JPH0359027B2 - - Google Patents

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JPH0359027B2
JPH0359027B2 JP58118480A JP11848083A JPH0359027B2 JP H0359027 B2 JPH0359027 B2 JP H0359027B2 JP 58118480 A JP58118480 A JP 58118480A JP 11848083 A JP11848083 A JP 11848083A JP H0359027 B2 JPH0359027 B2 JP H0359027B2
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JP
Japan
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tic
weight
ceramics
cutting
tib
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JP58118480A
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JPS6011266A (ja
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Jusuke Iyori
Norio Takahashi
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Hitachi Metals Ltd
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    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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    • C04B35/645—Pressure sintering

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミツク材料に関し、特に切削工具
用セラミツクスに関するものである。
切削工具用セラミツクスの１つとして良く知ら
れているアルミナ切削工具は、耐摩耗性に優れて
いる反面チツピングしやすい短所を有しているた
め、開発初期より現在に至るまでセラミツクス工
具の靭性の改善が開発の大きな目標の１つとされ
てきた。これらの要求に対する解決法の１つとし
て、Al2O3に約30重量％のTiCを複合化し、結晶
粒を微細化すると同様に、アルミナ固有の性質で
ある高温になるほど熱伝導率が低下する欠点を補
い、熱衝撃による耐欠損性を改善したAl2O3−
TiC系セラミツクス工具が発明された。
Al2O3−TiC系セラミツクス工具は、純アルミ
ナによるいわゆる白系セラミツクス工具と比較し
て、高靭性でしかも熱衝撃による耐欠損性に優れ
ているため、白系セラミツクス工具では使用が困
難であつた高硬度材料の旋削加工、鋳鉄材料のフ
ライス加工等の用途に特に威力を発揮している。
しかし、このAl2O3−TiC系セラミツクス工具に
おいても、刃先温度が1200℃を越える切削条件下
では、多量に含まれるTiCの高温硬度がAl2O3の
高温硬度より低下するため、耐摩耗性が劣り、高
硬度材の切削地に境界摩耗が生じ易い欠点があつ
た。
本発明は上記従来技術の欠点を改良し、熱伝導
度が高く高靭性で耐チツピング特性の優れた切削
工具用セラミツクスを提供することを目的とす
る。
本発明はAl2O3粉末にTiB2とTiCの合計量10〜
40重量％混合し、これに0.1〜10重量％のZrO2を
添加したことを特徴とするものである。
本発明において、Al2O3−TiC系セラミツクス
におけるTiCと同様に、TiB2、TiCおよびZrO2
はAl2O3中に分散した組織になつており、良く知
られているように、アルミナの粒成長を粗止し靭
性を高めるとともに微小なクラツクの成長を抑え
る役割を果している。
しかしながら、Al2O3−TiC焼結体中に、難焼
結材であるTiB2を多量に混合した場合、焼成温
度が高くなり粒径が10μm前後と大きくなる欠点
がある。
本発明におけるZrO2の添加はこの欠点を補う
もので、Al2O3−TiB2−TiCの焼結性を向上させ
る効果がある。また、本発明においては、0.05〜
2.5重量％のMgOおよびAlNを添加することによ
り、さらに焼結性を向上し粒径の成長を抑えるこ
とが出来る。
本発明によるセラミツクスは通常、上記組成範
囲の混合粉末を熱間加圧することにより得ること
ができるが、熱間加圧後さらに熱間静水圧プレス
を行なつても、あるいは常圧焼成の後熱間静水圧
プレスを行なつても同様の結果を得ることができ
る。また本発明において、TiB2とTiCの合計量
を10〜40重量％に限定した理由は、10％未満では
高温靭性に劣り40％を越えると常温での靭性が劣
るためである。また、TiB2／TiCの重量比を0.15
〜6.0の範囲に限定すると、硬さが著しく上昇し、
工具とした場合の耐摩耗性が向上し、より望まし
い。また、ZrO2に関しては0.5％未満ではやはり
添加効果がなく、10％を越えると耐熱衝撃性が低
下するため0.5〜10％に限定した。また、MgOお
よびAlN粉末の合計量を0.05〜2.5重量％に限定
した理由は、0.5重量％以下ではAl2O3の結晶粒微
細化の効果がなく、2.5重量％以上になると結晶
粒界にスピネル層が生じ、脆化するためである。
また、Y2O3の添加量をZrO2に対しモル比で1.0
〜3.モル％に限定したのは、ZrO2の結晶型を正方
晶（ｔ相）主体とし破壊強度を向上させるため
で、1.0未満では単斜晶（Ｍ相）が主体となり、
3.0％を越えると立方晶（Ｃ相）が主体となり共
にY2O3添加の効果がうすい。
実施例 １ 平均粒径1.2μmのTiB2粉末を10重量％、平均粒
径0.9μmのTiCを10重量％、平均粒径0.1のZrO2粉
末を５重量％、平均粒径0.1μmのAl2O3粉末を残
部とし、さらにMgO0.5重量％、AlN1.0重量％配
合し、エチルアルコールを使用してアルミナ製の
ボールミルで48時間混合粉砕したのち真空中で乾
燥したのち、8t／cm2で成形し、真空中1500℃で圧
力200Kg／cm2をかけながら10分間保持する加圧焼
結を行ない焼結体を得た。
本焼結体より切削工具用チツプSNGN453を作
製し、従来より広範に使用されているAl2O3−30
％TiCチツプを比較材として用い、被削材DAC
（Hs65）を用いて切削テストを行なつた。
切削速度は50m／minおよび70m／min切り込
みは各1.5mm、送りは0.4mm／revとした。
第１図に示す如く、本発明によるセラミツクス
はいずれの場合も従来のAl2O3−TiC系セラミツ
クスに比べて境界摩耗量が少なく、良好な切削性
能を示した。
実施例 ２ TiB2粉末を15重量％、TiC粉末を10重量％、
ZrO2粉末を８重量％、Y2O3粉末を0.29重量％、
残部Al2O3粉末を配合し、エチルアルコールを使
用してアルミナ製のボールミルで48時間混合粉砕
したのち真空中で乾燥したのち、2t／cm2で成形
し、真空中1500℃、圧力200Kg／cm2を加圧焼結を
行ない焼結体を得た。
本焼結体から８×４×25mmの試験片を切出し抗
折試験を実施した。平均抗折強度は135Kg／mm2で、
市販のAl2O3−30％TiCセラミツクスと比較して
極めて高い強度を有することが証明された。
次に、本焼結体より切削工具用チツプ
SNGN432を作製し、市販のAl2O3−30TiCチツ
プを比較材として用い、被削材SCM440を用いて
フライス切削テストを行なつた。切り込みは２mm
とした。
第２図に示す如く、本発明によるセラミツクス
は従来のAl2O3−TiC系セラミツクスに比べて広
範な切削領域を示した。
上記実施例から明らかな如く、本発明による切
削工具用セラミツクスは境界摩耗量が少なく、か
つ高靭性であり、いわゆる黒系工具用セラミツク
スとして優れた特性を示し、工業上極めて有用な
ものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるセラミツクスおよび従来
のAl2O3−TiC系セラミツクスによる切削テスト
結果を示す特性曲線、第２図は同じく本発明によ
るセラミツクスおよび従来のAl2O3−TiCセラミ
ツクスによるフライス加工テスト結果を示すもの
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 重量比でTiB2とTiCの合計量が10〜40％、
    ZrO20.5〜10％、残部がAl2Oおよび不可避不純物
    からなり、かつ、前記TiB2／TiCの重量比が0.15
    〜6.0であることを特徴とする切削工具用セラミ
    ツクス。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
    AlN、MgOの一方又は双方を合計0.05〜2.5重量
    ％添加したことを特徴とする切削工具用セラミツ
    クス。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載のもの
    において、ZrO2に対して1.0〜3.0モル比のY2O3
    を含有することを特徴とする切削工具用セラミツ
    クス。
JP58118480A 1983-06-30 1983-06-30 切削工具用セラミツクス Granted JPS6011266A (ja)

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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1267294A (en) * 1985-03-14 1990-04-03 James F. Rhodes Reinforced ceramic cutting tools
US4961757A (en) * 1985-03-14 1990-10-09 Advanced Composite Materials Corporation Reinforced ceramic cutting tools
DE3662782D1 (en) * 1985-06-10 1989-05-18 Ngk Spark Plug Co Fiber-reinforced compositie material for tools
JPS6241776A (ja) * 1985-08-15 1987-02-23 日本特殊陶業株式会社 工具用ウイスカー強化複合材料
US4770671A (en) * 1985-12-30 1988-09-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and yttrium, method of making and using the same and products made therewith
US4902651A (en) * 1986-06-20 1990-02-20 Sumitomo Special Metals, Co. Material for magnetic head substrate member
JPH0816028B2 (ja) * 1986-07-31 1996-02-21 日本特殊陶業株式会社 高靱性を有するセラミック焼結体及びセラミック工具と焼結体の製造方法
US5104423A (en) * 1986-08-07 1992-04-14 Lanxide Technology Company, Lp Method for producing ceramic abrasive materials and materials produced thereby
US5213592A (en) * 1986-08-07 1993-05-25 Lanxide Technology Company, Lp Method for producing ceramic abrasive materials and materials produced thereby
US4867758A (en) * 1986-08-07 1989-09-19 Lanxide Technology Company, Lp Method for producing ceramic abrasive materials
SE8701172D0 (sv) * 1987-03-20 1987-03-20 Sandvik Ab Whiskerforsterkt keramiskt skerverktyg
US4804645A (en) * 1987-03-27 1989-02-14 Sandvik Aktiebolag Ceramic material based on alumina and refractory hard constituents
US4863490A (en) * 1988-02-22 1989-09-05 Gte Laboratories Incorporated Titanium diboride-based composite articles with alumina dispersoids, having improved fracture toughness
US4959332A (en) * 1988-11-03 1990-09-25 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-carbide whisker reinforced cutting tools
US4959331A (en) * 1988-11-03 1990-09-25 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia cutting tools
US4965231A (en) * 1988-11-03 1990-10-23 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia compositions and articles made therefrom
AU626942B2 (en) * 1988-11-03 1992-08-13 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia ceramic articles
US4960735A (en) * 1988-11-03 1990-10-02 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia ceramics
US5024976A (en) * 1988-11-03 1991-06-18 Kennametal Inc. Alumina-zirconia-silicon carbide-magnesia ceramic cutting tools
US5017524A (en) * 1989-02-13 1991-05-21 Iscar Ltd. Ceramic cutting tool
JPH03126659A (ja) * 1989-10-11 1991-05-29 Onoda Cement Co Ltd 超硬質セラミックス
US5002439A (en) * 1990-02-14 1991-03-26 Advanced Composite Materials Corporation Method for cutting nonmetallic materials
US5085671A (en) * 1990-05-02 1992-02-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of coating alumina particles with refractory material, abrasive particles made by the method and abrasive products containing the same
US5177037A (en) * 1991-05-21 1993-01-05 Industrial Ceramic Technology, Inc. High fracture toughness electro-discharge machineable ceramic whisker reinforced ceramic composites and tooling made therefrom
DE4306966C1 (de) * 1992-10-19 1994-01-20 Starck H C Gmbh Co Kg Schleifkorn auf der Basis von Zirkonkorund, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung
US5326731A (en) * 1993-11-18 1994-07-05 Electrofuel Manufacturing Company Ceramic compositions for wear resistant applications
DE19741418A1 (de) * 1997-09-19 1999-04-01 Treibacher Schleifmittel Ag Hartstofflegierung auf Basis von Titancarbid, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
US20060189474A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-24 Yeckley Russell L Alumina-boron carbide ceramics and methods of making and using the same
CA2598720A1 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 Kennametal Inc. Alumina-boron carbide ceramics and methods of making and using the same
CN101798216B (zh) * 2010-03-23 2012-07-25 山东轻工业学院 添加硼化钛的氧化锆基纳米陶瓷工模具材料及其制备方法
CN110330316B (zh) * 2019-07-23 2022-04-19 齐鲁工业大学 一种裂纹自愈合陶瓷刀具材料及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2814566A (en) * 1955-11-10 1957-11-26 Frank W Glaser Boron and carbon containing hard cemented materials and their production
JPS5122002A (ja) * 1974-08-20 1976-02-21 Takeshi Abiru Burashihoruda
US4022584A (en) * 1976-05-11 1977-05-10 Erwin Rudy Sintered cermets for tool and wear applications
BR7604418A (pt) * 1975-07-09 1978-01-31 Teledyne Ind Composicao de material e processo para sua formacao
US4063908A (en) * 1976-01-21 1977-12-20 Nippon Tungsten Co., Ltd. Process for manufacturing ceramic cutting tool materials
DE2741295C2 (de) * 1977-09-14 1989-12-14 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Keramischer Formkörper
JPS56140069A (en) * 1980-03-29 1981-11-02 Nippon Tungsten Ceramic sintered body and manufacture
US4343909A (en) * 1980-04-17 1982-08-10 The Valeron Corporation High toughness ceramic cutting tool

Also Published As

Publication number Publication date
US4543343A (en) 1985-09-24
JPS6011266A (ja) 1985-01-21
EP0133864B1 (en) 1986-10-29
DE3461070D1 (en) 1986-12-04
EP0133864A1 (en) 1985-03-13

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