JP3094412B2 - セラミックス切削工具とその製造法 - Google Patents
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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、強靭かつ耐摩耗性に優れたセラミックス
切削工具およびその製造法に関するものである。
切削工具およびその製造法に関するものである。
＜従来の技術＞ Al2O3セラミックスは、耐酸化性に富み、耐熱性も高
いことから、また高温で高硬度であり、鉄との反応性も
ないことから、切削工具、特に高速で使用する切削工具
としては、理想的な材料である。
いことから、また高温で高硬度であり、鉄との反応性も
ないことから、切削工具、特に高速で使用する切削工具
としては、理想的な材料である。
しかしながらAl2O3セラミックスは、強度、靭性とも
に不十分であることから、切削工具としては、耐欠損性
に欠けるという致命的な欠陥を有するため、その使用領
域は極めて限定されたものであった。
に不十分であることから、切削工具としては、耐欠損性
に欠けるという致命的な欠陥を有するため、その使用領
域は極めて限定されたものであった。
そのためAl2O3セラミックス切削工具の開発は、いか
に耐欠損性を改善するかが最重要課題である。
に耐欠損性を改善するかが最重要課題である。
先ず、Al2O3セラミックスにTiCを添加することによっ
て熱的な靭性を向上させることが提案され、鋳物高速切
削、および焼き入れ鋼などの高硬度材の切削に実用化さ
れている。
て熱的な靭性を向上させることが提案され、鋳物高速切
削、および焼き入れ鋼などの高硬度材の切削に実用化さ
れている。
次に、西ドイツ公開公報2,549,652などにZrO2含有セ
ラミックスにおいて、ZrO2の相変態により前以って導入
したマイクロクラックにより亀裂進展エネルギーを吸収
し、マトリックスの強靭化をはかることや西ドイツ公開
公報2,744,700などに、Al2O3マトリックス中に分散添加
させたZrO2の正方晶から単斜晶への変態による体積膨張
によるマイクロクラックの亀裂進展制御効果を利用した
セラミックス切削工具の強靭化が提案されている。
ラミックスにおいて、ZrO2の相変態により前以って導入
したマイクロクラックにより亀裂進展エネルギーを吸収
し、マトリックスの強靭化をはかることや西ドイツ公開
公報2,744,700などに、Al2O3マトリックス中に分散添加
させたZrO2の正方晶から単斜晶への変態による体積膨張
によるマイクロクラックの亀裂進展制御効果を利用した
セラミックス切削工具の強靭化が提案されている。
特公昭62−19391号およびUSP−4543345（Re.32,843）
には、Al2O3マトリックス中に分散させたSiCウイスカー
の亀裂進展に伴う亀裂の上下面橋渡しによる亀裂先端の
応力集中の緩和、いわゆるウイスカー引き抜き効果によ
るセラミックスの高強度化も提案されている。
には、Al2O3マトリックス中に分散させたSiCウイスカー
の亀裂進展に伴う亀裂の上下面橋渡しによる亀裂先端の
応力集中の緩和、いわゆるウイスカー引き抜き効果によ
るセラミックスの高強度化も提案されている。
特開昭61−174165号、USP−4789277には、Al2O3−SiC
ウイスカーセラミックスを切削工具に使用することもま
た提案されている。
ウイスカーセラミックスを切削工具に使用することもま
た提案されている。
更には、特開昭61−270266号にAl2O3に、SiCウイスカ
ーとZrO2とをともに添加することによる複合強靭化によ
って、高硬度と高KIc化も提案されている。
ーとZrO2とをともに添加することによる複合強靭化によ
って、高硬度と高KIc化も提案されている。
又、特開昭63−45182号にはAl2O3−SiCウイスカー−Z
rO2セラミックスにおいて、Al2O3とZrO2を容積比で（6
2:38）〜（72:28）としたAl2O3粒子径が1.0μｍ以下の
高強度、高硬度セラミックス焼結体が提案されている。
rO2セラミックスにおいて、Al2O3とZrO2を容積比で（6
2:38）〜（72:28）としたAl2O3粒子径が1.0μｍ以下の
高強度、高硬度セラミックス焼結体が提案されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ Al2O3−TiCセラミックス切削工具は、Al2O3セラミッ
クス切削工具に対し、靭性、特に耐熱衝撃性が若干改善
されており、今日では、セラミックス切削工具の中で
は、標準材質とされてはいるものの、その改善は極めて
不十分であり、鋳物のように切削抵抗の少ない材料、あ
るいは、耐熱鋼などの難削材料では切り込みの変動の少
ない仕上げ切削など、ごく限られた領域でしか使用され
ていない。
クス切削工具に対し、靭性、特に耐熱衝撃性が若干改善
されており、今日では、セラミックス切削工具の中で
は、標準材質とされてはいるものの、その改善は極めて
不十分であり、鋳物のように切削抵抗の少ない材料、あ
るいは、耐熱鋼などの難削材料では切り込みの変動の少
ない仕上げ切削など、ごく限られた領域でしか使用され
ていない。
Al2O3−ZrO2セラミックス切削工具は、Al2O3セラミッ
クス切削工具に比べると、靭性の向上は著しく、KIcで
見ると、約1.5倍以上も増加するため、鋼の高速切削に
も一部使用されている。
クス切削工具に比べると、靭性の向上は著しく、KIcで
見ると、約1.5倍以上も増加するため、鋼の高速切削に
も一部使用されている。
しかしながら、ZrO2をAl2O3に添加すると硬度が低下
するため、Al2O3−TiCセラミックス切削工具などに比べ
ると、耐摩耗性が劣っており、耐熱鋼など難削材料の切
削には、全く使用されていない。また、ZrO2を添加する
とKIcは向上するものの、抗折力が低下するという大き
な欠点を持つ。
するため、Al2O3−TiCセラミックス切削工具などに比べ
ると、耐摩耗性が劣っており、耐熱鋼など難削材料の切
削には、全く使用されていない。また、ZrO2を添加する
とKIcは向上するものの、抗折力が低下するという大き
な欠点を持つ。
その点、Al2O3−SiCウイスカーセラミックス切削工具
は、硬度、KIc、抗折力ともに、従来のAl2O3−TiCセラ
ミックス切削工具に比べれば改善されており、インコネ
ルなどの耐熱材料の切削にも使用しうるとされている。
しかしながら実際に、インコネルなどの耐熱材料を切削
すると、特に100m/min以上の高速で切削すると、境界摩
耗の進展が著しく、極めて短寿命であった。
は、硬度、KIc、抗折力ともに、従来のAl2O3−TiCセラ
ミックス切削工具に比べれば改善されており、インコネ
ルなどの耐熱材料の切削にも使用しうるとされている。
しかしながら実際に、インコネルなどの耐熱材料を切削
すると、特に100m/min以上の高速で切削すると、境界摩
耗の進展が著しく、極めて短寿命であった。
これは、Al2O3−SiCウイスカーセラミックス切削工具
が、Al2O3−TiCセラミックス切削工具に比べてKIcの増
加が不十分であるからといわれている。
が、Al2O3−TiCセラミックス切削工具に比べてKIcの増
加が不十分であるからといわれている。
その点、Al2O3−SiCウイスカー−ZrO2セラミックス
は、確かにAl2O3−TiCセラミックス切削工具に比べて高
強度、高KIc化されている。
は、確かにAl2O3−TiCセラミックス切削工具に比べて高
強度、高KIc化されている。
しかしながら、インコネルなどの耐熱材料を切削する
ような、厳しい環境下で使用するには、まだまだ不満足
なものでしかなかった。境界摩耗の進行は、決して十分
に抑制されていなく、短寿命で、実用に耐えなかった。
ような、厳しい環境下で使用するには、まだまだ不満足
なものでしかなかった。境界摩耗の進行は、決して十分
に抑制されていなく、短寿命で、実用に耐えなかった。
また、鋳鉄切削用工具としてAl2O3−SiCウイスカーセ
ラミックス切削工具やAl2O3−SiCウイスカー−ZrO2セラ
ミックス切削工具を適用した場合、耐欠損性は十分なレ
ベルに達しているものの、その耐摩耗性は決して最適化
されていなかった。
ラミックス切削工具やAl2O3−SiCウイスカー−ZrO2セラ
ミックス切削工具を適用した場合、耐欠損性は十分なレ
ベルに達しているものの、その耐摩耗性は決して最適化
されていなかった。
＜課題を解決するための手段＞ この発明は、Al2O3−SiCウイスカー−ZrO2セラミック
ス切削工具において、SiCウイスカーとZrO2との添加量
を最適化するとともに、製造条件を精密に制御すること
によって、Al2O3が粒成長しない範囲で、できるだけ該
セラミックスを緻密化し、切削工具として特に優れた特
性を持つことを目的としてなされたものである。
ス切削工具において、SiCウイスカーとZrO2との添加量
を最適化するとともに、製造条件を精密に制御すること
によって、Al2O3が粒成長しない範囲で、できるだけ該
セラミックスを緻密化し、切削工具として特に優れた特
性を持つことを目的としてなされたものである。
即ち、この発明はAl2O3−SiCウイスカー−ZrO2からな
るセラミックス切削工具において、SiCウイスカーを27v
ol％以上、35vol％以下、部分安定化ZrO2が3vol％以
上、12vol％以下、残りが平均粒径1.5mm以下のAl2O3か
らなることを特徴とするものである。
るセラミックス切削工具において、SiCウイスカーを27v
ol％以上、35vol％以下、部分安定化ZrO2が3vol％以
上、12vol％以下、残りが平均粒径1.5mm以下のAl2O3か
らなることを特徴とするものである。
＜作用＞ SiCウイスカーは、27vol％未満ではインコネルなどの
耐熱材料を切削する際、強度の向上が十分でなく、35vo
l％より多ければ、相対的にAl2O3の量が不足することに
よって、耐摩耗性が足らなくなりいずれも好ましくな
い。
耐熱材料を切削する際、強度の向上が十分でなく、35vo
l％より多ければ、相対的にAl2O3の量が不足することに
よって、耐摩耗性が足らなくなりいずれも好ましくな
い。
尚、この発明において該セラミック切削工具の焼結を
促進するために、MgO、Y2O3、NiOなどのAl2O3セラミッ
クスの焼結助剤として既知の焼結助剤を添加しても良い
ことは言うまでもなく、Y2O3、CaO、HfO2などで部分安
定化したZrO2を原料粉末として用いることとしている。
促進するために、MgO、Y2O3、NiOなどのAl2O3セラミッ
クスの焼結助剤として既知の焼結助剤を添加しても良い
ことは言うまでもなく、Y2O3、CaO、HfO2などで部分安
定化したZrO2を原料粉末として用いることとしている。
この部分安定化ZrO2は、3vol％未満ではAl2O3セラミ
ックスに比べKIcの増加が不十分であり、12vol％より多
ければ、該セラミックスの強度低下が生じ、切削時の耐
摩耗性が低下するためいずれも好ましくない。
ックスに比べKIcの増加が不十分であり、12vol％より多
ければ、該セラミックスの強度低下が生じ、切削時の耐
摩耗性が低下するためいずれも好ましくない。
次に、この発明の焼結体を構成するAl2O3粒子の平均
粒径は1.5μｍ以下とする。
粒径は1.5μｍ以下とする。
これは平均粒径が1.5μｍを越えた焼結体では、これ
を切削工具として用いた場合、耐摩耗性の低下が大きい
ためである。この発明のAl2O3−SiCウイスカー−ZrO2セ
ラミックスはZrO2添加により、本来焼結性の悪いAl2O3
−SiCウイスカーセラミックスの焼結性が改善されてお
り、焼結温度の低温化が可能となっている。このため、
この発明の製造法と相俟ってAl2O3の平均粒子径1.5μｍ
以下が達成できるものであり、切削工具として用いた場
合の耐摩耗性の向上に与える効果は大きい。
を切削工具として用いた場合、耐摩耗性の低下が大きい
ためである。この発明のAl2O3−SiCウイスカー−ZrO2セ
ラミックスはZrO2添加により、本来焼結性の悪いAl2O3
−SiCウイスカーセラミックスの焼結性が改善されてお
り、焼結温度の低温化が可能となっている。このため、
この発明の製造法と相俟ってAl2O3の平均粒子径1.5μｍ
以下が達成できるものであり、切削工具として用いた場
合の耐摩耗性の向上に与える効果は大きい。
尚、この発明の実施態様としてAl2O3、SiCウイスカ
ー、ZrO2の混合粉末を加圧焼結するか、もしくは加圧焼
結したのち、熱間静水圧処理することが好ましく、通常
の常圧焼結では、切削工具として実用に耐える程には緻
密化しない。
ー、ZrO2の混合粉末を加圧焼結するか、もしくは加圧焼
結したのち、熱間静水圧処理することが好ましく、通常
の常圧焼結では、切削工具として実用に耐える程には緻
密化しない。
熱間静水圧処理なしで、加圧焼結する場合は、1500℃
未満では、緻密化が不十分であり、1750℃より高いとAl
2O3が粒成長してしまい、耐摩耗性が低下し好ましくな
い。また５時間より長く焼結すると、やはりAl2O3が粒
成長してしまい、耐摩耗性が低下し好ましくなく、30分
未満では緻密化が不十分でありこれも好ましくない。加
圧焼結を行なう圧力としては、150kg/cm2未満では、緻
密化不十分で好ましくなく、500kg/cm2よりも高圧力で
は、効果に差がなく工業的に意味が無い。
未満では、緻密化が不十分であり、1750℃より高いとAl
2O3が粒成長してしまい、耐摩耗性が低下し好ましくな
い。また５時間より長く焼結すると、やはりAl2O3が粒
成長してしまい、耐摩耗性が低下し好ましくなく、30分
未満では緻密化が不十分でありこれも好ましくない。加
圧焼結を行なう圧力としては、150kg/cm2未満では、緻
密化不十分で好ましくなく、500kg/cm2よりも高圧力で
は、効果に差がなく工業的に意味が無い。
次に、熱間静水圧処理を用いる場合、まず加圧焼結に
よって該セラミックス焼結体中の空孔を独立空孔にした
のち熱間静水圧処理しなければならない。
よって該セラミックス焼結体中の空孔を独立空孔にした
のち熱間静水圧処理しなければならない。
そのためには、加圧焼結が1450℃未満では、該セラミ
ックス焼結体中の空孔が、独立空孔にならず、連結空孔
になっているため、熱間静水圧処理では緻密化しない。
ックス焼結体中の空孔が、独立空孔にならず、連結空孔
になっているため、熱間静水圧処理では緻密化しない。
1750℃より高い温度で加圧焼結すると、Al2O3が粒成
長してしまいこれも好ましくない。
長してしまいこれも好ましくない。
また、30分未満では、該セラミックス焼結体中の空孔
が、独立空孔にならず、連結空孔になっているため、熱
間静水圧処理では緻密化せず、５時間より長いと、Al2O
3が粒成長してしまいこれも好ましくない。
が、独立空孔にならず、連結空孔になっているため、熱
間静水圧処理では緻密化せず、５時間より長いと、Al2O
3が粒成長してしまいこれも好ましくない。
加圧焼結によって、該セラミックス焼結体中の空孔を
独立空孔にするための、圧力としては、10kg/cm2未満で
は不十分であり、500kg/cm2より高圧力では効果に差が
なく、工業的に意味が無い。
独立空孔にするための、圧力としては、10kg/cm2未満で
は不十分であり、500kg/cm2より高圧力では効果に差が
なく、工業的に意味が無い。
熱間静水圧処理条件に関しても、1500℃未満、10気圧
未満、30分未満では緻密化が不十分で、1800℃より高
く、５時間より長いとAl2O3が粒成長してしまいこれも
好ましくない。また、3000気圧より高圧力では効果に差
がなく工業的に意味が無い。
未満、30分未満では緻密化が不十分で、1800℃より高
く、５時間より長いとAl2O3が粒成長してしまいこれも
好ましくない。また、3000気圧より高圧力では効果に差
がなく工業的に意味が無い。
なお、この発明で用いるウイスカーのアスペクト比は
３〜200である。
３〜200である。
＜実施例＞ 以下、実施例によりこの発明を詳しく説明する。
実施例１ 平均粒径１μｍ以下のα−Al2O3が63vol％、Y2O3を3w
t％含んだ部分安定化ZrO2が5vol％、および平均直径が
0.6μｍ、アスペクト比５〜50のSiCウイスカーが32vol
％になるように配合した混合粉を、エタノール中にて、
超音波を用いて、十分に均一に分散させた後、乾燥させ
た。この混合粉末をドライバッグを用いて、約φ100×6
mmに成形した。この成形体をC/Cコンポジット製の加圧
焼結金型にて1Paの真空下、1650℃にて400kg/cm2の圧力
にて、１時間加圧焼結した。得られた焼結体から、型番
SNGN120408の切削チップを切り出し研削加工した。この
チップをＡとし、比較のため市販のAl2O3−TiCセラミッ
クス切削工具（Ｘ社製）をＢ、市販のAl2O3−ZrO2セラ
ミックス切削工具（Ｙ社製）をＣ、市販のSi3N4セラミ
ックス切削工具（Ｘ社製）をＤ、市販のAl2O3−SiCウイ
スカーセラミックス切削工具（Ｚ社製）をＥとし、以下
の条件で切削試験を行なった。
t％含んだ部分安定化ZrO2が5vol％、および平均直径が
0.6μｍ、アスペクト比５〜50のSiCウイスカーが32vol
％になるように配合した混合粉を、エタノール中にて、
超音波を用いて、十分に均一に分散させた後、乾燥させ
た。この混合粉末をドライバッグを用いて、約φ100×6
mmに成形した。この成形体をC/Cコンポジット製の加圧
焼結金型にて1Paの真空下、1650℃にて400kg/cm2の圧力
にて、１時間加圧焼結した。得られた焼結体から、型番
SNGN120408の切削チップを切り出し研削加工した。この
チップをＡとし、比較のため市販のAl2O3−TiCセラミッ
クス切削工具（Ｘ社製）をＢ、市販のAl2O3−ZrO2セラ
ミックス切削工具（Ｙ社製）をＣ、市販のSi3N4セラミ
ックス切削工具（Ｘ社製）をＤ、市販のAl2O3−SiCウイ
スカーセラミックス切削工具（Ｚ社製）をＥとし、以下
の条件で切削試験を行なった。
切削条件１ 被削材 インコネル718（溶体化処理後時効） 切削速度 100m/min 送り 0.15mm/rev 切り込み 2mm チップ型番 SNGN120408 ホルダー FN11R−44A 切削剤 使用せず この結果、Ｂは12秒切削時に境界欠損、Ｃは21秒切削
時に切刃先端が溶け落ち、Ｄ、ＥおよびＡは、１分間切
削できたが、Ｄはフランク摩耗（VB）が0.38mm、境界摩
耗（VN）が0.52mm、ＥはVBが0.12mm、VNが0.55mmであっ
たのに対し、ＡはVBが0.13mm、VNが0.18mmであった。
時に切刃先端が溶け落ち、Ｄ、ＥおよびＡは、１分間切
削できたが、Ｄはフランク摩耗（VB）が0.38mm、境界摩
耗（VN）が0.52mm、ＥはVBが0.12mm、VNが0.55mmであっ
たのに対し、ＡはVBが0.13mm、VNが0.18mmであった。
同様に以下の条件にて更に切削試験を行なった。
切削条件２ 被削材 FC30 切削速度 350m/min 送り 0.15mm/刃 切り込み 2mm チップ型番 SNGN120408 カッター DNF4160R（一枚刃にて試験を行なっ
た） 切削剤 使用せず この結果、Ａは30分切削してVBが平均で0.13mmであっ
たのに対し、Ｂは４分38秒切削時欠損、Ｃは４分18秒切
削時切刃先端溶け落ち、Ｄは30分切削してVBが平均0.31
mm、Ｅは30分切削してVBが平均で0.23mmであった。
た） 切削剤 使用せず この結果、Ａは30分切削してVBが平均で0.13mmであっ
たのに対し、Ｂは４分38秒切削時欠損、Ｃは４分18秒切
削時切刃先端溶け落ち、Ｄは30分切削してVBが平均0.31
mm、Ｅは30分切削してVBが平均で0.23mmであった。
実施例２ 実施例１においてチップＡを得た方法と全く同様の製
造方法にて第１表に示すセラミックス切削工具を作成し
た。実施例１の切削条件１にて切削試験を行なった結果
を合わせて第１表に示した。
造方法にて第１表に示すセラミックス切削工具を作成し
た。実施例１の切削条件１にて切削試験を行なった結果
を合わせて第１表に示した。
なお、第１表中の％は体積％である。
実施例３ 実施例１で得たチップＡと同一組成のセラミックス切
削工具を、第２表に示す製造条件にて作成した。そして
実施例１の切削条件１と同じ条件にて切削試験を行な
い、その結果を第２表に示した。
削工具を、第２表に示す製造条件にて作成した。そして
実施例１の切削条件１と同じ条件にて切削試験を行な
い、その結果を第２表に示した。
また熱間静水圧処理の効果を調べるためＡと同一組成
のセラミックス切削工具を、先ず1600℃、100kg/cm2、4
0分間加圧焼結した後、種々の条件下で熱間静水圧処理
をした。処理条件と切削条件１による試験結果を第３表
に示した。尚熱間静水圧処理に先立つ加圧焼結条件につ
いても種々の検討を行なった結果、処理温度が1500℃未
満のときは第３表のＯと全く同じ結果であり、処理圧力
が10kg/cm2未満または処理時間が30分未満の時は何れも
30秒以下の寿命、また処理温度が1800℃より高いか、処
理時間が５時間より長いとAl2O3が熱間静水圧処理後に
は、粒成長しているためいずれも30秒以下の寿命であっ
た。
のセラミックス切削工具を、先ず1600℃、100kg/cm2、4
0分間加圧焼結した後、種々の条件下で熱間静水圧処理
をした。処理条件と切削条件１による試験結果を第３表
に示した。尚熱間静水圧処理に先立つ加圧焼結条件につ
いても種々の検討を行なった結果、処理温度が1500℃未
満のときは第３表のＯと全く同じ結果であり、処理圧力
が10kg/cm2未満または処理時間が30分未満の時は何れも
30秒以下の寿命、また処理温度が1800℃より高いか、処
理時間が５時間より長いとAl2O3が熱間静水圧処理後に
は、粒成長しているためいずれも30秒以下の寿命であっ
た。
実施例４ 次にチップＬ〜ＵおよびＡを以下の条件にて更に切削
試験を行なった。その結果を第４表に示した。
試験を行なった。その結果を第４表に示した。
なお、Al2O3の平均粒径はSEM（走査型電子顕微鏡）に
より観察したものである。
より観察したものである。
切削条件３ 被削材 FC25 切削速度 300m/min 送り 0.4mm/rev 切り込み 1.5mm チップ型番 SNGN120408 ホルダー FN11R−44A 切削油 乾式 切削時間 10分間 実施例５ 平均直径0.6μｍ、アスペクト比５〜50のSiCを30vol
％一定とし、HfO2を3vol％含んだ部分安定化ZrO2とAl2O
3を第５表のように配合した混合粉を用いて実施例１と
同様の製造条件にてセラミックス切削工具を作成した。
％一定とし、HfO2を3vol％含んだ部分安定化ZrO2とAl2O
3を第５表のように配合した混合粉を用いて実施例１と
同様の製造条件にてセラミックス切削工具を作成した。
そして、実施例１における切削条件１と同条件にて切
削試験を行なったところ第５表に示す結果が得られた。
削試験を行なったところ第５表に示す結果が得られた。
また、本実施例で得た切削工具におけるZrO2の添加量
と境界摩耗（VN）の関係は第１図に示す通りとなり、Zr
O2量３〜7vol％含有のものがよい境界摩耗を示した。
と境界摩耗（VN）の関係は第１図に示す通りとなり、Zr
O2量３〜7vol％含有のものがよい境界摩耗を示した。
なお、第５表中の％は体積％である。
実施例６ 実施例１で得たチップＡと同一組成のセラミックス切
削工具を第６表に示す製造条件に作成した。
削工具を第６表に示す製造条件に作成した。
そして実施例１の切削条件１と同じ条件で切削試験を
行なった。
行なった。
その結果は第６表に示した。また第６表の結果から加
圧焼結温度と境界摩耗（VN）の関係を調べたところ第２
図に示す結果を得た。
圧焼結温度と境界摩耗（VN）の関係を調べたところ第２
図に示す結果を得た。
なお、第６表および第２図には実施例６で得られた焼
結体をArガス雰囲気下1600℃、1500気圧で１時間HIP処
理をして作成した切削チップについても切削試験結果を
示した。
結体をArガス雰囲気下1600℃、1500気圧で１時間HIP処
理をして作成した切削チップについても切削試験結果を
示した。
上表からHIP処理を行なった切削チップはHIP処理をし
ないものに比べて緻密化が向上するため境界摩耗に優れ
ていることが認められた。
ないものに比べて緻密化が向上するため境界摩耗に優れ
ていることが認められた。
＜発明の効果＞ 以上説明したように、この発明で得たセラミックス切
削工具は強靭性かつ耐摩耗性に優れていることが認めら
れた。
削工具は強靭性かつ耐摩耗性に優れていることが認めら
れた。
第１図はこの発明のセラミックス切削工具を用いて被削
材を切削した時の、該工具中の添加ZrO2量と境界摩耗と
の関係を示す図表、第２図はこの発明の切削工具製造に
おける加圧焼結温度と該工具による被削材切削時の境界
摩耗の関係を示す図表である。
材を切削した時の、該工具中の添加ZrO2量と境界摩耗と
の関係を示す図表、第２図はこの発明の切削工具製造に
おける加圧焼結温度と該工具による被削材切削時の境界
摩耗の関係を示す図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23B 27/14 C04B 35/80
Claims (4)
- 【請求項１】Al2O3,SiCウイスカー、ZrO2からなるセラ
ミックス切削工具において、SiCウイスカーが27vol％以
上、35vol％以下、部分安定化ZrO2が3vol％以上、12vol
％以下、残部が平均粒径1.0μｍ以下のAl2O3であること
を特徴とするセラミックス切削工具。 - 【請求項２】Al2O3,SiCウイスカー、ZrO2からなるセラ
ミックス切削工具において、その組成が好ましくはSiC
ウイスカーが27vol％以上、35vol％以下、部分安定化Zr
O2が3vol％以上、17vol％以下、残部が平均粒径1.0μｍ
以下のAl2O3であることを特徴とする請求項（１）記載
のセラミックス切削工具。 - 【請求項３】Al2O3,SiCウイスカー、ZrO2の混合粉末を1
500℃以上、1700℃以下にて30分以上、５時間以下にて1
50kg/cm2以上、500kg/cm2以下の圧力下で加圧焼結する
ことにより、請求項（１）又は（２）に記載されたセラ
ミック切削工具を得ることを特徴とするセラミックス切
削工具の製造法。 - 【請求項４】Al2O3,SiCウイスカー、ZrO2の混合粉末を1
450℃以上、1700℃以下にて30分以上、５時間以下、10k
g/cm2以上、500kg/cm2以下の圧力下で加圧焼結したの
ち、1500℃以上、1700℃以下、10気圧以上、3000気圧以
下、30分以上、５時間以下熱間静水処理することによ
り、請求項（１）又は（２）に記載されたセラミック切
削工具を得ることを特徴とするセラミックス切削工具の
製造法。
Applications Claiming Priority (2)
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| JP63-173122 | 1988-07-11 |
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|---|---|
| JPH02139102A JPH02139102A (ja) | 1990-05-29 |
| JP3094412B2 true JP3094412B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3094412B2 (ja) |
| KR (1) | KR910009896B1 (ja) |
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| ES (1) | ES2066854T3 (ja) |
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| SE507706C2 (sv) * | 1994-01-21 | 1998-07-06 | Sandvik Ab | Kiselkarbidwhiskerförstärkt oxidbaserat keramiskt skär |
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| CN107673772B (zh) * | 2017-10-17 | 2019-10-29 | 齐鲁工业大学 | 一种添加氧化锆晶须的Al2O3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3662782D1 (en) * | 1985-06-10 | 1989-05-18 | Ngk Spark Plug Co | Fiber-reinforced compositie material for tools |
| US4657877A (en) * | 1986-05-21 | 1987-04-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Silicon carbide whisker-zirconia reinforced mullite and alumina ceramics |
| US4749667A (en) * | 1987-02-03 | 1988-06-07 | Carboloy Inc. | Alumina - zirconia ceramics reinforced with silicon carbide whiskers and methods of making the same |
| DE3869483D1 (de) * | 1987-06-09 | 1992-04-30 | Sandvik Ab | Mit whiskern verstaerktes keramisches schneidwerkzeug. |
-
1989
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- 1989-06-30 KR KR1019890009253A patent/KR910009896B1/ko not_active IP Right Cessation
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