JPH02133369A - 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
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- JPH02133369A JPH02133369A JP63285212A JP28521288A JPH02133369A JP H02133369 A JPH02133369 A JP H02133369A JP 63285212 A JP63285212 A JP 63285212A JP 28521288 A JP28521288 A JP 28521288A JP H02133369 A JPH02133369 A JP H02133369A
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- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
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Landscapes
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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、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、特に耐摩耗性にすぐれているので
、鋼や鋳鉄の乾式および湿式の断続切削や、高送りおよ
び高切込みなどの亜切削は勿論のこと、特に高速切削で
すぐれた切削性能を長期に亘って発揮し、使用寿命の著
しい延命化を可能ならしめ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。
的耐衝撃性にすぐれ、特に耐摩耗性にすぐれているので
、鋼や鋳鉄の乾式および湿式の断続切削や、高送りおよ
び高切込みなどの亜切削は勿論のこと、特に高速切削で
すぐれた切削性能を長期に亘って発揮し、使用寿命の著
しい延命化を可能ならしめ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６１−２１４８０３号公報に記載さ
れる通りの、容ｉ％で（以下チは容量チを示す）、 炭化けい素（以下ｓｉｃで示す）ウィスカー：２〜４０
チ。
ものとして、特開昭６１−２１４８０３号公報に記載さ
れる通りの、容ｉ％で（以下チは容量チを示す）、 炭化けい素（以下ｓｉｃで示す）ウィスカー：２〜４０
チ。
を含有し、残りが酸化アルミニウム（以下Ａｔ２０５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。
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高強度および高靭性を
有し、かつ機械的および熱的耐衝撃性にすぐれ、したが
ってこれを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
いると。
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、かつ機械的および熱的耐衝撃性にすぐれ、したが
ってこれを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
いると。
切刃自体の摩耗がはげしく、実用に供することができな
いのが現状である。
いのが現状である。
そこで１本発明者等は、上述のような観点から。
特に鋼や鋳鉄の高速切削に適した切削工具を開発すべく
研究を行なった結果、切削工具を。
研究を行なった結果、切削工具を。
Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物（以下。
それぞれＴｉＣ、ＴｉＮ 、およびＴｌＣＮで示し、こ
れらを総合してＴｉＣ−Ｎで表わす）のうちの１種また
は２種以上：２０〜５０％。
れらを総合してＴｉＣ−Ｎで表わす）のうちの１種また
は２種以上：２０〜５０％。
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、それぞれＭｆｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ
３、およびＲ２０，で示し、かつこれらを総合して金属
酸化物という）のうちの１種または２種以上＝０．５〜
１０チ。
以下、それぞれＭｆｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ
３、およびＲ２０，で示し、かつこれらを総合して金属
酸化物という）のうちの１種または２種以上＝０．５〜
１０チ。
を含有し、残りがＡ１２ｏ３と不可避不純物からなり。
かつ上記ＴｉＣ−Ｎの１０〜８０％をウィスカーで構成
した組成を有するセラミックで構成すると。
した組成を有するセラミックで構成すると。
このセラミックは、特にこれを構成するＴｉＣ−Ｎ成分
が化学的にきわめて安定で、被剛材である鋼や鋳鉄との
反ホ゛性がＭ２Ｏ，と同様に著しく低く。
が化学的にきわめて安定で、被剛材である鋼や鋳鉄との
反ホ゛性がＭ２Ｏ，と同様に著しく低く。
かつＡｌ２Ｏ，と同様に高硬度をもつことから、これを
特に鋼や鋳鉄の高速切削に用いた場合にすぐれた耐摩耗
性を長期に亘って発揮し、さらにウィスカー含有セラミ
ックのもつ高強度および高靭性。
特に鋼や鋳鉄の高速切削に用いた場合にすぐれた耐摩耗
性を長期に亘って発揮し、さらにウィスカー含有セラミ
ックのもつ高強度および高靭性。
すぐれた機械的熱的耐衝撃性も具備するので、鋼や鋳鉄
などの乾式および湿式の断続切削や、高送りおよび高切
込みなどの重切削においてもすぐれた切削性能を発揮す
るという知見を得たのである。
などの乾式および湿式の断続切削や、高送りおよび高切
込みなどの重切削においてもすぐれた切削性能を発揮す
る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） ＴｉＣ−ＮおよびＴｉＣ−Ｎウィスカーこれ
らの成分は、上記の通り硬質で、鉄と反応しにくい性質
をもち、かつすぐれた熱伝導性をもつことから、切刃の
耐摩耗性を著しく向上させる作用をもつが、その含有量
が２０％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５０ｔｓを越えると強度および靭
性が低下するようになることから、その含有量を２０〜
５０チと定めた。
らの成分は、上記の通り硬質で、鉄と反応しにくい性質
をもち、かつすぐれた熱伝導性をもつことから、切刃の
耐摩耗性を著しく向上させる作用をもつが、その含有量
が２０％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５０ｔｓを越えると強度および靭
性が低下するようになることから、その含有量を２０〜
５０チと定めた。
また、上記のＴｉＣ−Ｎ成分の作用は、これの−部をウ
ィスカーで構成することによって飛躍的に向上するよう
になるばかりでな（、ＴｉＣ−Ｎウィスカーの含有によ
って１強度、靭性、および耐衝撃性が向上するようにな
るが、その含有量がＴｉＣ・Ｎに占める割合で１０％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
量が同じ＜８０チを越えると焼結性や他の構成成分との
結合力が低下し、所望の強度、靭性、および耐衝撃性を
確保することができなくなることから、ＴｉＣ−Ｎ成分
に占める割合で１０〜８０チと定めた。
ィスカーで構成することによって飛躍的に向上するよう
になるばかりでな（、ＴｉＣ−Ｎウィスカーの含有によ
って１強度、靭性、および耐衝撃性が向上するようにな
るが、その含有量がＴｉＣ・Ｎに占める割合で１０％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
量が同じ＜８０チを越えると焼結性や他の構成成分との
結合力が低下し、所望の強度、靭性、および耐衝撃性を
確保することができなくなることから、ＴｉＣ−Ｎ成分
に占める割合で１０〜８０チと定めた。
（ｂ） 金属酸化物
これらの成分は、焼結助剤として作用し、焼結性を一周
改善し、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。
改善し、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Ｑ、 ５チ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
〜１０チと定めた。
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
〜１０チと定めた。
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０５〜１．５μｍの平均粒径
を有するＡｊ２０．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０３〜２μｍの範囲
内の平均粒径を有し、かつアスにクト比が５〜４０のＴ
ｉｅ −Ｎウィスカーおよびｓｉｃ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時時
間式混合粉砕した後、これにウィスカーを超音波振動を
加えながら静かに攪拌混合し、乾燥し、ついで温度：１
６５０℃、圧カニ ４ ｋｇ ／ ＵＩ２ 、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Ｉ
８０規格８ＮＭ０１２０４０８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）１〜１
３．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）、および従来切削チップと同様にＡ！２０３以
外の構成成分であるＴｉｅ成分を全量ウィスカーとした
比較セラミック製切削チップ（以下比較切削チップとい
う）ｔ−それぞれ製造した。
を有するＡｊ２０．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０３〜２μｍの範囲
内の平均粒径を有し、かつアスにクト比が５〜４０のＴ
ｉｅ −Ｎウィスカーおよびｓｉｃ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時時
間式混合粉砕した後、これにウィスカーを超音波振動を
加えながら静かに攪拌混合し、乾燥し、ついで温度：１
６５０℃、圧カニ ４ ｋｇ ／ ＵＩ２ 、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Ｉ
８０規格８ＮＭ０１２０４０８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）１〜１
３．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）、および従来切削チップと同様にＡ！２０３以
外の構成成分であるＴｉｅ成分を全量ウィスカーとした
比較セラミック製切削チップ（以下比較切削チップとい
う）ｔ−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．
比較切削チップ、および従来切削チップについて。
比較切削チップ、および従来切削チップについて。
被剛材：ｌ？Ｃ２５゜
切削速度： ４００ ｒｎ ／ｗＬ。
送り：０．４馴／ ｒ ｅＶ−＠
切込み：１．５鵡。
の条件での鋳鉄の乾式連続高速切削試験、並びＫ。
被削材： ＳＮ０Ｍ４３９ （硬さ：ＨＢ２２０）の丸
棒。
棒。
切削速度：３００ｍ／ｖ＊。
送り＝０．３朋／ ｒｅｖ、、
切込み：１．５＋ｍ。
の条件での鋼の乾式連続高速切削試験を行ない。
切刃の逃げ面摩耗幅が０．４ ｌｕｌ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。
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１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、比較切
削チップおよび従来切削チップに比して、すぐれた耐摩
耗性を有し、−段と長い切削時間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、比較切
削チップおよび従来切削チップに比して、すぐれた耐摩
耗性を有し、−段と長い切削時間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。
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Ａｌ２Ｏ３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。
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Ａｌ２Ｏ３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） Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物のうち
の１種または２種以上：２０〜５０容量％、を含有し、
残りが酸化アルミニウムと不可避不純物からなり、 かつ、上記Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物は、
その１０〜８０容量％がウイスカーで構成された組成を
有することを特徴とする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。 - （２） Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物のうち
の１種または２種以上：２０〜５０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種または２種以上：０．５〜１０容量％、を含有
し、残りが酸化アルミニウムと不可避不純物からなり、 かつ、上記Ｔｉの炭化物、窒化物、および炭窒化物は、
その１０〜８０容量％がウイスカーで構成された組成を
有す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 |
|---|---|---|---|
| JP63285212A JPH02133369A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP63285212A JPH02133369A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 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 |
|---|---|
| JPH02133369A true JPH02133369A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17688556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63285212A Pending JPH02133369A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 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) | JPH02133369A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104446403A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 合肥大安印刷有限责任公司 | 一种稀土切削刀具用陶瓷及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6389471A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
| JPS63252960A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | 住友電気工業株式会社 | セラミックス複合体の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63285212A patent/JPH02133369A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6389471A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-20 | 三菱マテリアル株式会社 | 酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
| JPS63252960A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | 住友電気工業株式会社 | セラミックス複合体の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104446403A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 合肥大安印刷有限责任公司 | 一种稀土切削刀具用陶瓷及其制备方法 |
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