KR19990082049A - 고압상형 질화붕소기 소결체 - Google Patents

고압상형 질화붕소기 소결체 Download PDF

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구라우치 노리타카
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Abstract

내마모성 및 내결손성이 개선된 플라이스 공구 및 엔드 밀 등으로 대표되는 절삭공구용의 고압상형 질화붕소기 고경도 고강도 소결체가 얻어진다.
본 발명에 의한 고압상형 질화붕소기 소결체는 고압상형 질화붕소의 복수의 입자(1)와 결합상(2, 3)을 구비하고 입자(1)의 함유율은 20.0 부피% 이상 99.7 부피% 이하이다. 결합상(2, 3)은 입자(1)를 포위하는 제 1 의 결합상(2)과 그 이외의 제 2 의 결합상(3)을 포함한다. 제 1 의 결합상(2)은 Ti, TiAl, Zr, Hf 의 최소한 1 종의 질화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태로 형성된다. 제 2 의 결합상(3)은 제 1 의 결합상(2)으로 포위된 복수의 입자(1) 사이에 입성장 억제 결합상(4)을 포함한다.

Description

고압상형 질화붕소기 소결체
입방정 질화붕소(이하, cBN이라 표기)의 대표되는 고압상형 질화붕소는 다이아몬드에 이어 고경도물질이고 다시 다이아몬드와 비교해서 철계재료와의 반응성이 낮기 때문에 cBN기 소결체는 각종의 절삭공구에 사용되고 있다.
또한, 고경도이면서 또한 고강도인 재료는 절삭용도에 한정되지 아니하고 예를 들자면 슬라이딩부분에 설치되는 내마부분이나 방어벽에 사용되는 내충격 부품등 다양한 용도에 있어서 요망되고 있다. 그러나,종래의 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 경도와 강도의 양립에 문제가 있고 충분한 성능이 얻어지지 않았다.
여기에서 cBN은 다이아몬드와 나란히 전형적인 난소결성 재료이고 또한 고압 안정상이다. 이때문에, cBN 입자 끼리를 소결시키기 위해서는 2000℃, 8GPa 이상의 극한적인 소결조건이 요구된다. 그때문에, 1450℃, 4.5GPa 이하의 공업적인 소결조건에서는 cBN 입자 끼리를 결합시킬 수는 없다. 따라서, cBN기 소결체를 공업적인 소결조건으로 제조하기 위해서는 cBN 분말과 결합재 분말을 혼합후 소결하는 것이 필요하게 된다. 이 결합재 분말로서는 Al, TiAl, TiAl3, TiN, TiC 등의 분말이 사용된다. 그래서, Al 금속 혹은 Al 원소의 최소한 1종의 금속간 화합물로 형성되는 결합재(이하 Al 베이스 결합재로 표기)를 사용해서 공업적으로 생산되는 cBN기 소결체로서는 다음의 2종류로 크게 나누어진다.
cBN 입자와 Al을 출발원료로서 소결을 하므로써 80중량 % 이상의 cBN과, 결합상으로 형성되는 cBN기 소결체(A)가 얻어지는 것이 일본국 특허공개 쇼와 55-126581호 공보에 개시되어 있다. 이것은 금속 Al나 TiAl3와 같은 Al의 금속간 화합물이 소결시의 고온 상태에 있어서 용융 Al을 만들고 cBN 입자간의 넥크그로스의 형성을 촉진하기 때문이다. 여기에서 넥크그로스란 cBN 입자 끼리가 용착 또는 결합하여 연속 모자이크 내지 호생물질이 발생한 상태를 말한다. 그래서, 실제로 cBN의 함유율이 85∼90부피%의 cBN기 소결체가 제품화되어 있다. 이 cBN기 소결체의 항절력은 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4∼0.45mm의 시험편을 사용해서 4mm 스팬이란 조건에서 80∼100kgf/mm2정도이다.
한편, cBN 입자와 Al 베이스 결합재와 TiN 및 TiC 등으로 대표되는 주기율표 4a, 5a, 6a 족 원소의 질화물, 탄화물 혹은 그것의 고용체(이하 천이 금속 질화물 등으로 표기)를 출발 원료로서 소결을 하므로써 50∼80 부피% 정도의 cBN과 결합상으로 형성되는 cBN기 소결체(B)가 얻어진다. 이것은 금속 Al나 TiAl3와 같은 Al의 금속간 화합물이 소결시의 고온상태에서 용융 Al을 일으키고 cBN 입자와 천이 금속 질화물 등의 입자와의 사이 및 천이 금속 질화물 등의 입자들 사이에 반응생성물을 생성시켜 강고한 결합을 형성하기 때문이다. 그래서, 실제로 계속 절삭용도 등에 사용되는 고강도 절삭공구로서 cBN의 함유율이 50∼80 부피% 정도의 cBN기 소결체가 제품화되어 있다. 이 cBN기 소결체의 항절력은 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4∼0.45mm의 측정용 시험편을 써서 4mm 스팬이란 조건에 있어서 90∼110kgf/mm2정도이다.
cBN 입자의 이론 강도는 영 율에서 추정하면 70GPa 정도이다. 또, 천이 금속 질화물 등의 입자의 이론 강도는 20∼50GPa 정도이다. 그러나, 현실적으로는 cBN기 소결체(A)는 이론강도가 높은 cBN 입자의 함유율이 높음에도 불구하고 cBN기 소결체(B)보다 항절력이 낮다. 즉 cBN 입자간의 넥크그로스를 구성입자끼리의 결합 형태의 주체로 하는 cBN기 소결체(A) 보다도 cBN기 소결체(B)의 편이 고강도이다. 이에따라 cBN 입자간의 넥크그로스에 의한 결합력 보다도 cBN 입자의 천이 금속질하물 등의 입자와의 사이 및 천이 금속 질화물 등의 입자들 간의 사이의 결합력의 편이 강고한 것을 알 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같이 cBN기 소결체(B)는 Al 베이스 결합재와 cBN 분말과 천이 금속 질화물등을 혼합, 충전후 소결한 것이다. 그래서, Al 베이스 결합재는 상술한 바와 같이 cBN 입자끼리를 넥크그로스시키는 작용이 있다. 그때문에 종래의 혼합 상태에서는 cBN 입자 끼리가 Al베이스 결합재를 거쳐서 접촉하고 있는 영역이나 cBN 입자 끼리가 직접 접촉되어 있고 그것의 근처에 Al 베이스 결합재가 존재하는 것과 같은 영역이 적지않게 존재하고 있었다. 이 때문에 소결시에 cBN 입자끼리 넥크그로스를 일으키는 영역이 발생하고 있었다. 이 결과 cBN기 소결체(B)에 있어서도 넥크그로스의 발생에 기인해서 cBN 입자의 보존력이 약화해서 이상적인 cBN기 소결체와 비교한 경우 충분한 내마모성도 내결손성이 발휘되지 아니한 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 제안되고 있는 대표적인 것에 일본국 특허 공개쇼와 58-58247호 공보, 특허 공개 쇼와 58-60678호 공보, 헤이세이 5-186844호 공보, 특허공개 쇼와 58-61253호 공보가 있다.
일본국 특허공개 쇼와 58-58247호 공보에는 cBN 혹은 윌쓰 광형 질화붕소(이하 wBN이라 씀)와 결합상을 구비하는 절삭 및 내마모 공구용 고혁성질화붕소기 소결체가 개시되어 있다. 결합상은 Ti, Hf, Zr 및 Mo의 최소한 1종의 붕화물과 탄화물로 형성된다. 또한, cBN 혹은 wBN의 최소한 1종은 평균두께 0.1∼2㎛인 붕화물에 의해 포위되어 있다.
또 일본국 특허공개쇼와 58-60678호 공보에는 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종과, Ti, Hf 및 Si의 최소한 1종의 질화물과 탄화물로 형성되는 결합상을 구비하는 절삭 및 내마모공구용 고인성 질화붕소기 소결체가 개시되어 있다. 그래서 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종은 평균 두께가 0.1∼2㎛인 붕화물에 의해 포위되어 있다.
다시 일본국 특허공개 헤이세이 5-186844호 공보에는 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종과, 주기율표 4a, 5a, 6a 족 금속 Al, Si, Fe, Ni, Co의 탄화물, 질화물, 산화물, 붕화물, 희토류 금속의 산화물, 질화물 혹은 이 고용체 또는 Fe, Ni, Go의 최소한 1종으로 형성되는 결합상을 구비하는 고밀도상 질화붕소를 포함하는 소결체가 개시되어 있다. 그래서, 소결체는 0.5∼90nm의 평균 두께를 갖는 Ti, Hf, Zr, Mo, Al, Si의 질화물, 붕화물 및 이들의 고용체중의 최소한 1종에 의해 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종을 피복한 복합 경질상을 소결하므로써 얻어진다.
다시 일본국 특허공개 쇼와 58-61253호 공보에는 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종과, Al과 Al의 산화물 및 질화물의 1종 또는 2종을 함유한 조성의 절삭 및 내마모 공구용 고형성재 질화붕소기 소결체가 개시되어 있다. 그래서, 소결체는 평균 층의 두께가 0.1∼1㎛인 Al 혹은 Al과 Al의 산화물 및 질화물의 1종 또는 2종이 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종을 포위한 조직을 갖는다.
일본국 특허공개 쇼와 58-58247호 공보, 특허공개 쇼와 58-60678호 공보 및 특허공개 헤이세이 5-186844호 공보에 기재되어 있는 고압상형 질화 붕소기 소결체는 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종의 고압 상형 질화붕소 입자를 결합재로 피복하여 소결하고 있다. 이에 따라 소결체중의 cBN 입자 끼리 응집하므로써 미소결로 되는 영역을 감소시켜 내마모성과 내결손성을 향상시키는 것이다.
또한 일본국 특허공개 쇼와 58-61253호 공보에 기재된 소결체는 cBN 혹은 wBN의 최소한 1종을 포위하고 있는 Al이 그것의 표면층에 있어서 cBN등의 고압상형 질화붕소, Al의 산화물 및 질화물과 상호 확산하여 강하게 결합되므로써 소결체의 인성을 개선한다는 것이다.
종래의 고압상형 질화붕소기 소결체는 물론이고 종래 제안되고 있는 결합재로 피복된 고압상형 질화붕소를 사용한 고압상형 질화붕소기 소결체에 있어서도 결합상의 입성장이 큰 문제로 되어 있었다. 즉, 고압상형 질화붕소 입자가 결합상 중에 균일하게 분산한 조직을 갖춘 고압상형 질화붕소기 소결체를 제작해도 연속되는 결합상이 소결중에 입성장하므로써 조립자화를 일으키고 내결손성이 저하하는 문제가 있었다.
또 일본국 특허공개 쇼와 58-58247호 공보, 특허공개 쇼와 58-60678호 공보, 특허공개 헤이세이 5-186844호 공보에 기재된 소결체에서는 Al, Ti, Hf등의 원소를 포함하는 결합재가 질화물, 붕화물 및 그것의 고용체 중에서 선택되는 최소한 1종으로 하여 고압상형 질화붕소입자를 피복하고 있다. 그래서 상기한 결합재는 열적 및 화학적으로 안정한 세라믹으로서 고압상형 질화붕소 입자를 피복하고 있기 때문에 소결시의 고온상태에서 용융 Al을 발생시키는 Al 베이스 결합재와 비교하여 고압상형 질화붕소 입자와 천이 금속질화물등의 입자와의 사이 및 천이 금속 질화물 등의 입자들 사이에 형성되는 결합력이 약하다. 이때문에 근래의 고능율화·고속화의 요구에 따른 절삭 조건의 과추화에 수반하여 내마모성과 내결손성에 있어서 만족한 것은 아니었다.
또한 일본국 특허공개쇼와 58-61253호 공보에 기재된 소결체에서는 소결후에 있어서 Al의 대부분은 미반응인채로 금속 Al로서 잔존하고 있으므로 담금질강이나 주철을 절삭하는 경우등 용이하게 절삭 온도가 1000℃이상에 도달하는 용도에서는 금속 Al이 용융해버리기 때문에 실용적이 아니었다.
또한 제안된 소결체에 있어서 사용되고 있는 wBN 입자는 cBN 입자가 정적 압축법에 의해 합성이 되는데 대해 충격 압축법에 의해 합성된다. wBN 및 cBN 모두 고압상형 질화붕소이고 입자 자체에 있어서 경도, 화학적 안정성 및 Al 베이스 결합재와의 반응성 등의 모든 물성은 거의 동등하다. 그러나, 각각 그것의 입자의 존재형태에 있어서 크게 다르다. 즉 cBN 입자가 주로 단결정으로 형성되는데 대해서 wBN은 수십 nm∼수백 nm의 입자지름을 갖는 1차 입자끼리가 충격압축시의 에너지에 의해 소결된 2차 입자로 형성되는 다결정 입자이다. 이 wBN의 2차 입자의 입자지름은 수 ㎛ 정도에 달한다.
그때문에 wBN에 결합재를 피복해도 wBN의 2차 입자의 표면에 위치하는 wBN의 1차 입자와, 다른 cBN 입자 혹은 다른 wBN의 2차 입자의 표면에 위치하는 wBN의 1차 입자와의 사이에만 천이 금속 질화물 등의 입자를 거쳐서 강고한 결합을 형성하게 된다. 그결과 wBN의 2차 입자의 내부에서는 wBN의 1차 입자 끼리가 결합재를 거치지 아니하고 결합되어 있고, 충분한 내마모성과 내결손성을 갖고 있다고는 말할 수 없었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 행해진 것이고 내마모성 및 내결손성이 개량된 절삭 공구 및 엔드밀 등으로 대표되는 절삭 공구용의 고압상형 질화붕소기 고경도 고강도 소결체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고압상형 질화붕소기 소결체에 관한 것으로 특히 내마모성 및 내 결손성이 개량된 절삭공구용의 고압상형 질화붕소기 소결체에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서 제작한 고압상형 질화붕소기 소결체의 조직의 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 제작한 고압상형 질화붕소기 소결체의 조직의 모식도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라서 제작한 결합재 피복 입방정 질화붕소 입자의 모식도.
본 발명에 의한 고압상형 질화붕소기 소결체는 고압상형 질화붕소의 복수의 입자와 결합상을 구비한다. 입자의 함유율은 20.0부피% 이상 99.7부피% 이하이다. 결합상은 입자를 포위하는 제 1의 결합상과, 그것 이외의 제 2의 결합상을 포함한다. 제 1의 결합상은 Ti, TiAl, Zr, Hf의 최소한 1종의 질화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느 하나의 형태로 형성된다. 제 2의 결합상은 제 1의 결합상으로 포위된 복수의 입자 사이에 입자성장 억제 결합상을 포함한다. 입자성장억제 결합상은 Ti, Zr, Hf의 최소한 1종의 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느 한 형태 또는 Al의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느 하나의 형태로 형성된다.
여기에서 고압상형 질화붕소의 입자의 함유율이 20.0부피% 이상이면 결합상의 두께가 두꺼워지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 충분한 내결손성을 확보할 수가 있다. 또한, 고압상형 질화붕소의 입자의 함유율이 99.7부피% 이하면 결합상을 돌파하여 부분적으로 고압상형 질화붕소의 입자끼리가 직접적으로 결합하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라서 충분한 내마모성 및 내결손성을 얻을 수가 있다. 또한, 제 2의 결합상이 제 1의 결합상에서 포위된 복수의 입자 사이에 입자성장 억제 결합상을 포함하고 있으므로 제 1 및 제 2의 결합상에 있어서 입자성장을 억제할 수가 있다. 이에 따라 균질 또는 미세한 결합상을 얻을 수가 있다. 이에 따라 충분한 내결손성을 확보할 수가 있다. 또 제 1의 결합상이 입자를 포위하도록 형성되어 있으므로 고압상형 질화붕소의 입자끼리에 의해 넥크그로스가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 충분한 내마모성 및 내결손성을 얻을 수가 있다.
또한, 고압상형 질화붕소기 소결체는 제 1의 결합상의 평균 두께가 5nm이상 3000nm 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 제 1의 결합상의 평균 두께가 5nm이상이면 제 1의 결합상을 돌파하고 고압상형 질화붕소의 입자 끼리가 직접 결합하는 것을 방지할 수가 있다. 이에 따라 충분한 내결손성을 얻을 수가 있다. 다시 제 1의 결합상의 평균 두께가 3000nm이하면 결합상의 두께가 지나치게 두꺼워지므로써내결손성이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 고압상형 질화붕소기 소결체는 고압상형 질화붕소의 복수의 입자와 결합상을 구비한다. 입자의 함유율은 20.0부피%이상 99.7부피% 이하이다. 결합상은 입자를 포위하는 제 1의 결합상과, 그 외의 제 2의 결합상을 포함한다. 제 1의 결합상은 입자에 접촉해서 포위하는 제 3의 결합상과, 제 3의 결합상을 포위하는 제 4의 결합상을 포함한다. 제 3의 결합상은 Ti, Zr, Hf, Al의 최소한 1종의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태로 형성된다. 제 4의 결합상은 Ti, TiAl, Zr, Hf의 최소한 1종의 질화물, 탄화물, 산화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태로 형성된다. 제 2의 결합상은 제 1의 결합상으로 포위된 복수의 입자 사이에 입자 성장억제 결합상을 포함한다. 입자성장 억제 결합상은 Ti, Zr, Hf의 최소한 1종의 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤것의 형태 또는 Al의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느것의 형태로 형성된다.
여기에서 고압상형 질화붕소의 입자의 함유율이 20.0부피% 이상이며 결합상의 두께가 두꺼워지는 것을 방지할 수 있고 이에 따라 충부한 내결손성을 확보할 수가 있다. 또한 고압상형 질화붕소의 입자의 함유율이 99.7 부피% 이하이면 결합상을 돌파하고 부분적으로 고압상형 질화붕소의 입자끼리가 직접적으로 결합하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 충분한 내마모성 및 내결손성을 얻을 수가 있다. 또한 제 2의 결합상이 제 1의 결합상으로 포위된 복수의 입자사이에 입자 성장 억제 결합상을 포함하고 있으므로 제 1 및 제 2의 결합상에 있어서 입자성장을 억제할 수가 있다. 이에 따라 균질 또한 미세한 결합상을 얻을 수가 있다. 이에 따라 충분한 내결손성을 확보할 수가 있다. 또, 제 1의 결합상이 입자에 접촉해서 포위하는 제 3의 결합상과, 제 3의 결합상을 포위하는 제 4의 결합상을 포함하고 있으므로 고압상형 질화붕소의 입자들간에 넥크그로스가 형성되는 것을 방지할 수가 있다. 이에 따라 충분한 내마모성 및 내결손성을 얻을 수가 있다.
또 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 제 3의 결합상의 평균 두께가 5nm 이상 500nm 이하인 것이 바람직하다. 또 제 4의 결합상의 평균 두께가 5nm 이상 3000nm 이하인 것이 바람직하다. 여기에서, 제 3의 결합상의 평균 두께가 5nm 이상이면 결합상을 돌파하여 고압상형 질화붕소의 입자가 직접 결합하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 충분한 내결손성을 확보할 수가 있다. 또한, 제 3의 결합상의 평균 두께가 500nm이하 이면 결합상이 두꺼워짐에 따른 내결손성의 열화를 방지할 수 있음과 동시에 결합상을 보다 미세화할 수 있어 충분한 내결손성을 확보할 수가 있다.
또한, 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 결합상이 Al 금속, TiAlN, 혹은 Al 원소를 함유하는 금속간 화합물의 최소한 1종을 출발 원료로 하여 소결중에 반응생성한 Al 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 여기에서 결합상이 Al 금속, TiAlN 혹은 Al 원소를 함유하는 금속간 화합물의 최소한 1종을 출발원료로 하고 있으므로 고압상형 질화붕소의 입자와 결합상에 포함되는 Ti의 질화물등의 사이 및 결합상에 포함되는 Ti의 질화물 등 사이에 강고한 결합을 형성하는 반응생성물을 형성할 수가 있다. 이에 의해 충분한 내마모성을 얻을 수가 있다.
또한, Al 금속 TiAlN 및 Al 원소를 함유하는 금속간 화합물은 매우 활성이기 때문에 고압상형 질화붕소 및 다른 결합재의 분말에 흡착되어 있는 산소 성분 및 수분과 소결시에 용이하게 반응하여 Al2O3등을 생성하는 경우가 있다. 산소 성분 및 수분은 소결 저해인자이다. 그때문에 Al2O3등으로 되므로써 고압상형 질화붕소 및 그밖의 결합재의 분말로부터 이들 산소성분 등이 제거되므로써 소결성이 향상하고 보다 강고한 결합을 형성할 수가 있다. 또한 Al2O3는 열전도율이 작기 때문에 그것의 생성은 본래 바람직하지 아니하나 열전도율이 큰 Ti, Zr, Hf, Al 중에서 선태되는 최소한 1종의 질화물, 탄화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체가 결합상의 주체(50부피% 이상)이면 소결체의 열전도율이 대폭으로 저하하는 일은 없다. 그때문에 소결체의 절삭 성능에 큰 영향을 미치는 일은 없다.
또 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 Al 화합물로 형성되는 결합상 부분의 함유율이 0.1 부피% 이상 30.0부피% 미만인 것이 바람직하다. 여기에서 결합상부분의 함유율이 0.1 부피% 이상이면 고압상형 질화붕소의 입자와 결합상을 구성하는 성분과의 사이 및 결합상을 구성하는 성분들간에 결합력을 충분히 확보할 수가 있음과 동시에 입자성장 억제 결합상을 충분히 형성할 수가 있다. 이에 따라 내결손성 및 내마모성이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한 결합상 부분의 함유율이 30.0부피% 미만이면 고압상형 질화붕소, Ti, TiAl, Zr, Hf의 질화물, 탄화물, 산화물 혹은 그것의 고용체와 비교해서 내마모성이 떨어지는 결합상 부분의 영향에 의해 고압상형 질화붕소기 소결체의 내마모성이 저하하는 문제의 발생을 방지할 수 있다.
또한 고압상형 질화붕소기 소결체는 불가피한 불순물과, Al 화합물 이외의 잔부 결합상을 다시 구비하고 불가피한 불순물의 함유율은 5.0 부피% 이하인 것이 바람직하다.
또 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4mm 이상 0.45mm 이하의 시험편을 써서 4mm 스팬으로 측정되는 항절력이 120kgf/mm2이상인 것이 바람직하다.
또한 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 고압상형 질화붕소의 입자를 최소한 100개 함유하고 있는 영역에서 다른 입자와 접촉하고 있는 입자수의 비율이 0.1% 이상 20.0% 미만인 것이 바람직하다. 여기에서 다른 고압상형 질화붕소의 입자와 접촉하고 있는 입자수의 비율이 0.1% 이상 20.0% 미만인 소결체는 특히 조직이 균질하고 내마모성 및 내결손성이 뛰어나다.
또, 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 불질산을 써서 용해처리를 한 경우 잔류한 고압상형 질화붕소의 입자의 최소한 90% 이상이 단입자로서 존재한다. 용해처리에 있어서는 1변이 3mm 이상 7mm 이하, 두께가 0.3mm 이상 0.5mm 이하인 4각형상으로 한 소결체를 사용한다. 그래서, 소결체를 밀폐용기 중에서 불질산을 써서 120℃ 이상 150℃ 이하에서 3시간 이상 5시간 이하의 용해 처리를 한다. 불질산은 60.0중량% 이상 65.0 중량% 이하의 질산을 2배 희석시킨 것을 40ml와, 45.0 중량% 이상 50.0 중량% 이하의 불화수소산 10ml를 혼합해서 제조한다. 여기에서 잔류한 입자의 최소한 90% 이상이 단입자로서 존재하는 소결체는 고압상형 질화붕소의 입자끼리의 결합이 거의 없고 고압상형 질화붕소의 입자가 결합상중에 균질하게 분산되어 있는 조직을 갖는다. 이때문에 종래의 고압상형 질화붕소 기 소결체와 비교해서 내마모성 및 내결손성에 뛰어나다.
또한, 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 고압상형 질화붕소가 입방정 질화붕소인 것이 바람직하다. 또한, X선 회절도형에 있어서 결합상에 있어서 주체로 판단될 수 있는 성분의 회절선중의 최강 강도선의 반가폭이 입방정 질화붕소(111)의 회절선의 반가폭의 1.4배 이상인 것이 바람직하다. 여기에서, X선회절은 40keV, 25mA, Cu, 2θ=20∼80°, 주사속도 0.1℃/초의 조건을 사용한다. 그래서, 이와 같은 고압상형 질화붕소기 소결체는 특히 미세하여 균질인 조직을 하고 있다. 그 때문에 경도 및 강도에 뛰어나고 담금질 강철이나 주철 등의 고경도 난삭제의 절삭에 있어서 뛰어난 내마모성과 내결손성을 나타낸다.
또한, 고압상형 질화붕소기 소결체에서는 고압상형 질화붕소의 입자의 평균입경이 3㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 이와 같이 입자의 평균 입경이 3㎛ 이하이면 보다 뛰어난 내마모성과 내결손성을 나타낸다. 또한, 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4mm이상 0.45mm 이하의 시험편을 써서 4mm 스팬으로 측정되는 항절력이 140kgf/mm2이상인 것이 바람직하다. 여기에서 이와 같은 고압상형 질화붕소기 소결체는 고경도 난삭재의 절삭에 있어서 특히 뛰어난 내결손성을 나타낸다.
또한, 고압상형 질화붕소기 소결체는 불가피한 불순물과, Al 화합물로 형성되는 결합상부분과, Al화합물 이외의 잔부 결합상을 더 구비하는 것이 바람직하다. 또한 고압상형 질화붕소가 입방정 질화붕소인것이 바람직하다. 또 결합상 부분이 Al, TiAl, Ti2AlN, Ti3Al, 및 TiAl3의 최소한 1종을 출발 원료로서 소결중에 반응생성한 Al 화합물로 형성되고 제 1의 결합상이 Ti 혹은 TiAl의 질화물의 최소한 1종으로 형성되고 입자의 함유율이 45.0 부피% 이상 75.0 부피% 이하이고 결합상 부분의 함유율이 1.0 부피% 이상 20.0 부피% 이하이고 불가피한 불순물의 함유율이 3.0 부피% 이하이고 제 1의 결합상의 평균 두께가 5nm이상 500nm 이하인 것이 바람직하다.
또, 고압상형 질화붕소기 소결체는 불가피한 불순물과, Al 화합물로 형성되는 결합상 부분과, Al 화합물 이외의 잔부 결합상을 구비하고 고압상 형질화붕소가 입방정 질화붕소인 것이 바람직하다. 다시 결합상 부분은 Al, TiAl, Ti2AlN, Ti3Al 및 TiAl3의 최소한 1종을 출발원료로서 소결중에 반응 생성한 Al 화합물로 형성되고 제 3의 결합상은 Ti, Al의 최소한 1종의 질화물, 붕화물, 및 고용체의 최소한 어느 것의 형태로 형성되고 제 4의 결합상은 Ti, TiAl, Zr, Hf의 최소한 1종의 질화물, 탄화물, 산화물 및 그것의 고용체의 최소한 1 어느 것의 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 다시 입방정 질화붕소의 입자의 함유율은 45.0부피% 이상 75.0 부피% 이하이고 결합상의 함유율은 1.0 부피% 이상 20.0 부피% 이하이고 불가피한 불순물의 함유율은 3.0부피% 이하이고 제 3의 결합상의 평균두께는 5nm 이상 200nm 이하이고, 제 4의 결합상의 평균 두께는 5nm 이상 500nm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 고압상형 질화붕소기 소결체는 다음의 순서로 얻을 수가 있다.
먼저 유성밀 등에 의해 혼합성 및 분쇄성에 뛰어난 혼합·분쇄장치를 사용한다. 그래서 혼합시의 매질, 분산재, 처리시간 등의 혼합·분쇄조건을 최적화하므로써 고압상형 질화붕소입자와 결합재가 균질하게 분산한 혼합 분말을 얻을 수가 있다.
또 미리 화학 증착법(CVD법)이나 물리 증착법(PVD법), 또 무전해 도금법, 기계적인 혼합시의 압축 전단력, 마찰력이나 충격력에 의한 기계화학적인 반응 등을 이용하는 방법에 의해 결합재를 피복한 고압상형 질화붕소의 입자를 사용해도 좋다. 그래서 결합재로 피복된 고압상형 질화붕소의 입자와 결합재를 기계적으로 혼합해도 좋다.
그래서 이와 같은 수단에 의해 고압상형 질화붕소의 입자와, Al 베이스 결합재와, Ti, TiAl, Zr, Hf, Al 중에서 선택되는 최소한 1종의 질화물, 탄화물 혹은 그것의 고용체(이하 Ti의 질화물 등으로 표기)의 입자를 이상적인 배치 상태로 한다.
그래서, 소결 공정에는 종래의 플라즈마 소결장치, 고온 프레스 장치, 초고압 소결장치등을 사용한다. 이에 따라, 고압상형 질화붕소의 입자간에서의 넥크그로스의 발생을 방지하고 고압상형 질화붕소의 입자와 Ti의 질화물 등의 입자 사이 및 Ti의 질화물등의 입자 간에 강고한 결합을 형성하는 반응생성물을 선택적으로 생성시킨다. 예를 들면, cBN과 TiAl과의 반응에 의해 TiN와 AlB2등을 생성한다. 또 TiN과 TiAl과의 반응에 의해 TiAlN 등을 생성한다. 다시 결합상중에 고압상형 질화붕소의 입자가 균질하게 분산된 조직을 갖는 본 발명의 고압상형 질화붕소기 소결체를 얻을 수가 있다. 또 결합상 중에 Al의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느것의 형태 또는 Ti, TiAl, Zr, Hf의 최소한 1종이 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느 것의 형태로 형성되는 입자 성장 억제 결합상을 생성시킬 수가 있다.
다음에 본 발명의 구체적인 실시방법을 실시예를 사용해서 설명한다.
(실시예 1)
회전식의 혼합장치를 내포하는 특수 진공로를 써서 10-4Torr, 300℃, 2000rpm의 조건으로 평균 입도가 10㎛인 cBN 분말과 Al 금속 혹은 Al 원소의 최소한 1종을 함유하는 금속간 화합물의 분말과의 건식 혼합을 하였다.
이 혼합 분말을 회수한 후, 분말의 표면을 EPMA(Electron Probe Micro Analyser)로 관찰한 바, cBN 분말 및 각종 결합재에 각종 금속간 화합물이 균질하게 피복되어 있는 것을 알수 있다.
다음에 이 결합재를 피복한 cBN 분말과 각종 결합재를 벨트형 초고압 장치에 의해 4GPa, 1480℃의 조건으로 10분간 소결하였다. 비교를 위해 초경 합금제 포트와 지름 10mm의 테프론 볼을 사용하여 250rpm, 3600분, 에틸알코올 중에서 습식 혼합을 한 동일조성의 출발 원료를 사용한 cBN기 소결체도 제작하였다.
소결후 Mo제 캡셀을 회수한 후, 연삭에 의해 제거하고 이 소결체의 조직과 조성을 X 선회절 ICP-AES(Inductive Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer), TEM(Transmission Electron Microscope) 및 AES(AUGER Electron Spectroscopy)에 의해 분석을 하였다. 본 실시예에서 제작한 cBN기 소결체의 출발원료로서 Al2O3는 첨가하지 아니하였으나 소결과정에서 소결재 분말에 흡착되어 있는 소결 저해인자인 산소성분이나 수분과 반응해서 생성하였다고 생각되는 Al2O3가 최대로 중량%로 10% 생성되어 있었다. 제작한 소결체의 상세한 것을 표 1에 표시한다. 또 비교를 위해 AlB2등의 세라믹 성분으로 형성되는 결합재를 피복한 cBN 분말을 사용한 cBN기 소결체 및 시판의 담금질 강철 절삭용 cBN기 소결체에 대해서도 평가하였다.
도 1 은 시료 No. 2 등과 같이 cBN 입자의 주위에 제 1 의 결합상이 형성되어 있는 소결체의 조직을 표시하고 있다. 도 1 을 참조해서 cBN 입자(1)의 주위에 제 1 의 결합상(2)이 형성되어 있다. 그래서, cBN 입자(1)들 사이의 제 2 의 결합상(3)에는 입자성장 억제 결합상(4)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 의 결합상(3)에 있어서 입자성장 억제 결합상(4) 이외의 영역은 Al2O3등의 불가피한 불순물을 포함한다.
또, 도 2 는 시료 No.1 등과 같이 cBN 입자의 주위에 제 3 및 제 4 의 결합상이 형성되어 있는 상태를 도시하고 있다. 도 2 를 참조해서 도 2 에 도시한 본 발명의 실시예에 따라서 작성한 소결체의 조직은 기본적으로는 도 1 에 도시한 소결체의 조직과 같은 구조를 하나, 제 1 의 결합상(2)이 제 3 의 결합상(5) 및 제 4 의 결합상(6)을 포함하고 있다. 구체적으로는 cBN 입자(1)의 주위에 제 3 의 결합상(5)이 형성되고 제 3 의 결합상(5)의 주위에 제 4 의 결합상(6)이 형성되어 있다.
이들의 소결체에서 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4∼0.45mm 의 측정 시험편을 잘라내어 4mm 스팬의 조건에서 항절력을 측정하였다. 더욱이 주면 형상이 4 각 형상의 절삭용 소결체 칩(ISO 규격 : SNMG120808)을 형성하여 다음의 조건으로 절삭 테스트를 하였다.
절삭 속도 : V70m/min, 자른 깊이:1mm, 이송:0.2mm/rev., 습식으로 30분간. 이 절삭 테스트의 결과를 표 2 에 표시한다.
시료No. 항절력(kgf/mm2 ) 1km 절삭시의플랭크 마모량(mm) 결손에 이르기까지의 절삭거리(km) 구분
1 125 0.065 4.7 실시예
2 130 0.062 4.8 실시예
3 135 0.068 4.6 실시예
4 135 0.078 3.2 실시예
5 70 0.060 1.5 비교예
6 120 0.061 4.0 실시예
7 130 0.088 4.3 실시예
8 85 0.012 1.9 비교예
9 130 0.063 4.6 실시예
10 125 0.064 4.7 실시예
11 130 0.062 4.7 실시예
12 130 0.061 4.2 실시예
13 125 0.066 4.0 실시예
14 115 0.080 2.6 비교예
15 115 0.079 2.7 비교예
16 115 0.088 2.6 비교예
17 110 0.075 3.1 비교예
표 1 및 표 2 를 참조해서 시료 No.5와 같이 cBN 의 함유율이 저하하면 결합상의 두께가 두꺼워지기 때문에 내결손성이 저하한다. 또 시료 No.8 에 표시된 바와 같이, cBN 의 함유율이 높아지면 결합상을 돌파하여 부분적으로 cBN 의 입자 끼리가 직접적으로 결합하기 때문에 역시 내결손성이 저하한다. 그래서 본 발명에 의한 cBN기 소결체에 의해 형성된 시료는 양호한 내결손성을 표시하고 있음을 알 수 있다.
또, 내마모성에 대해서도 본 발명에 의한 cBN 기 소결체는 양호한 내마모성을 갖는 것을 알 수 있다. 또 시료 No.14∼16에 표시한 바와 같은 AlB2등의 세라믹 성분으로 되는 결합재를 피복한 cBN 분말을 사용한 cBN기 소결체 보다도 본 발명에 의한 cBN기 소결체의 편이 표 2 를 참조해서 결손에 이르기까지의 절삭 거리 등을 보아서도 뛰어난 절삭성능을 발휘하고 있다. 특히 Aℓ, Ti 와 Aℓ의 금속간 화합물을 피복한 cBN 분말을 사용한 본 발명에 의한 cBN기 소결체가 뛰어난 절삭 성능을 발휘하고 있다.
(실시예 2)
초음파 진동 장치를 내포한 진공 증착을 써서 다음에 표시하는 3 종류의 결합재 피복 cBN 분말을 준비하였다.
시료 A : 평균 입자 지름이 2μm 및 4μm 의 cBN 분말에 10-4Torr, 300℃, 60분의 조건으로 TiN0.8을 피복하고 다시 10-4Torr, 300℃, 5분의 조건으로 TiAl3의 피복을 한 것.
시료 B : 평균 입자 지름이 4μm 의 cBN 분말에 10-4Torr, 300℃, 60분의 조건으로 TiN0.8를 피복하여 다시 10-4Torr, 300℃, 5분의 조건으로 TiAl3의 피복을 한 것.
시료 C : 평균 입자 지름이 2μm 의 cBN 분말에 10-4Torr, 300℃, 60 분의 조건으로 TiN0.8만을 피복한 것,
상기한 피복 처리후의 분말 표면을 EPMA 로 관찰한 바, 결합재가 cBN 분말 표면을 완전히 피복하고 또한 균질하게 피복된 것을 알 수 있었다. 다음에 이 결합재를 피복한 시료 A 및 B 의 결합재 피복 cBN 분말을 Mo제 캡셀에 충전한 후, 벨트형 초고압 장치에 의해 5.0GPa, 1400℃의 조건으로 5 분간 소결하였다. 비교를 위해 다음에 표시하는 2 종류의 cBN 기 소결체에 대해서도 시료를 제작하였다.
비교시료 1 : 초경합금성 포트와 지름 10mm 의 테프론 볼을 써서 250rpm, 3600 분, 에틸알코올 중에서 습식 혼합을 한 시료 C 의 결합재 피복 cBN 분말과, 평균입도 0.5μm 의 TiAl3분말을 출발 원료로 하고 시료 A 및 B 를 출발 원료로한 cBN 기 소결체와 같은 조성인 cBN 기 소결체.
비교시료 2 : 초경합금성 포트와 지름 10mm 의 테프론 볼을 사용해서 250rpm, 3600 분 에틸알코올 중에서 습식 혼합을 한 평균 입도 2μm의 cBN 분말과 평균 입도 0.5μm 의 TiAl3분말과 평균입도 0.5μm 의 TiN0.8분말을 출발 원료로 하여 시료 A 및 B 를 출발 원료로 한 cBN 기 소결체와 같은 조성의 cBN 기 소결체.
소결후 Mo 제 캡슐을 회수한 후 연삭에 의해 제거하여 이 소결체를 X 선회절 ICP-AES에 의해 분석하여 그것의 조성을 조사하였다. 또한 FE-AES(Field Emission type Auger Electron Spectroscopy)에 의해 그것의 면분석상으로부터 cBN 입자 끼리의 접촉율을 측정하였다. 또 이 소결체로부터 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.5∼0.55mm 의 측정 시험편을 잘라내어 4mm 스팬의 조건으로 항절력을 측정하였다. 제작한 소결체의 상세한 것을 표 3 에 표시한다.
다시 주면 형상이 4 각형의 절삭용 소결체 칩(ISO 규격 : SNMG120808)을 형성하고 아래와 같은 조건으로 절삭 테스트를 하였다.
피삭재 : 외주 6 곳에 V 자 형상의 홈을 갖는 경도 HRC 59 의 SGR420H 재의 침탄 담금질재의 둥근봉.
절삭속도 : V170m/min, 자른 깊이 : 0.2mm, 이송량 : 0.1mm/rev., 습식
비교를 위해 시판되고 있는 담금질 강철 단속 절삭용 cBN 기 소결체에 대해서도 같은 평가를 하였다. 절삭 테스트의 결과를 표 4 에 표시한다.
시료No. TiN(220) 회절선의 반가폭/cBN(111)회절선의 반가폭 cBN 의 접촉율(%) 항절력(kgf/mm2) 충격회수 50000회 때의 플랭크마모량(mm) 구분
1 1.4 0.2 136 47000회에서 결손 실시예
2 1.4 3 145 0.134 실시예
3 1.5 16 150 0.135 실시예
4 1.4 19 135 49000회에서결손 실시예
5 1.4 16 135 40000회에서결손 실시예
6 1.3 23 130 39000회에서결손 비교예
7 - - - - 비교예
8 1.1 70 115 27000회에서결손 비교예
시료 No.8 은 시판되고 있는 담금질한 강철 단속 절삭용 cBN 기 소결체이다. 시료 No.6, 7 은 비교용 cBN 기 소결체이고 시료 No.6 은 비교시료 1 의 cBN 기 소결체, 시료 No.7 은 비교 시료 2 의 cBN 기 소결체이다. 표 4 를 참조해서 본 발명에 의한 cBN 기 소결체는 뛰어난 항절력을 나타내고 있다. 또 이 실시예 2 에 따른 본 발명의 cBN 기 소결체는 실시예 1 에 도시한 본 발명의 cBN 기 소결체 보다도 뛰어난 항절력을 나타내고 있다.
또한, 시료 No.6 의 cBN 기 소결체는 시료 No.2 와 같은 조성이나 시료 No.2 의 cBN 입자의 접촉율이 3%인 데 대해 시료 No.6 의 cBN 입자의 접촉율은 23%이다. 이것은 cBN 분말과 결합재 분말의 혼합 방법이 다르므로써 시료 No.6 의 조직의 편이 약간 불균일한 것에 따른 것이다. 그래서 표 4 에서 알 수 있는 바와 같이 cBN 입자의 접촉율이 0.1% 이상 20% 미만인 본 발명의 cBN 기 소결체는 특히 조직이 균질하고 내결손성에 뛰어나다. 또 X 선 회절 도형에 있어서 결합상(TiN)이 cBN 과비교해서 큰 반가폭을 표시하는 시료 No.1∼5는 결합상이 미세하고 내결손성에 뛰나다.
(실시예 3)
평균 입도가 1μm 인 cBN 분말, 2 차 입자의 평균 입도가 2μm 인 wBN 분말, 평균 입도가 5μm 의 Ti3Al 분말, 평균 입도가 3μm 인 TiN0.7분말의 혼합 분말을 부피% 로 45 : 10 : 20 : 25 의 비율로 배합하여 초경합금제의 포트와 지름 10mm 의 초경 볼을 사용한 유성 밀 장치에 의해 250rpm, 60∼300 분간 에틸알코올과 폴리에틸렌 글리콜의 혼합용액중에서 습식 혼합ㆍ분쇄를 하였다.
이 혼합ㆍ분쇄 분말을 회수한 후 SEM(Scanning Electron Microsrope) 관찰한 바 처리 시간이 300 분의 것에서는 이 혼합ㆍ분쇄 분말의 평균 입도는 약 0.5μm 이하이고, 혼합ㆍ분쇄전은 2 차 입자를 형성하고 있던 wBN 입자의 거의가 1 차 입자로서 존재하고 있음을 알 수 있었다.
다음에 이 혼합 분말을 벨트형 초고압 장치에 의해 4GPa, 1480℃의 조건으로 10 분간 소결하였다. 비교를 위해 초경합금제 포트와 지름 10mm 의 초경 볼을 사용한 종래의 볼 밀 장치에 의해 250rpm, 3600 분 에틸 알코올과 폴리에틸렌글리콜의 혼합 용액중에서 혼합을 한 동일한 조성의 출발 원료를 사용한 고압상형 질화붕소기 소결체에 대해서도 시료를 제작하였다. 그래서 소결후 Mo 제 캡슐을 회수한 후 연삭에 의해 캡슐을 제거하고, 이 소결체를 X 선 회절, TEM 및 AES 에 의해 분석을 하고 이 소결체의 조성과 조직을 분석하였다.
다음에 이 소결체를 1 변이 5mm 로 두께가 0.4mm 인 4 각 형상으로 하고 테프론제의 밀폐 용기중에서 비중 1.38, 중량%로 61%의 초산을 2 배 희석한 것 40mℓ 와 비중 1.147, 중량%로 47% 의 불화수소산 10mℓ 를 혼합한 불초산에 의해 140℃에서 3 시간 보존하므로써 결합재 성분의 용해 처리를 하였다. 그 후 증류수에 의한 초음파 세정등을 반복하고 cBN 및 wBN 을 회수하였다. 그래서 TEM 에 의해 단입자로서 존재하고 있는 cBN 및 wBN 의 비율을 구했다. 제작한 소결체의 상세한 것을 표 5 에 표시한다.
이 소결체에서 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4∼0.45mm 의 제작 시험편을 잘라내고, 4mm 스팬의 조건에서 항절력을 측정하였다. 또한 파괴인성에 대해서도 측정을 하였다. 다시 주면 형상이 4각형의 절삭용 소절체 칩(ISO 규격 : SNMG120808)을 형성하고 다음의 조건으로 절삭 테스트를 하였다.
피삭재 : 경도 HRC60 의 SKH51 재의 둥근봉,
절삭속도 : V70m/min, 자른 깊이 : 1mm, 이송량 : 0.2mm/rev., 습식에서 30분간.
이들의 시험의 결과를 표 6 에 표시한다.
혼합ㆍ분쇄방법 파괴인성값(Mpam3/2) 항절력(kgf/mm2) 플랭크 마모량(mm)
유성밀60분 5.8 100 0.140
유성밀120분 6.7 115 0.124
유성밀180분 7.8 125 0.106
종래의 볼밀180분 9.8 60 19분에서 결손결손시의 플랭크 마모량 0.25
종래의 볼밀2400분 5.9 110 0.133
시판의 담금질한 강절삭용 cBN 소결체 5.8 105 0.141
고압상형 질화붕소기 소결체의 내결손성에 대한 평가 방법으로서 파괴인성 값에서의 평가를 시도하였으나, 현실의 절삭 평가와 대응하지 아니하고 특히 미소결부가 있는 소결체에서는 균열이 전파되기 힘들고, 역으로 파괴인성값이 높아지는데 대해 본 발명의 소결체에 있어서는 항절력과 절삭성 사이에 상관 관계가 성립하는 것이 명백해졌다.
(실시예 4)
다음의 공정에 의해 결합재를 복합 피복한 cBN 분말을 제작하였다.
공정 1 : RF 스파터링 PVD 장치를 사용해서 평균 입도가 10μm 인 cBN 분말에 TiAl 를 피복하였다. 이때 로내의 진공로를 10-4Torr 로 한 후, Ar 가스를 도입해서 10-2Torr 의 분위기로 보존하였다. 그래서, 200℃까지 분말 용기를 가열하면서 전력 5KW, 주파수 15MHz, 5시간이란 조건으로 피복하였다.
공정 2 : 다음에 이 결합재 피복 cBN 분말과, 평균 입자 지름이 0.1μm 의 AlN, TiB2, HfB2, WC, ZrO2중 어느 하나의 입자 성장 억제 결합재 분말을 부피% 로 92:8 에서 88:12 의 비율로 배합하여 실시예 1 과 동일한 회전식의 혼합 장치를 내포하는 특수 진공로 장치를 써서 건식 혼합을 하였다. 이때의 조건으로서는 로내의 진공도를 10-4Torr 로 한 후, N2가스를 200cc/min 의 비율로 로내에 도입하면서 10-2Torr 의 분위기로 보존하였다. 그래서, 200℃까지 로내를 가열하면서 2000rpm 의 조건으로 혼합하였다.
이 혼합 분말을 회수 후 SEM, TEM, FE-AES 및 X 선 회절 분석에 의해 분석한 바 cBN 분말로 입방정형의 TiAlN 이 균질하게 피복되고 나아가서는 TiAlN 층의 표면에 AlN 등의 입자가 박혀져 있었다. 이 결합재 피복 cBN 입자의 단면 모식도를 도 3 에 도시한다. 도 3 을 참조해서 cBN 입자(1)의 주위에 TiAlN층(7)이 형성되어 있다. TiAlN층(7)의 표면에는 AlN 등의 입자(8)가 박혀져 있다.
다음에, 이 결합재 피복 cBN 분말을 출발 원료로 하여 실시예 1 과 같이 cBN 기 소결체를 제작하여 조성 및 조직을 분석하였다.
또 비교용의 시료로서,
비교용 시료 1 : 공정 1 의 결합재 피복 cBN 분말에 질화 처리만을 실시한 TiAlN(6방정형) 피복 cBN 분말을 사용한 cBN 기 소결체
비교용 시료 2 : 평균 입자 지름 2μm 의 cBN, TiN, TiAl 을 출발 원료로 해서 초경합금제 포트와 지름 10mm 의 테프론 볼을 사용해서 250rpm, 3600 분, 에틸 알코올중이란 조건에서 습식 혼합을 하였다. 같은 조성의 cBN 기 소결체란 2 개의 시료에 대해서도 평가하였다. 이들 제작한 소결체의 상세한 데이타를 표 7 에 표시한다.
시료No. 출발원료 소결체 구분
피복결합재의 성분 피복 결합재 이외의 각종 결합재 성분 cBN 입자의 부피 백분율(%) Al 화합물의 부피 백분율(%) cBN 접촉율(%) 제 1 의 결합상과 평균 두께(nm) 입자 성장 억제 결합상과 부피 백분율 (%)
1 TiAlN - 58 12 15 TiN, TiAlN(육방정)490 AlN, AlB2, TiB226 실시예
2 TiAlN - 57 12 15 TiN, TiAlN(육방정)490 AlN, AlB2, TiB222 실시예
3 TiAlN - 57 13 15 TiN, TiAlN(육방정)490 TiB2, AlB2, AlN19 실시예
4 TiAlN - 56 12 16 TiN, TiAlN(육방정)490 HfB2, AlB2, AlN,TiB228 실시예
5 TiAlN - 60 13 15 TiN, TiAlN(육방정)490 AlB2, AlN, TiB213 실시예
6 TiAlN - 58 13 16 TiN, TiAlN(육방정)490 WC, AlB2. AlN,TiB218 비교예
7 TiAlN - 58 13 15 TiN, TiAlN(육방정)490 ZrO2, AlB2, AlN,TiB221 비교예
8 - TiN, TiAℓ 58 13 63 TiN, TiAlN(육방정), AlN, AlB2, TiB2가 편석된 조직 비교예
출발원료로서는 첨가하지 아니하였으나 시료 No.1∼7의 소결체로부터는 1.5∼2.0 부피%의 Al2O3, 1.5∼2.0 부피%의 W, 0.05∼0.1 부피%의 Co, 0.05∼0.1 부피%의 Ni, 0.02∼0.04부피%의 C 로 형성되는 불가피한 불순물이 검출되었다. 또 시료 No.8 의 소결체로부터는 6.0 부피%의 Al2O3, 4.0 부피%의 W, 1.0 부피%의 Co, 0.15 부피%의 Ni, 0.07 부피%의 C로 형성되는 불가피한 불순물이 검출된다.
Al2O3는 소결 과정에서 출발 원료에 흡착되어 있던 산소 성분이나 수분과 Aℓ 성분이 반응해서 생성한 것으로 추정된다. W 등의 기타 성분은 출발 원료 조정시에 혼합용기와 출발 원료와의 찰과에 의해 혼입한 것으로 추정된다.
여기에서, 시료 No.1 및 2 는 AlN 을 입자 성장 억제 결합상으로 한 공정 2 에 의한 결합재 피복 cBN 입자를 사용한 본 발명의 cBN 기 소결체이다. 시료 No.3 은 TiB2를 입자 성장 억제 결합상으로 한 공정 2 의 결합재 피복 cBN 입자를 사용한 본 발명의 cBN 기 소결체이다. 시료 No.4 는 HfB2를 입자 성장 억제 결합상으로 한 공정 2 의 결합재 피복 cBN 입자를 사용한 본 발명의 cBN 기 소결체이다. 시료 No.5 는 공정 1 의 결합재 피복 cBN 입자에 질화 처리만을 실시한 TiAlN 피복 cBN 입자를 사용한 본 발명의 cBN 기 소결체이다. 시료 No.6 은 WC 를 입자 성장 억제 결합상으로 한 공정 2 의 결합재 피복 cBN 입자를 사용한 비교용의 cBN 기 소결체이다. 시료 No.7 은 ZrO2를 입자 성장 억제 결합상으로 한 공정 2 의 결합재 피복 cBN 입자를 사용한 비교용의 cBN 기 소결체이다. 그래서 시료 No.8 은 비교용 시료 2 에 의한 cBN 기 소결체이다.
다시 실시예 1 과 같이 항절력 및 절삭성능을 평가하였다. 그것의 평가 결과를 표 8 에 표시한다.
NO. 항절력(kgf/mm2) 1km 절삭시의플랭크 마모량(mm) 결손에 이르기까지의 절삭거리(km) 구분
1 138 0.073 5.2 실시예
2 138 0.061 5.5 실시예
3 133 0.061 5.4 실시예
4 136 0.060 5.4 실시예
5 128 0.063 4.8 실시예
6 115 0.080 3.3 비교예
7 111 0.082 3.2 비교예
8 110 0.076 3.0 비교예
표 7 을 참조해서 시료 No.1∼7 에 있어서는 TiAlN 이 소결시에 일부가 분해ㆍ용융하여 cBN 과 반응해서 TiN, AlB2, AlN, TiB2를 생성시키고 있다. 이에 따라 표 7 에 표시하는 바와 같은 조성을 하는 cBN 기 소결체를 얻을 수가 있는 것으로 추정된다.
또, 시료 No.1∼5 의 평가 결과에서 알 수 있는 바와 같이 입자 성장 억제 결합상의 함유율이 증가함에 따라 cBN 기 소결체의 강도(항절력)가 향상되어 있다(표 8 참조). 이것은 입자 성장 억제 결합상의 작용에 의해 미세한 조직을 갖는 결합상이 얻어지는 것에 의한 것으로 생각된다. 또한, 본 실시예에서는 입자 성장 억제 결합상의 함유율이 부피% 로 25% 이하인 시료는 내마모성에 뛰어난 Ti 및 TiAl 의 질화물로 되는 결합상의 비율을 일정 이상으로 유지할 수 있기 때문에 보다 뛰어난 내마모성을 나타내고 있다.
시료 No.6 및 7 에 있어서는 그것의 입자 성장 억제 결합상에 있어서 WC, ZrO2등이 형성되어 있다. 이들 WC, ZrO2등은 이 실시예에 있어서 cBN 기 소결체의 잔부 결합상과의 친화성이 본 발명에 의한 입자 성장 억제 결합상의 조성과 비교해서 낮기 때문에 시료 No.8의 cBN 기 소결체와 비교해서 균질한 조직을 갖추고 있음에도 불구하고 내마모성의 향상이 보이지 아니한다.
또한 금회에 개시된 실시예는 모든 점에서의 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명은 아니고 청구의 범위에 의해 표시되고 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 내마모성 및 내결손성이 개선된 플라이스 공구 및 엔드밀 등으로 대표되는 절삭 공구용의 고압상형 질화붕소기 고경도 고강도 소결체를 제공할 수가 있었다.
이상과 같이 본 발명에 관한 고압상형 질화붕소기 소결체는 플라이스 공구 및 엔드 밀 등으로 대표되는 절삭 공구의 구성재로서 또 습동부에 설치되는 내마모부품의 구성재로서 다시 방어벽에 사용되는 내충격 부품 등 구성재로서 유용하고 특히 뛰어난 내마모성 및 내결손성이 요구되는 절단구의 구성재로서 사용하기에 적합하다.

Claims (22)

  1. 고압상형 질화붕소의 복수의 입자(1)와 결합상(2, 3)을 구비하고, 입자(1)의 함유율은 20.0 부피% 이상 99.7 부피% 이하이고, 결합상(2, 3)은 상기 입자를 포위하는 제 1 의 결합상(2)과 그 이외의 제 2 의 결합상(3)을 포함하고,
    제 1 의 결합상(2)은 Ti, TiAl, Zr, Hf 의 최소한 1 종의 질화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태로 형성되고,
    제 2 의 결합상(3)은 제 1 의 결합상(2)으로 포위된 복수의 입자(1) 사이에 입자 성장 억제 결합상(4)을 포함하고,
    입자 성장 억제 결합상(4)은 Ti, Zr, Hf 의 최소한 1 종의 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느 하나의 형태 또는 Aℓ의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태로 형성되는 고압상형 질화붕소기 소결체.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 의 결합상(2)의 평균 두께는 5nm 이상 3000nm 이하인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  3. 제 1 항에 있어서, 결합상(2, 3)은 Aℓ 금속, TiAlN, 혹은 Al 원소를 함유하는 금속간 화합물의 최소한 1 종을 출발 원료로서 소결중에 반응 생성한 Aℓ 화합물을 포함하는 고압상형 질화붕소기 소결체.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 Aℓ화합물로 형성되는 결합상 부분의 함유율은 0.1 부피% 이상 30.0 부피% 미만인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 불가피한 불순물과 Aℓ 화합물 이외의 나머지 결합상을 더 구비하고 불가피한 불순물의 함유율은 5.0 부피% 이하인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  6. 제 1 항에 있어서, 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4mm 이상 0.45mm 이하의 시험편을 사용해서 4mm 스팬으로 측정되는 항절력이 120kgf/mm2이상인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  7. 제 1 항에 있어서, 고압상형 질화붕소의 입자(1)를 최소한 100 개 함유하고 있는 영역에서 다른 입자(1)와 접촉하고 있는 입자수의 비율이 0.1% 이상 20% 미만인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  8. 제 1 항에 있어서, 1 변이 3mm 이상 7mm 이하이고 두께가 0.3mm 이상 0.5mm 이하인 4 각형상으로 된 소결체를 밀폐용기중에서 60.0 중량% 이상 65.0 중량% 이하의 질산을 2 배로 희석시킨 것 40ml 와 45.0 중량% 이상 50.0 중량% 이하의 불화수소산 10ml 를 혼합한 불질산을 사용한 120℃ 이상 150℃ 이하에서 3시간 이상 5시간 이하의 용해 처리를 한 경우 잔류된 입자(1)의 최소한 90% 이상이 단입자로서 존재하는 고압상형 질화붕소기 소결체.
  9. 제 1 항에 있어서, 고압상형 질화붕소가 입방정 질화붕소로서 X 선 회절 도형에 있어서 결합상(2, 3)에서 주체로 판단되는 성분의 회절선중의 최강 강도선의 반가폭이 입방정 질화붕소(111)의 회절선의 반가폭의 1.4 배 이상인 고압 상형 질화붕소기 소결체.
  10. 제 1 항에 있어서, 입자(1)의 평균 입자 지름이 3μm 이하이고 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4mm 이상 0.45mm 이하의 시험편을 써서 4mm 스팬으로 측정되는 항절력이 140kgf/mm2이상인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  11. 제 1 항에 있어서, 불가피한 불순물과, Al, TiAl, Ti2AlN, Ti3Al 및 TiAl3의 최소한 1 종을 출발 원료로 해서 소결중에 반응 생성한 Aℓ화합물로 형성되는 결합상부분과 Aℓ 화합물 이외의 잔부 결합상을 더 구비하고,
    고압상 질화붕소가 입방정 질화붕소이고,
    제 1 의 결합상(2)은 Ti 혹은 TiAl 의 질화물의 최소한 1 종으로 형성되고,
    입자(1)의 함유율은 45.0 부피% 이상 75.0 부피% 이하이고,
    Aℓ 화합물로 형성되는 결합상 부분의 함유율은 1.0 부피% 이상 20.0 부피% 이하이고,
    불가피한 불순물의 함유율은 3.0 부피% 이하이고,
    제 1 의 결합상(2)의 평균 두께는 5nm 이상 500nm 이하인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  12. 고압상형 질화붕소의 복수의 입자(1)와 결합상(2, 3)을 구비하고,
    입자(1)의 함유율이 20.0 부피% 이상 99.7 부피% 이하이고,
    결합상(2, 3)은 입자(1)를 포위하는 제 1 의 결합상(2)과 그 이외의 제 2 의 결합상(3)을 포함하고,
    제 1 의 결합상(2)은 입자에 접촉해서 포위하는 제 3 의 결합상(5)과 상기 제 3 의 결합상을 포위하는 제 4 의 결합상(6)을 포함하고,
    제 3 의 결합상(5)은 Ti, Zr, Hf, Al 의 최소한 1 종의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어느 하나의 형태로 형성되고,
    제 4 의 결합상(6)은 Ti, TiAl, Zr, Hf 의 최소한 1 종의 질화물, 탄화물, 산화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것인가의 형태로 형성되고,
    제 2 의 결합상(3)은 제 1 의 결합상으로 포위된 복수의 입자의 사이에 입자 성장 억제 결합상(4)을 포함하고,
    입자 성장 억제 결합상(4)은 Ti, Zr, Hf 의 최소한 1 종의 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태 또는 Aℓ 의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태로 형성되는 고압상형 질화붕소기 소결체.
  13. 제 12 항에 있어서, 제 3의 결합상(5)의 평균 두께는 5nm이상 500nm 이하이고, 제 4의 결합상(6)의 평균두께는 5nm이상 3000nm 이하인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  14. 제 12 항에 있어서, 결합상(2, 3)은 Aℓ 금속, TiAlN 혹은 Aℓ 원소를 함유하는 금속간 화합물의 최소한 1 종을 출발 원료로 해서 소결중에 반응 생성한 Aℓ 화합물을 포함하는 고압상형 질화붕소기 소결체.
  15. 제 14 항에 있어서, Aℓ 화합물로 형성되는 결합상 부분의 함유율은 0.1 부피% 이상 30.0 부피% 미만인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  16. 제 15 항에 있어서, 불가피한 불순물과 Aℓ 화합물 이외의 나머지 결합상을 더 구비하고, 불가피한 불순물의 함유율은 5.0 부피% 이하인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  17. 제 12 항에 있어서, 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4mm 이상 0.45mm 이하의 시험편을 사용하여 4mm 스팬으로 측정되는 항절력이 120kgf/mm2이상인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  18. 제 12 항에 있어서, 고압상형 질화붕소의 입자(1)를 최소한 100 개 함유하고 있는 영역에서 다른 입자(1)와 접촉하고 있는 입자수의 비율이 0.1% 이상 20.0% 미만인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  19. 제 12 항에 있어서, 1 변이 3mm 이상 7mm 이하이고 두께가 0.3mm 이상 0.5mm 이하인 4각형상으로 한 소결체를 밀폐용기중에서 60.0중량%이상 65.0중량% 이하의 질산을 2 배로 희석한 것 40ml 와, 45.0 중량% 이상 50.0 중량% 이하의 불화수소산 10ml 를 혼합한 불질산을 사용해서 120℃ 이상 150℃ 이하에서 3시간 이상 5시간 이하의 용해 처리를 한 경우 잔류한 입자(1)의 최소한 90% 이상이 단입자로서 존재하는 것을 특징으로 하는 고압상형 질화붕소기 소결체.
  20. 제 12 항에 있어서, 고압상형 질화붕소가 입방정 질화붕소로서 X 선 회절 도형에 있어서 결합상(2, 3)에서 주체로 판단되는 성분의 회절선중의 최강 강도선의 반가폭이 입방정 질화붕소의(111) 회절선의 반가폭의 1.4 배 이상인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  21. 제 12 항에 있어서, 입자(1)의 평균 입자 지름이 3μm 이하이고 길이 6mm, 폭 3mm, 두께 0.4mm 이상 0.45mm 이하의 시험편을 사용하여 4mm 스팬으로 측정되는 항절력이 140kgf/mm2이상인 고압상형 질화붕소기 소결체.
  22. 제 12 항에 있어서, 불가피한 불순물과, Al, TiAl, Ti2AlN, Ti3Al 및 TiAl3의 최소한 1 종을 출발 원료로 해서 소결중에 반응생성한 Aℓ 화합물로 형성되는 결합상 부분과 Aℓ 화합물 이외의 잔부 결합상을 더 구비하고,
    고압상형 질화붕소가 입방정 질화붕소로서,
    제 3 의 결합상(5)은 Ti, Al 의 최소한 1 종의 질화물, 붕화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 것의 형태로 형성되고,
    제 4 의 결합상(6)은 Ti, TiAl, Zr, Hf 의 최소한 1 종의 질화물, 탄화물, 산화물 혹은 그것의 고용체의 최소한 어떤 한 형태로 형성되고,
    입자(1)의 함유율은 45.0 부피% 이상 75.0 부피% 이하이고,
    Aℓ화합물로 형성되는 결합상 부분의 함유율은 1.0 부피% 이상 20.0 부피% 이하이고,
    불가피한 불순물의 함유율은 3.0 부피% 이하이고
    제 3 의 결합상(5)의 평균 두께는 5nm 이상 200nm 이하이고,
    제 4 의 결합상(6)의 평균 두께는 5nm 이상 500nm 이하인 고압상형 질화붕소기 소결체.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2220929C2 (ru) 1998-07-22 2004-01-10 Сумитомо Электрик Индастриз, Лтд. Спеченная заготовка из нитрида бора с кубической решеткой (варианты)
JP4787387B2 (ja) * 1998-07-22 2011-10-05 住友電工ハードメタル株式会社 耐クレータ性および強度に優れた切削工具とその製造方法
JP3573256B2 (ja) * 1998-07-27 2004-10-06 住友電気工業株式会社 Ａｌ２Ｏ３被覆ｃＢＮ基焼結体切削工具
CA2291528C (en) * 1998-12-04 2007-06-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. High strength sintered body
ZA997490B (en) * 1998-12-04 2000-06-05 Sumitomo Electric Industries High hardness and strength sintered body.
DE60044870D1 (de) * 1999-02-12 2010-10-07 Sumitomo Electric Industries Hochfest gesintertes, schlagzähes produkt mit sehr guter resistenz zur kraterbildung
US6140262A (en) * 1999-07-27 2000-10-31 Smith International, Inc. Polycrystalline cubic boron nitride cutting tool
US6331497B1 (en) * 1999-07-27 2001-12-18 Smith International, Inc. Polycrystalline cubic boron nitride cutting tool
JP4677665B2 (ja) * 2000-11-21 2011-04-27 日油株式会社 高圧相物質の製造方法
KR20040101476A (ko) * 2002-04-19 2004-12-02 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 입방정 질화붕소기 초고압 소결재료로 만든 절삭 팁
JP4160898B2 (ja) * 2003-12-25 2008-10-08 住友電工ハードメタル株式会社 高強度高熱伝導性立方晶窒化硼素焼結体
BRPI0518063A (pt) * 2004-10-29 2008-10-28 Element Six Pty Ltd método de fabricar uma composição em pó, compacto de nitreto de boro cúbico, e inserto de ferramenta
US20070032369A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-08 Franzen Jan M High content CBN materials, compact incorporating the same and methods of making the same
SE529290C2 (sv) 2005-10-28 2007-06-19 Sandvik Intellectual Property Skär av kubisk bornitrid beständigt mot urflisning och eggbrott
US8507082B2 (en) 2011-03-25 2013-08-13 Kennametal Inc. CVD coated polycrystalline c-BN cutting tools
WO2013069657A1 (ja) * 2011-11-07 2013-05-16 株式会社タンガロイ 立方晶窒化硼素焼結体
US9028953B2 (en) 2013-01-11 2015-05-12 Kennametal Inc. CVD coated polycrystalline c-BN cutting tools
JP6095162B2 (ja) * 2013-03-29 2017-03-15 住友電工ハードメタル株式会社 立方晶窒化ホウ素焼結体
JP6650106B2 (ja) * 2014-11-27 2020-02-19 三菱マテリアル株式会社 立方晶窒化ほう素基焼結体および立方晶窒化ほう素基焼結体製切削工具
US11866372B2 (en) 2020-05-28 2024-01-09 Saudi Arabian Oil Company Bn) drilling tools made of wurtzite boron nitride (W-BN)
US11572752B2 (en) 2021-02-24 2023-02-07 Saudi Arabian Oil Company Downhole cable deployment
US11727555B2 (en) 2021-02-25 2023-08-15 Saudi Arabian Oil Company Rig power system efficiency optimization through image processing
US11846151B2 (en) 2021-03-09 2023-12-19 Saudi Arabian Oil Company Repairing a cased wellbore
US11624265B1 (en) 2021-11-12 2023-04-11 Saudi Arabian Oil Company Cutting pipes in wellbores using downhole autonomous jet cutting tools
US11867012B2 (en) 2021-12-06 2024-01-09 Saudi Arabian Oil Company Gauge cutter and sampler apparatus

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL59519A (en) * 1979-03-19 1982-01-31 De Beers Ind Diamond Abrasive compacts
JPS5858247A (ja) * 1981-10-02 1983-04-06 Mitsubishi Metal Corp 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
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
JPS5860679A (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
JPS6020456B2 (ja) * 1981-10-06 1985-05-22 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
JPS6033893B2 (ja) * 1981-10-06 1985-08-06 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
JPS6020457B2 (ja) * 1981-10-06 1985-05-22 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
JPS5860680A (ja) * 1981-10-07 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
JPH0811712B2 (ja) * 1988-12-28 1996-02-07 工業技術院長 立方晶窒化硼素焼結体およびその製造法
JP2686335B2 (ja) * 1990-01-05 1997-12-08 三菱重工業株式会社 工具用焼結材料
JP2860393B2 (ja) * 1991-04-05 1999-02-24 工業技術院長 被覆高圧型窒化硼素含有高硬度高密度複合焼結体及びその製造法
JP2794079B2 (ja) * 1991-04-05 1998-09-03 工業技術院長 高圧型窒化硼素含有高硬度高密度複合焼結体及びその製造法
JP3132843B2 (ja) * 1991-04-23 2001-02-05 東芝タンガロイ株式会社 高靭性高圧相窒化硼素焼結体
JP2662578B2 (ja) * 1991-05-18 1997-10-15 工業技術院長 高圧型窒化硼素焼結体及びその製造法
JP3132849B2 (ja) * 1991-06-14 2001-02-05 東芝タンガロイ株式会社 高靭性高圧相窒化硼素焼結体
JP3035797B2 (ja) * 1991-07-04 2000-04-24 三菱マテリアル株式会社 高強度を有する立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削チップ
JP2858600B2 (ja) * 1991-08-21 1999-02-17 三菱重工業株式会社 工具用焼結材料
JPH05163071A (ja) * 1991-12-16 1993-06-29 Toshiba Tungaloy Co Ltd 高密度相窒化ホウ素焼結体
JPH05186272A (ja) * 1992-01-09 1993-07-27 Toshiba Tungaloy Co Ltd 複合高密度相窒化ホウ素焼結体
JPH05186845A (ja) * 1992-01-09 1993-07-27 Toshiba Tungaloy Co Ltd 高密度相窒化ホウ素を含む焼結体
JPH05186844A (ja) * 1992-01-09 1993-07-27 Toshiba Tungaloy Co Ltd 高密度相窒化ホウ素基焼結体
JP3146747B2 (ja) * 1993-04-01 2001-03-19 三菱マテリアル株式会社 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具
JPH07286229A (ja) * 1994-04-21 1995-10-31 Nippon Oil & Fats Co Ltd 切削工具用高圧相窒化硼素焼結体及びその製造方法
JPH0881271A (ja) * 1994-09-14 1996-03-26 Hitachi Tool Eng Ltd ３相構造を有する超高圧相の焼結体及びその製法
DE69433791T2 (de) * 1994-11-18 2005-06-09 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Diamant-Sinterkörper, Hochdruckphasen-Bornitrid-Sinterkörper sowie Verfahren zur Herstellung dieser Sinterkörper
FR2727400B1 (fr) * 1994-11-24 1996-12-27 Savoie Refractaires Nouveaux materiaux formes de grains refractaires lies par une matrice de nitrure d'aluminium ou de sialon contenant du nitrure de titane et des particules de graphite et/ou de nitrure de bore dispersees
KR100263594B1 (ko) * 1996-10-31 2000-08-01 오카야마 노리오 고경도 고인성 소결체

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