JPH03228502A - アルミナ基セラミックス切削工具の製造法 - Google Patents
アルミナ基セラミックス切削工具の製造法Info
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- JPH03228502A JPH03228502A JP1964190A JP1964190A JPH03228502A JP H03228502 A JPH03228502 A JP H03228502A JP 1964190 A JP1964190 A JP 1964190A JP 1964190 A JP1964190 A JP 1964190A JP H03228502 A JPH03228502 A JP H03228502A
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- alumina
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- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
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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、切削抵抗の大きい被削材を切削しても、切
削中に刃先のチッピングが生することのないアルミナ基
セラミックス切削工具の製造法に関するものである。
削中に刃先のチッピングが生することのないアルミナ基
セラミックス切削工具の製造法に関するものである。
一般に、セラミックス切削工具は、高硬度で耐熱性およ
び耐摩耗性に優れているため、鋳鉄等の切削に用いられ
ているが、反面靭性か低く耐欠損性かなく、そのため切
削中に刃先のチッピングか起こることはよく知られてい
る。
び耐摩耗性に優れているため、鋳鉄等の切削に用いられ
ているが、反面靭性か低く耐欠損性かなく、そのため切
削中に刃先のチッピングか起こることはよく知られてい
る。
そのため最近では、アルミナ中に炭化チタンを分散させ
てアルミナの粒成長を抑制することにより靭性を改善し
たＡｇ２Ｏ３−ＴＩＣ系セラミックス切削工具、いわゆ
る“黒セラ”、またはアルミナ中に酸化ジルコニウムを
分散させてアルミナの粒成長を抑制するとともに、酸化
ジルコニウムの応力誘起変態を利用することにより靭性
を改善したＡ 、ｌ！ ＯＺ ｒ Ｏ２系セラミック
ス切削工３ 具か提供されている。さらに、アルミナ、炭化チタン、
酸化ジルコニウムの結晶粒を従来よりも一層微細化した
焼結体の表面を研削し、セラミックス切削工具の表面粗
さをＲ：２ｔｎｍ以下とすａＸ ることにより、靭性を改浮したアルミナ基セラミックス
切削工具も提供されている（特開昭６２２７７２０３号
公報）。
てアルミナの粒成長を抑制することにより靭性を改善し
たＡｇ２Ｏ３−ＴＩＣ系セラミックス切削工具、いわゆ
る“黒セラ”、またはアルミナ中に酸化ジルコニウムを
分散させてアルミナの粒成長を抑制するとともに、酸化
ジルコニウムの応力誘起変態を利用することにより靭性
を改善したＡ 、ｌ！ ＯＺ ｒ Ｏ２系セラミック
ス切削工３ 具か提供されている。さらに、アルミナ、炭化チタン、
酸化ジルコニウムの結晶粒を従来よりも一層微細化した
焼結体の表面を研削し、セラミックス切削工具の表面粗
さをＲ：２ｔｎｍ以下とすａＸ ることにより、靭性を改浮したアルミナ基セラミックス
切削工具も提供されている（特開昭６２２７７２０３号
公報）。
上記従来のアルミナ基セラミックス切削工具は、靭性が
大幅に改善されているけれども、近年、アルミナ基セラ
ミンクス切削工具は、鋳鉄の高速切削のみならす、その
他切削抵抗の高い被削材にもその適用が広がってきてい
る。このように切削抵抗の高い被削材を上記従来のアル
ミナ基セラミックス切削工具で切削すると、チップと被
削材が最初に接触する切削初期においては、特に強い衝
撃を受けて刃先にチッピングを起すことは依然として避
けられず、なお−層の靭性に優れたアルミナ基セラミッ
クス切削工具が求められていた。
大幅に改善されているけれども、近年、アルミナ基セラ
ミンクス切削工具は、鋳鉄の高速切削のみならす、その
他切削抵抗の高い被削材にもその適用が広がってきてい
る。このように切削抵抗の高い被削材を上記従来のアル
ミナ基セラミックス切削工具で切削すると、チップと被
削材が最初に接触する切削初期においては、特に強い衝
撃を受けて刃先にチッピングを起すことは依然として避
けられず、なお−層の靭性に優れたアルミナ基セラミッ
クス切削工具が求められていた。
そこで、本発明者らは、さらに優れた靭性を有するアル
ミナ基セラミックス切削工具を開発すべく研究を行って
いたところ、 平均粒径：２−以下のアルミナ、および平均粒径：ｌｕ
ｎ以下の炭化チタンおよび酸化ジルコニウムのうち１種
または２種の高靭性材料を主体としたアルミナ基セラミ
ックス焼結体を研削して表面粗さがＲ：１．５−以下と
したアルミナ基セラａｘ ミックス切削工具を温度＝８００〜１５００℃で焼鈍す
ることにより得られたアルミナ基セラミックス切削工具
を用いて、鋳鉄の高速切削のみならず、切削抵抗の大き
い被削材を切削しても切削中に刃先のチッピングが生ず
ることかないという知見を得たのである。
ミナ基セラミックス切削工具を開発すべく研究を行って
いたところ、 平均粒径：２−以下のアルミナ、および平均粒径：ｌｕ
ｎ以下の炭化チタンおよび酸化ジルコニウムのうち１種
または２種の高靭性材料を主体としたアルミナ基セラミ
ックス焼結体を研削して表面粗さがＲ：１．５−以下と
したアルミナ基セラａｘ ミックス切削工具を温度＝８００〜１５００℃で焼鈍す
ることにより得られたアルミナ基セラミックス切削工具
を用いて、鋳鉄の高速切削のみならず、切削抵抗の大き
い被削材を切削しても切削中に刃先のチッピングが生ず
ることかないという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見に基づいて成されたものであっ
て、 平均粒径：２−以下のアルミナ、並びに平均粒径；ＩＬ
ｔｎ以下の炭化チタンおよび酸化ジルコニウムのうち１
種または２種を主体としたアルミナ基セラミックス焼結
体を研削して表面粗さがＲ：ａｘ １．５−以下としたアルミナ基セラミックス切削工具を
、温度：８００〜１５００℃で焼鈍するアルミナ基セラ
ミックス切削工具の製造法、 に特徴を有するものである。
て、 平均粒径：２−以下のアルミナ、並びに平均粒径；ＩＬ
ｔｎ以下の炭化チタンおよび酸化ジルコニウムのうち１
種または２種を主体としたアルミナ基セラミックス焼結
体を研削して表面粗さがＲ：ａｘ １．５−以下としたアルミナ基セラミックス切削工具を
、温度：８００〜１５００℃で焼鈍するアルミナ基セラ
ミックス切削工具の製造法、 に特徴を有するものである。
これは、可及的に微細なアルミナに可及的に微細な炭化
チタンまたは酸化ジルコニウムを分散させて密度比：９
８９１ｉ以上の高密度焼結体とし、その高密度の焼結体
をダイヤモンドホイールで研削してアルミナ基セラミッ
クス切削工具を作製すると、その研削面には、研削痕以
外に無数の微少クラックが付いており、この微少クラッ
クがチッピングを起す原因となっていたが、この微少ク
ラックは、温度＝８００〜１５００℃で焼鈍することに
より減少または消滅し、鋳鉄の高速切削のみならず、切
削抵抗の大きい被削材を切削しても切削中に刃先のチッ
ピングが生ずることのない極めて優れた靭性を有するア
ルミナ基セラミックス切削工具か得られるものと考えら
れる。
チタンまたは酸化ジルコニウムを分散させて密度比：９
８９１ｉ以上の高密度焼結体とし、その高密度の焼結体
をダイヤモンドホイールで研削してアルミナ基セラミッ
クス切削工具を作製すると、その研削面には、研削痕以
外に無数の微少クラックが付いており、この微少クラッ
クがチッピングを起す原因となっていたが、この微少ク
ラックは、温度＝８００〜１５００℃で焼鈍することに
より減少または消滅し、鋳鉄の高速切削のみならず、切
削抵抗の大きい被削材を切削しても切削中に刃先のチッ
ピングが生ずることのない極めて優れた靭性を有するア
ルミナ基セラミックス切削工具か得られるものと考えら
れる。
すなわち、第１図は、アルミナに炭化チタンまたは酸化
ジルコニウムを分散させた焼結体をダイヤモンドホイー
ルで研削して得られたアルミナ基セラミックス切削工具
の研削面の断面模型図であり、第１図に示されるように
、ダイヤモンドホイールで研削して得られたアルミナ基
セラミックス切削工具の研削面には、研削痕１以外に無
数の微少クラック２を有するが、このアルミナ基セラミ
ックス切削工具を８００℃以上の温度で焼鈍すると、第
２図に示されるように、研削痕１は徐々に平滑化し、微
少クラック２のクラック先端３は、鈍角化し、１１００
℃においては研削痕１の平滑化は一層進み、クラック先
端３の鈍角化も一層顕著なものとなってくる。
ジルコニウムを分散させた焼結体をダイヤモンドホイー
ルで研削して得られたアルミナ基セラミックス切削工具
の研削面の断面模型図であり、第１図に示されるように
、ダイヤモンドホイールで研削して得られたアルミナ基
セラミックス切削工具の研削面には、研削痕１以外に無
数の微少クラック２を有するが、このアルミナ基セラミ
ックス切削工具を８００℃以上の温度で焼鈍すると、第
２図に示されるように、研削痕１は徐々に平滑化し、微
少クラック２のクラック先端３は、鈍角化し、１１００
℃においては研削痕１の平滑化は一層進み、クラック先
端３の鈍角化も一層顕著なものとなってくる。
一方、この温度域になると、結晶粒の形状もかなり変化
し、丸みをおびてくる。１５００℃を越えると、組織中
の粒成長も同時に起り始め、材料強度に影響を与えはじ
める。従って、焼鈍温度は、８００〜１５００℃の範囲
内にあることが望ましい。焼鈍の雰囲気は、アルミナ−
酸化ジルコニウム系セラミックス切削工具の場合は、真
空または酸化性雰囲気であることが好ましく、アルミナ
−炭化チタン系セラミックス切削工具の場合は、真空ま
たは非酸化性雰囲気であることが好ましい。
し、丸みをおびてくる。１５００℃を越えると、組織中
の粒成長も同時に起り始め、材料強度に影響を与えはじ
める。従って、焼鈍温度は、８００〜１５００℃の範囲
内にあることが望ましい。焼鈍の雰囲気は、アルミナ−
酸化ジルコニウム系セラミックス切削工具の場合は、真
空または酸化性雰囲気であることが好ましく、アルミナ
−炭化チタン系セラミックス切削工具の場合は、真空ま
たは非酸化性雰囲気であることが好ましい。
この焼鈍による研削面の微少クラ・ツクのクラック先端
の鈍角化が、実際の切削中に耐チソピング効果を発揮す
るのは、もとの研削面粗さかＲ：１．５−以下の場合で
あり、これはもとの研１ｌａｘ 削面粗さがＲ・１，５」を越えると、微少クララ１１８
Ｘ りの鈍角化に研削痕の平滑化か追付かず、研削痕の切欠
効果によるチッピングが生じるためである。
の鈍角化が、実際の切削中に耐チソピング効果を発揮す
るのは、もとの研削面粗さかＲ：１．５−以下の場合で
あり、これはもとの研１ｌａｘ 削面粗さがＲ・１，５」を越えると、微少クララ１１８
Ｘ りの鈍角化に研削痕の平滑化か追付かず、研削痕の切欠
効果によるチッピングが生じるためである。
つぎに、二の発明を、実施例に基づいて具体的に説明す
る。
る。
実施例１〜１２および比較例１〜６
原料粉末であるアルミナ粉末および二酸化ジルコニウム
粉末を重量比で７５ ： ２５の割合いて配合し、ボー
ルミルにより湿式混合したのち、バインダを添加し、乾
燥、造粒し、次いで金型プレスにより所望の形状に成形
し、この成形体を、大気雰囲気中、所定の結晶粒径とな
るように焼結した後、さらに、圧カニ １５００気圧、
温度： １４００℃、１時間保持の条件にてＨＩＰ処理
を行った。その結果、得られた焼結体の密度比はいずれ
も９９％以上であり、このようにして得られた焼結体の
表面をダイヤモンドホイールにて正方形チップ（ＳＮＧ
Ｎ４３２）形状に研削して、実施例１〜１２および比較
例１〜６のアルミナ−酸化ジルコニウム系セラミックス
切削工具を作製し、それらアルミナ−酸化ジルコニウム
系セラミックス切削工具の組織、密度および研削面粗さ
を測定し、それらの結果を第１表に示した。
粉末を重量比で７５ ： ２５の割合いて配合し、ボー
ルミルにより湿式混合したのち、バインダを添加し、乾
燥、造粒し、次いで金型プレスにより所望の形状に成形
し、この成形体を、大気雰囲気中、所定の結晶粒径とな
るように焼結した後、さらに、圧カニ １５００気圧、
温度： １４００℃、１時間保持の条件にてＨＩＰ処理
を行った。その結果、得られた焼結体の密度比はいずれ
も９９％以上であり、このようにして得られた焼結体の
表面をダイヤモンドホイールにて正方形チップ（ＳＮＧ
Ｎ４３２）形状に研削して、実施例１〜１２および比較
例１〜６のアルミナ−酸化ジルコニウム系セラミックス
切削工具を作製し、それらアルミナ−酸化ジルコニウム
系セラミックス切削工具の組織、密度および研削面粗さ
を測定し、それらの結果を第１表に示した。
上記実施例１〜１２および比較例１〜６のアルミナ−酸
化ジルコニウム系セラミックス切削工具を、さらに、大
気中、第１表に示される条件で焼鈍し、その後、下記の
条件にて切削試験を行い、その結果を第１表に示した。
化ジルコニウム系セラミックス切削工具を、さらに、大
気中、第１表に示される条件で焼鈍し、その後、下記の
条件にて切削試験を行い、その結果を第１表に示した。
切削試験条件
速 度： ３００ｍｍ／ａｋｉｎ。
切込み：１．５ｍｍ。
送 リ： ０．２ｍｍ／１ｎ、
被削材：Ｆｅ１２、
切削時間： ｌｏａ＋ｉｎ、
実施例１３〜２４および比較例７〜１２原料粉末である
アルミナ粉末および炭化チタン粉末を重量比で７０ ：
３０の割合いて配合し、ボールミルにより湿式混合し
たのち、／１インダを添加し、乾燥、造粒し、次いて金
型ブレスにより所望の形状に成形し、この成形体を、真
空雰囲気中、所定の結晶粒径となるように焼結した後、
さらに、１５００気圧、温度： １５５０℃、１時間保
持の条件にてＨＩＰ処理を行った。この結果得られた焼
結体の密度比は、いずれも９９％以上であり、このよう
にして得られた焼結体をダイヤモンドホイールにて正方
形チップ（Ｓ Ｎ Ｇ Ｎ４３２）形状に研削し、実施
例１３〜２４および比較例７〜１２のアルミナ−炭化チ
タン系セラミックス切削工具を作製し、それらアルミナ
−炭化チタン系セラミックス切削工具の組織、密度およ
び研削面粗さを測定し、それらの結果を第２表に示【ま
た。
アルミナ粉末および炭化チタン粉末を重量比で７０ ：
３０の割合いて配合し、ボールミルにより湿式混合し
たのち、／１インダを添加し、乾燥、造粒し、次いて金
型ブレスにより所望の形状に成形し、この成形体を、真
空雰囲気中、所定の結晶粒径となるように焼結した後、
さらに、１５００気圧、温度： １５５０℃、１時間保
持の条件にてＨＩＰ処理を行った。この結果得られた焼
結体の密度比は、いずれも９９％以上であり、このよう
にして得られた焼結体をダイヤモンドホイールにて正方
形チップ（Ｓ Ｎ Ｇ Ｎ４３２）形状に研削し、実施
例１３〜２４および比較例７〜１２のアルミナ−炭化チ
タン系セラミックス切削工具を作製し、それらアルミナ
−炭化チタン系セラミックス切削工具の組織、密度およ
び研削面粗さを測定し、それらの結果を第２表に示【ま
た。
上記研削したアルミナ−炭化チタン系セラミックス切削
工具を、真空中、第２表に示される条件で焼鈍し、その
後、下記の条件にて切削試験を行い、その結果を第２表
に示した。
工具を、真空中、第２表に示される条件で焼鈍し、その
後、下記の条件にて切削試験を行い、その結果を第２表
に示した。
切削試験条件
速 度： ３５０ｍｍ／１ｎ。
切込み：１．５ｍｍ。
送 リ ： ０．３ｍｍ／ ｌｌ１ｉｎ。
被削材：Ｆｅ１２、
切削時間： １０ｍ１ｎ。
第１表および第２表の結果から、この発明の条件で焼鈍
したアルミナ基セラミックス切削工具は、いずれもチッ
ピングが発生しないのに対し、この発明の条件から外れ
た条件（第１表および第２表において、この発明の条件
から外れた値に＊印を付して示した）で作製したアルミ
ナ基セラミックス切削工具は、いずれもチッピングが発
生していることから、この発明は、アルミナ基セラミッ
クス切削工具の寿命を大幅に向上させるとともに、滑ら
かな表面仕上の被削体を得ることができ、後研磨加工を
施す必要がなく、生産効率を大幅に向上させることかで
きるなどの優れた効果を奏するものである。
したアルミナ基セラミックス切削工具は、いずれもチッ
ピングが発生しないのに対し、この発明の条件から外れ
た条件（第１表および第２表において、この発明の条件
から外れた値に＊印を付して示した）で作製したアルミ
ナ基セラミックス切削工具は、いずれもチッピングが発
生していることから、この発明は、アルミナ基セラミッ
クス切削工具の寿命を大幅に向上させるとともに、滑ら
かな表面仕上の被削体を得ることができ、後研磨加工を
施す必要がなく、生産効率を大幅に向上させることかで
きるなどの優れた効果を奏するものである。
第１図は、焼結体をダイヤモンドホイールて研削して得
られたアルミナ基セラミックス切削工具の研削面の断面
模型図、 第２図は、第１図の焼結体をダイヤモンドホイールで研
削して得られたアルミナ基セラミックス切削工具を焼鈍
して得られた研削面の断面模型図である。 １・・研削膜、 ２・・微少クラック、３
・・クラック先端。 出 願 人 菱 金 属 株 式 平成 ２年 ６月 １２日
られたアルミナ基セラミックス切削工具の研削面の断面
模型図、 第２図は、第１図の焼結体をダイヤモンドホイールで研
削して得られたアルミナ基セラミックス切削工具を焼鈍
して得られた研削面の断面模型図である。 １・・研削膜、 ２・・微少クラック、３
・・クラック先端。 出 願 人 菱 金 属 株 式 平成 ２年 ６月 １２日
Claims (1)
- （１）平均粒径：２μｍ以下のアルミナ、並びに炭化チ
タンおよび酸化ジルコニウムのうち１種または２種の高
靭性材料を主体とした組成を有するアルミナ基セラミッ
クス焼結体を研削して、表面粗さがＲ＿ｍ＿ａ＿ｘ：１
．５μｍ以下のアルミナ基セラミックス切削工具を作製
し、上記アルミナ基セラミックス切削工具を温度：８０
０〜１５００℃で焼鈍することを特徴とするアルミナ基
セラミックス切削工具の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1964190A JPH03228502A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | アルミナ基セラミックス切削工具の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1964190A JPH03228502A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | アルミナ基セラミックス切削工具の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03228502A true JPH03228502A (ja) | 1991-10-09 |
Family
ID=12004855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1964190A Pending JPH03228502A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | アルミナ基セラミックス切削工具の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03228502A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846667A3 (en) * | 1996-12-05 | 1999-01-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic parts and a producing process thereof |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP1964190A patent/JPH03228502A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846667A3 (en) * | 1996-12-05 | 1999-01-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic parts and a producing process thereof |
| KR100259572B1 (ko) * | 1996-12-05 | 2000-06-15 | 시바타 마사하루 | 세라믹 부품 및 이의 제조방법 |
| US6258440B1 (en) | 1996-12-05 | 2001-07-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic parts and a producing process thereof |
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