JP2005289675A - セラミックス焼結体、切削インサートおよび切削工具 - Google Patents
セラミックス焼結体、切削インサートおよび切削工具 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】Zrを固溶させたTiの炭窒化物相、Al2O3相およびZrO2相を含むセラミックス焼結体であって、X線回折法により測定された、前記Al2O3相の(113)面のピーク強度をαとし、前記ZrO2相における正方晶ZrO2相の(111)面のピーク強度をβとしたとき、(β/α+β)が0.05〜0.70であることを特徴とするセラミックス焼結体、このセラミックス焼結体により形成されて成る切削インサートおよびこの切削インサートを備えて成る切削工具。
【選択図】 なし
Description
(1)Zrを固溶させたTiの炭窒化物、Al2O3およびZrO2を含むセラミックス焼結体であって、X線回折法により測定された、前記Al2O3の(113)面のピーク強度をαとし、前記ZrO2相における正方晶ZrO2の(111)面のピーク強度をβとしたとき、[β/(α+β)]が0.05〜0.70であることを特徴とするセラミックス焼結体である。
(イ)前記ZrとTiとはその質量比[Zr/(Zr+Ti)]が0.05〜0.30であり、前記炭窒化物における炭素と窒素との質量比[C/(C+N)]が0.10〜0.50であるセラミックス焼結体。
(ロ)10〜50質量%のAl元素を含むセラミックス焼結体。
(ハ)前記Al2O3粒子の平均粒径が、大きくとも2.0μmであるセラミックス焼結体。
(ニ)室温におけるビッカース硬度が、小さくとも18GPaであるセラミックス焼結体。
(2)前記第1の手段であるセラミックス焼結体により形成されて成ることを特徴とする切削インサートである。
(3)ホルダーに前記第2の手段である切削インサートを備えて成ることを特徴とする切削工具である。
(2)この発明の切削インサートは、前記(1)のセラミックス焼結体により形成されて成る。
(3)また、この発明の切削工具は、前記(2)の切削インサートを備えて成る。
平均粒径0.5μmのAl2O3、平均粒径1.0μmのTiC、平均粒径1.0μmのTiN、平均粒径1.0μmのZrCおよび表1に示す焼結助剤を表1に示す組成となるよう、ボールミルにより混合した。得られた混合物を金型プレス成形して、焼結後に研磨して国際標準化機構(ISO)に準拠するISO1832に示すスローアウェイチップの形状をした成形体を製造した。次いで、この成形体を0.1MPaのAr雰囲気中、1800℃で1時間、熱処理し、さらに、100MPaのAr雰囲気中、1500℃で1時間、HIP処理して、セラミックス焼結体を得た。
Zr/Zr+Ti:セラミックス焼結体中の質量比
C/C+N:炭窒化物相中の質量比
Al:セラミックス焼結体中の質量%
焼結助剤:セラミックス焼結体中の質量%
なお、(β/α+β)は、X線回折装置による測定から算出した。また、ZrおよびTiの量は、蛍光X線分析装置により、Cの量は、軽元素分析装置により、Nの量は、軽元素分析装置により測定した。
〔Al2O3相を形成するAl2O3粒子の粒径〕
セラミックス焼結体を鏡面研磨し、サーマルエッチングを行った後に、走査型電子顕微鏡観察を行い、画像解析ソフト(三谷商事社製WinROOF)により算出した。
〔ビッカース硬度〕
JIS Z 2244により測定した。
〔曲げ強度〕
JIS R 1601に定められた3点曲げにより測定した。
〔破壊靭性値〕
JIS R 1607に定められたIF法により、荷重9.8Nで測定した。
実施例1〜11および比較例1〜4により得られたセラミックス焼結体を用い、図1に示す切削インサート(大きさ:ISO1832に準拠する。)を作製し、この切削インサートを備えた図2に示す切削工具(ホルダーの材料:合金鋼、ホルダーの大きさ:ISO5610に準拠する。)を作製した。
被切削材:焼き入れ鋼(SCM420/HRC60)
チップ形状:SNGN120408
刃先処理:0.15mm×25°
表3に示す結果から、実施例1〜11により得られたセラミックス焼結体を用いて作製された切削インサートを備えた切削工具は、前記切削試験における切削距離がきわめて長く、耐磨耗性および耐衝撃性に富んだ切削工具であることが分る。
2 逃げ面
3 すくい面
4 切削工具
5 ホルダー
Claims (7)
- Zrを固溶させたTiの炭窒化物、Al2O3およびZrO2を含むセラミックス焼結体であって、X線回折法により測定された、前記Al2O3の(113)面のピーク強度をαとし、前記ZrO2における正方晶ZrO2の(111)面のピーク強度をβとしたとき、[β/(α+β)]が0.05〜0.70であることを特徴とするセラミックス焼結体。
- 前記ZrとTiとはその質量比[Zr/(Zr+Ti)]が0.05〜0.30であり、前記炭窒化物はそのCの量が、質量比[C/(C+N)]で0.10〜0.5である請求項1に記載のセラミックス焼結体。
- 10〜50質量%のAl元素を含む請求項1または2に記載のセラミックス焼結体。
- 前記Al2O3の平均粒径が、大きくとも2.0μmである請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミックス焼結体。
- 室温におけるビッカース硬度が、小さくとも18GPaである請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミックス焼結体。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のセラミックス焼結体により形成されて成ることを特徴とする切削インサート。
- ホルダーに請求項6に記載の切削インサートを備えて成ることを特徴とする切削工具。
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