JPS6335753A - ＴｉＣＮ系サ−メツト - Google Patents
ＴｉＣＮ系サ−メツトInfo
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- JPS6335753A JPS6335753A JP18084486A JP18084486A JPS6335753A JP S6335753 A JPS6335753 A JP S6335753A JP 18084486 A JP18084486 A JP 18084486A JP 18084486 A JP18084486 A JP 18084486A JP S6335753 A JPS6335753 A JP S6335753A
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- cutting
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Links
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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。
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〕
本発明は特に切削工具として用いた場合、優れた切削性
能を示すＴｉＣＮ系サーメットに関する。
能を示すＴｉＣＮ系サーメットに関する。
ＴｉＣＮ系サーメットはＷＣＣ超超硬合金比較し原料で
あるＴｉが安価であり、軽量であるなどの特質のほか切
削特性のうえからは耐酸化性、化学的親和性が少なく、
ｍの高速切削に適した材料である。しかし、その反面靭
性に乏しく、刃先が塑性変形しやすいためにその使用範
囲を狭めていた。
あるＴｉが安価であり、軽量であるなどの特質のほか切
削特性のうえからは耐酸化性、化学的親和性が少なく、
ｍの高速切削に適した材料である。しかし、その反面靭
性に乏しく、刃先が塑性変形しやすいためにその使用範
囲を狭めていた。
特に最近の高能率切削（高速高速り）に対してては不向
きとなっている。
きとなっている。
本発明はＴｉＣＮ系サーメットの耐熱性の向上を計るた
め、ミクロ組織上の周辺組織と結合相の界面に注口した
。硬質相（核２周辺組ｗｔ）を主として形成するＴｉは
ヤング率が低いため、これら単独では塑性変形しやすい
。しかし、Ｔｉ中にＴｉと多少原子半径の異なる元素を
固溶するとその固溶による結晶格子の歪により変形しに
くくなる事は良く知られている。その添加元素としては
Ｔｉと同族のＺｒ（特公昭５７−１０９４０号）■を添
加するものが公知である。（特開昭５１−５５７０９号
） しかし、その反面これらの添加元素は靭性、特に室温で
の強度を著しく阻害し、脆化させる。特にＺｒの添加は
その傾向が著しい。
め、ミクロ組織上の周辺組織と結合相の界面に注口した
。硬質相（核２周辺組ｗｔ）を主として形成するＴｉは
ヤング率が低いため、これら単独では塑性変形しやすい
。しかし、Ｔｉ中にＴｉと多少原子半径の異なる元素を
固溶するとその固溶による結晶格子の歪により変形しに
くくなる事は良く知られている。その添加元素としては
Ｔｉと同族のＺｒ（特公昭５７−１０９４０号）■を添
加するものが公知である。（特開昭５１−５５７０９号
） しかし、その反面これらの添加元素は靭性、特に室温で
の強度を著しく阻害し、脆化させる。特にＺｒの添加は
その傾向が著しい。
本発明の目的は、靭性の低下が少なく、耐熱性特に耐塑
性変形性を向上する事が可能なＴｉＣＮ系サーメットを
提供する事である。
性変形性を向上する事が可能なＴｉＣＮ系サーメットを
提供する事である。
Ｔ ｉ ＣＮ系す−メッｌ−の耐熱強度を向上するには
■硬質相 ■結合相 ■両者の界面を強化する方法が
考えられる。■の硬質相の耐熱強度を向上するためには
前述のＺｒ、Ｖなどの結晶格子の歪を利用し、固溶強化
する方法がある。
■硬質相 ■結合相 ■両者の界面を強化する方法が
考えられる。■の硬質相の耐熱強度を向上するためには
前述のＺｒ、Ｖなどの結晶格子の歪を利用し、固溶強化
する方法がある。
■の結合相の強化には結合金属をＮｉとした場合Ｎｉ中
にＴｉ、Ａ１などの金属間化合物を少量析出させるか、
Ｗ、Ｍｏなどを多量固溶させるのが効果がある。■の両
者の界面強化のためには界面の耐クリープ性を向上させ
る目的で■の硬質相の耐熱強度向上のための結晶格子の
歪の利用や金属間化合物の形成などが有効である。
にＴｉ、Ａ１などの金属間化合物を少量析出させるか、
Ｗ、Ｍｏなどを多量固溶させるのが効果がある。■の両
者の界面強化のためには界面の耐クリープ性を向上させ
る目的で■の硬質相の耐熱強度向上のための結晶格子の
歪の利用や金属間化合物の形成などが有効である。
即ち、サーメットの靭性を保持して耐熱性を向上させる
ためには、各相を構成するＴｉ、Ｗ。
ためには、各相を構成するＴｉ、Ｗ。
Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｉ及び／又はＣＯに対し、添加元素が各
々の相に固溶し、かつ金属間化合物や単相と成って現れ
ない場合に効果が著しい。そのため本発明者等はＴ ｉ
ＣＮ −Ｔ ａ Ｃ−Ｗ Ｃ−Ｍ ｏ Ｃ−Ｎ ｉ
／ Ｇ ｏ系のサーメットにおいて、種々の添加元素を
検討した結果、■が耐熱性を向上させるには最も効果が
大きく、特に室温での靭性を阻害しない点においては有
効であった。
々の相に固溶し、かつ金属間化合物や単相と成って現れ
ない場合に効果が著しい。そのため本発明者等はＴ ｉ
ＣＮ −Ｔ ａ Ｃ−Ｗ Ｃ−Ｍ ｏ Ｃ−Ｎ ｉ
／ Ｇ ｏ系のサーメットにおいて、種々の添加元素を
検討した結果、■が耐熱性を向上させるには最も効果が
大きく、特に室温での靭性を阻害しない点においては有
効であった。
又、ＶはＴｉと比較して原子半径が９％程度異なるため
、Ｔｉの固溶強化に少量でも効果があり特に耐クリープ
性に対しては優れた効果を示した。
、Ｔｉの固溶強化に少量でも効果があり特に耐クリープ
性に対しては優れた効果を示した。
■は更に結合相中に一部固溶するので結合相の強化にも
有効である。更にその効果を助長するために合金配合時
に単独添加を行い、結合相中のＶ量を増加させ耐クリー
プ性の向上を計る事も可能である。
有効である。更にその効果を助長するために合金配合時
に単独添加を行い、結合相中のＶ量を増加させ耐クリー
プ性の向上を計る事も可能である。
即ち、本発明は上記知見に基づいて成されたものであり
、切削工具用Ｔ ｉ ＣＮ系サーメットは７５〜９５％
の硬質相と５〜２５％の結合相から成り、前記硬質相は
周期律表ＩＶ ａ 、 Ｖ ａ 、 ＶＩ ａ族の炭化
物、炭窒化物から成り、その化学組成を（（■ａ）ｕ
（Ｖａ）ｖ （ＶＩａ）ｗ〕（ＣｘＮｙ）Ｚと表わした
場合、（但しｕ、Ｖ、Ｗ、ｘ、ｙ。
、切削工具用Ｔ ｉ ＣＮ系サーメットは７５〜９５％
の硬質相と５〜２５％の結合相から成り、前記硬質相は
周期律表ＩＶ ａ 、 Ｖ ａ 、 ＶＩ ａ族の炭化
物、炭窒化物から成り、その化学組成を（（■ａ）ｕ
（Ｖａ）ｖ （ＶＩａ）ｗ〕（ＣｘＮｙ）Ｚと表わした
場合、（但しｕ、Ｖ、Ｗ、ｘ、ｙ。
Ｚは硬質相を形成する各元素のモル分率を示しｕ＋ｖ＋
ｗ＝１．ｘ＋ｙ＝１．０．８）ｚ）１．０７゜Ｕ≧０．
５） ０．０５≦ｖ／（ｕ＋ｖ＋ｗ）≦０．３．かつ
Ｖａ族の各々の元素（ＶαＮｂγＴａε）（但しα、γ
、εは各元素のモル分率を示しα＋γ＋ε＝＝Ｌ）
Ｏ，ＯＬ≦α／（α＋γ＋ε）≦０．５の関係を満たし
ており、硬質相を結合している結合用金属はＦｅ族、Ｃ
ｒ族、Ｖａ族で有るＴ ｉ ＣＮ系す−メッ１〜におい
て、■の添加を固溶体処理時合金配合時に行い、焼結後
のＶの分布が結合相中より硬質相中に富む事を特徴とす
るＴ ｉ ＣＮ系サーメットである。
ｗ＝１．ｘ＋ｙ＝１．０．８）ｚ）１．０７゜Ｕ≧０．
５） ０．０５≦ｖ／（ｕ＋ｖ＋ｗ）≦０．３．かつ
Ｖａ族の各々の元素（ＶαＮｂγＴａε）（但しα、γ
、εは各元素のモル分率を示しα＋γ＋ε＝＝Ｌ）
Ｏ，ＯＬ≦α／（α＋γ＋ε）≦０．５の関係を満たし
ており、硬質相を結合している結合用金属はＦｅ族、Ｃ
ｒ族、Ｖａ族で有るＴ ｉ ＣＮ系す−メッ１〜におい
て、■の添加を固溶体処理時合金配合時に行い、焼結後
のＶの分布が結合相中より硬質相中に富む事を特徴とす
るＴ ｉ ＣＮ系サーメットである。
以下に数値限定した理由を説明する。
■炭窒化物の含有量
その含有量が７５％未満では、所望の優れた耐溶着性、
耐熱性を合金に付与する事ができず、一方９５％を超え
ると相対的に結合金属の含有量が低下し、所望の靭性を
付与することが出来なくなるため、その含有量を７５〜
９５％と限定した。
耐熱性を合金に付与する事ができず、一方９５％を超え
ると相対的に結合金属の含有量が低下し、所望の靭性を
付与することが出来なくなるため、その含有量を７５〜
９５％と限定した。
更に金属部分と非金属部分の比を０．８〜１．０７とし
たのはｚ＜０．８では硬質相がＭＧＣタイプの複炭化物
と共存し、ｚ＞１．０７ではフリーカーボンと共存し、
共に靭性の低下の原因となるためである。
たのはｚ＜０．８では硬質相がＭＧＣタイプの複炭化物
と共存し、ｚ＞１．０７ではフリーカーボンと共存し、
共に靭性の低下の原因となるためである。
■Ｖａ族及びＶの添加量
硬質相中のＶａ族のモル分率を０．０５〜０．３とした
のは０．０５未満では周辺組織の強度向上に十分でなく
０．３を超えるとＶ ａ ／ｉｓ；の含有量が多くなり
すぎ、相対的にＶＩａ族の含有量が減少し脆くなるため
、Ｖａ族のモル分率を０．０５〜０．３とした。
のは０．０５未満では周辺組織の強度向上に十分でなく
０．３を超えるとＶ ａ ／ｉｓ；の含有量が多くなり
すぎ、相対的にＶＩａ族の含有量が減少し脆くなるため
、Ｖａ族のモル分率を０．０５〜０．３とした。
Ｖａ族中の■のモル分率を０．０１〜０．５としたのは
０．０１未満では耐熱性が十分ではなく０．５を超える
とＶの添加量が多くなり、強度が低下するので０．０１
〜０．５とした。
０．０１未満では耐熱性が十分ではなく０．５を超える
とＶの添加量が多くなり、強度が低下するので０．０１
〜０．５とした。
■結合相の含有量
Ｆｅ族金金属Ｃｒ族金属及びＶの含有量が５％未満では
、合金に十分な靭性を与えることができず、一方２５％
を超えて含有すると合金の耐塑性変形性が劣化するため
、その含有量を５〜２５％とした。
、合金に十分な靭性を与えることができず、一方２５％
を超えて含有すると合金の耐塑性変形性が劣化するため
、その含有量を５〜２５％とした。
（７ｖＶの分布
焼結後の■の分布が結合相中より硬質相中に富むとした
のは、■の単独添加においては結合相中に富んでしまい
、硬質相の強化が十分行われなく。
のは、■の単独添加においては結合相中に富んでしまい
、硬質相の強化が十分行われなく。
■の効果が小さいためＴｉ、ｅとの固溶体を主とし結合
相への添加を従とした。
相への添加を従とした。
又、■の添加はＶＣ，ＶＣＮ、ＶＮを使用してもその効
果は同様である。
果は同様である。
以下、実施例について説明する６
〔実施例〕
実施例１
（Ｗ、Ｔｉ）ＣＮとＶＣＮを所定の比に混合後１８００
℃真空中２時間保持して（Ｗ、 Ｔ ｉ 、 Ｖ）ＣＮ
の固溶体を製造した。次に処理した固溶体をジェットミ
ルで粉砕し、平均粒度１．０〜１．５μｍの固溶体粉末
を作成した。市販のＴｉＣＮ粉末（平均粒度１μｍ）Ｔ
ａＣ扮末（同１．２μｍ）、ＣＯ粒粉末同１μｍ）Ｎｉ
粉末（同１μｍ）を用意しこれらと固溶体粉末を第１表
に示す組成に配合しボールミル中で湿式粉砕、混合を９
６時間行ない乾燥処理後ＩＴｏｎ／ｃＪの圧力でプレス
成形した。
℃真空中２時間保持して（Ｗ、 Ｔ ｉ 、 Ｖ）ＣＮ
の固溶体を製造した。次に処理した固溶体をジェットミ
ルで粉砕し、平均粒度１．０〜１．５μｍの固溶体粉末
を作成した。市販のＴｉＣＮ粉末（平均粒度１μｍ）Ｔ
ａＣ扮末（同１．２μｍ）、ＣＯ粒粉末同１μｍ）Ｎｉ
粉末（同１μｍ）を用意しこれらと固溶体粉末を第１表
に示す組成に配合しボールミル中で湿式粉砕、混合を９
６時間行ない乾燥処理後ＩＴｏｎ／ｃＪの圧力でプレス
成形した。
次に真空中１．４００℃で焼結し、抗折力試験片。
切削試験用チップを製作した。
室温における抗折力、硬さ及びβ（４２０）面における
Ｘ線回折１次に９００ ’Ｃにおける短時間クリープ試
験を行ない、変形に対する効果を確認した。
Ｘ線回折１次に９００ ’Ｃにおける短時間クリープ試
験を行ない、変形に対する効果を確認した。
第１表の結果よりＶの添加により室温での抗折力はやや
下がる傾向にあるが、硬さはほとんど変化せず、■の添
加は室温物性をそれ程劣化させない事が確認できた。
下がる傾向にあるが、硬さはほとんど変化せず、■の添
加は室温物性をそれ程劣化させない事が確認できた。
次に９００℃におけるクリープ試験は真空中で一定背重
のもとての破断時間、変形量を測定した。
のもとての破断時間、変形量を測定した。
その結果を第２表に併記する。
第２表よりＶの添加量が増えるに従い、歪速度が小さく
なり、破断時間が伸びる傾向にある。この傾向はＸ線回
折の変化と良く一致する。次に各相への固溶−丑を確認
するため、焼結体を■結合相のみ溶解■硬質相を溶解し
、ＩＣＰにより各元素の定量分析を行なった。その結果
を第２表に併記する。第２表よりＶの添加量が増える従
い、硬質相中のＶ量、結合相中のＶｌが増加し、それに
伴い耐クリープ性も伸びる傾向にある。
なり、破断時間が伸びる傾向にある。この傾向はＸ線回
折の変化と良く一致する。次に各相への固溶−丑を確認
するため、焼結体を■結合相のみ溶解■硬質相を溶解し
、ＩＣＰにより各元素の定量分析を行なった。その結果
を第２表に併記する。第２表よりＶの添加量が増える従
い、硬質相中のＶ量、結合相中のＶｌが増加し、それに
伴い耐クリープ性も伸びる傾向にある。
更に結合相中のＶ量を増加させると同様の傾向が実施例
２ 実施例１の合金を用いて下記の条件で切削試験を行ない
、その性能をＪｖ、価した。
２ 実施例１の合金を用いて下記の条件で切削試験を行ない
、その性能をＪｖ、価した。
■寿命試験
被削材 ５ＫＤ６１ （ＨＲＣ４０）チップ Ｓ
ＮＭＮ４３２ （ホーニング０．０３ｒｍ）カッター
６′ （ダブルネガ） 切削速度 １００ｍ／ｍｉｎ 送り ０．２ｎｏ／ｒｅｖ 切り込み １ｍ 切削時間 １０ｍ１ｎ 評価項目 逃げ面摩耗社規性変形量 切削条件は中仕上切削で一定時間切削後の切刃先端部の
ｌや耗量（ＶＣ）と塑性変形量を第３表に示す。■の添
加量が増すに従い耐摩耗性、耐塑性変形性が向上してい
る事が確認できた。
ＮＭＮ４３２ （ホーニング０．０３ｒｍ）カッター
６′ （ダブルネガ） 切削速度 １００ｍ／ｍｉｎ 送り ０．２ｎｏ／ｒｅｖ 切り込み １ｍ 切削時間 １０ｍ１ｎ 評価項目 逃げ面摩耗社規性変形量 切削条件は中仕上切削で一定時間切削後の切刃先端部の
ｌや耗量（ＶＣ）と塑性変形量を第３表に示す。■の添
加量が増すに従い耐摩耗性、耐塑性変形性が向上してい
る事が確認できた。
本願’ｒｉ ＣＮ系サーメットは、硬質相、結合相中に
Ｖａ族、特にＶを固溶強化させる事によりサーメットの
欠点である耐熱性、耐塑性変形性を向上し、切削工具と
して好適なものである。
Ｖａ族、特にＶを固溶強化させる事によりサーメットの
欠点である耐熱性、耐塑性変形性を向上し、切削工具と
して好適なものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 切削工具用ＴｉＣＮ系サーメットは７５〜９５％の硬質
相と５〜２５％の結合相から成り、前記硬質相は周期律
表IVａ、Ｖａ、VIａ族の炭化物、炭窒化物から成り、そ
の化学組成を〔（IVａ）ｕ（Ｖａ）ｖ（VIａ）ｗ〕（Ｃ
ｘＮｙ）ｚと表わした場合、（但しｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ
、ｚは硬質相を形成する各元素のモル分率を示しｕ＋ｖ
＋ｗ＝１、ｘ＋ｙ＝１、０．８＞ｚ＞１．０７、ｕ≧０
．５）０．０５≦ｖ／（ｕ＋ｖ＋ｗ）≦０．３、かつＶ
ａ族の各々の元素（ＶαＮｂγＴａε）（但しα、γ、
εは各元素のモル分率を示しα＋γ＋ε＝１）０．０１
≦α／（α＋γ＋ε）≦０．５の関係を満たしており、
硬質相を結合している結合用金属はＦｅ族、Ｃｒ族及び
Ｖで有るＴｉＣＮ系サーメットにおいて、Ｖの添加を固
溶体処理時合金配合時に行い、焼結後のＶの分布が結合
相中より硬質相中に富む事を特徴とするＴｉＣＮ系サー
メット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18084486A JPS6335753A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | ＴｉＣＮ系サ−メツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18084486A JPS6335753A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | ＴｉＣＮ系サ−メツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6335753A true JPS6335753A (ja) | 1988-02-16 |
Family
ID=16090344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18084486A Pending JPS6335753A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | ＴｉＣＮ系サ−メツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6335753A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5589223A (en) * | 1990-01-31 | 1996-12-31 | Mitsubishi Material Corp. | Process for producing cermet cutting tools having both longitudinal and granular crystal structures |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP18084486A patent/JPS6335753A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5589223A (en) * | 1990-01-31 | 1996-12-31 | Mitsubishi Material Corp. | Process for producing cermet cutting tools having both longitudinal and granular crystal structures |
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