JPS6240340A - 切削工具用ダイヤモンド系焼結材料 - Google Patents
切削工具用ダイヤモンド系焼結材料Info
- Publication number
- JPS6240340A JPS6240340A JP17875085A JP17875085A JPS6240340A JP S6240340 A JPS6240340 A JP S6240340A JP 17875085 A JP17875085 A JP 17875085A JP 17875085 A JP17875085 A JP 17875085A JP S6240340 A JPS6240340 A JP S6240340A
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- JP
- Japan
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- diamond
- cutting
- particle size
- sintered material
- toughness
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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、丁ぐれた耐摩耗性と靭性とを具備し、特に
炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金や焼結
高速度鋼などの硬質合金の切削に切削工具として用いる
のに適したダイヤモンド系 □焼結材料に関するもの
である。
炭化タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金や焼結
高速度鋼などの硬質合金の切削に切削工具として用いる
のに適したダイヤモンド系 □焼結材料に関するもの
である。
［従来の技術］
従来、切削工具として、
（ａｌ 結合相形成成分の主体が鉄族金属などからな
り、残りの分散相がダイヤモンドからなるダイヤモンド
基焼結材料。
り、残りの分散相がダイヤモンドからなるダイヤモンド
基焼結材料。
（ｈ） 同じく結合相形成成分として鉄族金属やＭな
どを含有し、残りの分散相が立方晶窒化ほう素（以下Ｃ
ＢＮで示す）からなるＣＢＮ基焼結材料。
どを含有し、残りの分散相が立方晶窒化ほう素（以下Ｃ
ＢＮで示す）からなるＣＢＮ基焼結材料。
（ｃ） ほう素またはほう化物： ｏ、ｏｏｓ 〜ｏ
、ｘｓＬＭ。
、ｘｓＬＭ。
ダイヤモンド＝７０へ９５９５、
を含有し、残りが結合相形成成分としてのＦｅ 、 Ｎ
ｉ 。
ｉ 。
Ｃｏ 、およびＣｒのうちの１種または２種以上からな
る組成（以上容量％、以下％は容１］％を示す）を有す
るダイヤモンド基焼結材料。
る組成（以上容量％、以下％は容１］％を示す）を有す
るダイヤモンド基焼結材料。
以上（ａｌ〜（Ｃ）の焼結材料が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記ｆａ）および（ｈ）の焼結材料は、靭性に
丁ぐれるものの１ＩＩＩｔ摩耗性（＝劣るものであり、
一方上記（Ｃ）の焼結材料は、耐摩耗性に丁ぐれるもの
の靭ｌ／ｌに劣るものであり、このＴこめ、これらの焼
結材料を、近年用途の増大（二伴い、増々切削加工の必
要性が増しているＷＣＣ超超硬合金焼結高速度鋼などの
硬質合金の切削（：切削工具として用いた場合、上記ｆ
ａｌおよび（ｈ）の焼結材料では摩耗が激しく、一方上
記ｆｃ）の焼結材料では切刃にチッピングを起し易く、
いずれも比較的短かい使用寿命しか示さないのが現状で
ある。
丁ぐれるものの１ＩＩＩｔ摩耗性（＝劣るものであり、
一方上記（Ｃ）の焼結材料は、耐摩耗性に丁ぐれるもの
の靭ｌ／ｌに劣るものであり、このＴこめ、これらの焼
結材料を、近年用途の増大（二伴い、増々切削加工の必
要性が増しているＷＣＣ超超硬合金焼結高速度鋼などの
硬質合金の切削（：切削工具として用いた場合、上記ｆ
ａｌおよび（ｈ）の焼結材料では摩耗が激しく、一方上
記ｆｃ）の焼結材料では切刃にチッピングを起し易く、
いずれも比較的短かい使用寿命しか示さないのが現状で
ある。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、丁ぐれ
た耐摩耗性と靭性な兼ね備え、かつこれらの特性が要求
される硬質合金の切削に切削工具として用いるのに適し
た焼結材料を開完了べく研究を行なった結果、 原料粉末として、平均粒径：１０μｍ以上を有するダイ
ヤモンド粉末、同５μｍ以下の高圧相窒化ほう素粉末（
窒化ほう素（＝は、結晶構造が立方晶、ウルツ鉱型、お
よび斜方晶のものがあるが、ここでいう高圧相窒化ほう
素は立方晶およびウルツ鉱型のものをいい、以下それぞ
れＣＢＮおよびＷＢＮで示す）、および結合相形成成分
としての０．１〜２０μｍの範囲内の所定の平均粒径な
有するＮＬ粉末、Ｃｏ粉宋、Ｆｅ粉末、およびＣｒ粉末
（以下、これらを総称して結合相形成金属粉末という）
を用い、これら原料粉末を、ダイヤモンド粉末に、結合
相形成金属粉末のうちの１種または２種以上：２〜１０
％、 ＣＢＮ粉宋およびＷＢＮ粉末のうちの１種または２種：
５〜５０％、 を配合し、さらに必要；；応じて、原料粉末として用意
したＭ粉末二〇、２〜５ＬＭ。
た耐摩耗性と靭性な兼ね備え、かつこれらの特性が要求
される硬質合金の切削に切削工具として用いるのに適し
た焼結材料を開完了べく研究を行なった結果、 原料粉末として、平均粒径：１０μｍ以上を有するダイ
ヤモンド粉末、同５μｍ以下の高圧相窒化ほう素粉末（
窒化ほう素（＝は、結晶構造が立方晶、ウルツ鉱型、お
よび斜方晶のものがあるが、ここでいう高圧相窒化ほう
素は立方晶およびウルツ鉱型のものをいい、以下それぞ
れＣＢＮおよびＷＢＮで示す）、および結合相形成成分
としての０．１〜２０μｍの範囲内の所定の平均粒径な
有するＮＬ粉末、Ｃｏ粉宋、Ｆｅ粉末、およびＣｒ粉末
（以下、これらを総称して結合相形成金属粉末という）
を用い、これら原料粉末を、ダイヤモンド粉末に、結合
相形成金属粉末のうちの１種または２種以上：２〜１０
％、 ＣＢＮ粉宋およびＷＢＮ粉末のうちの１種または２種：
５〜５０％、 を配合し、さらに必要；；応じて、原料粉末として用意
したＭ粉末二〇、２〜５ＬＭ。
を配合し、これら原料粉末を、通常の条件で、混合し、
圧粉体（ニブレス成形し、さらに超高圧焼結すると、分
散相を構成するＣＢＮおよびＷＢＮのうちの１種または
２種（以下、これらを総称して高圧相ＢＮという）の平
均粒径が５μｍ以下にして、ダイヤモンドの５０％以上
が１０−１００μｍの範囲内の粒径を有する粒度分布を
もち、かつダイヤモンドが網目状のスケルトン組織を構
成するダイヤモンド系焼結材料が得られ、この結果のダ
イヤモンド系焼結材料は、丁ぐれた耐摩耗性と靭性な有
し、これらの特性が要求される硬質合金の切削に切削工
具として用いた場合に丁ぐれた切削性能を発揮するとい
う知見を得たのである。
圧粉体（ニブレス成形し、さらに超高圧焼結すると、分
散相を構成するＣＢＮおよびＷＢＮのうちの１種または
２種（以下、これらを総称して高圧相ＢＮという）の平
均粒径が５μｍ以下にして、ダイヤモンドの５０％以上
が１０−１００μｍの範囲内の粒径を有する粒度分布を
もち、かつダイヤモンドが網目状のスケルトン組織を構
成するダイヤモンド系焼結材料が得られ、この結果のダ
イヤモンド系焼結材料は、丁ぐれた耐摩耗性と靭性な有
し、これらの特性が要求される硬質合金の切削に切削工
具として用いた場合に丁ぐれた切削性能を発揮するとい
う知見を得たのである。
この発明は、上記知県にもとづいてなされたものであっ
て、 結合相形成金属のうちの１種または２種以上：２〜１０
％、 高圧相ＢＮ：５へ５０％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｍ： ０．２〜５％、 を含有し、残りがダイヤモンドと不可避不純物からなる
組成を灯し、かつ分散相を構成する高相圧ＢＮの平均粒
径が５μｍ以下にして、ダイヤモンドの５０％以上が１
０〜１００μｍの範囲内の粒径を有する粒度分布をもち
、さらにダイヤモンドは網目状のスケルトン組織を構成
する、耐摩耗性および靭性のすぐれた切削工具用ダイヤ
モンド系焼結材料に特徴を有するものである。゛ つぎ（二、この発明の焼結材料（＝おいて、成分組成お
よび粒度分布を上記の通りに限定しり印出を説明する。
て、 結合相形成金属のうちの１種または２種以上：２〜１０
％、 高圧相ＢＮ：５へ５０％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｍ： ０．２〜５％、 を含有し、残りがダイヤモンドと不可避不純物からなる
組成を灯し、かつ分散相を構成する高相圧ＢＮの平均粒
径が５μｍ以下にして、ダイヤモンドの５０％以上が１
０〜１００μｍの範囲内の粒径を有する粒度分布をもち
、さらにダイヤモンドは網目状のスケルトン組織を構成
する、耐摩耗性および靭性のすぐれた切削工具用ダイヤ
モンド系焼結材料に特徴を有するものである。゛ つぎ（二、この発明の焼結材料（＝おいて、成分組成お
よび粒度分布を上記の通りに限定しり印出を説明する。
工 成分組成
（ａ） 結合相形成金属
これらの成分には、ダイヤモンドと高圧相ＢＮの粒子間
に廻り込んで焼結性を向上させるほか、焼結材料の靭性
な向上させる作用があるが、その含有量が１％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が１
０％をｉえると、スケルトン組織の形成が困雌となって
耐摩耗性が劣化するようになることから、その含有量を
２〜１０％と定めに。
に廻り込んで焼結性を向上させるほか、焼結材料の靭性
な向上させる作用があるが、その含有量が１％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が１
０％をｉえると、スケルトン組織の形成が困雌となって
耐摩耗性が劣化するようになることから、その含有量を
２〜１０％と定めに。
（ｈ） 高圧相ＢＮ
これらの成分は、高硬度および高耐熱性を有し、素地中
に微細に分散して焼結材料の靭性化並び：：硬質化に寄
与する作用をもつが、その含有量が５％未満では前記作
用を十分（二Ｑｆｍさせることができず、一方その含有
量が５０％を越えると相７＋的（＝ダイヤモンドの含有
量が少なくなり丁ぎて所望のすぐれた耐摩耗性を確保す
ることができなくなることから、その含有量を５〜５０
％と定めた。
に微細に分散して焼結材料の靭性化並び：：硬質化に寄
与する作用をもつが、その含有量が５％未満では前記作
用を十分（二Ｑｆｍさせることができず、一方その含有
量が５０％を越えると相７＋的（＝ダイヤモンドの含有
量が少なくなり丁ぎて所望のすぐれた耐摩耗性を確保す
ることができなくなることから、その含有量を５〜５０
％と定めた。
なお、切削速度の速い切削条件下ではＣＢＮが有効に作
用し、一方切削速度は遅いが、切込み量が大きい切削条
件ではＷＢＮが有効；二作用することから、これらの切
削条件に応じてＣＢＮとＷＢＮを使い分けてもよいが、
これらの両成分を共存させると、いずれの切削条件下で
も一段と切削性能が同上下るよ５：：なる。
用し、一方切削速度は遅いが、切込み量が大きい切削条
件ではＷＢＮが有効；二作用することから、これらの切
削条件に応じてＣＢＮとＷＢＮを使い分けてもよいが、
これらの両成分を共存させると、いずれの切削条件下で
も一段と切削性能が同上下るよ５：：なる。
（ｃ） ＡＪ
この成分は、結合相形成金属と結合して合金や金属間化
合物などを形成し、もってダイヤモンドの異常な粒成長
を抑制するほか、粒子間結合を強化して焼結材料の靭性
な一段と向上させる作用をもつので、必要に応じて含有
させるが、その含有量が０．２％未満では前記作用に所
望の向上効果が得られず、一方その含有量が５％を越え
ると、耐摩耗性が劣化するようになることから、その含
有量を０．２〜５９６と定めた。
合物などを形成し、もってダイヤモンドの異常な粒成長
を抑制するほか、粒子間結合を強化して焼結材料の靭性
な一段と向上させる作用をもつので、必要に応じて含有
させるが、その含有量が０．２％未満では前記作用に所
望の向上効果が得られず、一方その含有量が５％を越え
ると、耐摩耗性が劣化するようになることから、その含
有量を０．２〜５９６と定めた。
■ 粒度分布
成分組成が上記の条件を満足しても、高圧相ＢＮの平均
粒径が５μｍｆｒ：越えると靭性が劣化するよう：二な
り、さらに同じくダイヤモンドの粒度分布（二関しても
、その５０％以上のものが１０μｍ未満の細粒分布では
ダイヤモンド同志の粒子間結合が低く、耐摩耗性向上に
欠くことのできないスケルトン組織を形成するのが固層
であり、一方その５０９６以上が１００μｍを越えた粒
度分布（：なると、焼結材料の靭性が劣化するようにな
るものであり、したがって、丁ぐれた耐摩耗性と髄性を
確保する目的で、高圧相ＢＮの平均粒径を１０μｍ以下
、ダイヤモンドの５０％以上が１０〜１００μｍの範囲
内の粒径なもつ粒度分布（二定めた。
粒径が５μｍｆｒ：越えると靭性が劣化するよう：二な
り、さらに同じくダイヤモンドの粒度分布（二関しても
、その５０％以上のものが１０μｍ未満の細粒分布では
ダイヤモンド同志の粒子間結合が低く、耐摩耗性向上に
欠くことのできないスケルトン組織を形成するのが固層
であり、一方その５０９６以上が１００μｍを越えた粒
度分布（：なると、焼結材料の靭性が劣化するようにな
るものであり、したがって、丁ぐれた耐摩耗性と髄性を
確保する目的で、高圧相ＢＮの平均粒径を１０μｍ以下
、ダイヤモンドの５０％以上が１０〜１００μｍの範囲
内の粒径なもつ粒度分布（二定めた。
つぎに、この発明の焼結材料を実施例：二より具体的に
説明下る。
説明下る。
宋、およびＷＢＮ粉末、さらに結合相形成金属粉末とし
ていずれも１μｍの平均粒径を有するＮｉ粉末、Ｆｅ粉
末、Ｃｒ粉末、並びに同０．１ ｐ ｍのＣｏ粉末、同
１μｍのＭ粉末を用意し、これら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、ボールミルにて１０
時間の混合を行なった後、２ｔｏｎ／−の圧力にて圧粉
体（ニブレス成形し、ついでこの圧粉体を、ベルト型超
高圧装はに装入し、ＷＣＣ超超硬合金Ｃｏ：１０市＋ｉ
％含有）と重ね合わせた状態で、温度： １６００℃、
圧カニ６．５ＧＰａ、保持時間：１０分の条件で超高圧
焼結し、冷却・除圧することによって、実質的（二配合
組成と同一の成分組成をもった本発明焼結材料１〜１８
および従来焼結材料１，２をそれぞれ製造した。
ていずれも１μｍの平均粒径を有するＮｉ粉末、Ｆｅ粉
末、Ｃｒ粉末、並びに同０．１ ｐ ｍのＣｏ粉末、同
１μｍのＭ粉末を用意し、これら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、ボールミルにて１０
時間の混合を行なった後、２ｔｏｎ／−の圧力にて圧粉
体（ニブレス成形し、ついでこの圧粉体を、ベルト型超
高圧装はに装入し、ＷＣＣ超超硬合金Ｃｏ：１０市＋ｉ
％含有）と重ね合わせた状態で、温度： １６００℃、
圧カニ６．５ＧＰａ、保持時間：１０分の条件で超高圧
焼結し、冷却・除圧することによって、実質的（二配合
組成と同一の成分組成をもった本発明焼結材料１〜１８
および従来焼結材料１，２をそれぞれ製造した。
つぎに、この結果得られた本発明焼結材料１〜１８およ
び従来焼結材料１．２について、高圧相ＢＮの平均粒径
、および１０〜１００μｍの範囲内の粒径を有下るダイ
ヤモンドのダイヤモンド（二重める割合を測定し、かつ
組織を観察し、さら（＝、これより研削研摩仕上げによ
り切削チップを切出し、 。
び従来焼結材料１．２について、高圧相ＢＮの平均粒径
、および１０〜１００μｍの範囲内の粒径を有下るダイ
ヤモンドのダイヤモンド（二重める割合を測定し、かつ
組織を観察し、さら（＝、これより研削研摩仕上げによ
り切削チップを切出し、 。
被削材：ＷＣＣ超超硬合金Ｃｏ：２０重１硬％含有）、
切削速度： １５ｍ／ｍｉｎ 。
切削速度： １５ｍ／ｍｉｎ 。
切込み：０．５ｍ。
送り： ０．１ ｖａｎ ／ ｒｅｖ 。
の条件での連続切削試験、並びに、
禎削材：焼結高速度饋（硬さ：ＨＲＣ７０）、切削速度
： ３０ ｍ／ｍｉｎ 。
： ３０ ｍ／ｍｉｎ 。
切込み：１間、
送り： ０．２ ｒｕ／ ｒｅｖ、、
の条件での連続切削試験を行ない、いずれの試験でも切
刃の逃げ面摩耗が０．２ ｍに到るまでの切削時間を測
定した。これらの結果を第１表（−示した。
刃の逃げ面摩耗が０．２ ｍに到るまでの切削時間を測
定した。これらの結果を第１表（−示した。
第１表に示される結果から、本発明焼結材料１〜１８は
、いずれも従来ＣＢＮ基焼結材料および従来ダイヤモン
ド基焼結材料からなる従来焼結材料１．２１ニー比して
丁ぐれた切削性能を発揮し、長い切削寿命を示すことが
明ら１・である。
、いずれも従来ＣＢＮ基焼結材料および従来ダイヤモン
ド基焼結材料からなる従来焼結材料１．２１ニー比して
丁ぐれた切削性能を発揮し、長い切削寿命を示すことが
明ら１・である。
上述のよう（＝、この発明の焼結材料は、丁ぐれた耐摩
耗性と靭註を有するので、これらの特性が要求されるＷ
ＣＣ超超硬合金焼結高速度鋼などの硬質合金の切削に切
削工具として用いた場合に、丁ぐれた切削性能を長期に
亘って発揮するのである。
耗性と靭註を有するので、これらの特性が要求されるＷ
ＣＣ超超硬合金焼結高速度鋼などの硬質合金の切削に切
削工具として用いた場合に、丁ぐれた切削性能を長期に
亘って発揮するのである。
Claims (2)
- （１）Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、およびＣｒのうちの１種また
は２種以上：２〜１０％、 高圧相窒化ほう素：５〜５０％、 を含有し、残りがダイヤモンドと不可避不純物からなる
組成（以上容量％）を有し、かつ、分散相を構成する高
圧相窒化ほう素の平均粒径が５μｍ以下にして、ダイヤ
モンドの５０％以上が１０〜１００μｍの範囲内の粒径
を有する粒度分布をもち、さらにダイヤモンドは網目状
のスケルトン組織を構成することを特徴とする耐摩耗性
および靭性のすぐれた切削工具用ダイヤモンド系焼結材
料。 - （２）Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、およびＣｒのうちの１種また
は２種以上：２〜１０％、 高圧相窒化ほう素：５〜５０％、 を含有し、さらに、 Ｍ：０．２〜５％ を含有し、残りがダイヤモンドと不可避不純物からなる
組成（以上容量％）を有し、かつ、分散相を構成する高
圧相窒化ほう素の平均粒径が５μｍ以下にして、ダイヤ
モンドの５０％以上が１０〜１００μｍの範囲内の粒径
を有する粒度分布をもち、さらにダイヤモンドは網目状
のスケルトン組織を構成することを特徴とする耐摩耗性
および靭性のすぐれた切削工具用ダイヤモンド系焼結材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17875085A JPS6240340A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 切削工具用ダイヤモンド系焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17875085A JPS6240340A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 切削工具用ダイヤモンド系焼結材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240340A true JPS6240340A (ja) | 1987-02-21 |
| JPS6331538B2 JPS6331538B2 (ja) | 1988-06-24 |
Family
ID=16053932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17875085A Granted JPS6240340A (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 切削工具用ダイヤモンド系焼結材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6240340A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018074275A1 (ja) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
| WO2018088174A1 (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
| WO2018092195A1 (ja) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
| WO2019039037A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6203897B1 (en) * | 1993-09-24 | 2001-03-20 | The Ishizuka Research Institute, Ltd. | Sintered composites containing superabrasive particles |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP17875085A patent/JPS6240340A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018074275A1 (ja) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
| WO2018088174A1 (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
| WO2018092195A1 (ja) * | 2016-11-15 | 2018-05-24 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
| KR20180088454A (ko) * | 2016-11-15 | 2018-08-03 | 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 | 절삭 공구 |
| CN108430681A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-08-21 | 住友电工硬质合金株式会社 | 切削工具 |
| JPWO2018092195A1 (ja) * | 2016-11-15 | 2019-02-28 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 切削工具 |
| EP3375554A4 (en) * | 2016-11-15 | 2019-10-16 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | CUTTING TOOL |
| US10717134B2 (en) | 2016-11-15 | 2020-07-21 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Cutting tool |
| WO2019039037A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | 住友電気工業株式会社 | 複合焼結体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6331538B2 (ja) | 1988-06-24 |
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