JPS599613B2 - 酸素を含有した強靭サ−メツト - Google Patents
酸素を含有した強靭サ−メツトInfo
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- JPS599613B2 JPS599613B2 JP13562277A JP13562277A JPS599613B2 JP S599613 B2 JPS599613 B2 JP S599613B2 JP 13562277 A JP13562277 A JP 13562277A JP 13562277 A JP13562277 A JP 13562277A JP S599613 B2 JPS599613 B2 JP S599613B2
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- titanium
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- cermet
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特に切削特性にすぐれた酸素含有の強靭サ
ーメットに関するものである。
ーメットに関するものである。
一般に、高速切削に際しては、刃先には高い応力がかか
ると共に、高い摩擦熱が発生することから、前記刃先は
高温にきらされることになシ、この結果前記刃先には軟
化変形や宕着チツビング現象が発生していた。
ると共に、高い摩擦熱が発生することから、前記刃先は
高温にきらされることになシ、この結果前記刃先には軟
化変形や宕着チツビング現象が発生していた。
従来、このような苛酷な条件下で使用される高速切削用
工具材料としては、分散相形成成分として炭化チタン（
以下ＴｉＣで示す）、窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）
、および炭窒化チタン（以下ＴｉＣＮで示す）のうちの
１種または２種以上（これらを総称して炭・窒化チタン
という）を分散含有させたサーメットが知られている。
工具材料としては、分散相形成成分として炭化チタン（
以下ＴｉＣで示す）、窒化チタン（以下ＴｉＮで示す）
、および炭窒化チタン（以下ＴｉＣＮで示す）のうちの
１種または２種以上（これらを総称して炭・窒化チタン
という）を分散含有させたサーメットが知られている。
これら炭・窒化チタン分散型サーメットのうちで窒素を
含有するサーメットは、窒素を含有しないＴｉＣ分散型
サーメットに比して、窒素含有によって被剛材との親和
性が低くなることから摩擦熱の発生量が比較的低く、し
たがって刃先の軟化防止や容着チツピング現象の減少が
はかれたものになっている。
含有するサーメットは、窒素を含有しないＴｉＣ分散型
サーメットに比して、窒素含有によって被剛材との親和
性が低くなることから摩擦熱の発生量が比較的低く、し
たがって刃先の軟化防止や容着チツピング現象の減少が
はかれたものになっている。
しかしながら、いずれのサーメットにおいても前記分散
相の金属結合相とのぬれ性および粒成長に関しては炭化
タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金のそれには
及ばず、したがって用途的に制限を受けるのが実情であ
る。
相の金属結合相とのぬれ性および粒成長に関しては炭化
タングステン（以下ＷＣで示す）基超硬合金のそれには
及ばず、したがって用途的に制限を受けるのが実情であ
る。
本発明者等は、上述のような観点から、分散相の金属結
合相とのねれ性を改善すると共に、粒成長を抑制するこ
とによってすぐれた靭性を確保し、この結果としてすぐ
れた切削特性をもったサーメットを得べく研究を行なっ
た結果、 （ａ） サーメット製造に際して、分散相形成のため
の原料粉末として、Ｃ／Ｎ＞１ｙ有し、炭窒化チタンに
おけるＴｉの一部を、１０〜７０係の範囲で、Ｔｉを除
く周期律表の４ａ＋ ５ａおよび６ａ族金属のうちの１
種または２種以上で置換したものからなる複数固溶炭窒
化物粉末を使用すると、焼結時における前記複数固醇炭
窒化物粉末は粒成長がきわめて少なく、しかも結合相と
のぬれ性がきわめて良好であシ、この結果得られたサー
メットはすぐれた高温強度、特にＷ，Ｍｏで部分置換し
た場合には一段とすぐれた耐塑性変形性および靭性なも
ったものになること。
合相とのねれ性を改善すると共に、粒成長を抑制するこ
とによってすぐれた靭性を確保し、この結果としてすぐ
れた切削特性をもったサーメットを得べく研究を行なっ
た結果、 （ａ） サーメット製造に際して、分散相形成のため
の原料粉末として、Ｃ／Ｎ＞１ｙ有し、炭窒化チタンに
おけるＴｉの一部を、１０〜７０係の範囲で、Ｔｉを除
く周期律表の４ａ＋ ５ａおよび６ａ族金属のうちの１
種または２種以上で置換したものからなる複数固溶炭窒
化物粉末を使用すると、焼結時における前記複数固醇炭
窒化物粉末は粒成長がきわめて少なく、しかも結合相と
のぬれ性がきわめて良好であシ、この結果得られたサー
メットはすぐれた高温強度、特にＷ，Ｍｏで部分置換し
た場合には一段とすぐれた耐塑性変形性および靭性なも
ったものになること。
卸 第２分散相形成成分として炭酸化チタン（以下Ｔｉ
ＣＯで示す）、窒酸化チタン（以下ＴｉＮＯで示す）、
および炭窒酸化チタン（以下Ｔ ｉ Ｃ ＮＯで示す）
のうちの１種または２種以上（以下これらヲ総称して炭
・窒酸化チタンという）を、上記複数固容炭窒化物分散
型サーメットに添加含有させると、焼結時において、主
体分散相としての前記複数固宕炭窒化物粒子が球状化す
ると共に、この粒子の粒成長が著しく抑制されるように
なシ、この結果として前記複数固啓炭窒化物が非常に微
細化すると共に均一化してサーメットの靭性が向上し、
このようなサーメットヲ切削用工具材料として使用した
場合には、切削時における刃先と被削材との摩擦係数が
低下するから、摩擦熱の発生が低下し、耐塑性変形性が
向上するようになること。
ＣＯで示す）、窒酸化チタン（以下ＴｉＮＯで示す）、
および炭窒酸化チタン（以下Ｔ ｉ Ｃ ＮＯで示す）
のうちの１種または２種以上（以下これらヲ総称して炭
・窒酸化チタンという）を、上記複数固容炭窒化物分散
型サーメットに添加含有させると、焼結時において、主
体分散相としての前記複数固宕炭窒化物粒子が球状化す
ると共に、この粒子の粒成長が著しく抑制されるように
なシ、この結果として前記複数固啓炭窒化物が非常に微
細化すると共に均一化してサーメットの靭性が向上し、
このようなサーメットヲ切削用工具材料として使用した
場合には、切削時における刃先と被削材との摩擦係数が
低下するから、摩擦熱の発生が低下し、耐塑性変形性が
向上するようになること。
（ｃ） 第３分散相形成成分として窒化アルミニウム
（以下Ａ７Ｎで示す）を、上記複数固容窒化物分散型サ
ーメットに添加含有きせると、分散相の金属結合相との
ぬれ性が一段と向上するようになると共に、ＡｔＮのう
ちのＡｔの一部が結合相中に固容して前記結合相を固容
強化し、特に結合相中にＮｉが含有する場合には微細な
ビ粒子、すなわち ｛Ｎｉ３（Ａ／，）Ｔｉ）粒子が結合相中に析出してサ
ーメットの高温強度が著しく向上するようになること。
（以下Ａ７Ｎで示す）を、上記複数固容窒化物分散型サ
ーメットに添加含有きせると、分散相の金属結合相との
ぬれ性が一段と向上するようになると共に、ＡｔＮのう
ちのＡｔの一部が結合相中に固容して前記結合相を固容
強化し、特に結合相中にＮｉが含有する場合には微細な
ビ粒子、すなわち ｛Ｎｉ３（Ａ／，）Ｔｉ）粒子が結合相中に析出してサ
ーメットの高温強度が著しく向上するようになること。
（ｄ） 鉄族金属のうちの１種または２種以上からな
る結合相に、Ｃｒ族金属のうちの１種または２種以上を
含有させると、分散相の結合相とのぬれ性が一層向上す
ると共に、サーメットの高温強度が一段と向上するよう
になること。
る結合相に、Ｃｒ族金属のうちの１種または２種以上を
含有させると、分散相の結合相とのぬれ性が一層向上す
ると共に、サーメットの高温強度が一段と向上するよう
になること。
以上（ａ）〜（ｄ）項に示される知見を得たのである。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいてなされ
たもので、サーメットを、重量係で、分散相形成成分と
してのＣ／Ｎ＞１を有し、炭窒化チタンにおけるＴｉの
一部を、１０〜７０係の範囲で、Ｔｉを除く周期律表の
４ａ＋５ａ＋および６ａ族金属のうちの１種または２種
以上で置換したものからなる複数固啓炭窒化物二５０〜
９５係， 同じく分散相形成成分としての炭・窒酸化チタンのうち
の１種または２種以上：ｌ〜２０％，同じく分散相形成
成分としてのＡ，４Ｎ：０．１〜５．０％， 必要に応じて、結合相形成成分としてのＣｒ族金属のう
ちの１種または２種以上：１〜２０チ，同じく結合相形
成成分としての鉄族金属のうちの１種または２種以上お
よび不可避不純物二残９、からなる成分組成で構成した
点に特徴を有する。
たもので、サーメットを、重量係で、分散相形成成分と
してのＣ／Ｎ＞１を有し、炭窒化チタンにおけるＴｉの
一部を、１０〜７０係の範囲で、Ｔｉを除く周期律表の
４ａ＋５ａ＋および６ａ族金属のうちの１種または２種
以上で置換したものからなる複数固啓炭窒化物二５０〜
９５係， 同じく分散相形成成分としての炭・窒酸化チタンのうち
の１種または２種以上：ｌ〜２０％，同じく分散相形成
成分としてのＡ，４Ｎ：０．１〜５．０％， 必要に応じて、結合相形成成分としてのＣｒ族金属のう
ちの１種または２種以上：１〜２０チ，同じく結合相形
成成分としての鉄族金属のうちの１種または２種以上お
よび不可避不純物二残９、からなる成分組成で構成した
点に特徴を有する。
ついで、この発明のサーメットにおいて、上述のように
数［直限定した理由について説明する。
数［直限定した理由について説明する。
（ａ） 複数固容炭窒化物におけるＣ／ＮＮの含有に
よって上記複数固宕炭窒化物には、焼結時に粒成長抑制
効果が現われ、この結果製造ざれたサーメットは耐熱衝
撃性および耐塑性変形性が向上したものになるが、Ｃ／
Ｎが１以下、すなわちＣに対するＮ量が多くなりすぎる
と、前記複数固醇炭窒化物の結合相とのぬれ性が低下す
るようになることから、そのＣ／Ｎを１以上と定めた。
よって上記複数固宕炭窒化物には、焼結時に粒成長抑制
効果が現われ、この結果製造ざれたサーメットは耐熱衝
撃性および耐塑性変形性が向上したものになるが、Ｃ／
Ｎが１以下、すなわちＣに対するＮ量が多くなりすぎる
と、前記複数固醇炭窒化物の結合相とのぬれ性が低下す
るようになることから、そのＣ／Ｎを１以上と定めた。
（ｂ） 複数固宕炭窒化物における上記置換成分の
置換量 炭窒化チタンのＴｉの一部を上記置換成分で置換したも
のからなる複数固宕炭窒化物は、結合相とのぬれ性にす
ぐれ、これを主体分散相として含有したサーメットはす
ぐれた高温強度なもつものになるが、その置換量が１０
％未満では所望のぬれ性向上効果を確保することができ
ず、一方７０％を越えて置換した場合には、製造された
サーメットの耐酸化性および耐摩耗性が劣化するように
なることから、その置換量を１０〜７０％と定めた。
置換量 炭窒化チタンのＴｉの一部を上記置換成分で置換したも
のからなる複数固宕炭窒化物は、結合相とのぬれ性にす
ぐれ、これを主体分散相として含有したサーメットはす
ぐれた高温強度なもつものになるが、その置換量が１０
％未満では所望のぬれ性向上効果を確保することができ
ず、一方７０％を越えて置換した場合には、製造された
サーメットの耐酸化性および耐摩耗性が劣化するように
なることから、その置換量を１０〜７０％と定めた。
（Ｃ） 複数固溶炭窒化物の含有量
−その含有量が５０％未満では、所望の耐摩耗性を確保
することができず、一方９５％を越えて含有させると結
合相の含有量が相対的に少なくｆｘ９すぎてサーメット
中にボア（／」仔Ｌ）が残存するようにな９、靭性が低
下するようになることから、その含有量を５０〜９５係
と定めた。
することができず、一方９５％を越えて含有させると結
合相の含有量が相対的に少なくｆｘ９すぎてサーメット
中にボア（／」仔Ｌ）が残存するようにな９、靭性が低
下するようになることから、その含有量を５０〜９５係
と定めた。
（ａ） 炭・窒酸化チタン
その含有量が１％未満では、複数固容炭窒化物粒子の球
状化および粒成長抑制に所望の効果が得られず、一方２
０係を越えて含有させると、分散相の結合相とのぬれ性
が著しく低下するようになって、サーメソト中に多くの
ボアが形成ざれるようになシ、この結果として靭性が低
下するようＫなることから、その含有量を１〜２０％と
定めた。
状化および粒成長抑制に所望の効果が得られず、一方２
０係を越えて含有させると、分散相の結合相とのぬれ性
が著しく低下するようになって、サーメソト中に多くの
ボアが形成ざれるようになシ、この結果として靭性が低
下するようＫなることから、その含有量を１〜２０％と
定めた。
（ｅ）ＡｔＮ
その含有量が０．１％未満では、上述の作用に所望の効
果を得ることができず、一方５．０％を越えて含有させ
ると分散相の結合相に対するぬれ性が劣化するようにな
ることから、その含有計を０．１〜５．０係と定めた。
果を得ることができず、一方５．０％を越えて含有させ
ると分散相の結合相に対するぬれ性が劣化するようにな
ることから、その含有計を０．１〜５．０係と定めた。
（ｆ）Ｃｒ族金属の含有量
上述のように、これら成分Ｋは、鉄族金属中に固溶して
サーメットの高温強度を一層向上させると共に、焼結時
における分散相とのぬれ性をさらに向上させる効果があ
るが、その含有量が１％未満では前記作用に所望の作用
が得られず、一方２０係を越えて含有させると、ザーメ
ットの耐摩耗性および靭性が低下するようになることか
ら、その含有緻を１〜２０％と定めた。
サーメットの高温強度を一層向上させると共に、焼結時
における分散相とのぬれ性をさらに向上させる効果があ
るが、その含有量が１％未満では前記作用に所望の作用
が得られず、一方２０係を越えて含有させると、ザーメ
ットの耐摩耗性および靭性が低下するようになることか
ら、その含有緻を１〜２０％と定めた。
つぎに、この発明のサーメットを実施例により比較例と
対比しながら説明する。
対比しながら説明する。
原料粉末を第１表に示ざれるサーメット組成をもつよう
に配合し、この配合粉末をボールミル中にて湿式混合し
、乾燥した後、８００ｋｇ／ｃｒｒＬ２の圧力にて圧粉
体にプレス成形し、ついでとの圧粉体をＩＯ”ｍｍＨｇ
の真空中、１４００〜１５０００Ｇの範囲内の温度ＶＣ
１時間保持の条件で焼結することによって本発明サーメ
ット１〜２５および比較サーメット１〜５をそれぞれ製
造した。
に配合し、この配合粉末をボールミル中にて湿式混合し
、乾燥した後、８００ｋｇ／ｃｒｒＬ２の圧力にて圧粉
体にプレス成形し、ついでとの圧粉体をＩＯ”ｍｍＨｇ
の真空中、１４００〜１５０００Ｇの範囲内の温度ＶＣ
１時間保持の条件で焼結することによって本発明サーメ
ット１〜２５および比較サーメット１〜５をそれぞれ製
造した。
なお、比較サーメット１〜４は、置換成分の置換計がこ
の発明の範囲から外れた複数固宕炭窒化物を含有するも
のであり、また比較サーメソト５は炭・窒酸化チタンお
よびＡｔＮを含有しないものである。
の発明の範囲から外れた複数固宕炭窒化物を含有するも
のであり、また比較サーメソト５は炭・窒酸化チタンお
よびＡｔＮを含有しないものである。
この結果得られた本発明サーメット１〜２５および比較
サーメット１へ５について、ロックウエル硬さ（Ａスケ
ール）および抗折力を測定すると共に、これよりＣＩＳ
−ＳＮＰ４３２の形状をもった切削チップを切出し、 被削材；ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２７０）、
切削速度：１５８ｍ／ｍｉｎ， 送り ： ０．７ ３ｍｉ／ ｒ ｅ ｖ ｒ切込み：
１．５朋， 切削時間：１０ｍｉｎ． の条件での乾式連続切削試験、並びに、 被削材： ＪＩＳ −ＳＮＣＭ−８ （硬ざ：ＨＢ２７
０）、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ， 送り： ０．３ｍｍｌ ｒ ｅ ｖ 切込み：１．５朋， 切削時間：５ｍｉｎ， の条件での乾式断続切削試験を行ない、前者の連続切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい而摩耗深さを測定
し、後者の断続切削試験では試験切刃数：６個のうちの
欠損発生数を測定した。
サーメット１へ５について、ロックウエル硬さ（Ａスケ
ール）および抗折力を測定すると共に、これよりＣＩＳ
−ＳＮＰ４３２の形状をもった切削チップを切出し、 被削材；ＪＩＳ−ＳＮＣＭ−８（硬さ：ＨＢ２７０）、
切削速度：１５８ｍ／ｍｉｎ， 送り ： ０．７ ３ｍｉ／ ｒ ｅ ｖ ｒ切込み：
１．５朋， 切削時間：１０ｍｉｎ． の条件での乾式連続切削試験、並びに、 被削材： ＪＩＳ −ＳＮＣＭ−８ （硬ざ：ＨＢ２７
０）、切削速度：１００ｍ／ｍｉｎ， 送り： ０．３ｍｍｌ ｒ ｅ ｖ 切込み：１．５朋， 切削時間：５ｍｉｎ， の条件での乾式断続切削試験を行ない、前者の連続切削
試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい而摩耗深さを測定
し、後者の断続切削試験では試験切刃数：６個のうちの
欠損発生数を測定した。
これらの結果を第１表に合せて示した。
第１表に示される結果から、本発明サーメット１〜２５
は、いずれも高硬度および高靭性を有し、したがって切
削試験ではすぐれた耐摩耗性と耐衝撃性を示すのに対し
て、比較サーメット１〜５においては、硬さおよび靭性
のうちの少なくともいずれかの特性が劣ったものになっ
ておシ、この結果切削試験でも満足する切削性能を示さ
ないことが明らかである。
は、いずれも高硬度および高靭性を有し、したがって切
削試験ではすぐれた耐摩耗性と耐衝撃性を示すのに対し
て、比較サーメット１〜５においては、硬さおよび靭性
のうちの少なくともいずれかの特性が劣ったものになっ
ておシ、この結果切削試験でも満足する切削性能を示さ
ないことが明らかである。
上述のように、この発明のサーメットは、高硬度と高靭
性をもち、しかもすぐれた耐酸化性も兼ね備えているの
で、特にこれらの特性が要求される切削工具として用い
た場合にすぐれた耐摩耗性および耐衝撃性を示し、かつ
旋削は勿論のこと、フライス切削に使用した場合にもす
ぐれた切削性能を発揮するのである。
性をもち、しかもすぐれた耐酸化性も兼ね備えているの
で、特にこれらの特性が要求される切削工具として用い
た場合にすぐれた耐摩耗性および耐衝撃性を示し、かつ
旋削は勿論のこと、フライス切削に使用した場合にもす
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】 １ 分散相形成成分としての、Ｃ／Ｎ＞ｌ”Ｙ有し、炭
窒化チタンにおけるＴｉの一部を、１０〜７０係の範囲
で、Ｔｉを除く周期律表の４ａ ｒ ５ ａ ＋およ
び６ａ族金属のうちの１種または２種以上で置換したも
のからなる複数固啓炭窒化物：５０〜９５％， 同じく分散相形成成分としての炭酸化チタン、窒酸化チ
タン、および炭窒酸化チタンのうちの１種または２種以
上：１〜２０％， 同じく分散相形成成分としての窒化アルミニウム二〇．
１〜５．０％， 結合相形成成分としての鉄族金属のうちの１種または２
種以上および不可避不純物：残シ、（以上重量係）から
なることを特徴とする酸素を含有した強靭サーメット。 ２ 分散相形成成分としての、Ｃ／Ｎ＞１を有し、炭窒
化チタンにおけるＴｉの一部ヲ、ｌＯ〜７０チの範囲で
、Ｔｉを除く周期律表の４ ａ ｒ ５ ａ ＋およ
び６ａ族金属のうちの１種または２種以上で置換したも
のからなる複数固容炭窒化物＝５０〜９５％， 同じく分散相形成成分としての炭酸化チタン、窒酸化チ
タン、および炭窒酸化チタンのうちの１種または２種以
上：ｌ〜２０チ， 同じく分散相形成成分としての窒化アルミニウム二０．
１〜５．０％， 結合形成成分としてのＣｒ族金属のうちの１種または２
種以上：ｌ〜２０％， 同じく結合相形成成分としての鉄族金属のうちの１種ま
たは２種以上および不可避不純物：残り、（以上重量係
）からなることを特徴とする酸素を含有した強靭サーメ
ット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13562277A JPS599613B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 酸素を含有した強靭サ−メツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13562277A JPS599613B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 酸素を含有した強靭サ−メツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5469111A JPS5469111A (en) | 1979-06-02 |
| JPS599613B2 true JPS599613B2 (ja) | 1984-03-03 |
Family
ID=15156101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13562277A Expired JPS599613B2 (ja) | 1977-11-14 | 1977-11-14 | 酸素を含有した強靭サ−メツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599613B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617532B2 (ja) * | 1986-09-04 | 1994-03-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用サーメット部材 |
-
1977
- 1977-11-14 JP JP13562277A patent/JPS599613B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5469111A (en) | 1979-06-02 |
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