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公開番号2025002267
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102325
出願日2023-06-22
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 20060101AFI20241226BHJP(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】工具寿命を長くすることのできる立方晶窒化硼素焼結体を提供する。
【解決手段】cBNと結合相とを含み、焼結体の総量に対して、cBNの含有割合は80～94体積%、結合相の含有割合は6～20体積%であり、結合相は金属相とV化合物とAl化合物とを含み、金属相はNi、Ni含有合金及び固溶体からなる群より選ばれる1以上を含み、Ni含有合金及び固溶体はNiと、Al、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W及びCoからなる群より選ばれる1以上の元素とを含み、V化合物はVN、VCN及びVCからなる群より選ばれる1以上を含み、Al化合物はAl₂O₃、AlN及びAlB₂からなる群より選ばれる1以上を含み、金属相の200面の最大ピーク位置2θが51.60°未満で、V化合物の220面のピーク強度をI₁、金属相の200面のピーク強度をI₂としたときI₁/(I₁+I₂)が0.40～0.80であるcBN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８０体積％以上９４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６体積％以上２０体積％以下であり、
前記結合相は、金属相と、Ｖ化合物と、Ａｌ化合物と、を含み、
前記金属相は、Ｎｉ金属、Ｎｉ含有合金及びＮｉ含有固溶体からなる群より選択される１種以上を含み、
前記Ｎｉ含有合金及び前記Ｎｉ含有固溶体は、Ｎｉと、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ及びＣｏからなる群より選択される１種以上の元素とを含み、
前記Ｖ化合物は、ＶＮ、ＶＣＮ、及びＶＣからなる群より選択される１種以上を含み、
前記Ａｌ化合物は、Ａｌ
2
Ｏ
3
、ＡｌＮ、及びＡｌＢ
2
からなる群より選択される１種以上を含み、
Ｘ線回折における前記金属相の（２００）面の最大のピーク位置２θ（°）が、５１．６０°未満であり、
前記Ｖ化合物の（２２０）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
1
、前記金属相の（２００）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
2
としたとき、
Ｉ
1
／（Ｉ
1
＋Ｉ
2
）が０．４０以上０．８０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】
Ｘ線回折における前記金属相の（２００）面のピークの半値全幅（°）が、０．４０°以上０．７０°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】
前記立方晶窒化硼素の（２２０）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
3
としたとき、
Ｉ
1
／Ｉ
3
が０．７０以上１．５０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】
Ｘ線回折における前記Ｖ化合物の（２２０）面の最大のピーク位置２θ（°）が、６３．４０°未満である、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】
Ｘ線回折における前記金属相の（２００）面の最大のピーク位置２θ（°）が、５１．４０°未満である、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 2,100 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】
近年は、耐熱合金など、難削材に対する切削工具性能の向上の要求が強まっている。特に成形性が高い焼結金属の加工においては、被削材が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、立方晶窒化硼素、Ａｌ
2
Ｏ
3
、ＡｌＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＷＣ及びダイヤモンドからなる群から選択される１種類以上よりなる硬質粒子と、（Ｃｏ，Ｎｉ）
3
（Ａｌ，Ｗ，Ｖ，Ｔｉ）で表される金属相とを含む、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】
特開２０１４－２０８８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の焼結体において、硬質粒子が立方晶窒化硼素（ｃＢＮとも称する）である場合、ｃＢＮ粒子同士の結合強度が不十分となる場合があり、耐欠損性に改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、工具寿命を長くすることの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】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討の結果、ｃＢＮ焼結体が特定の構成を含むことで、工具寿命を長くすることのできる立方晶窒化硼素焼結体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
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８０体積％以上９４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６体積％以上２０体積％以下であり、
前記結合相は、金属相と、Ｖ化合物と、Ａｌ化合物と、を含み、
前記金属相は、Ｎｉ金属、Ｎｉ含有合金及びＮｉ含有固溶体からなる群より選択される１種以上を含み、
前記Ｎｉ含有合金及び前記Ｎｉ含有固溶体は、Ｎｉと、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ及びＣｏからなる群より選択される１種以上の元素とを含み、
前記Ｖ化合物は、ＶＮ、ＶＣＮ、及びＶＣからなる群より選択される１種以上を含み、
前記Ａｌ化合物は、Ａｌ
2
Ｏ
3
、ＡｌＮ、及びＡｌＢ
2
からなる群より選択される１種以上を含み、
Ｘ線回折における前記金属相の（２００）面の最大のピーク位置２θ（°）が、５１．６０°未満であり、
前記Ｖ化合物の（２２０）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
1
、前記金属相の（２００）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
2
としたとき、
Ｉ
1
／（Ｉ
1
＋Ｉ
2
）が０．４０以上０．８０以下である、立方晶窒化硼素焼結体。
［２］
Ｘ線回折における前記金属相の（２００）面のピークの半値全幅（°）が、０．４０°以上０．７０°以下である、［１］に記載の立方晶窒化硼素焼結体。
［３］
前記立方晶窒化硼素の（２２０）面のＸ線回折ピーク強度をＩ
3
としたとき、
Ｉ
1
／Ｉ
3
が０．７０以上１．５０以下である、［１］又は［２］に記載の立方晶窒化硼素焼結体。
［４］
Ｘ線回折における前記Ｖ化合物の（２２０）面の最大のピーク位置２θ（°）が、６３．４０°未満である、［１］～［３］のいずれか１つに記載の立方晶窒化硼素焼結体。
［５］
Ｘ線回折における前記金属相の（２００）面の最大のピーク位置２θ（°）が、５１．４０°未満である、［１］～［４］のいずれか１つに記載の立方晶窒化硼素焼結体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、工具寿命を長く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ができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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