JPS599611B2 - 酸素を含有した強靭サ−メツト - Google Patents
酸素を含有した強靭サ−メツトInfo
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- JPS599611B2 JPS599611B2 JP12675677A JP12675677A JPS599611B2 JP S599611 B2 JPS599611 B2 JP S599611B2 JP 12675677 A JP12675677 A JP 12675677A JP 12675677 A JP12675677 A JP 12675677A JP S599611 B2 JPS599611 B2 JP S599611B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特に切削特性にすぐれた酸素含有の強靭サ
ーメットに関するものである。
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
高温にさらされる二とになり、この結果前記刃先には軟
化変形や宕着チツ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
高温にさらされる二とになり、この結果前記刃先には軟
化変形や宕着チツ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用
工具材料としては、分散相形成成分として炭化チタン（
以下ＴｉＣで示す）、窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）
、および炭窒化チタン（以下ＴｉＣＮ で示す）のう
ちの１種または２種以上（これらを総称して炭・窒化チ
タンという）を分散含有させたサーメットが知られてい
る。
工具材料としては、分散相形成成分として炭化チタン（
以下ＴｉＣで示す）、窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）
、および炭窒化チタン（以下ＴｉＣＮ で示す）のう
ちの１種または２種以上（これらを総称して炭・窒化チ
タンという）を分散含有させた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窒素を
含有するサーメットは、窒素を含有しない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和
性が低くなることから摩擦熱の発生量が比較的低く、シ
たがって刃先の軟化防止やｍ着チツピング現象の減少が
はかれたものになっている。
含有するサーメットは、窒素を含有しない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和
性が低くなることから摩擦熱の発生量が比較的低く、シ
たがって刃先の軟化防止やｍ着チツ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および粒成長に関しては炭
化タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金のそれに
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および粒成長に関しては炭
化タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金のそれに
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サーメットを得べく研究を行なっ
た結果、 分散相を、 （ａ） それぞれＴｉ に対する炭素＋酸素（ Ｃ＋
Ｏ ）、窒素十酸素（Ｎ十〇）、および炭素十窒素＋酸
素（ Ｃ＋Ｎ＋Ｏ）の割合が同当量（Ｃ＋Ｏ＝１．０，
Ｎ十〇＝１．０，Ｃ十Ｎ＋０＝１．０ ）にして、Ｃ＋
ＯにおげるＣの割合が０．８以上（Ｃ＞０．８ ） ，
Ｎ＋ＯにおけるＮの割合が０．８以上（Ｎ＞０．８）
、およびＣ ＋Ｎ＋ＯにおけるＣ十Ｎの割合が０．８以
上（ Ｃ ＋Ｎ＞０．ｓ ）の条件を満足する炭酸化チ
タン（ＴｉＣＯ）、窒酸化チタン（ＴｉＮＯ）、および
炭窒酸化チタン（Ｔｉ一ＣＮＯ）｛以下、これらを総称
してＴｉの炭・窒酸化物という｝のうちの１種または２
種以上、（ｂ） Ｔｉを除く周期律表の４ａｙ ５ａ
，および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化物
（以下、これらを総称して金属の炭・窒化物という）の
うちの１種または２種以上：１〜２０チを含有し、残り
がＴｉの炭・窒酸化物のうちの１種または２種以上、 以上（ａ）または（ｂ）で構成し、かつ分散相の含有量
を５０〜９５チとし、４一方、残りの結合相を、Ｗ ：
１〜２０係、 Ｍｏ：１〜２０％、 Ｃｒ ： ０．５ 〜１ ０％、 の５ちの１種または２種以上を含有し、鉄族金属のうち
の１種または２種以上および不可避不純物：残り（以上
重量凱以下係は重量係を示す）で構成すると、分散相の
結合相とのぬれ性が改善されると共に、粒成長が著しく
抑制されるようになり、この結果飛躍的に靭性が向上し
たサーメットが得られるという知見を得たのである。
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サーメットを得べく研究を行なっ
た結果、 分散相を、 （ａ） それぞれＴｉ に対する炭素＋酸素（ Ｃ＋
Ｏ ）、窒素十酸素（Ｎ十〇）、および炭素十窒素＋酸
素（ Ｃ＋Ｎ＋Ｏ）の割合が同当量（Ｃ＋Ｏ＝１．０，
Ｎ十〇＝１．０，Ｃ十Ｎ＋０＝１．０ ）にして、Ｃ＋
ＯにおげるＣの割合が０．８以上（Ｃ＞０．８ ） ，
Ｎ＋ＯにおけるＮの割合が０．８以上（Ｎ＞０．８）
、およびＣ ＋Ｎ＋ＯにおけるＣ十Ｎの割合が０．８以
上（ Ｃ ＋Ｎ＞０．ｓ ）の条件を満足する炭酸化チ
タン（ＴｉＣＯ）、窒酸化チタン（ＴｉＮＯ）、および
炭窒酸化チタン（Ｔｉ一ＣＮＯ）｛以下、これらを総称
してＴｉの炭・窒酸化物という｝のうちの１種または２
種以上、（ｂ） Ｔｉを除く周期律表の４ａｙ ５ａ
，および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化物
（以下、これらを総称して金属の炭・窒化物という）の
うちの１種または２種以上：１〜２０チを含有し、残り
がＴｉの炭・窒酸化物のうちの１種または２種以上、 以上（ａ）または（ｂ）で構成し、かつ分散相の含有量
を５０〜９５チとし、４一方、残りの結合相を、Ｗ ：
１〜２０係、 Ｍｏ：１〜２０％、 Ｃｒ ： ０．５ 〜１ ０％、 の５ちの１種または２種以上を含有し、鉄族金属のうち
の１種または２種以上および不可避不純物：残り（以上
重量凱以下係は重量係を示す）で構成すると、分散相の
結合相とのぬれ性が改善されると共に、粒成長が著しく
抑制されるようになり、この結果飛躍的に靭性が向上し
たサーメットが得られ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り
、上述のような数値限定した理由を以下に説明する。
、上述のような数値限定した理由を以下に説明する。
Ａ 分散相
（ａ） Ｔｉの炭・窒酸化物におけるＴｉに対するＣ
，Ｎ１ および０の場合、並びにＣ，ＮＫ対するＯの割
合、 Ｔｉに対するＣ十〇，Ｎ＋０，およびＣ十Ｎ十〇の割合
を同当量（Ｃ＋Ｏ＝１．０，Ｎ＋０＝１．０，Ｃ＋Ｎ＋
０＝１．０ ）としたのは、サーメットの特性を劣化さ
せる、遊離した状態のＴｉ，Ｃ，Ｎ、および０の存在を
避けるためであり、またＯに対するＣ，Ｎ，およびＣ＋
Ｎの割合を０．８未満にすると、０含有量が多くなりす
ぎて結合相とのぬれ性が極端に劣化するようになると共
に、焼結時においてＯの分解速度が速くなって焼結体中
に空孔を残存し易くなるようになることから、０に対す
るＣ，Ｎ，およびＣ＋Ｎの割合を０．８以上としたもの
であり、これによってＯは安定したものとなるばかりで
なく、硬質相の表面エネルギーが低下して球状化が促進
されるようになる。
，Ｎ１ および０の場合、並びにＣ，ＮＫ対するＯの割
合、 Ｔｉに対するＣ十〇，Ｎ＋０，およびＣ十Ｎ十〇の割合
を同当量（Ｃ＋Ｏ＝１．０，Ｎ＋０＝１．０，Ｃ＋Ｎ＋
０＝１．０ ）としたのは、サーメットの特性を劣化さ
せる、遊離した状態のＴｉ，Ｃ，Ｎ、および０の存在を
避けるためであり、またＯに対するＣ，Ｎ，およびＣ＋
Ｎの割合を０．８未満にすると、０含有量が多くなりす
ぎて結合相とのぬれ性が極端に劣化するようになると共
に、焼結時においてＯの分解速度が速くなって焼結体中
に空孔を残存し易くなるようになることから、０に対す
るＣ，Ｎ，およびＣ＋Ｎの割合を０．８以上としたもの
であり、これによってＯは安定したものとなるばかりで
なく、硬質相の表面エネルギーが低下して球状化が促進
されるようになる。
ω）金属の炭・窒化物の含有量
分散相に占める割合で１〜２０係の金属の炭・窒化物を
含有させると、分散相の結合相とのぬれ性および高温強
度がさらに一段と向上するようになるので、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
含有量１係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、サーメットの耐酸化
性および耐摩耗性に低下傾向が現われるようになること
から、その含有量を、分散相ニ占める割合で１〜２０チ
と定めた。
含有させると、分散相の結合相とのぬれ性および高温強
度がさらに一段と向上するようになるので、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
含有量１係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、サーメットの耐酸化
性および耐摩耗性に低下傾向が現われるようになること
から、その含有量を、分散相ニ占める割合で１〜２０チ
と定めた。
（ｃ） 分散相の含有量
その含有量が５０係未満では、所望の耐摩耗性を確保す
ることができず、一方９５係を越えて含有させると結合
相の含有量が相対的に少な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り、靭性が低下する′
ようになることから、その含有量を５０〜９５％と定め
た。
ることができず、一方９５係を越えて含有させると結合
相の含有量が相対的に少な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り、靭性が低下する′
ようになることから、その含有量を５０〜９５％と定め
た。
Ｂ 結合相
（ａ）Ｗ，Ｍｏ，およびＣｒの含有量
これらの成分には、分散相に対する結合相のぬれ性を著
しく向上させ、サーメットの高温強度を向上させる均等
的作用があるが、それぞれ結合相に占める割合で、Ｗ：
１％未満、ＭＯ ：１係未満、およびＣｒ：０．５％未
満の含有では前記作用に所望の効果が得られず、一方同
じくＷ：２０％、Ｍｏ：２０％、およびＣｒ：１０％Ｙ
それぞれ越えて含有させると、サーメットの耐摩耗性お
よび耐酸化性が低下するようになると共に、靭性も低下
するようになることから、それぞれの含有量を、結合相
に占める割合でＷ：１〜２０係、ＭＯ：１〜２０％、お
よびＣｒ：０．５〜１０係と定めた。
しく向上させ、サーメットの高温強度を向上させる均等
的作用があるが、それぞれ結合相に占める割合で、Ｗ：
１％未満、ＭＯ ：１係未満、およびＣｒ：０．５％未
満の含有では前記作用に所望の効果が得られず、一方同
じくＷ：２０％、Ｍｏ：２０％、およびＣｒ：１０％Ｙ
それぞれ越えて含有させると、サーメットの耐摩耗性お
よび耐酸化性が低下するようになると共に、靭性も低下
するようになることから、それぞれの含有量を、結合相
に占める割合でＷ：１〜２０係、ＭＯ：１〜２０％、お
よびＣｒ：０．５〜１０係と定めた。
つぎに、この発明のサーメットを実施例により比較例と
対比しながら説明する。
対比しながら説明する。
原料粉末を第１表に示されるサーメット組成をもつよう
に配合し、この配合粉末をボールミル中で湿式混合し、
乾燥した後、この結果の混合粉末から８００〜／Ｃｍ２
の圧力にて圧粉体をプレス成形し、ついでこの圧粉体を
１０−２ｍｉＨ＆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
、本発明サーメソト１〜１７および従来公知の炭・窒化
チタンを主成分とする比較サーメソト１〜３をそれぞれ
製造した。
に配合し、この配合粉末をボールミル中で湿式混合し、
乾燥した後、この結果の混合粉末から８００〜／Ｃｍ２
の圧力にて圧粉体をプレス成形し、ついでこの圧粉体を
１０−２ｍｉＨ＆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
、本発明サーメソト１〜１７および従来公知の炭・窒化
チタンを主成分とする比較サーメソト１〜３をそれぞれ
製造した。
この結果得られた本発明サーメット１〜１７およヒ比較
サーメット１〜３について、ロツクウエル硬さ（Ａスケ
ール）および抗折力を測定すると共に、これよりＣＩＳ
−ＳＮＰ４３２の形状をもった切削チップを切出し、 被削材： ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２７０）
、切削速度：ｚ５ｏｍ／ｍ祇 送り： ０． ４ ５ ａｍ／ ｒｅｖ − ％切込み
：１．５ｍｍ， 切削時間＝１０ら の条件での乾式連続切削試験、並びに、 被削材： ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８ （硬さ：ＨＢ２７０
）、切削速度：１００ｍ／ｍ颯 送り： ０．３ｍｍ／ｒｅｖ．， 切込み：１．５朋、 切削時間：５ｍｍ， の条件での乾式断続切削試験を行ない、前者の連続切削
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、後者の断続切削試験では試験切刃数＝６個のうちの
欠損発生数を測定した。
サーメット１〜３について、ロツクウエル硬さ（Ａスケ
ール）および抗折力を測定すると共に、これよりＣＩＳ
−ＳＮＰ４３２の形状をもった切削チップを切出し、 被削材： ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２７０）
、切削速度：ｚ５ｏｍ／ｍ祇 送り： ０． ４ ５ ａｍ／ ｒｅｖ − ％切込み
：１．５ｍｍ， 切削時間＝１０ら の条件での乾式連続切削試験、並びに、 被削材： ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８ （硬さ：ＨＢ２７０
）、切削速度：１００ｍ／ｍ颯 送り： ０．３ｍｍ／ｒｅｖ．， 切込み：１．５朋、 切削時間：５ｍｍ， の条件での乾式断続切削試験を行ない、前者の連続切削
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、後者の断続切削試験では試験切刃数＝６個のうちの
欠損発生数を測定した。
これらの結果を第１表に合せて示した。
第１表に示される結果・から、本発明サーメット１〜１
７は、いずれも高硬度および高靭性を有し、したがって
切削試験では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１〜３Ｉ７ｉｌ：おいては、硬さ
および靭性のうちの少なくともいずれかの特性が劣った
ものになっており、この結果切削試験でも満足する切削
性能を示さないことが明らかである。
７は、いずれも高硬度および高靭性を有し、したがって
切削試験では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１〜３Ｉ７ｉｌ：おいては、硬さ
および靭性のうちの少なくともいずれかの特性が劣った
ものになっており、この結果切削試験でも満足する切削
性能を示さないことが明らかである。
上述のように、この発明のサーメットは、高硬度と高靭
性をもち、しかもすぐれた耐酸化性も兼ね備えているの
で、特にこれらの特性が要求される切削工具として用い
た場合にすぐれた耐摩耗性および耐衝撃性を示し、かつ
旋削は勿論のこと、フライス切削に使用した場合にもす
ぐれた切削性能を発揮するのである。
性をもち、しかもすぐれた耐酸化性も兼ね備えているの
で、特にこれらの特性が要求される切削工具として用い
た場合にすぐれた耐摩耗性および耐衝撃性を示し、かつ
旋削は勿論のこと、フライス切削に使用した場合にもす
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 それぞれＴｉ に対する炭素＋酸素（Ｃ＋Ｏ）、窒
素＋酸素（Ｎ＋０）、および炭素＋窒素＋酸素（Ｃ＋Ｎ
十〇）の割合が同当量（Ｃ＋Ｏ＝１．０，Ｎ＋Ｏ＝１．
０，Ｃ＋Ｎ＋Ｏ＝１．０ ）にして、Ｃ＋ＯにおけるＣ
の割合が０．８以上（Ｃ＞０．８），Ｎ＋０におげるＮ
の割合が０．８以上（Ｎ＞０．８），およびＣ＋Ｎ＋Ｏ
におけるＣ＋Ｎの割合が０．８以上（Ｃ＋Ｎ＞０．８）
の条件を満足する炭酸化チタン（ＴｉＣＯ），窒酸化チ
タン（ＴｉＮＯ），および炭窒酸化チタン（Ｔｉ−ＣＮ
Ｏ）のうちの１種または２種以上からなる分散相：５０
〜９５係、Ｗ ：１〜２０％、 Ｍｏ ： １〜２０係、 Ｃｒ ： ０．５ 〜１ ０％、 の５ちの１種または２種以上を含有し、残りが鉄族金属
のうちの１種または２種以上と不可避不純物とからなる
結合相：残り、 （以上重量％）からなる組成をもつことを特徴とする酸
素を含有した強靭サーメット。 ２ Ｔｉを除く周期律表の４ ａ ｙ ５ ａ ｙ
および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭窒化物の
うちの１種または２種以上：１〜２０係を含有し、残り
が、それぞれＴｉ Ｋ対する炭素＋酸素（Ｃ＋０）、窒
素＋酸素（Ｎ＋Ｏ）、および炭素＋窒素十酸素（Ｃ＋Ｎ
＋Ｏ）の割合が同当量（Ｃ＋Ｏ＝１．０，Ｎ＋０＝１．
ｏ，ｃ＋Ｎ＋ｏ＝１．０ ）にして、Ｃ十〇におげるＣ
の割合が０．８以上（Ｃ＞ｏ．ｓ），Ｎ＋０におけるＮ
の割合が０．８以上（Ｎ＞０．８），およびＣ十Ｎ十〇
におけるＣ十Ｎの割合が０．８以上（ Ｃ＋Ｎ＞０．８
）の条件を満足する炭酸化チタン（ＴｉＣＯ），窒酸
化チタン（ＴｉＮＯ）， および炭窒酸化チタン（
Ｔｉ −ＣＮＯ ）のうちの１種または２種以上からな
る分散相：５０〜９５％、Ｗ ： １〜２０係、 Ｍｏ：１〜２０係、 Ｃｒ 二０．５〜１０係、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りが鉄族金属
のうちの１種または２種以上と不可避不純物とからなる
結合相：残り、 （以上重量係）からなる組成をもつことを特徴とする酸
素を含有した強靭サーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12675677A JPS599611B2 (ja) | 1977-10-24 | 1977-10-24 | 酸素を含有した強靭サ−メツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12675677A JPS599611B2 (ja) | 1977-10-24 | 1977-10-24 | 酸素を含有した強靭サ−メツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5461216A JPS5461216A (en) | 1979-05-17 |
| JPS599611B2 true JPS599611B2 (ja) | 1984-03-03 |
Family
ID=14943133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12675677A Expired JPS599611B2 (ja) | 1977-10-24 | 1977-10-24 | 酸素を含有した強靭サ−メツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599611B2 (ja) |
-
1977
- 1977-10-24 JP JP12675677A patent/JPS599611B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5461216A (en) | 1979-05-17 |
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