チを占めると共に、 を満足し、さらに上記結合強化金属が立方晶窒化硼素お
よびウルツ鉱型窒化硼素を０．１〜１μｍの平均層厚で
包囲した組織を有することを特徴とする切削および耐摩
耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159192A JPS6020456B2 (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159192A JPS6020456B2 (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5861254A true JPS5861254A (ja) | 1983-04-12 |
| JPS6020456B2 JPS6020456B2 (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=15688320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56159192A Expired JPS6020456B2 (ja) | 1981-10-06 | 1981-10-06 | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020456B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4647546A (en) * | 1984-10-30 | 1987-03-03 | Megadiamond Industries, Inc. | Polycrystalline cubic boron nitride compact |
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| US4863881A (en) * | 1988-09-15 | 1989-09-05 | California Institute Of Technology | Shock consolidation of cubic boron nitride with whiskers of silicon compounds |
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-
1981
- 1981-10-06 JP JP56159192A patent/JPS6020456B2/ja not_active Expired
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| CN102050633A (zh) * | 2010-11-14 | 2011-05-11 | 河南工业大学 | 一种表面镀镍Si3N4晶须增韧聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6020456B2 (ja) | 1985-05-22 |
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