JPS62253746A - ｃＢＮ焼結体およびその製造方法 - Google Patents
ｃＢＮ焼結体およびその製造方法Info
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- JPS62253746A JPS62253746A JP61302570A JP30257086A JPS62253746A JP S62253746 A JPS62253746 A JP S62253746A JP 61302570 A JP61302570 A JP 61302570A JP 30257086 A JP30257086 A JP 30257086A JP S62253746 A JPS62253746 A JP S62253746A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/16—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on nitrides
-
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、立方晶窒化硼素（以下、ｃＢＮと略す）を
用いた工具用焼結体およびその製造方法に関し、特にエ
ンドミルに用いるのに適したｃ３Ｎ焼結体の改良に関す
る。
用いた工具用焼結体およびその製造方法に関し、特にエ
ンドミルに用いるのに適したｃ３Ｎ焼結体の改良に関す
る。
［従来の技術］
ｃＢＮはダイヤモンドに次ぐ高硬度物質であり、その焼
結体は種々の切削工具に使用されている。
結体は種々の切削工具に使用されている。
切削工具に適したこの種のＯＢＮ焼結体の一例が、特開
昭５３−７７８１１号に開示されている。
昭５３−７７８１１号に開示されている。
すなわら、この先行技術には、ｃＢＮを体積％で８０〜
４０％含有し、残部が周期率表第■ａ。
４０％含有し、残部が周期率表第■ａ。
Ｖａ、 Ｖｌａ族遷移金属の炭化物、窒化物、硼化物
、硅化物もしくはこれらの混合物または相互固溶体化合
物を主体としたもの、あるいはこれにＡｆＬおよび３１
の少なくとも一方を添加したものからなり、これらの化
合物が焼結体組織中で連続した結合相をなしているｃＢ
Ｎ焼結体が開示されている。
、硅化物もしくはこれらの混合物または相互固溶体化合
物を主体としたもの、あるいはこれにＡｆＬおよび３１
の少なくとも一方を添加したものからなり、これらの化
合物が焼結体組織中で連続した結合相をなしているｃＢ
Ｎ焼結体が開示されている。
この高硬度工具用焼結体では、結合化合物として、上記
したような周Ｉｌｌ率表第（Ｖａ、 Ｖａ、 Ｖｌ
ａ１ｍ移金属の炭化物、窒化物、硼化物、硅化物もしく
はこれらの相互固溶体化合物などの比較的高硬度であり
、かつ高融点の化合物が用いられているので、切削工具
として一般に高い性能を示すと考えられる。
したような周Ｉｌｌ率表第（Ｖａ、 Ｖａ、 Ｖｌ
ａ１ｍ移金属の炭化物、窒化物、硼化物、硅化物もしく
はこれらの相互固溶体化合物などの比較的高硬度であり
、かつ高融点の化合物が用いられているので、切削工具
として一般に高い性能を示すと考えられる。
ｃＢＮ焼結体を高硬度工具用焼結体として用いる場合、
当然のことながら硬度が高い方が好ましい。Ｊ：って、
従来、上述のようなｃＢＮ含有率の高い焼結体が市販さ
れてきている。
当然のことながら硬度が高い方が好ましい。Ｊ：って、
従来、上述のようなｃＢＮ含有率の高い焼結体が市販さ
れてきている。
［発明が解決しようとする問題点コ
しかしながら、高硬度被剛材を切削するのに用いる工具
の中でもエンドミルに用いた場合には、上）ホしたよう
な高硬度のｃＢＮ焼結体であっても、切削初期に欠損す
ることがしばしばあった。
の中でもエンドミルに用いた場合には、上）ホしたよう
な高硬度のｃＢＮ焼結体であっても、切削初期に欠損す
ることがしばしばあった。
それゆえに、この発明の目的は、エンドミルに用いた場
合に欠損が生じにくく、かつ耐摩耗性に優れたｃＢＮ焼
結体を提供することにある。
合に欠損が生じにくく、かつ耐摩耗性に優れたｃＢＮ焼
結体を提供することにある。
［問題点を解消するための手段］
本願発明者達は、エンドミルに用いた場合に欠損が生じ
にくいｃＢＮ焼結体を得るべく鋭意検討した結果、粒径
約２μ量以下のｃＢ Ｎ ３５〜５０体積％と、下記の
結合材５０〜６５体積％とを混合して得られた混合粉末
をｃＢＮの安定な条件下で焼結すれば、エンドミルに好
適のｃＢＮ焼結体が得られることを見出した。
にくいｃＢＮ焼結体を得るべく鋭意検討した結果、粒径
約２μ量以下のｃＢ Ｎ ３５〜５０体積％と、下記の
結合材５０〜６５体積％とを混合して得られた混合粉末
をｃＢＮの安定な条件下で焼結すれば、エンドミルに好
適のｃＢＮ焼結体が得られることを見出した。
すなわち、この発明は、平均粒径約２μｍ以下のｃＢＮ
粉末を用いることと、へ立を２０〜３０ｍｍ％含み、Ｔ
ｉ Ｎｚ 、Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）ｚ 、ＴｉＣｚ 、（
Ｔｌ 、Ｍ）Ｏｒ 、（Ｔｉ 、Ｍ）（Ｃ，Ｎ）２およ
び（Ｔｉ 、Ｍ）Ｎｚからなる群から選択した１種以上
のＴｉ化合物（ＭはＴ（を除く周ＩＪ率表第ｔｖａ、
ｖａ、 ｖｉａ族遷移金属元素、２は０゜６５≦ｚ
≦０．８５）、結合材中（７）ＴｉとＴｉを除くＩＶａ
、 Ｖａ、 ＶＩａ族金属との原子比が約２／３〜
９７／１００であり、全タングステン濃度が約５〜２０
重量％である結合材を用いることを特徴とするものであ
る。
粉末を用いることと、へ立を２０〜３０ｍｍ％含み、Ｔ
ｉ Ｎｚ 、Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）ｚ 、ＴｉＣｚ 、（
Ｔｌ 、Ｍ）Ｏｒ 、（Ｔｉ 、Ｍ）（Ｃ，Ｎ）２およ
び（Ｔｉ 、Ｍ）Ｎｚからなる群から選択した１種以上
のＴｉ化合物（ＭはＴ（を除く周ＩＪ率表第ｔｖａ、
ｖａ、 ｖｉａ族遷移金属元素、２は０゜６５≦ｚ
≦０．８５）、結合材中（７）ＴｉとＴｉを除くＩＶａ
、 Ｖａ、 ＶＩａ族金属との原子比が約２／３〜
９７／１００であり、全タングステン濃度が約５〜２０
重量％である結合材を用いることを特徴とするものであ
る。
［作用］
この発明のｃＢＮ焼結体がエンドミル用途のような断続
切削において優れた性能を示すのは下記の理由によるも
のと考えられる。エンドミルに用いた場合、ｃＢＮ焼結
体の刃先には微小なチツビン“グにより摩耗が進行し、
切削抵抗が増加して欠損に至るものと考えられる。この
微小なチッピングは、ｃＢＮ粒子の脱落や欠損により生
じる。したがって、ｃＢＮ粒子の粒度を小さく、かつ含
有量を低下させれば、ｃＢＮ粒子の火消や脱落を抑制し
得るものと考えられる。
切削において優れた性能を示すのは下記の理由によるも
のと考えられる。エンドミルに用いた場合、ｃＢＮ焼結
体の刃先には微小なチツビン“グにより摩耗が進行し、
切削抵抗が増加して欠損に至るものと考えられる。この
微小なチッピングは、ｃＢＮ粒子の脱落や欠損により生
じる。したがって、ｃＢＮ粒子の粒度を小さく、かつ含
有量を低下させれば、ｃＢＮ粒子の火消や脱落を抑制し
得るものと考えられる。
この発明で」ま、結合材が、Ｔｉ Ｎｚ 、Ｔｉ ＜
Ｃ。
Ｃ。
Ｎ）ｚ、Ｔｉｃｚ、（Ｔｉ．Ｍ）Ｃｚ、＜Ｔｉ。
Ｍ）（Ｃ，Ｎ）Ｚおよび（Ｔｉ 、Ｍ）Ｎｚからなる群
から選択した１種以上のＴｉ化合物を含み（ＭはＴｉを
除く周期率表第１Ｖａ、 Ｖａ、 ＶＩａ族遷移金
属元素であり、２は０．６５≦ｚ≦０．８５）かつ、該
結合材中にＡｆＬが２０〜３０ｆｌｉｆｉ％含まれてお
り、かつタングステンが５〜２０重量％含まれている。
から選択した１種以上のＴｉ化合物を含み（ＭはＴｉを
除く周期率表第１Ｖａ、 Ｖａ、 ＶＩａ族遷移金
属元素であり、２は０．６５≦ｚ≦０．８５）かつ、該
結合材中にＡｆＬが２０〜３０ｆｌｉｆｉ％含まれてお
り、かつタングステンが５〜２０重量％含まれている。
この結合材は、それ自体強度が高く耐摩耗性に優れてい
るものである。特に、結合材中にタングステンを含有さ
せることにより、強度と耐摩耗性が改善されでいる。
るものである。特に、結合材中にタングステンを含有さ
せることにより、強度と耐摩耗性が改善されでいる。
また、上記結合材は、Ａｌを含イ１しており、このＡｌ
ｌによりｃＢＮと結合材との接合強度が改善されている
ものと考えられる。
ｌによりｃＢＮと結合材との接合強度が改善されている
ものと考えられる。
さらに、結合材中に遊離のＴｉを有するＴｉ化合物を用
いることにより、ＴｉとＣＢ Ｎ 、またはＴｉと結合
材の一部とが反応し、それによってｃＢＮと結合材との
接合強度が改善されていると考えられる。
いることにより、ＴｉとＣＢ Ｎ 、またはＴｉと結合
材の一部とが反応し、それによってｃＢＮと結合材との
接合強度が改善されていると考えられる。
この発明では、ｃＢＮの粒径は２μｌ以下であることが
必要である。ｃＢＮの粒度が２μｍを越えると、ｃＢＮ
粒子内で欠損が１じゃすくなり、好ましくない。より好
ましくは、１μｍ以上の径のｃＢＮを用いることにより
、耐欠損性を一層改善することができる。
必要である。ｃＢＮの粒度が２μｍを越えると、ｃＢＮ
粒子内で欠損が１じゃすくなり、好ましくない。より好
ましくは、１μｍ以上の径のｃＢＮを用いることにより
、耐欠損性を一層改善することができる。
また、ｃＢＮの含有量は約５〜２０重量％の範囲にある
ことが好ましい。ｃ８Ｎ含有量が３５体積％未満では硬
度が不十分となり、切削中に刃先が変形し、好ましくな
い。他方、ｃＢＮ含有量が約５０体積％を越えるとｃＢ
Ｎ粒子の脱落によるチッピングが生じやすくなる。
ことが好ましい。ｃ８Ｎ含有量が３５体積％未満では硬
度が不十分となり、切削中に刃先が変形し、好ましくな
い。他方、ｃＢＮ含有量が約５０体積％を越えるとｃＢ
Ｎ粒子の脱落によるチッピングが生じやすくなる。
次に、上記したＴｉ化合物の化学式における２の値は、
約０．６５〜０．８５の範囲にあることが好ましい。こ
のｌ値が約０．６５未満では焼結体の硬度が低くなりす
ぎ、他方的０．８５を越えると遊＃Ｔｉの量が減少し、
Ｔｉ とｃＢＮもしく。
約０．６５〜０．８５の範囲にあることが好ましい。こ
のｌ値が約０．６５未満では焼結体の硬度が低くなりす
ぎ、他方的０．８５を越えると遊＃Ｔｉの量が減少し、
Ｔｉ とｃＢＮもしく。
は結合材との反応が弱くなり、ｃＢＮと結合材との接合
力が低下し、その結果ｃＢＮが脱落しやすくなるからで
ある。
力が低下し、その結果ｃＢＮが脱落しやすくなるからで
ある。
八１１は、結合材中に約２０〜３０１ｒｌｆｆｉ％含ま
れていることが必要である。Ａ１が結合材の約２０ｆｆ
ｉｆｆｔ％未渦の場合には、ｃＢＮを保持する力が低下
し、他方約３０重量％を越える場合には硬度を低下させ
るからである。
れていることが必要である。Ａ１が結合材の約２０ｆｆ
ｉｆｆｔ％未渦の場合には、ｃＢＮを保持する力が低下
し、他方約３０重量％を越える場合には硬度を低下させ
るからである。
また、タングステンについても結合材の約５重量％未満
では強度および耐摩耗性改善効果が得られず、他方約２
０重量％を越えると結合材同士の結合力を低下させる。
では強度および耐摩耗性改善効果が得られず、他方約２
０重量％を越えると結合材同士の結合力を低下させる。
さらに、結合材中のＴｉと、Ｔｉを除くｒＶａ。
Ｖａ、 ＶＩａ族の遷移金属元素との割合が原子比で
約２／３〜９７／１００の場合に良好な特性が得られる
。この原子比が２／３未満の場合には７ｉ金含有が少な
くなり、結合材自体やｃＢＮと結合材との接合強度が低
下し、他方、原子比が９７／１ｏＯを越えると結合相の
耐摩耗性が低下する。
約２／３〜９７／１００の場合に良好な特性が得られる
。この原子比が２／３未満の場合には７ｉ金含有が少な
くなり、結合材自体やｃＢＮと結合材との接合強度が低
下し、他方、原子比が９７／１ｏＯを越えると結合相の
耐摩耗性が低下する。
なお、結合材中のタングステンを、炭化タングステンの
形態で添加した場合、結合材の強度および耐摩耗性がよ
り一層改善され得る。
形態で添加した場合、結合材の強度および耐摩耗性がよ
り一層改善され得る。
また、好ましくは、結合材としてＡｌ２Ｏ〜３０重量％
を含み、ＴｉＮｚおよび（Ｔｉ 、 Ｗ） Ｎ２ならび
にＷＣをさらに含むもあを用いれば、焼結体の特性をよ
り一層改善させることができる。
を含み、ＴｉＮｚおよび（Ｔｉ 、 Ｗ） Ｎ２ならび
にＷＣをさらに含むもあを用いれば、焼結体の特性をよ
り一層改善させることができる。
この発明の焼結体を得るための焼結過程においては、前
述したように種々の反応が発生するが、反応生成物とし
て硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミニウム、
タングステン化合物および／またはタングステンが生成
された場合、焼結体の強度および耐摩耗性が優れている
ことがわかった。
述したように種々の反応が発生するが、反応生成物とし
て硼化チタン、硼化アルミニウム、窒化アルミニウム、
タングステン化合物および／またはタングステンが生成
された場合、焼結体の強度および耐摩耗性が優れている
ことがわかった。
次に、この発明のエンドミル用ｃＢＮ焼結体の製造方法
につき説明する。まず、粒径２μｍ以下のｃ８Ｎ粉末と
、結合材粉末とを混合して混合粉末を得る。混合に際し
ては、予めタングステン化合物と、へ見およびＴｉを含
む化合物すなわち、Ｔ’ ｉ Ｎ ｚ ＳＴ ｌ
（Ｃ、Ｎ ） ｚ 、、Ｔ Ｉ ＣＺ Ｎ
（Ｔ Ｉ 。
につき説明する。まず、粒径２μｍ以下のｃ８Ｎ粉末と
、結合材粉末とを混合して混合粉末を得る。混合に際し
ては、予めタングステン化合物と、へ見およびＴｉを含
む化合物すなわち、Ｔ’ ｉ Ｎ ｚ ＳＴ ｌ
（Ｃ、Ｎ ） ｚ 、、Ｔ Ｉ ＣＺ Ｎ
（Ｔ Ｉ 。
Ｍ）Ｎｚ 、 （Ｔｉ 、Ｍ） （Ｃ，Ｎ）ｚ
、 （Ｔｉ 。
、 （Ｔｉ 。
Ｍ）Ｃｚ［Ｚは０．６５〜０．８５、ＭはＴｉを除くＩ
Ｖａ 、Ｖａ ｓ Ｖｌａ族遷移金属コと混合しておき
、ｃＢＮ粉末は後で混合することが好ましい。
Ｖａ 、Ｖａ ｓ Ｖｌａ族遷移金属コと混合しておき
、ｃＢＮ粉末は後で混合することが好ましい。
これは、結合材を最終的な混合粉末中において均一に分
散させ−やすいからである。より好ましくは、ＷＣ粉末
と、Ｔｉ化合物粉末と、Δ庭もしくはＴｌとΔ庭との金
属間化合物とを、１０００℃〜１５００℃の温度で反応
さぼて均一化させた侵、０８Ｎ粉末と混合することによ
り結合材をより均一に分散さＶることができる。
散させ−やすいからである。より好ましくは、ＷＣ粉末
と、Ｔｉ化合物粉末と、Δ庭もしくはＴｌとΔ庭との金
属間化合物とを、１０００℃〜１５００℃の温度で反応
さぼて均一化させた侵、０８Ｎ粉末と混合することによ
り結合材をより均一に分散さＶることができる。
上述のようにして得られた混合粉末は、通常、脱ガスさ
れた後、粉末状にした侵、あるいは型押し成形した後に
、超高圧装置を用いて焼結される。
れた後、粉末状にした侵、あるいは型押し成形した後に
、超高圧装置を用いて焼結される。
焼結は、２０Ｋｂ〜６０Ｋｂ程度の圧力、１０００℃〜
１５００℃程度の温度で行なわれる。
１５００℃程度の温度で行なわれる。
［発明の効果］
この発明のエンドミル用ｃＢＮ焼結体は、平均粒度２μ
ｍ以下のｃＢＮ粉末粉末３５〜体０上記した結合材５０
〜６５体積％とを混合して超高圧焼結して得られるもの
であるため、エンドミルに適した高硬度焼結体とされて
おり、切削初期のｃＢＮ粒子の欠損事故をほぼ解消する
ことが可能となるうえに、微粒ｃＢＮ焼結体であるため
被削材面の面粗度が良好である。また、本発明の焼結体
は耐摩耗性が非常に優れているので連続切削用途にも使
用できる。
ｍ以下のｃＢＮ粉末粉末３５〜体０上記した結合材５０
〜６５体積％とを混合して超高圧焼結して得られるもの
であるため、エンドミルに適した高硬度焼結体とされて
おり、切削初期のｃＢＮ粒子の欠損事故をほぼ解消する
ことが可能となるうえに、微粒ｃＢＮ焼結体であるため
被削材面の面粗度が良好である。また、本発明の焼結体
は耐摩耗性が非常に優れているので連続切削用途にも使
用できる。
以下、この発明の実施例につき説明する。
１１Ｌ
ＴｉＮｏ，ｔｉと、ＷＣと、ＡｆＬの粉末を混合し、１
２００℃の温度で均一化処理を施した後、ボールミルを
用いてこの結合材を１μｍ以下の粒直に粉砕した。得ら
れた結合材粉末は、Ｔｉ Ｎｏ，７ ｓ、ＷＣおよび△
見を、６５：１０：２３の重量比で含有するものであっ
た。なお、ＴｉとＷとの原子比は９５．５：４３であっ
た。
２００℃の温度で均一化処理を施した後、ボールミルを
用いてこの結合材を１μｍ以下の粒直に粉砕した。得ら
れた結合材粉末は、Ｔｉ Ｎｏ，７ ｓ、ＷＣおよび△
見を、６５：１０：２３の重量比で含有するものであっ
た。なお、ＴｉとＷとの原子比は９５．５：４３であっ
た。
上記結合材粉末と、平均粒度１μｌのｃＢＮ粉末を体積
比で６＝４の割合で配合した後、１０００℃の温度で脱
ガスし、混合粉末を得た。ＭＯ製の容器に、ＷＣ−１０
重重量％Ｏの組成の超硬合金円板を入れた後、この上に
上記混合粉末を充填し、ＭＯの栓をして圧力５０Ｋｂ，
温度１３００℃にて１５分間保持し焼結を行なった。
比で６＝４の割合で配合した後、１０００℃の温度で脱
ガスし、混合粉末を得た。ＭＯ製の容器に、ＷＣ−１０
重重量％Ｏの組成の超硬合金円板を入れた後、この上に
上記混合粉末を充填し、ＭＯの栓をして圧力５０Ｋｂ，
温度１３００℃にて１５分間保持し焼結を行なった。
得られた焼結体を、ＭＯ製の容器から取出し走査型電子
顕微鏡で観察したところ、結合材中に平均粒径１ ’ｉ
ｒｐのＣａＮが均一に分散された焼結体が超硬合金に
強固に接合されていることが認められた。また、ＸＷＡ
回折により生成焼結体を同定したところ、ｃ８Ｎ，（Ｔ
ｉ 、Ｗ）（Ｃ．Ｎ）、Ｔｉ Ｂ２ 、Ａ ＩＢ２ 、
Ａ ＩＮおよびタングステン圃化物と思われるピーク
が認められた。
顕微鏡で観察したところ、結合材中に平均粒径１ ’ｉ
ｒｐのＣａＮが均一に分散された焼結体が超硬合金に
強固に接合されていることが認められた。また、ＸＷＡ
回折により生成焼結体を同定したところ、ｃ８Ｎ，（Ｔ
ｉ 、Ｗ）（Ｃ．Ｎ）、Ｔｉ Ｂ２ 、Ａ ＩＢ２ 、
Ａ ＩＮおよびタングステン圃化物と思われるピーク
が認められた。
次に、上記焼結体を用いて直径２Ｑａ＋ｍの直刃のエン
ドミルを製作した。比較のために、平均粒径３μｍのｃ
ＢＮ粉末を６０容Ｗ％含有し、残部が上記結合材と同様
のものを使用した焼結体についても、２ｏｆｆｉｌＩｌ
径の直刃エンドミルを製作した。
ドミルを製作した。比較のために、平均粒径３μｍのｃ
ＢＮ粉末を６０容Ｗ％含有し、残部が上記結合材と同様
のものを使用した焼結体についても、２ｏｆｆｉｌＩｌ
径の直刃エンドミルを製作した。
これらのエンドミルを用いて、Ｈ Ｒ Ｃ ５ ０の５
ＫＴ４からなる被削材を軸方向の切込：２ｒａｒｎ，径
方向の切込：２０ｎｍ，送り速Ｕ：３／１００ｍｍ／刃
、および回転速度：２００Ｏｒｏｎ＋の条件で切削した
。
ＫＴ４からなる被削材を軸方向の切込：２ｒａｒｎ，径
方向の切込：２０ｎｍ，送り速Ｕ：３／１００ｍｍ／刃
、および回転速度：２００Ｏｒｏｎ＋の条件で切削した
。
その結果、本発明焼結体を用いたエンドミルは５ｍ切削
しても、刃先の摩耗は０．０５ｕ＋であったのに対して
、比較焼結体を用いたエンドミルは１ｍ切削時点で欠損
した。
しても、刃先の摩耗は０．０５ｕ＋であったのに対して
、比較焼結体を用いたエンドミルは１ｍ切削時点で欠損
した。
第１表−１および第１表−２に示す完成粉末、を作製し
、実施例１と同様にして焼結体を得た。
、実施例１と同様にして焼結体を得た。
これらの焼結体を加工して、直径１０ｍｇ＋、刃長１０
ｍｍのエンドミルを作製し、Ｈｉｃ５２の５ＫＤ６１か
らなる被削材を、回転速度：３２００ｒｌ）ｍ、軸方向
の切込：６ｎｕａ、径方向の切込：２１１、送り速度：
０．０１ｉｏ＋／回転の条件で１０ｍ切削した。結果を
、第２表に示す。
ｍｍのエンドミルを作製し、Ｈｉｃ５２の５ＫＤ６１か
らなる被削材を、回転速度：３２００ｒｌ）ｍ、軸方向
の切込：６ｎｕａ、径方向の切込：２１１、送り速度：
０．０１ｉｏ＋／回転の条件で１０ｍ切削した。結果を
、第２表に示す。
（１！下余白）
実施例３
第３表に示す混合粉末を作製し、実施例１ど同様にして
焼結体を得た。これらの焼結体を用いて１６ｎ＋ｍ径ノ
エンドミルを作製し、５ＫＤＩＩ（Ｈ＊ｃ６０）を回転
速度：２０００ｒｕ、軸方向切込：３ａ＋ｎ＋、径方向
の切込：０，２ｍｍ、送り速度＝１５／１００ｍ＋ａ／
刃の条件で５１切削した。結果を第４表に示す。
焼結体を得た。これらの焼結体を用いて１６ｎ＋ｍ径ノ
エンドミルを作製し、５ＫＤＩＩ（Ｈ＊ｃ６０）を回転
速度：２０００ｒｕ、軸方向切込：３ａ＋ｎ＋、径方向
の切込：０，２ｍｍ、送り速度＝１５／１００ｍ＋ａ／
刃の条件で５１切削した。結果を第４表に示す。
ｍ
第１表に示した試料ＮｌよびＲの焼結体を用いて６＋ｕ
＋径のエンドミルを作製した。Ｈ宵ｃ４５の５ＫＤ４か
らなる被削材を回転数：６０００ｒｐｍ。
＋径のエンドミルを作製した。Ｈ宵ｃ４５の５ＫＤ４か
らなる被削材を回転数：６０００ｒｐｍ。
軸方向の切込：２１１．径方向の切込：６ａ＋ｍ、送り
：０．２ｍｍ／刃および湿式の条件で切削を行なった。
：０．２ｍｍ／刃および湿式の条件で切削を行なった。
比較のため、超硬合金製の６１Ｉｍ径のエンドミルも、
Ｕ転数ａ ｏ ｏ ｒｐｓで、他の切削条件は上記焼結
体の場合と同様にして切削を行なった。 。
Ｕ転数ａ ｏ ｏ ｒｐｓで、他の切削条件は上記焼結
体の場合と同様にして切削を行なった。 。
その結果、試料Ｎの焼結体では、７ｍ切削した時点で刃
先が欠損していたのに対し、試料Ｒの焼結体では２０ｍ
切削した時点で摩耗幅が０．１３１であった。また、超
硬合金からなるエンドミルは２ｍ切削した時点で、摩耗
幅が０．３ｍ−であり切削不能となった。
先が欠損していたのに対し、試料Ｒの焼結体では２０ｍ
切削した時点で摩耗幅が０．１３１であった。また、超
硬合金からなるエンドミルは２ｍ切削した時点で、摩耗
幅が０．３ｍ−であり切削不能となった。
また切削後の表面粗さを測定したところ、試料Ｎおよび
Ｒならびに超硬合金からなるエンドミルでは、それぞれ
、ＲＭＡＸで２μｍ、１μ園および８μｍであった。
Ｒならびに超硬合金からなるエンドミルでは、それぞれ
、ＲＭＡＸで２μｍ、１μ園および８μｍであった。
文ｍ
ＴｌＮ０．ｓと、Ａｍ、Ｔｉ 、！＝ＷＣ粉末トヲ、重
量比で５６：３４：１０の割合で混合した。上記した結
合材中には、Ａｉは２１．４ｍｍ％含まれており、また
ＴｉとＷとの原子比は９５．９：４゜１であり、Ｔｉと
Ｎとの原子比は１：０．７である。この結合濁粉末と、
平均粒度０．７μｍのｃＢＮ粉末とを体積比で６２：３
８の割合で混合し、得られた混合粉末を実施例１と同様
にして超高圧・高温下で焼結した。
量比で５６：３４：１０の割合で混合した。上記した結
合材中には、Ａｉは２１．４ｍｍ％含まれており、また
ＴｉとＷとの原子比は９５．９：４゜１であり、Ｔｉと
Ｎとの原子比は１：０．７である。この結合濁粉末と、
平均粒度０．７μｍのｃＢＮ粉末とを体積比で６２：３
８の割合で混合し、得られた混合粉末を実施例１と同様
にして超高圧・高温下で焼結した。
得られた焼結体の生成物をＸ線回折により調査したとこ
ろ、ｃＢＮのピークのほか、（Ｔｔ 、Ｗ）（Ｃ，Ｎ＞
、Ｔｉ Ｂｚ 、Ａ悲Ｂｚ、ＡｕＮ、硼化タングステン
、およびアルミナと思われるピークが観察された。この
アルミナは、結合材やｃＢＮ表面に吸着した酸素と、ア
ルミニウムとが反応して生じたものと考えられる。
ろ、ｃＢＮのピークのほか、（Ｔｔ 、Ｗ）（Ｃ，Ｎ＞
、Ｔｉ Ｂｚ 、Ａ悲Ｂｚ、ＡｕＮ、硼化タングステン
、およびアルミナと思われるピークが観察された。この
アルミナは、結合材やｃＢＮ表面に吸着した酸素と、ア
ルミニウムとが反応して生じたものと考えられる。
上記焼結体を、刃長が６Ｉｌｆｆｉの１２１ｍ径のエン
ドミルに加工し、切削試験を行なった。被削材はＨ１ｃ
６３の５ＫＨ９からなり、切削条件は、回転数：２３０
０ｒｐｌＷ 、軸方向の切込：３ｍｍ、径方向の切込：
０．３ｍａ＋、および送り：０．２！１ｍ／刃である。
ドミルに加工し、切削試験を行なった。被削材はＨ１ｃ
６３の５ＫＨ９からなり、切削条件は、回転数：２３０
０ｒｐｌＷ 、軸方向の切込：３ｍｍ、径方向の切込：
０．３ｍａ＋、および送り：０．２！１ｍ／刃である。
比較のために、実施例２の試料ＡおよびＨの焼結体につ
いても同一形状のエンドミルを作製し、同一条件で切削
試験を行なった。
いても同一形状のエンドミルを作製し、同一条件で切削
試験を行なった。
１０階切削後の工具逃げ面摩耗幅を測定したところ、こ
の実施例の焼結体を用いたエンドミル・では０．０５８
ｍ＋＋ａであったのに対し、実施例２の試料へを用いた
エンドミルでは０．０５１＋＋＋ｍであり、試料Ｈの焼
結体を用いたエンドミルでは１．２ｍ切削した時点で刃
先が欠損した。
の実施例の焼結体を用いたエンドミル・では０．０５８
ｍ＋＋ａであったのに対し、実施例２の試料へを用いた
エンドミルでは０．０５１＋＋＋ｍであり、試料Ｈの焼
結体を用いたエンドミルでは１．２ｍ切削した時点で刃
先が欠損した。
１１九Ｌ
Ｔ ｉ ＣＯ，？ 、Ａ Ｌ 及ＵＷ Ｃｔｒａｍ比ｒ
６８ ： ２２＝１０の割合で混合した。なお、この混
合物中のＴｉとＷの原子比は９５．９：４．１である。
６８ ： ２２＝１０の割合で混合した。なお、この混
合物中のＴｉとＷの原子比は９５．９：４．１である。
上記混合粉末と、ｃＢＮ粉末とを第５表に示すように混
合し、実施例１と同様にして超高圧・高温装置に入れ、
４５Ｋｂ 、１２００℃で１０分間焼結した。
合し、実施例１と同様にして超高圧・高温装置に入れ、
４５Ｋｂ 、１２００℃で１０分間焼結した。
上記のようにして得られた各焼結体を切削加工用のチッ
プに仕上げ、硬１１！Ｈｕｃ６０の３０Ｍ４７５からな
る被削材を切削した。切削条件は、切削速１ｆ１２０ｍ
／分、切込みＱ、２ｍｍ、送り０゜１ ＋ｕ＋／回転
である。３０分間切削し、逃げ面摩耗幅を測定した。結
果を第５表に併Ｕて示す。
プに仕上げ、硬１１！Ｈｕｃ６０の３０Ｍ４７５からな
る被削材を切削した。切削条件は、切削速１ｆ１２０ｍ
／分、切込みＱ、２ｍｍ、送り０゜１ ＋ｕ＋／回転
である。３０分間切削し、逃げ面摩耗幅を測定した。結
果を第５表に併Ｕて示す。
Claims (11)
- （１）平均粒径２μｍ以下の立方晶窒化硼素粉末を３５
〜５０体積％含み、残部が結合材よりなる混合粉末を立
方晶窒化硼素の安定な条件下で焼結して得られた焼結体
であって、 前記結合材は、２０〜３０重量％のＡｌを含み、ＴｉＮ
＿ｚ、Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）＿ｚ、ＴｉＣ＿ｚ、（Ｔｉ、Ｍ）
Ｃ＿ｚ、（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ、Ｎ）＿ｚおよび（Ｔｉ、Ｍ
）Ｎ＿ｚからなる群から選択した１種以上のＴｉ化合物
を含み（ＭはＴｉを除く周期率表第IVａ、Ｖａ、VIａ族
遷移金属元素であり、ｚは０．６５≦ｚ≦０．８５の範
囲）、該結合材中のＴｉ含有量のＴｉを除くIVａ、Ｖａ
、VIａ族の遷移金属元素含有量に対する割合が原子比で
２／３〜９７／１００であり、かつ全タングステン濃度
が５〜２０重量％である、ｃＢＮ焼結体。 - （２）前記焼結体の生成物は、ｃＢＮのほか、ＴｉＮ、
Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）、ＴｉＣ、（Ｔｉ、Ｍ）Ｃ、（Ｔｉ、Ｍ
）（Ｃ、Ｎ）および（Ｔｉ、Ｍ）Ｎからなる群から選択
した１種以上のＴｉ化合物、硼化チタン、硼化アルミニ
ウム、窒化アルミニウム、タングステン化合物ならびに
タングステンの少なくとも１種以上を含む、特許請求の
範囲第１項記載のｃＢＮ焼結体。 - （３）前記結合材が、Ａｌを２０〜３０重量％含み、前
記Ｔｉ化合物がＴｉＮ＿ｚまたは（Ｔｉ、Ｗ）Ｎ＿ｚ［
但し、０．６５≦ｚ≦０．８５］であり、結合材中の前
記タングステンが炭化タングステンの形態で５〜１５重
量％含まれている、特許請求の範囲第１項または第２項
のいずれかに記載のｃＢＮ焼結体。 - （４）前記結合材がＡｌを２０〜３０重量％含み、前記
Ｔｉ化合物がＴｉＣ＿ｚまたは（Ｔｉ、Ｗ）Ｃ＿ｚ［但
し、０．６５≦ｚ≦０．８５］であり、結合材中の前記
タングステンが炭化タングステンの形態で５〜１５重量
％含まれている、特許請求の範囲第１項または第２項記
載のｃＢＮ焼結体。 - （５）前記Ａｌは、Ａｌ化合物の形態で混合されている
、特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載のｃ
ＢＮ焼結体。 - （６）前記ｃＢＮ粉末の平均粒径が１μｍ以下である、
特許請求の範囲第１項に記載のｃＢＮ焼結体。 - （７）平均粒径２μｍ以下の立方晶窒化硼素粉末３５〜
５０体積％と、５０〜６５体積％の結合材とを混合して
混合粉末を得るステップを備え、前記結合材は、２０〜
３０重量％のＡｌを含み、ＴｉＮ＿ｚ、Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）
＿ｚ、ＴｉＣ＿ｚ、（Ｔｉ、Ｍ）Ｃ＿ｚ、（Ｔｉ、Ｍ）
（Ｃ、Ｎ）＿ｚおよび（Ｔｉ、Ｍ）Ｎ＿ｚからなる群か
ら選択した１種以上のＴｉ化合物を含み（ＭはＴｉを除
く周期率表第IVａ、Ｖａ、VIａ族の遷移金属元素であり
、ｚは０．６５≦ｚ≦０．８５の範囲）、結合材中のＴ
ｉ含有量のＴｉを除くIVａ、Ｖａ、VIａ族の遷移金属元
素含有量に対する割合が原子比で２／３〜９７／１００
であり、かつ結合材中の全タングステン濃度が５〜２０
重量％であり、 前記混合粉末をｃＢＮの安定な超高圧条件下で焼結させ
るステップをさらに備えることを特徴とする、ｃＢＮ焼
結体の製造方法。 - （８）前記焼結は、圧力２０Ｋｂ〜６０Ｋｂ、温度１０
００℃〜１５００℃で行なわれる、特許請求の範囲第７
項記載のｃＢＮ焼結体の製造方法。 - （９）前記ｃＢＮ粉末として平均粒径１μｍ以下のもの
を用いる、特許請求の範囲第７項または第８項記載のｃ
ＢＮ焼結体の製造方法。 - （１０）前記タングステンは、炭化タングステンの形態
で混合される、特許請求の範囲第７項〜第９項のいずれ
かに記載のｃＢＮ焼結体の製造方法。 - （１１）前記ＡｌがＡｌ化合物の形態で混合される、特
許請求の範囲第７項〜第１０項のいずれかに記載のｃＢ
Ｎ焼結体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61302570A JPH0621315B2 (ja) | 1986-01-06 | 1986-12-18 | ｃＢＮ焼結体およびその製造方法 |
| CA000526703A CA1269850A (en) | 1986-01-06 | 1987-01-05 | Cubic boron nitride sintered compact for end mill |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP85886 | 1986-01-06 | ||
| JP61-858 | 1986-01-06 | ||
| JP61302570A JPH0621315B2 (ja) | 1986-01-06 | 1986-12-18 | ｃＢＮ焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62253746A true JPS62253746A (ja) | 1987-11-05 |
| JPH0621315B2 JPH0621315B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=11485353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61302570A Expired - Lifetime JPH0621315B2 (ja) | 1986-01-06 | 1986-12-18 | ｃＢＮ焼結体およびその製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4693746A (ja) |
| EP (1) | EP0228715B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0621315B2 (ja) |
| KR (1) | KR930000466B1 (ja) |
| CA (1) | CA1269850A (ja) |
| DE (1) | DE3681713D1 (ja) |
| ZA (1) | ZA8729B (ja) |
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