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公開番号2024033530
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022137154
出願日2022-08-30
発明の名称立方晶窒化硼素焼結体
出願人株式会社タンガロイ
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22C 29/16 20060101AFI20240306BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】優れた耐摩耗性及び耐欠損性を有することで、工具寿命を延長することができる立方晶窒化硼素焼結体を提供する。
【解決手段】立方晶窒化硼素と結合相とを含み、立方晶窒化硼素の含有割合は、焼結体の総量に対して85体積%以上95体積%以下であり、結合相の含有割合は、焼結体の総量に対して5体積%以上15体積%以下であり、結合相は、Co₃W₃C、W₂Co₂₁B₆、及びAl化合物を含み、立方晶窒化硼素の(111)面のX線回折ピーク強度をI_A、Co₃W₃Cの(400)面のX線回折ピーク強度をI_B、W₂Co₂₁B₆の(420)面のX線回折ピーク強度をI_C、WCの(001)面のX線回折ピーク強度をI_Dとしたとき、I_B/I_Aが0.02以上0.15以下であり、I_C/I_Aが0.02以上1.00以下であり、I_C≧I_Dである、立方晶窒化硼素焼結体。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
立方晶窒化硼素と結合相とを含む立方晶窒化硼素焼結体であって、
前記立方晶窒化硼素の含有割合は、前記焼結体の総量に対して８５体積％以上９５体積％以下であり、
前記結合相の含有割合は、前記焼結体の総量に対して５体積％以上１５体積％以下であり、
前記結合相は、Ｃｏ
３
Ｗ
３
Ｃ、Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
、及びＡｌ化合物を含み、
前記立方晶窒化硼素の（１１１）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ａ
、前記Ｃｏ
３
Ｗ
３
Ｃの（４００）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ｂ
、前記Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
の（４２０）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ｃ
、ＷＣの（００１）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ｄ
としたとき、
Ｉ
Ｂ
／Ｉ
Ａ
が０．０２以上０．１５以下であり、
Ｉ
Ｃ
／Ｉ
Ａ
が０．０２以上１．００以下であり、
Ｉ
Ｃ
≧Ｉ
Ｄ
である、立方晶窒化硼素焼結体。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
Ｉ
Ｄ
／Ｉ
Ａ
が０．００以上０．２０以下である、請求項１に記載の立方晶窒化硼素焼結体。
【請求項３】
Ｉ
Ｃ
／Ｉ
Ｂ
が０．２以上１５．０以下である、請求項１又は２に記載の立方晶窒化硼素焼結体。
【請求項４】
前記Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
の（４２０）面のＸ線回折ピーク強度Ｉ
Ｃ
の半価幅が０．２５以上０．６０以下である、請求項１又は２に記載の立方晶窒化硼素焼結体。
【請求項５】
前記立方晶窒化硼素の平均粒径が０．５μｍ以上４．０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の立方晶窒化硼素焼結体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、立方晶窒化硼素焼結体に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
立方晶窒化硼素（以下「ｃＢＮ」ともいう。）は、ダイヤモンドに次ぐ高い硬度と優れた熱伝導性を持つ。また、立方晶窒化硼素は、ダイヤモンドに比べて鉄との親和性が低いという特徴を持つ。そのため、立方晶窒化硼素と、金属やセラミックスの結合相とからなる立方晶窒化硼素焼結体は、切削工具や耐摩耗工具などに用いられている。
【０００３】
焼結金属は成形性が高く、複雑な形状を有していることが多いため、工具によって加工した場合に、熱衝撃によって工具に欠損が生じやすい。また、焼結金属は硬質粒子を含むことがあるため、工具が摩耗しやすい。そのため、焼結金属の加工には立方晶窒化硼素が用いられることが多く、特に、立方晶窒化硼素含有率の高い立方晶窒化硼素焼結体について多くの検討がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、８５体積％以上１００体積％未満の立方晶窒化硼素粒子と、残部の結合材と、を備える立方晶窒化硼素焼結体であって、上記結合材は、ＷＣ、ＣｏおよびＡｌ化合物を含み、上記結合材は、Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
を含み、上記立方晶窒化硼素粒子の（１１１）面のＸ線回折強度をＩ
Ａ
、上記ＷＣの（１００）面のＸ線回折強度をＩ
Ｂ
、上記Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
の（４２０）面のＸ線回折強度をＩ
Ｃ
と表したとき、上記Ｉ
Ａ
に対する上記Ｉ
Ｃ
の比Ｉ
Ｃ
／Ｉ
Ａ
が０を超えて０．１０未満であり、上記Ｉ
Ｂ
に対する上記Ｉ
Ｃ
の比Ｉ
Ｃ
／Ｉ
Ｂ
が０を超えて０．４０未満である、立方晶窒化硼素焼結体について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２０／０５９７５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年は、切削加工においてさらに高能率化が求められているため、高速化、高送り化、及び深切り込み化が一層顕著になっている。このような傾向に伴い、焼結金属の高速加工においても、耐摩耗性及び耐欠損性に優れ、長い工具寿命を有することのできる立方晶窒化硼素焼結体が求められている。
【０００７】
このような背景において、特許文献１に記載の立方晶窒化硼素焼結体は、Ｃｏ
３
Ｗ
３
Ｃを十分に含まず、さらに、Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
の（４２０）面のＸ線回折強度がＷＣの（１００）面のＸ線回折強度よりもはるかに小さいことから、ＷＣの含有割合が高く、立方晶窒化硼素焼結体の結合力を弱くする傾向にあるため、耐欠損性が低下しやすい。
【０００８】
本発明は、優れた耐摩耗性及び耐欠損性を有することによって、工具寿命を延長することができる立方晶窒化硼素焼結体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、工具寿命の延長について研究を重ねたところ、立方晶窒化硼素焼結体を特定の構成にすると、その耐摩耗性及び耐欠損性を向上させることが可能となり、その結果、工具寿命を延長することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］
立方晶窒化硼素と結合相とを含む立方晶窒化硼素焼結体であって、
前記立方晶窒化硼素の含有割合は、前記焼結体の総量に対して８５体積％以上９５体積％以下であり、
前記結合相の含有割合は、前記焼結体の総量に対して５体積％以上１５体積％以下であり、
前記結合相は、Ｃｏ
３
Ｗ
３
Ｃ、Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
、及びＡｌ化合物を含み、
前記立方晶窒化硼素の（１１１）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ａ
、前記Ｃｏ
３
Ｗ
３
Ｃの（４００）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ｂ
、前記Ｗ
２
Ｃｏ
２１
Ｂ
６
の（４２０）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ｃ
、ＷＣの（００１）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
Ｄ
としたとき、
Ｉ
Ｂ
／Ｉ
Ａ
が０．０２以上０．１５以下であり、
Ｉ
Ｃ
／Ｉ
Ａ
が０．０２以上１．００以下であり、
Ｉ
Ｃ
≧Ｉ
Ｄ
である、立方晶窒化硼素焼結体。
［２］
Ｉ
Ｄ
／Ｉ
Ａ
が０．００以上０．２０以下である、［１］に記載の立方晶窒化硼素焼結体。
［３］
Ｉ
Ｃ
／Ｉ
Ｂ
が０．２以上１５．０以下である、［１］又は［２］に記載の立方晶窒化硼素焼結体。
［４］
Ｉ
Ｃ
の半価幅が０．２５以上０．６０以下である、［１］から［３］のいずれかに記載の立方晶窒化硼素焼結体。
［５］
前記立方晶窒化硼素の平均粒径が０．５μｍ以上４．０μｍ以下である、［１］から［４］のいずれかに記載の立方晶窒化硼素焼結体。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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