JPH0723263B2 - 酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 - Google Patents
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具Info
- Publication number
- JPH0723263B2 JPH0723263B2 JP61235727A JP23572786A JPH0723263B2 JP H0723263 B2 JPH0723263 B2 JP H0723263B2 JP 61235727 A JP61235727 A JP 61235727A JP 23572786 A JP23572786 A JP 23572786A JP H0723263 B2 JPH0723263 B2 JP H0723263B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting tool
- cutting
- aluminum oxide
- based ceramics
- strength
- 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)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高強度とすぐれた耐摩耗性を有し、かつ靱
性にもすぐれ、特にこれらの特性が要求される鋳鉄の継
続切削や耐熱合金の高速切削などに用いた場合に、すぐ
れた切削性能を著しく長期に亘って発揮する酸化アルミ
ニウム（以下、Al2O3で示す）基切削工具に関するもの
である。
性にもすぐれ、特にこれらの特性が要求される鋳鉄の継
続切削や耐熱合金の高速切削などに用いた場合に、すぐ
れた切削性能を著しく長期に亘って発揮する酸化アルミ
ニウム（以下、Al2O3で示す）基切削工具に関するもの
である。
従来、高靱性を有するAl2O3基セラミックス製切削工具
として、重量％で（以下、％は重量％を示す）、炭化け
い素（以下、SiCで示す）ウイスカ:20〜40％を含有し、
残りが酸化アルミニウム（以下、Al2O3で示す）と不可
避不純物からなる組成を有するものや、さらにこれに酸
化マグネシウム（以下、MgOで示す）や酸化イットリウ
ム（以下、Y2O3で示す）を0.1〜３％の割合で含有させ
て焼結性を向上させ、もって強度と耐摩耗性を向上させ
たものなどが知られている。
として、重量％で（以下、％は重量％を示す）、炭化け
い素（以下、SiCで示す）ウイスカ:20〜40％を含有し、
残りが酸化アルミニウム（以下、Al2O3で示す）と不可
避不純物からなる組成を有するものや、さらにこれに酸
化マグネシウム（以下、MgOで示す）や酸化イットリウ
ム（以下、Y2O3で示す）を0.1〜３％の割合で含有させ
て焼結性を向上させ、もって強度と耐摩耗性を向上させ
たものなどが知られている。
しかし、これらのAl2O3基セラミックス製切削工具は、
これを鋳鉄の断続切削や鋼の高速切削に用いた場合に、
強度および耐摩耗性不足が原因で、比較的短時間で使用
寿命に到るのが現状である。
これを鋳鉄の断続切削や鋼の高速切削に用いた場合に、
強度および耐摩耗性不足が原因で、比較的短時間で使用
寿命に到るのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、より一
段と強度と耐摩耗性にすぐれ、かつ靱性にもすぐれたAl
2O3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、切削工具を、 SiCウイスカ:10〜33％、 炭窒化チタン（以下、TiCNで示す）:20％超〜30％、 Y2O3:0.1〜３％、 を含有し、残りがAl2O3と不可避不純物からなる組成を
有するAl2O3基セラミックスで構成すると、この結果のA
l2O3基セラミックス製切削工具は、これを構成するAl2O
3基セラミックスにおける特にTiCN成分によって、すぐ
れた靱性を具備した状態で、一段とすぐれた強度と耐摩
耗性をもつようになるという研究結果を得たのである。
段と強度と耐摩耗性にすぐれ、かつ靱性にもすぐれたAl
2O3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、切削工具を、 SiCウイスカ:10〜33％、 炭窒化チタン（以下、TiCNで示す）:20％超〜30％、 Y2O3:0.1〜３％、 を含有し、残りがAl2O3と不可避不純物からなる組成を
有するAl2O3基セラミックスで構成すると、この結果のA
l2O3基セラミックス製切削工具は、これを構成するAl2O
3基セラミックスにおける特にTiCN成分によって、すぐ
れた靱性を具備した状態で、一段とすぐれた強度と耐摩
耗性をもつようになるという研究結果を得たのである。
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、 SiCウイスカ:10〜33％、 TiCN:20％超〜30％、 Y2O3:0.1〜３％、 を含有し、残りがAl2O3と不可避不純物からなる組成を
有するAl2O3基セラミックスで構成してなる、高強度と
すぐれた耐摩耗性を有し、かつ靱性にもすぐれたAl2O3
基セラミックス製切削工具に特徴を有するものである。
であって、 SiCウイスカ:10〜33％、 TiCN:20％超〜30％、 Y2O3:0.1〜３％、 を含有し、残りがAl2O3と不可避不純物からなる組成を
有するAl2O3基セラミックスで構成してなる、高強度と
すぐれた耐摩耗性を有し、かつ靱性にもすぐれたAl2O3
基セラミックス製切削工具に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の切削工具において、これを構成する
Al2O3基セラミックスの組成を上記の通りに限定した理
由を説明する。
Al2O3基セラミックスの組成を上記の通りに限定した理
由を説明する。
（ａ）SiCウイスカ SiCウイスカ成分には、靱性を向上させる作用がある
が、その含有量が10％未満では所望の高靱性を確保する
ことができず、一方その含有量が33％を超えると、焼結
性に低下傾向が現われ、これに伴なって強度にも低下傾
向が現われるようになることから、その含有量を10〜33
％と定めた。
が、その含有量が10％未満では所望の高靱性を確保する
ことができず、一方その含有量が33％を超えると、焼結
性に低下傾向が現われ、これに伴なって強度にも低下傾
向が現われるようになることから、その含有量を10〜33
％と定めた。
（ｂ）TiCN TiCN成分には、焼結時の結晶粒の成長を著しく抑制し、
もって高強度とすぐれた耐摩耗性を確保せしめる作用が
あるが、その含有量が20％以下では、前記作用に顕著な
効果が得られず、一方その含有量が30％を超えると、高
温強度が低下し、かつ焼結性も低下するようになること
から、その含有量を20％超〜30％と定めた。
もって高強度とすぐれた耐摩耗性を確保せしめる作用が
あるが、その含有量が20％以下では、前記作用に顕著な
効果が得られず、一方その含有量が30％を超えると、高
温強度が低下し、かつ焼結性も低下するようになること
から、その含有量を20％超〜30％と定めた。
（ｃ）Y2O3 Y2O3成分には、TiCNとの共存において、特に焼結性を改
善し、かつ焼結粒の成長を抑制して、強度と耐摩耗性の
向上に寄与する作用があるが、その含有量が0.1未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が
３％を超えると、強度が低下するようになることから、
その含有量を0.1〜３％と定めた。
善し、かつ焼結粒の成長を抑制して、強度と耐摩耗性の
向上に寄与する作用があるが、その含有量が0.1未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が
３％を超えると、強度が低下するようになることから、
その含有量を0.1〜３％と定めた。
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。
明する。
原料粉末として、20〜200μｍの範囲内の所定長さ、お
よび0.1〜1.6μｍの範囲内の所定幅を有するSiCウイス
カ、いずれも市販の平均粒径:0.5μｍのY2O3粉末、同0.
5μｍのTiCN粉末、および同0.3μｍのAl2O3粉末を用意
し、まず、これらの原料粉末のうちSiCウイスカを除い
て所定の割合に配合し、これに溶媒としてエチルアルコ
ールを加えてボールミルニにて３日間混合し、ついでこ
れに所定量のSiCウイスカを加えて12時間混合した後
（この場合のSiCウイスカの分散混合は超音波分散機で
行なってもよい）、200メッシュのふるいで篩分し、こ
の結果のスラリーをスプレードライにかけて乾燥した状
態で（この場合の乾燥は減圧乾燥などによってもよ
い）、温度:1750℃、圧力:400kg/cm2の条件でホットプ
レスを行なうことにより、第1,2表に示される配合組成
と実質的に同一の成分組成を有し、かつSNGN432の形状
をもった本発明Al2O3基セラミックス製切削工具（以
下、本発明切削工具という）１〜11およびTiCNを含有し
ない従来Al2O3基セラミックス製切削工具（以下、従来
切削工具という）１〜９をそれぞれ製造した。
よび0.1〜1.6μｍの範囲内の所定幅を有するSiCウイス
カ、いずれも市販の平均粒径:0.5μｍのY2O3粉末、同0.
5μｍのTiCN粉末、および同0.3μｍのAl2O3粉末を用意
し、まず、これらの原料粉末のうちSiCウイスカを除い
て所定の割合に配合し、これに溶媒としてエチルアルコ
ールを加えてボールミルニにて３日間混合し、ついでこ
れに所定量のSiCウイスカを加えて12時間混合した後
（この場合のSiCウイスカの分散混合は超音波分散機で
行なってもよい）、200メッシュのふるいで篩分し、こ
の結果のスラリーをスプレードライにかけて乾燥した状
態で（この場合の乾燥は減圧乾燥などによってもよ
い）、温度:1750℃、圧力:400kg/cm2の条件でホットプ
レスを行なうことにより、第1,2表に示される配合組成
と実質的に同一の成分組成を有し、かつSNGN432の形状
をもった本発明Al2O3基セラミックス製切削工具（以
下、本発明切削工具という）１〜11およびTiCNを含有し
ない従来Al2O3基セラミックス製切削工具（以下、従来
切削工具という）１〜９をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた各種の切削工具について、そ
れぞれ耐摩耗性、強度、 および靱性を評価する目的で、ロックウエル硬さ（Ａス
ケール）、抗折力、および破壊靱性値を測定し、さら
に、 被削材:Ni基耐熱合金の丸棒、 切削速度:150m/min.、 切込み:1mm、 送り:0.2mm/rev.、 切削時間:1分、 の条件でのNi基耐熱合金の連続切削試験、並びに、 被削材:120mm（幅）×350mm（長さ）の寸法をもった鋳
鉄（FC25）の角材、カッター形状：直径60mmφのダブル
ネガタイプ、 切削速度:200mm/min.、 切込み:2mm、 １刃当りの送り:0.2mm、 の条件での鋳鉄のフライス切削試験を行ない、前者の連
続切削試験では、５個の切削工具の平均逃げ面摩耗幅を
測定し、また後者のフライス切削では、カッターの中心
線と被削材の幅方向中心線とを一致させた状態で切削を
行ない、切削工具に欠けが発生するまでの切削長を測定
した。これらの測定結果を第1,2表に平均値で示した。
れぞれ耐摩耗性、強度、 および靱性を評価する目的で、ロックウエル硬さ（Ａス
ケール）、抗折力、および破壊靱性値を測定し、さら
に、 被削材:Ni基耐熱合金の丸棒、 切削速度:150m/min.、 切込み:1mm、 送り:0.2mm/rev.、 切削時間:1分、 の条件でのNi基耐熱合金の連続切削試験、並びに、 被削材:120mm（幅）×350mm（長さ）の寸法をもった鋳
鉄（FC25）の角材、カッター形状：直径60mmφのダブル
ネガタイプ、 切削速度:200mm/min.、 切込み:2mm、 １刃当りの送り:0.2mm、 の条件での鋳鉄のフライス切削試験を行ない、前者の連
続切削試験では、５個の切削工具の平均逃げ面摩耗幅を
測定し、また後者のフライス切削では、カッターの中心
線と被削材の幅方向中心線とを一致させた状態で切削を
行ない、切削工具に欠けが発生するまでの切削長を測定
した。これらの測定結果を第1,2表に平均値で示した。
第1,2表に示される結果から、本発明切削工具１〜11
は、いずれもTiCN成分を含有しない従来切削工具１〜９
とほぼ同等あるいはこれ以上の高靱性を有する状態で、
これより一段とすぐれた耐摩耗性と高強度を有すること
が明らかである。
は、いずれもTiCN成分を含有しない従来切削工具１〜９
とほぼ同等あるいはこれ以上の高靱性を有する状態で、
これより一段とすぐれた耐摩耗性と高強度を有すること
が明らかである。
上述のように、この発明のAl2O3基セラミックス製切削
工具は、高強度とすぐれた耐摩耗性をもち、かつ高靱性
を有するので、特にこれらの特性が要求される断続切削
や高速切削に用いた場合に著しく長期に亘ってすぐれた
切削性能を発揮するのである。
工具は、高強度とすぐれた耐摩耗性をもち、かつ高靱性
を有するので、特にこれらの特性が要求される断続切削
や高速切削に用いた場合に著しく長期に亘ってすぐれた
切削性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、 炭化けい素ウイスカ:10〜33％、 炭窒化チタン:20％超〜30％、 酸化イットリウム:0.1〜３％、 を含有し、残りが酸化アルミニウムと不可避不純物から
なる組成を有する酸化アルミニウム基セラミックスで構
成したことを特徴とする酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61235727A JPH0723263B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61235727A JPH0723263B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389471A JPS6389471A (ja) | 1988-04-20 |
| JPH0723263B2 true JPH0723263B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=16990334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61235727A Expired - Lifetime JPH0723263B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723263B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433069A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-02 | Kobe Steel Ltd | Shaft shaped ceramic cutting tool |
| JPH02133369A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性のすぐれたウイスカー含有セラミック製切削工具 |
| JPH0653618B2 (ja) * | 1989-01-06 | 1994-07-20 | 東海カーボン株式会社 | 粉砕機用ハンマー部材 |
| US5059564A (en) * | 1989-06-05 | 1991-10-22 | Kennametal Inc. | Alumina-titanium carbide-silicon carbide composition |
| KR101299783B1 (ko) * | 2011-09-02 | 2013-08-23 | 대구텍 유한회사 | 절삭 인서트 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422417A (en) * | 1977-07-20 | 1979-02-20 | Sumitomo Electric Industries | Ceramic sintered body and method of making same |
| JPS56114864A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-09 | Mitsubishi Metal Corp | High strength alumina sintered ceramics |
| JPS58185477A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-29 | 三菱マテリアル株式会社 | 高速切削性能にすぐれた切削工具用セラミック材料の製造法 |
| JPS59102862A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-14 | 工業技術院長 | 複合焼結セラミクス |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP61235727A patent/JPH0723263B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422417A (en) * | 1977-07-20 | 1979-02-20 | Sumitomo Electric Industries | Ceramic sintered body and method of making same |
| JPS56114864A (en) * | 1980-02-07 | 1981-09-09 | Mitsubishi Metal Corp | High strength alumina sintered ceramics |
| JPS58185477A (ja) * | 1982-04-21 | 1983-10-29 | 三菱マテリアル株式会社 | 高速切削性能にすぐれた切削工具用セラミック材料の製造法 |
| JPS59102862A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-14 | 工業技術院長 | 複合焼結セラミクス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6389471A (ja) | 1988-04-20 |
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