JPS6183681A - 切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体の製造方法 - Google Patents

切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体の製造方法

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JPS6183681A
JPS6183681A JP59202466A JP20246684A JPS6183681A JP S6183681 A JPS6183681 A JP S6183681A JP 59202466 A JP59202466 A JP 59202466A JP 20246684 A JP20246684 A JP 20246684A JP S6183681 A JPS6183681 A JP S6183681A
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sintered body
powder
boron nitride
cubic boron
cutting
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JP59202466A
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植田 文洋
逸郎 田嶋
川田 薫
三輪 紀章
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Mitsubishi Metal Corp
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Mitsubishi Metal Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発BAは、きわめてテ′i″した・靭性と耐摩耗性
を有し、鋳鉄やダイス鋼、高速度鋼などの高硬度鋼の切
削工具として使用するのに適した立方晶窒化硼素(以下
、CBNで示す)基焼給体の製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
最近、金属加工の分野において防沫切削の高速化、ダイ
ス鋼や高速度鋼などの高硬度鋼の切削力a工から切削力
ロエへの切り換えが急速に進み、それに伴って切削工具
用のCBN基焼結体が注目されるようになって、そのC
BNからは耐摩耗性、例えば窒化珪素(以下、Si、N
4で示す)からは耐か。
性および高靭性が期待さ扛るところから、例えば特願昭
52−51383号にみら汎るよつに、2a〜80容’
4X XのCBNと、耐熱性セラミックス物質としての
Si、N4. Ad、O,、−AlN、 SiC,B、
Cのうちの1種もしくは2種以上とが1:)なる焼結体
のようなCBN基焼結体が開発されている。
〔発明が解決しようと下る問題点〕
しかしながら、上記従来のCBN基焼結体を例えば鋳鉄
(Fe12)の、切削速度:400yn/a!。
切込み:0.5mm、送り°0.1 mm / rev
 、という条件の高速切削に使用すると、その焼結体は
5分以内に著しく摩耗し、鋳鉄の高速切削の実用に耐え
ることかで=hい。その原因はCB N 、 Si3N
4が共に難焼結性の材料であり、こnら同種および異種
の粒子相互間の界面強度が弱く、粒子の脱落、剥離摩耗
を生じ易いことによるものと考えらnる。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで本発明者らは、上記のような従来のCBNとSi
3N4を主成分とする切削工具用CBN基焼結体の欠点
を解決下べく、CBNとSi3N、の結合剤として優れ
ている結合剤を種々調査、研究した結果、 (1)  常圧下で合成さn*512w粉末の硬さは、
CB N 、 Si3N、のそf′Lに比してMI(V
600〜900と著しく低いので、こ汎をCBNとSi
3N4を主成分とする焼結体に添加すると、その混合物
のと、特に5i2WとSi3N、との間でS]の拡散を
生じて粒子相互間の界面強度が上昇するだけでなく、5
i2W自体が超高圧焼結によってその硬度がMHV15
00〜1800に上昇し、得らnた焼結体が硬質化する
ことによって、その耐摩耗性が向上し、(り 例えば先
に本発明者らが発明したT12AlNの製造方法(特願
昭59−25768号)によって得られるT12AlN
は1200°C以上の温度で急激に分解反応を起こして
窒化チタン(以下、TiNで示す)を析出するので、こ
のような特性を有するTi2A I NをCB N 、
 Si3N4および上記の5i2Wに加えて焼結すると
、その分解反応の際にAlを妹分にして、上記の析出す
るTiNと、共存するCBNとの反応によって生成した
硼化チタン(以下、TiB2で示す)がCB N、 S
i3N4およびSi、、W粒子の間に存在する空隙へ廻
り込むようにして析出下る結果、得ら汎た焼結体の・靭
性が向上すること、を見出した。
この発明は、上記知見シて基いて発明さ′rしたちので
あって、 Si3N、粉末、3〜35%。
S i、、W粉末 0.5〜15%。
Ti、、AlN粉末 1.5〜25%。
CBN粉末゛残り からなる配合組成C以上重量%)を有する組成物を混合
し、プレス成形して圧粉体とし、ついでこの圧粉体を、
単独で、ま念は他の圧粉体もしくは焼結体と重ね合わせ
た状態で、超高圧焼結することを特徴とする切削工具用
立方晶窒化硼素基焼結体の製造方法である。
ついで、この発明において成分組成範囲を上記のとおり
に限定した理由を説明する。
(a)  Si3N4 これは焼結体に靭性と面1熱性ビ附与する作用を有する
が、その配合量が3%未満では得られた焼結体の靭性と
耐熱性が不足し、一方そ八が35%を越えると、焼結体
のlit辛粍注が不足するところから、その配合量を3
〜35%と定め念。
(b)  Si□W こ扛は焼結性を改善下るとともにvb=体の界亙強度(
靭性)を向上させるのに有効な成分であるが、その配合
量が05%未満では焼結体の・靭性が不足し、一方それ
が15%を越えると、耐摩耗性が低下するところから、
その配合量を0.5〜15%と定めた。
(c)  Ti、、AIN これは超高圧焼結時に分解反応を起こしてTiNを生じ
、ひいては結合相を生ずるので、結合相を生成させるた
め(て配合下る成分である。この分解生成TiNの一部
は共存するCBNと反応してTiB、。
カ生成し、結局T12AlN ’n コn ラTiN 
ヤTi B2ヲ含有する結合相を生じ、こn+−5CB
N粒子やSi3N4粒子間の空隙内に入り込んで、こ”
ルら拉子間の界面強度ビ向上させるとともに、TiNは
高温における鋳鉄や鋼に対する#f溶着性を向上させ、
またTiB2は高速切削時に刃先から熱を逃が丁のに必
要な高い熱伝導性を焼結体に附与するとともに、高い耐
C疑着性も附与する作用な有するが、T i 2A I
 Nの配合量が1.5%未満では、これらTiNおよび
TiB2の量が不足して凝着摩耗が生じ易くなるととも
に刃先に熱がとも9易ぐなり、かつ耐摩耗性が低下し、
一方その配合量が25%を越えると、逆にTiNとTi
B、、の量が過剰となってCBNの有する耐摩耗効果が
薄n、耐摩耗性が不足するところから、その配合量を1
5〜25%と定め之。
この発明においては、原料粉末、丁なわちCBN粉末、
  Si3N4粉末、  5i2W粉末およびT12A
lN粉末を用意し、ついでこnら原料粉末を上記所定の
成分組成となるように配合し、常法により、丁なわち、
例えばボールミルにて混合して混合粉末を製造し、つい
でこnを約0.5〜5ton/mの圧力で圧粉体とし、
この圧粉体夕、またはこの圧粉体を超高圧焼結の前処理
として、10〜10torrの真空中ま之は不活性ガス
もしくは中性ガス雰囲気中約800〜1200°Cの温
度で仮焼結してその強度を高めt後、単独で、または超
硬合金やサーメットとなるべき他の圧粉体もしくは焼結
体と重ね合わせた状態で、超高圧容器内において、圧カ
ニ20〜70kb、温度゛1200〜1600’C,保
持時間、10〜60分の条件で超高圧焼結することによ
って、切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体が製造さnる
なお、この発明においては、原料成分の一つとしてT1
□AlNを用いることが重要かつ必須であって、その代
りに焼結途中でTi2AJ Nを生成しそつな成分の組
合わせ、例えばTiNとTiAl、あるいばTiNとT
iおよびAlを用いると、焼結時にCBNとの反応によ
ってAlNが生じ、このAlNが焼結性を阻害するとと
もに焼結体の耐摩耗性を低下させるので、こnらの成分
の組合せは好ましくない。
〔実施例〕
ついで、この発明を実施例によって説明丁乙。
原料粉末として、平均粒径;3μmのCBN粉末、同3
μmのSi3N、粉末、同1μmの5i2W粉末および
同2μmのT1□AIN粉末の各粉末を用意し、第1衣
に示す各組成に配合後、ボールミルにて5時間混合し、
ついで1.5 ton / crtlの圧力でプレス成
形して圧粉体とし、との圧粉体を超高圧装置にて圧力゛
6万気圧、温度:1500°Cの条件下に60分間保持
した後、冷却・降圧下ることにX、す、本発明焼結体1
〜6を製造した。
比較のtめ、元素からみた組成上では不発明焼結体5と
同一の焼結体を生成下るような量の原料成分でT1□A
i?Nを置換して得た比較焼結体1〜2および配合成分
組成範囲がこの発明の範囲から外れた比較焼結体3〜9
(外汎之成分を表の中に※印で示すン、並びにTi、、
AlNの代りにTiNを用いた従来焼結体を前記本発明
焼結体と同様に製造した。
なお、本発明焼結体2.4〜5に訃いては、圧粉体を真
空中1000°Cで30分間保持後、上記の超高圧焼結
を施し友。
このようにして得らnfc各焼結体について、(TiN
+TiB2)量夕XMA回折図のピーク強度から定量す
るとともに、こnらの抗折力も測定した。
これらの結果も第1表に示す。
ついで、こnらの焼結体をそれぞn切断、ロール付加工
後、こ九らにそ九ぞれ研削、研磨仕上げを施し、S N
 P 432の形状を11下る切削工具を作製し、こ九
らの切削工具を用いて、下記条件の切削試験を実施し念
被削材゛鋳鉄FC30 切削速度 400 m / mm。
切込み 0.5間 送り:0,1朋/rev。
この試験において逃げ面摩耗幅(VB )が0.2 x
mに達するまでの時間を測定して、そ汎を切削工具の寿
命とし、これも第1表に合わせて示すっ〔発明の効果〕 第1表の結果から明らかなように、この発明によって製
造さ、f″した焼結体1〜6(1、Ti2AdNの分解
によって生じたTiNお工びTiB2がCBN粒子やS
 i IN4粒子間の空隙中K 、Jり込んでこれらの
粒子を強固に結合下る組織を形成するために、従来焼結
体はもとより、焼結途中でT12AlNを生成しそウナ
化合物を組合わせて用いた比較焼結体1,2および原料
粉末の配合組成がこの発明の配合組成範囲から外れた比
較焼結体3〜.9 )て比べても抗折力が優nており、
寸た、例えば語法(Fe12)の高速切削に用いたとき
、切削寿命が格段(で長く、耐、摩耗性の点でも格段に
優れていることがわかる。
丁なわち、この発明の製造方法によnば、きわめて優れ
た靭性と耐摩耗性を有し、特7c鋳鉄の高速切削やダイ
ス鋼および高速度′Mなどの高硬度鋼の切削等に使用す
る切削工具として適し1cBN基焼結体を得ることかで
さる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 窒化珪素粉末:3〜35%、 Si_2W粉末:0.5〜15%、 Ti_2AlN粉末:1.5〜25%、 立方晶窒化硼素粉末:残り からなる配合組成(以上重量%)を有する組成物を混合
    し、プレス成形して圧粉体とし、ついでこの圧粉体を、
    単独で、または他の圧粉体もしくは焼結体と重ね合わせ
    た状態で、超高圧焼結することを特徴とする、切削工具
    用立方晶窒化硼素基焼結体の製造方法。
JP59202466A 1984-09-27 1984-09-27 切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体の製造方法 Granted JPS6183681A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0330913A2 (de) * 1988-03-02 1989-09-06 Krupp Widia GmbH Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Hartmetallkörpers und gesinterter Hartmetallkörper
JP2019156688A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 三菱マテリアル株式会社 cBN焼結体および切削工具

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0330913A2 (de) * 1988-03-02 1989-09-06 Krupp Widia GmbH Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Hartmetallkörpers und gesinterter Hartmetallkörper
JP2019156688A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 三菱マテリアル株式会社 cBN焼結体および切削工具
CN111801304A (zh) * 2018-03-14 2020-10-20 三菱综合材料株式会社 cBN烧结体及切削工具
EP3766857A4 (en) * 2018-03-14 2021-12-15 Mitsubishi Materials Corporation CBN-SINTERED COMPACT AND CUTTING TOOL
US11383305B2 (en) 2018-03-14 2022-07-12 Mitsubishi Materials Corporation cBN sintered compact and cutting tool
CN111801304B (zh) * 2018-03-14 2022-08-12 三菱综合材料株式会社 cBN烧结体及切削工具

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