JPH0663052B2 - High toughness cermet tool - Google Patents
High toughness cermet toolInfo
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- JPH0663052B2 JPH0663052B2 JP2174062A JP17406290A JPH0663052B2 JP H0663052 B2 JPH0663052 B2 JP H0663052B2 JP 2174062 A JP2174062 A JP 2174062A JP 17406290 A JP17406290 A JP 17406290A JP H0663052 B2 JPH0663052 B2 JP H0663052B2
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- cermet
- pore
- surface layer
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えばスローアウェイインサート等に用いら
れるサーメット工具に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cermet tool used for, for example, a throw-away insert or the like.
(従来技術) TiC等の炭化物を主成分とするサーメット焼結体は、耐
熱性、耐摩耗性に優れた材料として特に工具用材料とし
て用いられているが、同様に工具用材料として一般的に
用いられているWCを主成分とする超硬合金に比較して靭
性が劣るという欠点があった。(Prior Art) A cermet sintered body containing carbides such as TiC as a main component is used as a material having excellent heat resistance and wear resistance, especially for a tool. The toughness was inferior to the cemented carbide containing WC as the main component.
そこで、この靭性を向上させるためにTiC基サーメット
に窒化チタン(TiN)もしくは炭窒化チタン(TiCN)を
添加することにより靭性を向上させた、所謂、TiCN基サ
ーメットが知られている。Therefore, there is known a so-called TiCN-based cermet in which toughness is improved by adding titanium nitride (TiN) or titanium carbonitride (TiCN) to the TiC-based cermet in order to improve the toughness.
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このようなTiCN基サーメットは、ある程
度の靭性の向上は見られるものの超硬合金に匹敵する程
度までの靭性を向上させることができず、未だこの種の
サーメットの高靭性化が充分に果たされていないのが現
状であった。因みに、従来のTiC基サーメットにTiNもし
くはTiCNを添加したサーメットを断続切削試験により欠
損までの平均衝撃回数によってその靭性を評価すると、
約800〜880回程度であるのに対して、超硬合金ではおよ
そ2000回以上と遥かに優れている。(Problems to be solved by the invention) However, although such a TiCN-based cermet can improve the toughness to some extent, it cannot improve the toughness to a degree comparable to that of a cemented carbide, and this type of cermet has not been improved yet. The current situation is that the toughness of the cermet has not been sufficiently fulfilled. By the way, when the toughness of a cermet obtained by adding TiN or TiCN to a conventional TiC-based cermet is evaluated by the average number of impacts to fracture by an intermittent cutting test,
It is about 800 to 880 times, while cemented carbide is far superior, about 2000 times or more.
(問題点を解決するための手段) 本発明者は、TiCおよびTiN、あるいはTiCNを主成分とす
るサーメット自体の構造に着目し、内部に表層部よりも
ポア量の多いポア質を形成することによって靭性を高
め、工具としての耐欠損性を大きく向上できることを知
見した。(Means for Solving Problems) The present inventor pays attention to the structure of cermet itself containing TiC and TiN or TiCN as a main component, and forms a pore substance having a larger amount of pores than the surface layer inside. It was found that the toughness can be increased by this and the fracture resistance as a tool can be greatly improved.
本発明のサーメット工具によれば、まず、組成面におい
て、TiCとTiN、あるいはTiCNを主成分とすることが重要
であり、特に、チタンの炭化物、窒化物、炭窒化物の総
量に対してTiNが重量比で34〜66%の割合となるように
調製することが望ましい。TiCへのTiNの置換量が少ない
とサーメット自体の靭性が大きく低下し、TiNの量が過
剰となるとサーメットの硬度が低下するためである。こ
れらTi化合物は、サーメット中において硬質相を形成す
ることが知られているが、硬質相を形成する成分とし
て、上記Ti化合物の他にWCやMo2C、NbCの炭化物の他
に窒化物、炭窒化物等を添加することもできる。また、
上記硬質相とともに結合金属としてNiやCo等も適量配合
される。According to the cermet tool of the present invention, first, in terms of composition, it is important that TiC and TiN, or TiCN as a main component, in particular, TiN based on the total amount of titanium carbide, nitride, and carbonitride. It is desirable to adjust the weight ratio to be 34 to 66% by weight. This is because if the substitution amount of TiN for TiC is small, the toughness of the cermet itself is significantly reduced, and if the substitution amount of TiN is excessive, the hardness of the cermet is reduced. It is known that these Ti compounds form a hard phase in the cermet, but as a component forming the hard phase, in addition to the above Ti compound, WC, Mo 2 C, NbC carbides, nitrides, and Carbonitride and the like can be added. Also,
An appropriate amount of Ni, Co, or the like is mixed as a binding metal together with the hard phase.
次に、本発明のサーメット工具は、組織面において、内
部が表層部よりもポアを多く含むポア質からなることが
重要である。本発明は、このように緻密質からなる表層
部の内部にポアを存在させることによって、緻密な表層
部に衝撃によってクラックが生じた場合にクラックの内
方への進展をポア質で阻止してクラックが内方または全
体に及ばないように抑制し、全体への破損を防止するよ
うにしたものである。よって、表層部、内部ともに緻密
質からなる従来のサーメットに比較して内部にポアを存
在させることにより靭性の向上を図ることができる。し
かしながら、ポアの平均径が大きすぎるとポア自身が破
壊の起源となり、耐欠損性が低下し、また、ポアの内部
の表面積に対する占有率が大きすぎると極端に強度、靭
性が劣化する。よって内部のポアは、平均径が0.5〜5
μm、ポアの内部表面積に対する占有率が50%以下特に
10〜30であることが最も望ましい。なお、上記表層部
は、それ自体、実質的にポアを有しない緻密質であるこ
とが望ましく、またその厚みが薄いとポア質の焼結体中
に占める割合が大きくなり、全体としての強度、および
靭性が劣化しやすく、また表層部の厚みが厚すぎる場
合、構造的に従来のものに近づき、ポアによるクラック
の進展を抑制する効果が少なくなる。よって、この表層
部の厚みは0.01〜2mmの厚さであることが望ましい。Next, it is important for the cermet tool of the present invention that, in terms of structure, the inside has a pore quality containing more pores than the surface layer portion. The present invention, by thus providing pores inside the surface layer portion made of dense material, when the crack is generated in the dense surface layer portion by impact, it is possible to prevent the crack from inwardly propagating. The cracks are suppressed so that they do not extend inward or the whole, and damage to the whole is prevented. Therefore, the toughness can be improved by allowing the pores to exist inside, as compared with the conventional cermet having a dense surface layer and inside. However, if the average diameter of the pores is too large, the pores themselves become the origin of fracture and the fracture resistance decreases, and if the occupancy of the pores with respect to the internal surface area is too large, the strength and toughness deteriorate extremely. Therefore, the internal pores have an average diameter of 0.5 to 5
μm, occupancy rate of 50% or less to the internal surface area of pores
Most preferably, it is 10-30. The surface layer itself is preferably a dense material having substantially no pores, and when the thickness is small, the proportion of the pore material in the sintered body becomes large, and the strength as a whole, In addition, if the toughness is apt to deteriorate and the thickness of the surface layer portion is too thick, the structure becomes closer to the conventional one, and the effect of suppressing the development of cracks due to pores is reduced. Therefore, the thickness of the surface layer portion is preferably 0.01 to 2 mm.
以下、本発明を三角形にスローアウェイインサートに応
用したサーメット焼結体構造およびクラック発生状態を
図面に基づき説明する。Hereinafter, a structure of a cermet sintered body and a crack generation state in which the present invention is applied to a throw-away insert in a triangular shape will be described with reference to the drawings.
第1図は、該インサート基体の基本構造を示す横断面
図、第2図は同様のインサート基体の縦断面図である。
インサート基体1は、TiCとTiN、あるいはTiCNを主成分
とするTiCN基サーメットであり、表層部2を一定の厚み
Tに亘って緻密質から構成し、内部3をポアPを含有す
るポア質で図示の如く形成する。FIG. 1 is a transverse sectional view showing the basic structure of the insert base body, and FIG. 2 is a vertical sectional view of the same insert base body.
The insert substrate 1 is a TiCN-based cermet containing TiC and TiN or TiCN as a main component, and the surface layer portion 2 is composed of a dense material over a certain thickness T, and the inside 3 is a pore material containing a pore P. It is formed as shown.
インサートをこのような構造とすることにより、第3図
に示す如く、インサート基体1の緻密質からなる表層部
2に切削時の衝撃等により微細なクラック(ヒビ割れ)
C1が生じた場合、このクラックC1の先端が内部に存
在するポアPに至った時にクラックのエネルギーを拡散
し、クラックの進展を阻止することができる。With such a structure of the insert, as shown in FIG. 3, fine cracks (cracks) are formed in the surface layer portion 2 of the insert base body 1 which is made of a dense material due to an impact during cutting.
When C 1 occurs, the energy of the crack can be diffused when the tip of the crack C 1 reaches the pore P existing inside, and the progress of the crack can be prevented.
これに比較して、第4図に示す全体が緻密質からなる従
来の焼結体5では、クラックC2が発生した時にクラッ
クの進展を抑制する構造上の障壁がないために容易に内
部4に進行し、最終的にインサート自体に刃先の割れや
欠けを来たす結果となる。On the other hand, in the conventional sintered body 5 shown in FIG. 4 which is entirely dense, there is no structural barrier that suppresses the development of cracks C 2 when the cracks C 2 occur. The result is that the insert itself eventually becomes cracked or chipped.
次に、上記のサーメットを得る適当な製法の例を説明す
る。Next, an example of a suitable production method for obtaining the above cermet will be described.
まず、出発原料として、TiC、TiNあるいはTiCN粉末、所
望によりWC,Mo2C、NbC等の硬質相形成成分と、Ni、Co
等の鉄族金属粉末とをアセトン等の溶剤とともに混合
し、スラリーを作成する。この混合スラリーにポリエチ
レン等のポア剤を適量加えて再度混合した後に乾燥し整
粒する。First, as a starting material, TiC, TiN or TiCN powder, if desired, a hard phase forming component such as WC, Mo 2 C or NbC, and Ni or Co.
An iron group metal powder such as the above is mixed with a solvent such as acetone to form a slurry. An appropriate amount of a pore-forming agent such as polyethylene is added to this mixed slurry, mixed again, and then dried and sized.
この粉末を用いてプレス成形等の成形手段によって所望
の工具形状に成形後、1400〜1600℃の非酸化性雰囲気中
で焼成する。このとき、昇温過程において500〜1000℃
付近でポア剤が溶け、成形体中のポア剤が占めていた部
分がポアとして残存する。その後、焼成が進行するに従
い収縮するために前記スラリー中には最終的に得ようと
するポア径より少し大きめ(約1.2倍)の粒径を有する
ポア剤を用いることが望ましい。This powder is molded into a desired tool shape by molding means such as press molding, and then fired in a non-oxidizing atmosphere at 1400 to 1600 ° C. At this time, 500 ~ 1000 ℃ in the heating process
The pore agent melts in the vicinity, and the portion occupied by the pore agent in the molded body remains as pores. After that, it is desirable to use a pore agent having a particle diameter slightly larger (about 1.2 times) than the pore diameter to be finally obtained in the slurry because it shrinks as the firing progresses.
次に、ポア剤を全く含有しない混合スラリーを調製し、
これを前記焼結体の全面に塗布し、これを乾燥後、1400
〜1600℃の非酸化性雰囲気中で焼成する。焼結体全面に
塗布するスラリーの厚みは、焼成時の収縮率に応じて適
当な厚みで塗布すればよい。Next, prepare a mixed slurry containing no pore agent,
Apply this to the entire surface of the sintered body, and after drying it, 1400
Bake in a non-oxidizing atmosphere at ~ 1600 ° C. The thickness of the slurry applied to the entire surface of the sintered body may be an appropriate thickness depending on the shrinkage rate during firing.
このようにして最終的に表層部が緻密質からなり内部が
ポア質からなる焼結体を得ることができる。In this way, finally, a sintered body can be obtained in which the surface layer portion is dense and the inside is porous.
以下、本発明を次の例で説明する。Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following examples.
(実施例) TiC、TiN、WC、Mo2CおよびNi粉末を用いて第1表に示
す組成範囲となるように秤量し、これにアセトンを加
え、振動ミルにより湿式混合し、スラリーを作成した。
このスラリーに粒径が0.05〜10μmのポリエチレンから
なるポア剤を適量加え再度混合した。(Example) TiC, TiN, WC, Mo 2 C and Ni powders were weighed so as to be in the composition range shown in Table 1, acetone was added thereto, and wet mixed by a vibration mill to prepare a slurry. .
An appropriate amount of a pore agent made of polyethylene having a particle size of 0.05 to 10 μm was added to this slurry and mixed again.
混合終了後、乾燥し溶剤を蒸発除去するとともにパラフ
ィンワックスを添加して40メッシュパスして整粒した。
かくして得られた粉末を1000〜2000Kg/cm2の圧力で成
形し、その後300℃前後の温度で仮焼してワックスを除
去した。その後、非酸化性雰雰囲気中で1500℃の焼成温
度にて焼成した。前記ポア剤は500〜1000℃で溶け、焼
結体中にはポアが残存した。次に、この焼結体の表面に
ポア剤を全く含有した同一組成からなるスラリーを前記
焼結体の表面に適宜厚みを変えて塗布した。次に、これ
を乾燥後1500℃の焼成温度にて焼成し緻密質な表層部を
形成した。After the mixing was completed, the mixture was dried to remove the solvent by evaporation, paraffin wax was added, and the mixture was passed through a 40-mesh screen for sizing.
The powder thus obtained was molded under a pressure of 1000 to 2000 Kg / cm 2 and then calcined at a temperature of around 300 ° C. to remove the wax. Then, it was fired at a firing temperature of 1500 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. The pore agent melted at 500 to 1000 ° C., and the pore remained in the sintered body. Next, a slurry of the same composition containing a pore-forming agent was applied to the surface of the sintered body while changing the thickness as appropriate on the surface of the sintered body. Next, this was dried and then baked at a baking temperature of 1500 ° C. to form a dense surface layer portion.
なお、インサートの形状は第1図に示すようなTNMG332
形状とした。The shape of the insert is TNMG332 as shown in Fig. 1.
Shaped.
得られた、インサートに対しては、断続切削試験を行
い、インサートの刃先が欠損するまでの平均衝撃回数を
測定した。また、インサートについては緻密質の表層部
の厚みを測定するとともに、インサートの内部における
ポアの平均粒径、およびポアの占有面積を求めた。An interrupted cutting test was performed on the obtained insert, and the average number of impacts until the cutting edge of the insert was damaged was measured. For the insert, the thickness of the dense surface layer portion was measured, and the average particle diameter of the pores inside the insert and the area occupied by the pores were determined.
第1表によれば、全く内部にポア質を有しない従来品の
試料No.1およびNo.8において衝撃回数800〜880回であっ
た。また、TiCやTiNを主成分としてTiCとTiNの双方を有
しない試料No.12および13では耐衝撃性はさらに悪く300
〜650回であった。 According to Table 1, the number of impacts was 800 to 880 in the conventional samples No. 1 and No. 8 having no pore quality inside. In addition, sample Nos. 12 and 13 containing TiC or TiN as the main component and not containing both TiC and TiN have even worse impact resistance.
It was ~ 650 times.
これに対して本発明に基づき、内部にポアを有する試料
は、上記従来品や比較品に比べて非常に優れた耐衝撃性
を示した。本発明品によれば、ポア占有率とポア径との
関係によればポア占有率が同一である場合、ポア径は小
さい方が耐衝撃性が優れることがわかる。On the other hand, according to the present invention, the sample having pores inside thereof exhibited extremely excellent impact resistance as compared with the conventional product and the comparative product. According to the product of the present invention, according to the relationship between the pore occupancy rate and the pore diameter, it can be seen that when the pore occupancy rate is the same, the smaller the pore diameter, the better the impact resistance.
(発明の効果) 以上、詳述した通り、本発明のサーメット工具は、表層
部を緻密質、内部をポア質から構成することによって、
クラックの進展を抑制することができ、それにより焼結
体としての靭性を高めるとともに耐欠損性を向上するこ
とができるために、工具としての信頼性を高め、長寿命
の工具を提供することができる。(Effects of the Invention) As described above in detail, the cermet tool of the present invention has the surface layer portion made of dense material and the inside made of pore material,
Since it is possible to suppress the development of cracks and thereby improve the toughness as a sintered body and the fracture resistance, it is possible to improve the reliability as a tool and provide a tool with a long life. it can.
第1図乃至第2図は、本発明のサーメット工具の一例し
て三角径のスローアウェイインサートの組織構造および
クラック発生状態を示すもので、第1図はインサートの
横断面図、第2図は同様のインサートの縦断面図、第3
図はクラック発生状態を示す拡大部分説明図であり、第
4図は従来のインサートのクラック発生状態を示す拡大
部分説明図である。 1……インサート基体 2……表層部 3……内部 P……ポア C……クラックFIGS. 1 and 2 show an example of a cermet tool of the present invention, showing a structure of a throw-away insert having a triangular diameter and a crack generation state. FIG. 1 is a cross-sectional view of the insert, and FIG. Similar insert longitudinal section, third
FIG. 4 is an enlarged partial explanatory view showing a crack generation state, and FIG. 4 is an enlarged partial explanatory view showing a crack generation state of a conventional insert. 1 ... Insert base 2 ... Surface layer 3 ... Inside P ... Pore C ... Crack
Claims (2)
るサーメット工具であって、該サーメットの内部が表層
部よりも多くのポアを有するポア質からなることを特徴
とする高靭性サーメット工具。1. A high-toughness cermet tool, which is a cermet tool containing TiC and TiN or TiCN as a main component, wherein the inside of the cermet is made of a pore material having more pores than the surface layer portion.
の厚さが0.01〜2.00mmである特許請求の範囲第1項記載
の高靭性サーメット工具。2. The high-toughness cermet tool according to claim 1, wherein the surface layer portion is substantially dense and has a thickness of 0.01 to 2.00 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2174062A JPH0663052B2 (en) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | High toughness cermet tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2174062A JPH0663052B2 (en) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | High toughness cermet tool |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24582583A Division JPS60138042A (en) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | High toughness cermet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0349804A JPH0349804A (en) | 1991-03-04 |
| JPH0663052B2 true JPH0663052B2 (en) | 1994-08-17 |
Family
ID=15971958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2174062A Expired - Lifetime JPH0663052B2 (en) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | High toughness cermet tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663052B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984237B2 (en) | 2002-05-22 | 2006-01-10 | Orthopaedic Biosystems Ltd., Inc. | Suture passing surgical instrument |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0561131U (en) * | 1992-01-27 | 1993-08-10 | 株式会社イナックス | Stacking equipment for split tiles |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603922B2 (en) * | 1980-09-03 | 1985-01-31 | 日本油脂株式会社 | Cutting tools |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2174062A patent/JPH0663052B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984237B2 (en) | 2002-05-22 | 2006-01-10 | Orthopaedic Biosystems Ltd., Inc. | Suture passing surgical instrument |
| US8690898B2 (en) | 2002-05-22 | 2014-04-08 | Smith & Nephew, Inc. | Suture passing surgical instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0349804A (en) | 1991-03-04 |
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Legal Events
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