JPS627149B2 - - Google Patents
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- JPS627149B2 JPS627149B2 JP53135745A JP13574578A JPS627149B2 JP S627149 B2 JPS627149 B2 JP S627149B2 JP 53135745 A JP53135745 A JP 53135745A JP 13574578 A JP13574578 A JP 13574578A JP S627149 B2 JPS627149 B2 JP S627149B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高硬度、並びにすぐれた耐摩耗
性、靭性、および耐食性などが要求される、高硬
度鋼やNi基あるいはCo基スーパーアロイなどの
切削用工具や、軸受、さらに線引ダイスなどの製
造に用いるのに適した、ダイヤモンドに次ぐ硬さ
を有する立方晶窒化ほう素含有の緻密な焼結材料
に関するものである。
性、靭性、および耐食性などが要求される、高硬
度鋼やNi基あるいはCo基スーパーアロイなどの
切削用工具や、軸受、さらに線引ダイスなどの製
造に用いるのに適した、ダイヤモンドに次ぐ硬さ
を有する立方晶窒化ほう素含有の緻密な焼結材料
に関するものである。
一般に、従来より上記の用途に対しては、すぐ
れた靭性を有する炭化タングステン（以下WCで
示す）基超硬合金が広く使用されてきているが、
近年その使用条件が苛酷になるにしたがつて、よ
りすぐれた材料の開発が強く望まれている。
れた靭性を有する炭化タングステン（以下WCで
示す）基超硬合金が広く使用されてきているが、
近年その使用条件が苛酷になるにしたがつて、よ
りすぐれた材料の開発が強く望まれている。
最近、かかる要望にしたがつて、立方晶窒化ほ
う素焼結材料や、これに少量のAlおよび鉄族金
属を含有させた焼結材料が提案され、市販されて
いるが、前者の焼結材料はすぐれた耐摩耗性をも
つものの、靭性が不足したものであり、また後者
の焼結材料は、特に熱発生の高い条件で使用した
場合に耐摩耗性が劣下するようになるなど、いず
れも満足する特性を備えた材料ではないのが現状
である。
う素焼結材料や、これに少量のAlおよび鉄族金
属を含有させた焼結材料が提案され、市販されて
いるが、前者の焼結材料はすぐれた耐摩耗性をも
つものの、靭性が不足したものであり、また後者
の焼結材料は、特に熱発生の高い条件で使用した
場合に耐摩耗性が劣下するようになるなど、いず
れも満足する特性を備えた材料ではないのが現状
である。
本発明者等は、上述のような観点から、耐摩耗
性および靭性にすぐれた焼結材料を得べく、立方
晶窒化ほう素（以下BNで示す）に着目し研究を
行なつた結果、前記BNに、炭化けい素（以下、
SiCで示す）、炭化ほう素（以下B4Cで示す）、お
よび窒化けい素（以下Si3N4で示す）のうちの１
種または２種以上からなる高融点高硬度化合物を
含有させると、前記BNによつてもたらされるす
ぐれた耐摩耗性と、前記高硬度高融点化合物によ
つてもたらされるすぐれた靭性とを兼ね備えた焼
結材料が得られるという知見を得たのである。
性および靭性にすぐれた焼結材料を得べく、立方
晶窒化ほう素（以下BNで示す）に着目し研究を
行なつた結果、前記BNに、炭化けい素（以下、
SiCで示す）、炭化ほう素（以下B4Cで示す）、お
よび窒化けい素（以下Si3N4で示す）のうちの１
種または２種以上からなる高融点高硬度化合物を
含有させると、前記BNによつてもたらされるす
ぐれた耐摩耗性と、前記高硬度高融点化合物によ
つてもたらされるすぐれた靭性とを兼ね備えた焼
結材料が得られるという知見を得たのである。
したがつて、この発明の焼結材料は上記知見に
もとづいてなされたもので、 BN：80容量％超〜90容量％、 SiC、B4C、およびSi3N4のうちの１種または２
種以上からなる高融点高硬度化合物および不可避
不純物：10〜20容量％未満、 からなる組成の焼結材料に特徴を有するものであ
る。
もとづいてなされたもので、 BN：80容量％超〜90容量％、 SiC、B4C、およびSi3N4のうちの１種または２
種以上からなる高融点高硬度化合物および不可避
不純物：10〜20容量％未満、 からなる組成の焼結材料に特徴を有するものであ
る。
ついで、この発明の焼結材料において、成分組
成範囲を上述のように限定した理由を説明する。
成範囲を上述のように限定した理由を説明する。
(a) BN
BNは、温度1200℃以上、圧力40Kb以上、望
ましくは温度1800℃以上、圧力60Kb以上の条
件で合成されるもので、ダイヤモンドに次ぐ硬
さ、すなわちビツカース硬さで6000〜7000Kg／
mm2を有し、かつダイヤモンドより高温まで安定
した性質をもつと共に、鉄族金属に対して反応
しにくい性質をもつ成分であるが、その含有量
が80容量％以下では、所望の耐摩耗性を確保す
ることができず、一方90容量％を越えて含有さ
せると、焼結性が不充分となつてポアの残存も
目立ちはじめ、靭性低下も著しくなつて、例え
ば切削工具として使用した場合、切刃に微小の
チツピングや欠損などが生じるようになること
から、その含有量を80容量％超〜90容量％と定
めた。
ましくは温度1800℃以上、圧力60Kb以上の条
件で合成されるもので、ダイヤモンドに次ぐ硬
さ、すなわちビツカース硬さで6000〜7000Kg／
mm2を有し、かつダイヤモンドより高温まで安定
した性質をもつと共に、鉄族金属に対して反応
しにくい性質をもつ成分であるが、その含有量
が80容量％以下では、所望の耐摩耗性を確保す
ることができず、一方90容量％を越えて含有さ
せると、焼結性が不充分となつてポアの残存も
目立ちはじめ、靭性低下も著しくなつて、例え
ば切削工具として使用した場合、切刃に微小の
チツピングや欠損などが生じるようになること
から、その含有量を80容量％超〜90容量％と定
めた。
(b) 高融点高硬度化合物
例えば、SiCは融点：2827℃、マイクロビツ
カース硬さ（荷重100ｇ）：3340Kg／mm2、B4C
は融点：2350℃、マイクロビツカース硬さ：
4950Kg／mm2を有するように、これら化合物は高
融点高硬度を有し、BN粉末と混合した状態で
超高圧超高温で焼結すると、BN粒子との間で
容易に相互拡散が発生し、粒子相互間の結合強
度を強固にする作用、すなわち良好な結合材と
しての特性を発揮する作用があるが、その含有
量が10容量％未満では、相対的にもBN成分の
含有量が多くなり過ぎて焼結性が不充分となつ
て靭性低下をきたし、一方その含有量が20容量
％以上になると、相対的にBN成分の含有量が
少なくなり過ぎて、BN成分のもつ高硬度を焼
結材料に充分反映させることができず、この結
果耐摩耗性の低下をもたらすようになることか
ら、その含有量を10〜20容量％未満と定めた。
カース硬さ（荷重100ｇ）：3340Kg／mm2、B4C
は融点：2350℃、マイクロビツカース硬さ：
4950Kg／mm2を有するように、これら化合物は高
融点高硬度を有し、BN粉末と混合した状態で
超高圧超高温で焼結すると、BN粒子との間で
容易に相互拡散が発生し、粒子相互間の結合強
度を強固にする作用、すなわち良好な結合材と
しての特性を発揮する作用があるが、その含有
量が10容量％未満では、相対的にもBN成分の
含有量が多くなり過ぎて焼結性が不充分となつ
て靭性低下をきたし、一方その含有量が20容量
％以上になると、相対的にBN成分の含有量が
少なくなり過ぎて、BN成分のもつ高硬度を焼
結材料に充分反映させることができず、この結
果耐摩耗性の低下をもたらすようになることか
ら、その含有量を10〜20容量％未満と定めた。
さらに、この発明の焼結材料は、従来公知の超
高圧超高温発生装置を使用して製造することがで
きる。
高圧超高温発生装置を使用して製造することがで
きる。
すなわち、BN粉末と、高融点高硬度化合物粉
末とを所定割合に配合し、例えば鉄製ボールミル
中で長時間混合して均質な混合粉末とした後、前
記混合粉末を、例えば鋼製あるいは高融点金属製
の容器内に封入し、例えば特公昭38−14号公報に
記載されるような超高圧超高温発生装置に装入
し、圧力および温度を上げて最終的に圧力40〜
60Kb、温度1200〜1800℃とし、この最高圧力お
よび最高温度に0.5〜10分間保持し、冷却後、圧
力を解放することによつて製造することができ
る。
末とを所定割合に配合し、例えば鉄製ボールミル
中で長時間混合して均質な混合粉末とした後、前
記混合粉末を、例えば鋼製あるいは高融点金属製
の容器内に封入し、例えば特公昭38−14号公報に
記載されるような超高圧超高温発生装置に装入
し、圧力および温度を上げて最終的に圧力40〜
60Kb、温度1200〜1800℃とし、この最高圧力お
よび最高温度に0.5〜10分間保持し、冷却後、圧
力を解放することによつて製造することができ
る。
ついで、この発明の焼結材料を実施例により説
明する。
明する。
実施例 １
原料粉末として、無触媒法で合成された平均粒
径３μｍのBN粉末：85容量％と、同３μｍの
B4C粉末：15容量％とを配合し、この配合粉末
を、WC基超硬合金で内張りされた小型の高速遊
星運動ミル内に装入し、さらに前記配合粉末に対
して40容量％のメチルアルコールを加えて１時間
混合し、混合後、前記ミルの蓋をアルゴン雰囲気
中で開放し、温度130℃に加熱して前記メチルア
ルコールを蒸発させ、乾燥した。
径３μｍのBN粉末：85容量％と、同３μｍの
B4C粉末：15容量％とを配合し、この配合粉末
を、WC基超硬合金で内張りされた小型の高速遊
星運動ミル内に装入し、さらに前記配合粉末に対
して40容量％のメチルアルコールを加えて１時間
混合し、混合後、前記ミルの蓋をアルゴン雰囲気
中で開放し、温度130℃に加熱して前記メチルア
ルコールを蒸発させ、乾燥した。
ついで、同じくアルゴン雰囲気内において、別
途用意した内径10mmφ×高さ15mmの寸法をもつた
Ti製円筒型容器の底部に、まず同じく別途用意
した直径9.8mmφ×厚さ２mmの寸法をもつたWC基
超硬合金製円板を装入し、この円板上に厚みが７
mmとなるように上記混合粉末を装入し、押し棒で
軽く押えて充填し、この充填混合粉末上に厚さ２
mmのWC基超硬合金製円板を載置し、つぎにアル
ゴン雰囲気から取出した後、さらにTi製上蓋を
かぶせてプレスして前記Ti製円筒型容器内の混
合粉末の厚みを5.5mmに圧縮し、引続いて前記円
筒型容器に前記上蓋を溶接して、これを密封し
た。
途用意した内径10mmφ×高さ15mmの寸法をもつた
Ti製円筒型容器の底部に、まず同じく別途用意
した直径9.8mmφ×厚さ２mmの寸法をもつたWC基
超硬合金製円板を装入し、この円板上に厚みが７
mmとなるように上記混合粉末を装入し、押し棒で
軽く押えて充填し、この充填混合粉末上に厚さ２
mmのWC基超硬合金製円板を載置し、つぎにアル
ゴン雰囲気から取出した後、さらにTi製上蓋を
かぶせてプレスして前記Ti製円筒型容器内の混
合粉末の厚みを5.5mmに圧縮し、引続いて前記円
筒型容器に前記上蓋を溶接して、これを密封し
た。
このように上記混合粉末を充填して密封した円
筒型容器を公知の超高圧超高温発生装置に装入
し、最高付加圧力：50Kb、最高加熱温度：1450
℃の条件で１分間保持した後、冷却についで圧力
解放を行なうことによつて、上記WC基超硬合金
製の上下円板に拡散結合した状態の本発明焼結材
料１を製造した。
筒型容器を公知の超高圧超高温発生装置に装入
し、最高付加圧力：50Kb、最高加熱温度：1450
℃の条件で１分間保持した後、冷却についで圧力
解放を行なうことによつて、上記WC基超硬合金
製の上下円板に拡散結合した状態の本発明焼結材
料１を製造した。
つぎに、上記本発明焼結材料１より、切断およ
び研磨により切削用切刃を仕上げ、上記超硬合金
製円板と結合したままの状態で、別途用意した四
角形状のWC基超硬合金製チツプに銀ろうによつ
て固定し、さらにノーズＲを0.4mmに仕上げて本
発明焼結材料１製の切削工具を製造した。
び研磨により切削用切刃を仕上げ、上記超硬合金
製円板と結合したままの状態で、別途用意した四
角形状のWC基超硬合金製チツプに銀ろうによつ
て固定し、さらにノーズＲを0.4mmに仕上げて本
発明焼結材料１製の切削工具を製造した。
上記本発明焼結材料１製の切削工具を、自動車
車軸の仕上げ切削に使用したところ、従来サーメ
ツト製の切削工具の約60倍の使用寿命を示した。
車軸の仕上げ切削に使用したところ、従来サーメ
ツト製の切削工具の約60倍の使用寿命を示した。
実施例 ２
無触媒法で合成された平均粒径２μｍのBN粉
末：81容量％と、同２μｍのSiC粉末：19容量％
とを配合し、超高圧超高温発生装置における最高
圧力を40Kb、最高温度を1400℃とする以外は、
実施例１におけると同一の条件で本発明焼結材料
２を製造し、ついでこの本発明焼結材料２から同
じく実施例１におけると同一の条件で切削工具を
製造し、この切削工具を用いて、 被削材：浸炭焼入鋼（硬さRc：60） 切削速度：100ｍ／min、 送り：0.10mm／rev.、 切込み：0.5mm、 の条件で切削試験を行ない、逃げ面摩耗が0.2mm
になるまでの切削時間を測定したところ200分を
要した。これに対して、比較の自的で、従来市販
の少量のCoとＷを含有する立方晶窒化ほう素基
焼結材料より製造した切削工具を上記の条件で切
削試験に供したところ、60分で逃げ面摩耗が0.1
mmに達した。
末：81容量％と、同２μｍのSiC粉末：19容量％
とを配合し、超高圧超高温発生装置における最高
圧力を40Kb、最高温度を1400℃とする以外は、
実施例１におけると同一の条件で本発明焼結材料
２を製造し、ついでこの本発明焼結材料２から同
じく実施例１におけると同一の条件で切削工具を
製造し、この切削工具を用いて、 被削材：浸炭焼入鋼（硬さRc：60） 切削速度：100ｍ／min、 送り：0.10mm／rev.、 切込み：0.5mm、 の条件で切削試験を行ない、逃げ面摩耗が0.2mm
になるまでの切削時間を測定したところ200分を
要した。これに対して、比較の自的で、従来市販
の少量のCoとＷを含有する立方晶窒化ほう素基
焼結材料より製造した切削工具を上記の条件で切
削試験に供したところ、60分で逃げ面摩耗が0.1
mmに達した。
実施例 ３
原料粉末として、無触媒法で合成された平均粒
径３μｍのBN粉末：90容量％と、同３μｍの
Si3N4粉末：10容量％とからなる配合粉末を使用
し、この配合粉末より実施例１におけると同一の
条件で本発明焼結材料３を製造し、この本発明焼
結材料３より実施例１におけると同一の条件で製
造した切削工具について実施例２におけると同一
の条件で切削試験を行なつたところ、逃げ面摩耗
が0.1mmに達するのに140分を要した。
径３μｍのBN粉末：90容量％と、同３μｍの
Si3N4粉末：10容量％とからなる配合粉末を使用
し、この配合粉末より実施例１におけると同一の
条件で本発明焼結材料３を製造し、この本発明焼
結材料３より実施例１におけると同一の条件で製
造した切削工具について実施例２におけると同一
の条件で切削試験を行なつたところ、逃げ面摩耗
が0.1mmに達するのに140分を要した。
実施例 ４
原料粉末として、無触媒法で合成された平均粒
径２μｍのBN粉末：85容量％と、同３μｍの
B4C粉末：８容量％と、同２μｍのSiC粉末：７
容量％とからなる配合粉末を使用する以外は、上
記実施例１におけると同一の条件で製造した本発
明焼結材料４製の切削工具について、 被削材：ハステロイ×（Ni基合金）、 切削速度：70ｍ／min、 送り：0.1mm／rev.、 切込み：0.5mm、 の条件で切削試験を行なつたところ、逃げ面摩耗
が0.1mmに達するのに130分を要した。これに対し
て、従来市販の立方晶窒化ほう素基焼結材料製切
削工具は、上記同一条件での切削試験で、60分で
逃げ面摩耗が0.1mmに達した。
径２μｍのBN粉末：85容量％と、同３μｍの
B4C粉末：８容量％と、同２μｍのSiC粉末：７
容量％とからなる配合粉末を使用する以外は、上
記実施例１におけると同一の条件で製造した本発
明焼結材料４製の切削工具について、 被削材：ハステロイ×（Ni基合金）、 切削速度：70ｍ／min、 送り：0.1mm／rev.、 切込み：0.5mm、 の条件で切削試験を行なつたところ、逃げ面摩耗
が0.1mmに達するのに130分を要した。これに対し
て、従来市販の立方晶窒化ほう素基焼結材料製切
削工具は、上記同一条件での切削試験で、60分で
逃げ面摩耗が0.1mmに達した。
上記のように本発明焼結材料は、これを切削工
具の製造に使用した場合にすぐれた切削性能を示
すのである。
具の製造に使用した場合にすぐれた切削性能を示
すのである。
以上の結果から明らかなように、この発明の焼
結材料は、すぐれた耐摩耗性と、従来WC基超硬
合金のもつ靭性に匹適するすぐれた靭性を有する
ので、例えば鋼、特に高硬度鋼や、スーパーアロ
イなどの材料の切削用工具として使用した場合に
は、一般切削から仕上げ切削までの広範囲に亘つ
てすぐれた切削性能を示し、さらに耐食性にもす
ぐれているので、軸受や線引ダイスなどの高硬
度、並びに耐摩耗性および耐食性が要求される工
具や部品などの製造に使用した場合にもすぐれた
性能を発揮するのである。
結材料は、すぐれた耐摩耗性と、従来WC基超硬
合金のもつ靭性に匹適するすぐれた靭性を有する
ので、例えば鋼、特に高硬度鋼や、スーパーアロ
イなどの材料の切削用工具として使用した場合に
は、一般切削から仕上げ切削までの広範囲に亘つ
てすぐれた切削性能を示し、さらに耐食性にもす
ぐれているので、軸受や線引ダイスなどの高硬
度、並びに耐摩耗性および耐食性が要求される工
具や部品などの製造に使用した場合にもすぐれた
性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 立方晶窒化ほう素：80％超〜90％、 炭化けい素、炭化ほう素、および窒化けい素の
うちの１種または２種以上からなる高融点高硬度
化合物および不可避不純物：10〜20％未満、から
なる組成（以上容量％）を有することを特徴とす
る靭性および耐摩耗性を有する焼結材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13574578A JPS5562858A (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | Sintering material with tenacity and abrasion resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13574578A JPS5562858A (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | Sintering material with tenacity and abrasion resistance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5562858A JPS5562858A (en) | 1980-05-12 |
| JPS627149B2 true JPS627149B2 (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=15158875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13574578A Granted JPS5562858A (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | Sintering material with tenacity and abrasion resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5562858A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8861247B2 (en) | 2009-04-27 | 2014-10-14 | Micron Technology, Inc. | Techniques for providing a direct injection semiconductor memory device |
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5626771A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-14 | Sumitomo Electric Industries | Sintered body for cast iron cutting tool and its manufacture |
| JPS5860678A (ja) * | 1981-10-02 | 1983-04-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 |
| JPH07100628B2 (ja) * | 1987-11-18 | 1995-11-01 | 昭和電工株式会社 | 立方晶窒化ほう素焼結体の製造方法 |
| CN113896537B (zh) * | 2021-12-10 | 2022-02-22 | 山东金鸿新材料股份有限公司 | 一种碳化硼与碳化硅复合陶瓷的制备方法 |
-
1978
- 1978-11-06 JP JP13574578A patent/JPS5562858A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9064730B2 (en) | 2009-03-04 | 2015-06-23 | Micron Technology, Inc. | Techniques for forming a contact to a buried diffusion layer in a semiconductor memory device |
| US9093311B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-07-28 | Micron Technology, Inc. | Techniques for providing a semiconductor memory device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5562858A (en) | 1980-05-12 |
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