JP2568494B2 - 切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法 - Google Patents
切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すぐれた耐摩耗性を有し、特に鋳鉄の切
削に切削工具として用いた場合にすぐれた使用寿命を示
す表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法に関
するものである。
削に切削工具として用いた場合にすぐれた使用寿命を示
す表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法に関
するものである。
従来、一般に、表面被覆β′サイアロン基セラミック
スが、特に鋳鉄の切削に切削工具として用いられ、ま
た、この従来表面被覆β′サイアロン基セラミックス
は、基体を構成するβ′サイアロン基セラミックスが、
重量％で（以下、％は重量％を示す）、 分散相形成成分として、周期律表の4a族金属の炭化
物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの２種以上の
固溶体のうちの１種または２種以上（以下、これらを総
称して4a族金属の炭・窒・酸化物という）:2〜32％、 結合相形成成分として、Y,Mg、および希土類金属の酸
化物のうちの１種または２種以上（以下、これらを総称
して金属酸化物という）:3〜33％、 を含有し、残りが組成式:Si6-ZAlZOZN8-Z（ただしＺ≦
１）で表わされるβ′サイアロンと不可避不純物からな
る組成を有し、さらに、 上記4a族金属の炭・窒・酸化物粉末、上記金属酸化物
粉末、さらにβ′サイアロン形成用粉末として窒化けい
素（以下、Si3N4で示す）粉末、窒化アルミニウム（以
下、AlNで示す）粉末、および酸化アルミニウム（以
下、Al2O3で示す）粉末を用い、これら原料粉末を、 上記4a族金属の炭・窒・酸化物粉末:2〜32％、 上記金属酸化物粉末:3〜33％、 Si3N4粉末、AlN粉末、およびAl2O3粉末からなるβ′
サイアロン形成用粉末：残り、 からなる配合組成に配合し、通常の条件で、混合し、プ
レス成形し、ついで不活性ガス雰囲気中、1700℃以上の
温度で焼結することによって製造され、 引続いて、この基体の表面に、通常の化学蒸着法を用
いて、周期律表の4a,5a、および6a族金属の炭化物、窒
化物、および酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶
体、さらにAl2O3などのうちの１種の単層または２種以
上の複層からなる硬質層を被覆することによって製造さ
れることもよく知られるところである。
スが、特に鋳鉄の切削に切削工具として用いられ、ま
た、この従来表面被覆β′サイアロン基セラミックス
は、基体を構成するβ′サイアロン基セラミックスが、
重量％で（以下、％は重量％を示す）、 分散相形成成分として、周期律表の4a族金属の炭化
物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの２種以上の
固溶体のうちの１種または２種以上（以下、これらを総
称して4a族金属の炭・窒・酸化物という）:2〜32％、 結合相形成成分として、Y,Mg、および希土類金属の酸
化物のうちの１種または２種以上（以下、これらを総称
して金属酸化物という）:3〜33％、 を含有し、残りが組成式:Si6-ZAlZOZN8-Z（ただしＺ≦
１）で表わされるβ′サイアロンと不可避不純物からな
る組成を有し、さらに、 上記4a族金属の炭・窒・酸化物粉末、上記金属酸化物
粉末、さらにβ′サイアロン形成用粉末として窒化けい
素（以下、Si3N4で示す）粉末、窒化アルミニウム（以
下、AlNで示す）粉末、および酸化アルミニウム（以
下、Al2O3で示す）粉末を用い、これら原料粉末を、 上記4a族金属の炭・窒・酸化物粉末:2〜32％、 上記金属酸化物粉末:3〜33％、 Si3N4粉末、AlN粉末、およびAl2O3粉末からなるβ′
サイアロン形成用粉末：残り、 からなる配合組成に配合し、通常の条件で、混合し、プ
レス成形し、ついで不活性ガス雰囲気中、1700℃以上の
温度で焼結することによって製造され、 引続いて、この基体の表面に、通常の化学蒸着法を用
いて、周期律表の4a,5a、および6a族金属の炭化物、窒
化物、および酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶
体、さらにAl2O3などのうちの１種の単層または２種以
上の複層からなる硬質層を被覆することによって製造さ
れることもよく知られるところである。
しかし、この従来切削工具用表面被覆β′サイアロン
基セラミックスを、特に鋳鉄の切削に用いた場合に、切
刃の逃げ面およびすくい面とも比較的速く摩耗するが、
すくい面における摩耗の方が一段と速いことから、切削
時間の経過とともに深く摩耗したすくい面摩耗部と、逃
げ面摩耗部とがつながって刃先に欠けが生ずるようにな
るばかりでなく、硬質層に剥離が生ずる場合がしばしば
生じ、この結果被削材に歪みを生じさせたり、仕上げ面
を悪化させたりするなどの問題点が生じることから、切
刃の逃げ面摩耗幅の大きさの割には短かい使用寿命しか
示さないのが現状である。
基セラミックスを、特に鋳鉄の切削に用いた場合に、切
刃の逃げ面およびすくい面とも比較的速く摩耗するが、
すくい面における摩耗の方が一段と速いことから、切削
時間の経過とともに深く摩耗したすくい面摩耗部と、逃
げ面摩耗部とがつながって刃先に欠けが生ずるようにな
るばかりでなく、硬質層に剥離が生ずる場合がしばしば
生じ、この結果被削材に歪みを生じさせたり、仕上げ面
を悪化させたりするなどの問題点が生じることから、切
刃の逃げ面摩耗幅の大きさの割には短かい使用寿命しか
示さないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記
の従来切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミック
スに着目し、これに比してすぐれた耐摩耗性を有し、も
って切削寿命の延命化を可能ならしめる切削工具用表面
被覆β′サイアロン基セラミックスを製造すべく研究を
行った結果、 特に基体を構成するβ′サイアロン基セラミックスお
けるβ′サイアロンを形成するための原料粉末として、
添付図面のSi3N4−SiO2−Al2O3−AlN擬４元系状態図に
おけるＯ′および15Rに相当する組成を有するＯ′サイ
アロン粉末および15Rサイアロン粉末と、Al2O3粉末を使
用し、これらのβ′サイアロン形成用としてのＯ′サイ
アロン粉末、15Rサイアロン粉末、およびAl2O3粉末を、
組成式:Si6-ZAlZOZN8-Zで表わされるβ′サイアロンの
Ｚ値が、 2.7≦Ｚ≦4.3 となる割合に配合する以外は通常の条件でβ′サイアロ
ン基セラミックス基体を製造し、 さらに、硬質層における基体表面接着層を、望ましく
は0.2〜１μｍの平均層厚で、周期律表の4a族金属の窒
化物、炭窒化物、窒酸化物、および炭窒酸化物（以下、
これらを総称して4a族金属の窒素含有化合物という）の
うちのいずれかで構成すると、硬質層の基体表面への密
着性が著しく向上するようになり、このように組成式:S
i6-ZAlZN8-Zで表わされるβ′サイアロンにおけるＺ値
が従来β′サイアロンに比して著しく高く、かつ硬質層
における基体表面接着層が4a族金属の窒素含有化合物で
構成された表面被覆β′サイアロン基セラミックスは、
特にこれを鋳鉄の切削に切削工具として用いた場合に、
すぐれた耐摩耗性を示し、長い使用寿命を示すという知
見を得たのである。
の従来切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミック
スに着目し、これに比してすぐれた耐摩耗性を有し、も
って切削寿命の延命化を可能ならしめる切削工具用表面
被覆β′サイアロン基セラミックスを製造すべく研究を
行った結果、 特に基体を構成するβ′サイアロン基セラミックスお
けるβ′サイアロンを形成するための原料粉末として、
添付図面のSi3N4−SiO2−Al2O3−AlN擬４元系状態図に
おけるＯ′および15Rに相当する組成を有するＯ′サイ
アロン粉末および15Rサイアロン粉末と、Al2O3粉末を使
用し、これらのβ′サイアロン形成用としてのＯ′サイ
アロン粉末、15Rサイアロン粉末、およびAl2O3粉末を、
組成式:Si6-ZAlZOZN8-Zで表わされるβ′サイアロンの
Ｚ値が、 2.7≦Ｚ≦4.3 となる割合に配合する以外は通常の条件でβ′サイアロ
ン基セラミックス基体を製造し、 さらに、硬質層における基体表面接着層を、望ましく
は0.2〜１μｍの平均層厚で、周期律表の4a族金属の窒
化物、炭窒化物、窒酸化物、および炭窒酸化物（以下、
これらを総称して4a族金属の窒素含有化合物という）の
うちのいずれかで構成すると、硬質層の基体表面への密
着性が著しく向上するようになり、このように組成式:S
i6-ZAlZN8-Zで表わされるβ′サイアロンにおけるＺ値
が従来β′サイアロンに比して著しく高く、かつ硬質層
における基体表面接着層が4a族金属の窒素含有化合物で
構成された表面被覆β′サイアロン基セラミックスは、
特にこれを鋳鉄の切削に切削工具として用いた場合に、
すぐれた耐摩耗性を示し、長い使用寿命を示すという知
見を得たのである。
したがって、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、 上記分散相形成成分としての4a族金属の炭・窒・酸化
物粉末:2〜32％、 上記結合相形成成分としての金属酸化物:3〜33％、 を含有し、残りが組成式:Si6-ZAlZOZN8-Zで表わされる
β′サイアロンと不可避不純物からなる組成を有する
β′サイアロン基セラミックスで構成された基体の表面
に基体表面接着層を含む硬質層を被覆してなる切削工具
用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造方法に
おいて、 （ａ） 上記β′サイアロン基セラミックス基体を構成
するβ′サイアロンの形成用に、添付図面のSi3N4−SiO
2−Al2O3−AlN擬４元系状態図におけるＯ′および15Rに
相当する組成を有するＯ′サイアロン粉末および15Rサ
イアロン粉末と、Al2O3粉末を原料粉末として用い、こ
れらβ′サイアロン形成用原料粉末を、 上記β′サイアロンの組成式におけるＺ値が、 2.7≦Ｚ≦4.3 となる割合に配合すること、 （ｂ） 上記硬質層における基体表面接着層を、4a族金
属の窒素含有化合物のうちのいずれかで構成すること、 以上（ａ）および（ｂ）点に特徴を有するものである。
れたものであって、 上記分散相形成成分としての4a族金属の炭・窒・酸化
物粉末:2〜32％、 上記結合相形成成分としての金属酸化物:3〜33％、 を含有し、残りが組成式:Si6-ZAlZOZN8-Zで表わされる
β′サイアロンと不可避不純物からなる組成を有する
β′サイアロン基セラミックスで構成された基体の表面
に基体表面接着層を含む硬質層を被覆してなる切削工具
用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造方法に
おいて、 （ａ） 上記β′サイアロン基セラミックス基体を構成
するβ′サイアロンの形成用に、添付図面のSi3N4−SiO
2−Al2O3−AlN擬４元系状態図におけるＯ′および15Rに
相当する組成を有するＯ′サイアロン粉末および15Rサ
イアロン粉末と、Al2O3粉末を原料粉末として用い、こ
れらβ′サイアロン形成用原料粉末を、 上記β′サイアロンの組成式におけるＺ値が、 2.7≦Ｚ≦4.3 となる割合に配合すること、 （ｂ） 上記硬質層における基体表面接着層を、4a族金
属の窒素含有化合物のうちのいずれかで構成すること、 以上（ａ）および（ｂ）点に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の表面被覆β′サイアロン基セラミ
ックスの製造法において、上記の通りに数値限定した理
由を説明する。
ックスの製造法において、上記の通りに数値限定した理
由を説明する。
（ａ） 4a族金属の炭・窒・酸化物の含有量 これらの成分には、焼結時におけるβ′サイアロンの
粒成長を抑制すると共に、焼結性を向上させ、もってセ
ラミックスの強度と耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が２％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が32％を越えるとセラミック
スの強度に低下傾向が表われるようになることから、そ
の含有量を２〜32％と定めた。
粒成長を抑制すると共に、焼結性を向上させ、もってセ
ラミックスの強度と耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が２％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が32％を越えるとセラミック
スの強度に低下傾向が表われるようになることから、そ
の含有量を２〜32％と定めた。
（ｂ） 金属酸化物の含有量 これらの成分は、いずれも低融点を有するので、焼結
時に液相を形成して焼結を促進し、さらに焼結後はβ′
サイアロンの粒界部にガラス質あるいは結晶質の状態で
存在してセラミックスの緻密化に寄与するばかりでな
く、強度を高める作用をもつが、その含有量が３％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が33％を越えるとセラミックスの強度が低下するように
なることから、その含有量を３〜33％と定めた。
時に液相を形成して焼結を促進し、さらに焼結後はβ′
サイアロンの粒界部にガラス質あるいは結晶質の状態で
存在してセラミックスの緻密化に寄与するばかりでな
く、強度を高める作用をもつが、その含有量が３％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が33％を越えるとセラミックスの強度が低下するように
なることから、その含有量を３〜33％と定めた。
（ｃ） β′サイアロン形成用原料粉末の配合割合 上記の通り、従来の基体としてのβ′サイアロン基セ
ラミックスにおいては、β′サイアロン形成用原料粉末
として、Si3N4粉末、AlN粉末、およびAl2O3粉末を使用
して、組成式:Si6-ZAlZOZN8-Z（ただしZ:1以下）で表わ
されるβ′サイアロンを形成しているが、この発明の基
体としてのβ′サイアロン基セラミックスにおいては、
β′サイアロン形成用原料粉末として、添付図面のSi3N
4−SiO2−Al2O3−AlN擬４元系状態図（以下、単に４元
系状態図という）におけるＯ′および15Rに相当する組
成を有するＯ′サイアロン粉末および15Rサイアロン粉
末と、Al2O3粉末を用い、上記β′サイアロンの組成式
におけるＺ値が2.7≦Ｚ≦4.3となる割合に配合するが、
これはＺ値が2.7未満となる配合では、基体に所望のす
ぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方、4.3の
Ｚ値はAlおよび酸素の固溶限を示すものであって、これ
以上のＺ値は存在しないという理由によるものである。
ラミックスにおいては、β′サイアロン形成用原料粉末
として、Si3N4粉末、AlN粉末、およびAl2O3粉末を使用
して、組成式:Si6-ZAlZOZN8-Z（ただしZ:1以下）で表わ
されるβ′サイアロンを形成しているが、この発明の基
体としてのβ′サイアロン基セラミックスにおいては、
β′サイアロン形成用原料粉末として、添付図面のSi3N
4−SiO2−Al2O3−AlN擬４元系状態図（以下、単に４元
系状態図という）におけるＯ′および15Rに相当する組
成を有するＯ′サイアロン粉末および15Rサイアロン粉
末と、Al2O3粉末を用い、上記β′サイアロンの組成式
におけるＺ値が2.7≦Ｚ≦4.3となる割合に配合するが、
これはＺ値が2.7未満となる配合では、基体に所望のす
ぐれた耐摩耗性を確保することができず、一方、4.3の
Ｚ値はAlおよび酸素の固溶限を示すものであって、これ
以上のＺ値は存在しないという理由によるものである。
つぎに、この発明のセラミックスの製造法を実施例に
より説明する。
より説明する。
原料粉末として、４元系状態図のＯ′に相当する組成
式:Si2N2Oを有する平均粒径:0.8μｍのＯ′サイアロン
粉末、同15Rに相当する組成式:SiAl4O2N4を有する同0.8
μｍの15Rサイアロン粉末、同0.6μｍのα−Al2O3粉末
（以上β′サイアロン形成用粉末）、同1.3μｍのTiC粉
末、いずれも同1.5μｍを有するTiO粉末、TiN0.9Ｏ0.1
粉末、TiC0.7Ｎ0.2Ｏ0.1粉末、ZrC0.5Ｎ0.5粉末、TiN粉
末、TiC0.5Ｎ0.5粉末、TiC0.9Ｏ0.1粉末、ZrN粉末、い
ずれも同1.7μｍを有するHfN粉末、HfC0.5Ｎ0.5粉末、H
fC0.7Ｎ0.2Ｏ0.1粉末（以上分散相形成用粉末）、いず
れも同0.6μｍを有するMgO粉末、Y2O3粉末、いずれも同
１μｍを有するLa2O3粉末、Er2O3粉末、Yb2O3粉末（以
上結合相形成用粉末）を用意し、これら原料粉末を、そ
れぞれ第1,2,5、および６表に示される配合組成に配合
し、通常の条件にしたがい、ボールミルにて72時間湿式
混合し、乾燥した後、1ton/cm2の圧力にて圧粉体にプレ
ス成形し、ついでこの圧粉体をSi3N4粉末中に埋め込ん
だ状態で、１気圧の窒素雰囲気中、温度:1750℃に２時
間保持の条件で焼結することによって、実質的に配合組
成と同一の成分組成をもったβ′サイアロン基セラミッ
クスからなる本発明法用基体（基体を構成するβ′サイ
アロンの構成成分の割合および組成式を第3,7表に示
す）Ａ〜Ｘを製造し、引続いて、通常の化学蒸着法を用
い、それぞれ第4,8表に示される組成および平均層厚を
有する硬質層を前記基体表面に被覆することによって本
発明法１〜24を実施し、表面被覆β′サイアロン基セラ
ミックス（以下本発明被覆セラミックスという）をそれ
ぞれ製造した。
式:Si2N2Oを有する平均粒径:0.8μｍのＯ′サイアロン
粉末、同15Rに相当する組成式:SiAl4O2N4を有する同0.8
μｍの15Rサイアロン粉末、同0.6μｍのα−Al2O3粉末
（以上β′サイアロン形成用粉末）、同1.3μｍのTiC粉
末、いずれも同1.5μｍを有するTiO粉末、TiN0.9Ｏ0.1
粉末、TiC0.7Ｎ0.2Ｏ0.1粉末、ZrC0.5Ｎ0.5粉末、TiN粉
末、TiC0.5Ｎ0.5粉末、TiC0.9Ｏ0.1粉末、ZrN粉末、い
ずれも同1.7μｍを有するHfN粉末、HfC0.5Ｎ0.5粉末、H
fC0.7Ｎ0.2Ｏ0.1粉末（以上分散相形成用粉末）、いず
れも同0.6μｍを有するMgO粉末、Y2O3粉末、いずれも同
１μｍを有するLa2O3粉末、Er2O3粉末、Yb2O3粉末（以
上結合相形成用粉末）を用意し、これら原料粉末を、そ
れぞれ第1,2,5、および６表に示される配合組成に配合
し、通常の条件にしたがい、ボールミルにて72時間湿式
混合し、乾燥した後、1ton/cm2の圧力にて圧粉体にプレ
ス成形し、ついでこの圧粉体をSi3N4粉末中に埋め込ん
だ状態で、１気圧の窒素雰囲気中、温度:1750℃に２時
間保持の条件で焼結することによって、実質的に配合組
成と同一の成分組成をもったβ′サイアロン基セラミッ
クスからなる本発明法用基体（基体を構成するβ′サイ
アロンの構成成分の割合および組成式を第3,7表に示
す）Ａ〜Ｘを製造し、引続いて、通常の化学蒸着法を用
い、それぞれ第4,8表に示される組成および平均層厚を
有する硬質層を前記基体表面に被覆することによって本
発明法１〜24を実施し、表面被覆β′サイアロン基セラ
ミックス（以下本発明被覆セラミックスという）をそれ
ぞれ製造した。
また、比較の目的で、β′サイアロン形成用粉末とし
て、平均粒径:1μｍを有するSi3N4粉末、同２μｍのAlN
粉末、および同0.6μｍのα−Al2O3粉末を用い、かつ第
9,10表に示される配合組成に配合する以外は同一の条件
で従来法用基体（基体を構成するβ′サイアロンの構成
成分の割合および組成式を第11表に示す）ａ〜ｊを製造
し、さらに硬質層を同じく第12表に示される組成および
平均層厚で構成することにより従来法１〜10を行ない、
従来表面被覆β′サイアロン基セラミックス（以下従来
被覆セラミックスという）をそれぞれ製造した。
て、平均粒径:1μｍを有するSi3N4粉末、同２μｍのAlN
粉末、および同0.6μｍのα−Al2O3粉末を用い、かつ第
9,10表に示される配合組成に配合する以外は同一の条件
で従来法用基体（基体を構成するβ′サイアロンの構成
成分の割合および組成式を第11表に示す）ａ〜ｊを製造
し、さらに硬質層を同じく第12表に示される組成および
平均層厚で構成することにより従来法１〜10を行ない、
従来表面被覆β′サイアロン基セラミックス（以下従来
被覆セラミックスという）をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明被覆セラミックスお
よび従来被覆セラミックスについて、これよりSNGN432
に則した形状の切削チップを切出し、耐摩耗性を評価す
る目的で、 被削材:FC25、 切削速度:300m/min、 切込み:1.5mm、 送り:0.5mm/rev、 切削時間:30分、 の条件での鋳鉄の連続切削試験、並びに硬質層の密着性
を評価する目的で、 被削材:FC30、 切削速度:300m/min、 切込み:4mm、 送り:1mm/rev、 切削時間:2min、 の条件での鋳鉄の深切込み高送り切削試験を行ない、前
者の切削試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深
さを測定し、後者の切削試験では10本の試験切刃数のう
ちの硬質層剥離数を測定した。これらの測定結果を第8,
12表に示した。
よび従来被覆セラミックスについて、これよりSNGN432
に則した形状の切削チップを切出し、耐摩耗性を評価す
る目的で、 被削材:FC25、 切削速度:300m/min、 切込み:1.5mm、 送り:0.5mm/rev、 切削時間:30分、 の条件での鋳鉄の連続切削試験、並びに硬質層の密着性
を評価する目的で、 被削材:FC30、 切削速度:300m/min、 切込み:4mm、 送り:1mm/rev、 切削時間:2min、 の条件での鋳鉄の深切込み高送り切削試験を行ない、前
者の切削試験では切刃の逃げ面摩耗幅とすくい面摩耗深
さを測定し、後者の切削試験では10本の試験切刃数のう
ちの硬質層剥離数を測定した。これらの測定結果を第8,
12表に示した。
〔発明の効果〕 第１〜12表に示される結果から、本発明法１〜24で製
造された被覆セラミックスは、いずれも基体における
β′サイアロンのＺ値が2.7以上であって、すぐれた耐
摩耗性を示し、かつ硬質層の剥離がきわめて低いのに対
して、従来法１〜10で製造された被覆セラミックスにお
いては、基体におけるβ′サイアロンのＺ値がいずれも
１以下であって、耐摩耗性の劣るものであり、また、従
来法1,3〜5,7,8、および10で製造された被覆セラミック
スに見られるように、硬質層における基体表面接着層が
4a族金属の炭・窒・酸化物で構成されていない場合に
は、硬質層の剥離が著しいことが明らかである。
造された被覆セラミックスは、いずれも基体における
β′サイアロンのＺ値が2.7以上であって、すぐれた耐
摩耗性を示し、かつ硬質層の剥離がきわめて低いのに対
して、従来法１〜10で製造された被覆セラミックスにお
いては、基体におけるβ′サイアロンのＺ値がいずれも
１以下であって、耐摩耗性の劣るものであり、また、従
来法1,3〜5,7,8、および10で製造された被覆セラミック
スに見られるように、硬質層における基体表面接着層が
4a族金属の炭・窒・酸化物で構成されていない場合に
は、硬質層の剥離が著しいことが明らかである。
上述のように、この発明の方法は、β′サイアロン形
成用原料粉末として、４元系状態図におけるＯ′および
15Rに相当する組成を有するＯ′サイアロン粉末および1
5Rサイアロン粉末と、Al2O3粉末を使用してβ′サイア
ロンにおけるＺ値が著しく高いβ′サイアロン基セラミ
ックスで構成された基体を通常の条件で製造し、かつこ
のβ′サイアロン基セラミックスからなる基体の表面に
被覆される硬質層の基体表面接着層を4a族金属の窒素含
有化合物とすることにより、前記硬質層の基体表面への
密着性が著しく向上した表面被覆β′サイアロン基セラ
ミックスを製造する方法であり、この結果得られた表面
被覆β′サイアロン基セラミックスは、すぐれた耐摩耗
性を有し、特に鋳鉄の切削に切削工具として用いた場合
に長期に亘ってすぐれた性能を発揮するなどの工業上有
用な特性をもつものである。
成用原料粉末として、４元系状態図におけるＯ′および
15Rに相当する組成を有するＯ′サイアロン粉末および1
5Rサイアロン粉末と、Al2O3粉末を使用してβ′サイア
ロンにおけるＺ値が著しく高いβ′サイアロン基セラミ
ックスで構成された基体を通常の条件で製造し、かつこ
のβ′サイアロン基セラミックスからなる基体の表面に
被覆される硬質層の基体表面接着層を4a族金属の窒素含
有化合物とすることにより、前記硬質層の基体表面への
密着性が著しく向上した表面被覆β′サイアロン基セラ
ミックスを製造する方法であり、この結果得られた表面
被覆β′サイアロン基セラミックスは、すぐれた耐摩耗
性を有し、特に鋳鉄の切削に切削工具として用いた場合
に長期に亘ってすぐれた性能を発揮するなどの工業上有
用な特性をもつものである。
第１図はSi3N4−SiO2−Al2O3−AlN擬４元系状態図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−108204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−3073（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】分散相形成成分として、周期律表の4a族金
属の炭化物、窒化物、および酸化物、並びにこれらの２
種以上の固溶体のうちの１種または２種以上:2〜32％、 結合相形成成分として、Y,Mg、および希土類金属の酸化
物のうちの１種または２種以上:3〜33％、 を含有し、残りが組成式:Si6-ZAlZOZN8-Zで表わされる
β′サイアロンと不可避不純物からなる組成（以上重量
％）を有するβ′サイアロン基セラミックスで構成され
た基体の表面に基体表面接着層含む硬質層を被覆してな
る表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造方法に
おいて、 （ａ） 上記β′サイアロン基セラミックス基体を構成
するβ′サイアロンの形成用に、添付図面のSi3N4−SiO
2−Al2O3−AlN擬４元系状態図におけるＯ′および15Rに
相当する組成を有するＯ′サイアロン粉末および15Rサ
イアロン粉末と、酸化アルミニウム粉末を原料粉末とし
て用い、これらβ′サイアロン形成用原料粉末を、 上記β′サイアロンの組成式におけるＺ値が、 2.7≦Ｚ≦4.3 となる割合に配合し、 （ｂ） かつ、上記硬質層における基体表面接着層を、
周期律表の4a族金属の窒化物、炭窒化物、窒酸化物、お
よび炭窒酸化物のうちのいずれかで構成すること、 を特徴とする切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラ
ミックスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60232558A JP2568494B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60232558A JP2568494B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6294206A JPS6294206A (ja) | 1987-04-30 |
| JP2568494B2 true JP2568494B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=16941207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60232558A Expired - Lifetime JP2568494B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2568494B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991009698A1 (en) * | 1989-12-25 | 1991-07-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Throw-away drill |
| JP5261981B2 (ja) * | 2007-05-17 | 2013-08-14 | 日立ツール株式会社 | 被覆切削工具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6011288A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆サイアロン基セラミツクス工具部材 |
| JPS60108204A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-13 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 高速切削用セラミック工具 |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60232558A patent/JP2568494B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6294206A (ja) | 1987-04-30 |
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