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公開番号2024111448
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-19
出願番号2023015965
出願日2023-02-06
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C04B 35/5831 20060101AFI20240809BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
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む立方晶窒化硼素焼結体であって、立方晶窒化硼素の含有割合は81体積%以上95体積%以下であり、結合相の含有割合は5体積%以上19体積%以下であり、結合相は、特定のAl化合物、V化合物及びCoW化合物を各々特定量含み、粒径が0.1μm以下であるAl化合物の含有割合は、Al化合物の全体100体積%に対して、10体積%以上50体積%以下である、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、前記立方晶窒化硼素焼結体の全体１００体積％に対して８１体積％以上９５体積％以下であり、
前記結合相の含有割合は、前記立方晶窒化硼素焼結体の全体１００体積％に対して５体積％以上１９体積％以下であり、
前記結合相は、Ａｌ化合物と、Ｖ化合物と、ＣｏＷ化合物と、を含み、
前記Ａｌ化合物は、Ａｌ元素と、Ｎ元素、Ｏ元素、及びＢ元素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素と、からなる化合物を含み、
前記Ｖ化合物は、Ｖを主成分とする、炭化物、窒化物、及び炭窒化物からなる群より選ばれる少なくとも１種からなる化合物を含み、
前記ＣｏＷ化合物は、ＣｏＷを主成分とする、炭化物及び炭窒化物からなる群より選ばれる少なくとも１種からなる化合物を含み、
前記Ａｌ化合物の含有割合は、前記結合相の全体１００体積％に対して、２体積％以上４０体積％以下であり、
前記Ｖ化合物の含有割合は、前記結合相の全体１００体積％に対して、５０体積％以上９５体積％以下であり、
前記ＣｏＷ化合物の含有割合は、前記結合相の全体１００体積％に対して、３体積％以上３５体積％以下であり、
粒径が０．１μｍ以下であるＡｌ化合物の含有割合は、前記Ａｌ化合物の全体１００体積％に対して、１０体積％以上５０体積％以下である、立方晶窒化硼素焼結体。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
粒径が０．２μｍ超であるＡｌ化合物の含有割合は、前記Ａｌ化合物の全体１００体積％に対して、５０体積％以上８０体積％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】
粒径が０．１μｍ超０．２μｍ以下であるＡｌ化合物の含有割合は、前記Ａｌ化合物の全体１００体積％に対して、２０体積％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Ａｌ化合物の全体において、粒径が０．１μｍ以下であるＡｌ化合物の含有割合は、粒径が０．１μｍ超０．２μｍ以下であるＡｌ化合物の含有割合よりも体積基準で大きい、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３．０μｍ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ものである。
続きを表示（約 1,900 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易い。また、焼結金属は硬質粒子を含むことがあるため、工具が摩耗し易い。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、ｃＢＮは４０～８０面積％で、結合相はα相とβ相を有し、α相は、（Ｔｉ
1-x
Ｖ
x
）（Ｃ
1-y
Ｎ
y
）で平均組成は、ｘ＝０．３０～０．７０、ｙ＝０．００～０．５０で、結合相中に７０～９７面積％、β相は、平均粒径が０．０５～０．４０μｍのＡｌの酸化物、窒化物、硼化物の一種で、結合相中に３～２０面積％、α相は、Ａ領域とＢ領域を有し、Ａ領域は、（Ｔｉ
1-xA
Ｖ
xA
）（Ｃ
1-yA
Ｎ
yA
）で、ｘＡ＝０．１０～０．３０、ｙＡ＝０．００～０．５０で、Ｂ領域は、（Ｔｉ
1-xB
Ｖ
xB
）（Ｃ
1-yB
Ｎ
yB
）で、ｘＢ＝０．７０～０．９０、ｙＢ＝０．００～０．５０で、Ａ領域、Ｂ領域の和がα相の５０面積％以上のｃＢＮ焼結体について開示されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、（Ｔｉ
1-x
Ｖ
x
）（Ｃ
1-y
Ｎ
y
）（ｘ：０．１～０．４、ｙ：０．１～０．５）：１０～４０容量％、Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物の内の１種または２種以上：２～１０容量％、Ｖの炭化物、窒化物、および炭窒化物の内の１種または２種以上：２～１０容量％、ただし、Ｂ成分＋Ｃ成分：６～２０容量％、Ａ成分／Ｂ成分＋Ｃ成分＝１．５～７となるように含有し、残りが立方晶窒化硼素からなる高強度ｃＢＮ基焼結体であって、前記ｃＢＮ基焼結体製切削工具に、さらに、Ａｌ
2
Ｏ
3
、ＡｌＮおよびＡｌＢ
2
の内の１種または２種以上：１～１０容量％を含有したｃＢＮ基焼結体について開示されている。
【０００６】
さらに、例えば、特許文献３には、５０体積％以上のｃＢＮ粒子と、Ｃｏを含む結合相とを含有し、結合相中に、Ｃｏ
a
Ｗ
b
（０≦ａ≦０．９５、０．０５≦ｂ≦１）を含む結合相内粒子が存在するｃＢＮ焼結体、およびｃＢＮ焼結体からなるｃＢＮチップを備える、若しくは全体がｃＢＮ焼結体からなる切削インサート等の切削工具について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－１５１９４３号公報
特開平０９－１３６２０３号公報
国際公開２０１６／０８４７３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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、立方晶窒化硼素焼結体中の立方晶窒化硼素の割合が低く耐摩耗性が未だ十分ではない。また、特許文献２及び特許文献３に記載の立方晶窒化硼素焼結体は、結合相において、Ｖ及びＷの両方を含むわけではなく、靭性が十分でない場合があり、耐欠損性が低下しやすい。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、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】
（【００１１】以降は省略されています）

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