JP3103707B2 - 切削工具用サーメット - Google Patents
切削工具用サーメットInfo
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- JP3103707B2 JP3103707B2 JP05209133A JP20913393A JP3103707B2 JP 3103707 B2 JP3103707 B2 JP 3103707B2 JP 05209133 A JP05209133 A JP 05209133A JP 20913393 A JP20913393 A JP 20913393A JP 3103707 B2 JP3103707 B2 JP 3103707B2
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Description
サーメットに関し、より詳細には切削工具として耐摩耗
性を劣化させること無く、且つ靱性にも優れた切削工具
用サーメットに関する。
期律表第4a,5a,6a族元素の炭化物、窒化物、炭
窒化物からなる硬質相と、鉄族金属からなる結合相によ
って構成されるサーメットが用いられるようになってい
る。
を主成分とするTiC基サーメットを主流として、この
系に窒化物を添加したTiCN基サーメットが数多く提
案されている。
ることにより、耐摩耗性または靭性を改善する試みがな
されている。
ては、特公昭60−34618号公報に開示されるよう
なものが知られている。この公報に開示されるサーメッ
トでは、従来のサーメットは表層部に不均一層(表面へ
の金属相の浸み出しと、その内部の硬質層)が存在して
おり、これら表面部を研削しない工具を用いて切削する
と、表面が脆い為に欠けやすい欠点を有していることを
知見したため、表層まで均一なサーメットを得るべく、
焼成条件を改善することが開示されている。
特公昭59−15970号公報では、表面から内部に向
かい連続的に硬くなる硬度分布を有し、且つ表面硬さが
内部硬さに対して5〜20%低くなる表面軟化層を有す
るサーメットが開示されており、これにより優れた靭性
を有することができ、特に断続旋削やフライス切削等の
重切削において優れた性能を有することが開示されてい
る。
は、表面から内部に向かい連続的に低くなる硬度分布を
有し、且つ表面硬さが内部硬さに対して5〜30%高く
なる硬化表層を有するサーメットが開示されており、こ
れにより優れた耐摩耗性及び耐塑性変形性を有する焼結
硬質合金が得られることが開示されている。
昭60−34618号公報に開示されるサーメットで
は、焼成条件を改善して表層まで均一な構造とすること
ができ、耐欠損性を向上することができるが、今度は靱
性が悪化するという問題があった。
特公昭59−15970号公報に開示されるサーメット
では、表面硬さが内部硬さに対して5〜20%低くなる
表面軟化層の存在により靱性を向上することができる
が、耐摩耗性が劣化するという問題があった。
開示されるサーメットでは、表面硬さが内部硬さに対し
て5〜30%高くなる硬化表層の存在により耐摩耗性を
向上することができるが、靱性が低下し耐欠損性が劣化
するという問題があった。
性と靭性とは相反する性能であり、耐摩耗性を改善すれ
ば靭性が劣化し、逆に靭性を改善すれば耐摩耗性が劣化
するというサーメットの本質的な改良は困難であった。
即ち、上記したいずれの方法でも耐摩耗性と靭性とを両
方ともに改善するということはできなかった。
ト焼結体の表層部について種々検討したところ、硬化層
と軟化層の硬度および存在位置を調整することにより、
耐摩耗性および靭性をともに向上することができること
を知見し、本発明に至った。
は、Tiの炭化物、窒化物、炭窒化物及びこれらの複合
化合物のうちの少なくとも1種の主成分と、周期律表第
4a,5a,6a族の炭化物、窒化物、炭窒化物のうち
の少なくとも1種とからなる硬質相と、鉄族金属のうち
少なくとも1種からなる結合相よりなる切削工具用サー
メットにおいて、サーメット表面から2mmの深さ位置
の硬度xよりも高い硬度を有する硬化層と、この硬化層
よりも深い位置に隣接して存在し硬度xよりも低い硬度
を有する軟化層を有し、表面から2mmの深さ位置の硬
度xを有する前記硬化層と前記軟化層の間の境界点が表
面から0.1〜0.2mmの間の深さ位置に存在すると
ともに、前記軟化層の最も硬度の低いピーク位置が前記
境界点から0.3mm以下の深さ位置に存在し、かつ前
記硬化層と前記軟化層とが焼成によって同時に形成され
たものであることを特徴とする。
なる硬度を有する境界点を表面から0.1〜0.2mm
の間の深さ位置に存在させたのは、境界点が0.1mm
未満では耐摩耗性に影響を与える硬化層の効果が十分に
得られず、また逆に、0.2mmよりも離れると、硬度
が高いため耐摩耗性は高いが靭性が著しく低下するから
である。ここで、硬化層の硬度は表面から2mmの深さ
位置の硬度xよりも高く4x以下の硬度とすることが望
ましい。これは硬化層の硬度が4xよりも高い場合には
靱性の低下が著しいからである。
を境界点から0.3mm以下の深さ位置に存在させたの
は、0.3mmよりも離れると、耐塑性変形性が劣化す
ることにより、良好な切削性能が得られないである。軟
化層の深さ位置は、特に軟化層の厚みを規定する硬度x
となる深さ位置が、境界点から0.1〜0.3mmであ
ることが望ましい。硬度xとなる深さ位置が境界点から
0.1mm未満であれば靱性向上の効果は小さく、0.
3mmよりも離れると、耐塑性変形性が劣化して易いか
らである。ここで、軟化層の硬度は、xよりも低いこと
が必要であるが、一方0.6x以上であることが望まし
い。これは、硬度x以上では、靱性向上の効果が得られ
ず、また0.6xより小さいと、耐塑性変形性が劣化す
る虞があるからである。
下のようにして得られる。例えば、所定量のTiC,W
C,Mo2 C,Ni等の各粉末を混合、粉砕した後所定
圧力で成形を行い、これを母材とする。次いで、この母
材よりもNiなどの金属量が多い混合粉末を例えばアセ
トン中で粉砕してスラリーを作製し、このスラリーを成
形体上に焼結体厚さが0.1〜0.3mmとなるように
塗布し、焼結後強靭性の軟化層となる層を作製する。次
に、母材組成よりも金属量の少ない混合粉末を例えばア
セトン中で粉砕してスラリーを作製し、このスラリーを
焼結後軟化層となる層上に焼結体厚さが0.05〜0.
2mmとなるように塗布し、焼結後硬化層となる層を作
製する。このように各層が形成された成形体を1300
〜1600℃で0.5〜3時間真空雰囲気中で焼成する
ことにより本発明のサーメットが得られる。
トの表層から0.1〜0.2mmの深さに内部より硬度
の高い硬化層を設けることにより耐摩耗性の向上を図
り、この硬化層の存在により劣化した靭性を、境界点よ
り0.3mm以下の深さ位置にピーク位置を有する軟化
層を存在させることにより向上し、耐摩耗性及び靭性の
両方とも向上することができる。
%、Mo2 C:10重量%、NbC:10重量%、N
i:10重量%、Co:5重量%を混合、粉砕した後
1.5ton/cm2 の圧力で成形を行った。次いでT
iCN:40重量%、Mo2 C:10重量%、Ni:5
0重量%の混合粉末をアセトン中で粉砕し、スラリーを
作製した。このスラリーを前記成形体上に焼結体厚さが
0.1mmとなるように塗布し、焼結後軟化層となる層
を形成した。さらに、TiC:100重量%の粉末を上
記と同様にアセトン中で粉砕し、スラリーを作製した。
このスラリーを焼結後軟化層なる層上に焼結体厚さが
0.2mmとなるように、焼結後硬化層となる層を作成
した。この成形体を1475℃で1時間真空中で焼結さ
せた。
断面で、荷重200gのマイクロビッカース硬度にて測
定したところ、表面から0.2mmまでが硬化層となっ
ており、この硬化層の硬度は2600kg/mm2 、硬
化層から0.1mmが軟化層となっており、この軟化層
の硬度は1450kg/mm2 、表面から2mmの内部
硬度は1650kg/mm2 であった。即ち、焼結体の
表面から2mmの深さ位置の硬度xは1650kg/m
m2 であり、硬化層は1.58xの硬度を有し、軟化層
は0.88xの硬度を有しており、境界点の位置は表面
から0.2mmであり、軟化層の最も低い硬度のピーク
位置は、境界点から0.05mmの深さ位置に存在して
いる。図1に本発明品の表面からの距離に対する硬度を
示す。
化層及び硬化層を有しない比較サーメット(1)、上記
と組成および硬化層厚みが同じで軟化層の最も低い硬度
のピーク位置が境界点から0.5mmの比較サーメット
(2)、上記と組成および軟化層の最も低い硬度のピー
ク位置が同じで硬化表層厚みが0.4mmの比較サーメ
ット(3)を作成した。
ストを行い、切削後のフランク摩耗量及び刃先の欠損率
を調べた。
対し、比較サーメット(1)のサーメットで0.30m
m、比較サーメット(2)で0.36mm、比較サーメ
ット(3)で0.21mmとなり、比較サーメット
(1)(2)では大きな摩耗量となった。また欠損試験
では、当該サーメットで25%の欠損率であったのに対
し、比較サーメット(1)では32%、比較サーメット
(2)で19%、比較サーメット(3)で36%の欠損
率を示した。
焼結後軟化層や硬化層となる層の厚みを種々変化させ、
表面からの境界点の深さ位置および軟化層の最も低い硬
度のピーク位置を変化させ、摩耗量及び刃先の欠損率を
調べる実験を行った。この結果を表1に記す。尚、表1
において、上記比較サーメット(1)を試料No.1に、
比較サーメット(2)を試料No.8に、比較サーメット
(3)を試料No.6に記載し、フランク摩耗および欠損
率については、比較サーメット(1)の摩耗量および欠
損率を100%とし、これに対する比率を記載した。
耗量が少なく、刃先の欠損率が小さく、耐摩耗性および
耐欠損性に優れていることが判る。
%、Mo2 C:10重量%、Ni:15重量%を混合、
粉砕した後1.5ton/cm2 の圧力で成形を行っ
た。次いでTiC:45重量%、Mo2 C:5重量%、
Ni:50重量%の混合粉末をアセトン中で粉砕し、ス
ラリーを作製した。このスラリーを前記成形体上に焼結
体厚みが0.1mmとなるように塗布し、焼結後軟化層
となる層を形成した。さらに、TiC:97重量%、C
o:3重量%の混合粉末を上記と同様にアセトン中で粉
砕してスラリーを作製し、このスラリーを焼結後軟化層
となる層上に焼結体厚さが0.2mmとなるように、焼
結後硬化層となる層を形成した。この成形体を1450
℃で1時間真空中で焼結した。
断面で、荷重200gのマイクロビッカース硬度にて測
定したところ、表面から0.2mmまでが硬化層となっ
ており、この硬化層の硬度は2500kg/mm2 、硬
化層から0.1mmが軟化層となっており、この軟化層
の硬度は1400kg/mm2 、表面から2mmの内部
硬度は1600kg/mm2 であった。即ち、焼結体の
表面から2mmの深さ位置の硬度xは1600kg/m
m2 であり、硬化層は1.56xの硬度を有し、軟化層
は0.875xの硬度を有しており、境界点の位置は表
面から0.2mmであり、軟化層の最も低い硬度のピー
ク位置は、境界点から0.05mmの深さ位置に存在し
ている。
有しない上記内部と同一組成のサーメットを作製した。
削条件でテストを行い、切削後のフランク摩耗量及び刃
先の欠損率を調べた。
であったのに対し、比較サーメットでは0.40mmと
大きな摩耗量となった。また欠損試験では、当該サーメ
ットで30%の欠損率であったのに対し、比較サーメッ
トでは40%の欠損率を示した。
用サーメットは、表面から2mmの深さ位置の硬度xよ
りも高い硬化層と、この硬化層よりも深い位置に隣接し
て存在し硬度xよりも低い硬度を有する軟化層を有し、
硬化層と軟化層の間のxなる硬度を有する境界点が表面
から0.1〜0.2mmの間の深さ位置に存在するとと
もに、軟化層の最も低い硬度のピーク位置が境界点から
0.3mm以下の深さ位置に存在するので、内部より硬
度の高い硬化層を設けることにより耐摩耗性の向上を図
り、この硬化層の存在により劣化した靭性を内部硬度よ
り低い強靭性の軟化層を形成することにより向上し、耐
摩耗性及び靭性の両方とも向上することができる。
離に対する硬度を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】Tiの炭化物、窒化物、炭窒化物及びこれ
らの複合化合物のうちの少なくとも1種の主成分と、周
期律表第4a,5a,6a族の炭化物、窒化物、炭窒化
物のうちの少なくとも1種とからなる硬質相と、鉄族金
属のうち少なくとも1種からなる結合相よりなる切削工
具用サーメットにおいて、 表面から2mmの深さ位置の硬度xよりも高い硬度を有
する硬化層と、この硬化層よりも深い位置に隣接して存
在し硬度xよりも低い硬度を有する軟化層を有し、サー
メット表面から2mmの深さ位置の硬度xを有する前記
硬化層と前記軟化層の間の境界点が表面から0.1〜
0.2mmの間の深さ位置に存在するとともに、前記軟
化層の最も硬度の低いピーク位置が前記境界点から0.
3mm以下の深さ位置に存在し、かつ前記硬化層と前記
軟化層とが焼成によって同時に形成されたものであるこ
とを特徴とする切削工具用サーメット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05209133A JP3103707B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 切削工具用サーメット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05209133A JP3103707B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 切削工具用サーメット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0762482A JPH0762482A (ja) | 1995-03-07 |
JP3103707B2 true JP3103707B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16567843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05209133A Expired - Lifetime JP3103707B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 切削工具用サーメット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3103707B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102049523B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2019-11-29 | 경운대학교 산학협력단 | 음료용 캔 용기의 덮개 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5532992B2 (ja) | 2010-02-10 | 2014-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | 書画カメラ、書画カメラの制御方法およびプログラム |
JP5676955B2 (ja) * | 2010-07-28 | 2015-02-25 | 京セラ株式会社 | 切削工具およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP05209133A patent/JP3103707B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102049523B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2019-11-29 | 경운대학교 산학협력단 | 음료용 캔 용기의 덮개 |
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JPH0762482A (ja) | 1995-03-07 |
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