JPS6059085B2 - 被覆セラミツク工具 - Google Patents
被覆セラミツク工具Info
- Publication number
- JPS6059085B2 JPS6059085B2 JP55171405A JP17140580A JPS6059085B2 JP S6059085 B2 JPS6059085 B2 JP S6059085B2 JP 55171405 A JP55171405 A JP 55171405A JP 17140580 A JP17140580 A JP 17140580A JP S6059085 B2 JPS6059085 B2 JP S6059085B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cbn
- silicon nitride
- cutting
- coated ceramic
- coated
- 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
Links
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐摩耗性に優れた薄い立方晶型窒化硼素（以下
ＣＢＮと略称する）て被覆された窒化硅素焼結体からな
る被覆セラミック工具に関するものである。
ＣＢＮと略称する）て被覆された窒化硅素焼結体からな
る被覆セラミック工具に関するものである。
近年、結合材金属と共に少なくとも１種の炭化物を含有
する焼結された硬物質を基質とし、この基質に薄い表面
層を被覆した切削チップが広く用いられるようになつて
きている。
する焼結された硬物質を基質とし、この基質に薄い表面
層を被覆した切削チップが広く用いられるようになつて
きている。
しカルこれらは戦略物資である高価なタングステン、モ
リブデン、チタン、タンタルなどを用いるものであつて
、資源的、経済的な点から問題を有していた。
リブデン、チタン、タンタルなどを用いるものであつて
、資源的、経済的な点から問題を有していた。
また一方、窒化硅素焼結体は耐酸化性に優れ、熱膨張率
が小、高温強度大なることなどから高温ガスタービン用
高温部部材、高温ガス用熱交換器の構成材料等として期
待がもをれ、その研究開発が活発に行なわれている。
が小、高温強度大なることなどから高温ガスタービン用
高温部部材、高温ガス用熱交換器の構成材料等として期
待がもをれ、その研究開発が活発に行なわれている。
本発明者等は窒化硅素焼結体の上記した熱膨張率、耐酸
化性、高温強度等の特性に加え、著しく大なる硬度、セ
ラミックスとしては大なる機械的強さ、資源としての豊
富さに着目し、これを切削チップとして使用することに
ついて研究を重ねた。
化性、高温強度等の特性に加え、著しく大なる硬度、セ
ラミックスとしては大なる機械的強さ、資源としての豊
富さに着目し、これを切削チップとして使用することに
ついて研究を重ねた。
窒化硅素焼結体を切削チップとして用いた場合、被削材
種によつては切削チップと被削材との反応などにより、
すくい面や逃げ面での摩耗量が大きいことが判つた。
種によつては切削チップと被削材との反応などにより、
すくい面や逃げ面での摩耗量が大きいことが判つた。
例えば被削材として鋼を用いた場合、窒化硅素と鋼との
反応性が著し一く大で摩耗量が大きく使用に耐えない。
反応性が著し一く大で摩耗量が大きく使用に耐えない。
このように窒化硅素焼結体そのものは切削チップとして
適用可能な範囲が非常に狭いという欠点があつた。Ｊ−
方ＣＢＮはダイヤモンドに次ぐ常温硬度を持ち、ダイヤ
モンドに比べて高温で安定で強度も高いことから切削工
具として好適とされている。
適用可能な範囲が非常に狭いという欠点があつた。Ｊ−
方ＣＢＮはダイヤモンドに次ぐ常温硬度を持ち、ダイヤ
モンドに比べて高温で安定で強度も高いことから切削工
具として好適とされている。
そして実際にＣＢＮを金属やセラミックで結合した工具
は実用化されている。しかしながらその製造には超高圧
下の焼結が必要であることと、結合相の高温強度や靭性
が問題であるという２つの欠点を有しているのである。
従つてこの点からＣＢＮ薄膜を何らかの基体に被覆する
ことがＣＢＮの特徴を生かすのに適した方法であると考
えられる。例えば、超硬合金にＣＢＮを被覆した切削工
具をＣＢＮの有する高い耐摩耗性を生かすよう例えば５
００７ＴＬ，１ｍｉｎという高速度で鋼の切削に使用し
た場合にはＣＢＮが熱伝導率が高いため超硬合金が高温
となり塑性変形をおこしてしまい使いものにならない。
は実用化されている。しかしながらその製造には超高圧
下の焼結が必要であることと、結合相の高温強度や靭性
が問題であるという２つの欠点を有しているのである。
従つてこの点からＣＢＮ薄膜を何らかの基体に被覆する
ことがＣＢＮの特徴を生かすのに適した方法であると考
えられる。例えば、超硬合金にＣＢＮを被覆した切削工
具をＣＢＮの有する高い耐摩耗性を生かすよう例えば５
００７ＴＬ，１ｍｉｎという高速度で鋼の切削に使用し
た場合にはＣＢＮが熱伝導率が高いため超硬合金が高温
となり塑性変形をおこしてしまい使いものにならない。
しかして超硬合金より高温強度の高いセラミックを基体
とするならば、このような問題は生じないと考えられる
が、ＡＩ２Ｏ３など切削工具としてよく用いられるセラ
ミックは靭性が低く汎用の切削工具（特に湿式工具）と
して不適である。
とするならば、このような問題は生じないと考えられる
が、ＡＩ２Ｏ３など切削工具としてよく用いられるセラ
ミックは靭性が低く汎用の切削工具（特に湿式工具）と
して不適である。
以上のような考えをもとに本発明者らは耐熱性、高温強
度にすぐれた窒化硅素基体にＣＢＮの薄膜を被覆する切
削工具を発明するに至つたもの−である。
度にすぐれた窒化硅素基体にＣＢＮの薄膜を被覆する切
削工具を発明するに至つたもの−である。
即ち本発明は窒化硅素焼結体を基体とし、この基体上に
０．１〜１０ｐの厚みのＣＢＮ被覆層を設けた構造の被
覆セラミツク工具を提供するものである。
０．１〜１０ｐの厚みのＣＢＮ被覆層を設けた構造の被
覆セラミツク工具を提供するものである。
本発明においてＣＢＮ被覆層の厚みを上記した範囲に限
定するのは、０．１μ以下では被覆層を設ける効果がな
く、また１０ｐ以上では膜が脆くなつて工具として好ま
しくない。
定するのは、０．１μ以下では被覆層を設ける効果がな
く、また１０ｐ以上では膜が脆くなつて工具として好ま
しくない。
またＣＢＮの結晶粒は最大径１０μ以下がよく、丁もし
１０ｐ以上となるとＣＢＮ相が脆くなつて不適当である
。
１０ｐ以上となるとＣＢＮ相が脆くなつて不適当である
。
被覆層としては上記にＣＢＮについて説明したがこれは
全てＣＢＮでなくとも実用的に特に問題がなく３０％以
内の範囲で他結晶型のＢＮあるいは＝Ｂが存在しても切
削性能の劣化は認められない。
全てＣＢＮでなくとも実用的に特に問題がなく３０％以
内の範囲で他結晶型のＢＮあるいは＝Ｂが存在しても切
削性能の劣化は認められない。
しかしてこのように窒化硅素焼結体からなる基質上に被
覆層を設ける方法としてはＰＶＤｌＣＶＤｌプラズマＣ
ＶＤなどの何れの方法を採用してもよく。また六方晶型
窒化硼素を被覆したの４ち、加熱等の処理によつて、こ
れをＣＢＮとする方法であつても同じような効果が得ら
れる。基体としての窒化硅素焼結体は、Ｆｅ．Ｎｌ、Ｃ
Ｏ、Ｃｕ．．Ａｇ．．Ｍｇ．．Ａｌ、Ｂｅ，．Ｃａなど
の金属あるいは０．．Ｂ等の非金属元素を合計で３踵量
％以下なら含有せしめてもＳｉ３Ｎ４の本質的な性能に
は何ら変りはない。以下本発明を実施例により説明する
。
覆層を設ける方法としてはＰＶＤｌＣＶＤｌプラズマＣ
ＶＤなどの何れの方法を採用してもよく。また六方晶型
窒化硼素を被覆したの４ち、加熱等の処理によつて、こ
れをＣＢＮとする方法であつても同じような効果が得ら
れる。基体としての窒化硅素焼結体は、Ｆｅ．Ｎｌ、Ｃ
Ｏ、Ｃｕ．．Ａｇ．．Ｍｇ．．Ａｌ、Ｂｅ，．Ｃａなど
の金属あるいは０．．Ｂ等の非金属元素を合計で３踵量
％以下なら含有せしめてもＳｉ３Ｎ４の本質的な性能に
は何ら変りはない。以下本発明を実施例により説明する
。
実施例１
重量基準で１％のＦｅ、０．５％のに、０．５％のＭｇ
および残部Ｓｉ３Ｎ４からなる窒化硅素焼結体を基体と
してその上に公知イオンブレーティング法にて４ｐの窒
化硼素（ＢＮ）を被覆した。
および残部Ｓｉ３Ｎ４からなる窒化硅素焼結体を基体と
してその上に公知イオンブレーティング法にて４ｐの窒
化硼素（ＢＮ）を被覆した。
この被覆層はＸ線回折にて調べたところ９５％以上が立
方晶型窒化硼素（ＣＢＮ）であることが確認された。
方晶型窒化硼素（ＣＢＮ）であることが確認された。
次にこの実施例品と比較品として被覆層を有しない上記
組成の窒化硅素焼結体を次のような条件にて切削テスト
を行つたところ本実施例品は３扮切削してＶ８＝０．２
Ｗ１１であつたのに対して比較品は５分間の切削でＶＢ
＝０．４ＴＩｒ！ｎの摩耗を示した。
組成の窒化硅素焼結体を次のような条件にて切削テスト
を行つたところ本実施例品は３扮切削してＶ８＝０．２
Ｗ１１であつたのに対して比較品は５分間の切削でＶＢ
＝０．４ＴＩｒ！ｎの摩耗を示した。
実施例２実施例１と同じ窒化硅素焼結体に第１表に示す
ような各種の厚さのＣＢＮを常法にて被覆した。
ような各種の厚さのＣＢＮを常法にて被覆した。
そしてこれらを下記の条件にて切削テストを行なつたと
ころ第１表に示す結果を得た。実施例３ 実施例１と同じ方法でＳｉ３Ｎ４基体にてＣＢＮを３ｐ
被覆した。
ころ第１表に示す結果を得た。実施例３ 実施例１と同じ方法でＳｉ３Ｎ４基体にてＣＢＮを３ｐ
被覆した。
この際被覆時の基体温度を変えてＣＢＮの結晶粒度が２
．５〜２０μと第２表の如くなるように作成した。
．５〜２０μと第２表の如くなるように作成した。
そして下記条件で切削テストを行なつた。
条件
３扮間ｉ削にて■・で比較したところ次の結果を得た。
この結果、基体としての窒化硅素焼結体上に被覆される
ＣＢＮの結晶粒径は１０ｐ以下が好ましいことが認めら
れた。
ＣＢＮの結晶粒径は１０ｐ以下が好ましいことが認めら
れた。
図面は本発明の実施例において切削テストに用”いた被
削材の断面形状を示すものである。
削材の断面形状を示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化硅素焼結体を基質とし、この基質上に立方晶型
窒化硼素からなる被覆層を設けたことを特徴とする被覆
セラミック工具。 ２ 被覆層としての立方晶型窒化硼素の厚みが０．１〜
１０μであつて、立方晶型窒化硼素を構成する該結晶粒
の大部分が最大径１０ｐ以下の構造であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の被覆セラミック工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55171405A JPS6059085B2 (ja) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | 被覆セラミツク工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55171405A JPS6059085B2 (ja) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | 被覆セラミツク工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5795881A JPS5795881A (en) | 1982-06-14 |
| JPS6059085B2 true JPS6059085B2 (ja) | 1985-12-23 |
Family
ID=15922535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55171405A Expired JPS6059085B2 (ja) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | 被覆セラミツク工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059085B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145978A (ja) * | 1983-12-30 | 1985-08-01 | 住友電気工業株式会社 | 被覆硬質体及びその製造方法 |
| JPS60204686A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 切削工具用表面被覆立方晶窒化硼素基セラミツク部材 |
| JPS60204687A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆窒化珪素基セラミック工具部材 |
| JPS60204688A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆窒化珪素基セラミック工具部材 |
| JPS61159301A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-19 | Kyocera Corp | 切削用チツプ |
| US5639551A (en) * | 1993-02-10 | 1997-06-17 | California Institute Of Technology | Low pressure growth of cubic boron nitride films |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5473811A (en) * | 1977-10-21 | 1979-06-13 | Gen Electric | Polycrystalline*silicon carbide of silicon nitride based composite body |
-
1980
- 1980-12-03 JP JP55171405A patent/JPS6059085B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5473811A (en) * | 1977-10-21 | 1979-06-13 | Gen Electric | Polycrystalline*silicon carbide of silicon nitride based composite body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5795881A (en) | 1982-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2017165637A (ja) | 切削工具用複合焼結体及びこれを利用した切削工具 | |
| JP2007084382A (ja) | 立方晶窒化硼素焼結体および被覆立方晶窒化硼素焼結体、並びにそれらからなる焼入鋼用切削工具 | |
| JPS6053721B2 (ja) | 切削工具用複合焼結部材 | |
| JPS6059085B2 (ja) | 被覆セラミツク工具 | |
| JPS6210301B2 (ja) | ||
| JPH0273946A (ja) | 超硬合金及びその合金の表面に被膜を形成してなる被覆超硬合金 | |
| JP2686335B2 (ja) | 工具用焼結材料 | |
| JPS5946907B2 (ja) | 耐摩耗材及び工具用焼結サ−メツト | |
| WO2005078043A1 (en) | Coated abrasives | |
| JPH058153B2 (ja) | ||
| JP2858600B2 (ja) | 工具用焼結材料 | |
| JP2002194474A (ja) | 炭化タングステン系超硬基複合材料焼結体 | |
| JPH01225774A (ja) | 高硬度多結晶ダイヤモンド工具 | |
| JP2803379B2 (ja) | 気相合成ダイヤモンド被覆切削工具の製造法 | |
| JPS6039001A (ja) | 切削工具材料およびその製造方法 | |
| JPS6111724B2 (ja) | ||
| JP3729463B2 (ja) | フライス切削用強靭性超硬合金および被覆超硬合金 | |
| JP3525359B2 (ja) | 表面被覆超硬合金製切削工具 | |
| JPS6141873B2 (ja) | ||
| JPS59166673A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 | |
| JPS635470B2 (ja) | ||
| JP3591858B2 (ja) | アルミ切削加工用超硬チップ | |
| JPS5818988B2 (ja) | 工具用焼結体およびその製造方法 | |
| JPS59166671A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 | |
| JPS63157873A (ja) | フライス切削用表面被覆炭化タングステン基超硬合金 |