JPS6133894B2

JPS6133894B2 -

Info

Publication number: JPS6133894B2
Application number: JP10442779A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimoda; Mitsutama Ootani
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1979-08-16
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1986-08-05
Also published as: JPS5629648A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、CBNおよび／またはWBNが結合材
とともに高温高圧下で焼結される高硬度焼結体に
関し、特に結合性を改善することによつて切削作
業、線引き作業等に好結果をもたらすようにした
ものである。従来、この種の高硬度焼結体は、結合材の含有
率が高いものについては、金属の炭化物、窒化
物、硼化物等を利用したものが多く、また含有率
が低いものについては、合金を使用したものが多
い。しかしながら、前者結合相の多い部分だか焼結
体の硬度を犠性にすることから、高硬度の被削材
には不適当であり、また後者では、高温特性が悪
く、抗圧力、靭性が低いことなどから非常にもろ
く、軽切削においてのみ有効なものであつた。したがつて、この種の高硬度焼結体は、結合材
の面から高温特性にすぐれているだけでなく、抗
圧力、靭性においてもすぐれているような高硬度
焼結体の開発が要望されている。本発明は、CBNおよび／またはWBNを60〜95
重量％（以下％という）、残りの５〜40％を結合
材とし、この結合材の一部には、Ti，Zrおよび
Hfの単独または複合からなる助材が含まれるよ
うにした高硬度焼結体において、前記結合材は、
Niおよび／またはCoの金属間化合物であつて、
前記助材との間および／または、Ｗ，Mo，Nb，
Ｖ，およびTaの単独または複合から選択された
金属または合金との間で金属間化合物を形成し、
前記助材は、焼結体全体に対して、１〜８％含ま
れていることを内容とするものである。以下、本発明高硬度焼結体の一実施例につい
て、図を参照しながら説明する。第１図および第２図において、１は、高硬度焼
結体であり、この高硬度焼結体１は、CBNおよ
び／またはWBNを60〜95重量％（以下％とい
う）とし、残りの５〜40％を結合材としたもので
ある。そして、この高硬度焼結体１は、高温高圧下、
例えば1250℃、50〜60Kbで焼結され、図示のよ
うなバイトに使用される場合には、ホルダー２の
先端に切欠された段部３内にろう付けされる。また、第２図の場合は、高硬度焼結体１が、例
えば超硬合金からなる基台４上にあるが、これ
は、高温高圧下の焼結時に固着されたものであ
り、この基台４を介して、同じくホルダー２の段
部３内にろう付けされる。前記高硬度焼結体１は、前述したようにCBN
および／またはWBNを60〜95％、残りの５〜40
％を結合材としたものであるが、結合材の一部に
は、Ti，ZrおよびHfの単独または複合からなる
助材を含み、結合強化を図つている。この助材
は、焼結体全体に対して１〜８％含まれているも
のである。そして、結合材の主体となるものは、
Niおよび／またはCoの金属間化合物であり、こ
の金属化合物は、前記助材との間および／または
Ｗ，Mo，Nb，Ｖ，およびTaの単独または複合か
ら選択された金属または合金との間で形成され
る。なお、この金属間化合物は、予め金属間化合
物を形成しているものだけでなく、焼結過程で形
成されるものも含むものである。また、Ti，ZrおよびHfの単独または複合から
なる助材については、出発原料として、TiHx，
ZrHxおよびHfHxの単独または複合が好適する。
この場合ｘは、１≦ｘ≦２の範囲で選択されるべ
きものである。 Hxを適用するのは、活性な水素が清浄化作用
をなすとともに、これに伴つて生成される活性な
Ti，Zr等を高強度の助材として作用させるため
である。すなわち、これらの水素化物との混合物
を例えば1000℃、10^-5mmHgで前処理することに
より、活性な水素がCBN等の他の物質の表面を
清浄化し、かつこれに伴つて同時に生成する活性
なTi，Zr等の助材が殆んど原子状となつて、結
合材とCBNおよび／またはWBNとの間で結合助
材となるためである。また、Niおよび／またはCoと、Ｗ，Mo，Nb，
ＶおよびTaの単独または複合との組合せでは、
金属間化合物が予め形成され、また焼結過程で生
成される。そして、金属間化合物は、これを構成
する単体金属よりも、その融点が低下し、密着性
を増加させる性質を有していることから、焼結領
域における圧力も減少する。（実施例１）実施例１は、CBNを60〜95％の範囲で変化さ
せ、これに結合材を組合せて焼結したものであ
る。そして、配合組成、性能試験結果等について
は、第１表に示されるとおりである。この場合、
TiNi，VNi，MoNi，NbCo，NbNi，TiNiについ
ては、それぞれ１：１の割合で、WNi₄，MoNi₄
については、それぞれ１：４の割合になつてい
る。なお、CBNが95％を越えるものについては、
結合強度が弱いことから不可で、また60％未満の
ものについては、CBNの特性を活かせず不適当
であることを確認した。また、性能試験による比較品は、90％CBN＋
10％（Ni＋Al）からなるもので、いずれも本発
明品の方がすぐれていた。これは、本発明品の結
合材が金属間化合物で、高温強度が高く、また、
助材が密着性を高めるように作用することからで
ある。この場合、助材については、１〜８％が好
適範囲である。これは、下限値未満であれば、水
素化物として配合しても活性量が少なく、また、
上限値を越えると金属成分の増加となつて、高温
強度を低下させるからである。なお、実験No.１，４については、助材成分とし
てのTiをNiとの金属間化合物としたものが示さ
れているが、この場合も有効に機能した。

【表】（実施例２）実施例２は、WBNを60〜95％の範囲で変化さ
せ、これに結合材を組合せて焼結したものであ
る。そして、配合組成、性能試験結果等は、第２
表に示されるとおりで、CoNi，MoNi，NbCoは
それぞれ１：１の割合で、WNi₄については、
１：４になつているものである。また、第２表以外の試験において、WBNが95
％を越えるものについては、結合強度が弱いこと
から不可であることおよび60％未満のものについ
ては、WBNの特性を活かせずに不適当であるこ
とを確認した。さらに助材の含有率についても、
実施例１と同様１〜８％が好適することを確認し
た。なお、性能試験による比較品は、実施例１と同
じく90％CBN＋10％（Ni＋Al）からなるもので
あるが、第１表の結果からも明らかなように、本
発明品がいずれもすぐれたいた。

【表】（実施例３）実施例３は、CBNおよびWBNの合計量が60〜
95％になるように変化させ、これに結合材を組合
せて焼結したものである。そして、配合組成、性
能試験結果等は、第３表で示されるとおりであ
る。この場合、TiCo，ZrCo，MoNi，VNi，
HfNi，TiNiについては、それぞれ１：１，
（TaV）Coについては、１：１：１の割合になつ
ているものである。なお、性能試験による比較品については、90％
CBN＋10％（Ni＋Al）からなるもので、いずれ
も発明品の方がすぐれていた。また、CBNおよ
びWBNの含有率、助材の含有率についても、実
施例１および実施例２と同様、60〜95％、１〜８
％が好適範囲であることが確認された。

【表】本発明は、以上説明したように、CBNおよ
び／またはWBNを60〜95％とし、結合材として
金属間化合物を適用するとともにTi，Zr，Hfか
らなる助材を全体の１〜８％含有させるようにし
たものであるから、結合材としての高温硬度が高
く、しかもCBNおよび／またはWBNに対しては
密着性による結合強度が高くなり、切削工具、ダ
イス等に好適するという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明高硬度焼結体の一実施例を示
すもので、バイトホルダーにろう付けしたものを
示す斜視図、第２図は、変形例を示す斜視図であ
る。１…高硬度焼結体、２…バイトホルダー、４…
基台。

Claims

【特許請求の範囲】１ CBNおよび／またはWBNを60〜95重量％
（以下％という）、残りの５〜40％を結合材とし、
この結合材の一部には、Ti，ZrおよびHfの単独
または複合からなる助材が含まれるようにした高
硬度焼結体において、前記結合材は、Niおよび／またはCoの金属間
化合物であつて、前記助材との間でおよび／また
はＷ，Mo，Nb，Ｖ，およびTaの単独または複合
から選択された金属または合金との間で金属間化
合物を形成し、前記助材は、焼結体全体に対して、１〜８％含
まれていることを特徴とする高硬度焼結体。