JPS634895B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS634895B2 JPS634895B2 JP3615185A JP3615185A JPS634895B2 JP S634895 B2 JPS634895 B2 JP S634895B2 JP 3615185 A JP3615185 A JP 3615185A JP 3615185 A JP3615185 A JP 3615185A JP S634895 B2 JPS634895 B2 JP S634895B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- cermet
- dispersed phase
- hard dispersed
- atomic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims description 38
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 45
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 24
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 18
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N azanylidyneniobium Chemical compound [Nb]#N CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N methylidyneniobium Chemical compound [Nb]#C UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高硬度と高靭性を有し、特に切削
工具として用いた場合に、すぐれた耐摩耗性と耐
欠損性を示し、長期に亘つてすぐれた切削性能を
発揮するサーメツトに関するものである。 〔従来の技術とその問題点〕 従来、切削工具用サーメツトとして、硬質分散
相の主要部が炭化チタン（以下TiCで示す）で構
成され、一方結合相の主要部がNiおよびCoのう
ちのいずれか、または両方で構成されたTiC基サ
ーメツトが知られているが、このTiC基サーメツ
トは高硬度をもつものの、靭性の劣るものである
ため、靭性が要求される切削条件下での使用では
欠損を起して実用に耐えないものである。 また、近年、高硬度および高靭性を有する切削
工具用サーメツトとして、硬質分散相の主要部が
炭窒化チタン（以下TiCNで示す）で構成され、
一方結合相の主要部が、同様にNiおよびCoのい
ずれか、または両方で構成されたTiCN基サーメ
ツトも提案されているが、このTiCN基サーメツ
トは焼結性の劣るものであるため、性質のバラツ
キが大きく、信頼性の劣るものである。 〔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、高硬度と高靭性を有し、かつ性質のバラツキ
がなく、しかも切削工具として用いた場合にすぐ
れた切削性能を発揮するサーメツトを開発すべく
研究を行なつた結果、 原料粉末として、TiC粉末、炭化タンタル（以
下TaCで示す）粉末、炭化タングステン（以下、
WCで示す）粉末、炭化ニオブ（以下NbCで示
す）粉末、および炭化モリブデン（以下Mo2Cで
示す）粉末、並びにこれらの２種以上の固溶体粉
末、さらに窒化チタン（以下TiNで示す）粉末、
窒化タンタル（以下TaNで示す）粉末、窒化ニ
オブ（以下NbNで示す）粉末、Ni粉末、および
Co粉末を用意し、これら原料粉末を所定の配合
組成に配合し、通常の条件で混合し、圧粉体をプ
レス成形した後、この圧粉体を、液相が出現する
まで真空雰囲気とし、液相出現後は0.1〜10torr
の範囲内の圧力を有する窒素雰囲気とする条件で
焼結すると、 硬質分散相が、いずれも70〜90重量％の有芯構
造を有する、 (a) Tiと、Ta、Ｗの複合炭窒化物 (b) Tiと、TaおよびNb（ただしNbはTaの50原
子％以下）と、Ｗの複合炭窒化物、 (c) Tiと、Taと、ＷおよびMo（ただしMoはＷ
の50原子％以下）の複合炭窒化物、 (d) Tiと、TaおよびNb（ただしNbはTaの50原
子％以下）と、ＷおよびMo（ただしMoはＷの
50原子％以下）の複合炭窒化物、 以上(a)〜(d)のうちのいずれか１種からなり、 一方、残りの10〜30重量％の結合相が、重量％
で、 Ti：0.3〜５％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.1〜２％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：１〜7.5％、 を固溶含有し、残りがNiおよびCoのうちのいず
れか、または両方と不可避不純物からなる組成を
有する合金で構成され、かつ、 上記硬質分散相を、組成式： ｛Ti〓（Ta、Nb）〓（Ｗ、Mo）〓｝（CxNy）ｚ で現わした場合、原子比で、 α＋β＋γ＝１、ｘ＋ｙ＝１、 0.60≦α≦0.94、0.85≦ｚ≦1.0 0.01≦β≦0.20、0.65≦ｘ≦0.80、 0.05≦γ≦0.20、0.20≦ｙ≦0.35、 を満足すると共に、 上記硬質分散相の有芯構造を構成する芯部が、
原子％で、 Ti：40〜49.9％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.1〜５％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：0.1〜３％、 Ｃ：35〜48％、 Ｎ：２〜15％、 からなる組成を有し、一方同周辺部は、同じく原
子％で、 Ti：25〜47.5％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.5〜12.5％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：２〜12.5％、 Ｃ：25〜42.5％、 Ｎ：7.5〜25％、 からなる組成を有し、さらに、 Tiの含有量は芯部の方が周辺部よりも高く、
Ｗの含有量は周辺部の方が芯部よりも高い濃度分
布、並びに芯部の方が周辺部よりも高いＣ含有量
の粒子の方が相対的に多く、周辺部の方が芯部よ
りも高いＮ含有量の粒子の方が相対的に多い粒子
分布をもつたサーメツトが得られ、この結果のサ
ーメツトは、高硬度および高靭性を有し、かつ良
好な焼結性をもつので性質上のバラツキがなく、
したがつて、これを切削工具として用いた場合に
は、すぐれた耐摩耗性と耐欠損性を安定して発揮
す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
のであつて、以下にサーメツトにおける限定理由
を説明する。 (a) 硬質分散相およよび結合相の含有量 硬質分散相には、サーメツトの硬さを向上さ
せて、耐摩耗性を著しく改善する作用がある
が、その割合がサーメツトに占める割合で70重
量％未満では、相対的に結合相の割合が30重量
％を越えて多くなり過ぎ、サーメツトの耐摩耗
性が著しく低下するようになり、一方その割合
が同じくサーメツトに占める割合で90重量％を
越えると、相対的に結合相の割合が10重量％未
満となつて、サーメツトの耐欠損性が著しく低
下するようになることから、その割合をサーメ
ツト全体に占める割合で70〜90重量％と定め
た。 (b) 硬質分散相の組成式におけるαの値 Tiは硬質分散相の主体成分であると共に、
主にこれの芯部を形成してサーメツトの硬さを
向上させ、もつて耐摩耗性を向上させる作用を
もつが、その割合が硬質分散相の金属成分に占
める割合（原子比）で0.60未満では、所望の耐
摩耗性を確保することができず、一方その割合
が同0.94を越えると、サーメツトの靭性が低下
して耐欠損性の劣化を招くようになることか
ら、Tiの硬質分散相の金属成分（α＋β＋γ
＝１）に占める割合、すなわちαの値を、原子
比で0.60〜0.94と定めた。 (c) 硬質分散相の組成式におけるβの値 Taも硬質分散相を形成する成分で、Taの含
有によつてサーメツトの耐酸化性が向上するよ
うになるが、その割合が同じく硬質分散相の金
属成分に占める割合（原子比）で0.01未満では
所望の耐酸化性向上効果が得られず、一方その
割割合が同0.20を越えると硬質分散相の軟化を
もたらし、サーメツトの耐摩耗性が低下するよ
うになることから、Taの硬質分散相の金属成
分に占める割合、すなわちβの値を、原子比で
0.01〜0.20と定めた。 なお、Taの一部を50原子％以下の範囲でNb
で置換してもサーメツトの特性が損なわれるこ
とがないので、Taとの共存においてNbの含有
が許容される。 (d) 硬質分散相の組成式におけるγの値 Ｗも同じく硬質分散相の形成成分で、主にこ
れの周辺部に多く存在してサーメツトの耐欠損
性（靭性）を向上させる作用をもつが、その割
合が同じく硬質分散相の金属成分に占める割合
（原子比）で0.05未満では、所望の耐欠損性向
上効果が得られず、一方その割合が同0.20を越
えると硬質分散相の硬さが低下して、サーメツ
トの耐摩耗性が低下するようになることから、
Ｗの硬質分散相の金属成分に占める割合、すな
わちγを原子比で0.05〜0.20と定めた。 なお、ＷもTaと同様に、その一部を50原子
％以下の範囲でMoで置換してもサーメツトの
特性に悪影響を及ぼさないので、Moの共存が
許容される。 (e) 硬質分散相の組成式におけるｘおよびｙの値 Ｃ成分およびＮ成分は共に硬質分散相を構成
する成分であつて、Ｃ成分は、硬質分散相の硬
さを向上させ、もつてサーメツトの耐摩耗性を
向上させる作用をもつが、その割合がＣおよび
Ｎの合計（ｘ＋ｙ＝１）に占める割合（原子
比）で0.65未満では所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができず、一方その割合が同0.80
を越えると、硬質分散相が硬くなりすぎ、サー
メツトの耐欠損性が低下するようになるもので
あり、またＮ成分は、硬質分散相の粒成長を抑
制して、サーメツトの靭性（耐欠損性）を向上
させる作用をもつが、その割合が同0.20未満で
は所望のすぐれた耐欠損性を確保することがで
きず、一方その割合が同0.35を越えると、サー
メツトの耐摩耗性が低下するようになることか
ら、ＣおよびＮ成分の割合、すなわちｘおよび
ｙの値を、それぞぞれｘ：0.65〜0.80、ｙ：
0.20〜0.35と定めた。 (f) 硬質分散相の組成式におけるｚの値 ｚの値は、それぞれ硬質分散相を構成するＣ
およびＮ成分の合計に対する同金属成分の合計
の割合（原子比）を示すが、その値が0.85未満
では、サーメツトの耐欠損性の低下が著しいの
で、ｚの下限値を0.85と定めた。なお、ｚの上
限値が化学量論組成の1.0でもサーメツトの特
性が損なわれることがなので、その上限値を
1.0と定めた。 また、ｚの値は、主にサーメツト中のＮ量と
焼結雰囲気の窒素分圧によつて決り、サーメツ
ト中のＮ量が多く、焼結雰囲気の窒素分圧が低
いほどｚの値は小さくなり、この結果サーメツ
トの耐摩耗性は向上するが、反面耐欠損性は低
下するようになるものである。 (g) 硬質分散相の芯部および周辺部の組成 硬質分散相の組成式におけるα、β、および
γ、並びにｘ、ｙ、およびｚの値が、せれぞれ
上記の条件を満足すると、必然的に芯部の組成
が、原子％で、 Ti：40〜49.9％、 Ta、またはTa＋Nb：0.1〜５％、 Ｗ、またはＷ＋Mo：0.1〜３％、 Ｃ：35〜48％、 Ｎ：２〜15％、 となり、同じく周辺部の組成が、 Ti：25〜47.5％、 Ta、またはTa＋Nb：0.5〜12.5％、 Ｗ、またはＷ＋Mo：２〜12.5％、 Ｃ：25〜42.5％、 Ｎ：7.5〜25％、 となるものであり、したがつてα、β、γ、
ｘ、ｙ、およびｚの値のいずれかでも上記の範
囲から外れると、芯部および周辺部の組成は上
記の範囲から外れるようになつて、サーメツト
の耐摩耗性および耐欠損性の少なくともいずれ
かが低下するようになるのである。 (h) 結合相の組成 (1) Ti Ti成分は、結合相の素地に固溶して、サ
ーメツトの耐摩耗性（硬さ）を向上させる作
用をもつが、その含有量が、結合相に占める
割合で0.3％未満では所望の耐摩耗性を確保
することができず、一方その含有量が同割合
で５％を越えると結合相が脆化するようにな
つて、サーメツトの耐欠損性が低下するよう
になることから、その含有量を、結合相に占
める割合（以下同じ）で、0.3〜５％と定め
た。 (2) Ta Ta成分も結合相に固溶して、サーメツト
の耐酸化性を向上させる作用をもつが、その
含有量が0.1％未満では所望の耐酸化性が得
られず、一方その含有量が２％を越えると、
Tiと同様に結合相に脆化が起り、サーメツ
トの耐欠損性が低下するようになることか
ら、その含有量を0.1〜２％と定めた。 なお、Taの一部が50％以下の範囲でNbで
置換されてもサーメツト特性に変化は現われ
ないので、NbのTaとの共存が許容される。 (3) Ｗ Ｗ成分も同様に結合相に固溶し、サーメツ
トの耐塑性変形性を向上させる作用をもつ
が、その含有量が１％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7.5
％を越えると、脆化傾向が現われるようにな
つてサーメツトの耐欠損性が低下するように
なることから、その含有量を１〜7.5％と定
めた。 〔実施例〕 つぎに、この発明のサーメツトを実施例により
具体的に説明する。 原料粉末として、平均粒径：1.2μｍを有する
TiC粉末、同1.5μｍのTiN粉末、同1.1μｍのTaC
粉末、同1.0μｍのNbC粉末、同0.8μｍのWC粉末、
同1.0μｍのMo2C粉末、同2.2μｍのNi粉末、およ
び同1.2μｍのCo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時間湿式混合し、乾燥した後、
15Kg／mm2の圧力で圧粉体にプレス成形し、つい
で、この圧粉体に、10-2torrの真空中で、1330〜
1430℃の範囲内の所定の液相出現温度まで加熱し
た後、その雰囲気を0.1〜10torrの範
工具として用いた場合に、すぐれた耐摩耗性と耐
欠損性を示し、長期に亘つてすぐれた切削性能を
発揮するサーメツトに関するものである。 〔従来の技術とその問題点〕 従来、切削工具用サーメツトとして、硬質分散
相の主要部が炭化チタン（以下TiCで示す）で構
成され、一方結合相の主要部がNiおよびCoのう
ちのいずれか、または両方で構成されたTiC基サ
ーメツトが知られているが、このTiC基サーメツ
トは高硬度をもつものの、靭性の劣るものである
ため、靭性が要求される切削条件下での使用では
欠損を起して実用に耐えないものである。 また、近年、高硬度および高靭性を有する切削
工具用サーメツトとして、硬質分散相の主要部が
炭窒化チタン（以下TiCNで示す）で構成され、
一方結合相の主要部が、同様にNiおよびCoのい
ずれか、または両方で構成されたTiCN基サーメ
ツトも提案されているが、このTiCN基サーメツ
トは焼結性の劣るものであるため、性質のバラツ
キが大きく、信頼性の劣るものである。 〔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、高硬度と高靭性を有し、かつ性質のバラツキ
がなく、しかも切削工具として用いた場合にすぐ
れた切削性能を発揮するサーメツトを開発すべく
研究を行なつた結果、 原料粉末として、TiC粉末、炭化タンタル（以
下TaCで示す）粉末、炭化タングステン（以下、
WCで示す）粉末、炭化ニオブ（以下NbCで示
す）粉末、および炭化モリブデン（以下Mo2Cで
示す）粉末、並びにこれらの２種以上の固溶体粉
末、さらに窒化チタン（以下TiNで示す）粉末、
窒化タンタル（以下TaNで示す）粉末、窒化ニ
オブ（以下NbNで示す）粉末、Ni粉末、および
Co粉末を用意し、これら原料粉末を所定の配合
組成に配合し、通常の条件で混合し、圧粉体をプ
レス成形した後、この圧粉体を、液相が出現する
まで真空雰囲気とし、液相出現後は0.1〜10torr
の範囲内の圧力を有する窒素雰囲気とする条件で
焼結すると、 硬質分散相が、いずれも70〜90重量％の有芯構
造を有する、 (a) Tiと、Ta、Ｗの複合炭窒化物 (b) Tiと、TaおよびNb（ただしNbはTaの50原
子％以下）と、Ｗの複合炭窒化物、 (c) Tiと、Taと、ＷおよびMo（ただしMoはＷ
の50原子％以下）の複合炭窒化物、 (d) Tiと、TaおよびNb（ただしNbはTaの50原
子％以下）と、ＷおよびMo（ただしMoはＷの
50原子％以下）の複合炭窒化物、 以上(a)〜(d)のうちのいずれか１種からなり、 一方、残りの10〜30重量％の結合相が、重量％
で、 Ti：0.3〜５％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.1〜２％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：１〜7.5％、 を固溶含有し、残りがNiおよびCoのうちのいず
れか、または両方と不可避不純物からなる組成を
有する合金で構成され、かつ、 上記硬質分散相を、組成式： ｛Ti〓（Ta、Nb）〓（Ｗ、Mo）〓｝（CxNy）ｚ で現わした場合、原子比で、 α＋β＋γ＝１、ｘ＋ｙ＝１、 0.60≦α≦0.94、0.85≦ｚ≦1.0 0.01≦β≦0.20、0.65≦ｘ≦0.80、 0.05≦γ≦0.20、0.20≦ｙ≦0.35、 を満足すると共に、 上記硬質分散相の有芯構造を構成する芯部が、
原子％で、 Ti：40〜49.9％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.1〜５％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：0.1〜３％、 Ｃ：35〜48％、 Ｎ：２〜15％、 からなる組成を有し、一方同周辺部は、同じく原
子％で、 Ti：25〜47.5％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.5〜12.5％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：２〜12.5％、 Ｃ：25〜42.5％、 Ｎ：7.5〜25％、 からなる組成を有し、さらに、 Tiの含有量は芯部の方が周辺部よりも高く、
Ｗの含有量は周辺部の方が芯部よりも高い濃度分
布、並びに芯部の方が周辺部よりも高いＣ含有量
の粒子の方が相対的に多く、周辺部の方が芯部よ
りも高いＮ含有量の粒子の方が相対的に多い粒子
分布をもつたサーメツトが得られ、この結果のサ
ーメツトは、高硬度および高靭性を有し、かつ良
好な焼結性をもつので性質上のバラツキがなく、
したがつて、これを切削工具として用いた場合に
は、すぐれた耐摩耗性と耐欠損性を安定して発揮
す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
のであつて、以下にサーメツトにおける限定理由
を説明する。 (a) 硬質分散相およよび結合相の含有量 硬質分散相には、サーメツトの硬さを向上さ
せて、耐摩耗性を著しく改善する作用がある
が、その割合がサーメツトに占める割合で70重
量％未満では、相対的に結合相の割合が30重量
％を越えて多くなり過ぎ、サーメツトの耐摩耗
性が著しく低下するようになり、一方その割合
が同じくサーメツトに占める割合で90重量％を
越えると、相対的に結合相の割合が10重量％未
満となつて、サーメツトの耐欠損性が著しく低
下するようになることから、その割合をサーメ
ツト全体に占める割合で70〜90重量％と定め
た。 (b) 硬質分散相の組成式におけるαの値 Tiは硬質分散相の主体成分であると共に、
主にこれの芯部を形成してサーメツトの硬さを
向上させ、もつて耐摩耗性を向上させる作用を
もつが、その割合が硬質分散相の金属成分に占
める割合（原子比）で0.60未満では、所望の耐
摩耗性を確保することができず、一方その割合
が同0.94を越えると、サーメツトの靭性が低下
して耐欠損性の劣化を招くようになることか
ら、Tiの硬質分散相の金属成分（α＋β＋γ
＝１）に占める割合、すなわちαの値を、原子
比で0.60〜0.94と定めた。 (c) 硬質分散相の組成式におけるβの値 Taも硬質分散相を形成する成分で、Taの含
有によつてサーメツトの耐酸化性が向上するよ
うになるが、その割合が同じく硬質分散相の金
属成分に占める割合（原子比）で0.01未満では
所望の耐酸化性向上効果が得られず、一方その
割割合が同0.20を越えると硬質分散相の軟化を
もたらし、サーメツトの耐摩耗性が低下するよ
うになることから、Taの硬質分散相の金属成
分に占める割合、すなわちβの値を、原子比で
0.01〜0.20と定めた。 なお、Taの一部を50原子％以下の範囲でNb
で置換してもサーメツトの特性が損なわれるこ
とがないので、Taとの共存においてNbの含有
が許容される。 (d) 硬質分散相の組成式におけるγの値 Ｗも同じく硬質分散相の形成成分で、主にこ
れの周辺部に多く存在してサーメツトの耐欠損
性（靭性）を向上させる作用をもつが、その割
合が同じく硬質分散相の金属成分に占める割合
（原子比）で0.05未満では、所望の耐欠損性向
上効果が得られず、一方その割合が同0.20を越
えると硬質分散相の硬さが低下して、サーメツ
トの耐摩耗性が低下するようになることから、
Ｗの硬質分散相の金属成分に占める割合、すな
わちγを原子比で0.05〜0.20と定めた。 なお、ＷもTaと同様に、その一部を50原子
％以下の範囲でMoで置換してもサーメツトの
特性に悪影響を及ぼさないので、Moの共存が
許容される。 (e) 硬質分散相の組成式におけるｘおよびｙの値 Ｃ成分およびＮ成分は共に硬質分散相を構成
する成分であつて、Ｃ成分は、硬質分散相の硬
さを向上させ、もつてサーメツトの耐摩耗性を
向上させる作用をもつが、その割合がＣおよび
Ｎの合計（ｘ＋ｙ＝１）に占める割合（原子
比）で0.65未満では所望のすぐれた耐摩耗性を
確保することができず、一方その割合が同0.80
を越えると、硬質分散相が硬くなりすぎ、サー
メツトの耐欠損性が低下するようになるもので
あり、またＮ成分は、硬質分散相の粒成長を抑
制して、サーメツトの靭性（耐欠損性）を向上
させる作用をもつが、その割合が同0.20未満で
は所望のすぐれた耐欠損性を確保することがで
きず、一方その割合が同0.35を越えると、サー
メツトの耐摩耗性が低下するようになることか
ら、ＣおよびＮ成分の割合、すなわちｘおよび
ｙの値を、それぞぞれｘ：0.65〜0.80、ｙ：
0.20〜0.35と定めた。 (f) 硬質分散相の組成式におけるｚの値 ｚの値は、それぞれ硬質分散相を構成するＣ
およびＮ成分の合計に対する同金属成分の合計
の割合（原子比）を示すが、その値が0.85未満
では、サーメツトの耐欠損性の低下が著しいの
で、ｚの下限値を0.85と定めた。なお、ｚの上
限値が化学量論組成の1.0でもサーメツトの特
性が損なわれることがなので、その上限値を
1.0と定めた。 また、ｚの値は、主にサーメツト中のＮ量と
焼結雰囲気の窒素分圧によつて決り、サーメツ
ト中のＮ量が多く、焼結雰囲気の窒素分圧が低
いほどｚの値は小さくなり、この結果サーメツ
トの耐摩耗性は向上するが、反面耐欠損性は低
下するようになるものである。 (g) 硬質分散相の芯部および周辺部の組成 硬質分散相の組成式におけるα、β、および
γ、並びにｘ、ｙ、およびｚの値が、せれぞれ
上記の条件を満足すると、必然的に芯部の組成
が、原子％で、 Ti：40〜49.9％、 Ta、またはTa＋Nb：0.1〜５％、 Ｗ、またはＷ＋Mo：0.1〜３％、 Ｃ：35〜48％、 Ｎ：２〜15％、 となり、同じく周辺部の組成が、 Ti：25〜47.5％、 Ta、またはTa＋Nb：0.5〜12.5％、 Ｗ、またはＷ＋Mo：２〜12.5％、 Ｃ：25〜42.5％、 Ｎ：7.5〜25％、 となるものであり、したがつてα、β、γ、
ｘ、ｙ、およびｚの値のいずれかでも上記の範
囲から外れると、芯部および周辺部の組成は上
記の範囲から外れるようになつて、サーメツト
の耐摩耗性および耐欠損性の少なくともいずれ
かが低下するようになるのである。 (h) 結合相の組成 (1) Ti Ti成分は、結合相の素地に固溶して、サ
ーメツトの耐摩耗性（硬さ）を向上させる作
用をもつが、その含有量が、結合相に占める
割合で0.3％未満では所望の耐摩耗性を確保
することができず、一方その含有量が同割合
で５％を越えると結合相が脆化するようにな
つて、サーメツトの耐欠損性が低下するよう
になることから、その含有量を、結合相に占
める割合（以下同じ）で、0.3〜５％と定め
た。 (2) Ta Ta成分も結合相に固溶して、サーメツト
の耐酸化性を向上させる作用をもつが、その
含有量が0.1％未満では所望の耐酸化性が得
られず、一方その含有量が２％を越えると、
Tiと同様に結合相に脆化が起り、サーメツ
トの耐欠損性が低下するようになることか
ら、その含有量を0.1〜２％と定めた。 なお、Taの一部が50％以下の範囲でNbで
置換されてもサーメツト特性に変化は現われ
ないので、NbのTaとの共存が許容される。 (3) Ｗ Ｗ成分も同様に結合相に固溶し、サーメツ
トの耐塑性変形性を向上させる作用をもつ
が、その含有量が１％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7.5
％を越えると、脆化傾向が現われるようにな
つてサーメツトの耐欠損性が低下するように
なることから、その含有量を１〜7.5％と定
めた。 〔実施例〕 つぎに、この発明のサーメツトを実施例により
具体的に説明する。 原料粉末として、平均粒径：1.2μｍを有する
TiC粉末、同1.5μｍのTiN粉末、同1.1μｍのTaC
粉末、同1.0μｍのNbC粉末、同0.8μｍのWC粉末、
同1.0μｍのMo2C粉末、同2.2μｍのNi粉末、およ
び同1.2μｍのCo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時間湿式混合し、乾燥した後、
15Kg／mm2の圧力で圧粉体にプレス成形し、つい
で、この圧粉体に、10-2torrの真空中で、1330〜
1430℃の範囲内の所定の液相出現温度まで加熱し
た後、その雰囲気を0.1〜10torrの範
【表】
【表】
囲内の所定の窒素分圧を有する窒素雰囲気にか
え、この窒素雰囲気中にて1430〜1460℃の範囲内
の所定の最高温度まで加熱し、この最高温度に１
時間保持の条件で焼結を施すことによつて、本発
明サーメツト１〜30および比較サーメツト１〜８
をそれぞれ製造した。 ついで、この結果得られた本発明サーメツト１
〜30および比較サーメツト１〜８について、通常
の分析方法、並びにＥ・Ｐ・Ｍ・Ａ・（電子プロ
ーブマイクロアナライザー）を用いて、成分組成
の分析を行なつたところ、それぞれ第２表および
第３表に示される結果を示し、かついずれのサー
メツトも硬質分散相が有芯構造を有するものであ
つた。なお、硬質分散相の芯部および周辺部の組
成は５個の硬質分散相を測定した結果の平均値で
示した。 また、比較サーメツト１〜８は、いずれも組成
がこの発明の範囲から外れたものである。 つぎに、本発明サーメツト１〜30および比較サ
ーメツト１〜８について、耐摩耗性を評価する
え、この窒素雰囲気中にて1430〜1460℃の範囲内
の所定の最高温度まで加熱し、この最高温度に１
時間保持の条件で焼結を施すことによつて、本発
明サーメツト１〜30および比較サーメツト１〜８
をそれぞれ製造した。 ついで、この結果得られた本発明サーメツト１
〜30および比較サーメツト１〜８について、通常
の分析方法、並びにＥ・Ｐ・Ｍ・Ａ・（電子プロ
ーブマイクロアナライザー）を用いて、成分組成
の分析を行なつたところ、それぞれ第２表および
第３表に示される結果を示し、かついずれのサー
メツトも硬質分散相が有芯構造を有するものであ
つた。なお、硬質分散相の芯部および周辺部の組
成は５個の硬質分散相を測定した結果の平均値で
示した。 また、比較サーメツト１〜８は、いずれも組成
がこの発明の範囲から外れたものである。 つぎに、本発明サーメツト１〜30および比較サ
ーメツト１〜８について、耐摩耗性を評価する
【表】
【表】
【表】
（＊印：本発明範囲外）
（＊印：本発明範囲外）
【表】
【表】
（＊印：本発明範囲外）
目的でロツクウエル硬さ（Ａスケール）を、また
耐欠損性（靭性）を評価する目的で抗折力をそれ
ぞれ測定し、さらに、これを切削工具として用
い、 被削材：SNCM439（硬さ：HB260）の丸棒、 切削速度：160ｍ／min、 送り：0.3mm／rev.、 切込み：1.5mm、 切削時間：15min、 の条件での鋼の連続切削試験、並びに、 被削材：SNCM439（硬さ：HB280）の角材、 切削速度：140ｍ／min、 送り：0.26mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：3min、 の条件での鋼の断続切削試験を行ない、鋼の連続
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、また鋼の断続切削試験では、試験
切刃数：10個のうちの欠損発生切刃数を測定し
た。これらの測定結果を第４表に示した。また、
目的でロツクウエル硬さ（Ａスケール）を、また
耐欠損性（靭性）を評価する目的で抗折力をそれ
ぞれ測定し、さらに、これを切削工具として用
い、 被削材：SNCM439（硬さ：HB260）の丸棒、 切削速度：160ｍ／min、 送り：0.3mm／rev.、 切込み：1.5mm、 切削時間：15min、 の条件での鋼の連続切削試験、並びに、 被削材：SNCM439（硬さ：HB280）の角材、 切削速度：140ｍ／min、 送り：0.26mm／rev.、 切込み：２mm、 切削時間：3min、 の条件での鋼の断続切削試験を行ない、鋼の連続
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、また鋼の断続切削試験では、試験
切刃数：10個のうちの欠損発生切刃数を測定し
た。これらの測定結果を第４表に示した。また、
【表】
第１〜４表に示される結果から明らかなよう
に、本発明サーメツト１〜30は、いずれも高硬度
および高靭性を有し、かつ切削試験では従来サー
メツトに比して一段とすぐれた耐摩耗性と耐欠損
性を示すのに対して、この発明の範囲から外れた
組成を有する比較サーメツト１〜８は、硬さおよ
び靭性のうちの少なくともいずれかが低く、これ
に伴つて切削試験でも劣つた切削結果しか示さな
いものである。 上述のように、この発明のサーメツトは、高硬
度および高靭性を有するので、特にこれらの特性
が要求される切削工具として用いた場合に、著し
く長期に亘つてすぐれた切削性能を発揮するので
ある。
に、本発明サーメツト１〜30は、いずれも高硬度
および高靭性を有し、かつ切削試験では従来サー
メツトに比して一段とすぐれた耐摩耗性と耐欠損
性を示すのに対して、この発明の範囲から外れた
組成を有する比較サーメツト１〜８は、硬さおよ
び靭性のうちの少なくともいずれかが低く、これ
に伴つて切削試験でも劣つた切削結果しか示さな
いものである。 上述のように、この発明のサーメツトは、高硬
度および高靭性を有するので、特にこれらの特性
が要求される切削工具として用いた場合に、著し
く長期に亘つてすぐれた切削性能を発揮するので
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 硬質分散相が、いずれも70〜90重量％の有芯
構造を有する、 (a) Tiと、Taと、Ｗの複合炭窒化物、 (b) Tiと、TaおよびNb（ただしNbはTaの50原
子％以下）と、Ｗの複合炭窒化物、 (c) Tiと、Taと、ＷおよびMo（ただしMoはＷ
の50原子％以下）の複合炭窒化物、 (d) Tiと、TaおよびNb（ただしNbはTaの50原
子％以下）と、ＷおよびMo（ただしMoはＷの
50原子％以下）の複合炭窒化物、 以上(a)〜(d)のうちのいずれか１種からなり、 一方、残りの10〜30重量％の結合相が、重量％
で、 Ti：0.3〜５％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.1〜２％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：１〜7.5％、 を固溶含有し、残りがNiおよびCoのうちの１種
または２種と不可避不純物からなる組成を有する
合金で構成されたサーメツトにして、 上記硬質分散相を、組成式： ｛Ti〓（Ta、Nb）〓（Ｗ、Mo）〓｝（CxNy）ｚ で現わした場合、原子比で、 α＋β＋γ＝１、ｘ＋ｙ＝１、 0.60≦α≦0.94、0.85≦ｚ≦1.0、 0.01≦β≦0.20、0.65≦ｘ≦0.80、 0.05≦γ≦0.20、0.20≦ｙ≦0.35、 を満足すると共に、 上記硬質分散相の有芯構造を構成する芯部は、
原子％で、 Ti：40〜49.9％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.1〜５％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：0.1〜３％、 Ｃ：35〜48％、 Ｎ：２〜15％、 からなる組成を有し、一方同周辺部は、同じく原
子％で、 Ti：25〜47.5％、 Ta、またはTaとNb（ただしNbはTaの50％以
下）：0.5〜12.5％、 Ｗ、またはＷとMo（ただしMoはＷの50％以
下）：２〜12.5％、 Ｃ：25〜42.5％、 Ｎ：7.5〜25％、 からなる組成を有し、さらに、 Tiの含有量は芯部の方が周辺部よりも高く、
Ｗの含有量は周辺部の方が芯部よりも高い濃度分
布、 並びに芯部の方が周辺部よりも高いＣ含有量の
粒子の方が相対的に多く、周辺部の方が芯部より
も高いＮ含有量の粒子の方が相対的に多い粒子分
布をもつことを特徴とする高硬度および高靭性を
有する切削工具用サーメツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3615185A JPS61195950A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 高硬度および高靭性を有する切削工具用サ−メツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3615185A JPS61195950A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 高硬度および高靭性を有する切削工具用サ−メツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61195950A JPS61195950A (ja) | 1986-08-30 |
| JPS634895B2 true JPS634895B2 (ja) | 1988-02-01 |
Family
ID=12461780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3615185A Granted JPS61195950A (ja) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | 高硬度および高靭性を有する切削工具用サ−メツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61195950A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617532B2 (ja) * | 1986-09-04 | 1994-03-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用サーメット部材 |
| US4769070A (en) * | 1986-09-05 | 1988-09-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High toughness cermet and a process for the production of the same |
| JPS6383241A (ja) * | 1986-09-27 | 1988-04-13 | Hitachi Metals Ltd | 工具用サ−メツトおよびその製造方法 |
| US4857108A (en) * | 1986-11-20 | 1989-08-15 | Sandvik Ab | Cemented carbonitride alloy with improved plastic deformation resistance |
| JPS63216941A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-09 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具用高靭性サ−メツト |
| JP5559575B2 (ja) * | 2009-03-10 | 2014-07-23 | 株式会社タンガロイ | サーメットおよび被覆サーメット |
| JPWO2010150335A1 (ja) | 2009-06-22 | 2012-12-06 | 株式会社タンガロイ | 被覆立方晶窒化硼素焼結体工具 |
| US20120114960A1 (en) * | 2009-06-30 | 2012-05-10 | Tungaloy Corporation | Cermet and Coated Cermet |
| JP5381616B2 (ja) * | 2009-10-27 | 2014-01-08 | 株式会社タンガロイ | サーメットおよび被覆サーメット |
| EP2559504B1 (en) | 2010-04-16 | 2019-08-21 | Tungaloy Corporation | Coated sintered cbn |
| US8673435B2 (en) | 2010-07-06 | 2014-03-18 | Tungaloy Corporation | Coated cBN sintered body tool |
| CN113444952A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-28 | 厦门理工学院 | 一种高强度高韧性的高熵金属陶瓷及其制备方法 |
-
1985
- 1985-02-25 JP JP3615185A patent/JPS61195950A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61195950A (ja) | 1986-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR890004490B1 (ko) | 인성과 내산화성이 우수한 텅그스텡기 서멧트 | |
| US4857108A (en) | Cemented carbonitride alloy with improved plastic deformation resistance | |
| JPS634895B2 (ja) | ||
| JP3430737B2 (ja) | 高強度を有するＴｉ系炭窒化物サーメット | |
| JPS633017B2 (ja) | ||
| JPS634896B2 (ja) | ||
| JPS6141979B2 (ja) | ||
| JPS6141980B2 (ja) | ||
| JP4553382B2 (ja) | 高熱発生を伴なう高速切削加工ですぐれた耐摩耗性を発揮する炭窒化チタン基サーメット製スローアウエイチップ | |
| JP4553381B2 (ja) | 高熱発生を伴なう高速切削加工ですぐれた耐摩耗性を発揮する炭窒化チタン基サーメット製スローアウエイチップ | |
| JP3227774B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具 | |
| JPH07224346A (ja) | 靭性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット | |
| JPS61201750A (ja) | 焼結硬質合金 | |
| JPH08176719A (ja) | 窒素含有焼結硬質合金 | |
| JP3483162B2 (ja) | 靭性および耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具 | |
| JPS61295352A (ja) | 切削工具用サ−メツト | |
| JPS6067638A (ja) | 切削工具および熱間加工工具用サ−メツト | |
| JPS6248408A (ja) | すぐれた耐摩耗性と靭性を具備するサ−メツト製切削工具 | |
| JPH05171337A (ja) | 耐酸化性のすぐれたＴｉ系炭窒硼酸化物基サーメット製切削工具 | |
| JPS63216941A (ja) | 切削工具用高靭性サ−メツト | |
| JPH08246090A (ja) | 靱性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット | |
| JPH06299281A (ja) | 靭性のすぐれた炭窒化チタン系サーメット製切削工具 | |
| JPS61266550A (ja) | 強靭性焼結硬質合金 | |
| JPS5917177B2 (ja) | 強靭サ−メツト | |
| JPH0978172A (ja) | 高強度を有するＴｉ系炭窒化物サーメット |