JPS63203743A - 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 - Google Patents
耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法Info
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- JPS63203743A JPS63203743A JP62035723A JP3572387A JPS63203743A JP S63203743 A JPS63203743 A JP S63203743A JP 62035723 A JP62035723 A JP 62035723A JP 3572387 A JP3572387 A JP 3572387A JP S63203743 A JPS63203743 A JP S63203743A
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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、工具材料等に適した耐摩耗性の窒化チタン
系サーメットに関するものである。
系サーメットに関するものである。
［従来の技術］
ＴｉＣ基サーメットは、炭化物ＴＩＣの特性を生かした
耐摩耗焼結合金として知られている。
耐摩耗焼結合金として知られている。
しかしこのサーメットは高硬度なるが故に靭性に乏しく
、切削用工具材料として使用した場合、しばしばチッピ
ング破損の問題を生じた。このため、ＴｉＣ基サーメッ
トに：、Ｔ ｉ Ｎを添加した窒化チタン系サーメット
が用いられている。
、切削用工具材料として使用した場合、しばしばチッピ
ング破損の問題を生じた。このため、ＴｉＣ基サーメッ
トに：、Ｔ ｉ Ｎを添加した窒化チタン系サーメット
が用いられている。
この窒化チタン系サーメットは、従来、真空あるいは不
活性ガス雰囲気高温炉により焼結体が得られていた。
活性ガス雰囲気高温炉により焼結体が得られていた。
［発明が解決しようとする問題点］
窒化チタン系サーメットを得るためＴ：Ｃ粉末にＴｉＮ
粉末を添加した場合、他成分への各々の固溶率の違いか
ら焼結体内部に遊離窒素ガスを生じ、合金組織中に内部
ボアを発生する。
粉末を添加した場合、他成分への各々の固溶率の違いか
ら焼結体内部に遊離窒素ガスを生じ、合金組織中に内部
ボアを発生する。
このため、焼結体の靭性は著しく低下し、ＴｉＮのもつ
靭性、耐熱衝撃性を充分発揮することができなかった。
靭性、耐熱衝撃性を充分発揮することができなかった。
かかる焼結における現象については種々の研究報告がな
され、以下の事象が明らかとなっている。
され、以下の事象が明らかとなっている。
まず、焼結開始後１２８０℃でＮｔ−”ｒｒ−ｃの三元
共晶の液相が発生し、１３０７℃を越えると、Ｎ１−Ｔ
ｌＮ−Ｔｉｅ共存域ではＴｉ（Ｃ，Ｎ）固溶相が出現し
、それまで存在していたＮｉ−ＴｉＣ液相中へのＴｉＮ
溶解が始まり、熱的に安定でおるＴｉ（Ｃ，Ｎ）固溶体
−ＴｉＣ共晶液中に溶解し難いＴｉＮからの脱窒素ガス
が圧粉体内に残存して、内部ボアとなるのである。
共晶の液相が発生し、１３０７℃を越えると、Ｎ１−Ｔ
ｌＮ−Ｔｉｅ共存域ではＴｉ（Ｃ，Ｎ）固溶相が出現し
、それまで存在していたＮｉ−ＴｉＣ液相中へのＴｉＮ
溶解が始まり、熱的に安定でおるＴｉ（Ｃ，Ｎ）固溶体
−ＴｉＣ共晶液中に溶解し難いＴｉＮからの脱窒素ガス
が圧粉体内に残存して、内部ボアとなるのである。
そこで内部ボアの発生のない焼結体が望まれている。
［問題点を解決するための手段］
この発明は、上記問題点を解決するためのもので、Ｔ
ｉ Ｃ−Ｔ １Ｎ−ＷＣ−ＴａＣの四元系固溶粉末７０
〜８０ｗｔ％とＣｏとＮｉよりなる結合相金属１０〜２
０ｗｔ％およびＭＯ２Ｇ２０〜５ｗｔ％よりなる材料を
真空焼結してなるサーメットであって、前記固溶粉末の
組成は、ＴｉＣ５０〜ｅｏｗｔ％、ＴｉＮ１０〜３０ｗ
ｔ％、ＷＣ１０〜３０ｗｔ％、ＴａＣ５〜１５ｗｔ％で
あり、ＣｏとＮｉの組成比は１ ： ０．８〜１．２
の範囲内であることを特徴とする窒化チタン系サーメッ
トである。
ｉ Ｃ−Ｔ １Ｎ−ＷＣ−ＴａＣの四元系固溶粉末７０
〜８０ｗｔ％とＣｏとＮｉよりなる結合相金属１０〜２
０ｗｔ％およびＭＯ２Ｇ２０〜５ｗｔ％よりなる材料を
真空焼結してなるサーメットであって、前記固溶粉末の
組成は、ＴｉＣ５０〜ｅｏｗｔ％、ＴｉＮ１０〜３０ｗ
ｔ％、ＷＣ１０〜３０ｗｔ％、ＴａＣ５〜１５ｗｔ％で
あり、ＣｏとＮｉの組成比は１ ： ０．８〜１．２
の範囲内であることを特徴とする窒化チタン系サーメッ
トである。
すなわち、この発明はＴ ｉ ＣＳＴ ｉ Ｎ ｓ Ｗ
Ｃ５ＴａＣを固溶した形で用いるが、その理由はＴ；
ＣとＴｉＮの固溶化を一度行ったＴｉ （Ｃ。
Ｃ５ＴａＣを固溶した形で用いるが、その理由はＴ；
ＣとＴｉＮの固溶化を一度行ったＴｉ （Ｃ。
Ｎ）固溶粉、すなわち、脱窒素反応の終了した粉末を用
いることにより、ボアの発生を防止するとともに、ＷＣ
とＴ ａ Ｃを同時に固溶しておくことによって、靭性
および高温特性を高めるためである。これらの四成分を
単独あるいは三元系以下の固溶粉の形で用いた場合には
、合金組織中へ微細分散することが難しく、粗大偏析を
生じたり、上述の理由による内部ボアの発生を防ぐこと
ができず靭性が低下する。そして、この四元系固溶粉に
おいて充分な耐摩耗性、高温特性を確保するためには、
Ｔｉ０５０〜６０ｗｔ％、Ｔ ｉ Ｎ １０〜３０ｗｔ
％、ＷＱ１０〜３０ｗｔ％、ＴａＣ５〜１５ｗｔ％の範
囲である必要がある。これ以外の範囲では所期の目的を
達成しない。
いることにより、ボアの発生を防止するとともに、ＷＣ
とＴ ａ Ｃを同時に固溶しておくことによって、靭性
および高温特性を高めるためである。これらの四成分を
単独あるいは三元系以下の固溶粉の形で用いた場合には
、合金組織中へ微細分散することが難しく、粗大偏析を
生じたり、上述の理由による内部ボアの発生を防ぐこと
ができず靭性が低下する。そして、この四元系固溶粉に
おいて充分な耐摩耗性、高温特性を確保するためには、
Ｔｉ０５０〜６０ｗｔ％、Ｔ ｉ Ｎ １０〜３０ｗｔ
％、ＷＱ１０〜３０ｗｔ％、ＴａＣ５〜１５ｗｔ％の範
囲である必要がある。これ以外の範囲では所期の目的を
達成しない。
結合相を形成するＧＯｌＮｉは四元系固溶粉末を用いた
場合に充分な靭性を付与するために、Ｃｏ：Ｎｉの量比
を１ ： ０．８〜１．２ （７）範囲トスる。
場合に充分な靭性を付与するために、Ｃｏ：Ｎｉの量比
を１ ： ０．８〜１．２ （７）範囲トスる。
そして、四元系固溶粉末と結合相金属の組成割合は前者
が７０〜８０ｗｔ％に対し後者は１０〜２０ｗｔである
ものが、切削用工具材料として特に優れたものとなる。
が７０〜８０ｗｔ％に対し後者は１０〜２０ｗｔである
ものが、切削用工具材料として特に優れたものとなる。
ただ、これらの両者はそのままでは濡れ性に劣るので、
この発明では２０〜５ｗｔ％のＭＯ２Ｃを添加して、両
者の濡れ性を改善する。
この発明では２０〜５ｗｔ％のＭＯ２Ｃを添加して、両
者の濡れ性を改善する。
ＭＯ２Ｃがこの範囲を逸脱すると、前記四元系固溶粉末
と結合相金属の効果を十分に発揮せしめることができな
い。
と結合相金属の効果を十分に発揮せしめることができな
い。
［実施例］
以下実施例並びに比較例について説明する。
実施例１
Ｔ ｉ Ｃ３０ｗｔ％、Ｔ ｉ Ｎ２０ｗｔ％、ＷＱ２
０ｗｔ％、ＴａＣｌ０ｗｔ％よりなる平均粒径１．５μ
ｍの固溶粉末７０ｗｔ％と、平均粒径２．ＯｆｌｍのＭ
Ｏ２Ｃ粉１５Ｗ１％および平均粒径１．２μｍ１１のＧ
ｏ粉７．５ｗｔ％と平均粒径２，３μｍのＮｉ粉７．５
ｗｔ％とを用い、これらを振動ボールミルで４０時間粉
砕混合した後、１．５Ｔｂ 粉体に成形し、ついでこの圧粉体をに力１０−２ｍｍＨ
Ｄの真空中、温度１３６０℃に１時間保持の条件で焼結
した。
０ｗｔ％、ＴａＣｌ０ｗｔ％よりなる平均粒径１．５μ
ｍの固溶粉末７０ｗｔ％と、平均粒径２．ＯｆｌｍのＭ
Ｏ２Ｃ粉１５Ｗ１％および平均粒径１．２μｍ１１のＧ
ｏ粉７．５ｗｔ％と平均粒径２，３μｍのＮｉ粉７．５
ｗｔ％とを用い、これらを振動ボールミルで４０時間粉
砕混合した後、１．５Ｔｂ 粉体に成形し、ついでこの圧粉体をに力１０−２ｍｍＨ
Ｄの真空中、温度１３６０℃に１時間保持の条件で焼結
した。
得られたこの発明のサーメットについて、常温硬度（Ｈ
ＲＡ）、高温硬度（６００℃）、常温抗折力を測定した
ところ、それぞれ下記のとおりであった。
ＲＡ）、高温硬度（６００℃）、常温抗折力を測定した
ところ、それぞれ下記のとおりであった。
常温硬度・・・ＨＲＡ９２．０
高温硬度・・・Ｈｖ ８６０（６００℃）常温抗折力・
２００ｋＯｆ／ｍｍ ２ ざらに同材料よりＴＮＰ−３３１の形状をもった切削チ
ップを切出し、下記の条件での連続切削試験を行った。
２００ｋＯｆ／ｍｍ ２ ざらに同材料よりＴＮＰ−３３１の形状をもった切削チ
ップを切出し、下記の条件での連続切削試験を行った。
被削材 ５４５Ｃ（ＨＲＣ２５）
切削速度 １９０ｍ／ｍ ｉ ｎ
切り込み １．５ｍｍ
送り ０．２１１１１ｍ／ｒｐＨｌ切削時間 ６ｍ
１ｎ 結果は下記のとおりであり、靭性、耐摩耗性に優れた材
料であることが分った。
１ｎ 結果は下記のとおりであり、靭性、耐摩耗性に優れた材
料であることが分った。
ノーズ変形量 ０．０４ｍｍ
境界摩耗１ ０．４ｍｍ
実施例２
実施例１において作成したこの発明のサーメットをもっ
て、５ＤＫＮ４２ＺＴＮの形状をもった切削チップを切
出し、下記の条件での断続切削試験を行った。
て、５ＤＫＮ４２ＺＴＮの形状をもった切削チップを切
出し、下記の条件での断続切削試験を行った。
被剛材 ＳＫＳ ３
切削速度 ８８［１１／ｍ ｉ ｎ
切り込み １゜ｓｍｍ
送り ０．１１＋ｎ＋ｎ／ｒｐｍ
切削時間 １６０１１１ ｔ ｎ
結果は下記のとおりであり、耐熱衝撃性に優れた材料で
あることが分った。
あることが分った。
サーマルクラック発生数 ０〜１個
逃げ面摩耗幅 ０．０２１１１［１１実施例
３ 実施例１と同じ固溶粉末７５ｗｔ％と、ＭＯ２Ｇ粉１ｏ
ｗｔ％、Ｎ１粉７．５ｗｔ％、Ｃｏ粉７．５１＃ｔ％と
を用い、実施例１と同様にしてこの発明のサーメットを
得た。
３ 実施例１と同じ固溶粉末７５ｗｔ％と、ＭＯ２Ｇ粉１ｏ
ｗｔ％、Ｎ１粉７．５ｗｔ％、Ｃｏ粉７．５１＃ｔ％と
を用い、実施例１と同様にしてこの発明のサーメットを
得た。
得られたものについて実施例１と同様にして試験をした
ところ、下記の結果を得た。
ところ、下記の結果を得た。
常温硬度・・・ＨＲＡ９１．８
高温硬度−Ｈｖ８２０（６００℃）
常温抗折力・・・１９０ｋＯｆ／ｍｍ２実施例４
実施例１と同じ固溶粉末８０ｗｔ％と、ＭＯ２Ｃ粉５ｗ
ｔ％、Ｎｉ粉７．５ｗｔ％、Ｃ６粉７．５ｗｔ％とを用
い、実施例１と同様にしてこの発明のサーメットを得た
。
ｔ％、Ｎｉ粉７．５ｗｔ％、Ｃ６粉７．５ｗｔ％とを用
い、実施例１と同様にしてこの発明のサーメットを得た
。
得られたものについて実施例１と同様にして試験をした
ところ、下記の結果を得た。
ところ、下記の結果を得た。
常温硬度・−１（ＲＡ９１．０
高温硬度・・・Ｈｖ８００ （６００℃）常温抗折力・
・・ｋｇｆ／ｍｍ２ 実施例５ 固溶粉末の組成中、ＴｉＣを５５ｗｔ％、ＴａＣを５ｗ
ｔ％にした以外は実施例１と同様にして試験をしたとこ
ろ下記の結果を得た。
・・ｋｇｆ／ｍｍ２ 実施例５ 固溶粉末の組成中、ＴｉＣを５５ｗｔ％、ＴａＣを５ｗ
ｔ％にした以外は実施例１と同様にして試験をしたとこ
ろ下記の結果を得た。
常温硬度・・・ＨＲＡ９１．８
高温硬度−Ｈｖ７９０（６００℃）
常温抗折力−１８０ｋ（Ｊｆ／ｍ１ｌ１２実施例６
固溶粉末を７５ｗｔ％、ＭＯ２Ｃを１０ｗｔ％とした以
外は実施例１と同様にして、この発明のサーメットを得
た。
外は実施例１と同様にして、この発明のサーメットを得
た。
得られたものについて実施例１と同様にして試験をした
ところ、下記の結果を得た。
ところ、下記の結果を得た。
常温硬度・・・ＨＲＡ９１．３
高温硬度−Ｈｖ７２０ （６００℃）
常温抗折力・・・１６０ｋ（Ｊｆ／ １１ｍ２実施例７
固溶粉末を８０ｗｔ％、ＭＯ２Ｃを５ｗｔ％とした以外
は実施例４と同様にして、この発明のサーメットを得た
。
は実施例４と同様にして、この発明のサーメットを得た
。
得られたものについて、実施例１と同様にして試験をし
たところ、下記の結果を得た。
たところ、下記の結果を得た。
常温硬度・−ＨＲＡ９０．８
高温硬度−ＨＶ７００（６００℃）
常温抗折力・−１＆Ｏｋｇｆ／ｍ１ｌ１２比較例１
Ｔ ｉ Ｎ５０ｗｔ％とＴ ｉ Ｃ３０ｗｔ％の固溶粉
末２９．４ｗｔ％、Ｗ Ｃ５０ｗｔ％とＴ ｉ Ｃ３０
ｗｔ％とＴａＣ２０ｗｔ％の固溶粉末３９．２ｗｔ％、
Ｔ ｉ Ｃ４，９ｗｔ％にＭ Ｏ２Ｃ１１，８ｗｔ％、
Ｎｉ粉１４．７ｗｔ％を用いて実施例１と同様にして比
較用のサーメットを得た。
末２９．４ｗｔ％、Ｗ Ｃ５０ｗｔ％とＴ ｉ Ｃ３０
ｗｔ％とＴａＣ２０ｗｔ％の固溶粉末３９．２ｗｔ％、
Ｔ ｉ Ｃ４，９ｗｔ％にＭ Ｏ２Ｃ１１，８ｗｔ％、
Ｎｉ粉１４．７ｗｔ％を用いて実施例１と同様にして比
較用のサーメットを得た。
得られたものについてその組織を光学顕微鏡（ｘ １５
０）で観察したところ、第１図に示すように多くの内部
ボアが見られた。
０）で観察したところ、第１図に示すように多くの内部
ボアが見られた。
比較例２
Ｔ ＋ ｃ５ｓｗｔ％、Ｔ ｉ Ｎ２８ｗｔ％、Ｗ Ｃ
１７ｗｔ％よりなる固溶体６８．７５ｗｔ％と、Ｔ ａ
Ｃ８０ｗｔ％、Ｗ Ｑ ２０ｗｔ％よりなる固溶体６
．２５＊ｔ％とＭＯ２Ｃｉｏｗｔ％、Ｎｉ粉１５ｗｔ％
を用いて実施例１と同様にして比較用のサーメットを得
た。
１７ｗｔ％よりなる固溶体６８．７５ｗｔ％と、Ｔ ａ
Ｃ８０ｗｔ％、Ｗ Ｑ ２０ｗｔ％よりなる固溶体６
．２５＊ｔ％とＭＯ２Ｃｉｏｗｔ％、Ｎｉ粉１５ｗｔ％
を用いて実施例１と同様にして比較用のサーメットを得
た。
得られたものについてその組織を光学顕微鏡（ｘ １５
０）で観察したところ第２図に示すように細かい内部ボ
アが多数見られた。
０）で観察したところ第２図に示すように細かい内部ボ
アが多数見られた。
［発明の効采］
この発明によれば、真空焼結であるにも拘らず焼結時の
脱窒素反応が抑υｊされ、内部ボアのない焼結体が得ら
れ、１ノかも該焼結体の静的常温破壊強度が高い。これ
を工具材料として用いると、断続、連続切削（おいて、
耐チッピング性、耐摩耗性に優れたものとなる。
脱窒素反応が抑υｊされ、内部ボアのない焼結体が得ら
れ、１ノかも該焼結体の静的常温破壊強度が高い。これ
を工具材料として用いると、断続、連続切削（おいて、
耐チッピング性、耐摩耗性に優れたものとなる。
第１図は比較例１の、第２図は比較例２の組織を示す顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
Claims (1)
- ＴｉＣ−ＴｉＮ−ＷＣ−ＴａＣの四元系固溶粉末７０〜
８０ｗｔ％とＣｏとＮｉよりなる結合相金属１０〜２０
ｗｔ％およびＭＯ＿２Ｃ２０〜５ｗｔ％よりなる材料を
真空焼結してなるサーメットであつて、前記固溶粉末の
組成は、ＴｉＣ５０〜６０ｗｔ％、ＴｉＮ１０〜３０ｗ
ｔ％、ＷＣ１０〜３０ｗｔ％、ＴａＣ５〜１５ｗｔ％で
あり、ＣｏとＮｉの組成比は１：０．８〜１．２の範囲
内であることを特徴とする窒化チタン系サーメット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035723A JPH0635625B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035723A JPH0635625B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63203743A true JPS63203743A (ja) | 1988-08-23 |
| JPH0635625B2 JPH0635625B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=12449773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62035723A Expired - Lifetime JPH0635625B2 (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 耐摩耗性窒化チタン系サーメットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635625B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288729A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-28 | Nippon Tungsten Co Ltd | 超硬合金の製造方法 |
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| JPS5510657A (en) * | 1978-07-07 | 1980-01-25 | Laurel Bank Machine Co | Device for preventing illegal take out in bill dispenser |
| JPS5687648A (en) * | 1979-12-14 | 1981-07-16 | O S G Kk | Cermet coated with hard metal compound |
| JPS57169058A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Sintered hard alloy for working of hard to machine material |
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-
1987
- 1987-02-20 JP JP62035723A patent/JPH0635625B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JPH0288729A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-28 | Nippon Tungsten Co Ltd | 超硬合金の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0635625B2 (ja) | 1994-05-11 |
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