JPS63266029A - 切削工具用炭窒化チタン基サーメットの製造法 - Google Patents
切削工具用炭窒化チタン基サーメットの製造法Info
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- JPS63266029A JPS63266029A JP62255514A JP25551487A JPS63266029A JP S63266029 A JPS63266029 A JP S63266029A JP 62255514 A JP62255514 A JP 62255514A JP 25551487 A JP25551487 A JP 25551487A JP S63266029 A JPS63266029 A JP S63266029A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
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〕
この発明は、すぐれた耐欠損性を有し、かつ耐摩耗性に
もすぐれた切削工具用炭窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示
す）基サーメットの製造法に関するものである。
もすぐれた切削工具用炭窒化チタン（以下Ｔ１ＣＮで示
す）基サーメットの製造法に関するものである。
一般に、Ｔ１ＣＮ基サーメットが切削工具として用いら
れ、これが、重量％で（以下２６は重量％を示す）、例
えば、 （ａ）ＣｏおよびＮ１のうちの１種または２種：５〜２
５％、 Ｍ□およびＷの炭化物（以下Ｍ Ｏ２ＣおよびＷＣで示
す）のうちの１種または２種：５〜２５％、 ＴａおよびＮｂの炭化物（以ドＴａＣおよびＮｂＣで示
す）のうちの１種または２ＦＩ：１〜３０％、 Ｔ ｉ ＣＮ ：残り、 （ｂ）ＣｏおよびＮｌのうちの１種または２種：５〜２
５％、 ＡΩ ： ０．０１〜２％、 Ｍ Ｏ２ＣおよびＷＣのうちの１種または２種：５〜２
５％、 ＴａＣおよびＮｂＣのうちの１種または２種：１〜３０
％、 Ｔ１ＣＮ：残り、 （ｃ）ＣｏおよびＮｊのうちの１種または２種＝５〜２
５％、 Ｍ ０２ ＣおよびｗｃのうちのＩＰ！または２Ｆ、ｆ
：５〜２５％、 ＴａＣおよびＮｂＣのうちの１種または２８：１〜３０
％、 ＺｒおよびＨ「の炭化物（以下ＺｒＣおよびＨｆＣで示
す）のうちの１種または２種：０．１ ＝１０９６、 Ｔ１ＣＮ：残り、 （ｄ）ＣｏおよびＮ１のうちの１種または２種：５〜２
５％、 Ａ、Ｑ：０．０１〜２％、 Ｍ ０２ ＣおよびＷＣのうちの１種または２種：５〜
２５％、 ＴａＣおよびＮｂＣのうちの１種または２種＝１〜３０
％、 ＺｒＣおよびＨｆＣのうちの１種または２種＝０．１〜
１０９６、 Ｔ１ＣＮ：残り、 以上（ａ）〜（ｄ）のうちのいずれかからなる配合組成
を有する圧粉体を、 焼結温度： １３５０〜１５００℃、 焼結温度での雰囲気：窒素、 焼結温度での雰囲気圧力：１〜１０トルの減圧、の条件
や、 焼結温度： １３５０〜１５００℃、 焼結温度での雰囲気：真空、 焼結温度での雰囲気圧力：＋ｏ−２ｈル以下、の条件で
焼結することにより製造されていることも良く知られる
ところである。
れ、これが、重量％で（以下２６は重量％を示す）、例
えば、 （ａ）ＣｏおよびＮ１のうちの１種または２種：５〜２
５％、 Ｍ□およびＷの炭化物（以下Ｍ Ｏ２ＣおよびＷＣで示
す）のうちの１種または２種：５〜２５％、 ＴａおよびＮｂの炭化物（以ドＴａＣおよびＮｂＣで示
す）のうちの１種または２ＦＩ：１〜３０％、 Ｔ ｉ ＣＮ ：残り、 （ｂ）ＣｏおよびＮｌのうちの１種または２種：５〜２
５％、 ＡΩ ： ０．０１〜２％、 Ｍ Ｏ２ＣおよびＷＣのうちの１種または２種：５〜２
５％、 ＴａＣおよびＮｂＣのうちの１種または２種：１〜３０
％、 Ｔ１ＣＮ：残り、 （ｃ）ＣｏおよびＮｊのうちの１種または２種＝５〜２
５％、 Ｍ ０２ ＣおよびｗｃのうちのＩＰ！または２Ｆ、ｆ
：５〜２５％、 ＴａＣおよびＮｂＣのうちの１種または２８：１〜３０
％、 ＺｒおよびＨ「の炭化物（以下ＺｒＣおよびＨｆＣで示
す）のうちの１種または２種：０．１ ＝１０９６、 Ｔ１ＣＮ：残り、 （ｄ）ＣｏおよびＮ１のうちの１種または２種：５〜２
５％、 Ａ、Ｑ：０．０１〜２％、 Ｍ ０２ ＣおよびＷＣのうちの１種または２種：５〜
２５％、 ＴａＣおよびＮｂＣのうちの１種または２種＝１〜３０
％、 ＺｒＣおよびＨｆＣのうちの１種または２種＝０．１〜
１０９６、 Ｔ１ＣＮ：残り、 以上（ａ）〜（ｄ）のうちのいずれかからなる配合組成
を有する圧粉体を、 焼結温度： １３５０〜１５００℃、 焼結温度での雰囲気：窒素、 焼結温度での雰囲気圧力：１〜１０トルの減圧、の条件
や、 焼結温度： １３５０〜１５００℃、 焼結温度での雰囲気：真空、 焼結温度での雰囲気圧力：＋ｏ−２ｈル以下、の条件で
焼結することにより製造されていることも良く知られる
ところである。
また、この従来ＴｉＣＮＪＪサーメットの製造において
、圧粉体の配合組成は以下の理由で定められている。す
なわち、 ＣｏおよびＮｌはサーメットの靭性を向上させる目的で
配合されるが、そのａＨｒ；ｋが５％未満では所望の靭
性を確保することができず、一方その含有量が２５％を
越えるとサーメットの耐摩耗性が急激に低下するように
なることから、５〜２５％と定められている。
、圧粉体の配合組成は以下の理由で定められている。す
なわち、 ＣｏおよびＮｌはサーメットの靭性を向上させる目的で
配合されるが、そのａＨｒ；ｋが５％未満では所望の靭
性を確保することができず、一方その含有量が２５％を
越えるとサーメットの耐摩耗性が急激に低下するように
なることから、５〜２５％と定められている。
Ａ、Ｑは金属間化合物を形成して結合相を強化し、耐塑
性変形性を向上させる作用をもつので、必要に応じて配
合されるが、その含有量が０．０１％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が２％を越え
ると靭性が低下するようになることから、０．０１〜２
％と定められている。
性変形性を向上させる作用をもつので、必要に応じて配
合されるが、その含有量が０．０１％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が２％を越え
ると靭性が低下するようになることから、０．０１〜２
％と定められている。
Ｍ ０２ ＣおよびＷＣは、焼結性を改善し、サーメッ
トの強度を向上させる目的で配合されるが、その含有量
が５％未満では所望の強度が得られず、一方その含有量
が２５９６を越えると硬質分散相自体の硬さが低下する
ようになって、耐摩耗性の低下をきたすことから、５〜
２５％と定められている。
トの強度を向上させる目的で配合されるが、その含有量
が５％未満では所望の強度が得られず、一方その含有量
が２５９６を越えると硬質分散相自体の硬さが低下する
ようになって、耐摩耗性の低下をきたすことから、５〜
２５％と定められている。
また、ＴａＣおよびＮｂＣはサーメットの耐酸化性およ
び耐熱性を向上させる目的で配合されるが、その含有量
が１％未満では前記特性に所望の改善効果が得られず、
一方その含有量が３０％を越えても作用が飽和し、より
一層の向上効果が現われないことから、１〜３０％と定
められている。
び耐熱性を向上させる目的で配合されるが、その含有量
が１％未満では前記特性に所望の改善効果が得られず、
一方その含有量が３０％を越えても作用が飽和し、より
一層の向上効果が現われないことから、１〜３０％と定
められている。
さらに、ＺｒＣおよびＨｆＣはサーメットの硬さを向上
させる作用をもつので、一段の硬さが要求される場合に
必要に応じて配合されるが、その含有量がＯ２１％未満
では所望の硬さ向上効果が得られず、一方その含有量が
１０％を越えると焼結性が悪化し、強度が低下するよう
になることから、１〜１０％と定められている。
させる作用をもつので、一段の硬さが要求される場合に
必要に応じて配合されるが、その含有量がＯ２１％未満
では所望の硬さ向上効果が得られず、一方その含有量が
１０％を越えると焼結性が悪化し、強度が低下するよう
になることから、１〜１０％と定められている。
しかし、上記の従来Ｔ１ＣＮ基サーメットの製造法にお
いては、焼結時にＴ１ＣＮの分解が起って窒素が生成し
、この分解窒素が焼結後もサーメット中にボアとして残
留し、これが原因で十分な耐欠損性が得られないのが現
状である。
いては、焼結時にＴ１ＣＮの分解が起って窒素が生成し
、この分解窒素が焼結後もサーメット中にボアとして残
留し、これが原因で十分な耐欠損性が得られないのが現
状である。
ｃ問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、耐欠損
性にすぐれたＴ１ＣＮ基サーメ・ントを製造すべく研究
を行なった結果、上記の従来Ｔ１ＣＮ基サーメットの製
造における焼結条件を、焼結温度： １３５０〜１５０
０℃、 焼結温度での雰囲気：窒素とアルゴンの混合ガス、 焼結温度での雰囲気全体圧力：２〜２００気圧、焼結温
度での雰囲気中の窒素分圧： ０．０１〜１気圧、 とすると、焼結時におけるＴ１ＣＮの分解が著しく抑制
されるようになり、この結果サーメット中にボアの残留
がなくなることから、耐欠損性が著しく向上し、かつ耐
摩耗性にもすぐれたＴ１ＣＮ基サーメットが得られるよ
うになるという知見を得たのである。
性にすぐれたＴ１ＣＮ基サーメ・ントを製造すべく研究
を行なった結果、上記の従来Ｔ１ＣＮ基サーメットの製
造における焼結条件を、焼結温度： １３５０〜１５０
０℃、 焼結温度での雰囲気：窒素とアルゴンの混合ガス、 焼結温度での雰囲気全体圧力：２〜２００気圧、焼結温
度での雰囲気中の窒素分圧： ０．０１〜１気圧、 とすると、焼結時におけるＴ１ＣＮの分解が著しく抑制
されるようになり、この結果サーメット中にボアの残留
がなくなることから、耐欠損性が著しく向上し、かつ耐
摩耗性にもすぐれたＴ１ＣＮ基サーメットが得られるよ
うになるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に焼結条件を上記の通りに限定した理由を説明
する。
て、以下に焼結条件を上記の通りに限定した理由を説明
する。
（ａ） 焼結温度
焼結温度が１３５０℃未満では、焼結が十分に進行せず
、サーメットに所望の強度および靭性を付与することが
できず、一方焼結温度が１５００℃を越えると、雰囲気
を制御してもＴ１ＣＮの分解が起り、分解窒素によるボ
アがサーメット中に残留するようになり、所望の耐欠損
性を確保することができなくなることから、焼結温度を
１３５０〜１５００℃と定めた。
、サーメットに所望の強度および靭性を付与することが
できず、一方焼結温度が１５００℃を越えると、雰囲気
を制御してもＴ１ＣＮの分解が起り、分解窒素によるボ
アがサーメット中に残留するようになり、所望の耐欠損
性を確保することができなくなることから、焼結温度を
１３５０〜１５００℃と定めた。
（ｂ） 雰囲気全体圧力
雰囲気全体圧力が２気圧未満では、焼結時にＴ１ＣＮの
分解が起り、この結果の分解窒素がサーメット中に残留
してボアを形成し、所望の耐欠損性を確保することがで
きないので、２気圧以上の全体圧力にする必要があるが
、全体圧力が２００気圧を越えるようになると、焼結装
置がかなり大がかりとなり、設備費の高いものとなり、
経済的でないことから、雰囲気全体圧力を２〜２００気
圧と定めた。
分解が起り、この結果の分解窒素がサーメット中に残留
してボアを形成し、所望の耐欠損性を確保することがで
きないので、２気圧以上の全体圧力にする必要があるが
、全体圧力が２００気圧を越えるようになると、焼結装
置がかなり大がかりとなり、設備費の高いものとなり、
経済的でないことから、雰囲気全体圧力を２〜２００気
圧と定めた。
（ｃ）窒素分圧
雰囲気がアルゴン雰囲気では、焼結時にＴ１ＣＮの分解
が起り、一方窒素雰囲気ではサーメットの表面に窒化物
層が形成されるようになり、これらはいずれも耐欠損性
低下の原因となるものであり、しかして、焼結時におけ
るＴ１ＣＮの分解と窒化物層の形成は、雰囲気を窒素と
アルゴンの混合ガス雰囲気とし、かつその窒素分圧を０
．０１〜１気圧とすることによりはじめて可能となるも
のであり、したがって、その窒素分圧が０．０１気圧未
満ではＴ１ＣＮの分解を阻止することができず、またそ
の窒素分圧が１気圧を越えると、サーメットの表面に窒
化物層が形成されるようになるのである。
が起り、一方窒素雰囲気ではサーメットの表面に窒化物
層が形成されるようになり、これらはいずれも耐欠損性
低下の原因となるものであり、しかして、焼結時におけ
るＴ１ＣＮの分解と窒化物層の形成は、雰囲気を窒素と
アルゴンの混合ガス雰囲気とし、かつその窒素分圧を０
．０１〜１気圧とすることによりはじめて可能となるも
のであり、したがって、その窒素分圧が０．０１気圧未
満ではＴ１ＣＮの分解を阻止することができず、またそ
の窒素分圧が１気圧を越えると、サーメットの表面に窒
化物層が形成されるようになるのである。
つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。
る。
原料粉末として、いずれも０．８〜２．５μｍの範囲内
の平均粒径を有するＴ１ＣＮ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ
粉末、ｗｃ粉末、ＭＯ３Ｃ粉末、ＣＯ粉末、およびＮ１
粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示さ
れる配合組成に配合し、ボールミルにて７２時時間式粉
砕混合し、乾燥した後、ｌ０ｋｇ／ｆｌＪの圧力にて圧
粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を通常の焼結炉
に装入し、まず炉内を脱気して１０−３トルの真空にし
た状態で加熱を開始し、炉内をＩＯ’トルに維持しなが
ら焼結温度まで加熱し、焼結温度に達した時点で窒素と
アルゴンの混合ガスを導入し、この状態で１時間保持す
ることによって本発明法１〜７、比較法１〜５、および
従来法をそれぞれ実施し、Ｔ１ＣＮ基サーメットを製造
した。
の平均粒径を有するＴ１ＣＮ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ
粉末、ｗｃ粉末、ＭＯ３Ｃ粉末、ＣＯ粉末、およびＮ１
粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示さ
れる配合組成に配合し、ボールミルにて７２時時間式粉
砕混合し、乾燥した後、ｌ０ｋｇ／ｆｌＪの圧力にて圧
粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を通常の焼結炉
に装入し、まず炉内を脱気して１０−３トルの真空にし
た状態で加熱を開始し、炉内をＩＯ’トルに維持しなが
ら焼結温度まで加熱し、焼結温度に達した時点で窒素と
アルゴンの混合ガスを導入し、この状態で１時間保持す
ることによって本発明法１〜７、比較法１〜５、および
従来法をそれぞれ実施し、Ｔ１ＣＮ基サーメットを製造
した。
なお、比較法１〜５は、いずれも焼結条件のうちのいず
れかの条件（第１表に※印を付したもの）がこの発明の
範囲から外れた条件で行なったものである。
れかの条件（第１表に※印を付したもの）がこの発明の
範囲から外れた条件で行なったものである。
ついで、この結果得られた各種のＴｔＣＮ基サーメット
について、これを切削工具として用い、耐摩耗性を評価
する目的で、 被削材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（硬さ： ＨＢ２２０）
の丸棒、切削速度： ２００ ｍ／ｍｉ口、 送 リ： ０．３５ｍ１ｗ／ ｒｅｖ 。
について、これを切削工具として用い、耐摩耗性を評価
する目的で、 被削材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（硬さ： ＨＢ２２０）
の丸棒、切削速度： ２００ ｍ／ｍｉ口、 送 リ： ０．３５ｍ１ｗ／ ｒｅｖ 。
切り込み：１．５ｍｍｑ
切削時間＝２０分、
の条件での鋼の連続切削試験、並びに耐欠損性を評価す
る目的で、 被削材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（硬さ： ＨＢ２８０）
の角材、切削速度： １４０ ｍ／ｍ１ｎ 。
る目的で、 被削材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（硬さ： ＨＢ２８０）
の角材、切削速度： １４０ ｍ／ｍ１ｎ 。
送 リ： ０．３５ｍ＋ｓ／ｒｃｖ ｓ切り込み：
３ｍｍ〜 切削時間二３分、 の条件での鋼の連続切削試験を行ない、上記の連続切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを測定
し、上記の断続切削試験では、試験切刃数＝１０個のう
ちの欠損切刃数をｎ１定した。これらの測定結果を第１
表に示した。
３ｍｍ〜 切削時間二３分、 の条件での鋼の連続切削試験を行ない、上記の連続切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深さを測定
し、上記の断続切削試験では、試験切刃数＝１０個のう
ちの欠損切刃数をｎ１定した。これらの測定結果を第１
表に示した。
第１表に示される結果から、本発明法１〜７によって製
造されたＴ１ＣＮ基サーメットは、切削工具として用い
た場合に、いずれも従来法によって製造されたＴｉＣＮ
Ｍサーメットに比して一段とすぐれた耐欠損性を示し、
かつ耐摩耗性にもすぐれていることが明らかである。
造されたＴ１ＣＮ基サーメットは、切削工具として用い
た場合に、いずれも従来法によって製造されたＴｉＣＮ
Ｍサーメットに比して一段とすぐれた耐欠損性を示し、
かつ耐摩耗性にもすぐれていることが明らかである。
一方、比較法１〜５て製造されたＴ１ＣＮ基サーメット
に見られるように、焼結条件のうちのいずれかの条件で
もこの発明の範囲から外れると、所望のすぐれた耐欠損
性を確保することができないばかりでなく、条件によっ
ては耐摩耗性も劣ったものになることが明らかである。
に見られるように、焼結条件のうちのいずれかの条件で
もこの発明の範囲から外れると、所望のすぐれた耐欠損
性を確保することができないばかりでなく、条件によっ
ては耐摩耗性も劣ったものになることが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、耐欠損性およ
び耐摩耗性のすぐれたＴ１ＣＮ基サーメットを製造する
ことができ、したがってこれを切削工具として用いた場
合には、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するなど
工業上有用な効果がもたらされるのである。
び耐摩耗性のすぐれたＴ１ＣＮ基サーメットを製造する
ことができ、したがってこれを切削工具として用いた場
合には、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮するなど
工業上有用な効果がもたらされるのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 切削工具用炭窒化チタン基サーメットを製造するに際し
て、 焼結温度：１３５０〜１５００℃、 焼結温度での雰囲気：窒素とアルゴンの混合ガス、 焼結温度での雰囲気全体圧力：２〜２００気圧、焼結温
度での雰囲気中の窒素分圧：０．０１〜１気圧、 の条件で焼結することを特徴とする切削工具用炭窒化チ
タン基サーメットの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62255514A JPH07116534B2 (ja) | 1986-12-22 | 1987-10-09 | 切削工具用炭窒化チタン基サーメットの製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-305888 | 1986-12-22 | ||
| JP30588886 | 1986-12-22 | ||
| JP62255514A JPH07116534B2 (ja) | 1986-12-22 | 1987-10-09 | 切削工具用炭窒化チタン基サーメットの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63266029A true JPS63266029A (ja) | 1988-11-02 |
| JPH07116534B2 JPH07116534B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=26542249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62255514A Expired - Lifetime JPH07116534B2 (ja) | 1986-12-22 | 1987-10-09 | 切削工具用炭窒化チタン基サーメットの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116534B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990075035A (ko) * | 1998-03-17 | 1999-10-05 | 유창종 | 탄질화티탄기 복합 탄질화물 세라믹 소결체및 이의 제조방법 |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62255514A patent/JPH07116534B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990075035A (ko) * | 1998-03-17 | 1999-10-05 | 유창종 | 탄질화티탄기 복합 탄질화물 세라믹 소결체및 이의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07116534B2 (ja) | 1995-12-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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