JPH01153575A - サイアロン系セラミック焼結体 - Google Patents
サイアロン系セラミック焼結体Info
- Publication number
- JPH01153575A JPH01153575A JP62311694A JP31169487A JPH01153575A JP H01153575 A JPH01153575 A JP H01153575A JP 62311694 A JP62311694 A JP 62311694A JP 31169487 A JP31169487 A JP 31169487A JP H01153575 A JPH01153575 A JP H01153575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sialon
- sintered body
- interior
- layer
- ceramic sintered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 24
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 24
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910003564 SiAlON Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical group [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N ytterbium(III) oxide Inorganic materials O=[Yb]O[Yb]=O FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/597—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon oxynitride, e.g. SIALONS
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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、高温強度、および破壊
靭性を有するサイアロン系セラミック焼結体に関するも
のであり、このサイアロン系セラミツメ焼結体は、切削
工具、その他耐摩耗性を必要とする工具として使用する
ことができる。
靭性を有するサイアロン系セラミック焼結体に関するも
のであり、このサイアロン系セラミツメ焼結体は、切削
工具、その他耐摩耗性を必要とする工具として使用する
ことができる。
近年、切削工具および耐摩耗工具として、サイアロンが
注目されている。この材料は、窒化珪素に酸化アルミニ
ウム、窒化アルミニウムおよび各種金属酸化物を添加し
て製造される。上記サイアロンには、α−サイアロンと
β−サイアロンの２種類がある。多くの場合、β−サイ
アロンは、β−サイアロンの針状粒子と粒界のガラス相
がらなり、針状粒子のからみ合いにより靭性が高い。
注目されている。この材料は、窒化珪素に酸化アルミニ
ウム、窒化アルミニウムおよび各種金属酸化物を添加し
て製造される。上記サイアロンには、α−サイアロンと
β−サイアロンの２種類がある。多くの場合、β−サイ
アロンは、β−サイアロンの針状粒子と粒界のガラス相
がらなり、針状粒子のからみ合いにより靭性が高い。
しかし粒界にガラス相が存在しているため、高温で軟化
し易く、高温強度が低い。一方、α−サイアロンは、サ
イアロンの格子中に焼結助剤として添加した金属元素が
固溶し、ガラス相等の粒界相が非常に少ないため、高温
強度に優れ、また硬度も高いが、室温においては、粒子
の絡みあいが小さいために靭性が低い。
し易く、高温強度が低い。一方、α−サイアロンは、サ
イアロンの格子中に焼結助剤として添加した金属元素が
固溶し、ガラス相等の粒界相が非常に少ないため、高温
強度に優れ、また硬度も高いが、室温においては、粒子
の絡みあいが小さいために靭性が低い。
そこで、この２つの材料の特徴をかね備えたα＋βサイ
アロンという材料が開発されている。
アロンという材料が開発されている。
この材料は、β−サイアロン針状粒子と、α−サイアロ
ン粒子と、若干の粒界のガラス相からなり、α、β両サ
イアロンの特徴を生かし、室温および高温においても強
度が勝れている。たとえば、上記α＋βサイアロンを切
削工具として用いた場合には、連続切削および断続切削
の両方の切削においてすぐれた性能を示す。
ン粒子と、若干の粒界のガラス相からなり、α、β両サ
イアロンの特徴を生かし、室温および高温においても強
度が勝れている。たとえば、上記α＋βサイアロンを切
削工具として用いた場合には、連続切削および断続切削
の両方の切削においてすぐれた性能を示す。
上記α−サイアロンを切削工具に用いた場合、高温強度
、硬度および耐摩耗性はすぐれているが靭性が劣り、一
方β−サイアロンを切削工具に用いた場合には、靭性は
すぐれているが高温強度、硬度および耐摩耗性が劣り、
さらにα＋βサイアロンは、混合相であるために、α−
サイアロンよりは高温強度、硬度および耐摩耗性に劣り
、β−サイアロンよりは靭性に劣るという問題点があっ
た。
、硬度および耐摩耗性はすぐれているが靭性が劣り、一
方β−サイアロンを切削工具に用いた場合には、靭性は
すぐれているが高温強度、硬度および耐摩耗性が劣り、
さらにα＋βサイアロンは、混合相であるために、α−
サイアロンよりは高温強度、硬度および耐摩耗性に劣り
、β−サイアロンよりは靭性に劣るという問題点があっ
た。
そこで、本発明者等は、硬度および耐摩耗性にすぐれ、
さらに靭性にもすぐれたサイアロン系セラミック焼結体
を開発すべく研究を行った結果、焼結体内部がα−サイ
アロン単相あるいはα−サイアロンとβ−サイアロンか
らなる複合相からなり、表層部付近では内部よりもβ−
サイアロンの割合が増加しているα＋βサイアロン層ま
たは上記β−サイアロンの割合が増加しているα＋βサ
イアロン層とβ−サイアロン単相からなる複合相から構
成されているサイアロン系セラミック焼結体は、すぐれ
た高温強度、硬度、耐摩耗性および靭性を有するという
知見を得たのである。
さらに靭性にもすぐれたサイアロン系セラミック焼結体
を開発すべく研究を行った結果、焼結体内部がα−サイ
アロン単相あるいはα−サイアロンとβ−サイアロンか
らなる複合相からなり、表層部付近では内部よりもβ−
サイアロンの割合が増加しているα＋βサイアロン層ま
たは上記β−サイアロンの割合が増加しているα＋βサ
イアロン層とβ−サイアロン単相からなる複合相から構
成されているサイアロン系セラミック焼結体は、すぐれ
た高温強度、硬度、耐摩耗性および靭性を有するという
知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 （１）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α−サイアロンからなり、上記表層部は、
上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が連
続的に増加しているα＋βサイアロン層からなるサイア
ロン系セラミック焼結体。
って、 （１）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α−サイアロンからなり、上記表層部は、
上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が連
続的に増加しているα＋βサイアロン層からなるサイア
ロン系セラミック焼結体。
（２）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α−サイアロンからなり、上記表層部は、
上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が連
続的に増加しているα＋βサイアロン層と、上記α＋β
サイアロン層のさらに外面側に形成されるβ−サイアロ
ン層とからなるサイアロン系セラミック焼結体。
ラミック焼結体において、 上記内部は、α−サイアロンからなり、上記表層部は、
上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が連
続的に増加しているα＋βサイアロン層と、上記α＋β
サイアロン層のさらに外面側に形成されるβ−サイアロ
ン層とからなるサイアロン系セラミック焼結体。
（３）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α＋βサイアロンからなり、上記表層部は
、上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が
連続的に増加しているα＋βサイアロン層からなるサイ
アロン系セラミック焼結体。
ラミック焼結体において、 上記内部は、α＋βサイアロンからなり、上記表層部は
、上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が
連続的に増加しているα＋βサイアロン層からなるサイ
アロン系セラミック焼結体。
（４）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α＋βサイアロンからなり、上記表層部は
、上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が
連続的に増加しているα＋βサイアロン層と、上記α＋
βサイアロン層のさらに外面側に形成されるβ−サイア
ロン層とからなるサイアロン系セラミック焼結体。
ラミック焼結体において、 上記内部は、α＋βサイアロンからなり、上記表層部は
、上記内部から外面に向ってβ−サイアロンの含有率が
連続的に増加しているα＋βサイアロン層と、上記α＋
βサイアロン層のさらに外面側に形成されるβ−サイア
ロン層とからなるサイアロン系セラミック焼結体。
に特徴を有するものである。
一般に切削工具の破壊の起点は、焼結体内部の欠陥およ
び表面欠陥であるが、最近では、原料の安定性、焼結技
術の確立等により、内部欠陥が少なくなり、表面欠陥に
より亀裂が生じ、上記亀裂は表面から内部に侵入し破壊
されるケースが多い。
び表面欠陥であるが、最近では、原料の安定性、焼結技
術の確立等により、内部欠陥が少なくなり、表面欠陥に
より亀裂が生じ、上記亀裂は表面から内部に侵入し破壊
されるケースが多い。
破壊のときに表面には最大引張り応力がかかり、その応
力に耐えるためには靭性が高いことが必要である。
力に耐えるためには靭性が高いことが必要である。
したがって、高靭性を有する上記β−サイアロンを焼結
体の表層部に配置することにより破壊に対する抵抗が大
きくすることができる。
体の表層部に配置することにより破壊に対する抵抗が大
きくすることができる。
また、サイアロン系セラミック焼結体を切削工具として
使用した場合、工具の摩擦接触面は高温となり、その熱
により焼結体が変形することが多い。上記変形を防止す
るためには、内部は、高温においてクリープ変形および
塑性変形しないα−サイアロンを多く存在せしめる必要
がある。
使用した場合、工具の摩擦接触面は高温となり、その熱
により焼結体が変形することが多い。上記変形を防止す
るためには、内部は、高温においてクリープ変形および
塑性変形しないα−サイアロンを多く存在せしめる必要
がある。
したがって、破壊および熱変形の少ないサイアロン系焼
結体を作製するためには、表層部をβ−サイアロンおよ
び／またはβ−サイアロン高含有率のα＋βサイアロン
で構成し、内部をα−サイアロンおよび／またはα−サ
イアロン高含有率のα＋βサイアロンで構成する必要が
ある。
結体を作製するためには、表層部をβ−サイアロンおよ
び／またはβ−サイアロン高含有率のα＋βサイアロン
で構成し、内部をα−サイアロンおよび／またはα−サ
イアロン高含有率のα＋βサイアロンで構成する必要が
ある。
上記表層部のβ−サイアロン含有率は内部から外面に向
って連続的に増加するような構成にすると一層すぐれた
特性のサイアロン系セラミック焼結体をつくることがで
きる。上記表層部の厚さは、薄すぎると表面のβ−サイ
アロンによる靭性向上の寄与が小さく、また厚すぎると
内部のα−サイアロンによる耐熱性の寄与が小さくなる
ことから、その厚さを５〜１０００μｍと定めた。
って連続的に増加するような構成にすると一層すぐれた
特性のサイアロン系セラミック焼結体をつくることがで
きる。上記表層部の厚さは、薄すぎると表面のβ−サイ
アロンによる靭性向上の寄与が小さく、また厚すぎると
内部のα−サイアロンによる耐熱性の寄与が小さくなる
ことから、その厚さを５〜１０００μｍと定めた。
この発明のサイアロン系セラミック焼結体は、次の方法
によりつくることができる。
によりつくることができる。
まず、窒化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末、窒化アル
ミニウム粉末、およびα−サイアロンに固溶する金属の
酸化物粉末を、α−サイアロン単相、あるいはα−サイ
アロンとβ−サイアロンの混合相を形成するように配合
し、これを湿式あるいは乾式により混合し、原料粉末を
得る。これを各種方法で成形し、種々の方法で成形体の
表面を酸化し、内部と表面で組成を変えることにより、
α−サイアロンとβ−サイアロンの割合を表面から内部
にわたって連続的に変える。
ミニウム粉末、およびα−サイアロンに固溶する金属の
酸化物粉末を、α−サイアロン単相、あるいはα−サイ
アロンとβ−サイアロンの混合相を形成するように配合
し、これを湿式あるいは乾式により混合し、原料粉末を
得る。これを各種方法で成形し、種々の方法で成形体の
表面を酸化し、内部と表面で組成を変えることにより、
α−サイアロンとβ−サイアロンの割合を表面から内部
にわたって連続的に変える。
サイアロン生成の化学反応式は、
（６−Ｚ） Ｓ ｉａ Ｎ４＋Ｚ （Ａ、Ｑ Ｎ＋Ａｆ
Ｉ２０３）→３β−Ｓ １ ｅ−ｚ ＡＩＩ ｚ Ｏｚ
Ｎ５−ｚ（４−Ｚ）Ｓｉ３Ｎ４＋２ＺＡΩＮ ＋ Ｚ
Ｓ ｉＯ２→３β−８ｉ６−Ｚ ” Ｚ ０Ｚ Ｎ８
−Ｚ〔但しＭ−Ｌｉ 、Ｍｇ 、Ｃａ、Ｙ、 ランタン
属金属〕 であり、上記式からもわかるように、Ａｊ）Ｎ。
Ｉ２０３）→３β−Ｓ １ ｅ−ｚ ＡＩＩ ｚ Ｏｚ
Ｎ５−ｚ（４−Ｚ）Ｓｉ３Ｎ４＋２ＺＡΩＮ ＋ Ｚ
Ｓ ｉＯ２→３β−８ｉ６−Ｚ ” Ｚ ０Ｚ Ｎ８
−Ｚ〔但しＭ−Ｌｉ 、Ｍｇ 、Ｃａ、Ｙ、 ランタン
属金属〕 であり、上記式からもわかるように、Ａｊ）Ｎ。
５ｉ０２．Ａｌ２Ｏ３の濃度によりα−サイアロンとβ
−サイアロンの比が決ってくるわけで、この濃度を変化
させることにより表面から内部にわたってα−サイアロ
ンとβ−サイアロンの存在比が連続に変化した焼結体を
つくることができる。
−サイアロンの比が決ってくるわけで、この濃度を変化
させることにより表面から内部にわたってα−サイアロ
ンとβ−サイアロンの存在比が連続に変化した焼結体を
つくることができる。
処理方法については、次の方法が考えられる。
（１）焼結前の処理として、成型体の表面を酸化させ、
これを焼結する方法。
これを焼結する方法。
（２）焼結時に用いるバック材をＳｉＯガスが生成し易
いものにし、成型体の表面に吸着させる方法。
いものにし、成型体の表面に吸着させる方法。
（３）成型体を仮焼し、ある程度緻密化した後、この表
面を酸化し、そしてこれを本焼結する方法。
面を酸化し、そしてこれを本焼結する方法。
そして、この処理の程度、たとえば温度、時間、雰囲気
などより表層部の厚さを決めることができる。
などより表層部の厚さを決めることができる。
焼結は、温度： １７００〜２０００℃、圧カニ１〜１
１００ａｔのＮ２雰囲気で行なわれる。また、さらに、
高密度化、高強度化するために、Ｎ２雰囲気で熱間静水
圧プレス（ＨＩ Ｐ）処理することも可能である。
１００ａｔのＮ２雰囲気で行なわれる。また、さらに、
高密度化、高強度化するために、Ｎ２雰囲気で熱間静水
圧プレス（ＨＩ Ｐ）処理することも可能である。
原料として、Ｓｉ３Ｎ４ （純度： ９９．９％、平均
粒径：０．１ μｍ） 、ＡＤ Ｎ （純度： ９９．
９％、平均粒径：０．２ μｍ） 、ＣａＯ（純度：
９９．９％、平均粒径：０．１ ／ｊｍ） 、ＭｇＯ（
純度： ９９．９％、平均粒径：０．２μｍ）、Ｙ２Ｏ
３（純度： ９９．９％、平均粒径：０．３μｍ）およ
びＹｂ２Ｏ３（純度：９９．９％、平均粒径：０．３μ
ｍ）の粉末（以上、％は重量％を示し、以下の％も重量
％を示す）を用意し、上記各種原料粉末を第１表の実施
例１〜６に示されるように配合し、これら配合された原
料粉末をエタノールを溶媒として湿式混合し、さらにワ
ックスを加えて、たて：１５．８龍Ｘ横：１５．８ｍｍ
ｘ高さ＝５，９μｍの大きさにプレス成形した。
粒径：０．１ μｍ） 、ＡＤ Ｎ （純度： ９９．
９％、平均粒径：０．２ μｍ） 、ＣａＯ（純度：
９９．９％、平均粒径：０．１ ／ｊｍ） 、ＭｇＯ（
純度： ９９．９％、平均粒径：０．２μｍ）、Ｙ２Ｏ
３（純度： ９９．９％、平均粒径：０．３μｍ）およ
びＹｂ２Ｏ３（純度：９９．９％、平均粒径：０．３μ
ｍ）の粉末（以上、％は重量％を示し、以下の％も重量
％を示す）を用意し、上記各種原料粉末を第１表の実施
例１〜６に示されるように配合し、これら配合された原
料粉末をエタノールを溶媒として湿式混合し、さらにワ
ックスを加えて、たて：１５．８龍Ｘ横：１５．８ｍｍ
ｘ高さ＝５，９μｍの大きさにプレス成形した。
上記プレス成形した成形体を
（１）何の処理をしないもの、
（２）大気中で温度＝５００℃、２時間保持の条件で酸
化処理したもの、 （３）大気中で温度＝７００℃、２時間保持の条件で酸
化処理したもの、 のそれぞれについて、温度： １７５０℃、１０ａｔｍ
のＮ２雰囲気中、２時間保持の条件で焼結した。
化処理したもの、 （３）大気中で温度＝７００℃、２時間保持の条件で酸
化処理したもの、 のそれぞれについて、温度： １７５０℃、１０ａｔｍ
のＮ２雰囲気中、２時間保持の条件で焼結した。
得られた焼結体の密度は、いずれも９９％以上であり完
全に緻密化していた。この焼結体を鏡面研摩し、表面か
ら内部へ、走査電子顕微鏡あるいはＥＰＭＡ （Ｘ線マ
イクロアナリシス）を用いて、α−サイアロンの量およ
びβ−サイアロンの量をそれぞれ測定し、組織がα−サ
イアロンのみの場合をα−１００とし、β−サイアロン
のみの場合をβ−１００としβ／αの比を求め、このβ
／αの比をたて軸にとり、表面から内部への距離を横軸
にとって、これをグラフに表わした。その結果を第１〜
６図に示した。上記第１〜６図より、表面付近でβ−サ
イアロンの占める割合が増加しており、上記焼結前に酸
化処理を行うことにより、表面から内部へ向ってβ／α
比の違う焼結体をつくることができることがわかる。ま
た、上記酸化処理の温度が高いほうが、表層部の厚さが
厚くなり、表面の組織を完全にβ−サイアロン化するこ
ともできることがわかる。
全に緻密化していた。この焼結体を鏡面研摩し、表面か
ら内部へ、走査電子顕微鏡あるいはＥＰＭＡ （Ｘ線マ
イクロアナリシス）を用いて、α−サイアロンの量およ
びβ−サイアロンの量をそれぞれ測定し、組織がα−サ
イアロンのみの場合をα−１００とし、β−サイアロン
のみの場合をβ−１００としβ／αの比を求め、このβ
／αの比をたて軸にとり、表面から内部への距離を横軸
にとって、これをグラフに表わした。その結果を第１〜
６図に示した。上記第１〜６図より、表面付近でβ−サ
イアロンの占める割合が増加しており、上記焼結前に酸
化処理を行うことにより、表面から内部へ向ってβ／α
比の違う焼結体をつくることができることがわかる。ま
た、上記酸化処理の温度が高いほうが、表層部の厚さが
厚くなり、表面の組織を完全にβ−サイアロン化するこ
ともできることがわかる。
一方、上記条件で焼結して得られたこの発明のサイアロ
ン系焼結体をチップとして据え付け、切削試験を行った
。切削条件は次の通りである。
ン系焼結体をチップとして据え付け、切削試験を行った
。切削条件は次の通りである。
ワークとして鋳鉄（Ｆｅ１２）材を用い、切削速度 ：
５０Ｑ ｍ／ｎ＋ｉｎ 。
５０Ｑ ｍ／ｎ＋ｉｎ 。
送 リ ： ＯＪ ｍｍ／ｒｅｖ 。
切り込み ： ２ｍｍ。
切削時間 ＝１０分間。
の条件でｄｒｙ切削を行い、チップの摩耗深さを測定し
、その結果を第１表に示した。
、その結果を第１表に示した。
ワークとして、長さ： ５０ｃｍの鋳鉄（Ｆ Ｃ２５）
材を用い、 切削速度 ： ３００ ｍ／ｍｉｎ 。
材を用い、 切削速度 ： ３００ ｍ／ｍｉｎ 。
送 リ ：０．４ｍｍ。
切り込み ： ２關。
の条件で単刃にてνｅｔ切削を行い、チップが欠損する
までの切削回数（パス回数）を測定して、その結果を第
１表に示した。
までの切削回数（パス回数）を測定して、その結果を第
１表に示した。
さらに、比較のために、市販の全体がβ−サイアロンか
らなるチップを上記〔連続切削〕および〔フライス切削
〕と同一条件で切削試験を行い、その結果も第１表に示
した。
らなるチップを上記〔連続切削〕および〔フライス切削
〕と同一条件で切削試験を行い、その結果も第１表に示
した。
なお、第１表の実施例３の成形体を酸化処理することな
く焼結した場合に、はぼ完全なα−サイアロン単体の焼
結体が得られる。
く焼結した場合に、はぼ完全なα−サイアロン単体の焼
結体が得られる。
上記第１表から、成形体の酸化処理を行なわずに焼結し
て得られたβ−サイアロンとα−サイアロンの比が一定
のα＋βサイアロンまたはα−サイアロン単体の焼結体
よりも、成形体に酸化処理を行ってβ−サイアロンの濃
度勾配を有する表層部とα＋βサイアロンまたはα−サ
イアロンからなる内部とで構成されたこの発明のサイア
ロン系焼結体の方が、耐欠損性（靭性）が向上しており
、耐摩耗性はほぼ同等である。さらに、比較例のβ−サ
イアロン単体と比較すると耐摩耗性および耐欠損性（靭
性）ともにすぐれている。
て得られたβ−サイアロンとα−サイアロンの比が一定
のα＋βサイアロンまたはα−サイアロン単体の焼結体
よりも、成形体に酸化処理を行ってβ−サイアロンの濃
度勾配を有する表層部とα＋βサイアロンまたはα−サ
イアロンからなる内部とで構成されたこの発明のサイア
ロン系焼結体の方が、耐欠損性（靭性）が向上しており
、耐摩耗性はほぼ同等である。さらに、比較例のβ−サ
イアロン単体と比較すると耐摩耗性および耐欠損性（靭
性）ともにすぐれている。
したがって、この発明のサイアロン系焼結体は、すぐれ
た耐摩耗性とともにすぐれた靭性も備えており、切削工
具として使用した場合にすぐれた効果を奏するものであ
る。
た耐摩耗性とともにすぐれた靭性も備えており、切削工
具として使用した場合にすぐれた効果を奏するものであ
る。
第１図〜第６図は、この発明のサイアロン系焼結体の表
面から内部に至るβ−サイアロンの濃度勾配を示すグラ
フである。
面から内部に至るβ−サイアロンの濃度勾配を示すグラ
フである。
Claims (5)
- （１）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α−サイアロンからなり、 上記表層部は、上記内部から外面に向ってβ−サイアロ
ンの含有率が連続的に増加しているα＋βサイアロン層
からなる、 ことを特徴とするサイアロン系セラミック焼結体。 - （２）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α−サイアロンからなり、 上記表層部は、上記内部から外面に向ってβ−サイアロ
ンの含有率が連続的に増加しているα＋βサイアロン層
と、上記α＋βサイアロン層のさらに外面側に形成され
るβ−サイアロン層とからなる、 ことを特徴とするサイアロン系セラミック焼結体。 - （３）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α＋βサイアロンからなり、 上記表層部は、上記内部から外面に向ってβ−サイアロ
ンの含有率が連続的に増加しているα＋βサイアロン層
からなる、 ことを特徴とするサイアロン系セラミック焼結体。 - （４）内部と表層部から構成されているサイアロン系セ
ラミック焼結体において、 上記内部は、α＋βサイアロンからなり、 上記表層部は、上記内部から外面に向ってβ−サイアロ
ンの含有率が連続的に増加しているα＋βサイアロン層
と、上記α＋βサイアロン層のさらに外面側に形成され
るβ−サイアロン層とからなる、 ことを特徴とするサイアロン系セラミック焼結体。 - （５）上記表層部の厚さは、５〜１０００μｍであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項記載のサ
イアロン系セラミック焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62311694A JP2541255B2 (ja) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | サイアロン系セラミック焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62311694A JP2541255B2 (ja) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | サイアロン系セラミック焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01153575A true JPH01153575A (ja) | 1989-06-15 |
| JP2541255B2 JP2541255B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=18020340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62311694A Expired - Lifetime JP2541255B2 (ja) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | サイアロン系セラミック焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541255B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0414133A2 (en) * | 1989-08-25 | 1991-02-27 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Sintered body of silicon nitride and a process for making the same |
| EP0544070A2 (en) * | 1991-11-25 | 1993-06-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride sintered body |
| US5316856A (en) * | 1988-12-03 | 1994-05-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride base sintered body |
| KR20190081780A (ko) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 한국세라믹기술원 | α-사이알론을 주로 가지는 절삭공구용 사이알론 세라믹스 소재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 소재 |
| KR20190081772A (ko) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 한국세라믹기술원 | 제어된 경도와 인성을 가지는 절삭공구용 사이알론 세라믹스 소재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 소재 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445757A (en) * | 1987-04-30 | 1989-02-20 | Sandvik Ab | Sintered ceramic material |
-
1987
- 1987-12-09 JP JP62311694A patent/JP2541255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445757A (en) * | 1987-04-30 | 1989-02-20 | Sandvik Ab | Sintered ceramic material |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5316856A (en) * | 1988-12-03 | 1994-05-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride base sintered body |
| EP0414133A2 (en) * | 1989-08-25 | 1991-02-27 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Sintered body of silicon nitride and a process for making the same |
| EP0544070A2 (en) * | 1991-11-25 | 1993-06-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride sintered body |
| JPH05148026A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化ケイ素系焼結体 |
| KR20190081780A (ko) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 한국세라믹기술원 | α-사이알론을 주로 가지는 절삭공구용 사이알론 세라믹스 소재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 소재 |
| KR20190081772A (ko) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 한국세라믹기술원 | 제어된 경도와 인성을 가지는 절삭공구용 사이알론 세라믹스 소재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 소재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2541255B2 (ja) | 1996-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR960016070B1 (ko) | 질화알루미늄 소결체 및 그 제조방법 | |
| JP4951753B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体の製造方法 | |
| JPH02145484A (ja) | 窒化珪素焼結体 | |
| JPH01153575A (ja) | サイアロン系セラミック焼結体 | |
| JP2507480B2 (ja) | ＳｉＣ−Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼複合焼結体及びその製造法 | |
| JP3550420B2 (ja) | 耐摩耗性窒化珪素質焼結体及びその製造方法、並びに切削工具 | |
| JPH10259058A (ja) | サイアロン複合体及びその製造方法 | |
| JP2675187B2 (ja) | 傾斜窒化珪素複合材料及びその製造方法 | |
| JPS59232971A (ja) | 耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクス | |
| JPH04260669A (ja) | 炭化珪素含有窒化珪素複合体の製造方法 | |
| KR101090275B1 (ko) | 뮬라이트 결합 탄화규소 세라믹스 소재 제조용 조성물, 세라믹스 및 그 제조방법 | |
| JP4070254B2 (ja) | 窒化珪素と炭化珪素の複合焼結体及びその製造方法 | |
| JP3715775B2 (ja) | 高速切削用工具 | |
| JPS6221750B2 (ja) | ||
| JP2997645B2 (ja) | セラミックス積層体の製造方法 | |
| JPS6344713B2 (ja) | ||
| JP2000034174A (ja) | セラミックス複合材料の製造方法 | |
| JPH03275565A (ja) | 高靱性および高強度を有する窒化けい素基焼結材料 | |
| JPH07115927B2 (ja) | ＳｉＣ基セラミツクスとその製造方法 | |
| JP2022148120A (ja) | 窒化珪素質焼結体及び切削インサート | |
| JP2571303B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体およびその製造方法 | |
| JPH0585506B2 (ja) | ||
| JP2005126304A (ja) | 工具用部材及び工具 | |
| JPS6241194B2 (ja) | ||
| JPS6246513B2 (ja) |