JPH02116673A - 耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具Info
- Publication number
- JPH02116673A JPH02116673A JP63267571A JP26757188A JPH02116673A JP H02116673 A JPH02116673 A JP H02116673A JP 63267571 A JP63267571 A JP 63267571A JP 26757188 A JP26757188 A JP 26757188A JP H02116673 A JPH02116673 A JP H02116673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- whisker
- wear resistance
- cutting
- whiskers
- cutting tool
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 14
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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、特に鋼や鋳鉄などの高速切削ですぐれた耐
摩耗性を示し、使用寿命の延命化を可能とするウィスカ
ー含有セラミック製切削工具に関するものである。
摩耗性を示し、使用寿命の延命化を可能とするウィスカ
ー含有セラミック製切削工具に関するものである。
従来、ウィスカー含有セラミック製切削工具の代表的な
ものとして、特開昭８１−２７４８０３号公報に記載さ
れる通りの、容量％で（以下％は容量％を示す）、 炭化けい素（以下ＳｉＣで示す）のウイスカ一二２〜４
０％、 を含有し、残りが酸化アルミニウム（以下Ａｇ２Ｏ３で
示す）と不可避不純物からなる組成を有するものが知ら
れている。
ものとして、特開昭８１−２７４８０３号公報に記載さ
れる通りの、容量％で（以下％は容量％を示す）、 炭化けい素（以下ＳｉＣで示す）のウイスカ一二２〜４
０％、 を含有し、残りが酸化アルミニウム（以下Ａｇ２Ｏ３で
示す）と不可避不純物からなる組成を有するものが知ら
れている。
しかし、上記の従来ウィスカー含有セラミック製切削工
具は、ウィスカーの含有によって強度および靭性にすぐ
れ、かつ機械的および熱的衝撃にもすぐれているので、
乾式および湿式の断続切削や、高送りおよび高切込みな
どの重切削、さらに湿式の連続切削などにすぐれた切削
性能を発揮するが、これを特に鋼や鋳鉄の高速切削に用
いた場合には、比較的短時間で摩耗し、使用寿命に至る
のが現状である。
具は、ウィスカーの含有によって強度および靭性にすぐ
れ、かつ機械的および熱的衝撃にもすぐれているので、
乾式および湿式の断続切削や、高送りおよび高切込みな
どの重切削、さらに湿式の連続切削などにすぐれた切削
性能を発揮するが、これを特に鋼や鋳鉄の高速切削に用
いた場合には、比較的短時間で摩耗し、使用寿命に至る
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、耐摩耗
性のすぐれたウィスカー含有セラミック製切削工具を開
発すべく研究を行なった結果、Ａｇ２Ｏ３：５〜４０％
、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｍｇ、Ｔｉ 、Ｚｒ、Ｙ、および希土類元素の酸化物（
以下、これらを総称して金属酸化物という）のうちの１
種以上＝０．５〜１０％、 を含有し、残りがＴｉの炭化物、窒化物、および炭窒化
物（以ド、それぞれＴｉＣ，ＴｉＮ、およびＴｔＣＮで
示し、これらを総称してＴｉＣ−Ｎで示す）のうちの１
８以上と不可避不純物からなる組成を有し、かつ上記Ｔ
ｉＣ−Ｎの一部を全体割合で５〜４５％をウィスカーと
したウィスカー含有セラミック製切削工具は、ウィスカ
ー含有セラミックのもつ高強度および高靭性、さらに機
械的および熱的にすぐれた耐衝撃性を具備した上で、さ
らに被削材が鋼や鋳鉄である場合に、すぐれた耐摩耗性
を示すという知見を得たのである。
性のすぐれたウィスカー含有セラミック製切削工具を開
発すべく研究を行なった結果、Ａｇ２Ｏ３：５〜４０％
、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｍｇ、Ｔｉ 、Ｚｒ、Ｙ、および希土類元素の酸化物（
以下、これらを総称して金属酸化物という）のうちの１
種以上＝０．５〜１０％、 を含有し、残りがＴｉの炭化物、窒化物、および炭窒化
物（以ド、それぞれＴｉＣ，ＴｉＮ、およびＴｔＣＮで
示し、これらを総称してＴｉＣ−Ｎで示す）のうちの１
８以上と不可避不純物からなる組成を有し、かつ上記Ｔ
ｉＣ−Ｎの一部を全体割合で５〜４５％をウィスカーと
したウィスカー含有セラミック製切削工具は、ウィスカ
ー含有セラミックのもつ高強度および高靭性、さらに機
械的および熱的にすぐれた耐衝撃性を具備した上で、さ
らに被削材が鋼や鋳鉄である場合に、すぐれた耐摩耗性
を示すという知見を得たのである。
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、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
て、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。
（ａ）ＡＮ２０３
へΩ２０３成分には、耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が５％未満では所望の耐摩耗性を確保す
ることができず、一方その含有量が４０％を越えると、
熱伝導性が低下し、湿式切削では耐衝撃性が劣化するよ
うになることから、その含有量を５〜４０％と定めた。
が、その含有量が５％未満では所望の耐摩耗性を確保す
ることができず、一方その含有量が４０％を越えると、
熱伝導性が低下し、湿式切削では耐衝撃性が劣化するよ
うになることから、その含有量を５〜４０％と定めた。
（ｂ）ＴｉｃφＮウィスカー
Ｔｉｃ−Ｎウィスカーは、硬質で、鉄と反応しにくい性
質をもち、さらにすぐれた熱伝導性をもつことから、切
削工具の耐摩耗性向上に著しく寄与し、加えて通常のウ
ィスカー含有セラミックにおけるように、これの含Ｈに
よって強度および靭性が向上し、かつ機械的および熱的
に耐衝撃性が向上するようになるが、その含有量が５％
未満ではこれらの作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量が４５％を越えると、焼結性が低下し、所定の
性質を満足して具備せしめることが困難になることから
、その含有量を５〜４５％と定めた。
質をもち、さらにすぐれた熱伝導性をもつことから、切
削工具の耐摩耗性向上に著しく寄与し、加えて通常のウ
ィスカー含有セラミックにおけるように、これの含Ｈに
よって強度および靭性が向上し、かつ機械的および熱的
に耐衝撃性が向上するようになるが、その含有量が５％
未満ではこれらの作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量が４５％を越えると、焼結性が低下し、所定の
性質を満足して具備せしめることが困難になることから
、その含有量を５〜４５％と定めた。
（ｃ） 金属酸化物
これらの成分は、焼結助剤として作用し、焼結性を一層
改害し、もって強度および靭性を向上させる作用がある
ので必要に応じて含有されるが、その含有量が０．５％
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１０％を越えると耐摩耗性が低下するようになる
ことから、その含有量を０．５〜ｌＯ％と定めた。
改害し、もって強度および靭性を向上させる作用がある
ので必要に応じて含有されるが、その含有量が０．５％
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１０％を越えると耐摩耗性が低下するようになる
ことから、その含有量を０．５〜ｌＯ％と定めた。
つぎに、この発明のセラミック製切削工具を実施例によ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
原料粉末として、いずれも０．５〜１．！ｏｓの平均粒
径を有するＡ 、Ｑ ２０ ａ粉末、ＴｉＣ＊Ｎ粉末、
および各種の金属酸化物粉末、さらにいずれも０．３〜
２Ｈ＋の範囲内の平均径を有し、かつアスペクト比が５
〜４０のＴｉＣ−ＮウィスカーおよびＳｆＣウィスカー
を用意し、これら原料粉末を第１表に示される配合組成
に配合し、まずウィスカーを除く粉末をボールミルにて
７２時間湿式混合粉砕した後、これにウィスカーを超音
波振動を加えながら靜かに撹拌混合し、乾燥し、ついで
温度：１６５０℃、圧カニ４ｋｇ１０＋Ｊ、保持時間＝
１時間の条件でホットプレス焼結を施すことにより１９
０規格Ｓ Ｎ Ｍ Ｇ １２０４０８に則した形状を有
し、かつ配合組成と実質的に同じ組成をもった本発明セ
ラミック製切削チップ（以下本発明切削チップという）
１〜１３および従来セラミック製切削チップ（以下従来
切削チップという）をそれぞれ製造した。
径を有するＡ 、Ｑ ２０ ａ粉末、ＴｉＣ＊Ｎ粉末、
および各種の金属酸化物粉末、さらにいずれも０．３〜
２Ｈ＋の範囲内の平均径を有し、かつアスペクト比が５
〜４０のＴｉＣ−ＮウィスカーおよびＳｆＣウィスカー
を用意し、これら原料粉末を第１表に示される配合組成
に配合し、まずウィスカーを除く粉末をボールミルにて
７２時間湿式混合粉砕した後、これにウィスカーを超音
波振動を加えながら靜かに撹拌混合し、乾燥し、ついで
温度：１６５０℃、圧カニ４ｋｇ１０＋Ｊ、保持時間＝
１時間の条件でホットプレス焼結を施すことにより１９
０規格Ｓ Ｎ Ｍ Ｇ １２０４０８に則した形状を有
し、かつ配合組成と実質的に同じ組成をもった本発明セ
ラミック製切削チップ（以下本発明切削チップという）
１〜１３および従来セラミック製切削チップ（以下従来
切削チップという）をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明切削チップ１〜１３お
よび従来切削チップについて、被削材：ＦＣ２５、 切削速度： ４００ ｍ／ｍｉｎ 。
よび従来切削チップについて、被削材：ＦＣ２５、 切削速度： ４００ ｍ／ｍｉｎ 。
送 リ： ０．４ ｍｍ／ ｒｅｖ、、切込み＋２
ｍｍ。
ｍｍ。
の条件での鋳鉄の湿式連続高速切削試験、並びに、被削
材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（硬さ： ＨＢ２２０）の丸
棒、切削速度： ３００ ｍ／Ｉｎ１ｎ 。
材： Ｓ Ｎ ＣＭ４３９（硬さ： ＨＢ２２０）の丸
棒、切削速度： ３００ ｍ／Ｉｎ１ｎ 。
送 リ： Ｑ、３ ｍｍ／ ｒｅｖ、、切込み：２
關、 の条件での鋼の湿式連続高速切削試験を行ない、切刃の
逃げ面摩耗幅が０．４ｍｍに至るまでの切削時間をそれ
ぞれ測定した。これらの測定結果を第１表に示した。
關、 の条件での鋼の湿式連続高速切削試験を行ない、切刃の
逃げ面摩耗幅が０．４ｍｍに至るまでの切削時間をそれ
ぞれ測定した。これらの測定結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明切削チップ１〜１３
は、いずれも鋳鉄および鋼の高速切削において、従来切
削チップに比して、すぐれた耐摩耗性を有し、−段と長
い使用寿命を示すことが明らかである。
は、いずれも鋳鉄および鋼の高速切削において、従来切
削チップに比して、すぐれた耐摩耗性を有し、−段と長
い使用寿命を示すことが明らかである。
上述のように、この発明のウィスカー含有セラミック製
切削工具は、ウィスカーの含有によって高強度および高
靭性を有し、かつ機械的熱的耐衝撃性にすぐれ、さらに
前記ウィスカーが硬質で、鉄と反応しにくいＴｉＣ−Ｎ
ウィスカーで構成されているので、特に鋳鉄や鋼の高速
切削は勿論のこと、乾式および湿式の断続切削や、高送
りおよび高切込みなどの重切削などに用いた場合にも、
他の構成成分であるＴｉＣ−ＮおよびＡｆＩ２０３との
共存においてすぐれた耐摩耗性を示し、著しく長期に亘
ってすぐれた切削性能を示し、切削寿命の著しい延命化
を可能とするなど工業上有用な特性を有するのである。
切削工具は、ウィスカーの含有によって高強度および高
靭性を有し、かつ機械的熱的耐衝撃性にすぐれ、さらに
前記ウィスカーが硬質で、鉄と反応しにくいＴｉＣ−Ｎ
ウィスカーで構成されているので、特に鋳鉄や鋼の高速
切削は勿論のこと、乾式および湿式の断続切削や、高送
りおよび高切込みなどの重切削などに用いた場合にも、
他の構成成分であるＴｉＣ−ＮおよびＡｆＩ２０３との
共存においてすぐれた耐摩耗性を示し、著しく長期に亘
ってすぐれた切削性能を示し、切削寿命の著しい延命化
を可能とするなど工業上有用な特性を有するのである。
Claims (2)
- （１） 酸化アルミニウム：５〜４０容量％、を含有し
、残りがＴｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物のうち
の１種以上と不可避不純物からなる組成を有し、かつ上
記Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物の一部が全体
割合で５〜４５容量％のウィスカーで構成されることを
特徴とする耐摩耗性のすぐれたウィスカー含有セラミッ
ク製切削工具。 - （２） 酸化アルミニウム：５〜４０容量％、を含有し
、さらに、 Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｙ，および希土類元素の酸化物のう
ちの１種以上：０．５〜１０容量％、を含有し、残りが
Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの１種以
上と不可避不純物からなる組成を有し、かつ上記Ｔｉの
炭化物、窒化物、および炭窒化物の一部が全体割合で５
〜４５容量％のウィスカーで構成されることを特徴とす
る耐摩耗性のすぐれたウィスカー含有セラミック製切削
工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267571A JPH02116673A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267571A JPH02116673A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02116673A true JPH02116673A (ja) | 1990-05-01 |
Family
ID=17446640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63267571A Pending JPH02116673A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02116673A (ja) |
-
1988
- 1988-10-24 JP JP63267571A patent/JPH02116673A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3146747B2 (ja) | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削工具 | |
| JPS6227033B2 (ja) | ||
| JPH0517233A (ja) | 高強度を有する立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料 | |
| JPH06158213A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた炭窒化チタン基サーメット製切削工具 | |
| SE530252C2 (sv) | Keramiskt material och skär tillverkat av materialet | |
| JPH06239660A (ja) | セラミック切削工具材料 | |
| US5326731A (en) | Ceramic compositions for wear resistant applications | |
| JPS61101482A (ja) | 窒化珪素切削工具 | |
| JP3257255B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた立方晶窒化硼素基超高圧焼結材料製切削工具 | |
| JP2596094B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具 | |
| JPH02116673A (ja) | 耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具 | |
| JPS6152102B2 (ja) | ||
| JPS6389471A (ja) | 酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 | |
| JPH06172910A (ja) | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた炭窒化チタン基サーメット製切削工具 | |
| JP2604155B2 (ja) | 被覆層を有するセラミックス工具 | |
| JP2712737B2 (ja) | 高靱性および高強度を有する窒化けい素基焼結材料 | |
| JPH04304904A (ja) | 耐摩耗性にすぐれた炭窒化チタン基セラミックス製切削工具 | |
| JPH06320305A (ja) | 溝入れ旋削加工用セラミック工具 | |
| JPH02133369A (ja) | 耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具 | |
| JPS58213678A (ja) | 切削工具および耐摩耗工具用サイアロン基焼結材料 | |
| JPH02157176A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具 | |
| JPH0664971A (ja) | セラミックス焼結体 | |
| JPH06172911A (ja) | 耐摩耗性および耐欠損性のすぐれた炭窒化ジルコニウム基サーメット製切削工具 | |
| JPS59217676A (ja) | 切削工具用窒化けい素基焼結材料 | |
| JPS6317789B2 (ja) |