JPS58213678A - 切削工具および耐摩耗工具用サイアロン基焼結材料 - Google Patents

切削工具および耐摩耗工具用サイアロン基焼結材料

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JPS58213678A
JPS58213678A JP57093752A JP9375282A JPS58213678A JP S58213678 A JPS58213678 A JP S58213678A JP 57093752 A JP57093752 A JP 57093752A JP 9375282 A JP9375282 A JP 9375282A JP S58213678 A JPS58213678 A JP S58213678A
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JP
Japan
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sialon
powder
cutting
tool
wear
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JP57093752A
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賢一 西垣
安在 克章
照義 棚瀬
杉澤 泰次郎
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に切削工具および耐摩耗工具として使用
した場合にすぐれた耐摩耗性を示すサイアロン基焼結材
料に関するものである。。
窒化けい素と酸化アルミニウムの固溶体からなるサイア
ロンを主成分とし、これに焼結促進成分として酸化イツ
トリウム(以下Y、 03で示す)を0.2〜1ofD
添加含有させた組成を有するサイアロン基焼結材料は、
高温領域まで熱的安定性を有し、かつすぐれた耐酸化性
および耐熱衝撃性を有することから、近年、この材料を
切削工具や耐摩耗工具などとして用いる試みがなされて
いる。
しかし、上記従来サイアロン基焼結材料においては、こ
れを1例えば切削工具として鋳鉄の切削に用いた場合に
は、刃先に加わる熱および負荷が鋼切削の場合に比して
少ないことから、比較的良好な耐摩耗性を示すが、被剛
材が鋼である場合には、熱発生の原因となる切削抵抗が
大きくなるばかシでなく、これの構成成分であるSiと
被削材中のFeとの化学的親和力が強いことと相まって
、切刃に溶着−や剥離が生じることから、摩耗の著しい
ものとなり、実用に供し得ないのが現状である。
本発明者等は、上述のような観点から、高温領域まで熱
的に安定し、かつすぐれた耐酸化性および耐熱衝撃性を
もつが、例えば鋼の切削に切削工具として使用した場合
、摩耗が著しく、実用に供し得ない上記従来サイアロン
基焼結材料に着目し、これにすぐれた耐摩耗性を付与す
べく研究を行なった結果、前記従来サイアロン基焼結材
料に、Tiの炭化物、窒化物、および炭窒化物(以下、
TiC,TiN。
およびT1CNで示す)のうちの1種または2種以上を
添加含有させると、サイアロン基焼結材料自体における
粒子同志の結合力が一段と向上するようになると共に、
粒成長が抑制されるようになり、かつこれの構成成分で
ある5ioFeに対する化学的親和力が著しく弱められ
るようになシ、この結果耐摩耗性が著しく向上したもの
になシ、さらにこれにZrお工び酊の炭化物、窒化物、
および炭窒化物(以下、それぞれZrC、ZrN 、 
ZrpN 、 HfC、HfN 。
およびHfCNで示し、かつこれらを総称してZrおよ
び掛の炭・窒化物という)のうちの1種または2種以上
を含有させると、一段と粒成長が抑制され、むしろ微細
化“するようになって耐摩耗性が一層向上するようにな
るという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、Y、0. : 0.2〜lOチ%TiC,TiN、
およびT1CNのうちの1種またに2種以上=lθ〜4
0チを含有し、さらに必要に応じてZrお工び酊の炭・
窒化物のうちの1種またμ2種以上: 0.1〜12%
’に含有し、残りがサイアロンと不可避不純物からなる
組成(以上重量%)t−有し、特に鋳鉄は勿論のこと、
鋼の切削に切削工具として、さらに耐摩耗工具として用
いた場合に、すぐれた耐摩耗性を示すサイアロン基焼結
材料に特徴全有す  。
るものである。
つぎに、この発明の焼結材料において、成分組成範囲全
上記の通りに限定した理由全説明する。
(a)   Y20g Y2O3成分には、焼結時にイツ) IJウムけい酸塩
質の液相を生成して焼結体の緻密化を促進するという焼
結助剤としての作用と、1850℃以上の高融点を有す
るメリライト型化合物(8isN4・Y、03)の結晶
相を粒界に析出させて焼結材料の高温強度を向上させる
作用があるが、その含有量が0.21未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方10%t−越えて含有さ
せると、サイアロンに工ってもたらされる特性を十分に
発揮することができなくなることから、その含有量t 
O,2〜10チと定めた。
ら)  TiC,TiN、およびT1CNこれらの成分
は、上記の通り、サイアロン粒子の粒間に独立粒子とし
て存在して、サイアロン粒子の粒成長全抑制し、もって
耐摩耗性全向上させる作用上もつほか、これらの粒子と
サイアロン粒子とは、その結合強度がきわめて強固であ
ることから、靭性も著しく向上させる作用金もち、した
がって、例えばこの結果の焼結材料を切削工具として鋼
の切削に用いた場合には、剥離摩耗、並びに被剛材の構
成成分であるFeとSiとの溶着に原因する拡散摩耗が
著しく抑制されるようになるが、その含有量が10チ未
満では前記作用に用望の効果が得られず、一方40チを
越えて含有させると、これらの成分の粒子同志の接触割
合が多くなりすぎて、焼結性が低下する↓うになり、こ
の結果焼結材料の強度が低下することから、その含有量
全lθ〜40チと定めた。
(c)  Zrお工′び■の炭拳窒化物これらの成分に
は、TiC、’I’iN 、お工びT1CNと同様に、
サイアロン粒子の粒成長を一層抑制し、むしろこれを微
細化して一段と耐摩耗性全向上させる作用があるので、
特に高い耐摩耗性が要求される場合に必要に応じて含有
されるが、その含有量が0.11未満では所望の向上効
果が得られず、一方12%に越えて含有させると、焼結
性が低下し、焼結材料が強度低下をきたすようになるこ
とから、その含有tt−0,1〜12チと足めた。
なお、この発明の焼結材料は、k常の粉末冶金法にした
がって製造することができるが、特に以下の方法、すな
わち、まずサイアロン粉末とY、03粉末、またはサイ
アロンに相当する配合組成の窒化けい素(以下8isN
4で示す)粉末、窒化アルミニウム(以下A/−Nで示
す)粉末、および酸化アルミニウム(以下Atz Os
で示す)粉末と、Y2O5粉末とを、湿式混合し、乾燥
した後、混合粉末ままの状態・または約100Kt/−
の圧力で・−圧・粉体とした状態で、アルミナ管に入れ
、窒素雰囲気中、温度:1300〜1500℃の範囲内
の所定温度に1〜10時間保持して拡散固溶させること
によってサイアロンとY2O3の固溶体を形成し、これ
を粉砕して原料粉末とし、この原料粉末に、同じく原料
粉末として用意したTiC粉末、TiN粉末、およびT
1CN粉末、さらに必要に応じてZrおよび田の炭・窒
化物粉末を配合してD「定の配合組成とし、通常の条件
で湿式混合し、乾燥し、圧粉体とした後、窒素雰囲気中
、温度二1700〜1800℃の範囲内の所定温度で、
常圧焼結あるいはホットプレスし、さらに必要に応じて
窒素またはアルゴン雰囲気中で熱間静水圧プレス音節す
ことによって製造するのが好ましい。
つぎに、この発明の焼結材料金実施例にLt)具体的に
説明する。
実施例 まず、原料粉末として、いずれも市販の平均粒径:0.
6μmf有するSi3N4粉末、同0.4μsのM2O
3粉末、および同1.2μmのktNa末全用意し、こ
れら原料粉末術サイアロン組成に相当する配合組成に配
合し、湿式ボールミルにて混合、し、乾燥した後、I 
Q OKf/讐の圧力にて圧粉体とし、ついでこの圧粉
体を窒素雰囲気中、温度: 1550℃に5時間保持し
て反応させて組成式: 5i4A1.zOzNa ’f
r:有するサイアロンとし、このサイアロンは破砕性の
良好なものなので容易に−60meshに粉砕でき、つ
いでこのように調整したサイアロン粉末と、別途用意し
た平均粒径:0.6μmf有するY2O3粉末、いずれ
も同0−8μsのTiC粉末、TiN粉末、およびT1
CN粉末、さらに同じくいずれも平均粒径:1.2μm
’z有するZrと酊の炭・窒化物粉末(以下それぞれZ
rC粉末、ZrN粉末、ZrCN粉末、 HfC粉末、
HfN粉末、お工ひllf’(J粉末で示す)と全原料
粉末として使用し、これら原料粉末tそれぞれ第1表に
示される配合組成に配合し、湿式ボールミルにて混合し
、乾燥した後、 1 ton/cdlの圧力にて圧粉体
に成形し、この圧粉体を黒鉛鋳型内に上下全窒化ポロン
粉末でサンドイッチした状態で挿入し、窒素雰囲気中、
温度: 1750℃に1時間保持のホットプレス金貸な
い、実質的に配合組成と同一の成分組成?もった本発明
焼結材料1〜19お工び従来焼結材料をそれぞれ製造し
た。
つぎに、この結果得られた各種の焼結拐料の密度、硬さ
くロックウェル硬さAスケール)、お工び抗折力を測定
すると共に、これLり切削チップを切り出し、被削材:
 8NCM−s (硬さ: HB270 )。
切削速度: 300 m7’b、送り:0.2鵡7re
v、切込み:1.5圏、切削時間=2Wkの条件で鋼の
高速切削試験を行ない、切刃の逃げ面摩耗幅全測定した
。これらの測定結果を第1表に合せて示した。
第1表に示される結果から1本発明焼結材料1〜19は
、いずれも従来焼結材料に比して高硬度および高靭性全
有し、かつ切削工具として使用した場合にはすぐれた耐
摩耗性を示すことが明らかである。
上述のように、この発明の焼結材料は、特にすぐれた靭
性と耐摩耗性を備え、かつ高温強度、耐酸化性、および
耐熱衝撃性にすぐれ、さらに高温領域まで熱的に安定し
た性質上もつので、これらの特性が要求される切削工具
や、軸受お工び線引ダイスなどの耐摩耗工具として使用
した場合に長期に亘ってすぐれた性能全発揮するのであ
る。
出願人  三菱金属株式会社 代理人  富 1)和 夫

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  酸化イットリウム二0.2〜10慢、Tiの
    炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの1種または2
    種以上=10〜40チ會含有し、残りがサイアロンと不
    可避不純物から5なる組成(以上重量%)を有すること
    全特徴とする切削工具おLび耐摩耗工具用サイアロン基
    焼結材料。
  2. (2)  酸化イツトリウム=0.2〜工0チ、Tiの
    炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの1種または2
    種以上: l O〜40%’t−含有し、さらにZrお
    工び酊の炭化物、窒化物、および炭窒化物のうちの1種
    または2種以上=0.1〜12チを含有し、残りがサイ
    アロンと不可避不純物からなる組成(以上重量%)ヲ有
    する仁とを特徴とする切削工具および耐摩耗工具用サイ
    アロン基焼結材料。
JP57093752A 1982-06-01 1982-06-01 切削工具および耐摩耗工具用サイアロン基焼結材料 Granted JPS58213678A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62275070A (ja) * 1984-11-09 1987-11-30 日立金属株式会社 導電性サイアロン焼結体およびその製造方法
DE3990082T1 (de) * 1988-01-28 1990-01-11 Hitachi Metals Ltd Sinterkoerper aus leitfaehigem sialon und ein daraus gefertigtes heizelement

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02107572A (ja) * 1988-01-28 1990-04-19 Hitachi Metals Ltd 導電性サイアロン焼結体とヒータ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5239508A (en) * 1975-09-23 1977-03-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Composite ceramic tool
JPS52147607A (en) * 1976-06-03 1977-12-08 Lucas Industries Ltd Manufacture of ceramic materials
JPS5632377A (en) * 1979-08-20 1981-04-01 Mitsubishi Metal Corp Silicon nitride base sintered material for cutting tool
JPS56129667A (en) * 1980-03-12 1981-10-09 Kagaku Gijutsucho Mukizai Manufacture of alpha-sialon sintered body
JPS58213679A (ja) * 1982-05-20 1983-12-12 ジ−・テイ−・イ−・ラボラトリ−ズ・インコ−ポレ−テツド 複合セラミツク切削工具及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5239508A (en) * 1975-09-23 1977-03-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Composite ceramic tool
JPS52147607A (en) * 1976-06-03 1977-12-08 Lucas Industries Ltd Manufacture of ceramic materials
JPS5632377A (en) * 1979-08-20 1981-04-01 Mitsubishi Metal Corp Silicon nitride base sintered material for cutting tool
JPS56129667A (en) * 1980-03-12 1981-10-09 Kagaku Gijutsucho Mukizai Manufacture of alpha-sialon sintered body
JPS58213679A (ja) * 1982-05-20 1983-12-12 ジ−・テイ−・イ−・ラボラトリ−ズ・インコ−ポレ−テツド 複合セラミツク切削工具及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62275070A (ja) * 1984-11-09 1987-11-30 日立金属株式会社 導電性サイアロン焼結体およびその製造方法
JPH0227307B2 (ja) * 1984-11-09 1990-06-15 Hitachi Metals Ltd
DE3990082T1 (de) * 1988-01-28 1990-01-11 Hitachi Metals Ltd Sinterkoerper aus leitfaehigem sialon und ein daraus gefertigtes heizelement

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