JP2006273663A - 回転加工用部材およびこれを用いた金属加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転により、金属製の被加工物を搬送または延性加工するための回転加工用部材であって、少なくとも前記被加工物と接する部分が、窒化珪素質焼結体からなるとともに、その表面の算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以下で、且つ前記被加工物と同材金属との動摩擦係数が0.7〜1.3の範囲である。
【選択図】図1
Description
第2金属珪化物:W、Moのうち少なくとも1つの第2の金属元素からなる金属珪化物
さらに、本発明の回転加工用部材は、前記第1金属珪化物を第1の金属元素の合計換算で0.2〜10質量%、前記第2の金属珪化物を第2の金属元素の合計換算で0.1〜3質量%含有することを特徴とするものである。
なお、ロール2には、種々の大きさのものが存在するため、前記寸法の試料を削り出すことが困難な場合は、ロール2と同一の焼結体を研削加工した前記測定試料を用いて、表面粗さ測定する。
第2金属珪化物:W、Moのうち少なくとも1つの第2の金属元素からなる金属珪化物
これにより、機械的強度、高温強度が向上し、熱間圧延工程に使用される圧延ロールなど高温下で高負荷が作用する回転加工用部材において、破損などが発生しにくいため、好ましい。
さらに、隣接相の平均粒径は30μm以下が好ましく、特に好ましくは1〜5μmである。平均粒径が30μmより大きいと、機械的、熱的応力を隣接相が十分緩和することができないため、機械的特性や耐熱衝撃性を著しく向上させることができないからである。この場合、隣接相の平均粒径は、焼結体を走査型電子顕微鏡(SEM)等で拡大して観察し、複数の隣接相の粒径を測定し平均した値である。
ここで、ロール2をなす窒化珪素質焼結体のボイド占有率および最大ボイド径を小さくするため、混合粉末と有機結合剤とからなる造粒粉体を用いて、成形した成形体を製作する。これによって、ロール2をなす窒化珪素質焼結体のボイド占有率および最大ボイド径を小さくするため、混合粉末と有機結合剤とからなる成形体を作製する。ここで、用いられる造粒体は、前記混合粉末から得られたスラリーに、有機結合材として、ポリビニルアルコール(PVA)を添加混合し、スプレードライヤーで造粒した。さらに、成形においては、造粒体を静水圧加圧成形法により成形圧80MPaによって成形することによって成形体を得た。このようにして得られた成形体は、高密度にしかつ成形体内の密度のばらつきを小さいため、焼成中に窒化体の焼結が焼結体全体に渡って均一に進行させることができるため、ロール2をなす窒化珪素質焼結体は、ボイド占有率および最大ボイド径を小さくすることができる。
次に、本実施例に使用した回転加工用部材1は、実施例1と同様の方法で、外径70mm、幅20mmの回転加工用部材を製作した。さらに、寿命を比較するために、実施例1と同様に、窒化珪素質焼結体と同形状の回転加工用部材を、従来の窒化珪素質焼結体、アルミナ質焼結体、ジルコニア系焼結体で製作した。
2,32:ロール
2a,32a:ロール表面
3,33:貫通孔
4:キー溝
5:廻り止めピン
6:ベアリング取付け穴
7:ベアリング取付け溝
8:ニゲ部
9,42:芯体
9a:ツバ部
20:線材
21:ダイスホルダー
22:ワイヤ
23:ノズル
24:通電端子
25:ワーク
112:窒化珪素の結晶
114:隣接相
116、116a、116b、116c:第1金属珪化物
118、118a、118b、118c:第2金属珪化物
120:粒界層
Claims (6)
- 回転により、金属製の被加工物を搬送または延性加工する回転加工用部材であって、少なくとも前記被加工物と接する部分が、窒化珪素質焼結体からなるとともに表面の算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以下、且つ前記被加工物と同材質金属との動摩擦係数が0.7〜1.3の範囲であることを特徴とする回転加工用部材。
- 前記窒化珪素質焼結体の少なくとも前記被加工物と接する面のボイド占有率が1%以下、且つ最大ボイド径が10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の回転加工用部材。
- 前記窒化珪素質焼結体が、窒化珪素の結晶相と、以下の第1金属珪化物および第2金属珪化物を含む粒界相とを有し、該粒界相に前記第1金属珪化物と第2金属珪化物とが互いに接する隣接層を1〜5質量%含むことを特徴とする請求項1または2に記載の回転加工用部材。
第1金属珪化物:Fe、Cr、MnおよびCuから成る群から選択された少なくとも1つの第1の金属元素からなる金属珪化物
第2金属珪化物:W、Moのうち少なくとも1つの第2の金属元素からなる金属珪化物 - 前記第1金属珪化物を第1の金属元素の合計換算で0.2〜10質量%、前記第2の金属珪化物を第2の金属元素の合計換算で0.1〜3質量%含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の回転加工用部材。
- 前記第1金属珪化物および前記第2金属珪化物のそれぞれの平均粒径が30μm以下であることを特徴とする請求項3または4に記載の回転加工用部材。
- 請求項1〜5の何れかに記載の回転加工用部材を用いたことを特徴とする金属加工装置。
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