JPH048395B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH048395B2 JPH048395B2 JP60130021A JP13002185A JPH048395B2 JP H048395 B2 JPH048395 B2 JP H048395B2 JP 60130021 A JP60130021 A JP 60130021A JP 13002185 A JP13002185 A JP 13002185A JP H048395 B2 JPH048395 B2 JP H048395B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sialon
- aln
- weight
- phase
- sic whiskers
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910003564 SiAlON Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 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
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 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
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は切削工具や耐磨耗性工具として使用し
得るサイアロン系セラミツクス材料の改良に関す
るものである。 （従来の技術） 一般にサイアロンはSi3N4にAl2O3、AlN、
SiO2等を添加し加熱固溶させることによつて得
られるところの一般式Si6−zAlzOzN8−ｚ（但し
Ｏ＜ｚ≦4.3）で表わされるβ−サイアロンと、
その格子中に金属が固溶し一般式Mx（Si、Al）12
（Ｏ、Ｎ）16（但しＯ＜ｘ≦２）で表されるα−サ
イアロンとがあり、前者のβサイアロンは靱性は
高いが硬度は低く、後者のαサイアロンは比較的
に靱性は低いが硬度は高い特徴がある。 従来はこのサイアロン中β−サイアロンを工具
用材料として活用する試みは種々行なわれている
がαサイアロンを工具用材料とする試みは余り知
られていない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明はβ−サイアロンを持つ前述の欠点を解
消したα相を含むサイアロン系の工具用材料を提
供しようとするものである。 （問題点を解決しようとする手段） 本発明は上記の問題点を着目し、α相を含むサ
イアロンにSiCホイスカーを５〜50容量％含有せ
しめた組成のものは焼結により高靱性のセラミツ
ク工具用材料が得られることを見出した。 そしてその代表的な組成例はY2O3及び稀土類
元素酸化物の一種以上対AlNを60重量％を含有
するAlNとAl2O3の混合物の比を１：３〜３：１
の範囲で混合して添加剤となし、かかる添加剤５
〜50重量％、Si3N495〜50重量％を配合してα相
含有サイアロン形成材料とし、このα相含有サイ
アロン形成材料95〜50容量％とSiCホイスカー５
〜50容量％とにより焼結した場合靱性の高いセラ
ミツク工具用材料を得ようとするものである。 （作用） 本発明の材料はα相を含むサイアロンを主材と
するのであるからその焼結体は耐熱衝撃性は
Si3N4並に高く、硬度はAl2O3並みで、靱性のみ
若干劣るがSiCホイスカーを５〜50重量％含有せ
しめることによりこれらの欠点を解消するととも
にその他の特性も改良された工具を得るものであ
る。 即ち本発明ではSi3N4やサイアロン系工具の長
所である耐熱衝撃性や耐欠損性を残しつつ、その
欠点である耐磨耗性の原因となるところを以下の
ようにして改善したものである。 (1) Feとの反応性：鋼を切削する場合、熱発生
の原因となる切削抵抗が大きいばかりでなく、
鋼中のFeとセラミツク中のSiとの化学親和力
によつて切刃や溶着や剥離を生じ磨耗が著るし
くなり勝ちであるが、本発明では化学的に比較
的安定なα相を含むサイアロンをマトリツクス
とし、その中に化学的に極めて安定なSiCホイ
スカーを分散し、Feとの反応性を少なくした。 (2) 硬度：硬度が比較的高いα相を含むサイアロ
ンをマトリツクスとして更に硬度が高いSiCホ
イスカーを分散した。 (3) 高温特性の劣化：高温特性の劣化は粒界相ガ
ラスが軟化して粒子がスリツプし易くなること
によつて惹き起されるものと思われるがSiCホ
イスカーを分散することによつてこれが妨げら
れ、高温劣化が遅れる。 (4) 靱性の改善：α相を含むサイアロンはSi3N4
やβサイアロンに比べ靱性が劣るがSiCホイス
カーを分散することによつてSi3N4やβサイア
ロン並の靱性が得られる。 本発明の材料組成はY2O3及び稀土類元素酸化
物の一種以上対AlNを60重量％以上含有する
AlNとAl2O3との混合物の比を１：３〜３：１の
範囲で混合物を添加剤とし、この添加剤の５〜50
重量％とSi3N4の95〜50重量％とからα−サイア
ロンの形成材料とし、このα−サイアロン形成材
料95〜50容量％とSiCホイスカー５〜50容量％と
により前述したα−サイアロンとSiCホイスカー
からなる工具用材料を提供する。 以下本発明の材料を構成するものの限定理由に
ついて説明する。 上記においてSiCホイスカーが５容量％より少
ないときは靱性向上の効果が不充分で、50容量％
を越えるときは緻密化が困難である。なおここで
用いられるSiCホイスカーは長さ５〜200μｍ、直
径0.05〜1.5μｍが靱性向上の面から好ましい。 次にY2O3及び稀土類元素酸化物は前述した一
般式Mx（Si、Al）12（Ｏ、Ｎ）16におけるＭに相当
する金属を提供するとともに焼結助剤として添加
されるものであり、AlNとAl2O3とはSi3N4とと
もにサイアロンを生成させるために添加するとと
もに焼結助剤として添加される。又、AlNと
Al2O3とは、SiCホイスカーとα相を含むサイア
ロンを主体としたマトリツクスとの接着強度向上
にも役立つていると思われる。 以上の効果を有効に発揮させるためにはY2O3
及び稀土類元素酸化物の一種以上対AlNを60重
量％以上含有するAlNとAl2O3との混合物の比を
１：３〜３：１の範囲の添加剤を５〜50重量％、
残部をSi3N4とすることが好ましい。 Y2O3及び稀土類元素の酸化物の一種以上対
AlNとAl2O3との混合物の比を１：３より小さく
し、AlNを少なくすると前記一般式のＭが不充
分で完成されたαサイアロンができにくいばかり
でなく焼結も効果的に行なうことが困難であり、
逆にAlNとAl2O3との混合物の比を３：１より大
きくし、AlNを多くすると高温特性の劣化をき
たす。又、AlNとAl2O3の混合物中のAlNが60％
未満だと原因は定かでないがαサイアロンが生じ
にくく硬度が低くなる。又添加剤を５重量％未満
添加したのでは緻密化が困難で50重量％を越えて
添加したのでは高温特性が劣化する傾向がある。 （実施例） 本発明による材料で工具を製造する場合、
Si3N4と、Y2O3及び稀土類元素酸化物の一種以上
と、AlNとAl2O3とを所定の量あらかじめ十分混
合しておき、この混合物中にSiCホイスカーを所
定量添加するのが好ましいが、SiCホイスカーは
前記各構成成分を混合する際に当初から添加して
おき一緒に混合してもよい。 得られた混合粉末はカーボンモールド中1600〜
2000℃、100〜500Kg／cm2でホツトプレスするのが
好ましいが、SiCホイスカーの長さを短くした
り、成形時に配向させることにより1650℃〜2000
℃で１〜200Kg／cm2の不活性ガス圧雰囲気で焼結
ができる。 以下実施例について述べる。 実施例 １ 平均粒径0.7μｍでα相90％のSi3N480重量％、
平均粒径1.2μｍのY2O310重量％、平均粒径1.2μｍ
のAlN7重量％、平均粒径0.7μｍのAl2O33重量％
をボールミルにより１日混合粉砕後直径0.1〜
1.5μｍ、長さ10〜200μｍのSiCホイスカーを所定
量添加し、更に半日混合した。得られた混合粉末
を乾燥後60メツシユ篩を通しカーボンモールド中
で1800℃、300Kg／cm2でホツトプレスした。 第１図は得られた焼結体の靱性をピツカース硬
度計によるインデンテーシヨン法を用い、新原の
式により求めたグラフである。これによれば
Si3N4焼結体の靱性値約6MN／m2以上が得られる
のはSiCホイスカーの量が５〜50重量％であるこ
とが判る。 図みに高靱性ZrO2は約10MN／ｍ3/2、Si3N4は
約5MN／ｍ3/2である。 実施例 ２ 平均粒径0.7μｍ、α−Si3N490％のSi3N4、平均
粒径1.2μｍのY2O3、平均粒径1.0μｍのDy2O3、平
均粒径1.2μｍのAlN、平均粒径0.7μｍのAl2O3及
び直径0.1〜1.5μｍ、長さ10〜200μｍのSiCホイス
カーを表１に示す組成で秤量した。但しSiCホイ
スカーの添加量は25体積％で一定とした。 所定量のSi3N4、Y2O3、Dy2O3、AlN及び
Al2O3をボールミルにより１日混合粉砕した後
SlCホイスカーを添加し更に半日混合した。この
粉末を乾燥し、60メツシユ篩を通した後カーボン
型中に充填し、1700〜1900℃、300Kg／cm2でホツ
トプレスした。 この結果得られた焼結体の相対密度、ロツクウ
エルスーパーフイシヤル硬度をそれぞれJIS
Z8807、JIS Z2245に従つて測定した値を表１に
示す。 またα相含有率は便宜的にＸ線回折による回折
ピーク高さ（α相ピーク高さIα、β相ピーク高さ
Iβ）からの以下の式によつて求めた。 α相含有率＝I〓(102)＋I〓(210)／I〓(102)＋I
〓(210)＋I〓(101)＋I〓(210)×100 表１によるとAlN＋Al2O3に対するAIN量が60
重量％以下（試料No.３）ではα相がほとんどな
く、硬度が低かつた。またY2O3／AlN＋Al2O3
の比が１／３以下（試料No.７）及び１／３以上
（試料No.８）では焼結性が悪く、添加物の総添加
量が５重量％以下（試料No.４）及び50重量％以上
（試料No.６）も焼結性が悪かつた。
得るサイアロン系セラミツクス材料の改良に関す
るものである。 （従来の技術） 一般にサイアロンはSi3N4にAl2O3、AlN、
SiO2等を添加し加熱固溶させることによつて得
られるところの一般式Si6−zAlzOzN8−ｚ（但し
Ｏ＜ｚ≦4.3）で表わされるβ−サイアロンと、
その格子中に金属が固溶し一般式Mx（Si、Al）12
（Ｏ、Ｎ）16（但しＯ＜ｘ≦２）で表されるα−サ
イアロンとがあり、前者のβサイアロンは靱性は
高いが硬度は低く、後者のαサイアロンは比較的
に靱性は低いが硬度は高い特徴がある。 従来はこのサイアロン中β−サイアロンを工具
用材料として活用する試みは種々行なわれている
がαサイアロンを工具用材料とする試みは余り知
られていない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明はβ−サイアロンを持つ前述の欠点を解
消したα相を含むサイアロン系の工具用材料を提
供しようとするものである。 （問題点を解決しようとする手段） 本発明は上記の問題点を着目し、α相を含むサ
イアロンにSiCホイスカーを５〜50容量％含有せ
しめた組成のものは焼結により高靱性のセラミツ
ク工具用材料が得られることを見出した。 そしてその代表的な組成例はY2O3及び稀土類
元素酸化物の一種以上対AlNを60重量％を含有
するAlNとAl2O3の混合物の比を１：３〜３：１
の範囲で混合して添加剤となし、かかる添加剤５
〜50重量％、Si3N495〜50重量％を配合してα相
含有サイアロン形成材料とし、このα相含有サイ
アロン形成材料95〜50容量％とSiCホイスカー５
〜50容量％とにより焼結した場合靱性の高いセラ
ミツク工具用材料を得ようとするものである。 （作用） 本発明の材料はα相を含むサイアロンを主材と
するのであるからその焼結体は耐熱衝撃性は
Si3N4並に高く、硬度はAl2O3並みで、靱性のみ
若干劣るがSiCホイスカーを５〜50重量％含有せ
しめることによりこれらの欠点を解消するととも
にその他の特性も改良された工具を得るものであ
る。 即ち本発明ではSi3N4やサイアロン系工具の長
所である耐熱衝撃性や耐欠損性を残しつつ、その
欠点である耐磨耗性の原因となるところを以下の
ようにして改善したものである。 (1) Feとの反応性：鋼を切削する場合、熱発生
の原因となる切削抵抗が大きいばかりでなく、
鋼中のFeとセラミツク中のSiとの化学親和力
によつて切刃や溶着や剥離を生じ磨耗が著るし
くなり勝ちであるが、本発明では化学的に比較
的安定なα相を含むサイアロンをマトリツクス
とし、その中に化学的に極めて安定なSiCホイ
スカーを分散し、Feとの反応性を少なくした。 (2) 硬度：硬度が比較的高いα相を含むサイアロ
ンをマトリツクスとして更に硬度が高いSiCホ
イスカーを分散した。 (3) 高温特性の劣化：高温特性の劣化は粒界相ガ
ラスが軟化して粒子がスリツプし易くなること
によつて惹き起されるものと思われるがSiCホ
イスカーを分散することによつてこれが妨げら
れ、高温劣化が遅れる。 (4) 靱性の改善：α相を含むサイアロンはSi3N4
やβサイアロンに比べ靱性が劣るがSiCホイス
カーを分散することによつてSi3N4やβサイア
ロン並の靱性が得られる。 本発明の材料組成はY2O3及び稀土類元素酸化
物の一種以上対AlNを60重量％以上含有する
AlNとAl2O3との混合物の比を１：３〜３：１の
範囲で混合物を添加剤とし、この添加剤の５〜50
重量％とSi3N4の95〜50重量％とからα−サイア
ロンの形成材料とし、このα−サイアロン形成材
料95〜50容量％とSiCホイスカー５〜50容量％と
により前述したα−サイアロンとSiCホイスカー
からなる工具用材料を提供する。 以下本発明の材料を構成するものの限定理由に
ついて説明する。 上記においてSiCホイスカーが５容量％より少
ないときは靱性向上の効果が不充分で、50容量％
を越えるときは緻密化が困難である。なおここで
用いられるSiCホイスカーは長さ５〜200μｍ、直
径0.05〜1.5μｍが靱性向上の面から好ましい。 次にY2O3及び稀土類元素酸化物は前述した一
般式Mx（Si、Al）12（Ｏ、Ｎ）16におけるＭに相当
する金属を提供するとともに焼結助剤として添加
されるものであり、AlNとAl2O3とはSi3N4とと
もにサイアロンを生成させるために添加するとと
もに焼結助剤として添加される。又、AlNと
Al2O3とは、SiCホイスカーとα相を含むサイア
ロンを主体としたマトリツクスとの接着強度向上
にも役立つていると思われる。 以上の効果を有効に発揮させるためにはY2O3
及び稀土類元素酸化物の一種以上対AlNを60重
量％以上含有するAlNとAl2O3との混合物の比を
１：３〜３：１の範囲の添加剤を５〜50重量％、
残部をSi3N4とすることが好ましい。 Y2O3及び稀土類元素の酸化物の一種以上対
AlNとAl2O3との混合物の比を１：３より小さく
し、AlNを少なくすると前記一般式のＭが不充
分で完成されたαサイアロンができにくいばかり
でなく焼結も効果的に行なうことが困難であり、
逆にAlNとAl2O3との混合物の比を３：１より大
きくし、AlNを多くすると高温特性の劣化をき
たす。又、AlNとAl2O3の混合物中のAlNが60％
未満だと原因は定かでないがαサイアロンが生じ
にくく硬度が低くなる。又添加剤を５重量％未満
添加したのでは緻密化が困難で50重量％を越えて
添加したのでは高温特性が劣化する傾向がある。 （実施例） 本発明による材料で工具を製造する場合、
Si3N4と、Y2O3及び稀土類元素酸化物の一種以上
と、AlNとAl2O3とを所定の量あらかじめ十分混
合しておき、この混合物中にSiCホイスカーを所
定量添加するのが好ましいが、SiCホイスカーは
前記各構成成分を混合する際に当初から添加して
おき一緒に混合してもよい。 得られた混合粉末はカーボンモールド中1600〜
2000℃、100〜500Kg／cm2でホツトプレスするのが
好ましいが、SiCホイスカーの長さを短くした
り、成形時に配向させることにより1650℃〜2000
℃で１〜200Kg／cm2の不活性ガス圧雰囲気で焼結
ができる。 以下実施例について述べる。 実施例 １ 平均粒径0.7μｍでα相90％のSi3N480重量％、
平均粒径1.2μｍのY2O310重量％、平均粒径1.2μｍ
のAlN7重量％、平均粒径0.7μｍのAl2O33重量％
をボールミルにより１日混合粉砕後直径0.1〜
1.5μｍ、長さ10〜200μｍのSiCホイスカーを所定
量添加し、更に半日混合した。得られた混合粉末
を乾燥後60メツシユ篩を通しカーボンモールド中
で1800℃、300Kg／cm2でホツトプレスした。 第１図は得られた焼結体の靱性をピツカース硬
度計によるインデンテーシヨン法を用い、新原の
式により求めたグラフである。これによれば
Si3N4焼結体の靱性値約6MN／m2以上が得られる
のはSiCホイスカーの量が５〜50重量％であるこ
とが判る。 図みに高靱性ZrO2は約10MN／ｍ3/2、Si3N4は
約5MN／ｍ3/2である。 実施例 ２ 平均粒径0.7μｍ、α−Si3N490％のSi3N4、平均
粒径1.2μｍのY2O3、平均粒径1.0μｍのDy2O3、平
均粒径1.2μｍのAlN、平均粒径0.7μｍのAl2O3及
び直径0.1〜1.5μｍ、長さ10〜200μｍのSiCホイス
カーを表１に示す組成で秤量した。但しSiCホイ
スカーの添加量は25体積％で一定とした。 所定量のSi3N4、Y2O3、Dy2O3、AlN及び
Al2O3をボールミルにより１日混合粉砕した後
SlCホイスカーを添加し更に半日混合した。この
粉末を乾燥し、60メツシユ篩を通した後カーボン
型中に充填し、1700〜1900℃、300Kg／cm2でホツ
トプレスした。 この結果得られた焼結体の相対密度、ロツクウ
エルスーパーフイシヤル硬度をそれぞれJIS
Z8807、JIS Z2245に従つて測定した値を表１に
示す。 またα相含有率は便宜的にＸ線回折による回折
ピーク高さ（α相ピーク高さIα、β相ピーク高さ
Iβ）からの以下の式によつて求めた。 α相含有率＝I〓(102)＋I〓(210)／I〓(102)＋I
〓(210)＋I〓(101)＋I〓(210)×100 表１によるとAlN＋Al2O3に対するAIN量が60
重量％以下（試料No.３）ではα相がほとんどな
く、硬度が低かつた。またY2O3／AlN＋Al2O3
の比が１／３以下（試料No.７）及び１／３以上
（試料No.８）では焼結性が悪く、添加物の総添加
量が５重量％以下（試料No.４）及び50重量％以上
（試料No.６）も焼結性が悪かつた。
【表】
実施例 ３
実施例２の試料No.１をSNGN433形状に研磨加
工し、表２に示す条件で切削性能を評価し、市販
のSi3N4系工具及びAl2O3−TiC系工具と比較し
た。 この結果５パス切削時に試料No.１、Si3N4系工
具、Al2O−TiC系工具のフランク磨耗幅VBはそ
れぞれ0.16mm、0.23mm、0.15mmであり、６パス終
了後Al2O3−TiC系工具は欠損した。更に12パス
（30min）切削後VBは試料No.１が0.2mmであるのに
対し、Si3N4系工具は0.3mmと大きかつた。このよ
うに本発明のセラミツク工具は耐磨耗性は
AL2O3−TiC系と同等で耐欠損性はSi3N4系と同
程度の性能を持つことが判る。
工し、表２に示す条件で切削性能を評価し、市販
のSi3N4系工具及びAl2O3−TiC系工具と比較し
た。 この結果５パス切削時に試料No.１、Si3N4系工
具、Al2O−TiC系工具のフランク磨耗幅VBはそ
れぞれ0.16mm、0.23mm、0.15mmであり、６パス終
了後Al2O3−TiC系工具は欠損した。更に12パス
（30min）切削後VBは試料No.１が0.2mmであるのに
対し、Si3N4系工具は0.3mmと大きかつた。このよ
うに本発明のセラミツク工具は耐磨耗性は
AL2O3−TiC系と同等で耐欠損性はSi3N4系と同
程度の性能を持つことが判る。
【表】
実施例 ４
実施例２の試料No.１をSNGN433形状に研磨加
工し、実施例３の表２の条件で切削テストを行な
つた。又、この実施例２のSiCウインカーに代え
てSi3N4ウインカーを用いたものを1700℃、200
Kg／m2でホツトプレスして同様に研磨加工し比較
試料として同じ条件で切削テストを行なつた。 実施例のものはクランク摩耗幅VBが５パス切
削時に0.16mm、12パス切削時に0.20mmであつた
が、比較試料のものは５パス切削時に0.21mm、12
パス切削時に0.20mmで、明らかに本発明によるも
のが比較例のものより優れているこが分つた。す
なわち、このテスト結果から見る限り、比較例の
ものはSi3N4系工具と大差がないことが認められ
た。 （発明の効果） 以上のように本発明によればα相を含むサイア
ロンを主体とすることにより、硬度が高く耐磨耗
性もよく、SiCホイスカーを分散させたことによ
つて、硬度が高く、高温特性の劣化も少なく、靱
性の高いセラミツクスを提供できるので、切削工
具、軸受及び線引ダイスなどの耐磨耗工具として
長期に亘り使用することができる工具を提供する
ものである。
工し、実施例３の表２の条件で切削テストを行な
つた。又、この実施例２のSiCウインカーに代え
てSi3N4ウインカーを用いたものを1700℃、200
Kg／m2でホツトプレスして同様に研磨加工し比較
試料として同じ条件で切削テストを行なつた。 実施例のものはクランク摩耗幅VBが５パス切
削時に0.16mm、12パス切削時に0.20mmであつた
が、比較試料のものは５パス切削時に0.21mm、12
パス切削時に0.20mmで、明らかに本発明によるも
のが比較例のものより優れているこが分つた。す
なわち、このテスト結果から見る限り、比較例の
ものはSi3N4系工具と大差がないことが認められ
た。 （発明の効果） 以上のように本発明によればα相を含むサイア
ロンを主体とすることにより、硬度が高く耐磨耗
性もよく、SiCホイスカーを分散させたことによ
つて、硬度が高く、高温特性の劣化も少なく、靱
性の高いセラミツクスを提供できるので、切削工
具、軸受及び線引ダイスなどの耐磨耗工具として
長期に亘り使用することができる工具を提供する
ものである。
第１図はα相を含むサイアロンにSiCホイスカ
ーを添加したものの靱性のグラフである。
ーを添加したものの靱性のグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 〔｛（Y2O3及び稀土類元素酸化物の一種以上）
対（AlNを60重量％以上含有するAlNとAl2O3と
の混合物）の比が１：３〜３：１の範囲で混合し
てなる添加剤５〜50重量％｝、｛Si3N495〜50重量
％｝からなるα相を含むサイアロン主体の形成材
料の95〜50容量％〕と、〔SiCホイスカー５〜50
容量％〕とからなることを特徴とする高靱性セラ
ミツク工具用材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130021A JPS61291463A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 高靭性セラミツク工具用材料 |
| US06/875,016 US4801564A (en) | 1985-06-17 | 1986-06-17 | High-toughness ceramic tool materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130021A JPS61291463A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 高靭性セラミツク工具用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291463A JPS61291463A (ja) | 1986-12-22 |
| JPH048395B2 true JPH048395B2 (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15024202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60130021A Granted JPS61291463A (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 高靭性セラミツク工具用材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4801564A (ja) |
| JP (1) | JPS61291463A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4826791A (en) * | 1987-05-29 | 1989-05-02 | Kennametal Inc. | Silicon carbide-alpha prime sialon beta prime sialon |
| EP0295228B1 (en) * | 1987-06-09 | 1992-03-25 | Sandvik Aktiebolag | Whisker reinforced ceramic cutting tool |
| US5187127A (en) * | 1987-09-18 | 1993-02-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fiber-reinforced silicon nitride ceramic |
| JPH0745350B2 (ja) * | 1987-12-01 | 1995-05-17 | 日本特殊陶業株式会社 | 繊維強化セラミックス |
| US5128285A (en) * | 1988-04-14 | 1992-07-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon oxynitride sintered body |
| SE463416B (sv) * | 1988-09-02 | 1990-11-19 | Sandvik Ab | Oxidbaserat keramiskt material foer spaanavskiljande bearbetning av staal |
| US5112780A (en) * | 1989-05-12 | 1992-05-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sialon based composite and method of manufacturing the same |
| US4956318A (en) * | 1989-11-20 | 1990-09-11 | Iscar Ceramics, Inc. | Ceramic cutting tool |
| US5238885A (en) * | 1990-09-25 | 1993-08-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sialon type sintered bodies and method of producing the same |
| DE69224068T2 (de) * | 1991-09-04 | 1998-05-14 | Shinagawa Refractories Co | alpha-SIALON SINTERAGGLOMERAT HOHER KORROSIONSBESTÄNDIGKEIT UND SEINE HERSTELLUNG |
| US6037288A (en) * | 1997-04-30 | 2000-03-14 | Robinson; Sara M. | Reinforcement of ceramic bodies with wollastonite |
| JP4528016B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2010-08-18 | 黒崎播磨株式会社 | 窒化珪素質ディスク |
| US7262145B2 (en) * | 2004-04-23 | 2007-08-28 | Kennametal Inc. | Whisker-reinforced ceramic containing aluminum oxynitride and method of making the same |
| US20050239629A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-10-27 | Yeckley Russell L | Whisker-reinforced ceramic containing aluminum oxynitride and method of making the same |
| WO2010054678A1 (de) * | 2008-11-15 | 2010-05-20 | Diehl Metall Stiftung & Co. Kg | Umformwerkzeug |
| GB201222995D0 (en) | 2012-12-20 | 2013-01-30 | Xeracarb Ltd | Sialon bonded silicon carbide material |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891073A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | 旭硝子株式会社 | 窒化珪素質セラミツクス |
| JPS593077A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社東芝 | セラミツク部材と金属との接合方法 |
| JPS5954677A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-29 | タテホ化学工業株式会社 | α−サイアロン焼結体の改良 |
| JPS605079A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | 三菱マテリアル株式会社 | サイアロン基セラミツクスの製造法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5823345B2 (ja) * | 1979-02-22 | 1983-05-14 | 株式会社東芝 | セラミックス焼結体の製造方法 |
| US4563433A (en) * | 1982-02-22 | 1986-01-07 | Kennametal Inc. | Ceramic material and method of manufacture |
| DE3467775D1 (en) * | 1983-02-22 | 1988-01-07 | Tateho Kagaku Kogyo Kk | Spraying materials containing ceramic needle fiber and composite materials spray-coated with such spraying materials |
| SE451581B (sv) * | 1984-04-06 | 1987-10-19 | Sandvik Ab | Keramiskt material huvudsakligen baserat pa kiselnitrid, aluminiumnitrid och aluminiumoxid |
| US4678658A (en) * | 1985-05-24 | 1987-07-07 | Larry Casey | Aerosol germicide and dye |
-
1985
- 1985-06-17 JP JP60130021A patent/JPS61291463A/ja active Granted
-
1986
- 1986-06-17 US US06/875,016 patent/US4801564A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891073A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | 旭硝子株式会社 | 窒化珪素質セラミツクス |
| JPS593077A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社東芝 | セラミツク部材と金属との接合方法 |
| JPS5954677A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-29 | タテホ化学工業株式会社 | α−サイアロン焼結体の改良 |
| JPS605079A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | 三菱マテリアル株式会社 | サイアロン基セラミツクスの製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4801564A (en) | 1989-01-31 |
| JPS61291463A (ja) | 1986-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH048395B2 (ja) | ||
| JPH0351669B2 (ja) | ||
| JPS605079A (ja) | サイアロン基セラミツクスの製造法 | |
| JPH0520381B2 (ja) | ||
| JPH06122563A (ja) | セラミックス複合材料及びその製造方法 | |
| JPS62187173A (ja) | 鉄材料を加工するためのバイトチツプ | |
| JPH05279121A (ja) | 炭化タングステン−アルミナ質焼結体およびその製法 | |
| JPH03141161A (ja) | 複合焼結体 | |
| JP2997320B2 (ja) | 繊維強化セラミックス | |
| JPH07172919A (ja) | チタン化合物焼結体 | |
| JPS63260869A (ja) | 炭化珪素ウイスカ−強化複合材料 | |
| JP2794121B2 (ja) | 繊維強化セラミックス | |
| JP2997334B2 (ja) | 繊維強化セラミックス | |
| JP2851721B2 (ja) | 切削工具用窒化珪素質焼結体 | |
| JP2564857B2 (ja) | ニツケル・モルブデン複硼化物焼結体 | |
| JPH09165264A (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| JPS6183681A (ja) | 切削工具用立方晶窒化硼素基焼結体の製造方法 | |
| JP2794122B2 (ja) | 繊維強化セラミックス | |
| JP2592267B2 (ja) | 炭化珪素ウィスカー強化サイアロン | |
| JPS6241193B2 (ja) | ||
| JPS61270265A (ja) | 高強度高靭性ＴｉＢ２質複合焼結体 | |
| JP2613402B2 (ja) | 炭化珪素ウィスカー強化窒化珪素質焼結体およびその製造方法 | |
| JP2742621B2 (ja) | 高靭性窒化珪素質焼結体 | |
| JPS6215505B2 (ja) | ||
| JPS5969477A (ja) | サイアロン基セラミツク焼結材料の製造法 |