JPS6056043A - サ−メツト - Google Patents
サ−メツトInfo
- Publication number
- JPS6056043A JPS6056043A JP16196483A JP16196483A JPS6056043A JP S6056043 A JPS6056043 A JP S6056043A JP 16196483 A JP16196483 A JP 16196483A JP 16196483 A JP16196483 A JP 16196483A JP S6056043 A JPS6056043 A JP S6056043A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tin
- tic
- raw material
- cutting tool
- toughness
- 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.)
- Pending
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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】
本発明はＴｉｅを基本成分とする切削性能を大幅に向上
させたサーメットに関するものである。
させたサーメットに関するものである。
Ｔｉｅ基サーメットは従来より鋼の高速切削用工具に用
いられ、Ｔｉｅの高温における優れた耐酸化性及び鉄と
の化学的親和性の低さなどから優れた切削性能を示して
きたｏしかし、ＷＣ基硬質合金に比べて靭性が低いため
に、ＴｉＣ基サーメットは本質的に欠けやすいこと、第
二にＴｉｅがＷＣよりも熱伝導率が低く、切削中に刃先
に発生した熱が逃げに〈＜、大きな熱勾配が生じるため
に刃先の変形が大きくなることなどの欠点を持っている
。従ってこの二点を改善すれば、Ｔ１Ｃ基サーメットが
本来持っている性能と相まって優れた工具素材となるの
は明らかである。第一の理由に対しては従来よシ異種炭
化物、主としてＷＣをＴｉ、Ｃ基す−メットに添加して
改善が行なわれている。しかし、これによって抗折力は
大幅に向上したが、実際の切削によるチッピングテスト
の結果はまだ不満足なものであった。同様に第二の理由
に対してもＷｅ 、ＴａＣなどの炭化物の添加によシ改
良されてはいるが、満足のできるものではなかった。
いられ、Ｔｉｅの高温における優れた耐酸化性及び鉄と
の化学的親和性の低さなどから優れた切削性能を示して
きたｏしかし、ＷＣ基硬質合金に比べて靭性が低いため
に、ＴｉＣ基サーメットは本質的に欠けやすいこと、第
二にＴｉｅがＷＣよりも熱伝導率が低く、切削中に刃先
に発生した熱が逃げに〈＜、大きな熱勾配が生じるため
に刃先の変形が大きくなることなどの欠点を持っている
。従ってこの二点を改善すれば、Ｔ１Ｃ基サーメットが
本来持っている性能と相まって優れた工具素材となるの
は明らかである。第一の理由に対しては従来よシ異種炭
化物、主としてＷＣをＴｉ、Ｃ基す−メットに添加して
改善が行なわれている。しかし、これによって抗折力は
大幅に向上したが、実際の切削によるチッピングテスト
の結果はまだ不満足なものであった。同様に第二の理由
に対してもＷｅ 、ＴａＣなどの炭化物の添加によシ改
良されてはいるが、満足のできるものではなかった。
この理由はこれらの添加物がＴｉｅ基サーメットの組成
の大半を占めるＴｉＣ相の性能を大きく向上させるに到
らなかったためである。
の大半を占めるＴｉＣ相の性能を大きく向上させるに到
らなかったためである。
これらの知見に基づき本発明者は靭性と耐熱性を兼備し
た浸れたＴＩＣＩＣ−メットを得るべく鋭意研究を重ね
た結果以下のことが判った。そしてこれらの成果を綜合
することにより、従来のＴ１Ｃ基す−ノットの性能を大
幅に向上させたサーメットを得ることができたものであ
る。
た浸れたＴＩＣＩＣ−メットを得るべく鋭意研究を重ね
た結果以下のことが判った。そしてこれらの成果を綜合
することにより、従来のＴ１Ｃ基す−ノットの性能を大
幅に向上させたサーメットを得ることができたものであ
る。
（１）、Ｔ−１０の一部をＴｉＮに置換えることによシ
、靭性及び刃先の塑性変形を改善する効果カニする。
、靭性及び刃先の塑性変形を改善する効果カニする。
（２１，＋１１に加えたＭＯ２Ｃ又はＭＯの添加は靭性
の改善と硬さの向上に顕著な効果がある。
の改善と硬さの向上に顕著な効果がある。
（３）、（１）に加えてＮｂｃの添加は刃先の塑性変形
を改善する効果がある０ （４）、 ’（１）に加えて結合相の鉄族金属の一部を
鉄族金属と原子半径の異なるＭｎで置換えると結合相の
強化が計られ靭性が向上する。
を改善する効果がある０ （４）、 ’（１）に加えて結合相の鉄族金属の一部を
鉄族金属と原子半径の異なるＭｎで置換えると結合相の
強化が計られ靭性が向上する。
以下、上記各項およびその成分範囲について詳しく述べ
る。
る。
ＴｌＣを基本成分とするサーメットにおいてＴｉｅの４
〜４０チをＴｉＮで置換すると靭性及び工具刃先の塑性
変形を改善することができる。この理由は従来不明な点
が多かったが、鈴木氏他の研究（雑誌「粉体及び粉末冶
金」２３巻（１９７６）２２４頁）によると、Ｔｉｅ基
サーメットではＴｉｎを添加すると結合相金属中のＭＯ
固溶量が増大することが明らかとなった。本発明者の研
究によると、ＴｉＨの添加量が（ＴｉＮ／ＴｉＮ 十Ｔ
ｉＣ）比で０．０４ （４％）でも効果が認められ、（
ＴｉＮ／ＴｉＮ 十Ｔｉｅ ）比が０．４ （４０％
）まではＴｉＮの添加量と共に減少してい＜ｏ（Ｔ１Ｎ
／ＴｉＮ十Ｔ１Ｃ）比が０．０４ （４％ ）で既に効
果があり、０３（３０％）を越えると変化がなくなる。
〜４０チをＴｉＮで置換すると靭性及び工具刃先の塑性
変形を改善することができる。この理由は従来不明な点
が多かったが、鈴木氏他の研究（雑誌「粉体及び粉末冶
金」２３巻（１９７６）２２４頁）によると、Ｔｉｅ基
サーメットではＴｉｎを添加すると結合相金属中のＭＯ
固溶量が増大することが明らかとなった。本発明者の研
究によると、ＴｉＨの添加量が（ＴｉＮ／ＴｉＮ 十Ｔ
ｉＣ）比で０．０４ （４％）でも効果が認められ、（
ＴｉＮ／ＴｉＮ 十Ｔｉｅ ）比が０．４ （４０％
）まではＴｉＮの添加量と共に減少してい＜ｏ（Ｔ１Ｎ
／ＴｉＮ十Ｔ１Ｃ）比が０．０４ （４％ ）で既に効
果があり、０３（３０％）を越えると変化がなくなる。
塑性変形が改善される理由はＴｉＣ１よりも熱伝導率の
良いＴｉＮを添加することで硬質相の熱伝導が改善され
たこと、及び結合相金属中に固溶するＭＯが増大したこ
とによって結合相が強化され変形抵抗が改善されたもの
と考えられる。
良いＴｉＮを添加することで硬質相の熱伝導が改善され
たこと、及び結合相金属中に固溶するＭＯが増大したこ
とによって結合相が強化され変形抵抗が改善されたもの
と考えられる。
サーメット中のＴｉｅ 、！： ＴｉＮの合計量は３０
ｗｔ％未満では耐摩耗性が低くなりすぎ、又９０ ｗｔ
％を越えると結合相金属量が少なくなり、靭性を維持で
きなくなる。従ってＴｉｅ 、！：ＴｉＮの合計量は３
０〜９゜ｗｔチが適当である。
ｗｔ％未満では耐摩耗性が低くなりすぎ、又９０ ｗｔ
％を越えると結合相金属量が少なくなり、靭性を維持で
きなくなる。従ってＴｉｅ 、！：ＴｉＮの合計量は３
０〜９゜ｗｔチが適当である。
上記のようにＭＯ又はＭｏ、ＣはＴｉＮ添加Ｔｉｅ基す
τノットの靭性に重要な役割を果しているが、更に本発
明者はＴｉＮ添加Ｔｉｅ基サーメットの硬さの向上にＭ
ｏ又はＭＯ２Ｃが多大な効果を示すことを見出した。Ｔ
ｉＮ添加Ｔｉｅ基サーメットでは、Ｔｉｅ基サーメット
と比較してＴｉＮの添加による結晶粒の微細化のだめに
硬さが向上することが知られているが、同程度の結晶粒
度を持つＴｉＮ添加Ｔｉｅ基サーメットにおいてもＭＯ
又はＭＯ２Ｃの添加によって更に硬さが向上することを
発見したものである。
τノットの靭性に重要な役割を果しているが、更に本発
明者はＴｉＮ添加Ｔｉｅ基サーメットの硬さの向上にＭ
ｏ又はＭＯ２Ｃが多大な効果を示すことを見出した。Ｔ
ｉＮ添加Ｔｉｅ基サーメットでは、Ｔｉｅ基サーメット
と比較してＴｉＮの添加による結晶粒の微細化のだめに
硬さが向上することが知られているが、同程度の結晶粒
度を持つＴｉＮ添加Ｔｉｅ基サーメットにおいてもＭＯ
又はＭＯ２Ｃの添加によって更に硬さが向上することを
発見したものである。
この理由は明確でないが、結合相金属中のＭｏの固溶量
の増大による結合相の強化と関係するものと考えられる
ｏＭＯ又はＭｏ２Ｃ！の量は１ ｗｔ％未満では越える
とＴｉｅとＭｏ２０ の固溶炭化物の量の増大が顕著に
なる。このＴｉＣとＭＯ，Ｏの固溶炭化物は靭性及び硬
さが圓いため組織内での固溶炭化物の割合が増加すると
工具としての性能が圓下することになり望ましくない。
の増大による結合相の強化と関係するものと考えられる
ｏＭＯ又はＭｏ２Ｃ！の量は１ ｗｔ％未満では越える
とＴｉｅとＭｏ２０ の固溶炭化物の量の増大が顕著に
なる。このＴｉＣとＭＯ，Ｏの固溶炭化物は靭性及び硬
さが圓いため組織内での固溶炭化物の割合が増加すると
工具としての性能が圓下することになり望ましくない。
従ってＭＯ又はＭＯ，Ｏの最適範囲は１〜２０ｗｔ％で
ある。
ある。
次に本発明者はＮｂＣの添加が工具刃先の塑性変形の軽
減に効果を示すことを見出した。従来ｗｅ基超超硬合金
Ｔｉｅ基サーメットではＴａＣの添加が工具刃先の塑性
変形の軽減や高温クリープ強度の改善に効果のあること
が知られているが、本発明者はＴｉＮ添加添加ＴｉＣ−
サーメットいては実施例３に示すようにＴａＣよシもむ
しろＮｂＯの添加が工具刃先の塑性変形軽減に効果のあ
ることを見出したものである。この理由は硬質相と結合
相聞のＭＯの移動に伺らかの影響を及ぼし、結合相金属
の強化を促進するためと推察できる。ＮｂＣ１の添加量
は０．１ｗｔ％の添加でも効果が認められるが、３ｗｔ
％を越えるとその効果の増加の程度が小さくなり、また
３ ｗｔ％を越える添加は靭性を与える重要な成分であ
るｗｅを減らすことになシ、更に多孔性不良の発生も認
められるため望ましくない。従ってＮ’ｂＯの添加の最
適範囲は０１〜３ ｗｔ％である。
減に効果を示すことを見出した。従来ｗｅ基超超硬合金
Ｔｉｅ基サーメットではＴａＣの添加が工具刃先の塑性
変形の軽減や高温クリープ強度の改善に効果のあること
が知られているが、本発明者はＴｉＮ添加添加ＴｉＣ−
サーメットいては実施例３に示すようにＴａＣよシもむ
しろＮｂＯの添加が工具刃先の塑性変形軽減に効果のあ
ることを見出したものである。この理由は硬質相と結合
相聞のＭＯの移動に伺らかの影響を及ぼし、結合相金属
の強化を促進するためと推察できる。ＮｂＣ１の添加量
は０．１ｗｔ％の添加でも効果が認められるが、３ｗｔ
％を越えるとその効果の増加の程度が小さくなり、また
３ ｗｔ％を越える添加は靭性を与える重要な成分であ
るｗｅを減らすことになシ、更に多孔性不良の発生も認
められるため望ましくない。従ってＮ’ｂＯの添加の最
適範囲は０１〜３ ｗｔ％である。
本発明の最大の特徴はＴｉＮ添加Ｔｉｅ基サーメットに
おいて、Ｍｎの添加による靭性向上の大きな効果を見出
したことである。従来よシサーメソトでは結合相金属の
強化の方法としてＮ ｉ３Ａ １等の金属間化合物の析
出相を利用した析出強化を計るなど種々の方法が知られ
ているが、本発明者はこれらに比較して容易であり、か
つ効果の大きい方法を見出した。結合相を形成する鉄族
金属と原子半径の異なるＭｎで結合相金属の一部を置換
すると、結合相金属内の結晶格子が歪み、結合相金属の
固溶体強化が実現される。添加するＭｎの量は結合相量
の′ｏ、 ｏ ｓ ４未満では効果がなく、また５％を
、越えて添加すると結合相の融点が圓下し、合金の耐熱
性が劣化するため好ましくない。従ってＭｎによる結合
相鉄族金属の置換量は００５〜５チが適当であるみ ＷＣはＴｉＮ添加Ｔｉｅ系サーメットにおいても靭性を
付与する重要な成分であり、又硬質相成分として最も大
きい熱伝導率を持つため工具刃先に発生した熱の除去に
重要な役割を果す。
おいて、Ｍｎの添加による靭性向上の大きな効果を見出
したことである。従来よシサーメソトでは結合相金属の
強化の方法としてＮ ｉ３Ａ １等の金属間化合物の析
出相を利用した析出強化を計るなど種々の方法が知られ
ているが、本発明者はこれらに比較して容易であり、か
つ効果の大きい方法を見出した。結合相を形成する鉄族
金属と原子半径の異なるＭｎで結合相金属の一部を置換
すると、結合相金属内の結晶格子が歪み、結合相金属の
固溶体強化が実現される。添加するＭｎの量は結合相量
の′ｏ、 ｏ ｓ ４未満では効果がなく、また５％を
、越えて添加すると結合相の融点が圓下し、合金の耐熱
性が劣化するため好ましくない。従ってＭｎによる結合
相鉄族金属の置換量は００５〜５チが適当であるみ ＷＣはＴｉＮ添加Ｔｉｅ系サーメットにおいても靭性を
付与する重要な成分であり、又硬質相成分として最も大
きい熱伝導率を持つため工具刃先に発生した熱の除去に
重要な役割を果す。
ＷＣの添加量が５ ｗｔ％未満では十分な靭性を与える
ことができず、工具刃先に発光した熱の除去効果も小さ
い。逆に５０ ｗｔ％を越えて添加すると硬さが低くな
りすぎるために良好な耐摩耗性を維持できなくなる。従
ってｗｅの添加量は５〜ｓｏｗｔ％の範囲が適当である
。
ことができず、工具刃先に発光した熱の除去効果も小さ
い。逆に５０ ｗｔ％を越えて添加すると硬さが低くな
りすぎるために良好な耐摩耗性を維持できなくなる。従
ってｗｅの添加量は５〜ｓｏｗｔ％の範囲が適当である
。
結合相金属である鉄族金属の量は３ ｗｔ％未満では焼
結性が悪くなシ、また靭性も低くなる。逆に３０ ｗｔ
％を越えると硬さが低く、工具刃先の塑性変形も犬きく
なシすぎるので実用に供することができない。従って結
合相の量は３〜３０ ｗｔ％が実用的である。
結性が悪くなシ、また靭性も低くなる。逆に３０ ｗｔ
％を越えると硬さが低く、工具刃先の塑性変形も犬きく
なシすぎるので実用に供することができない。従って結
合相の量は３〜３０ ｗｔ％が実用的である。
以下に本発明の実施例を述べる。
実施例
゛各原科粉末の平均粒度がそれぞれＴｉＣ！ ： ０．
８μ。
８μ。
Ｎｉ ： ３μ、ＭＯ：４μ、ＷＣ：１，５μ、ＮｂＣ
１，Ｏμ、ＭＯ２０１，５μ、ＴｉＮ：１００中で振動
ミルにより混合を行い、２％のポリエチレングリコール
を添加した。更に乾燥、プレス成形した後１３５０〜１
４５０℃で１時間真空焼結を行なった。得られた合金を
研削加工してチップ型式５ＮＧＮ４３２のスローアウェ
イチップを作り、切削性能を調べた結果を第２表に示し
た。
１，Ｏμ、ＭＯ２０１，５μ、ＴｉＮ：１００中で振動
ミルにより混合を行い、２％のポリエチレングリコール
を添加した。更に乾燥、プレス成形した後１３５０〜１
４５０℃で１時間真空焼結を行なった。得られた合金を
研削加工してチップ型式５ＮＧＮ４３２のスローアウェ
イチップを作り、切削性能を調べた結果を第２表に示し
た。
第２表の切削状況を第１図に示す。（１）信ネ反削１才
ｃａ）＋ｋ ４− ｔ アて′あ３゜ 第１表合金の組成 ４、 単位 ｗｔ％ 第２表 旋盤による耐衝撃試験の結果
ｃａ）＋ｋ ４− ｔ アて′あ３゜ 第１表合金の組成 ４、 単位 ｗｔ％ 第２表 旋盤による耐衝撃試験の結果
図面は第２表の切削状況を示す概略図である。
代理人 弁理士 河 内 潤 二
Claims (1)
- ’ｒｉｏを基本成分とするサーメットにおいて、ＴｌＣ
の４〜４０％をＴｉＨに置換し、ＴｉｅとＴｉＨの合計
量が３０〜ｇ□ｗｔ％、硬質相を形成する他の成分とし
てｗｃを５〜ｓ ｏ ｗｔチ、Ｍｏ２０ 又はＭＯを１
〜２０ｗｔ＋％、Ｎ’ｂＯを０．１〜３ ｗｔチ含み、
結合相として鉄族金属を３〜３（１ｗｔ％含み、更に鉄
族金属の０．０５〜５チをＭｎに置換したサーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16196483A JPS6056043A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | サ−メツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16196483A JPS6056043A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | サ−メツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6056043A true JPS6056043A (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=15745414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16196483A Pending JPS6056043A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | サ−メツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056043A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102828096A (zh) * | 2012-09-17 | 2012-12-19 | 天津瑞克曼德科技发展有限公司 | 一种金属陶瓷切削工具材料及其制备方法 |
| JP5132678B2 (ja) * | 2007-05-28 | 2013-01-30 | 京セラ株式会社 | サーメット |
-
1983
- 1983-09-05 JP JP16196483A patent/JPS6056043A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5132678B2 (ja) * | 2007-05-28 | 2013-01-30 | 京セラ株式会社 | サーメット |
| CN102828096A (zh) * | 2012-09-17 | 2012-12-19 | 天津瑞克曼德科技发展有限公司 | 一种金属陶瓷切削工具材料及其制备方法 |
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