JPS6184303A - 複合焼結体の製造法 - Google Patents

複合焼結体の製造法

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JPS6184303A
JPS6184303A JP59204553A JP20455384A JPS6184303A JP S6184303 A JPS6184303 A JP S6184303A JP 59204553 A JP59204553 A JP 59204553A JP 20455384 A JP20455384 A JP 20455384A JP S6184303 A JPS6184303 A JP S6184303A
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JP
Japan
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composition
cbn
boron nitride
cubic boron
sintered body
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JP59204553A
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English (en)
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Hiroshi Ishizuka
博 石塚
Shuhei Kuge
久下　修平
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Ishizuka Research Institute Ltd
Original Assignee
Ishizuka Research Institute Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
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    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
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    • C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
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    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/87—Ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

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】 本発明は複合焼結体の製造法、特ＫｃＢＮ　（立方晶窒
化硼素）とＷＣ−Ｃｏとが堅固に一体化した工具素材と
しての焼結体の製造法に関するものである。
ｃＢＮ粒子を含む焼結体とし文は多数種提案されている
が、この中には８０％（容積ベースによる。卯同様）以
上のｃＢＮを含有し、残部が炭・窒化物及びバインダー
金属とで構成されるもの（例えば特開昭５６−１６９７
４８号公報に記載）や、相互に結合したｃＢＮ結晶７０
９！＋以上及び残部のＡ１合金から成る塊体と。
焼結カーバイド塊体とを結合させた複合体（特公昭５２
−４３８４６号公報）が含まれている。
これらの焼結体は硬度が高く、硬質鋼、特にＨＲＣ６０
以上の焼入鋼の切削において秀れた性能を示すと言われ
ている。しかしこれより軟質の鋼材、特に）（ｉｔｃ　
４５付近の焼入鋼の仕上切削や高速軽切削産おいては熱
的損傷を受けるため、また耐摩耗性及び耐欠損性の点で
、サーメット系工具や超硬工具に比べて必ずしも優れて
いるとは言えなかった。
この理由としてはｃＢＮ粒子間を接合している中間結合
相が熱に弱いので、切削時の高熱により破壊されてｃＢ
Ｎ粒子の脱落を生じ、さらにこうして脱落した粒子を含
む切粉によって工具刃先が削り取られたり、或は刃先か
ら隔った熱的に弱い部分が、切削作業時の発熱に侵され
て破断するものと考えられる。
またこのほかには、　ＨＲσ４５程度の比較的軟質鉄系
材の切削において、サーメット系又は超硬工具を充分に
凌ぐｃＢＮ焼結材は知られていなかった。
従って本発明は上述せる従来の研摩材に伴う欠点が除去
され、かつ高硬度で高耐熱性のｃＢＮ含有複合体を提供
するものでｋ）って、その要旨とするところは、平均粒
度が９趨以下（７’）ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）粉末６
０〜８０容積係と炭化チタン２０〜４０容積チから成る
混合物をＷＣ−Ｃｎ系組成物の表面と密に配置せしめ、
全体を該組成物から融液相が滲出する温度にてｃＢＮが
熱力学的に安定な温度圧力条件下に供し、もってｃＢＮ
粒子及びＷＣ−Ｃｏ組成本発明方法で用いるｃＢＨの粒
度（平均）は、上記のように約９μｍ以下が適切である
。これより粗いと、刃先部分のｃＢＮ粒子の粒内破壊に
よる摩耗が生じやすくなり、好ましくない。このｃＢＮ
粒子は炭化チタンと混合して、焼結または焼成したＷＣ
−Ｃ。
どの場合もＷＣ−Ｃｎ系の金属相は８〜１０（重量）％
とするのが最適である。ｃＢＮと炭化物との混合割合は
上記のように、　ｃＢＮ６０〜８０容積チに対し、容積
子タン４０〜２０チとする。
ｃＢＮのような自己焼結しにくい超硬質粒子の焼結体を
調製する場合９粒子間にはある程度の金属相の介在が必
要であるが２反面金属相が多すぎると１粒子間の結合力
が小さくなり、硬さやその他焼結体全体としての性能が
著しく低下する。従って高強度の焼結体を得るには、こ
の金属相の量を最適化することが必要である。本発明に
従って焼結体を作成する時は、隣接して配置したＷＣ−
Ｃ。
系から必要にして充分な量の融液をｃＢＮ及びＴｉＣ粒
子間に浸透させて、熱的安定性、引張強さ及びｃＢＮと
の結合性のすべてに秀れたＴｉＣをｃｌ：ＩＮ粒子間隙
に均一に分散させた組織を得ることができ。
これによって高硬度かつ高耐熱性の複合焼結体が得られ
るのである。
実施例 次のよりなｃＢＮとＴｉＣとの混合粉末をそれぞれ調製
した。
これらの各組成の粉末をそれぞれ、直径約９１１！のＴ
ａ薄板製の円筒容器内に平らに入れ、この上にＷＣ−ｓ
　（重量）％Ｃｏ組成の焼成物（３，２ｇ）を入れてＴ
ａ板で蓋をした。全体を高温高圧装置に装着し、５Ｇｐ
ａ１３００℃、の圧力温度条件下で約５分間処理した。
こうして得られた焼結体はそれぞれバイトチップに加工
し、鋼材丸棒の外周旋削試験に供した。次の条件で切削
作業を行なった時の、２０分間におけるチップフランク
の摩耗量（關）並びに工具寿命（ＶＢ＝０．２１）をそ
れぞれ下表及び第１図に示す（○の側の数字は試料番号
を表す）。
〔試験条件〕
バイト形状１寸法ニー５．−５．６．６．４５．４５．
０．８１％（Ｋランド刃先処理） ワーク材質　　：５Ｋ−３相当、硬さＨＲｃ＝４５切込
深さ　　　：　　０．３ｉ！。
送、　　　リ　　　　：　　０．２．、／回転切削速度
　　　：　　１ｓｏｍ／分 方　　　式　　　　：　乾　式 同様の用途を持つ市販品の寿命は次のとおりであった。
次に平均粒度９μ薄のｃＢＮ粉末７０容積チと平均粒度
１５μｍのＴｉＣ３０容積チとの混合粉末１５０嗜を、
上記と同様の操作で高圧高温処理して焼結体を作成し、
さらにチップに加工した。これを用いて上記と同様の試
験条件（たソし切削速度は１ｏｏｍ／＄）で５ｌ（Ｉ）
−１１種鋼（ＨＲＣ＝　６０）の切削を行ない、前記の
市販品２種類と比較した。結果を第２図に示す。図中Ｏ
−○は本発明によるチップ、△・・・ム及びロー・−口
はそれぞれ市販品１及び２についてのデータである。こ
れ忙見られるように２本発明品は欠損を生じることな（
Ｈｎｃ　６０の硬度においても従来品に匹敵する耐摩耗
性を有している。
以上の実施例から明らかなように２本発明によって作成
されたチップはＨＲＣ６０以下の比較的軟質鉄系材の切
削において、従来の市販品に比し著しくすぐれた性能を
発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はｃＢＮ−Ｔｉｅ混合粉末の混合比と、　５Ｋ−
３種鋼の切削におけるか入る混合比の焼結体チップの摩
耗量との関係を示すグラフ、第２図は５ＫＤ−１１種調
力切削における本発明の焼結体０−○）及び従来市販品
（△・・・Δ、ロー・−口）の摩耗量を示すグラフであ
る。 ＝　　　　　：　　　　　ロ （−“）　　？　Ｍ　＄　６／：Ｇ　ｒｚ　　　　　工
　　　　　〜 （ｖ−ｗ）　　善廿敵６（ζｔ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、平均粒度が９μｍ以下のｃＢＮ（立方晶窒化硼素）
    粉末６０〜８０容積％と炭化チタン２０〜４０容積％か
    ら成る混合物をＷＣ−Ｃｏ系組成物の表面と密に配置せ
    しめ、全体を該組成物から融液相が滲出する温度にてｃ
    ＢＮが熱力学的に安定な温度圧力条件下に供し、もって
    ｃＢＮ粒子及びＷＣ−Ｃｏ組成物を一体化することを特
    徴とする、複合焼結体の製造法。
JP59204553A 1984-09-28 1984-09-28 複合焼結体の製造法 Pending JPS6184303A (ja)

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