JPS601381B2 - Cutting tool material with excellent high temperature properties - Google Patents
Cutting tool material with excellent high temperature propertiesInfo
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- JPS601381B2 JPS601381B2 JP11082481A JP11082481A JPS601381B2 JP S601381 B2 JPS601381 B2 JP S601381B2 JP 11082481 A JP11082481 A JP 11082481A JP 11082481 A JP11082481 A JP 11082481A JP S601381 B2 JPS601381 B2 JP S601381B2
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Description
この発明は、すぐれた高温特性を有し、特にこれらの特
性が要求される高速切削や高送り切削に使用した場合に
すぐれた性能を発揮する切削工具用材料に関するもので
ある。
一般に、鋼の切削加工に際して、切削速度を速くしたり
、送り量を多くしたりすると、切削工具の刃先温度が上
昇し、刃先が摩耗よりは、むしろ高温に原因する塑性変
形によって使用寿命に至る場合が多く、近年の高速切削
化および高能率切削化によって、この傾向は増々強くな
っている。
しかしながら、現在実用に供これている炭化タングステ
ンや炭化チタンなどを硬質相とし、鉄族金属(Fe、N
i、Co)を結合相とする超硬合金やサーメットは、刃
先温度が1000qCを越えると急激に軟化するように
なるため、これらの超硬合金やサーメット、さらにはこ
れらの表面に硬質被覆層を形成した表面被覆超硬合金や
表面被覆サ−メットにおいても、その使用条件は、刃先
温度が1000℃を若干上廻る程度に制限されている。
なかでも、酸化アルミニウムを主成分としたセラミック
は、高温において高硬度とすぐれた耐酸化性を示すこと
から、高速切削工具として実用に供されているが、この
セラミックでも刃先の高温における安定性に欠け、信頼
性の不十分なものであるため、低い送り量の条件でのみ
使用されているのが実情である。そこで、本発明者等は
、上述のような観点から、高速切削や高送り切削が可能
な高温特性にすぐれた切削工具用材料を得べく研究を行
なった結果、‘a)硬質相を、Tjを主成分とする化合
物相と、ZrおよびHfのうちの1種または2種を主成
分とする化合物相と、NbおよびTaのうちの1種また
は2種を主成分とする化合物相との微細な3相から構成
し、一方結合相を、Wを主成分とする高融点金属相で構
成した組織とすると、高温において高硬度、高鞠性、お
よびすぐれた耐酸化性を示し、この結果安定した高速切
削および高送り切削が可能となり、かつ、この組織は、
Ti:2.5〜34.0%、ZrおよびHfのうちの1
種または2種:3.7〜64.0%、NbおよびTaの
うちの1種または2種:1〜38%、酸素:0.01〜
1.3%、C:0.8〜9.3%、窒素:0.01〜3
.3%を含有し、残りが基本的にWと不可避不純物から
なり、しかも、原子比で、条件式:〔TW(Zr、Hf
)x(Nb、Ta)yW,−w−x−y〕・〔0uNv
C,−u‐v〕Z(ただしw/(w+x):0.3〜0
.&(w+x十y):0.3〜0.8、y:0.01〜
0.2、u:0.005〜0.1、v:0.005〜0
.入 z:0.2〜0.7)、を満足する組成(以上重
量%)とすることによって得られること。
tbー ミらにMoを1〜18%の範囲で含有させると
、材料特性を何らそこなうことなく、材料比重並びにコ
ストの低減化がはかれること。
(C} さらに、また鉄族金属(Fe、Ni、Co)の
うちの1種または2種以上を1〜5%の範囲で合有させ
ると、焼絹性が一段と改善されるようになること。
以上{a}〜(cに示される知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成および条件式を上記の通りに限定し
た理由を説明する。A 成分組成
{aー Tj
Tiは炭素、窒素、および酸素などと結合して、硬質相
を構成する3相のうちの1相の化合物相を形成し、材料
に高硬度を付与せしめて、材料の耐摩耗性を向上させる
作用があるが、その含有量が2.5%未満では、材料の
焼縞工程での間溶状態からの冷却過程で、所望の量の微
細なTiを主成分とする化合物相が析出分離せず、した
がって高硬度を確保することができず、一方34.0%
を越えて含有させると相対的に硬質相が多くなりすぎて
級性が劣化するようになることから、その含有量を2.
5〜34.0%と定めた。
‘b} ZrおよびHf
これらの成分もTiと同様に炭素、窒素、および酸素な
どと結合して硬質相を構成する3相のうちの1相の化合
物相を形成して材料の耐摩耗性を向上せしめる作用があ
るが、その含有量が3.7%禾満では、固溶状態からの
冷却に際して所定量のZrおよびHfを主成分とする化
合物相が析出分離せず(Ti系化合物相とZrおよび/
またはHf系化合物相が同時に析出した場合に硬質相は
微細となる)、したがって材料に高硬度を付与せしめる
ことができず、一方64.0%を越えて含有すると、T
iと同様靭性劣化をきたすようになることから、その含
有量を3.7〜64.0%と定めた。
‘c} NbおよびTaこれらの成分もTi、Zr、お
よびHfと同様に硬質相を構成する3相のうちの1相の
化合物相を形成し、特に耐酸化性を著しく向上させる作
用があるが、その含有量が1%禾満では所望のすぐれた
耐酸化性を確保することができず、一方31%を越えて
含有させると、級性が低下するようになることから、そ
の含有量を1〜31%と定めた。
{d)酸素
酸素は上記の通りTi、Zr、m、Nb、およびTaと
結合して化合物相を形成し、特に炭窒酸化物を形成して
材料の硬度および耐酸化性を上げる作用があるが、その
含有量が0.01%未満では相対的に炭窒化物量が多く
なって、切削時の被削材との港着性が増し、耐摩耗性が
劣化するようになり、一方1.3%を越えて含有させる
と、硬質相が粗大化し易くなって轍性が劣化し、かつ硬
さ低下をきたすようになることから、その含有量を0.
01〜1.3%と定めた。
‘e} 炭素
上記の通り炭素は、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、場
合によってはWと結合して硬質相を構成する炭化物およ
び炭窒酸化物を形成し、耐摩耗性および耐酸化性を向上
させる作用があるが、その含有量が0.8%未満では所
定の量および硬さの硬質相を確保することができず、一
方9.3%を越えて含有させると、相対的に硬質相に比
して結合相の割合が少なくなり過ぎ、靭性が劣化するよ
うになることから、その含有量を0.8〜9.3%と定
めた。The present invention relates to a cutting tool material that has excellent high-temperature properties and exhibits excellent performance particularly when used in high-speed cutting and high-feed cutting that require these properties. Generally, when cutting steel, when the cutting speed is increased or the feed rate is increased, the temperature of the cutting tool's cutting edge increases, and the cutting tool reaches the end of its useful life due to plastic deformation caused by the high temperature rather than wear. In many cases, this tendency is becoming stronger due to recent advances in high-speed cutting and high-efficiency cutting. However, tungsten carbide and titanium carbide, which are currently in practical use, have a hard phase, and iron group metals (Fe, N,
Cemented carbides and cermets with Co) as a binder phase suddenly soften when the cutting edge temperature exceeds 1000 qC. The conditions for use of the formed surface-coated cemented carbide and surface-coated cermet are limited to a cutting edge temperature of slightly over 1000°C.
Among these, ceramics whose main component is aluminum oxide are used as high-speed cutting tools because they exhibit high hardness and excellent oxidation resistance at high temperatures. In reality, it is used only under conditions of low feed rate because it is prone to chipping and has insufficient reliability. Therefore, from the above-mentioned viewpoint, the present inventors conducted research to obtain a material for cutting tools that has excellent high-temperature properties and is capable of high-speed cutting and high-feed cutting. A compound phase containing as a main component a compound phase containing one or two of Zr and Hf as a main component, and a compound phase containing one or two of Nb and Ta as a main component. If the structure is composed of three phases, and the binder phase is a high melting point metal phase mainly composed of W, it exhibits high hardness, high ballability, and excellent oxidation resistance at high temperatures, resulting in stability. This enables high-speed cutting and high-feed cutting, and this structure
Ti: 2.5-34.0%, one of Zr and Hf
Species or two: 3.7 to 64.0%, One or two of Nb and Ta: 1 to 38%, Oxygen: 0.01 to
1.3%, C: 0.8-9.3%, Nitrogen: 0.01-3
.. 3%, the rest basically consists of W and unavoidable impurities, and the conditional formula: [TW(Zr, Hf
)x(Nb, Ta)yW, -w-x-y]・[0uNv
C, -u-v]Z (however, w/(w+x): 0.3-0
.. &(w + x y): 0.3~0.8, y: 0.01~
0.2, u: 0.005-0.1, v: 0.005-0
.. z: 0.2 to 0.7). When tb-mi contains Mo in the range of 1 to 18%, the specific gravity and cost of the material can be reduced without impairing the material properties. (C} Furthermore, when one or more of the iron group metals (Fe, Ni, Co) is combined in a range of 1 to 5%, the silk-sintering properties are further improved. The above findings shown in {a} to (c) have been obtained. This invention has been made based on the above findings, and the reason for limiting the component composition and conditional expressions as above is explained below. Explain.A Component composition {a- Tj Ti combines with carbon, nitrogen, oxygen, etc. to form a compound phase, which is one of the three phases that make up the hard phase, and imparts high hardness to the material. Ti has the effect of improving the wear resistance of the material, but if its content is less than 2.5%, the desired amount of fine Ti is removed during the cooling process from the intermittent state in the striping process. The compound phase, which is the main component, does not precipitate and separate, and therefore high hardness cannot be ensured; on the other hand, 34.0%
If the content exceeds 2.0%, the hard phase will become too large and the quality will deteriorate, so the content should be reduced to 2.0%.
It was set at 5 to 34.0%. 'b} Zr and Hf Like Ti, these components combine with carbon, nitrogen, oxygen, etc. to form a compound phase, which is one of the three phases that make up the hard phase, and improve the wear resistance of the material. However, when the content is less than 3.7%, a predetermined amount of compound phase mainly composed of Zr and Hf does not precipitate and separate (from the Ti-based compound phase) upon cooling from the solid solution state. Zr and/
(or, if the Hf-based compound phase precipitates at the same time, the hard phase becomes fine), therefore, high hardness cannot be imparted to the material.On the other hand, if the content exceeds 64.0%,
Like i, it causes toughness deterioration, so its content was set at 3.7 to 64.0%. 'c} Nb and Ta These components also form a compound phase, which is one of the three phases that make up the hard phase, like Ti, Zr, and Hf, and have the effect of significantly improving oxidation resistance in particular. If the content is less than 1%, the desired excellent oxidation resistance cannot be ensured, while if the content exceeds 31%, the quality will decrease. It was set at 1% to 31%. {d) Oxygen As mentioned above, oxygen combines with Ti, Zr, m, Nb, and Ta to form a compound phase, and in particular forms carbonitride oxides, which has the effect of increasing the hardness and oxidation resistance of the material. However, if the content is less than 0.01%, the amount of carbonitride becomes relatively large, which increases the ability to bond with the workpiece during cutting and deteriorates wear resistance. If the content exceeds 3%, the hard phase tends to become coarse, resulting in poor rutting properties and a decrease in hardness, so the content should be reduced to 0.
It was set at 01 to 1.3%. 'e} Carbon As mentioned above, carbon combines with Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, and in some cases W to form carbides and carbonitride oxides that constitute a hard phase, which improves wear resistance and oxidation resistance. However, if its content is less than 0.8%, it will not be possible to secure a hard phase with the specified amount and hardness, while if it is contained in excess of 9.3%, it will have a relatively Since the proportion of the binder phase becomes too small compared to the hard phase and the toughness deteriorates, the content was set at 0.8 to 9.3%.
【f} 窒素同様に窒素は、Ti、Zr、m、Nb、T
aと結合して化合物相を形成し、材料の耐摩耗性および
耐酸化性を向上させる作用があるが、その含有量が0.
01%未満では所望の量の炭窒酸化物を形成することが
できず、この結果切削時に被削性と溶着するようになっ
て摩耗が著しく進行するようになり、一方3.3%を越
えた含有量になると、硬質相が粗大化するようになって
再び材料の硬度が低下するようになることから、その含
有量を0.01〜3.3%と定めた。
(9 Mo
Mo成分には、材料の比重を下げ、かつ材料のもつ特性
を何らそこなうことなく、相対的にW含有量を低下せし
めてコストの低減をはかることのできる作用があるが、
その含有量が1%未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方18%を越えて含有させると、高温特性の全
体的劣化をもたらすようになることから、その含有量を
1〜18%と定めた。
(h)鉄族金属鉄族金属には、材料の焼給性を一段と向
上せしめる作用があるが、その含有量が1%未満では所
望の嘘絹性向上効果が得られず、一方5%を越えて含有
させると、高温特性が劣化するようになることから、そ
の含有量を1〜5%と定めた。
B 条件式
{a’(w十x+y)の原子比
(w+x+y)の原子比が0.3禾満では、硬質相の量
が結合相に比して少なくなり過ぎて所望の高硬度、すな
わちすぐれた耐摩耗性並びにすぐれた耐酸化性を確保す
ることができず、一方逆にその原子比が0.8を越える
と、相対的に結合相の量が少なくなり過ぎて所望の高靭
性を確保することができなくなることから、(w+x十
y)の原子比を0.3〜o.8と定めた。
【b} w/(w+x)の原子比
w/(w+x)の比が、原子比で0.3禾満では、相対
的にTiを主成分とする化合物相の析出量が、Zrおよ
び/またはHfを主成分とする化合物相に比して少なく
なり過ぎ、硬質相の微細化に寄与するTj系化合物とZ
rおよび/またはHf系化合物の共存が実質的に不可能
となり、この結果硬質相はZr、Hf、Nb、Ta、を
主成分とする化合物相主体となり、微細構造を維持する
ことができなくなって硬度および靭性の低下をきたし、
一方、この比が0.8を越えると、逆にZrおよび/ま
たはHfを主成分とする化合物相の量がTiを主成分と
する化合物相に比して少なくなりすぎ、同様な理由で微
細構造を確保することができなくなることから、その原
子比を0.3〜o.8と定めた。
{C} yの原子比
yの原子比が0.01未満では、上記のようにNbおよ
び/またはTa系化合物相の量が少な過ぎて所望のすぐ
れた耐酸化性を確保することができず、一方0.2を越
えた原子比になると、実質的に轍性劣化をきたすように
なることから、その原子比を0.01〜0.2と定めた
。
{d’uの原子比uの原子比が0.005未満では、硬
質相を構成する化合物相における酸素含有量が炭素舎有
量および窒素含有量に比して低くなりすぎ、酸素不足を
きたして所望の耐熱性を確保することができず、したが
って切削時に被削材に溶着するようになり、一方この比
が0.1を越えると、炭素および窒素に比して酸素の量
が多くなりすぎ、硬質相の粗大化をきたすようになって
所望の高硬度および高鰯性を確保することができなくな
ることから、その原子比を0.005〜0.1と定めた
。
{e】vの原子比
vの原子比が0.005未満では、硬質相を構成する化
合物相における窒素含有量が炭素含有量および酸素含有
量に比して低くなりすぎ、実質的に炭窒酸化物の形成が
不十分となって高硬度を確保することが困難となり、一
方この比が0.3を越えると硬質相が粗大化するように
なって、硬度低下をきたすようになることから、その原
子比を0.005〜0.3と定めた。
‘f} zの原子比
この値はTi、Zr、Hf、Nb、Ta、および必要に
応じて含有させたMo、鉄族金属と、炭素、窒素、およ
び酸素との割合を定めたもので、この値が0.2%未満
では、相対的に硬質相の量が少なくなりすぎて、所望の
高硬度および耐酸化性を確保することができず、一方こ
の値が0.7を越えると、炭素、窒素、および酸素の量
が多くなりすぎ、結合相を構成するWまでが炭化物を形
成するようになって結合相量の不足をきたし「鞠性が劣
化するようになることから、この比を0.2〜0.7と
定めた。
つぎに、この発明の切削工具用材料を実施例により具体
的に説明する。
実施例
原料粉末として、平均粒径1.0仏ののT℃粉末(酸素
:0.3%含有)、同1.1ム肌のTIN粉末(酸素:
0.3%含有)、同1.0仏ののZに粉末(酸素:0.
2%含有)、同1.0山肌のHfC粉末(酸素:0.1
5%含有)、同1.1仏ののNbC粉末(酸素:0.2
%含有)、同1.0仏ののTaC粉末(酸素:0.15
%含有)、同0.8山肌のW粉末(酸素:0.05%含
有)、同0.8〆肌のMo粉末(酸素:0.1%含有)
、同2.0ム机のFe粉末(酸素:0.4%含有)、同
1.1山肌のNi粉末(酸素:0.3%含有)、および
同1.0山肌のCo粉末(酸素:0.3%含有)を用意
し、これら原料粉末を所定割合に配合し、ボールミルに
て混合し、1000k9′地の圧力でプレスして圧粉体
を成形し、ついでこの庄粉体を、1oo〜10‐2to
mの圧力を有する真空中、温度:210000に1時間
保持した後、2100から1000ooの範囲を200
qC/hrの冷却速度で冷却することによって、実質的
に第1表に示される最終成分組成および条件式(第1表
の式中、MはMo、Fe、Ni、Co)を有する本発明
材料1〜23および比較材料1〜12をそれぞれ製造し
た。
なお、比較材料1〜12は、いずれも構成成分のうちの
いずれかの成分(第1表には※印で表示)がこの発明の
範囲から外れた組成をもつものである。この結果得られ
た本発明材料1〜23および比較材料1〜12のロック
ウヱル硬さ(Aスケール)および抗折力を測定すると共
に、これよりSNP432の形状をもった切削チップを
取り出し、被削材:SNCM一8(HB320)、切削
速度:150の/min、切込み:2豚、送り:0.7
側/rev.の条件で切削試験を行ない、逃げ面摩耗が
0.3脇に至るまでの切削時間を測定し、合せて刃先状
況も観察した。これらの結果を第2表にまとめて示した
。S
雌
舵
S・
船
船
第2表
第2表に示される結果から、本発明材料1〜23はいず
れも高硬度および高級性を有し、かつすぐれた切削性能
を示すものであるのに対して、比較材料1〜12は、こ
れらの特性のうち少なくともいずれかの特性が劣ったも
のになっている。
上述のように、この発明の材料は、高硬度と高級性、さ
らにすぐれた耐酸化性を有し、しかもこれらの特性は、
硬質相が微細な3相構造をもち、結合相が高融点金属で
あるWを主成分とする金属相で構成されているので高温
においても確保され、したがって、これを切削工具とし
て使用し、かつ高速切削および高送り切削を適用した場
合にもすぐれた切削性能を安定的に長期に亘つて発揮す
るなど工業上有用な特性を有するのである。[f} Like nitrogen, nitrogen is Ti, Zr, m, Nb, T
It combines with a to form a compound phase, which has the effect of improving the wear resistance and oxidation resistance of the material, but if the content is 0.
If it is less than 0.01%, the desired amount of carbonitoxide cannot be formed, and as a result, it will become welded to the machinability during cutting and wear will progress significantly, while if it exceeds 3.3%. If the content reaches 0.01% to 3.3%, the hard phase becomes coarser and the hardness of the material decreases again. (9 Mo The Mo component has the effect of lowering the specific gravity of the material and relatively lowering the W content without impairing the properties of the material, thereby reducing costs.
If the content is less than 1%, the desired effect cannot be obtained, while if the content exceeds 18%, the high-temperature properties will deteriorate overall. %. (h) Iron group metals Iron group metals have the effect of further improving the firing properties of materials, but if their content is less than 1%, the desired effect of improving the properties of iron can not be obtained; If the content exceeds this amount, the high-temperature properties will deteriorate, so the content was set at 1 to 5%. B When the atomic ratio of the atomic ratio (w + x + y) of the conditional expression {a' (w + x + y) is less than 0.3, the amount of the hard phase becomes too small compared to the binder phase and the desired high hardness, that is, excellent On the other hand, if the atomic ratio exceeds 0.8, the amount of binder phase becomes too small to ensure the desired high toughness. Since it becomes impossible to 8. [b} Atomic ratio of w/(w+x) When the ratio of w/(w+x) is less than 0.3 in terms of atomic ratio, the amount of precipitated compound phase mainly composed of Ti is relatively smaller than that of Zr and/or Tj-based compounds and Z, which are too small compared to the compound phase mainly composed of Hf and contribute to the refinement of the hard phase.
The coexistence of r and/or Hf-based compounds becomes virtually impossible, and as a result, the hard phase becomes mainly a compound phase mainly composed of Zr, Hf, Nb, and Ta, making it impossible to maintain the fine structure. causing a decrease in hardness and toughness,
On the other hand, if this ratio exceeds 0.8, the amount of the compound phase mainly composed of Zr and/or Hf becomes too small compared to the compound phase mainly composed of Ti, and for the same reason, the amount of the compound phase mainly composed of Zr and/or Hf becomes too small. Since it becomes impossible to secure the structure, the atomic ratio is set to 0.3 to 0.0. 8. {C} When the atomic ratio of y is less than 0.01, the amount of the Nb and/or Ta-based compound phase is too small to ensure the desired excellent oxidation resistance as described above. On the other hand, if the atomic ratio exceeds 0.2, the rutting property will substantially deteriorate, so the atomic ratio was set at 0.01 to 0.2. {Atomic ratio of d'u When the atomic ratio of u is less than 0.005, the oxygen content in the compound phase constituting the hard phase becomes too low compared to the carbon content and nitrogen content, resulting in oxygen deficiency. If the ratio exceeds 0.1, the amount of oxygen will be large compared to carbon and nitrogen. The atomic ratio was determined to be 0.005 to 0.1 because if it is too high, the hard phase becomes coarse and it becomes impossible to secure the desired high hardness and high sardine properties. {e] Atomic ratio of v If the atomic ratio of v is less than 0.005, the nitrogen content in the compound phase constituting the hard phase will be too low compared to the carbon content and oxygen content, and the carbon This is because the formation of oxides becomes insufficient, making it difficult to ensure high hardness, and on the other hand, if this ratio exceeds 0.3, the hard phase becomes coarser, resulting in a decrease in hardness. , the atomic ratio was determined to be 0.005 to 0.3. 'f} Atomic ratio of z This value determines the ratio of Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo and iron group metals contained as necessary, and carbon, nitrogen, and oxygen. If this value is less than 0.2%, the amount of hard phase will be relatively too small, making it impossible to secure the desired high hardness and oxidation resistance, while if this value exceeds 0.7, If the amounts of carbon, nitrogen, and oxygen become too large, even the W constituting the binder phase will form carbides, resulting in an insufficient amount of the binder phase and the ballability will deteriorate. was determined to be 0.2 to 0.7.Next, the material for cutting tools of the present invention will be specifically explained using examples.As the raw material powder of the example, T°C powder with an average particle size of 1.0 French was used. (contains 0.3% oxygen), TIN powder (contains 1.1% oxygen),
(contains 0.3%), powder (oxygen: 0.
2%), HfC powder (oxygen: 0.1
(containing 5%), NbC powder (oxygen: 0.2
%), 1.0 French TaC powder (oxygen: 0.15
(contains 0.8%), W powder (contains 0.05% oxygen), 0.8% Mo powder (contains 0.1% oxygen).
, Fe powder (containing 0.4% oxygen) at 2.0 mm, Ni powder (containing 0.3% oxygen) at 1.1 mound, and Co powder (containing 0.3% oxygen) at 1.0 mound. (containing 0.3%), blend these raw powders in a predetermined ratio, mix in a ball mill, press at a pressure of 1000k9' to form a green compact, and then press this powder into a 1oo ~10-2to
After holding for 1 hour at temperature: 210,000 in vacuum with a pressure of
By cooling at a cooling rate of qC/hr, the material of the present invention having the final component composition and conditional formula substantially shown in Table 1 (in the formula of Table 1, M is Mo, Fe, Ni, Co) Comparative Materials 1 to 23 and Comparative Materials 1 to 12 were manufactured, respectively. It should be noted that Comparative Materials 1 to 12 all have a composition in which one of the constituent components (indicated by * in Table 1) is outside the scope of the present invention. The Rockwell hardness (A scale) and transverse rupture strength of the obtained materials 1 to 23 of the present invention and comparative materials 1 to 12 were measured, and a cutting tip with a shape of SNP432 was taken out from them and the work material : SNCM-8 (HB320), cutting speed: 150/min, depth of cut: 2 pigs, feed: 0.7
side/rev. A cutting test was conducted under the following conditions, and the cutting time until flank wear reached 0.3 was measured, and the state of the cutting edge was also observed. These results are summarized in Table 2. From the results shown in Table 2, Materials 1 to 23 of the present invention all have high hardness and high quality, and exhibit excellent cutting performance. Therefore, Comparative Materials 1 to 12 are inferior in at least one of these properties. As mentioned above, the material of the present invention has high hardness, high quality, and excellent oxidation resistance, and these characteristics are
Since the hard phase has a fine three-phase structure and the binder phase is composed of a metal phase whose main component is W, which is a high melting point metal, it can be used even at high temperatures. It has industrially useful properties such as stably exhibiting excellent cutting performance over a long period of time even when high-speed cutting and high-feed cutting are applied.
Claims (1)
の1種または2種:3.7〜64.0%、NbおよびT
aのうちの1種または2種:1〜31%、酸素:0.0
1〜1.3%、C:0.8〜9.3%、窒素:0.01
〜3.3%、Wおよび不可避不純物:残りからなる組成
(以下重量%)を有し、かつ原子比で、〔Tiw(Zr
、Hf)x(Nb、Ta)yW_1_−w_−x_−y
〕・〔OuNvC_1_−u_−v〕z(ただし、w/
(w+x):0.3〜0.8、(w+x+y):0.3
〜0.8、y:0.01〜0.2、u:0.005〜0
.1、v:0.005〜0.3、z:0.2〜0.7)
、の条件式を満足し、さらに硬質相が、Tiを主成分と
する化合物相と、ZrおよびHfのいずれか、または両
方を主成分とする化合物相と、NbおよびTaのいずれ
か、または両方を主成分とする化合物相との微細な3相
からなり、一方結合相がWを主成分とする高融点金属相
からなる組織を有することを特徴とする高温特性のすぐ
れた切削工具用材料。 2 Ti:2.5〜34.0%、ZrおよびHfのうち
の1種または2種:3.7〜64.0%、NbおよびT
aのうちの1種または2種:1〜31%、酸素:0.0
1〜1.3%、C:0.8〜9.3%、窒素:0.01
〜3.3%、Mo:1〜18%、Wおよび不可避不純物
:残りからなる組成を有し、かつ原子比で、〔Tiw(
Zr、Hf)x(Nb、Ta)y(W、Mo)_1_−
w_−x_−y〕・〔OuNvC_1_−u_−v〕z
(ただし、w/(w+x):0.3〜0.8、(w+x
+y):0.3〜0.8、y:0.01〜0.2、u:
0.005〜0.1、v:0.005〜0.3、z:0
.2〜0.7)、の条件式を満足し、さらに硬質相が、
Tiを主成分とする化合物相と、ZrおよびHfのいず
れか、または両方を主成分とする化合物相と、Nbおよ
びTaのいずれか、または両方を主成分とする化合物相
との微細な3相からなり、一方結合相がwを主成分とす
る高融点金属相からなる組成を有することを特徴とする
高温特性のすぐれた切削工具用材料。 3 Ti:2.5〜34.0%、ZrおよびHfのうち
の1種または2種:3.7〜64.0%、NbおよびT
aのうちの1種または2種:1〜31%、酸素:0.0
1〜1.3%、C:0.8〜9.3%、窒素:0.01
〜3.3%、鉄族金属(Fe、Ni、Co)のうちの1
種または2種以上:1〜5%、Wおよび不可避不純物:
残りからなる組成(以上重量%)を有し、かつ原子比で
、〔Tiw(Zr、Hf)x(Nb、Ta)y(W、F
e、Ni、Co)_1_−w_−x_−y〕・〔OuN
vC_1_−u_−v〕z(ただし、w/(w+x):
0.3〜0.8、(w+x+y):0.3〜0.8、y
:0.01〜0.2、u:0.005〜0.1、v:0
.005〜0.3、z:0.2〜0.7)、の条件式を
満足し、さらに硬質相が、Tiを主成分とする化合物相
と、ZrおよびHfのいずれか、または両方を主成分と
する化合物相と、NbおよびTaのいずれか、または両
方を主成分とする化合物相との微細な3相からなり、一
方結合相がwを主成分とする高融点金属相からなる組織
を有することを特徴とする高温特性のすぐれた切削工具
用材料。 4 Ti:2.5〜34.0%、ZrおよびHfのうち
の1種または2種:3.7〜64.0%、NbおよびT
aのうちの1種または2種:1〜31%、酸素:0.0
1〜1.3%、C:0.8〜9.3%、窒素:0.01
〜3.3%、Mo:1〜18%、鉄族金属(Fe、Ni
、Co)のうちの1種または2種以上:1〜5%、Wお
よび不可避不純物:残りからなる組成(以上重量%)を
有し、かつ原子比で、〔Tiw(Zr、Hf)x(Nb
、Ta)y(W、Mo、Fe、Ni、Co)_1_−w
_−x_−y〕・〔OuNvC_1_−u_−v〕z(
ただし、w/(w+x):0.3〜0.8、(w+x+
y):0.3〜0.8、y:0.01〜0.2、u:0
.005〜0.1、v:0.005〜0.3、z:0.
2〜0.7)、の条件式を満足し、さらに硬質相が、T
iを主成分とする化合物相と、ZrおよびHfのいずれ
か、または両方を主成分とする化合物相と、Nbおよび
Taのいずれか、または両方を主成分とする化合物相と
の微細な3相からなり、一方結合相がWを主成分とする
高融点金属相からなる組織を有することを特徴とする高
温特性のすぐれた切削工具用材料。[Claims] 1 Ti: 2.5 to 34.0%, one or two of Zr and Hf: 3.7 to 64.0%, Nb and T
One or two of a: 1 to 31%, oxygen: 0.0
1-1.3%, C: 0.8-9.3%, Nitrogen: 0.01
~3.3%, W and unavoidable impurities: the remainder (hereinafter referred to as wt%), and in atomic ratio, [Tiw(Zr
, Hf)x(Nb, Ta)yW_1_-w_-x_-y
]・[OuNvC_1_-u_-v]z (However, w/
(w+x): 0.3-0.8, (w+x+y): 0.3
~0.8, y: 0.01~0.2, u: 0.005~0
.. 1, v: 0.005-0.3, z: 0.2-0.7)
, and the hard phase is a compound phase containing Ti as a main component, a compound phase containing either or both of Zr and Hf, and either or both of Nb and Ta. A material for cutting tools having excellent high-temperature properties, characterized by having a structure consisting of three fine phases including a compound phase containing W as the main component, and a high melting point metal phase containing W as the main component. 2 Ti: 2.5-34.0%, one or two of Zr and Hf: 3.7-64.0%, Nb and T
One or two of a: 1 to 31%, oxygen: 0.0
1-1.3%, C: 0.8-9.3%, Nitrogen: 0.01
~3.3%, Mo: 1~18%, W and unavoidable impurities: the remainder, and has an atomic ratio of [Tiw(
Zr, Hf) x (Nb, Ta) y (W, Mo)_1_-
w_-x_-y〕・[OuNvC_1_-u_-v]z
(However, w/(w+x): 0.3 to 0.8, (w+x
+y): 0.3-0.8, y: 0.01-0.2, u:
0.005-0.1, v: 0.005-0.3, z: 0
.. 2 to 0.7), and the hard phase is
A fine three-phase compound phase containing Ti as a main component, a compound phase containing either or both of Zr and Hf as a main component, and a compound phase containing either or both of Nb and Ta as a main component. A material for cutting tools having excellent high-temperature properties, characterized in that the binder phase has a composition consisting of a high melting point metal phase mainly composed of w. 3 Ti: 2.5-34.0%, one or two of Zr and Hf: 3.7-64.0%, Nb and T
One or two of a: 1 to 31%, oxygen: 0.0
1-1.3%, C: 0.8-9.3%, Nitrogen: 0.01
~3.3%, one of the iron group metals (Fe, Ni, Co)
Species or two or more: 1-5%, W and inevitable impurities:
It has a composition (by weight%) consisting of the rest, and has an atomic ratio of [Tiw(Zr, Hf) x (Nb, Ta) y (W, F
e, Ni, Co)_1_-w_-x_-y]・[OuN
vC_1_-u_-v]z (however, w/(w+x):
0.3-0.8, (w+x+y): 0.3-0.8, y
:0.01~0.2, u:0.005~0.1, v:0
.. 005 to 0.3, z: 0.2 to 0.7), and the hard phase contains a compound phase mainly composed of Ti and either or both of Zr and Hf. The structure consists of three fine phases: a compound phase containing Nb and/or Ta as a main component, and a compound phase containing either or both of Nb and Ta as a main component, while the binder phase consists of a high melting point metal phase containing w as a main component. A cutting tool material with excellent high-temperature properties. 4 Ti: 2.5 to 34.0%, one or two of Zr and Hf: 3.7 to 64.0%, Nb and T
One or two of a: 1 to 31%, oxygen: 0.0
1-1.3%, C: 0.8-9.3%, Nitrogen: 0.01
~3.3%, Mo: 1~18%, iron group metals (Fe, Ni
, Co): 1 to 5%, W and unavoidable impurities: the remainder (wt%), and has an atomic ratio of [Tiw (Zr, Hf) x ( Nb
, Ta)y(W, Mo, Fe, Ni, Co)_1_-w
_−x_−y〕・〔OuNvC_1_−u_−v〕z(
However, w/(w+x): 0.3 to 0.8, (w+x+
y): 0.3-0.8, y: 0.01-0.2, u: 0
.. 005-0.1, v: 0.005-0.3, z: 0.
2 to 0.7), and the hard phase is T
A fine three-phase compound phase containing i as a main component, a compound phase containing either or both of Zr and Hf as a main component, and a compound phase containing either or both of Nb and Ta as a main component 1. A material for cutting tools having excellent high-temperature properties, characterized in that the binder phase has a structure consisting of a high melting point metal phase mainly composed of W.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11082481A JPS601381B2 (en) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | Cutting tool material with excellent high temperature properties |
| KR8203064A KR890004491B1 (en) | 1981-07-17 | 1982-07-09 | Cutting tool materials with excellent high temperature characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11082481A JPS601381B2 (en) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | Cutting tool material with excellent high temperature properties |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816051A JPS5816051A (en) | 1983-01-29 |
| JPS601381B2 true JPS601381B2 (en) | 1985-01-14 |
Family
ID=14545583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11082481A Expired JPS601381B2 (en) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | Cutting tool material with excellent high temperature properties |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS601381B2 (en) |
-
1981
- 1981-07-17 JP JP11082481A patent/JPS601381B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5816051A (en) | 1983-01-29 |
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