JP2013230959A - Manufacturing method of ceramic sintered compact - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for improving the strength of a ceramic sintered compact used for a cutting tool.SOLUTION: A manufacturing method of a ceramic sintered compact used for a cutting tool includes: a preparation process for preparing slurry that contains raw material powder and a binder having a carbon component; a molding process for molding the dried product of the slurry to obtain a compact; a degreasing process for heating the compact so that carbon may remain therein to obtain a degreased body; an inspection process for inspecting the surface of the degreased body; and a sintering process for calcining the degreased body after the inspection.

Description

本発明は、切削工具に使用されるセラミック焼結体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a ceramic sintered body used for a cutting tool.

従来から、耐熱合金などを加工するための切削工具に使用される切削インサートとして、セラミック焼結体を用いた切削インサートが知られている。このセラミック焼結体の強度や靱性等の向上を図るために種々の技術が開示されている。例えば、ジルコニアとアルミナを含む混合粉末を乾式粉砕することによって活性化処理した後、成形、焼結する製造方法が開示されている(特許文献1)。また、アルミナ仮焼結体の気孔全体にカルシウムなどの金属塩の溶液を含浸させた後に焼結する製造方法が開示されている(特許文献2)。また、アルミナ粉末にコバルトや炭化タングステンを添加して焼結した焼結体が開示されている(特許文献3)。   Conventionally, a cutting insert using a ceramic sintered body is known as a cutting insert used for a cutting tool for processing a heat-resistant alloy or the like. Various techniques have been disclosed in order to improve the strength and toughness of the ceramic sintered body. For example, a manufacturing method is disclosed in which a mixed powder containing zirconia and alumina is activated by dry pulverization, and then molded and sintered (Patent Document 1). Further, a manufacturing method is disclosed in which the entire pores of the alumina temporary sintered body are impregnated with a solution of a metal salt such as calcium and then sintered (Patent Document 2). Further, a sintered body obtained by adding cobalt and tungsten carbide to alumina powder and sintering it is disclosed (Patent Document 3).

特開平1−172262号公報JP-A-1-172262 特開2001−322865号公報JP 2001-322865 A 特開平9−316589号公報JP-A-9-316589

しかし、従来技術によっても、例えば、セラミック焼結体の製造時に生じる個体差のばらつきなどによって、強度が十分ではないセラミック焼結体が製造されるなどの問題があった。このように、切削工具に使用されるセラミックス焼結体の強度の向上を図る技術に関してはなお改善の余地があった。   However, even with the prior art, there has been a problem that, for example, a ceramic sintered body with insufficient strength is produced due to variations in individual differences that occur during the production of the ceramic sintered body. As described above, there is still room for improvement with respect to the technology for improving the strength of the ceramic sintered body used for the cutting tool.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、切削工具に使用されるセラミック焼結体の強度の向上を図る技術の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique for improving the strength of a ceramic sintered body used for a cutting tool.

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明は、以下の態様または適用例として実現することが可能である。   In order to solve at least a part of the above problems, the present invention can be realized as the following aspects or application examples.

[適用例1]
切削工具に使用されるセラミック焼結体の製造方法であって、
原料粉末と、炭素成分を有するバインダーと、を含むスラリーを準備する準備工程と、
前記スラリーの乾燥物を成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体に炭素が残留するように加熱して脱脂体を得る脱脂工程と、
前記脱脂体の表面を検査する検査工程と、
検査後の前記脱脂体を焼成する焼成工程と、を備えることを特徴とする製造方法。
[Application Example 1]
A method for producing a ceramic sintered body used for a cutting tool,
A preparation step of preparing a slurry containing raw material powder and a binder having a carbon component;
A molding step of forming a dried product of the slurry to obtain a molded body;
A degreasing step of obtaining a degreased body by heating so that carbon remains in the molded body;
An inspection process for inspecting the surface of the degreased body;
And a firing step of firing the degreased body after the inspection.

この構成によれば、検査工程において検査される脱脂体は、炭素成分によって黒みがかっているため、クラックや気孔などの欠陥によって焼成後に強度が十分とはならない脱脂体を容易に特定することができる。焼成後に強度が十分とはならない脱脂体を焼成前に特定することで、焼成後に得られるセラミック焼結体の強度の向上を図ることができる。   According to this configuration, since the degreased body to be inspected in the inspection process is darkened by the carbon component, it is possible to easily identify the degreased body whose strength is not sufficient after firing due to defects such as cracks and pores. . By specifying a degreased body that does not have sufficient strength after firing before firing, the strength of the ceramic sintered body obtained after firing can be improved.

[適用例2]
適用例1に記載の製造方法において、
前記検査工程は、前記脱脂体の表面の欠陥の程度によって前記脱脂体を合格品と不合格品のいずれかに選別する工程を含み、
前記焼成工程は、前記検査工程において合格品とされた脱脂体を焼成する工程を含むことを特徴とする製造方法。
[Application Example 2]
In the manufacturing method described in Application Example 1,
The inspection step includes a step of sorting the degreased body into either an acceptable product or a rejected product according to the degree of defects on the surface of the degreased body,
The said baking process includes the process of baking the degreased body made into the pass product in the said test | inspection process.

この構成によれば、検査工程において合格品とされた脱脂体を焼成するため、焼成後に得られるセラミック焼結体の強度の向上を図ることができる。   According to this configuration, since the degreased body that has been accepted in the inspection process is fired, the strength of the ceramic sintered body obtained after firing can be improved.

[適用例3]
適用例1または適用例2に記載の製造方法において、
前記脱脂工程は、前記成形体に残留する炭素が0.01重量%〜0.3重量%となるように加熱する工程を含むことを特徴とする製造方法。
[Application Example 3]
In the manufacturing method described in Application Example 1 or Application Example 2,
The said degreasing process includes the process of heating so that the carbon which remains in the said molded object may be 0.01 to 0.3 weight%, The manufacturing method characterized by the above-mentioned.

この構成によれば、検査工程において検査される脱脂体は、炭素を0.01重量%〜0.3重量%含むことによって黒みがかっているため、焼成後に強度が十分とはならない脱脂体を容易に特定することができる。   According to this configuration, the degreased body to be inspected in the inspection process is blackened by containing 0.01 wt% to 0.3 wt% of carbon, and therefore, a degreased body that does not have sufficient strength after firing can be easily obtained. Can be specified.

[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれかに記載の製造方法において、
前記準備工程は、アルミナ、ジルコニア、および、窒化珪素のいずれかを原料粉末として含んだスラリーを準備する工程を含むことを特徴とする製造方法。
[Application Example 4]
In the manufacturing method according to any one of Application Example 1 to Application Example 3,
The preparation step includes a step of preparing a slurry containing any one of alumina, zirconia, and silicon nitride as a raw material powder.

この構成によれば、アルミナ、ジルコニア、および、窒化珪素のいずれかを含むセラミック焼結体の強度の向上を図ることができる。   According to this configuration, the strength of the ceramic sintered body containing any one of alumina, zirconia, and silicon nitride can be improved.

[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれかに記載の製造方法において、
前記準備工程は、パラフィン、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリカルボン酸、脂肪酸、ステアリン酸、および、ポリエチレンオキサイドのいずれかを含んだバインダーを準備する工程を含むことを特徴とする製造方法。
[Application Example 5]
In the manufacturing method according to any one of Application Example 1 to Application Example 4,
The preparation method includes a step of preparing a binder containing any of paraffin, polyvinyl alcohol, acrylic resin, polycarboxylic acid, fatty acid, stearic acid, and polyethylene oxide.

この構成によれば、バインダーに炭素が含まれているため、脱脂工程において、黒みがかった脱脂体を容易に得ることができる。   According to this structure, since carbon is contained in the binder, a blackened degreased body can be easily obtained in the degreasing step.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、セラミック焼結体で構成された切削インサートの製造方法、切削インサートを備える切削工具の製造方法、セラミック焼結体の検査方法などの形態で実現することができる。また、本発明に係るサイアロン焼結体は、適宜、他の部材と組み合わせて適用することができる。   In addition, this invention can be implement | achieved in various aspects, for example, the manufacturing method of the cutting insert comprised by the ceramic sintered compact, the manufacturing method of the cutting tool provided with a cutting insert, and inspection of a ceramic sintered compact It can be realized in the form of a method or the like. Moreover, the sialon sintered body according to the present invention can be applied in combination with other members as appropriate.

本発明の一実施形態に係る切削インサートの概略構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating schematic structure of the cutting insert which concerns on one Embodiment of this invention. セラミック焼結体の製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of the manufacturing method of a ceramic sintered compact. 黒みがかった色に変色した脱脂体と白色の脱脂体の表面の欠陥の目立ちやすさを比較した説明図である。It is explanatory drawing which compared the conspicuousness of the defect of the surface of the degreased body which changed to the blackish color, and the white degreased body.

<実施の形態>
図1(A)は、本発明の一実施形態に係る切削インサートの概略構成を説明するための説明図である。図1(B)は、切削インサートを備えた切削工具の概略構成を説明するための説明図である。切削インサート1は、略円筒形状の刃先であり、切削工具10に取り付けられて使用される。切削工具10は、耐熱合金の切削加工などに使用される工具であり、本体部11の先端部にホルダーと呼ばれる取付部12を備えている。切削インサート1は、この取付部12に脱着可能に取り付けられる。
<Embodiment>
Drawing 1 (A) is an explanatory view for explaining a schematic structure of a cutting insert concerning one embodiment of the present invention. Drawing 1 (B) is an explanatory view for explaining a schematic structure of a cutting tool provided with a cutting insert. The cutting insert 1 is a substantially cylindrical cutting edge, and is attached to the cutting tool 10 for use. The cutting tool 10 is a tool used for heat-resistant alloy cutting and the like, and includes a mounting portion 12 called a holder at the distal end portion of the main body portion 11. The cutting insert 1 is detachably attached to the attachment portion 12.

本実施形態の切削インサート1は、以下に説明するセラミック焼結体によって構成されている。なお、切削工具とは、旋削加工や、フライス加工、溝入加工などの粗加工、仕上加工などをおこなう工具の全般をいう。切削インサートとは、切削工具本体の先端部に脱着可能に取り付けられた刃先であり、スローアウェイチップや、刃先交換チップなどとも呼ばれる。   The cutting insert 1 of this embodiment is comprised by the ceramic sintered compact demonstrated below. The cutting tool refers to all tools that perform turning, milling, grooving, finishing, and the like. The cutting insert is a cutting edge that is detachably attached to the distal end portion of the cutting tool body, and is also called a throw-away tip, a cutting edge replacement tip, or the like.

本実施形態のセラミック焼結体は、アルミナ(Al23)とジルコニア(ZrO2)とを主成分とするアルミナ・ジルコニア系セラミックである。なお、本実施形態のセラミック焼結体は、アルミナ・ジルコニア系セラミックに限定されず、例えば、アルミナ系セラミック、ジルコニア系セラミック、窒化珪素系セラミックのほか、アルミナと、ジルコニアと、窒化珪素のうちの2種類以上を複合した複合セラミック等であってもよい。 The ceramic sintered body of the present embodiment is an alumina / zirconia ceramic mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ) and zirconia (ZrO 2 ). The ceramic sintered body of the present embodiment is not limited to alumina / zirconia ceramics. For example, alumina ceramics, zirconia ceramics, silicon nitride ceramics, alumina, zirconia, and silicon nitride can be used. The composite ceramic etc. which compounded 2 or more types may be sufficient.

図2は、セラミック焼結体の製造方法の流れを説明するためのフローチャートである。以下では、アルミナ・ジルコニア系セラミックの製造方法の一例について説明する。以下の説明で用いられる各種数値(例えば、粉末の平均粒径、混合時間、プレス圧、加熱時間、加熱温度など)はその一例を示したものであり、これら以外の値を任意に採用することが可能である。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of the method of manufacturing the ceramic sintered body. Below, an example of the manufacturing method of an alumina zirconia ceramic is demonstrated. Various numerical values used in the following explanation (for example, the average particle diameter of powder, mixing time, press pressure, heating time, heating temperature, etc.) are just examples, and values other than these are arbitrarily adopted. Is possible.

本実施形態のセラミック焼結体を製造するにあたり、まず、焼結体の原料粉末を含んだスラリーを作製する(ステップS11)。スラリーの作製方法の一例としては、アルミナ(Al23)粉末と、ジルコニア(ZrO2)粉末と、希土類酸化物(Y23)と、を含んだ原料粉末を用意し、この原料粉末をエタノールと共にボールミル中で約24時間程度混合することによって得ることができる。スラリーに含まれる各原料粉末の平均粒径には特に限定はないが、0.5μm〜1.0μm程度を例示することができる。また、原料粉末に含まれるジルコニア(ZrO2)の配合量は、3重量%〜40重量%程度を例示することができる。スラリーに含まれる粉砕粒子の分散、凝集状態を制御するためにpH調整をおこなってもよい。 In manufacturing the ceramic sintered body of the present embodiment, first, a slurry containing raw material powder of the sintered body is prepared (step S11). As an example of a method for preparing the slurry, a raw material powder containing alumina (Al 2 O 3 ) powder, zirconia (ZrO 2 ) powder, and rare earth oxide (Y 2 O 3 ) is prepared. Can be obtained by mixing with ethanol in a ball mill for about 24 hours. There is no particular limitation on the average particle size of each raw material powder contained in the slurry, but examples include about 0.5 μm to 1.0 μm. The amount of zirconia (ZrO 2) contained in the raw material powder can be exemplified about 3 wt% to 40 wt%. You may adjust pH in order to control the dispersion | distribution and aggregation state of the grinding | pulverization particle | grains contained in a slurry.

作製したスラリーにバインダーを添加する(ステップS12)。スラリーに添加されるバインダーは、成分に炭素を含んでいれば種類について特に限定はない。炭素を含んでいるバインダーとしては、パラフィン、ポリビニルアルコール(PVA)、アクリル樹脂、ポリカルボン酸、脂肪酸、ステアリン酸、ポリエチレンオキサイド(PEO)などを含んだエマルジョンや水溶液を例示することができる。より具体的には、パラフィン系ワックスエマルジョン、ステアリン酸系ワックスエマルジョン、ポリエチレンオキサイド水溶液を例示することができる。バインダーの添加量についても特に限定されないが、スラリーに占めるバインダーの割合として、0.5重量%〜15重量%程度を例示することができる。より具体的には、例えば、パラフィン系ワックスエマルジョンを8.5重量%程度、ステアリン酸系ワックスエマルジョンを2.5重量%程度、ポリエチレンオキサイド水溶液を4.0重量%程度とすることができる。スラリーにバインダーを添加した後、攪拌することによってバインダーが添加されたスラリーを得ることができる。   A binder is added to the prepared slurry (step S12). The binder added to the slurry is not particularly limited as long as it contains carbon as a component. Examples of the binder containing carbon include emulsions and aqueous solutions containing paraffin, polyvinyl alcohol (PVA), acrylic resin, polycarboxylic acid, fatty acid, stearic acid, polyethylene oxide (PEO), and the like. More specifically, a paraffin wax emulsion, a stearic acid wax emulsion, and a polyethylene oxide aqueous solution can be exemplified. Although the amount of the binder added is not particularly limited, examples of the ratio of the binder in the slurry include about 0.5 wt% to 15 wt%. More specifically, for example, the paraffin wax emulsion can be about 8.5% by weight, the stearic acid wax emulsion can be about 2.5% by weight, and the aqueous polyethylene oxide solution can be about 4.0% by weight. After adding a binder to a slurry, the slurry to which the binder was added can be obtained by stirring.

バインダーが添加されたスラリーをスプレードライヤーで乾燥して顆粒を作製する(ステップS13)。これによって、原料粉末とバインダーとを含んだ顆粒(スプレー顆粒)を得ることができる。得られた顆粒を切削インサートの形状にプレス成形する(ステップS14)。プレス圧についても特に限定はないが、2000kgf/cm2程度を例示することができる。このプレス成形によって、切削インサートの形状に成形されたセラミック成形体(単に「成形体」とも呼ぶ)を得ることができる。 The slurry to which the binder has been added is dried with a spray dryer to produce granules (step S13). Thereby, granules (spray granules) containing the raw material powder and the binder can be obtained. The obtained granule is press-molded into the shape of a cutting insert (step S14). Although there is no limitation in particular also about a press pressure, about 2000 kgf / cm < 2 > can be illustrated. By this press molding, a ceramic molded body (also simply referred to as a “formed body”) molded into the shape of the cutting insert can be obtained.

得られた成形体の脱脂をおこなう(ステップS15)。一般的に成形体の脱脂とは、加熱等によって成形体中からバインダー成分を取り除くことをいう。本ステップでの脱脂は、成形体中からバインダー成分を完全に取り除くのではなく、脱脂後の成形体(以後「脱脂体」とも呼ぶ)にバインダー分解物の炭素が残留するように加熱することを特徴としている。このような加熱による脱脂を「仮焼結」とも呼ぶ。脱脂体に炭素を残留させることによって、脱脂体を黒みがかった色(黒色を含む)に変色させることができる。なお、脱脂体に含まれる炭素の割合については特に限定はないが、0.01重量%〜0.3重量%程度とすることが好ましい。脱脂体の表面を黒みがかった色に変色させるのは、後述するステップS16の目視検査において、脱脂体表面の欠陥の発見を容易にするためである。このことから、脱脂体に含まれる炭素の割合は、0.01重量%より少ないと脱脂体の黒みが弱くなり、欠陥発見の容易化という効果が小さくなるおそれがある。一方、炭素の割合が0.3重量%よりも多いと黒みが強くなりすぎて、欠陥発見の容易化という効果が小さくなるおそれがある。なお、本ステップの脱脂は、加熱温度や加熱時間等について特に限定されない。例えば、30kPaの不活性ガス(例えば、窒素)雰囲気下において、800℃で30分加熱することによって黒みがかった脱脂体(仮焼結体)を得ることができる。   The obtained molded body is degreased (step S15). In general, degreasing of a molded product refers to removing the binder component from the molded product by heating or the like. The degreasing in this step is not to completely remove the binder component from the molded body but to heat so that carbon of the binder decomposition product remains in the molded body after degreasing (hereinafter also referred to as “degreasing body”). It is a feature. Such degreasing by heating is also referred to as “temporary sintering”. By leaving carbon in the degreased body, the degreased body can be changed to a blackish color (including black). In addition, although there is no limitation in particular about the ratio of carbon contained in a defatted body, it is preferable to set it as about 0.01 weight%-0.3 weight%. The reason why the surface of the degreased body is changed to a blackish color is to facilitate the discovery of defects on the surface of the degreased body in the visual inspection in step S16 described later. For this reason, if the proportion of carbon contained in the degreased body is less than 0.01% by weight, the blackness of the degreased body is weakened, and the effect of facilitating defect detection may be reduced. On the other hand, if the carbon content is more than 0.3% by weight, the blackness becomes too strong, and the effect of facilitating defect detection may be reduced. The degreasing in this step is not particularly limited with respect to the heating temperature, the heating time, and the like. For example, a degreased body (temporarily sintered body) with a blackish color can be obtained by heating at 800 ° C. for 30 minutes in an atmosphere of an inert gas (for example, nitrogen) of 30 kPa.

次に、得られた脱脂体の目視検査をおこなう(ステップS16)。目視検査とは、脱脂体の表面にクラックや気孔などの欠陥が生じているか否かを目視によって確認する工程である。検査対象となる脱脂体は、ステップS15の脱脂を経て表面が黒みがかっているため、後述するステップS17の焼成工程を経て白色となった焼結体を目視検査する場合と比べて、表面のクラックや気孔を発見しやすい。さらに、脱脂体は、クラックや気孔などに炭素のススが入り込むことによって、クラックや気孔が周辺より黒くなっている場合もある。そのため、クラックや気孔が目立ちやすく容易に発見することができる。本実施形態では、目視検査後、欠陥の有無によって、脱脂体を合格品と不合格品に選別し、合格品のみを次の焼成工程に進める。合格品と不合格品との選別基準は、任意に設定することが可能である。例えば、欠陥を有する脱脂体について、欠陥の程度が所定の基準を超えているか否かによって合格品か不合格品かを選別してもよい。   Next, the obtained degreased body is visually inspected (step S16). The visual inspection is a step of visually confirming whether or not defects such as cracks and pores are generated on the surface of the degreased body. Since the surface of the degreased body to be inspected is blackened through the degreasing of step S15, the surface cracks are compared with the case of visually inspecting the sintered body that has become white through the firing step of step S17 described later. And it is easy to find pores. Further, the degreased body may have blacker cracks and pores than the periphery due to carbon soot entering the cracks and pores. Therefore, cracks and pores are easily noticeable and can be easily found. In the present embodiment, after the visual inspection, the degreased body is sorted into an acceptable product and an unacceptable product depending on the presence or absence of defects, and only the acceptable product is advanced to the next firing step. The selection criteria for the acceptable product and the rejected product can be arbitrarily set. For example, a degreased body having a defect may be selected as a pass product or a reject product depending on whether the degree of the defect exceeds a predetermined standard.

続いて、合格品の脱脂体の焼成をおこなう(ステップS17)。この焼成によって、脱脂体中の炭素が脱脂体から取り除かれ、実質的に炭素を含まない白みがかった色(白色を含む)の焼結体を得ることができる。本ステップの焼成は、焼成温度や焼成時間等について特に限定されない。例えば、65kPaの不活性ガス(例えば、アルゴン)雰囲気下において、1800℃で2時間焼成することによって焼結体を得ることができる。   Subsequently, the degreased body of the accepted product is fired (step S17). By this firing, carbon in the degreased body is removed from the degreased body, and a sintered body having a whitish color (including white) substantially free of carbon can be obtained. The firing in this step is not particularly limited with respect to the firing temperature, firing time, and the like. For example, a sintered body can be obtained by firing at 1800 ° C. for 2 hours in an inert gas (for example, argon) atmosphere of 65 kPa.

続いて、焼成工程を経て得られた焼結体の研磨加工をおこなう(ステップS18)。ダイヤモンド砥石等を用いて研磨加工をおこない、切削インサートの形状に整えることによって、焼結体で構成された切削インサートを得ることができる。   Subsequently, the sintered body obtained through the firing process is polished (step S18). By performing polishing using a diamond grindstone or the like and adjusting the shape of the cutting insert, a cutting insert composed of a sintered body can be obtained.

以上説明した、本実施形態のセラミック焼結体の製造方法によれば、脱脂工程(ステップS15)において、脱脂体を黒みがかった色に変色させるため、検査工程(ステップS16)において、脱脂体表面のクラックや気孔などの欠陥を容易に発見することができる。これにより、焼成後に強度が十分とはならない脱脂体を選別することができるため、焼成後に強度の高い焼結体のみを得ることができる。強度の高い焼結体を切削工具として使用した場合には、表面欠陥がほとんどなく、長寿命を安定して発揮することができる。   According to the method for manufacturing a ceramic sintered body of the present embodiment described above, in the degreasing step (step S15), the degreased body is changed to a blackish color. Defects such as cracks and pores can be easily found. Thereby, since the degreased body whose strength is not sufficient after firing can be selected, only a sintered body having high strength after firing can be obtained. When a high-strength sintered body is used as a cutting tool, there are almost no surface defects, and a long life can be stably exhibited.

図3は、黒みがかった色に変色した脱脂体と白色の脱脂体の表面の欠陥の目立ちやすさを比較した説明図である。図3(a)〜(c)の各図の左側に示された脱脂体は、本実施形態の製造方法によって得られたものであり、表面が黒みがかった色に変色している。一方、各図の右側に示された脱脂体は、脱脂工程においてバインダー成分がほぼ取り除かれたものであり、表面が白色となっている。図3(a)〜(c)の各図において、左側に示された脱脂体と右側に示された脱脂体は、同じ条件(フラッシュの有無や撮影角度等)で撮影されたものである。なお、図3(b)と図3(c)は、撮影時のフラッシュの有無が異なり、図3(b)はフラッシュを使用したものであり、図3(c)はフラッシュを使用していないものである。また、図3(a)〜(c)の各図において、脱脂体表面の欠陥(クラック等)部分を丸で囲んで示している。図3(a)〜(c)から、黒みがかった色に変色した脱脂体は、白色の脱脂体よりも表面の欠陥が目立ちやすく、欠陥を目視によって発見しやすいことがわかる。   FIG. 3 is an explanatory diagram comparing the conspicuousness of defects on the surface of a degreased body that has changed to a blackish color and a white degreased body. The degreased body shown on the left side of each of FIGS. 3A to 3C is obtained by the manufacturing method of the present embodiment, and the surface is changed to a blackish color. On the other hand, the degreased body shown on the right side of each figure is one in which the binder component is substantially removed in the degreasing step, and the surface is white. In each of FIGS. 3A to 3C, the degreased body shown on the left side and the degreased body shown on the right side are taken under the same conditions (presence / absence of flash, photographing angle, etc.). Note that FIG. 3B and FIG. 3C differ in the presence or absence of a flash at the time of shooting, FIG. 3B uses a flash, and FIG. 3C does not use a flash. Is. Moreover, in each figure of Fig.3 (a)-(c), the defect (crack etc.) part on the surface of a degreased body is circled and shown. 3 (a) to 3 (c), it can be seen that the surface of the degreased body that has changed to a blackish color is more conspicuous than the white degreased body, and it is easier to find the defects visually.

また、本実施形態の製造方法によれば、焼成工程(ステップS17)の前に検査工程(ステップS16)があるため、焼成後に強度が十分とはならない脱脂体の焼成をやめることができ、製造コストの抑制を図ることができる。   Moreover, according to the manufacturing method of this embodiment, since there exists an inspection process (step S16) before a baking process (step S17), the baking of the degreased body whose intensity | strength is not enough after baking can be stopped, and manufacture Cost can be reduced.

従来、検査工程は焼成工程の後におこなわれていた。そのため、検査対象は白色の焼結体であり、表面の欠陥を発見するのは容易ではなかった。仮に検査対象の焼結体を着色させようと考えた場合には、着色のための着色工程が別に必要となり、工数の増加や、材料コストの増加が生じる問題があった。一方、本実施形態の製造方法によれば、バインダーに含まれている炭素成分によって検査対象となる脱脂体を着色し、その後、焼成によって炭素を取り除くことができるため、着色による工数の増加や材料コストの増加を生じさせずに、検査精度の向上を図ることができる。   Conventionally, the inspection process has been performed after the firing process. Therefore, the object to be inspected was a white sintered body, and it was not easy to find surface defects. If it is considered to color the sintered body to be inspected, there is a problem that a separate coloring process is required for coloring, resulting in an increase in man-hours and an increase in material costs. On the other hand, according to the manufacturing method of the present embodiment, the degreased body to be inspected can be colored with the carbon component contained in the binder, and then the carbon can be removed by firing. Inspection accuracy can be improved without increasing the cost.

従来から、セラミック焼結体の強度や靱性等の向上を目的として、原料粉末を粉砕して焼結性を改善したり、焼結体に金属塩溶液を含浸させて粗大粒を含まない均質な焼結体にしたり、異種材料を複合化したりするなど、様々な方法で改良がおこなわれてきた。本発明は、これらとは着眼点が異なり、製造時に欠陥がある不合格品を除去する精度を高めることによって、高強度なセラミック焼結体を得ようとするものである。   Conventionally, for the purpose of improving the strength and toughness of ceramic sintered bodies, the raw powder is pulverized to improve the sinterability, or the sintered body is impregnated with a metal salt solution and homogeneous without coarse particles. Improvements have been made by various methods, such as making a sintered body or combining different materials. The present invention differs from these in that it aims to obtain a high-strength ceramic sintered body by increasing the accuracy of removing rejected products that are defective during manufacturing.

<変形例>
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modification>
In addition, this invention is not restricted to said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can be implemented in a various aspect, For example, the following deformation | transformation is also possible.

(1)変形例1:
上記実施形態では、切削インサートの製造方法として説明した。しかし、本発明に係る製造方法は、切削インサートに限らず、他の工具や、製品の部材を製造する方法として適用することができる。
(1) Modification 1:
In the said embodiment, it demonstrated as a manufacturing method of the cutting insert. However, the manufacturing method according to the present invention is not limited to the cutting insert, and can be applied as a method for manufacturing other tools and product members.

(2)変形例2:
上記実施形態では、アルミナ・ジルコニア系セラミックの製造方法として説明した。しかし、本発明に係る製造方法は、アルミナ系セラミック、ジルコニア系セラミック、窒化珪素系セラミックのほか、アルミナと、ジルコニアと、窒化珪素のうちの2種類以上を複合した複合セラミック等の製造方法としても適用することができる。すなわち、準備する原料粉末の内容を変えることによって様々な種類のセラミックの製造方法として適用することができる。例えば、窒化珪素系セラミックの製造方法として適用する場合であれば、窒化珪素(Si34)粉末を含んだ原料粉末を準備すればよい。また、アルミナ系セラミックの製造方法として適用する場合であれば、アルミナ(Al23)粉末を含んだ原料粉末を準備すればよい。ジルコニア系セラミックの製造方法として適用する場合であれば、ジルコニア(ZrO2)粉末を含んだ原料粉末を準備すればよい。
(2) Modification 2:
In the said embodiment, it demonstrated as a manufacturing method of an alumina zirconia-type ceramic. However, the manufacturing method according to the present invention is not limited to alumina-based ceramics, zirconia-based ceramics, and silicon nitride-based ceramics, but also as a method for manufacturing composite ceramics that are a composite of alumina, zirconia, and silicon nitride. Can be applied. That is, it can be applied as a method for producing various types of ceramics by changing the content of the raw material powder to be prepared. For example, if it is applied as a method for producing a silicon nitride ceramic, a raw material powder containing silicon nitride (Si 3 N 4 ) powder may be prepared. In addition, when applied as a method for producing an alumina-based ceramic, a raw material powder containing alumina (Al 2 O 3 ) powder may be prepared. If it is applied as a method for producing a zirconia-based ceramic, a raw material powder containing zirconia (ZrO 2 ) powder may be prepared.

1…切削インサート
10…切削工具
11…本体部
12…取付部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cutting insert 10 ... Cutting tool 11 ... Main-body part 12 ... Mounting part

Claims (5)

切削工具に使用されるセラミック焼結体の製造方法であって、
原料粉末と、炭素成分を有するバインダーと、を含むスラリーを準備する準備工程と、
前記スラリーの乾燥物を成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体に炭素が残留するように加熱して脱脂体を得る脱脂工程と、
前記脱脂体の表面を検査する検査工程と、
検査後の前記脱脂体を焼成する焼成工程と、を備えることを特徴とする製造方法。
A method for producing a ceramic sintered body used for a cutting tool,
A preparation step of preparing a slurry containing raw material powder and a binder having a carbon component;
A molding step of forming a dried product of the slurry to obtain a molded body;
A degreasing step of obtaining a degreased body by heating so that carbon remains in the molded body;
An inspection process for inspecting the surface of the degreased body;
And a firing step of firing the degreased body after the inspection.
請求項1に記載の製造方法において、
前記検査工程は、前記脱脂体の表面の欠陥の程度によって前記脱脂体を合格品と不合格品のいずれかに選別する工程を含み、
前記焼成工程は、前記検査工程において合格品とされた脱脂体を焼成する工程を含むことを特徴とする製造方法。
The manufacturing method according to claim 1,
The inspection step includes a step of sorting the degreased body into either an acceptable product or a rejected product according to the degree of defects on the surface of the degreased body,
The said baking process includes the process of baking the degreased body made into the pass product in the said test | inspection process.
請求項1または請求項2に記載の製造方法において、
前記脱脂工程は、前記成形体に残留する炭素が0.01重量%〜0.3重量%となるように加熱する工程を含むことを特徴とする製造方法。
In the manufacturing method of Claim 1 or Claim 2,
The said degreasing process includes the process of heating so that the carbon which remains in the said molded object may be 0.01 to 0.3 weight%, The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の製造方法において、
前記準備工程は、アルミナ、ジルコニア、および、窒化珪素のいずれかを原料粉末として含んだスラリーを準備する工程を含むことを特徴とする製造方法。
In the manufacturing method in any one of Claims 1 thru | or 3,
The preparation step includes a step of preparing a slurry containing any one of alumina, zirconia, and silicon nitride as a raw material powder.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の製造方法において、
前記準備工程は、パラフィン、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリカルボン酸、脂肪酸、ステアリン酸、および、ポリエチレンオキサイドのいずれかを含んだバインダーを準備する工程を含むことを特徴とする製造方法。
In the manufacturing method in any one of Claims 1 thru | or 4,
The preparation method includes a step of preparing a binder containing any of paraffin, polyvinyl alcohol, acrylic resin, polycarboxylic acid, fatty acid, stearic acid, and polyethylene oxide.
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