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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

x
)(C
1-y

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

xA
)(C
1-yA

yA
)で、xA=0.10~0.30、yA=0.00~0.50で、B領域は、(Ti
1-xB

xB
)(C
1-yB

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

x
)(C
1-y

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

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

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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