JPH0617271B2 - 切削工具とその製造方法 - Google Patents
切削工具とその製造方法Info
- Publication number
- JPH0617271B2 JPH0617271B2 JP61189829A JP18982986A JPH0617271B2 JP H0617271 B2 JPH0617271 B2 JP H0617271B2 JP 61189829 A JP61189829 A JP 61189829A JP 18982986 A JP18982986 A JP 18982986A JP H0617271 B2 JPH0617271 B2 JP H0617271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ain
- length
- cutting tool
- sintered body
- 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
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、ＡＩＮ複合焼結体からなる切削工具に関す
る。
る。
「従来の技術」 ＡＩＮ（窒化アルミニウム）は熱伝導度が高く、また耐
熱衝撃性、耐熱性及び溶融金属に対する耐食性にも優れ
ていることから、高温構造材料や切削工具として注目さ
れている。
熱衝撃性、耐熱性及び溶融金属に対する耐食性にも優れ
ていることから、高温構造材料や切削工具として注目さ
れている。
「発明が解決しようとする問題点」 しかし、このすぐれた熱特性にもかかわらず従来その靱
性と硬度の低さのため実用に供することができなかっ
た。
性と硬度の低さのため実用に供することができなかっ
た。
本発明は上記の問題点を解決し、ＡＩＮを主成分として
いながら、ＡＩＮの持つすぐれた熱特性を損なうことな
く、靱性と硬度を高めたＡＩＮ複合焼結体からなる切削
工具を提供することを目的とする。
いながら、ＡＩＮの持つすぐれた熱特性を損なうことな
く、靱性と硬度を高めたＡＩＮ複合焼結体からなる切削
工具を提供することを目的とする。
「問題点を解決するための手段」 その手段は、直径０．２〜１μｍ、長さ１〜２０μｍの
ＳｉＣウィスカー５〜５０重量％及び残部ＡＩＮとから
実質的になるＡＩＮ複合焼結体からなる切削工具とする
ところにある。
ＳｉＣウィスカー５〜５０重量％及び残部ＡＩＮとから
実質的になるＡＩＮ複合焼結体からなる切削工具とする
ところにある。
同じくその製造手段は、長さが２０μｍ以上のＳｉＣウ
ィスカーを粉砕してその長さを１〜２０μｍの範囲で分
布させる工程と、ＳｉＣウィスカー５〜５０重量％及び
残部がＡＩＮと焼結助剤からなる粉末を混合して成形す
る工程と、その成形体を１６００〜１９００℃にて焼結
する工程を経るところにある。
ィスカーを粉砕してその長さを１〜２０μｍの範囲で分
布させる工程と、ＳｉＣウィスカー５〜５０重量％及び
残部がＡＩＮと焼結助剤からなる粉末を混合して成形す
る工程と、その成形体を１６００〜１９００℃にて焼結
する工程を経るところにある。
「作用」 ＳｉＣウィスカーは、それ自体約１０００kg/mm2の引張
強度を有しており、焼結体中に均一に分散して強度、靱
性及び硬度の向上に寄与する。ウィスカーの結晶系はα
型ＳｉＣ、β型ＳｉＣのいずれでも適用可能である。し
かしその含有量が５重量％に満たないとその作用に乏し
く、５０重量％を越えると焼結性を阻害する。
強度を有しており、焼結体中に均一に分散して強度、靱
性及び硬度の向上に寄与する。ウィスカーの結晶系はα
型ＳｉＣ、β型ＳｉＣのいずれでも適用可能である。し
かしその含有量が５重量％に満たないとその作用に乏し
く、５０重量％を越えると焼結性を阻害する。
またＳｉＣウィスカーは、その直径が０．２μｍに満た
ないと焼結体に対する補強作用に乏しく、１μｍより太
いものは欠陥が多い。本発明においてはＳｉＣウィスカ
ーの長さは、１μｍに満たないものが多くなるとウィス
カー強化機構であるクラックのわん曲、ウィスカーの引
抜きなど破壊エネルギーの吸収効率がわるく、靱性向上
への寄与が乏しくなり、２０μｍを超えるものが多くな
るとウィスカーを均一に焼結体中に分散することが困難
となり、ウィスカーの凝集体が欠陥となって強度の低下
をきたすおそれがある。
ないと焼結体に対する補強作用に乏しく、１μｍより太
いものは欠陥が多い。本発明においてはＳｉＣウィスカ
ーの長さは、１μｍに満たないものが多くなるとウィス
カー強化機構であるクラックのわん曲、ウィスカーの引
抜きなど破壊エネルギーの吸収効率がわるく、靱性向上
への寄与が乏しくなり、２０μｍを超えるものが多くな
るとウィスカーを均一に焼結体中に分散することが困難
となり、ウィスカーの凝集体が欠陥となって強度の低下
をきたすおそれがある。
上記ＡＩＮ複合焼結体には、ＡＩＮに対するＣａＯ，Y2
O3等公知の焼結助剤を適量添加してもよい。
O3等公知の焼結助剤を適量添加してもよい。
本発明切削工具は、ホットプレス、普通焼結、熱間静水
加熱等種々の焼結手段により製造される。
加熱等種々の焼結手段により製造される。
「実施例」 平均粒径１．２μｍのＡＩＮ粉末、同１．１μｍのY2O3
粉末、同０．６μｍのＣａＯ粉末、同１．０μｍのＴｉ
Ｎ及び第１表に示す長さが２０μｍを超えるものが多い
性状のＳｉＣウィスカーを第３表に示す組成で配合し、
第３表の条件にて混合粉砕することによりＳｉＣウィス
カーの長さを２０μｍ以下に分布させて成形後、この成
形体を温度１６００℃〜１９００℃、圧力２００kg/cm2
でホットプレスすることによって焼結体No.１〜No.１２
を製造した。
粉末、同０．６μｍのＣａＯ粉末、同１．０μｍのＴｉ
Ｎ及び第１表に示す長さが２０μｍを超えるものが多い
性状のＳｉＣウィスカーを第３表に示す組成で配合し、
第３表の条件にて混合粉砕することによりＳｉＣウィス
カーの長さを２０μｍ以下に分布させて成形後、この成
形体を温度１６００℃〜１９００℃、圧力２００kg/cm2
でホットプレスすることによって焼結体No.１〜No.１２
を製造した。
焼結体No.１〜No.１２について、相対密度、硬度（ロッ
クウェル４５Ｎスケール）及び破壊靱性値K1C（ビッカ
ース圧痕法）を測定した。
クウェル４５Ｎスケール）及び破壊靱性値K1C（ビッカ
ース圧痕法）を測定した。
また、焼結体No.１〜No.１２をダイヤモンド砥石を用い
てＳＮＧＮ４３２ＴＮ形状、表面３Ｓ（ＪＩＳ規格）以
下に研磨し、第２表に示す切剤テスト条件で切削性能を
評価した。
てＳＮＧＮ４３２ＴＮ形状、表面３Ｓ（ＪＩＳ規格）以
下に研磨し、第２表に示す切剤テスト条件で切削性能を
評価した。
以上の結果を第３表に示す。
第３表において、粉砕条件の欄中、イはアルミナポット
中アルミナボールにて３０時間粉砕、ロはアルミナポッ
ト中プラスチックボールにて１５時間粉砕、ハは同４時
間粉砕、ニは超音波混合を示す。また、ウィスカーの長
さは、焼結体中の長さを表す。但し、ウィスカーの直径
は、焼結後も第１表に記載した値と変わらなかったので
記載を省略した。
中アルミナボールにて３０時間粉砕、ロはアルミナポッ
ト中プラスチックボールにて１５時間粉砕、ハは同４時
間粉砕、ニは超音波混合を示す。また、ウィスカーの長
さは、焼結体中の長さを表す。但し、ウィスカーの直径
は、焼結後も第１表に記載した値と変わらなかったので
記載を省略した。
尚、焼結体No.１１及びNo.１２については、それぞれ焼
結不十分及びウィスカー分布の不均一に起因し、両方多
孔質のためK1Cを測定することができなかった。
結不十分及びウィスカー分布の不均一に起因し、両方多
孔質のためK1Cを測定することができなかった。
「効果」 第３表の結果より、本発明のＡＩＮ複合焼結体とその製
造方法はＡＩＮ焼結体の硬度、靱性を向上させるだけで
なく、切削工具分野に用いると、切削性能が向上すると
いう効果が極めて高いことが判かる。
造方法はＡＩＮ焼結体の硬度、靱性を向上させるだけで
なく、切削工具分野に用いると、切削性能が向上すると
いう効果が極めて高いことが判かる。
又、同表より、本発明のＳｉＣウィスカーを５〜５０重
量％含有するＡＩＮ複合焼結体においては、ＳｉＣウィ
スカーの長さが１〜２０μｍにおいて効果が顕著である
ことが判かるが、なぜかかる効果がＳｉＣウィスカーの
長さの範囲外に比べて異常とも思える程高くなるのかそ
の理由は断定出来ないが、推測するに、ＳｉＣの長さを
実施例記載条件の通りボールミルによって長時間粉砕さ
れて、その長さの分布範囲の下限がちょうどＡＩＮ原料
粉末の平均粒径に大略一致してくるので焼成時の粒子合
体運動がし易くなっていること、又、一方結晶の構造力
学においても焼結体のＡＩＮの粒径付近の長さからその
数倍の長さの分布をもつＳｉＣウィスカーが均一に分散
して存在すると、焼結体に加わる破壊エネルギーをあら
ゆる方向へ吸収分散する機能が高められること等にある
と考えられる。
量％含有するＡＩＮ複合焼結体においては、ＳｉＣウィ
スカーの長さが１〜２０μｍにおいて効果が顕著である
ことが判かるが、なぜかかる効果がＳｉＣウィスカーの
長さの範囲外に比べて異常とも思える程高くなるのかそ
の理由は断定出来ないが、推測するに、ＳｉＣの長さを
実施例記載条件の通りボールミルによって長時間粉砕さ
れて、その長さの分布範囲の下限がちょうどＡＩＮ原料
粉末の平均粒径に大略一致してくるので焼成時の粒子合
体運動がし易くなっていること、又、一方結晶の構造力
学においても焼結体のＡＩＮの粒径付近の長さからその
数倍の長さの分布をもつＳｉＣウィスカーが均一に分散
して存在すると、焼結体に加わる破壊エネルギーをあら
ゆる方向へ吸収分散する機能が高められること等にある
と考えられる。
図面は、本発明ＡＩＮ複合焼結体を切削工具に応用して
切削テストを行っているところを示す図である。 １……ＡＩＮ複合焼結体、２……側面凸凹付丸棒
切削テストを行っているところを示す図である。 １……ＡＩＮ複合焼結体、２……側面凸凹付丸棒
Claims (2)
- 【請求項１】直径０．２〜１μｍ、長さ１〜２０μｍの
ＳｉＣウイスカー５ー５０重量％及び残部ＡＩＮとから
実質的になるＡＩＮ複合焼結体からなる切削工具。 - 【請求項２】長さが２０μｍ以上のＳｉＣウイスカーを
粉砕してその長さを１〜２０μｍの範囲で分布させる工
程と、ＳｉＣウイスカー５〜５０重量％及び残部がＡＩ
Ｎと焼結助剤からなる粉末を混合して成形する工程と、
その成形体を１６００〜１９００℃にて焼結する工程と
からなる切削工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189829A JPH0617271B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 切削工具とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189829A JPH0617271B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 切削工具とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345179A JPS6345179A (ja) | 1988-02-26 |
| JPH0617271B2 true JPH0617271B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=16247905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189829A Expired - Lifetime JPH0617271B2 (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 切削工具とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617271B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0753606B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1995-06-07 | 住友電気工業株式会社 | 繊維強化窒化アルミニウム質焼結体 |
| JPS63265867A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-11-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | セラミツクス複合材料及びその製造方法 |
| JPS63265872A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-02 | Inax Corp | 繊維強化セラミツクスの製法 |
| JPH0238559A (ja) * | 1988-07-29 | 1990-02-07 | Mitsubishi Metal Corp | 耐衝撃性のすぐれた表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
| JP2611360B2 (ja) * | 1988-07-29 | 1997-05-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質被覆層がすぐれた耐衝撃性を有する表面被覆炭化タングステン基超硬合金製切削工具 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS548213B2 (ja) * | 1972-04-25 | 1979-04-13 | ||
| JPS5934156B2 (ja) * | 1977-08-16 | 1984-08-20 | 日本特殊陶業株式会社 | アルミナ被覆した窒化アルミニウム焼結体 |
| JPS5926982A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-13 | 住友電気工業株式会社 | 複合セラミツク焼結体 |
| JPS59102862A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-14 | 工業技術院長 | 複合焼結セラミクス |
| JPS59137372A (ja) * | 1983-01-24 | 1984-08-07 | 住友電気工業株式会社 | 繊維強化セラミツクスの製造法 |
| JPS60246268A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-05 | 三菱マテリアル株式会社 | サイアロン基セラミツクス |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61189829A patent/JPH0617271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6345179A (ja) | 1988-02-26 |
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