[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2000218411A - 立方晶窒化硼素質焼結体切削工具 - Google Patents

立方晶窒化硼素質焼結体切削工具

Info

Publication number
JP2000218411A
JP2000218411A JP2278999A JP2278999A JP2000218411A JP 2000218411 A JP2000218411 A JP 2000218411A JP 2278999 A JP2278999 A JP 2278999A JP 2278999 A JP2278999 A JP 2278999A JP 2000218411 A JP2000218411 A JP 2000218411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boron nitride
binder
average particle
cubic boron
particle size
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.)
Pending
Application number
JP2278999A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Noda
謙二 野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2278999A priority Critical patent/JP2000218411A/ja
Publication of JP2000218411A publication Critical patent/JP2000218411A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】機械的特性、熱的特性を保ちつつ、高硬度焼入
れ鋼や鋳鉄の切削中にcBN粒子が脱落したり、結合材
の摩耗、脱落による工具摩耗、欠損が発生しない、高性
能の立方晶窒化硼素質焼結体切削工具を提供する。 【解決手段】平均粒径1μm 以下の微粒立方晶窒化硼素
30〜90体積%と平均粒径2〜10μm の粗粒立方晶
窒化硼素10〜70体積%含有するとともに、残部の結
合材の平均粒径が微粒立方晶窒化硼素<結合材<粗粒立
方晶窒化硼素とし、また、その結合材が、周期律表第4
a、5a、6a族元素を少なくとも一種含む炭化物、窒
化物、炭窒化物、硼化物及びこれらの複合化合物と、A
lNとAl2 3 と鉄族金属のうち少なくとも一種とす
ることにより、耐摩耗性と耐欠損性の優れた性能を両立
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高耐摩耗性と高耐
欠損性を兼ね備えた立方晶窒化硼素質焼結体からなる切
削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】立方晶窒化硼素(Cubic Boro
n Nitride/以下cBNと略称する)はダイヤ
モンドに次ぐ硬度を有し、しかもダイヤモンドと異なり
鉄系金属との親和性を持たないため、特に高硬度焼入れ
鋼や鋳鉄の研削工具、切削工具に用いられている。
【0003】このようなcBNを使用した切削工具とし
ては、cBNをコバルト(Co)等の金属で結合したも
のや、炭化チタン(TiC)などのセラミックスで結合
したcBN焼結体が用いられてきた(特公昭52−43
846号公報等参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】上記のようなcBN
焼結体工具では、耐摩耗性、耐熱性を損なわないように
するため結合材をできるだけ少量に抑え、残部のcBN
が直接結合した組織を形成するようにしている。しかし
ながら、このような焼結体で、高硬度焼入れ鋼や鋳鉄を
切削してみると、切削中にcBN粒子が脱落することに
よって工具摩耗が大きく進行するという問題があった。
【0005】一方、cBN粒子の脱粒を抑えるため、結
合材を多量に加え結合材中にcBN粒子が分散した組織
の焼結体では、cBN粒子と比較すると結合材粒子の機
械的特性、熱的特性が劣るため、結合材の摩耗、脱落に
よる工具摩耗、欠損が発生するという欠点があった。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、cBN粒
子の脱落による工具摩耗と結合材の摩耗、脱落による工
具摩耗及び欠損を同時に解決するため鋭意研究した結
果、微粒のcBN粒子と粗粒のcBN粒子を均一に含有
させ、その微粒のcBN粒子と粗粒のcBN粒子と残部
の結合材の其々の平均粒径を制御することにより、耐摩
耗性、耐欠損性の優れたcBN焼結体を得ることができ
ることを見出し、本発明に至った。
【0007】即ち、本発明の工具を構成する立方晶窒化
硼素質焼結体は、平均粒径1μm 以下の微粒cBN粒子
30〜90体積%と平均粒径2〜10μm の粗粒cBN
粒子10〜70体積%含有するとともに、残部の4体積
%〜65体積%の結合材の平均粒径が微粒cBN<結合
材<粗粒cBNであることを特徴とする立方晶窒化硼素
質焼結体である。
【0008】また、その結合材が、周期律表第4a、5
a、6a族元素を少なくとも一種含む炭化物、窒化物、
炭窒化物、硼化物及びこれらの複合化合物と、AlNと
Al2 3 と鉄族金属のうち少なくとも一種を主成分と
することを特徴とする立方晶窒化硼素質焼結体である。
【0009】立方晶窒化硼素質焼結体は、平均粒径1μ
m 以下の微粒cBN30〜90体積%を含有させたの
は、微粒cBN30体積%未満であると耐摩耗性が低下
し、90体積%を越えるとcBNを結合材が保持できな
くなり、cBN粒子の脱落が発生するためである。
【0010】平均粒径1μm 以下の微粒cBNは50〜
80体積%含有させることが望ましい。平均粒径2〜1
0μm の粗粒cBN10〜70体積%含有させたのは、
粗粒cBN10体積%未満であると耐欠損性が低下し、
70体積%を越えるとcBN粒子の脱落が発生するため
である。
【0011】平均粒径2〜10μm の粗粒cBNは10
〜50体積%含有させるのが望ましい。残部の結合材の
平均粒径を微粒cBN<結合材<粗粒cBNとしたの
は、残部の結合材の平均粒径が結合材<微粒cBNであ
ると粗粒cBN粒子を結合材が保持できなくなり、cB
N粒子の脱落が発生するためであり、粗粒cBN<結合
材であると結合材の摩耗、脱落による工具摩耗、欠損が
発生するためである。
【0012】また、結合材として、周期律表第4a、5
a、6a族元素を少なくとも一種含む炭化物、窒化物、
炭窒化物、硼化物及びこれらの複合化合物を含有させた
のは、このような化合物は、硬度、靭性が高く、耐摩耗
性、耐欠損性が向上するためである。
【0013】AlNとAl2 3 と鉄族金属のうち少な
くとも一種を含有させたのは、これらの化合物はcBN
粒子を強固に保持する作用を有するためである。
【0014】このような本願発明の立方晶窒化硼素質焼
結体の具体的製造方法は、例えば、まず、原料粉末とし
て、平均粒径1μm 以下の微粒cBNと、平均粒径2〜
10μmの粗粒cBNと、Ti、V、Cr、Zr、N
b、Mo、Hf、Ta、Wの少なくとも一種の金属、炭
化物、窒化物、炭窒化物、硼化物及びこれらの複合化合
物と、AlNと、Al2 3 と、Feと、Niと、Co
のうち少なくとも一種の粉末を準備し、これらを特定の
組成に秤量し、例えば、超硬合金製のボールミルで混合
する。
【0015】その後、必要があれば、所定形状に成形す
る。成形には、プレス成形、射出成形、鋳込み成形、押
し出し成形等の周知の成形手段を用いることができる。
次にこの成形体を、例えば、特公昭39−8948号公
報に開示されるように高温高圧で焼結する。
【0016】即ち、圧力4GPa以上、温度1300℃
以上で15〜60分間保持し、本発明の立方晶窒化硼素
質焼結体を得る。圧力は4〜6GPaが好ましく、温度
は1300〜1800℃が好ましい。
【0017】なお、本発明において体積%は、添加した
cBNの質量を密度より換算した値から求める。また、
焼結体の通常の換算方法は、SEM(電子顕微鏡写真)
の粒子の面積比率を、既知サンプルの添加比率により計
算するものである。
【0018】また、cBNの平均粒径は、添加したcB
N粒子の粒径である。これは、焼結後もcBN粒径にほ
とんど変化がないためである。また、焼結体の通常の換
算方法は、SEM(電子顕微鏡写真)の粒子径を計算す
るものである。
【0019】因みに、粒径1μm〜2μmのcBN粒子
の有無は、切削工具の性能には大きな影響がなかった。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0021】原料粉末として、cBN粉末と、Ti,
V,Cr,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta,Wの金属、
炭化物、窒化物、炭窒化物、硼化物、Al粉末、Al2
3 粉末、Ni,Coの金属のうち少なくとも一種の粉
末を準備し、焼結体組成が表1に示す組成となるように
秤量し、この粉体を超硬合金製のボールミルで10時間
混合した。
【0022】次に混合した粉体を圧力1ton/cm2
で加圧成形し、この成形体を、超高圧、高温装置を用い
て、圧力5.0GPa 、温度1400℃で30分保持する
ことにより焼成し、本発明の立方晶窒化硼素質焼結体を
得た。
【0023】そして、立方晶窒化硼素質焼結体を取り出
して研削後、鏡面加工し、走査型電子顕微鏡(SEM)
で組織を観察した。その結果、得られた微粒cBNと粗
粒cBNのそれぞれの平均粒子径及び結合材平均粒子径
を表1に示す。
【0024】さらに、これらの焼結体を用いて工具を作
製し、下記に示す条件で、連続切削試験と断続切削試験
を行なった。これらの結果を表1に示す。
【0025】
【0026】
【表1】
【0027】試料番号1は微粒cBNが10体積%と少
ない。試料番号2は結合材の平均粒径が粗粒cBNの平
均粒径より大である。
【0028】試料番号7は微粒cBNが29体積%と少
ない。試料番号9は結合材の平均粒径が微粒cBNの平
均粒径より小である。
【0029】試料番号13は微粒cBNが92体積%と
多く、他方、粗粒cBNが2体積%と少ない。
【0030】試料番号20は微粒cBNが95体積%と
多く、他方、粗粒cBNがない。さらに、結合材の平均
粒径が微粒cBNの平均粒径より小である。
【0031】試料番号21は粗粒cBNが1.8μmと
小さい。試料番号26は結合材の平均粒径が粗粒cBN
の平均粒径より大である。
【0032】試料番号27は粗粒cBNの平均粒径が1
1μmと大きい。試料番号28は微粒cBNの平均粒径
が1.1μmと大きく、また、試料番号28も微粒cB
Nの平均粒径が3.0μmと大きい。
【0033】試料番号30は微粒cBNが存在しない。
【0034】これら本発明の範囲外のサンプルについ
て、試料番号13、20、21は断続切削試験で欠損し
てしまった。
【0035】これに対して、本発明の範囲外の他の比較
例品、すなわち試料番号1、2、7、26〜30はいず
れの連続切削試験で摩耗幅が0.20mm以上と大き
く、耐摩耗性が不十分であった。
【0036】他方、上記以外の試料番号、本発明実施例
品のものは、試料番号24を除いて連続切削試験でいず
れも摩耗幅が0.20mm以下と小さく、また、断続切
削試験で欠損も起こらなかったことから、良好な耐摩耗
性と耐欠損性を示していた。
【0037】なお、試料番号24は結合材がSiCのみ
のものであり、欠損はしなかったが、耐摩耗性は低かっ
た。
【0038】
【発明の効果】以上記述したように、本発明の立方晶窒
化硼素質焼結体は、平均粒径1μm 以下の微粒立方晶窒
化硼素30〜90体積%と平均粒径2〜10μm の粗粒
立方晶窒化硼素10〜70体積%含有するとともに、残
部の結合材の平均粒径が微粒立方晶窒化硼素<結合材<
粗粒立方晶窒化硼素とし、また、特にその結合材を、周
期律表第4a、5a、6a族元素を少なくとも一種含む
炭化物、窒化物、炭窒化物、硼化物及びこれらの複合化
合物と、AlNとAl2 3 と鉄族金属のうち少なくと
も一種とすることにより、耐摩耗性と耐欠損性の優れた
性能を兼備することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】全体の組成を100体積%とした時、平均
    粒径1μm 以下の微粒立方晶窒化硼素30〜90体積%
    と平均粒径2〜10μm の粗粒立方晶窒化硼素5〜70
    体積%、結合材を4〜65体積%含有するとともに、該
    結合材の平均粒径が、微粒立方晶窒化硼素および粗粒立
    方晶窒化硼素のそれぞれの平均粒径との関係で、微粒立
    方晶窒化硼素<結合材<粗粒立方晶窒化硼素の不等式を
    充たすことを特徴とする立方晶窒化硼素質焼結体切削工
    具。
  2. 【請求項2】上記の結合材が、周期律表第4a、5a、
    6a族元素を少なくとも一種含む炭化物、窒化物、炭窒
    化物、硼化物及びこれらの複合化合物と、AlNとAl
    2 3 と鉄族金属のうち少なくとも一種とを主成分とす
    ることを特徴とする特許請求項1記載の立方晶窒化硼素
    質焼結体切削工具。
JP2278999A 1999-01-29 1999-01-29 立方晶窒化硼素質焼結体切削工具 Pending JP2000218411A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2278999A JP2000218411A (ja) 1999-01-29 1999-01-29 立方晶窒化硼素質焼結体切削工具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2278999A JP2000218411A (ja) 1999-01-29 1999-01-29 立方晶窒化硼素質焼結体切削工具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000218411A true JP2000218411A (ja) 2000-08-08

Family

ID=12092458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2278999A Pending JP2000218411A (ja) 1999-01-29 1999-01-29 立方晶窒化硼素質焼結体切削工具

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000218411A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006315898A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Tungaloy Corp 立方晶窒化硼素焼結体
JP2010029980A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Kyocera Corp 切削工具
US7932199B2 (en) 2004-02-20 2011-04-26 Diamond Innovations, Inc. Sintered compact
US8500834B2 (en) 2004-02-20 2013-08-06 Diamond Innovations, Inc. Sintered compact
JP2015058526A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の切削加工ですぐれた耐チッピング性を長期に亘って発揮する表面被覆切削工具
JP2015139868A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の切削加工ですぐれた耐チッピング性を長期に亘って発揮する表面被覆切削工具
JP2015182219A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 三菱マテリアル株式会社 立方晶窒化ホウ素基超高圧焼結材料製切削工具

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7932199B2 (en) 2004-02-20 2011-04-26 Diamond Innovations, Inc. Sintered compact
US8067323B2 (en) 2004-02-20 2011-11-29 Diamond Innovations, Inc. Sintered compact
US8500834B2 (en) 2004-02-20 2013-08-06 Diamond Innovations, Inc. Sintered compact
JP2006315898A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Tungaloy Corp 立方晶窒化硼素焼結体
JP2010029980A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Kyocera Corp 切削工具
JP2015058526A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の切削加工ですぐれた耐チッピング性を長期に亘って発揮する表面被覆切削工具
JP2015139868A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 三菱マテリアル株式会社 高硬度鋼の切削加工ですぐれた耐チッピング性を長期に亘って発揮する表面被覆切削工具
JP2015182219A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 三菱マテリアル株式会社 立方晶窒化ホウ素基超高圧焼結材料製切削工具

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5100927B2 (ja) 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法
JP2000247746A (ja) 立方晶窒化硼素質焼結体切削工具
JP3476507B2 (ja) 立方晶窒化ホウ素含有焼結体の製造方法
JPH10114575A (ja) 工具用高硬度焼結体
JPH08109431A (ja) 硬質合金を結合材とするダイヤモンド燒結体及びその製造方法
JP2523452B2 (ja) 高強度立方晶窒化ホウ素焼結体
JP2000218411A (ja) 立方晶窒化硼素質焼結体切削工具
JP2004026555A (ja) 立方晶窒化ホウ素含有焼結体およびその製造方法
JPH0881270A (ja) 立方晶窒化ホウ素含有セラミックス焼結体および切削工具
JPH07278719A (ja) 微粒板状晶wc含有超硬合金およびその製造方法
JP3297535B2 (ja) 立方晶窒化硼素質焼結体
JP3051603B2 (ja) チタン化合物焼結体
JP3481702B2 (ja) 硬質合金を結合材とする立方晶窒化硼素燒結体及びその製造方法
JPH07172919A (ja) チタン化合物焼結体
JP2000143351A (ja) 高靭性窒化珪素質焼結体
JPH0891936A (ja) 立方晶窒化硼素質焼結体
JPH07172924A (ja) 工具用高靭性焼結体およびその製造方法
JP2000226262A (ja) 高硬度高強度焼結体
JP2003113438A (ja) 超硬基複合焼結体製金型
JP2925899B2 (ja) セラミック切削工具及びその製造方法
JPH11236269A (ja) 窒化珪素質焼結体およびそれを用いた切削工具
JP2001179508A (ja) 切削工具
JP4048410B2 (ja) 硼化物焼結体
JP2004114163A (ja) アルミナ基セラミックス工具およびその製造方法
JPH0764639B2 (ja) 窒化ケイ素焼結体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040907

A02 Decision of refusal

Effective date: 20050506

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02