JPS6035979B2 - 高硬度焼結体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＣＢＮおよび／またはＷＢＮが結合材ととも
に高温高圧下で凝結されるようにした高硬度競結体に関
し、特に高温特性、抗圧力、轍性等を改善することによ
り、切削、ダイス等の工具に好適するようにしたもので
ある。

従来、この種の高硬度暁綾体は一般に燐入れ処理された
高硬度を有する材料例えば、ダイス鋼、高速度鋼などの
切削に適用されている。

しかしながら、高硬度焼結体には、一般に高温特性、抗
圧力、鋤性等に難点があることから、必ずしも満足すべ
き結果が得られておらず、競結方法、結合材組成等の観
点から改善が要求されている。

本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、結合材には
、ＴＩＣ系，ＡＩ系の成分，Ｍｏおよび／またはＮｂの
第１群、Ｃｏおよび／またはＮｉの第２群、Ｔｉ，Ｚｒ
およびＨｆの単独または複合からなる第３群の成分が含
まれることにより、従来問題とされていた高温特性、抗
圧力、靭性等の改善が得られるようにしたものである。

以下、本発明高硬度焼結体の−実施例について図を参照
しながら説明する。第１図および第２図において、１は
、高硬度競絹体であり、ＣＢＮおよび／またはＷＢＮの
微粉末が高温高圧下で結合材とともに競結されたもので
ある。

この高硬度暁給体１は、第１図では、バイトホルダー２
の切欠段部３内に直薮ろう付けされたものが示されてい
る。

また、第２図では、高硬度焼結体１は、超硬合金、高速
度鋼からなる基台４上で、高温高圧下の暁結時に固着さ
れるものであり、この基台４を介して前記バイトホルダ
ー２の切欠段部３にろう付けされる。なお、この高硬度
競結体１のＣＢＮおよび／またはＷＢＮの含有量は、一
般的には４０〜９５重童％（以下％という）であり、好
ましくは５０〜９０％である。

また、残りの５〜６０％は結合材であり、この結合材‘
ムＴＩＣ系，ＡＩ系の成分，Ｍｏおよび／またはＮｂの
第１群、Ｃｏおよび／またはＮｉの第２群、Ｔｉ，Ｚｒ
およびＨｆの単独または複合からなる第３群の成分を含
有する。

この場合、ＴＩＣ系の成分は、結合村中の３０〜７０％
を占め、ＴＩＣ単独またはそのうちの２０〜５０％をＷ
Ｃ，Ｍｏ２Ｃ，ＴａＣ，Ｎ比，ＳＩＣ等の炭化物、Ｍｒ
２Ｎ，ＮｂＮ，ＴＩＮ，Ｓｉ４Ｎ３等の窒化物、Ｔｉ＆
，ＺｒＢ２等の棚化物、り２０３等の酸化物で置換した
ものである。山系の成分は結合材中の５〜４０％でＡＩ
合金またはＡＩの化合物からなるものである。この例と
しては、ＴｊＡ１，ＮｉＡ１，ＡＩＮ，Ｔａ３ＡＩ８，
Ｎｉ３山２などがあげられる。さらに、第１群から第３
群の成分は、結合材中の２〜２０％をそれぞれ含むもの
である。

そしてこれらの成分は、予め、合金または金属間化合物
にしておけば、単体の金属よりも融点が低下する性質を
もっているため、競結温度の低下に寄与する。なお、前
記第３群の成分は、出発原料としてはＴｉＨｘ，ＺｒＨ
ｘおよびＨｆＨｘ（１≦Ｘ≦２）の単独または複合を利
用すると好都合である。

これらのＴｉＨｘ等は、前処理工程において、活性な水
素が清浄化作用をなすとともに、これに伴って生成され
る活性なＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆが高強度の結合助材として作
用するためである。すなわち、これらの水素化物との混
合物を例えば１０００ｏ０，１０‐５脚Ｈｇで前処理す
ることにより、活性な水素がＣＢＮ等の他物質の表面を
清浄化し、かつこれに伴って同時に生成するＴｉ．Ｚｒ
，Ｈｆが殆んど原子状になってその他の結合材とＣＢＮ
等との間で結合功材としての働きをなすためである。こ
のような成分組成である結合材は、ＴＩＣ系の成分が結
合相の硬さ特に高温硬さを増加させ、また耐熱、耐摩耗
性を高めるとともに被削材との耐化学反応性も改善する
。

また、第１群〜第３群および川系の成分は、ＣＢＮ，Ｔ
ＩＣ等の表面をよく濡らし、結合強度を高める作用をな
すものである。

しかし、量的に多くなりすぎると、金属的性質が強くな
り切削性能を劣化させる。〔実施例 １〕 実施例１は、ＣＢＮ，ＷＢＮをそれぞれ単独にしたもの
について、実験例１〜実験例６まで配合組成、製造条件
を表示したものである。

この場合実験例２にみられるＴＩＣ系のものは、Ａ，Ｂ
，Ｃ，○の四つの場合に分けてそれぞれ製作したもので
ある。また、第２表は、第１表に基づき得られた試料で
切削試験をした結果である。

なお、実験例２のものについては、前述したＡ〜○の場
合における切削試験結果である。そして、比較のため市
販品を同一条件で切削したときのフランク摩耗を示した
。これらの結果からも判るように一部にほメー同等の場
合がみられたが、大部分は優れていることが判明した。
なお、実験例５については、０．２肋のＣｕ線の伸線用
のダイスに適用したが良好な成積が得られた。

言 泰 蟻 第 ２ 表 （実施例２） ※ ＣＢＮ９０多十結合材（Ｎｉ＋Ａ乙）１０多からな
る市販品により、切削した。

被削材および切削条件は、本発明品と同一。〔実施例
２〕 実施例２は、ＣＢＮおよびＷＢＮの両者が含まれるうに
したもので、その配合組成、製造条件等については、第
３表に表示されている。

また、第３表に基づき得られた試料で切削試験をしたが
第４表に示れている。

第４表の場合についても、市販品と同一切削条件でフラ
ンク摩耗の比較をしたが、いずれも本発明品の方が少な
く効果が顕著であった。

さらに断続切削を探り入れた試験をした場合についても
良好な結果が得られ、フライスへの適用も加能であるこ
とが判明した。なお、実施例１，実施例２および他の実
験例でＴｉＨｘ，ＺｒＨｘおよびＨｆＨｘの単独又は複
合について×の数値を種々変更して実験した結果では、
ＩＳＸミ２の範囲が最も好適することも判明した。

第 ３ 表（実施例２）第 ４ 表（実施例２） ※ ＣＢＮ９０※十結合材（Ｎｉ＋Ａ乙）１０多からな
る市販品により切削した。

被切削材および切削条件は、本発明品と同一。本発明は
、以上説明したように、結合材の成分組成を特定したも
のであるから、高硬度焼結体の高温特性、抗圧力、籾性
等が改善され、この結果切削工具、ダイス等に好適する
という利点を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明高硬度焼結体の一実施例について、バ
イトホルダーにろう付けしたものを示す斜視図、第２図
は、変形例を示す斜視図である。 １・・・・・・高硬度焼結体、２・…・・バイトホルダ
ー、４・・・・・・基台。 矛２図 矛／図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ＣＢＮおよび／またはＷＢＮを４０〜９５重量％（
   以下％という）、残りの５〜６０％を結合材とし、この
   結合材はＴｉＣ系，Ａｌ系の成分、Ｍｏおよび／または
   Ｎｂの第１群、Ｃｏおよび／またはＮｉの第２群、Ｔｉ
   ，ＺｒおよびＨｆの単独または複合からなる第３群が含
   まれるようにした高硬度焼結体において、 前記ＴｉＣ
   系の成分は、結合材中の３０〜７０％で、ＴｉＣを単独
   またはそのうちの２０〜５０％をＷＣ，Ｍｏ＿２Ｃ，Ｔ
   ａＣ，ＮｂＣ，ＳｉＣの炭化物、Ｍｒ＿２Ｎ，ＮｂＮ，
   ＴｉＮ，Ｓｉ＿４Ｎ＿３の窒化物、ＴｉＢ＿２，ＺｒＢ
   ＿２の硼化物、およびＡｌ＿２Ｏ＾３から選ばれた１種
   又は２種以上で置換したものからなり、 前記Ａｌ系の
   成分は、結合材中の５〜４０％でＮｉＡｌ，ＴｉＡｌ，
   ＡｌＮ，Ｔａ＿３Ａｌ＿５，Ｎｉ＿３Ａｌ＿２からなり
   、 前記第１群、第２群および第３群は、それぞれ結合
   材中の２〜２０％の範囲で含まれていることを特徴とす
   る高硬度焼結体。