JPH0780706A - 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 - Google Patents

繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具

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Publication number
JPH0780706A
JPH0780706A JP5180763A JP18076393A JPH0780706A JP H0780706 A JPH0780706 A JP H0780706A JP 5180763 A JP5180763 A JP 5180763A JP 18076393 A JP18076393 A JP 18076393A JP H0780706 A JPH0780706 A JP H0780706A
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JP
Japan
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fiber
aluminum oxide
cutting tool
cutting
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP5180763A
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English (en)
Inventor
Kazunori Adachi
和則 足立
Atsushi Kishino
淳 岸野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来よりも優れた繊維強化酸化アルミニウム
基セラミックス製切削工具を提供する。 【構成】 SiとTiの炭酸化物繊維:2〜30重量
%、MgO,Y2 3 ,ZrO2 および希土類金属の酸
化物のうちの1種または2種以上:0.05〜5重量
%、必要に応じてSiC,TiC,TiN,TiCN,
TiCNOのうちの1種または2種以上:20重量%以
下、残部:酸化アルミニウムからなる配合組成を有する
焼結体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、SiとTiの炭酸化
物繊維を酸化アルミニウム素地中に分散させ、耐欠損性
を向上せしめた繊維強化酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、酸化アルミニウム基セラミックス
が切削工具に使用されるようになり、この酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具の耐欠損性を向上させる
ために、酸化アルミニウム基セラミックス素地中に、
径:1μm以下、長さ:20μm以下の炭化ケイ素ウイ
スカーを分散させ、繊維強化した酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具も知られている(特開昭61−1
74165号公報参照)。この繊維強化酸化アルミニウ
ム基セラミックス製切削工具は耐欠損性が優れていると
ころから主として鋳鉄またはNi基合金の粗切削に使用
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の炭化ケ
イ素ウイスカーによる繊維強化酸化アルミニウム基セラ
ミックス製切削工具は、耐欠損性には優れているもの
の、炭化ケイ素ウイスカーは切削時の高温において鉄と
容易に反応するために、鉄基合金の切削においては摩耗
が異常に発達して十分な耐摩耗性が得られず、さらに最
近は生産効率の向上のために一層苛酷な断続切削が行な
われているが、かかる苛酷な断続切削に対して従来の炭
化ケイ素ウイスカーによる繊維強化酸化アルミニウム基
セラミックス製切削工具は十分な耐欠損性を示さなかっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
従来よりも一層耐摩耗性および耐欠損性に優れた酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具を得るべく研究を
行っていたところ、(a) SiとTiの炭酸化物繊維
は、含有されるTiと酸素の働きにより炭化ケイ素ウイ
スカーよりも切削中の高温下でも鉄と反応しにくく、こ
のSiとTiの炭酸化物繊維を酸化アルミニウム基セラ
ミックス素地中に分散させて繊維強化した酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具は、従来の炭化ケイ素ウ
イスカーによる繊維強化酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具に比べて耐摩耗性および耐欠損性が優れて
いる、(b) その際、SiとTiの炭酸化物繊維の分
散量は2〜30重量%が適当であり、さらに、MgO,
2 3 ,ZrO2 および希土類元素の酸化物のうちの
1種または2種以上:0.05〜5重量%を焼結助剤と
して添加することにより焼結性が向上する。(c) 酸
化アルミニウムの一部をSiC,TiC,TiN,Ti
CN,TiCNOのうちの1種または2種以上:20重
量%以下で置換しても同じ効果が得られる、などの研究
結果が得られたのである。
【0005】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されたものであって、(1) SiとTiの炭酸化物繊
維:2〜30重量%、MgO,Y2 3 ,ZrO2 およ
び希土類金属の酸化物のうち1種または2種以上:0.
05〜5重量%、残部:酸化アルミニウムからなる配合
組成を有する焼結体で構成されている繊維強化酸化アル
ミニウム基セラミックス製切削工具、(2) SiとT
iの炭酸化物繊維:2〜30重量%、MgO,Y
2 3 ,ZrO2 および希土類金属の酸化物のうち1種
または2種以上:0.05〜5重量%、SiC,Ti
C,TiN,TiCN,TiCNOのうち1種または2
種以上:20重量%以下、残部:酸化アルミニウムから
なる配合組成を有する焼結体で構成されている繊維強化
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具、に特徴を
有するものである。
【0006】つぎに、この発明の繊維強化酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具の製造に用いる原料の配
合組成を上記の如く限定した理由を説明する。
【0007】(イ) SiとTiの炭酸化物繊維 上記SiとTiの炭酸化物繊維は、市販されているもの
も利用できるが、Ti:2.0〜20重量%、O:10
〜30重量%、C:30〜50重量%、残部:Siおよ
び不可避不純物からなる成分組成を有するものが好まし
く、鉄との反応性の観点からTiとOの含有量が多いほ
ど好ましい。しかし、TiとOの含有量が多すぎると強
度が低下するところからTiの上限を20重量%に、O
の上限を30重量%にそれぞれ抑えた。さらに上記Si
とTiの炭酸化物繊維は成分組成が全体に均一である必
要がなく、TiとOが外周部に多く偏在している繊維で
あってもよい。
【0008】この発明の酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具の原料として用いるSiとTiの炭酸化物
繊維は、平均太さ:1.0〜30μm、平均長さ:0.
05〜2.0mmの範囲内にあることが好ましい。平均太
さが1.0μm未満では細すぎて十分な靭性を付与する
ことができないために耐欠損性が不足し、一方、平均太
さが30μmを越えると、それ自体粗大粒子と同様な働
きで曲げ強度の低下をもたらし、やはり耐欠損性が低下
するので好ましくないことによるものである。さらに上
記平均長さが0.05mm未満では繊維強化作用が弱くな
って切削工具の耐欠損性を十分に向上させることができ
ず、一方、2.0mmを越えて長くなると酸化アルミニウ
ム素地中に均一に分散しなくなるところから靭性が低下
し、切削工具とした場合に耐欠損性が低下するので好ま
しくない。
【0009】(ロ) MgO,Y2 3 ,ZrO2 およ
び希土類金属の酸化物 これら酸化物は一般に焼結助剤として添加される原料で
あるが、その添加量が0.05重量%未満では十分な焼
結性が得られず、一方5重量%を越えて添加すると耐欠
損性が低下するので好ましくない。したがってこれら酸
化物の添加量は0.05〜5重量%に定めた。
【0010】(ハ) SiC,TiC,TiN,TiC
N,TiCNO これら成分は酸化アルミニウムの一部と置換しうる成分
であるが、その量が20重量%を越えると耐摩耗性が低
下するので好ましくない。したがって、SiC,Ti
C,TiN,TiCN,TiCNOのうち1種または2
種以上は20重量%以下に定めた。
【0011】
【実施例】原料として、重量%でTi:7%、O:14
%、C:40%、残部:Siおよび不可避不純物からな
る組成を有し、表1〜2に示される平均太さおよび平均
長さを有するSiとTiの炭酸化物短繊維(以下、Si
−Ti−C−O系短繊維という)、平均粒径:0.7μ
mのα−Al2 3 粉末、焼結助剤としてのいずれも平
均粒径:0.7μmのMgO粉末、Y2 3 粉末、Zr
2 粉末、La2 3 粉末、Yb2 3 粉末、Dy2
3 粉末、硬質粉末としてのいずれも平均粒径:1.0μ
mのSiC粉末、TiC粉末、TiN粉末、TiCN粉
末、TiCNO粉末を用意した。
【0012】これら原料のうちSi−Ti−C−O系短
繊維以外の粉末を表1〜2に示される割合に配合し、こ
れをボールミルに充填し、12時間湿式混合したのち乾
燥し、この乾燥した混合物を一軸プレスにて12kg/mm
2 の荷重で加圧し、圧粉体としたのち、この圧粉体を温
度:1550℃、Ar雰囲気中、1.5時間保持の条件
で焼結し、さらに1450℃、1000気圧のAr雰囲
気中で1時間保持のHIPを施すことにより焼結体を作
製し、その焼結体を研摩加工することによりISO・S
NGN120408形状の本発明繊維強化酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具(以下、本発明チップと
いう)1〜14および比較繊維強化アルミニウム基セラ
ミックス製切削工具(以下、比較チップという)1〜5
を作製した。
【0013】さらに、比較のために、平均太さ:1.2
μm、平均長さ:50μmのSiCウイスカーを用意
し、このSiCウイスカー:25重量%を上記α−Al
2 3粉末に配合し、同様にしてボールミルにて湿式混
合し、乾燥したのち、ISO・SNGN120408形
状の従来繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具(以下、従来チップという)を作製した。
【0014】本発明チップ1〜14、比較チップ1〜5
および従来チップを用い、 被削材:SCM440(HB 240)丸鋼棒、 切削速度:320mm/min 、 送り:0.35mm/rev 、 切り込み:2mm、 切削時間:10分、 の条件で高速連続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量を測
定し、さらに、 被削材:FC30(HB 200)の角材、 切削速度:210m/min 、 送り:0.28mm、 切込み:1.0mm/rev 、 切削時間:10分 の条件で湿式断続切削試験を行ない、切刃の欠損発生の
有無を調べ、これらの測定結果を表3に示した。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】
【発明の効果】表1〜表3に示される結果から、本発明
チップ1〜14は従来チップに比べて耐摩耗性および耐
欠損性が優れていることがわかる。
【0019】しかし、この発明の条件から外れた比較チ
ップ1〜5は耐摩耗性または耐欠損性のうち少なくとも
1つの特性が劣ることがわかる。
【0020】上述のように、この発明の繊維強化酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具は、従来よりも長
期に亘って優れた切削性能を発揮し、産業の発展に大い
に貢献しうるものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SiとTiの炭酸化物繊維:2〜30重
    量%、 MgO,Y2 3 ,ZrO2 および希土類金属の酸化物
    のうち1種または2種以上:0.05〜5重量%、 残部:酸化アルミニウムからなる配合組成を有する焼結
    体で構成されている繊維強化酸化アルミニウム基セラミ
    ックス製切削工具。
  2. 【請求項2】 SiとTiの炭酸化物繊維:2〜30重
    量%、 MgO,Y2 3 ,ZrO2 および希土類金属の酸化物
    のうち1種または2種以上:0.05〜5重量%、 SiC,TiC,TiN,TiCN,TiCNOのうち
    の1種または2種以上:20重量%以下、 残部:酸化アルミニウムからなる配合組成を有する焼結
    体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基セラミ
    ックス製切削工具。
JP5180763A 1993-06-25 1993-06-25 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 Pending JPH0780706A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983980B1 (ko) * 2008-09-24 2010-09-27 엘에스전선 주식회사 일괄 차폐형 편조체
CN111452157A (zh) * 2020-03-18 2020-07-28 安徽昌发实业有限公司 一种柳条制用柳编耐磨切割刀

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000801