特許ウォッチ

公開番号2024138951
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023049687
出願日2023-03-27
発明の名称cBN焼結体
出願人三菱マテリアル株式会社
代理人個人
主分類C04B 35/5835 20060101AFI20241002BHJP(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】高硬度鋼の高速切削加工のための切削工具として用いても、耐摩耗性および耐欠損性をより向上させたcBN焼結体の提供
【解決手段】立方晶窒化硼素粒子と結合相を有するcBN焼結体であって、
前記結合相は、Tiを含む硼化物と、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、MoおよびWの少なくとも1種と硼素が結合したTiを含まない硼化物と、Al窒化物とを含み、
前記Tiを含む硼化物が前記結合相に占める面積率(%)をSaとし、
前記Tiを含まない硼化物に接する前記Tiを含む硼化物が前記結合相に占める面積率(%)をSbとし、
前記Al窒化物が前記結合相に占める面積率(%)をScとするとき、
0.09≦Sb/Sa≦0.78
0.20≦Sc/Sa≦0.80
であるcBN焼結体
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
立方晶窒化硼素粒子と結合相を有するｃＢＮ焼結体であって、
前記結合相は、Ｔｉを含む硼化物と、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１種と硼素が結合したＴｉを含まない硼化物と、Ａｌ窒化物とを含み、
前記Ｔｉを含む硼化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳａとし、
前記Ｔｉを含まない硼化物に接する前記Ｔｉを含む硼化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳｂとし、
前記Ａｌ窒化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳｃとするとき、
０．０９≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．７８
０．２０≦Ｓｃ／Ｓａ≦０．８０
であることを特徴とするｃＢＮ焼結体。
続きを表示（約 90 文字）【請求項２】
前記Ｔｉを含まない硼化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳｄとするとき、０．５≦Ｓｄ≦２０．０であることを特徴とする請求項１に記載のｃＢＮ焼結体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質複合材料である立方晶窒化硼素（以下、ｃＢＮということがある）焼結体に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ｃＢＮ焼結体は、ダイヤモンドに比して硬度は劣るものの、Ｆｅ系やＮｉ系材料との反応性が低いという性質を有しているため、切削工具として用いられている。そして、この切削工具の寿命を向上させるべく、種々の提案がなされており、例えば、Ａｌ化合物の含有割合や粒径の制御、結合相中へのＴｉ化合物、Ａｌ化合物の添加が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、立方晶窒化硼素を３０～９５体積％含有し、残部がＴｉと周期表第４～６族元素（Ｔｉを除く）を含む硼化物固溶体と、ＡｌＮと、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、Ｔｉと周期表第４～６族元素（Ｔｉを除く）を含む炭化物固溶体，窒化物固溶体、炭窒化物固溶体の群から選ばれる少なくとも一種と、不可避不純物とからなるｃＢＮ焼結体が記載され、該ｃＢＮ焼結体は結合相が強化され、焼結体の耐摩耗性と靭性が向上しているとされている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、ｃＢＮ：３０～８０体積％、残りが周期表４～６族元素の炭化物、窒化物、硼化物、酸化物、Ａｌの窒化物、酸化物、Ｓｉの炭化物、窒化物およびこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種からなる結合相と不可避不純物とからなり、結合相は、（１）Ｖ、Ｎｂ、Ｔａの中の少なくとも１種とＴｉとからなる複合窒化物および複合炭窒化物の中の少なくとも１種の複合化合物：結合相全体に対して３０～８０体積％と、（２）Ｖ、Ｎｂ、Ｔａの中の少なくとも１種の斜方晶硼化物：結合相全体に対して５～４０体積％と、（３）ＡｌＮ：結合相全体に対して５～３０体積％と、（４）Ａｌ
2
Ｏ
3
：結合相全体に対して２～２０体積％とを含有するｃＢＮ焼結体が記載され、該ｃＢＮ焼結体は従来のｃＢＮ焼結体に比して高硬度鋼の断続切削で約２倍の寿命を達成できるとされている。
【０００５】
さらに、例えば、特許文献３には、ｃＢＮの含有割合が６０～８０体積％であり、結合相の含有割合は、２０体積％以上４０体積％以下であり、前記結合相は、０体積％を超え５体積％未満のＡｌの酸化物、窒化物、および硼化物からなる群より選ばれる少なくとも１種のＡｌ化合物と、Ｔｉ窒化物とを含み、その断面において、前記ｃＢＮと前記結合相との界面の長さに対する、前記ｃＢＮと前記Ａｌ化合物との界面の長さが特定の割合であるｃＢＮ焼結体が記載され、該ｃＢＮ焼結体は耐摩耗性と耐欠損性が向上しているとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平８－９１９３６号公報
特許第４８３０５７１号公報
特許第７０４７５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記事情や前記提案を鑑みてなされたものであって、例えば、高硬度鋼の高速切削加工のための切削工具として用いたときであっても、耐摩耗性と耐欠損性に優れ切削工具寿命を向上させたｃＢＮ焼結体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係る立方晶窒化硼素焼結体は、
立方晶窒化硼素粒子と結合相を有し、
前記結合相は、Ｔｉを含む硼化物と、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの少なくとも１種と硼素が結合したＴｉを含まない硼化物と、Ａｌ窒化物とを含み、
前記Ｔｉを含む硼化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳａとし、
前記Ｔｉを含まない硼化物に接する前記Ｔｉを含む硼化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳｂとし、
前記Ａｌ窒化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳｃとするとき、
０．０９≦Ｓｂ／Ｓａ≦０．７８
０．２０≦Ｓｃ／Ｓａ≦０．８０
である。
【０００９】
また、前記実施形態に係る立方晶窒化硼素焼結体は、以下の事項（１）を満足してもよい。
【００１０】
（１）前記Ｔｉを含まない硼化物が前記結合相に占める面積率（％）をＳｄとするとき、０．５≦Ｓｄ≦２０．０であること。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許