JPS6054364B2 - 切刃用複合焼結部片 - Google Patents

切刃用複合焼結部片

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JPS6054364B2
JPS6054364B2 JP14422179A JP14422179A JPS6054364B2 JP S6054364 B2 JPS6054364 B2 JP S6054364B2 JP 14422179 A JP14422179 A JP 14422179A JP 14422179 A JP14422179 A JP 14422179A JP S6054364 B2 JPS6054364 B2 JP S6054364B2
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JP
Japan
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composite sintered
piece
cutting
cutting edge
present
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Expired
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JP14422179A
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JPS5669308A (en
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賢一 西垣
薫 川田
文洋 植田
由雄 冨士原
泰次郎 杉澤
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、すぐれた靭性と耐熱耐摩耗性を有し、特
に難削材を切削するに際して、切刃として使用するのに
適した複合焼結部片に関するものである。
従来、高硬度鋼や、Ni基あるいはCo基スーパーア
ロイなどの難削材の切削には、立方晶窒化ほう素(以下
CBNで示す)基焼結材料の切刃層と、これに靭性を付
与する目的で炭化タングステン(以下WCで示す)基超
硬合金で構成された保持層との積層複合体からなる複合
焼結部片が切刃として使用されている。
しかし、上記従来複合焼結部片は、通常、圧カニ5〜
6万気圧、温度: 1350〜15卯℃の超高圧焼結条
件で製造されるが、保持層にはWC粒の異常に細長い成
長が見られ、また特に保持層と切刃層との界面にはボア
の形成を避けることができな いものであつた。
このWC粒の異常に細長い粒成長は、超高圧焼結(当然
液相焼結となる)時に、液相(通常、Coで構成される
)中に相当量のWCが溶解し、一方これに比例して凝固
時におけるWCの析出もそれだけ活発化することに原因
するものと考えられ、また両層界面のボア形成は、同じ
く超高圧焼結時に、切刃層を構成する主成分たるCBN
中のBが他の構成成分(例えばCo)窒化チタン、およ
び酸化アルミニウムなど)との間で拡散反応を起すため
、窒素の分解が起り易くなり、この分解した窒素は切刃
層内部は勿論のこと、切刃層と保持層との界面にも存在
してボア形成の原因となり、一方保持層を形成するWC
基超硬合金は窒素吸収能のきわめて小さい材料であるた
め、特に両層の界面に窒素が残存することによるもので
あると考えられる。このように保持層を構成するWC粒
に異常な粒成長や、両層の界面にボアの形成があると、
両層の界面接合強度は著しく低下するようになるもので
あり、この状態の複・合焼結部片を切削に供すると、切
削時に発生する微小振動が増幅されるため、切刃の摩耗
進行が早められ、さらにチッピングや欠損が発生しやす
くなるものであつた。本発明者等は、上述のような観点
から、切刃用複合焼結部片について、切刃層を構成する
CBN基焼結材料との界面接合強度が高く、さらに靭性
および耐熱耐摩耗性にすぐれた保持層形成材料を得べく
研究を行なつた結果、保持層形成材料をステライトと呼
ばれるCO−Cr−W−C基合金で構成すると、ステラ
イト中の炭化物粒子に異常な粒成長が見られないと共に
、切刃層との界面部にボアの形成がなく、しかも切刃層
の界面部へのCOの拡散が起り、さらにステライトは、
高硬度を有すると共に、すぐれた耐熱性、耐食性、およ
び耐摩耗性を有することから、切刃層と保持層との界面
接合強度が著しく高く、しかも靭性および耐熱耐摩耗性
にすぐれた複合焼結部片が得られるという知見を得たの
である。
なお、保持層をステライトで構成すると、炭化物粒子の
異常成長やボアの形成が皆無となる理由としては、従来
WC基超硬合金におけるMC型炭化物ては超高圧焼結時
に切刃層を構成するCBNより分解した窒素の吸収は不
可能であるのに対して、これより金属成分の多い、M7
C3型で存在するステライトの炭化物は、前記分解窒素
を容易に吸収し、特に界面部において炭窒化物を形成す
るためにボアの形成が皆無となり、しかも焼結時におけ
る凝固に際して、その一部がMC型で析出するが、この
析出は活発化したものではないためにステライト中の炭
化物粒子に異常な粒成長は起らないものと推察される。
したがつて、この発明は、上記知見にもとづい.てなさ
れたものであつて、切刃用複合焼結部片を、立方晶窒化
ほう素基焼結材料からなる切刃層と、ステライトと呼ば
れるCO−Cr−W−C基合金の保持層との積層複合体
で構成したことを特徴とするものである。なお、この発
明の複合焼結部片におけるステライトの保持層は、溶解
鋳造材で構成しても、また焼結材で構成してもよい。
ついで、この発明の複合焼結部片を実施例により説明す
る。
1実施例1予め通
常の溶解鋳造法によつて調製した、外径12mφ×厚さ
3顛の寸法を有し、かつCr:25%、W:15%、C
:2.5%、COおよび不可避不純物:残り(以上重量
%)からなる成分組成を有するステライト片を、Zr製
円筒型薄肉容器内に装入し、ついでこのステライト片の
上に平均粒径1μMf)CBN粉末:80容量%、同1
.2μMf)TaN粉末:2喀量%からなる均一混合粉
末:80]!9を装入充填した後、前記容器全体を通常
の超高圧高温発生装置内に挿入し、圧力ニ55Kb1温
度:1400℃の条件で1紛間保持することによつて本
発明複合焼結部片1を製造した。
) また、上記ステライト片の成分組成を、Cr:30
%、W:10%、C:2%、COおよび不可避不純物:
残り(以上重量%)とする以外は、上記本発明複合焼結
部片1の製造条件と同一の条件にて本発明複合焼結部片
2を製造した。
さらに、上記ステライト片の成分組成を、Cr:28%
、W:12%、C:1.8%、COおよび不可避不純物
:残り(以上重量%)とする以外は、上記本発明複合焼
結部片1の製造条件と同一の条件にて本発明複合焼結部
片3を製造した。
また、さらに、比較の目的で、上記ステライト片に代つ
て、WC−6重量%COの組成を有する超硬合金片を使
用する以外は、上記本発明複合焼結材片1の製造条件と
同一の条件にて比較複合焼結部片1を製造した。
この結果得られた本発明複合焼結部片1〜3および比較
複合焼結部片1は、いずれも厚さ0.8W1tの切刃層
と、厚さ3mの保持層とからなるものであつた。
つぎに、上記本発明複合焼結部片1〜3および比較複合
焼結部片1について、Arガス雰囲気中、温度600℃
に加熱後、水中に浸漬冷却の熱衝撃試験を行ない、その
断面組織を観察したところ、比較複合焼結部片1におい
ては、切刃層と保持層との界面に剥離が見られたのに対
して、本発明複合焼結部片1〜3においては、その界面
部に剥離や亀裂の発生が全く見られず、健全な組織をも
つものであつた。
また、上記本発明複合焼結部片1〜3および比較複合焼
結部片1を均等四つ割り分割し、それぞれWC基超硬合
金製切削チップの切刃部にろう付けにより取付け、さら
にバイトに取付け、ついで被削材:浸炭焼入鋼(HRC
:55)、切削速度:120wL/Minl送りニ0.
15Tn&/ReV.、切込み:1.0?、切削油:使
用せずの条件で切削試験を行ない、切削チップののブラ
ンク摩耗巾が0.3TIaに達するまでの切削時間を測
定した。
この測定結果を第1表に刃先状態と合せて示した。第1
表に示されるように、本発明複合焼結部片1〜3は、い
ずれも比較複合焼結部片1に比して著しくすぐれた切削
特性をもつことが明らかである。
実施例2 予め平均粒径1.5μm(7)CO粉末:52.5%、
同3.0μmのCr粉末:30%、同0.8μm(:I
)W粉末:15%、同0.3μmの炭素粉末:2.5%
(以上重量%)からなる混合粉末より、1.5t0n/
Crlの圧力で直径127wtφ×厚さ37!Rlnの
寸法をもつた保持層形成のためのステライト圧粉体片を
調製し、このステライト圧粉体片を、Zr製円筒型薄肉
容器内に装入し、ついでその上に平均粒径1μm(7)
CBN粉末:70重量%、同3μm(7)ZrN粉末:
30容量%からなる切刃層形成のための混合粉末:65
yを装入充填した後、この容器全体を通常の超高圧高温
発生装置に挿入し、圧力ニ45Kb、温度:1300℃
、保持時間:3吟の条件で焼結することによつて本発明
複合焼結部片4を製造した。
また、切刃層形成のための混合粉末の配合組成を、平均
粒径1.5μm(7)CBN粉末:9熔量%、同1.5
μmのCO粉末:4.熔量%、同5.0μmのAl粉末
:0.5容量%とする以外は、上記本発明複合焼結部片
4の製造条件と同一の条件にて本発明複合焼結部片5を
製造した。
さらに、比較の目的で、保持層形成のための混合粉末の
配合組成を、平均粒径1.2μMf)WC粉末:媚量%
、同1.5μmのC嘲末:6容量%とする以外は、上記
本発明複合焼結部片4の製造条件と同一の条件にて比較
複合焼結部片2を製造した。
ついで、上記本発明複合焼結部片4,5および比較複合
焼結部片2を、実施例1におけると同様に分割した状態
でそれぞれ切削チップの切刃部にろう付けにより取付け
、さらにこれをバイトに取付けて、被削材:インコネル
71&切削速度:150WL/Minl送りニ0.2T
fn/Rev.、切込み:1.5w1の条件で切削試験
を行ない、切削チップのブランク摩耗巾が0.3醜に到
るまでの切削時間を測定した。
この結果、本発明複合焼結部片4,5は、切刃層と保持
層との界面接合強度が高いので、正常摩耗によりそれぞ
れ2紛および32分で所定摩耗量に達したのに対して、
比較複合焼結部片2は、前記両層間の界面接合強度が低
いので、チッピングを起し、1紛で所定摩耗量に到るも
のであつた。
なお、上記実施例ては複合焼結部片を分割した状態て超
硬合金製切削チップの切刃部に取付けて使用した場合に
ついて述べたが、前記複合焼結部片を分割することなく
、あるいは大寸の適宜形状とし、そのまま切削チップと
して使用してもよいことは勿論である。上述のように、
この発明の複合焼結材片は、保持層をステライトと呼ば
れるCO−Cr−W−C基・合金て構成することによつ
て、すぐれた靭性と耐熱耐摩耗性を有し、かつ著しく高
い界面接合強度をもつたものになつているので、特に難
削材の切削に使用した場合には、きわめてすぐれた切削
特性を発揮するのである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 立方晶窒化ほう素基焼結材料の切刃層と、ステライ
    トと呼ばれるCo−Cr−W−C基合金の保持層との積
    層複合体とからなることを特徴とする切刃用複合焼結部
    片。
JP14422179A 1979-11-07 1979-11-07 切刃用複合焼結部片 Expired JPS6054364B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14422179A JPS6054364B2 (ja) 1979-11-07 1979-11-07 切刃用複合焼結部片

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JP14422179A JPS6054364B2 (ja) 1979-11-07 1979-11-07 切刃用複合焼結部片

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5669308A JPS5669308A (en) 1981-06-10
JPS6054364B2 true JPS6054364B2 (ja) 1985-11-29

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ID=15357055

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14422179A Expired JPS6054364B2 (ja) 1979-11-07 1979-11-07 切刃用複合焼結部片

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JP (1) JPS6054364B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63201373U (ja) * 1987-06-18 1988-12-26
JPH01274904A (ja) * 1988-02-12 1989-11-02 General Electric Co <Ge> ダイヤモンドおよび立方晶系窒化ホウ素研摩材成形体
JPH0451582A (ja) * 1990-06-20 1992-02-20 Nec Corp 混成集積回路装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0451582A (ja) * 1990-06-20 1992-02-20 Nec Corp 混成集積回路装置

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JPS5669308A (en) 1981-06-10

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