JPH0663804A - コーテッド窒化けい素系セラミックス製切削用スローアウェイチップ - Google Patents
コーテッド窒化けい素系セラミックス製切削用スローアウェイチップInfo
- Publication number
- JPH0663804A JPH0663804A JP22306292A JP22306292A JPH0663804A JP H0663804 A JPH0663804 A JP H0663804A JP 22306292 A JP22306292 A JP 22306292A JP 22306292 A JP22306292 A JP 22306292A JP H0663804 A JPH0663804 A JP H0663804A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- base material
- coated
- αsi
- nitride
- 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- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋳鉄を高能率切削することができるコーテッ
ド窒化けい素製切削用スローアウェイチップ。 【構成】 外周部９およびブレーカー部６にはβＳｉ3
Ｎ4が多く、すくい面およびホーニング部７にはαＳｉ3
Ｎ4が多い母材２に、チタンの窒化物，炭化物，炭窒化
物，炭酸窒化物およびアルミニウム酸化物の単層又は複
層のコーティング部を設けたコーテッドＳｉ3Ｎ4スロー
アウェイチップ。
ド窒化けい素製切削用スローアウェイチップ。 【構成】 外周部９およびブレーカー部６にはβＳｉ3
Ｎ4が多く、すくい面およびホーニング部７にはαＳｉ3
Ｎ4が多い母材２に、チタンの窒化物，炭化物，炭窒化
物，炭酸窒化物およびアルミニウム酸化物の単層又は複
層のコーティング部を設けたコーテッドＳｉ3Ｎ4スロー
アウェイチップ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、窒化けい素焼結体を母
材とし、これにチタン窒化物やアルミニウム酸化物をコ
ーティングしたコーテッド窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4とい
う）系製切削用スローアウェイチップ（ＴＡＴという）
に関する。
材とし、これにチタン窒化物やアルミニウム酸化物をコ
ーティングしたコーテッド窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4とい
う）系製切削用スローアウェイチップ（ＴＡＴという）
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年金属、セラミックスの加工において
高能率加工が注目されているが、それを可能とするため
に、切削速度を向上させる方法、高速送り切削法等が検
討されている。
高能率加工が注目されているが、それを可能とするため
に、切削速度を向上させる方法、高速送り切削法等が検
討されている。
【０００３】従来、鋳鉄切削用に使用される工具材料と
してはハイス、超硬材料が知られているが、さらに高速
切削領域においては、Ｓｉ3Ｎ4系或いはアルミナ系セラ
ミックス等がある。
してはハイス、超硬材料が知られているが、さらに高速
切削領域においては、Ｓｉ3Ｎ4系或いはアルミナ系セラ
ミックス等がある。
【０００４】上記従来のＳｉ3Ｎ4系は、耐摩耗性を向上
させるため、表面に高硬度又は耐摩耗性に優れるセラミ
ック材料で被覆したものが公知であるが、Ｓｉ3Ｎ4焼結
母材と、被覆セラミックスとの熱膨張又は化学的親和性
が相違するなどして、十分な接着強度が得られにくく、
更にコストがかかり、経済的にも問題があり、殆ど実用
化されていない。
させるため、表面に高硬度又は耐摩耗性に優れるセラミ
ック材料で被覆したものが公知であるが、Ｓｉ3Ｎ4焼結
母材と、被覆セラミックスとの熱膨張又は化学的親和性
が相違するなどして、十分な接着強度が得られにくく、
更にコストがかかり、経済的にも問題があり、殆ど実用
化されていない。
【０００５】またＳｉ3Ｎ4として、α及びβＳｉ3Ｎ4の
両結晶相を、焼結体全体に均一に分布させた構成のもの
もあるが、その割合によって性能が変化するので、各性
能を十分に発揮させることが困難で、一方の性能を十分
高めようとすると、他方の性能が犠牲となり、バランス
を保った中間的性能を示すに過ぎない。
両結晶相を、焼結体全体に均一に分布させた構成のもの
もあるが、その割合によって性能が変化するので、各性
能を十分に発揮させることが困難で、一方の性能を十分
高めようとすると、他方の性能が犠牲となり、バランス
を保った中間的性能を示すに過ぎない。
【０００６】これを解決するため、αＳｉ3Ｎ4が耐摩耗
性に優れ、βＳｉ3Ｎ4が靱性、強度に優れていることか
ら、部分的にその組成を調整し、それぞれの部分で必要
な物性を発揮出来るＳｉ3Ｎ4系焼結体が開発されてい
る。
性に優れ、βＳｉ3Ｎ4が靱性、強度に優れていることか
ら、部分的にその組成を調整し、それぞれの部分で必要
な物性を発揮出来るＳｉ3Ｎ4系焼結体が開発されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に鋼の
切削のように切粉が伸びず細かくなる鋳鉄では、切削用
工具の形状面で不必要と考えられていたブレーカーが切
削速度の上昇に伴い、切削抵抗の低減，高速切削時の刃
先温度上昇の抑制，工具寿命の延長の要求により超硬、
一部セラミックスにも利用されるようになった。しかし
これのみでは十分な工具寿命は得られていないのが実情
である。
切削のように切粉が伸びず細かくなる鋳鉄では、切削用
工具の形状面で不必要と考えられていたブレーカーが切
削速度の上昇に伴い、切削抵抗の低減，高速切削時の刃
先温度上昇の抑制，工具寿命の延長の要求により超硬、
一部セラミックスにも利用されるようになった。しかし
これのみでは十分な工具寿命は得られていないのが実情
である。
【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、さらに、上記Ｓｉ3Ｎ4系セラミックスを材料として
用いることによって、寿命の長いコーテッドＳｉ3Ｎ4系
製切削用ＴＡＴを提供することを目的とする。
で、さらに、上記Ｓｉ3Ｎ4系セラミックスを材料として
用いることによって、寿命の長いコーテッドＳｉ3Ｎ4系
製切削用ＴＡＴを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコーテッド
Ｓｉ3Ｎ4系製切削用ＴＡＴにおいては、外周部およびブ
レーカー部にはβ窒化けい素が多く、すくい面およびホ
ーニング部にはα窒化けい素が多い母材に、チタンの窒
化物，炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物およびアルミニウ
ム酸化物を単層または複層にコーティングしたことを問
題解決の手段とした。
Ｓｉ3Ｎ4系製切削用ＴＡＴにおいては、外周部およびブ
レーカー部にはβ窒化けい素が多く、すくい面およびホ
ーニング部にはα窒化けい素が多い母材に、チタンの窒
化物，炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物およびアルミニウ
ム酸化物を単層または複層にコーティングしたことを問
題解決の手段とした。
【００１０】また、β窒化けい素の多い部分とはβＳｉ
3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞０．５，α窒化けい素
の多い部分とはαＳｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞
０．５である。
3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞０．５，α窒化けい素
の多い部分とはαＳｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞
０．５である。
【００１１】
【作用】本発明のコーテッドＳｉ3Ｎ4系製切削用ＴＡＴ
は上記の構成となっているので、上記チタンの窒化物，
炭化物等のコーティング層が存在する間は、良好な摩耗
状態を示し、また、ブレーカー部を形成し、βＳｉ
3Ｎ4，αＳｉ3Ｎ4の配置を適宜行なうことにより、信頼
性のある長寿命のものが得られる。
は上記の構成となっているので、上記チタンの窒化物，
炭化物等のコーティング層が存在する間は、良好な摩耗
状態を示し、また、ブレーカー部を形成し、βＳｉ
3Ｎ4，αＳｉ3Ｎ4の配置を適宜行なうことにより、信頼
性のある長寿命のものが得られる。
【００１２】
【実施例】図１および図２は本発明に係るコーテッドＳ
ｉ3Ｎ4系製切削用ＴＡＴ（以下、Ｓｉ3Ｎ4系ＴＡＴとい
う）１の一実施例を示すもので、図中２は母材、３はα
Ｓｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4（以下、α／α＋β
という）が０．５以上のαが多い部分、４はβ／α＋β
が０．５以上のβが多い部分である。また、５はチタン
の窒化物炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物及びアルミニウ
ムの酸化物を単層または複層としたコーティング部、６
はブレーカー部、７はホーミング部、８はすくい面であ
る。母材２の外周面９、ブレーカー６の溝部はβ／α＋
β＞０．５部分４、その他の部分はα／α＋β＞０．５
部分３となっている。
ｉ3Ｎ4系製切削用ＴＡＴ（以下、Ｓｉ3Ｎ4系ＴＡＴとい
う）１の一実施例を示すもので、図中２は母材、３はα
Ｓｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4（以下、α／α＋β
という）が０．５以上のαが多い部分、４はβ／α＋β
が０．５以上のβが多い部分である。また、５はチタン
の窒化物炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物及びアルミニウ
ムの酸化物を単層または複層としたコーティング部、６
はブレーカー部、７はホーミング部、８はすくい面であ
る。母材２の外周面９、ブレーカー６の溝部はβ／α＋
β＞０．５部分４、その他の部分はα／α＋β＞０．５
部分３となっている。
【００１３】上記母材をつくるには、ＡｌＮ，Ｙ2Ｏ3，
Ｙｂ2Ｏ3とαＳｉ3Ｎ4を混合プレスしたものを、温度を
高くする焼成過程においてαからβへ変化する。この性
質を利用して低温高圧の焼結を行なって比重を真密度の
９９％以上に高めておき、次いで、温度を上昇させ短時
間保持した後急冷すれば表面のみβを存在させることが
できる。この面を研削すればβは除去されホーニング部
７或いはすくい面８が形成される。
Ｙｂ2Ｏ3とαＳｉ3Ｎ4を混合プレスしたものを、温度を
高くする焼成過程においてαからβへ変化する。この性
質を利用して低温高圧の焼結を行なって比重を真密度の
９９％以上に高めておき、次いで、温度を上昇させ短時
間保持した後急冷すれば表面のみβを存在させることが
できる。この面を研削すればβは除去されホーニング部
７或いはすくい面８が形成される。
【００１４】また、コーティングはＣＶＤ法によって上
記チタン窒化物，炭化物等の単層，複層のコーティング
を母材２に施すことができる。
記チタン窒化物，炭化物等の単層，複層のコーティング
を母材２に施すことができる。
【００１５】まず、αＳｉ3Ｎ4より硬度は低いが、靱性
が高いβＳｉ3Ｎ4が大部分を占めるブレーカー付母材を
作成し、コーティングを施し、鋳鉄（ＦＣ３０）の切削
に使用したところ、コーティング部層が存在している間
は良好な摩耗形態を示したが、一旦母材が露出すると、
その部分から一挙に摩耗が進行し、満足な結果が得られ
なかった。
が高いβＳｉ3Ｎ4が大部分を占めるブレーカー付母材を
作成し、コーティングを施し、鋳鉄（ＦＣ３０）の切削
に使用したところ、コーティング部層が存在している間
は良好な摩耗形態を示したが、一旦母材が露出すると、
その部分から一挙に摩耗が進行し、満足な結果が得られ
なかった。
【００１６】次に、大部分がαＳｉ3Ｎ4であったり、表
面にαＳｉ3Ｎ4が多く、内部にβＳｉ3Ｎ4が多い上記と
同じブレーカー部付母材にコーティングを施し、鋳鉄の
切削を行なったところ、硬くてもろいαＳｉ3Ｎ4が母材
表面にあるとブレーカー部からクラックが入り易く、ブ
レーカーの役目を満足にしなくなった。
面にαＳｉ3Ｎ4が多く、内部にβＳｉ3Ｎ4が多い上記と
同じブレーカー部付母材にコーティングを施し、鋳鉄の
切削を行なったところ、硬くてもろいαＳｉ3Ｎ4が母材
表面にあるとブレーカー部からクラックが入り易く、ブ
レーカーの役目を満足にしなくなった。
【００１７】そこで、本出願人は、表面にβＳｉ3Ｎ4が
多く内部にはαＳｉ3Ｎ4を多く存在させることにより、
切削時初期においてブレーカー部からのクラックの発生
が減少し、母材が露出した後も母材のαＳｉ3Ｎ4で切削
することができ、近年の高速切削に耐えられるＳｉ3Ｎ4
ＴＡＴ１が得られた。
多く内部にはαＳｉ3Ｎ4を多く存在させることにより、
切削時初期においてブレーカー部からのクラックの発生
が減少し、母材が露出した後も母材のαＳｉ3Ｎ4で切削
することができ、近年の高速切削に耐えられるＳｉ3Ｎ4
ＴＡＴ１が得られた。
【００１８】実施例１〜５、比較例１〜４ 実施例の母材として、配合組成ＡｌＮ：７ｗｔ％，Ｙ2
Ｏ3：２．２ｗｔ％，Ｙｂ2Ｏ3：３．７ｗｔ％，残りα
Ｓｉ3Ｎ4（８７．１ｗｔ％）の混合粉を機械プレスした
後、真空焼結炉（ＩＳＯ ＳＮＭＧ １２０４１２ Ty
pe）を用い、Ｎ2を封入し、１０００気圧の雰囲気下、
１６７０℃で約２時間焼結した。次いで、１７５０℃ま
で３０℃／分の速度で昇温し、この温度で１０〜３０分
保持した後放冷した。
Ｏ3：２．２ｗｔ％，Ｙｂ2Ｏ3：３．７ｗｔ％，残りα
Ｓｉ3Ｎ4（８７．１ｗｔ％）の混合粉を機械プレスした
後、真空焼結炉（ＩＳＯ ＳＮＭＧ １２０４１２ Ty
pe）を用い、Ｎ2を封入し、１０００気圧の雰囲気下、
１６７０℃で約２時間焼結した。次いで、１７５０℃ま
で３０℃／分の速度で昇温し、この温度で１０〜３０分
保持した後放冷した。
【００１９】比較例の母材は、１６７０℃で２時間焼結
するまでは実施例の母材と同じ操作を行ない、次いで表
面にαＳｉ3Ｎ4が多いに母材をつくる場合には１７００
℃で１〜２時間保持し、表面にβＳｉ3Ｎ4が多い母材を
つくる場合には、５℃／分で１７５０℃まで昇温し、こ
の温度で１〜３時間保持した。
するまでは実施例の母材と同じ操作を行ない、次いで表
面にαＳｉ3Ｎ4が多いに母材をつくる場合には１７００
℃で１〜２時間保持し、表面にβＳｉ3Ｎ4が多い母材を
つくる場合には、５℃／分で１７５０℃まで昇温し、こ
の温度で１〜３時間保持した。
【００２０】これら実施例、比較例の母材にＣＶＤ法に
より、表１に示すようにコーティングを行ない、図１お
よび図２に示すＳｉ3Ｎ4ＴＡＴ試料を作成した。この試
料を用い、被切削材：ＦＣ３０、切削速度：４５０ｍ／
分、送りｆ＝０．３ｍ／分、ｄ＝１．５、Ｄｒｙの条件
で切削テストを行なった。結果を表１、表２に示す。
より、表１に示すようにコーティングを行ない、図１お
よび図２に示すＳｉ3Ｎ4ＴＡＴ試料を作成した。この試
料を用い、被切削材：ＦＣ３０、切削速度：４５０ｍ／
分、送りｆ＝０．３ｍ／分、ｄ＝１．５、Ｄｒｙの条件
で切削テストを行なった。結果を表１、表２に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表１、表２より明らかなように、本発明に
係るＳｉ3Ｎ4ＴＡＴが極めて優れていることがわかる。
係るＳｉ3Ｎ4ＴＡＴが極めて優れていることがわかる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＳｉ
3Ｎ4ＴＡＴは、母材のαＳｉ3Ｎ4、βＳｉ3Ｎ4の含有割
合がそれぞれ高い位置が調整され、ブレーカー部が設け
られているので、鋳鉄を高速切削してもクラックが発生
しにくく、また、コーティングが摩耗して母材が露出し
ても、母材が破損することなく、切削を続けることがで
き、切削用ＴＡＴとして極めて優れていることがわか
る。
3Ｎ4ＴＡＴは、母材のαＳｉ3Ｎ4、βＳｉ3Ｎ4の含有割
合がそれぞれ高い位置が調整され、ブレーカー部が設け
られているので、鋳鉄を高速切削してもクラックが発生
しにくく、また、コーティングが摩耗して母材が露出し
ても、母材が破損することなく、切削を続けることがで
き、切削用ＴＡＴとして極めて優れていることがわか
る。
【図１】本発明に係るＳｉ3Ｎ4ＴＡＴの一実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
１ コーテッドＳｉ3Ｎ4系製切削用ＴＡＴ（Ｓｉ3Ｎ4Ｔ
ＡＴ） ２ 母材 ３ α／α＋β＞０．５部分 ４ β／α＋β＞０．５部分 ５ コーティング部 ６ ブレーカー部 ７ ホーニング部 ８ すくい面 ９ 外周面
ＡＴ） ２ 母材 ３ α／α＋β＞０．５部分 ４ β／α＋β＞０．５部分 ５ コーティング部 ６ ブレーカー部 ７ ホーニング部 ８ すくい面 ９ 外周面
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 コーテッド窒化けい素系セラミックス
製切削用スローアウェイチップ
製切削用スローアウェイチップ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、窒化けい素焼結体を母
材とし、これにチタン窒化物やアルミニウム酸化物をコ
ーティングしたコーテッド窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4とい
う）系セラミックス製切削用スローアウェイチップ（Ｔ
ＡＴという）に関する。
材とし、これにチタン窒化物やアルミニウム酸化物をコ
ーティングしたコーテッド窒化けい素（Ｓｉ3Ｎ4とい
う）系セラミックス製切削用スローアウェイチップ（Ｔ
ＡＴという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年金属、セラミックスの加工において
高能率加工が注目されているが、それを可能とするため
に、切削速度を向上させる方法、高速送り切削法等が検
討されている。
高能率加工が注目されているが、それを可能とするため
に、切削速度を向上させる方法、高速送り切削法等が検
討されている。
【０００３】従来、鋳鉄切削用に使用される工具材料と
してはハイス、超硬材料が知られているが、さらに高速
切削領域においては、Ｓｉ3Ｎ4系或いはアルミナ系セラ
ミックス等がある。
してはハイス、超硬材料が知られているが、さらに高速
切削領域においては、Ｓｉ3Ｎ4系或いはアルミナ系セラ
ミックス等がある。
【０００４】上記従来のＳｉ3Ｎ4系は、耐摩耗性を向上
させるため、表面に高硬度又は耐摩耗性に優れるセラミ
ック材料で被覆したものが公知であるが、Ｓｉ3Ｎ4焼結
母材と、被覆セラミックスとの熱膨張又は化学的親和性
が相違するなどして、十分な接着強度が得られにくく、
更にコストがかかり、経済的にも問題があり、殆ど実用
化されていない。
させるため、表面に高硬度又は耐摩耗性に優れるセラミ
ック材料で被覆したものが公知であるが、Ｓｉ3Ｎ4焼結
母材と、被覆セラミックスとの熱膨張又は化学的親和性
が相違するなどして、十分な接着強度が得られにくく、
更にコストがかかり、経済的にも問題があり、殆ど実用
化されていない。
【０００５】またＳｉ3Ｎ4として、α及びβＳｉ3Ｎ4の
両結晶相を、焼結体全体に均一に分布させた構成のもの
もあるが、その割合によって性能が変化するので、各性
能を十分に発揮させることが困難で、一方の性能を十分
高めようとすると、他方の性能が犠牲となり、バランス
を保った中間的性能を示すに過ぎない。
両結晶相を、焼結体全体に均一に分布させた構成のもの
もあるが、その割合によって性能が変化するので、各性
能を十分に発揮させることが困難で、一方の性能を十分
高めようとすると、他方の性能が犠牲となり、バランス
を保った中間的性能を示すに過ぎない。
【０００６】これを解決するため、αＳｉ3Ｎ4が耐摩耗
性に優れ、βＳｉ3Ｎ4が靱性、強度に優れていることか
ら、部分的にその組成を調整し、それぞれの部分で必要
な物性を発揮出来るＳｉ3Ｎ4系焼結体が開発されてい
る。
性に優れ、βＳｉ3Ｎ4が靱性、強度に優れていることか
ら、部分的にその組成を調整し、それぞれの部分で必要
な物性を発揮出来るＳｉ3Ｎ4系焼結体が開発されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に鋼の
切削のように切粉が伸びず細かくなる鋳鉄では、切削用
工具の形状面で不必要と考えられていたブレーカーが切
削速度の上昇に伴い、切削抵抗の低減，高速切削時の刃
先温度上昇の抑制，工具寿命の延長の要求により超硬、
一部セラミックスにも利用されるようになった。しかし
これのみでは十分な工具寿命は得られていないのが実情
である。
切削のように切粉が伸びず細かくなる鋳鉄では、切削用
工具の形状面で不必要と考えられていたブレーカーが切
削速度の上昇に伴い、切削抵抗の低減，高速切削時の刃
先温度上昇の抑制，工具寿命の延長の要求により超硬、
一部セラミックスにも利用されるようになった。しかし
これのみでは十分な工具寿命は得られていないのが実情
である。
【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、さらに、上記Ｓｉ3Ｎ4系セラミックスを材料として
用いることによって、寿命の長いコーテッドＳｉ3Ｎ4系
セラミックス製切削用ＴＡＴを提供することを目的とす
る。
で、さらに、上記Ｓｉ3Ｎ4系セラミックスを材料として
用いることによって、寿命の長いコーテッドＳｉ3Ｎ4系
セラミックス製切削用ＴＡＴを提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコーテッド
Ｓｉ3Ｎ4系セラミックス製切削用ＴＡＴにおいては、外
周部およびブレーカー部にはβ窒化けい素が多く、すく
い面およびホーニング部にはα窒化けい素が多い母材
に、チタンの窒化物，炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物お
よびアルミニウム酸化物を単層または複層にコーティン
グしたことを問題解決の手段とした。
Ｓｉ3Ｎ4系セラミックス製切削用ＴＡＴにおいては、外
周部およびブレーカー部にはβ窒化けい素が多く、すく
い面およびホーニング部にはα窒化けい素が多い母材
に、チタンの窒化物，炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物お
よびアルミニウム酸化物を単層または複層にコーティン
グしたことを問題解決の手段とした。
【００１０】また、β窒化けい素の多い部分とはβＳｉ
3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞０．５，α窒化けい素
の多い部分とはαＳｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞
０．５である。
3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞０．５，α窒化けい素
の多い部分とはαＳｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞
０．５である。
【００１１】
【作用】本発明のコーテッドＳｉ3Ｎ4系セラミックス製
切削用ＴＡＴは上記の構成となっているので、上記チタ
ンの窒化物，炭化物等のコーティング層が存在する間
は、良好な摩耗状態を示し、また、ブレーカー部を形成
し、βＳｉ3Ｎ4，αＳｉ3Ｎ4の配置を適宜行なうことに
より、信頼性のある長寿命のものが得られる。
切削用ＴＡＴは上記の構成となっているので、上記チタ
ンの窒化物，炭化物等のコーティング層が存在する間
は、良好な摩耗状態を示し、また、ブレーカー部を形成
し、βＳｉ3Ｎ4，αＳｉ3Ｎ4の配置を適宜行なうことに
より、信頼性のある長寿命のものが得られる。
【００１２】
【実施例】図１および図２は本発明に係るコーテッドＳ
ｉ3Ｎ4系セラミックス製切削用ＴＡＴ（以下、Ｓｉ3Ｎ4
系ＴＡＴという）１の一実施例を示すもので、図中２は
母材、３はαＳｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4（以
下、α／α＋βという）が０．５以上のαが多い部分、
４はβ／α＋βが０．５以上のβが多い部分である。ま
た、５はチタンの窒化物炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物
及びアルミニウムの酸化物を単層または複層としたコー
ティング部、６はブレーカー部、７はホーミング部、８
はすくい面である。母材２の外周面９、ブレーカー６の
溝部はβ／α＋β＞０．５部分４、その他の部分はα／
α＋β＞０．５部分３となっている。
ｉ3Ｎ4系セラミックス製切削用ＴＡＴ（以下、Ｓｉ3Ｎ4
系ＴＡＴという）１の一実施例を示すもので、図中２は
母材、３はαＳｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4（以
下、α／α＋βという）が０．５以上のαが多い部分、
４はβ／α＋βが０．５以上のβが多い部分である。ま
た、５はチタンの窒化物炭化物，炭窒化物，炭酸窒化物
及びアルミニウムの酸化物を単層または複層としたコー
ティング部、６はブレーカー部、７はホーミング部、８
はすくい面である。母材２の外周面９、ブレーカー６の
溝部はβ／α＋β＞０．５部分４、その他の部分はα／
α＋β＞０．５部分３となっている。
【００１３】上記母材をつくるには、ＡｌＮ，Ｙ2Ｏ3，
Ｙｂ2Ｏ3とαＳｉ3Ｎ4を混合プレスしたものを、温度を
高くする焼成過程においてαからβへ変化する。この性
質を利用して低温高圧の焼結を行なって比重を真密度の
９９％以上に高めておき、次いで、温度を上昇させ短時
間保持した後急冷すれば表面のみβを存在させることが
できる。この面を研削すればβは除去されホーニング部
７或いはすくい面８が形成される。
Ｙｂ2Ｏ3とαＳｉ3Ｎ4を混合プレスしたものを、温度を
高くする焼成過程においてαからβへ変化する。この性
質を利用して低温高圧の焼結を行なって比重を真密度の
９９％以上に高めておき、次いで、温度を上昇させ短時
間保持した後急冷すれば表面のみβを存在させることが
できる。この面を研削すればβは除去されホーニング部
７或いはすくい面８が形成される。
【００１４】また、コーティングはＣＶＤ法によって上
記チタン窒化物，炭化物等の単層，複層のコーティング
を母材２に施すことができる。
記チタン窒化物，炭化物等の単層，複層のコーティング
を母材２に施すことができる。
【００１５】まず、αＳｉ3Ｎ4より硬度は低いが、靱性
が高いβＳｉ3Ｎ4が大部分を占めるブレーカー付母材を
作成し、コーティングを施し、鋳鉄（ＦＣ３０）の切削
に使用したところ、コーティング部層が存在している間
は良好な摩耗形態を示したが、一旦母材が露出すると、
その部分から一挙に摩耗が進行し、満足な結果が得られ
なかった。
が高いβＳｉ3Ｎ4が大部分を占めるブレーカー付母材を
作成し、コーティングを施し、鋳鉄（ＦＣ３０）の切削
に使用したところ、コーティング部層が存在している間
は良好な摩耗形態を示したが、一旦母材が露出すると、
その部分から一挙に摩耗が進行し、満足な結果が得られ
なかった。
【００１６】次に、大部分がαＳｉ3Ｎ4であったり、表
面にαＳｉ3Ｎ4が多く、内部にβＳｉ3Ｎ4が多い上記と
同じブレーカー部付母材にコーティングを施し、鋳鉄の
切削を行なったところ、硬くてもろいαＳｉ3Ｎ4が母材
表面にあるとブレーカー部からクラックが入り易く、ブ
レーカーの役目を満足にしなくなった。
面にαＳｉ3Ｎ4が多く、内部にβＳｉ3Ｎ4が多い上記と
同じブレーカー部付母材にコーティングを施し、鋳鉄の
切削を行なったところ、硬くてもろいαＳｉ3Ｎ4が母材
表面にあるとブレーカー部からクラックが入り易く、ブ
レーカーの役目を満足にしなくなった。
【００１７】そこで、本出願人は、表面にβＳｉ3Ｎ4が
多く内部にはαＳｉ3Ｎ4を多く存在させることにより、
切削時初期においてブレーカー部からのクラックの発生
が減少し、母材が露出した後も母材のαＳｉ3Ｎ4で切削
することができ、近年の高速切削に耐えられるＳｉ3Ｎ4
ＴＡＴ１が得られた。
多く内部にはαＳｉ3Ｎ4を多く存在させることにより、
切削時初期においてブレーカー部からのクラックの発生
が減少し、母材が露出した後も母材のαＳｉ3Ｎ4で切削
することができ、近年の高速切削に耐えられるＳｉ3Ｎ4
ＴＡＴ１が得られた。
【００１８】実施例１〜５、比較例１〜４ 実施例の母材として、配合組成ＡｌＮ：７ｗｔ％，Ｙ2
Ｏ3：２．２ｗｔ％，Ｙｂ2Ｏ3：３．７ｗｔ％，残りα
Ｓｉ3Ｎ4（８７．１ｗｔ％）の混合粉を機械プレスした
後、真空焼結炉（ＩＳＯ ＳＮＭＧ １２０４１２ Ty
pe）を用い、Ｎ2を封入し、１０００気圧の雰囲気下、
１６７０℃で約２時間焼結した。次いで、１７５０℃ま
で３０℃／分の速度で昇温し、この温度で１０〜３０分
保持した後放冷した。
Ｏ3：２．２ｗｔ％，Ｙｂ2Ｏ3：３．７ｗｔ％，残りα
Ｓｉ3Ｎ4（８７．１ｗｔ％）の混合粉を機械プレスした
後、真空焼結炉（ＩＳＯ ＳＮＭＧ １２０４１２ Ty
pe）を用い、Ｎ2を封入し、１０００気圧の雰囲気下、
１６７０℃で約２時間焼結した。次いで、１７５０℃ま
で３０℃／分の速度で昇温し、この温度で１０〜３０分
保持した後放冷した。
【００１９】比較例の母材は、１６７０℃で２時間焼結
するまでは実施例の母材と同じ操作を行ない、次いで表
面にαＳｉ3Ｎ4が多いに母材をつくる場合には１７００
℃で１〜２時間保持し、表面にβＳｉ3Ｎ4が多い母材を
つくる場合には、５℃／分で１７５０℃まで昇温し、こ
の温度で１〜３時間保持した。
するまでは実施例の母材と同じ操作を行ない、次いで表
面にαＳｉ3Ｎ4が多いに母材をつくる場合には１７００
℃で１〜２時間保持し、表面にβＳｉ3Ｎ4が多い母材を
つくる場合には、５℃／分で１７５０℃まで昇温し、こ
の温度で１〜３時間保持した。
【００２０】これら実施例、比較例の母材にＣＶＤ法に
より、表１に示すようにコーティングを行ない、図１お
よび図２に示すＳｉ3Ｎ4ＴＡＴ試料を作成した。この試
料を用い、被切削材：ＦＣ３０、切削速度：４５０ｍ／
分、送りｆ＝０．３ｍ／分、ｄ＝１．５、Ｄｒｙの条件
で切削テストを行なった。結果を表１、表２に示す。
より、表１に示すようにコーティングを行ない、図１お
よび図２に示すＳｉ3Ｎ4ＴＡＴ試料を作成した。この試
料を用い、被切削材：ＦＣ３０、切削速度：４５０ｍ／
分、送りｆ＝０．３ｍ／分、ｄ＝１．５、Ｄｒｙの条件
で切削テストを行なった。結果を表１、表２に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表１、表２より明らかなように、本発明に
係るＳｉ3Ｎ4ＴＡＴが極めて優れていることがわかる。
係るＳｉ3Ｎ4ＴＡＴが極めて優れていることがわかる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＳｉ
3Ｎ4系セラミックス製スローアウェイチップは、母材の
αＳｉ3Ｎ4、βＳｉ3Ｎ4の含有割合がそれぞれ高い位置
が調整され、ブレーカー部が設けられているので、鋳鉄
を高速切削してもクラックが発生しにくく、また、コー
ティングが摩耗して母材が露出しても、母材が破損する
ことなく、切削を続けることができ、切削用ＴＡＴとし
て極めて優れていることがわかる。
3Ｎ4系セラミックス製スローアウェイチップは、母材の
αＳｉ3Ｎ4、βＳｉ3Ｎ4の含有割合がそれぞれ高い位置
が調整され、ブレーカー部が設けられているので、鋳鉄
を高速切削してもクラックが発生しにくく、また、コー
ティングが摩耗して母材が露出しても、母材が破損する
ことなく、切削を続けることができ、切削用ＴＡＴとし
て極めて優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＳｉ3Ｎ4ＴＡＴの一実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【符号の説明】 １ コーテッドＳｉ3Ｎ4系セラミックス製切削用ＴＡＴ
（Ｓｉ3Ｎ4ＴＡＴ） ２ 母材 ３ α／α＋β＞０．５部分 ４ β／α＋β＞０．５部分 ５ コーティング部 ６ ブレーカー部 ７ ホーニング部 ８ すくい面 ９ 外周面
（Ｓｉ3Ｎ4ＴＡＴ） ２ 母材 ３ α／α＋β＞０．５部分 ４ β／α＋β＞０．５部分 ５ コーティング部 ６ ブレーカー部 ７ ホーニング部 ８ すくい面 ９ 外周面
Claims (2)
- 【請求項１】 外周部およびブレーカー部にはβ窒化け
い素が多く、すくい面およびホーニング部にはα窒化け
い素が多い母材に、チタンの窒化物，炭化物，炭窒化
物，炭酸窒化物およびアルミニウム酸化物を単層または
複層にコーティングしてなることを特徴とするコーテッ
ド窒化けい素系製切削用スローアウェイチップ。 - 【請求項２】 β窒化けい素の多い部分は、βＳｉ3Ｎ4
／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞０．５、α窒化けい素の多
い部分は、αＳｉ3Ｎ4／αＳｉ3Ｎ4＋βＳｉ3Ｎ4＞０．
５である請求項１記載のコーテッド窒化けい素系製切削
用スローアウェイチップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22306292A JPH0663804A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | コーテッド窒化けい素系セラミックス製切削用スローアウェイチップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22306292A JPH0663804A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | コーテッド窒化けい素系セラミックス製切削用スローアウェイチップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663804A true JPH0663804A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16792240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22306292A Withdrawn JPH0663804A (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | コーテッド窒化けい素系セラミックス製切削用スローアウェイチップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663804A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199381A2 (en) * | 2000-10-19 | 2002-04-24 | NGK Spark Plug Company Limited | Cutting Tool |
| US6863963B2 (en) * | 2000-03-31 | 2005-03-08 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride member, method for manufacturing the same, and cutting tool |
| EP1614655A1 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-11 | Hitachi Tool Engineering Ltd. | Hard coating and its production method |
| KR20180116380A (ko) * | 2016-03-01 | 2018-10-24 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 세라믹스 적층체 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP22306292A patent/JPH0663804A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6863963B2 (en) * | 2000-03-31 | 2005-03-08 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride member, method for manufacturing the same, and cutting tool |
| EP1199381A2 (en) * | 2000-10-19 | 2002-04-24 | NGK Spark Plug Company Limited | Cutting Tool |
| EP1199381A3 (en) * | 2000-10-19 | 2003-04-02 | NGK Spark Plug Company Limited | Cutting Tool |
| EP1614655A1 (en) * | 2004-06-18 | 2006-01-11 | Hitachi Tool Engineering Ltd. | Hard coating and its production method |
| US7354640B2 (en) | 2004-06-18 | 2008-04-08 | Hitachi Tool Engineering, Ltd. | Hard coating and its production method |
| KR20180116380A (ko) * | 2016-03-01 | 2018-10-24 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 세라믹스 적층체 |
| US10889900B2 (en) | 2016-03-01 | 2021-01-12 | Nippon Steel Corporation | Ceramic laminate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6011288A (ja) | 表面被覆サイアロン基セラミツクス工具部材 | |
| US4217113A (en) | Aluminum oxide-containing metal compositions and cutting tool made therefrom | |
| US4440547A (en) | Alumina coated silicon nitride cutting tools | |
| JP2007084382A (ja) | 立方晶窒化硼素焼結体および被覆立方晶窒化硼素焼結体、並びにそれらからなる焼入鋼用切削工具 | |
| JP4191268B2 (ja) | 焼結セラミック材料、その材料の焼結方法及び高速機械加工方法 | |
| JPH0663804A (ja) | コーテッド窒化けい素系セラミックス製切削用スローアウェイチップ | |
| JPS6132275B2 (ja) | ||
| JPH0725619B2 (ja) | 切削工具用表面被覆立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料 | |
| US6248681B1 (en) | Ceramic cutting tool | |
| JPS5855560A (ja) | 切削用表面被覆スロ−アウエイチツプ | |
| JPS6152102B2 (ja) | ||
| JPS6117473A (ja) | 切削工具用窒化けい素基焼結材料 | |
| JP2849055B2 (ja) | サイアロン基焼結体および被覆焼結体 | |
| JP2596094B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具 | |
| JPS6135159B2 (ja) | ||
| JP4335406B2 (ja) | 切削工具及びその製造方法 | |
| JPH0271906A (ja) | 耐塑性変形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 | |
| JP5239061B2 (ja) | 刃先横境界部の損傷を抑制する被覆ｃＢＮ焼結体工具 | |
| JP3107168B2 (ja) | 工具用被覆窒化ケイ素焼結体 | |
| JP2005212048A (ja) | セラミックスおよびこれを用いた切削工具 | |
| JP2006187831A (ja) | 切削インサート、及び切削工具 | |
| JP2001322884A (ja) | 被覆立方晶窒化ホウ素焼結体 | |
| JPS59217676A (ja) | 切削工具用窒化けい素基焼結材料 | |
| JPH04240162A (ja) | 工具用窒化ケイ素基焼結体 | |
| JPH04300248A (ja) | 機械加工用のセラミックス焼結体 |
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: 19991102 |