JPH06155111A - 耐欠損性にすぐれた窒化けい素基セラミックス製切削工具 - Google Patents
耐欠損性にすぐれた窒化けい素基セラミックス製切削工具Info
- Publication number
- JPH06155111A JPH06155111A JP4335252A JP33525292A JPH06155111A JP H06155111 A JPH06155111 A JP H06155111A JP 4335252 A JP4335252 A JP 4335252A JP 33525292 A JP33525292 A JP 33525292A JP H06155111 A JPH06155111 A JP H06155111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- cutting tool
- silicon nitride
- ceramics
- chipping resistance
- 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.)
- Withdrawn
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐欠損性のすぐれたＳｉ3 Ｎ4 基セラミック
ス製切削工具を提供する。 【構成】 切削工具が、重量％で、Ｙ2 Ｏ3 ：１〜１０
％、希土類酸化物：１〜１５％、ＳｉＯ2 ：０．５〜１
０％、Ｓｉ3 Ｎ4 ：残りからなる配合組成の焼結体にし
て、９９％以上の理論密度比を有するＳｉ3 Ｎ4 基セラ
ミックスからなる。
ス製切削工具を提供する。 【構成】 切削工具が、重量％で、Ｙ2 Ｏ3 ：１〜１０
％、希土類酸化物：１〜１５％、ＳｉＯ2 ：０．５〜１
０％、Ｓｉ3 Ｎ4 ：残りからなる配合組成の焼結体にし
て、９９％以上の理論密度比を有するＳｉ3 Ｎ4 基セラ
ミックスからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐欠損性を
有し、したがって例えば鋳鉄の連続切削は勿論のこと、
これの断続切削に用いた場合にも、切刃に欠損やチッピ
ング（微小欠け）の発生なく、すぐれた切削性能を長期
に亘って発揮する窒化けい素（以下、Ｓｉ3 Ｎ4 で示
す）基セラミックス製切削工具に関するものである。
有し、したがって例えば鋳鉄の連続切削は勿論のこと、
これの断続切削に用いた場合にも、切刃に欠損やチッピ
ング（微小欠け）の発生なく、すぐれた切削性能を長期
に亘って発揮する窒化けい素（以下、Ｓｉ3 Ｎ4 で示
す）基セラミックス製切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭６３−６０１６３号
公報に記載される通り、多くのＳｉ3Ｎ4 基セラミック
ス製切削工具が提案され、これらが鋳鉄などの連続切削
に用いられることも知られている。
公報に記載される通り、多くのＳｉ3Ｎ4 基セラミック
ス製切削工具が提案され、これらが鋳鉄などの連続切削
に用いられることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
のＦＡ化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴ない連続切削は勿論のこと、フライス切削
などの断続切削にも適用できる切削工具が求められてい
るが、上記の従来Ｓｉ3 Ｎ4 基セラミックス製切削工具
はじめ、その他多くの従来Ｓｉ3 Ｎ4 基セラミックス製
切削工具においては、これを断続切削に用いた場合、耐
欠損性が十分でないために切刃に欠損やチッピングが発
生し易く、これが原因で比較的短時間で使用寿命に至る
のが現状である。
のＦＡ化はめざましく、かつ省力化に対する要求も強
く、これに伴ない連続切削は勿論のこと、フライス切削
などの断続切削にも適用できる切削工具が求められてい
るが、上記の従来Ｓｉ3 Ｎ4 基セラミックス製切削工具
はじめ、その他多くの従来Ｓｉ3 Ｎ4 基セラミックス製
切削工具においては、これを断続切削に用いた場合、耐
欠損性が十分でないために切刃に欠損やチッピングが発
生し易く、これが原因で比較的短時間で使用寿命に至る
のが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、耐欠損性のすぐれたＳｉ3 Ｎ4
基セラミックス製切削工具を開発すべく研究を行なった
結果、重量％で（以下、％は重量％を示す）、 酸化イットリウム（以下、Ｙ2 Ｏ3 で示す）：１〜１０
％、 希土類酸化物：１〜１５％、 酸化シリコン（以下、ＳｉＯ2 で示す）：０．５〜１０
％、 Ｓｉ3 Ｎ4 ：残り、 からなる配合組成の焼結体にして、９９％以上の理論密
度比を有するＳｉ3 Ｎ4基セラミックスで切削工具を構
成すると、この結果のＳｉ3 Ｎ4 基セラミックス製切削
工具は、連続切削は勿論のこと、断続切削においても切
刃に欠損やチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を
長期に亘って発揮するという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、耐欠損性のすぐれたＳｉ3 Ｎ4
基セラミックス製切削工具を開発すべく研究を行なった
結果、重量％で（以下、％は重量％を示す）、 酸化イットリウム（以下、Ｙ2 Ｏ3 で示す）：１〜１０
％、 希土類酸化物：１〜１５％、 酸化シリコン（以下、ＳｉＯ2 で示す）：０．５〜１０
％、 Ｓｉ3 Ｎ4 ：残り、 からなる配合組成の焼結体にして、９９％以上の理論密
度比を有するＳｉ3 Ｎ4基セラミックスで切削工具を構
成すると、この結果のＳｉ3 Ｎ4 基セラミックス製切削
工具は、連続切削は勿論のこと、断続切削においても切
刃に欠損やチッピングの発生なく、すぐれた耐摩耗性を
長期に亘って発揮するという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、以下に切削工具を構成するＳｉ
3 Ｎ4 基セラミックスの配合組成を上記の通りに限定し
た理由を説明する。
なされたものであって、以下に切削工具を構成するＳｉ
3 Ｎ4 基セラミックスの配合組成を上記の通りに限定し
た理由を説明する。
【０００６】（ａ） Ｙ2 Ｏ3 およびＳｉＯ2 これらの成分には、焼結中に粒状のＳｉ3 Ｎ4 粉末を針
状のβ−Ｓｉ3 Ｎ4 粒子に成長させ、この針状Ｓｉ3 Ｎ
4 粒子が亀裂の伝幡の抵抗となって切削時の亀裂発生を
抑制するほか、一部のＳｉ3 Ｎ4 と結合し、固溶し合っ
てＹ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の結合相を形成し、前記針状のＳ
ｉ3 Ｎ4 粒子と強固に結合し、この結合相中を亀裂が選
択的に伝幡するようにすることにより耐欠損性を著しく
向上させる作用があるが、その割合がＹ2 Ｏ3 およびＳ
ｉＯ2 のいずれかでもＹ2 Ｏ3 ：１％未満およびＳｉＯ
2 ：０．５％未満になっても前記作用に所望の向上効果
が得られず、一方その割合が、Ｙ2 Ｏ3 ：１０％および
ＳｉＯ2 ：１０％を越えると、硬さが低下し、摩耗進行
が速くなることから、その割合を、それぞれＹ2 Ｏ3 ：
１〜１０％、ＳｉＯ2 ：０．５〜１０％と定めた。
状のβ−Ｓｉ3 Ｎ4 粒子に成長させ、この針状Ｓｉ3 Ｎ
4 粒子が亀裂の伝幡の抵抗となって切削時の亀裂発生を
抑制するほか、一部のＳｉ3 Ｎ4 と結合し、固溶し合っ
てＹ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系の結合相を形成し、前記針状のＳ
ｉ3 Ｎ4 粒子と強固に結合し、この結合相中を亀裂が選
択的に伝幡するようにすることにより耐欠損性を著しく
向上させる作用があるが、その割合がＹ2 Ｏ3 およびＳ
ｉＯ2 のいずれかでもＹ2 Ｏ3 ：１％未満およびＳｉＯ
2 ：０．５％未満になっても前記作用に所望の向上効果
が得られず、一方その割合が、Ｙ2 Ｏ3 ：１０％および
ＳｉＯ2 ：１０％を越えると、硬さが低下し、摩耗進行
が速くなることから、その割合を、それぞれＹ2 Ｏ3 ：
１〜１０％、ＳｉＯ2 ：０．５〜１０％と定めた。
【０００７】（ｂ） 希土類酸化物 これらの成分には、いずれも上記Ｙ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系結
合相に固溶して、これの耐熱性を向上させ、もって高発
熱を伴なう高速切削などでの耐欠損性を一段と向上させ
る作用があるが、その割合が１％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その割合が１５％を越えると
硬さが低下して耐摩耗性の劣化をきたすようになること
から、その割合を１〜１５％と定めた。
合相に固溶して、これの耐熱性を向上させ、もって高発
熱を伴なう高速切削などでの耐欠損性を一段と向上させ
る作用があるが、その割合が１％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その割合が１５％を越えると
硬さが低下して耐摩耗性の劣化をきたすようになること
から、その割合を１〜１５％と定めた。
【０００８】なお、焼結体の理論密度比が９９％未満で
は所望の高強度を具備することができないことから、切
削工具を構成するＳｉ3 Ｎ4 基セラミックスの理論密度
比を９９％以上と定めた。
は所望の高強度を具備することができないことから、切
削工具を構成するＳｉ3 Ｎ4 基セラミックスの理論密度
比を９９％以上と定めた。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明の切削工具を実施例により
具体的に説明する。原料粉末として、Ｓｉ3 Ｎ4 粉末、
Ｙ2 Ｏ3 粉末、各種の希土類酸化物粉末、Ｙ2 Ｏ3 と希
土類酸化物の固溶体粉末、およびＳｉＯ2 粉末を用意
し、これら原料粉末を表１〜２に示される配合組成に配
合しボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、
１．５ton ／cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を窒素雰囲気中、表３〜４に示される条件で焼結
することにより同じく表３〜４に示される理論密度比を
有し、かついずれもＳＮＧＮ１２０４０８の形状をもっ
た本発明Ｓｉ3 Ｎ4 基セラミックス製切削工具（以下、
本発明切削工具という）１〜１４および比較Ｓｉ3 Ｎ4
基セラミックス製切削工具（以下、比較切削工具とい
う）１〜６をそれぞれ製造した。
具体的に説明する。原料粉末として、Ｓｉ3 Ｎ4 粉末、
Ｙ2 Ｏ3 粉末、各種の希土類酸化物粉末、Ｙ2 Ｏ3 と希
土類酸化物の固溶体粉末、およびＳｉＯ2 粉末を用意
し、これら原料粉末を表１〜２に示される配合組成に配
合しボールミルで２４時間湿式混合し、乾燥した後、
１．５ton ／cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を窒素雰囲気中、表３〜４に示される条件で焼結
することにより同じく表３〜４に示される理論密度比を
有し、かついずれもＳＮＧＮ１２０４０８の形状をもっ
た本発明Ｓｉ3 Ｎ4 基セラミックス製切削工具（以下、
本発明切削工具という）１〜１４および比較Ｓｉ3 Ｎ4
基セラミックス製切削工具（以下、比較切削工具とい
う）１〜６をそれぞれ製造した。
【００１０】なお、比較切削工具１〜６は、いずれも構
成成分のうちのいずれかの成分の配合割合がこの発明の
範囲から外れたＳｉ3 Ｎ4 基セラミックスで構成された
ものである。
成成分のうちのいずれかの成分の配合割合がこの発明の
範囲から外れたＳｉ3 Ｎ4 基セラミックスで構成された
ものである。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１４】
【表４】
【００１５】ついで、この結果得られた本発明切削工具
１〜１４および比較切削工具１〜６について、 被削材：ＦＣ２５の長さ方向等間隔４本溝入丸棒、 切削速度：３５０ｍ／min.、 送り：０．４mm／rev.、 切り込み：１mm、 切削時間：１０分、 の条件で鋳鉄の湿式高速断続切削試験を行ない、切刃の
逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表３〜４
に示した。また、表３〜４にはビッカース硬さも示し
た。
１〜１４および比較切削工具１〜６について、 被削材：ＦＣ２５の長さ方向等間隔４本溝入丸棒、 切削速度：３５０ｍ／min.、 送り：０．４mm／rev.、 切り込み：１mm、 切削時間：１０分、 の条件で鋳鉄の湿式高速断続切削試験を行ない、切刃の
逃げ面摩耗幅を測定した。これらの測定結果を表３〜４
に示した。また、表３〜４にはビッカース硬さも示し
た。
【００１６】
【発明の効果】表１〜４に示される結果から、本発明切
削工具１〜１４は、いずれも耐欠損性が要求される断続
切削で、切刃に欠損やチッピングの発生なく、すぐれた
耐摩耗性を示すのに対して、比較切削工具１〜６に見ら
れるように、これを構成するＳｉ3 Ｎ4 基セラミックス
の構成成分のうちのいずれかの成分割合でもこの発明の
範囲から外れると耐欠損性および耐摩耗性のいずれかが
劣ったものになることが明らかである。
削工具１〜１４は、いずれも耐欠損性が要求される断続
切削で、切刃に欠損やチッピングの発生なく、すぐれた
耐摩耗性を示すのに対して、比較切削工具１〜６に見ら
れるように、これを構成するＳｉ3 Ｎ4 基セラミックス
の構成成分のうちのいずれかの成分割合でもこの発明の
範囲から外れると耐欠損性および耐摩耗性のいずれかが
劣ったものになることが明らかである。
【００１７】上述のように、この発明のＳｉ3 Ｎ4 基セ
ラミックス製切削工具は、連続切削は勿論のこと、特に
断続切削ですぐれた耐欠損性を示し、長期に亘ってすぐ
れた切削性能を発揮するので、切削加工のＦＡ化および
省力化に十分対応することができる有用な特性を有する
ものである。
ラミックス製切削工具は、連続切削は勿論のこと、特に
断続切削ですぐれた耐欠損性を示し、長期に亘ってすぐ
れた切削性能を発揮するので、切削加工のＦＡ化および
省力化に十分対応することができる有用な特性を有する
ものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 酸化イットリウム：１〜１０％、 希土類酸化物：１〜１５％、 酸化シリコン：０．５〜１０％、 窒化けい素：残り、 からなる配合組成の焼結体にして、９９％以上の理論密
度比を有する窒化けい素基セラミックスで構成したこと
を特徴とする耐欠損性にすぐれた窒化けい素基セラミッ
クス製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335252A JPH06155111A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 耐欠損性にすぐれた窒化けい素基セラミックス製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4335252A JPH06155111A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 耐欠損性にすぐれた窒化けい素基セラミックス製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06155111A true JPH06155111A (ja) | 1994-06-03 |
Family
ID=18286445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4335252A Withdrawn JPH06155111A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 耐欠損性にすぐれた窒化けい素基セラミックス製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06155111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0815871A1 (en) * | 1992-01-24 | 1998-01-07 | LINTEC Corporation | A percutaneous absorption, a tape plaster and a method of promoting percutaneous absorption |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP4335252A patent/JPH06155111A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0815871A1 (en) * | 1992-01-24 | 1998-01-07 | LINTEC Corporation | A percutaneous absorption, a tape plaster and a method of promoting percutaneous absorption |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |