JPH0196084A - 切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料 - Google Patents
切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料Info
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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〕
この発明は、鋳鉄、特にねずみ鋳鉄や、Ｆｅ基焼結合金
の仕上切削に切削工具として使用するのに適した立方晶
窒化ほう素（以下ＣＢＮで示す）基超高圧焼結材料に関
するものである。
の仕上切削に切削工具として使用するのに適した立方晶
窒化ほう素（以下ＣＢＮで示す）基超高圧焼結材料に関
するものである。
従来、例えば特開昭５９−８６７９号公報に記載される
ように、結合相形成成分として、Ｃｏ、Ａｌ。
ように、結合相形成成分として、Ｃｏ、Ａｌ。
ＴＩ 、 Ｗ、 Ｍｏ 、およびＮｉのうちの１種また
は２種以上：５〜２０容量％を含有し、残りがＣＢＮと
不可避不純物からなる組成を有するＣＢＮ基超高圧焼結
材料基体の表面に、周期律表の４ａ。
は２種以上：５〜２０容量％を含有し、残りがＣＢＮと
不可避不純物からなる組成を有するＣＢＮ基超高圧焼結
材料基体の表面に、周期律表の４ａ。
５ａ、および６ａ族金属の炭化物、窒化物、および炭窒
化物のうちの１種の単層または２種以上の複層からなる
硬質層を被覆してなる表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料
を、鋳鉄やＦｅ基焼結合金の仕上切削に切削工具として
用いる試みがなされている。
化物のうちの１種の単層または２種以上の複層からなる
硬質層を被覆してなる表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料
を、鋳鉄やＦｅ基焼結合金の仕上切削に切削工具として
用いる試みがなされている。
しかし、上記の従来表面被１ｃＢＮ基超高圧焼結材料に
おいては、硬質層が剥離し易く、かつ近年の省力化およ
び合理化による切削の高速化に伴い、この傾向は増々促
進されることから、切削工具としての安定的実用化が困
難であるのが現状である。
おいては、硬質層が剥離し易く、かつ近年の省力化およ
び合理化による切削の高速化に伴い、この傾向は増々促
進されることから、切削工具としての安定的実用化が困
難であるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記の
従来表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料に着目し、これの
硬質層の密着性の向上をはかって、切削工具としての実
用化を可能にすべく研究を行なった結果、硬質層をＴｉ
の炭化物、窒化物、および炭窒化物（以下、それぞれＴ
ｉＣ，ＴｉＮ。
従来表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料に着目し、これの
硬質層の密着性の向上をはかって、切削工具としての実
用化を可能にすべく研究を行なった結果、硬質層をＴｉ
の炭化物、窒化物、および炭窒化物（以下、それぞれＴ
ｉＣ，ＴｉＮ。
およびＴ１ＣＮで示す）のうちのいずれか１層に限定し
た上で、この硬質層と基体表面の間に金属Ｔ１層を介在
させると、前記硬質層の基体表面に対する密着性が飛躍
的に向上するようになり、鋳鉄やＦｅ基焼結合金の高速
での仕上切削で前記硬質層が剥離することがなくなり、
すぐれた耐摩耗性を長期に亘って発揮するという知見を
得たのである。
た上で、この硬質層と基体表面の間に金属Ｔ１層を介在
させると、前記硬質層の基体表面に対する密着性が飛躍
的に向上するようになり、鋳鉄やＦｅ基焼結合金の高速
での仕上切削で前記硬質層が剥離することがなくなり、
すぐれた耐摩耗性を長期に亘っ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っ
て、結合相形成成分として、Ｃｏ、ＡΩ。
て、結合相形成成分として、Ｃｏ、ＡΩ。
Ｔｉ 、 Ｗ、 Ｍｏ 、およびＮｌのうちの１種また
は２種以上：５〜２０容量°％を含有し、残りがＣＢＮ
と不可避不純物からなる組成を有するＣＢＮ基超高圧焼
結材料基体の表面に、 ０．０５〜０．５μｍ未満の範囲内の所定の平均層厚を
有する金属Ｔｉ層を介して、 Ｔｉｃ、ＴｉＮ、およびＴ１ＣＮのいずれかからなり、
かつ１〜ｌＯμｍの範囲内の所定の平均層厚を有する硬
質層を被覆してなる切削工具用表面被覆ＣＢＮ基超高圧
焼結材料に特徴を有するものである。
は２種以上：５〜２０容量°％を含有し、残りがＣＢＮ
と不可避不純物からなる組成を有するＣＢＮ基超高圧焼
結材料基体の表面に、 ０．０５〜０．５μｍ未満の範囲内の所定の平均層厚を
有する金属Ｔｉ層を介して、 Ｔｉｃ、ＴｉＮ、およびＴ１ＣＮのいずれかからなり、
かつ１〜ｌＯμｍの範囲内の所定の平均層厚を有する硬
質層を被覆してなる切削工具用表面被覆ＣＢＮ基超高圧
焼結材料に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料に
おいて、上記の通り数値限定した理由を説明する。
おいて、上記の通り数値限定した理由を説明する。
（ａ） 結合相形成成分の含有量
その含有量が５容量％未満では、靭性が低下し、ＣＢＮ
粒子が脱落し易くなって、脱落摩耗が発生し易くなり、
一方その含有量が２０容量％を越えると、塑性変形し易
くなり、これが原因で摩耗が促進するようになることか
ら、その含有量を５〜２０容量％と定めた。
粒子が脱落し易くなって、脱落摩耗が発生し易くなり、
一方その含有量が２０容量％を越えると、塑性変形し易
くなり、これが原因で摩耗が促進するようになることか
ら、その含有量を５〜２０容量％と定めた。
（ｂ） 金属Ｔｉ層の平均層厚
金属Ｔｉ層には、上記の通り硬質層の基体表面に対する
密着性を飛躍的に向上させる作用がある、が、その平均
層厚が０．０５μｍ未満では前記作用に所望の向上効果
が得られず、一方その平均層厚が０．５μｍ以上になる
と、熱伝導性が低下し、刃先に熱がこもるようになるこ
とから、塑性変形し易くなり、これが原因で摩耗が促進
するようになることから、その平均層厚を０．０５〜０
．５μｍ未満と定めた。
密着性を飛躍的に向上させる作用がある、が、その平均
層厚が０．０５μｍ未満では前記作用に所望の向上効果
が得られず、一方その平均層厚が０．５μｍ以上になる
と、熱伝導性が低下し、刃先に熱がこもるようになるこ
とから、塑性変形し易くなり、これが原因で摩耗が促進
するようになることから、その平均層厚を０．０５〜０
．５μｍ未満と定めた。
（ｅ） 硬質層の平均層厚
硬質層には、耐摩耗性を向上させ、かつ特に切刃境界部
の異常摩耗を減少せしめて、仕上げ面粗さを向上させる
作用があるが、その平均層厚が１μｍ未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その平均層厚が１０μｍ
を越えると、チッピング（刃先の欠け）が発生し易くな
ることから、その平均層厚を１〜ｌＯμｍと定めた。
の異常摩耗を減少せしめて、仕上げ面粗さを向上させる
作用があるが、その平均層厚が１μｍ未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その平均層厚が１０μｍ
を越えると、チッピング（刃先の欠け）が発生し易くな
ることから、その平均層厚を１〜ｌＯμｍと定めた。
つぎに、この発明の表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料を
実施例により具体的に説明する。
実施例により具体的に説明する。
まず、原料粉末として、いずれも３〜５μｍの範囲内の
所望の平均粒径を有するＣＢＮ粉末、並びに各種の金属
粉末を用意し、これらの原料粉末を、それぞれ第１表に
示される配合組成に配合し、混合した後、圧カニ５万気
圧、温度： １４００℃、保持時間＝３０分の条件で超
高圧焼結して、実質的に配合組成と同一の成分組成を有
するＣＢＮ基超高圧焼結材料を製造し、ついでこれを基
体として、その表面に、いずれも通常のイオンブレーテ
ィング法により、同じく第１表に示される平均層厚の金
属Ｔｉ層および硬質層を形成することによって、本発明
表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料製切削チップ（以下本
発明被覆切削チップという）１〜９および金属Ｔｉ層の
形成がない比較表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料製切削
チップ（以下比較被覆切削チップという）１〜３をそれ
ぞれ製造した。
所望の平均粒径を有するＣＢＮ粉末、並びに各種の金属
粉末を用意し、これらの原料粉末を、それぞれ第１表に
示される配合組成に配合し、混合した後、圧カニ５万気
圧、温度： １４００℃、保持時間＝３０分の条件で超
高圧焼結して、実質的に配合組成と同一の成分組成を有
するＣＢＮ基超高圧焼結材料を製造し、ついでこれを基
体として、その表面に、いずれも通常のイオンブレーテ
ィング法により、同じく第１表に示される平均層厚の金
属Ｔｉ層および硬質層を形成することによって、本発明
表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料製切削チップ（以下本
発明被覆切削チップという）１〜９および金属Ｔｉ層の
形成がない比較表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結材料製切削
チップ（以下比較被覆切削チップという）１〜３をそれ
ぞれ製造した。
ついで、この結果得られた各種の被覆切削チップについ
て、 被削材：Ｆｅ１２゜ 切削速度： ６０Ｇ ｍ／ｍｉｎ 。
て、 被削材：Ｆｅ１２゜ 切削速度： ６０Ｇ ｍ／ｍｉｎ 。
切込み： ０．２ Ｉｌｍ。
送 リ： ０．３ ｍｍ／ｒｅｖ 。
切削時間＝６０１０゜
の条件でねずみ鋳鉄の乾式仕上切削を行ない、切刃に欠
損が発生するまでの切削時間を測定した。
損が発生するまでの切削時間を測定した。
これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明被覆切削チップ１〜
９は、いずれも基体表面と硬質層の間に介在させた金属
Ｔｉ層によって硬質層の基体表面に対する密着性がきわ
めて高いので、硬質層剥離が原因の切刃欠損の発生がな
く、使用寿命に至るのに対して、金属Ｔｉ層の形成がな
い比較被覆切削チップ１〜３は、比較的短時間で切刃に
欠損が発生し、使用寿命に至ることが明らかである。
９は、いずれも基体表面と硬質層の間に介在させた金属
Ｔｉ層によって硬質層の基体表面に対する密着性がきわ
めて高いので、硬質層剥離が原因の切刃欠損の発生がな
く、使用寿命に至るのに対して、金属Ｔｉ層の形成がな
い比較被覆切削チップ１〜３は、比較的短時間で切刃に
欠損が発生し、使用寿命に至ることが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆ＣＢＮ基超高圧焼結
材料は、基体に対する硬質層の密着性がきわめて高いの
で、鋳鉄やＦｅ基焼結合金の高速での仕上切削に切削工
具として使用した場合に硬質層が剥離することがなく、
著しく長期に亘ってすぐれた切削性能を発揮するのであ
る。
材料は、基体に対する硬質層の密着性がきわめて高いの
で、鋳鉄やＦｅ基焼結合金の高速での仕上切削に切削工
具として使用した場合に硬質層が剥離することがなく、
著しく長期に亘っ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】 結合相形成成分として、Ｃｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、
およびＮｉのうちの１種または２種以上：５〜２０容量
％を含有し、残りが立方晶窒化ほう素と不可避不純物か
らなる組成を有する立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料
基体の表面に、 平均層厚：０．０５〜０．５μｍ未満の金属Ｔｉ層を介
して、 Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちのいずれ
かからなる平均層厚：１〜１０μｍの硬質層を被覆して
なる切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251882A JPH0725619B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251882A JPH0725619B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196084A true JPH0196084A (ja) | 1989-04-14 |
| JPH0725619B2 JPH0725619B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=17229343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62251882A Expired - Lifetime JPH0725619B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | 切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725619B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0695731A1 (en) | 1994-08-01 | 1996-02-07 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Super hard composite material for tools |
| EP0709353A2 (en) | 1994-10-27 | 1996-05-01 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Hard composite material for tools |
| EP0714719A1 (en) | 1994-12-01 | 1996-06-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Sintered body insert for cutting and method of manufacturing the same |
| EP1186580A2 (en) | 2000-08-31 | 2002-03-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | A cutting tool of a surface-coated boron nitride sintered compact |
| US6599062B1 (en) | 1999-06-11 | 2003-07-29 | Kennametal Pc Inc. | Coated PCBN cutting inserts |
| US6623850B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-09-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Tool of a surface-coated boron nitride sintered compact |
| US6635593B1 (en) * | 1999-02-12 | 2003-10-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High strength sintered impact having excellent resistance to cratering |
| US6737178B2 (en) | 1999-12-03 | 2004-05-18 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Coated PCBN cutting tools |
| US8507082B2 (en) | 2011-03-25 | 2013-08-13 | Kennametal Inc. | CVD coated polycrystalline c-BN cutting tools |
| US9028953B2 (en) | 2013-01-11 | 2015-05-12 | Kennametal Inc. | CVD coated polycrystalline c-BN cutting tools |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819428A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-04 | Nippon Steel Corp | 熱間押出合金材の製造方法 |
| JPS61183187A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-15 | 住友電気工業株式会社 | 被覆硬質焼結体 |
| JPS62208803A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-14 | Mitsubishi Metal Corp | 表面被覆硬質合金製切削工具 |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP62251882A patent/JPH0725619B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP0709353A3 (en) * | 1994-10-27 | 1998-10-28 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Hard composite material for tools |
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| EP1186580A3 (en) * | 2000-08-31 | 2002-07-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | A cutting tool of a surface-coated boron nitride sintered compact |
| US6620491B2 (en) | 2000-08-31 | 2003-09-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Tool of a surface-coated boron nitride sintered compact |
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| KR100801862B1 (ko) * | 2000-08-31 | 2008-02-12 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 표면 피복된 질화 붕소 소결체 공구 |
| US8507082B2 (en) | 2011-03-25 | 2013-08-13 | Kennametal Inc. | CVD coated polycrystalline c-BN cutting tools |
| US9028953B2 (en) | 2013-01-11 | 2015-05-12 | Kennametal Inc. | CVD coated polycrystalline c-BN cutting tools |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0725619B2 (ja) | 1995-03-22 |
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