JPS58217463A - 切削工具用セラミツクス - Google Patents
切削工具用セラミツクスInfo
- Publication number
- JPS58217463A JPS58217463A JP57098277A JP9827782A JPS58217463A JP S58217463 A JPS58217463 A JP S58217463A JP 57098277 A JP57098277 A JP 57098277A JP 9827782 A JP9827782 A JP 9827782A JP S58217463 A JPS58217463 A JP S58217463A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- ceramics
- present
- ceramic
- weight
- 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.)
- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミック材料に関し、特に切削」具用セラミ
ックスに関するものである。 ゛切削工具用セラミッ
クスの1つどじて良く知られているアルミナ切削工具は
、耐摩耗性に優れている反面チッピングしやすい短所を
右しているため、開発初期より現在に至るまでセラミッ
クス工具の靭性の改善が開発の人さな目標の一つとされ
てきた。これらの要求に対する解決法の一つとして、A
l2O3に約30重量%のTiCを複合化し、結晶粒を
微細化すると同時に、アルミナ固有の性質である高)晶
になるほど熱伝導率が低下りる欠員を補い、熱衝撃によ
る耐欠損性を改善したAl2O3−TiC系セラミック
ス工具が発明された。
ックスに関するものである。 ゛切削工具用セラミッ
クスの1つどじて良く知られているアルミナ切削工具は
、耐摩耗性に優れている反面チッピングしやすい短所を
右しているため、開発初期より現在に至るまでセラミッ
クス工具の靭性の改善が開発の人さな目標の一つとされ
てきた。これらの要求に対する解決法の一つとして、A
l2O3に約30重量%のTiCを複合化し、結晶粒を
微細化すると同時に、アルミナ固有の性質である高)晶
になるほど熱伝導率が低下りる欠員を補い、熱衝撃によ
る耐欠損性を改善したAl2O3−TiC系セラミック
ス工具が発明された。
A I2O3T ! C系セラミックス工具は、純アル
ミナによるいわゆる白糸セラミックス工具と比較して、
高靭性ぐしかも熱衝撃による耐欠損性にすぐれているた
め、白糸セラミックス工具では使用が困難であった高硬
度材料の旋削加工、鋳鉄オA料のフライス、加工等の用
途に特に威力を発揮している。しかし、このA I20
.I−T i C系セラミックス工具においても、刃先
温度が1200℃を越える切削条件下では、予備に含ま
れるTiCの高温′&J!度がAl2O,の高湿1曲度
より低下するため、゛耐摩耗性が劣り、高硬度材の切削
地に境界摩耗が生じ易い欠点があった。
ミナによるいわゆる白糸セラミックス工具と比較して、
高靭性ぐしかも熱衝撃による耐欠損性にすぐれているた
め、白糸セラミックス工具では使用が困難であった高硬
度材料の旋削加工、鋳鉄オA料のフライス、加工等の用
途に特に威力を発揮している。しかし、このA I20
.I−T i C系セラミックス工具においても、刃先
温度が1200℃を越える切削条件下では、予備に含ま
れるTiCの高温′&J!度がAl2O,の高湿1曲度
より低下するため、゛耐摩耗性が劣り、高硬度材の切削
地に境界摩耗が生じ易い欠点があった。
本発明は上記従来技術の欠点を改良し、熱伝導度が高く
高靭C耐チッピング特性の優れた切削工具用セラミック
スを提供することを目的とする。
高靭C耐チッピング特性の優れた切削工具用セラミック
スを提供することを目的とする。
本発明はAl2O3粉末に5−40中ω%の゛r;+3
2粉末を混合し、これに0.5〜5重量・%のAINを
添加したことを特徴どするものである。
2粉末を混合し、これに0.5〜5重量・%のAINを
添加したことを特徴どするものである。
本発明において、Al2O3−Ti C系セラミツ’)
’)、 ニn *jルT i CトIul 様ニ、T
i B2 LLAI20a中に分散した組織にな・〕
でおり、良く知られているように、TiB2 アルミナ
の粒成長を阻止し靭性を高めるとともに微小なりラック
の成長を押える役割を果している。しかもTlB2の硬
度1−1vは3300K (J / arm とTi
Cの2900K (1/’ +11111 より高く
、熱膨服係数は6.2×10/′℃と−riCの8、t
JX 10−’/ ℃より小さく、より耐摩耗性に優れ
るどともに高硬度材の切削時に生じる境界摩耗と境界部
での欠損を防ぐ効果があ′る。
’)、 ニn *jルT i CトIul 様ニ、T
i B2 LLAI20a中に分散した組織にな・〕
でおり、良く知られているように、TiB2 アルミナ
の粒成長を阻止し靭性を高めるとともに微小なりラック
の成長を押える役割を果している。しかもTlB2の硬
度1−1vは3300K (J / arm とTi
Cの2900K (1/’ +11111 より高く
、熱膨服係数は6.2×10/′℃と−riCの8、t
JX 10−’/ ℃より小さく、より耐摩耗性に優れ
るどともに高硬度材の切削時に生じる境界摩耗と境界部
での欠損を防ぐ効果があ′る。
しかしながら、A I209 中に、難焼結材であるT
iB2を多量に混合した場合、焼成温度が高くなり粒径
が10μ刊前後と大きくなる欠点がある。′本発明にお
けるAINの添加はこの欠点を補うもので、A l20
3−−r + [32の焼結1’lを向上さけるととも
に粒径の成長を押える効果がある。また、本発明におい
ては、0.05・−1,5tifi%のMc+0を添加
することにより、AINと焼結性を向上し粒径の成長を
押えることが出来る。
iB2を多量に混合した場合、焼成温度が高くなり粒径
が10μ刊前後と大きくなる欠点がある。′本発明にお
けるAINの添加はこの欠点を補うもので、A l20
3−−r + [32の焼結1’lを向上さけるととも
に粒径の成長を押える効果がある。また、本発明におい
ては、0.05・−1,5tifi%のMc+0を添加
することにより、AINと焼結性を向上し粒径の成長を
押えることが出来る。
本発明によるセラミックスは、通常、上記組成範囲の混
合粉末を熱間加圧することにより得ることができるが、
熱間加圧後さらに熱間静水圧プレスを行なっても、ある
いは常圧焼成の後熱間静水圧プレスを行なっても同様の
結果を得ることができる。また本発明において、ri
B2粉末を5〜40重量%に限定した理由は、0.5以
下では添加効果がなく 5%以上では粒径が逆に大きく
成長するためである。またM(to粉末を0.05〜1
.5重量%に限定した理由は、0.05重量%以下では
Al2O3の結晶粒微細化の効果がなく、1.5重社%
以上になると結晶粒界にスピネル層が生じ、脆化4−る
ためである。
合粉末を熱間加圧することにより得ることができるが、
熱間加圧後さらに熱間静水圧プレスを行なっても、ある
いは常圧焼成の後熱間静水圧プレスを行なっても同様の
結果を得ることができる。また本発明において、ri
B2粉末を5〜40重量%に限定した理由は、0.5以
下では添加効果がなく 5%以上では粒径が逆に大きく
成長するためである。またM(to粉末を0.05〜1
.5重量%に限定した理由は、0.05重量%以下では
Al2O3の結晶粒微細化の効果がなく、1.5重社%
以上になると結晶粒界にスピネル層が生じ、脆化4−る
ためである。
本発明において、Al2O3の焼結助剤として公知であ
る酸化物N i O,Cr2O,、Tl 02 、 Y
2O3等の1種以十を、さらに1.5弔41%以r−添
加しくも同様の効果が得られる。
る酸化物N i O,Cr2O,、Tl 02 、 Y
2O3等の1種以十を、さらに1.5弔41%以r−添
加しくも同様の効果が得られる。
以下、本発明を実施例に基づき訂IIに説明覆る。
実施例1
平均粒径1.2μmのTiB2粉末をφ聞比−(25%
、平均粒径0,1μ’l 、純I!99.95 ]A
1203 15)末を残部どし、AIN粉末を重量比で
0. 1. 2゜5.8.10の各%、およびMgOを
0.8%配合し、エチルアルコールを使用してアルミナ
製のボールミルで48時間混合粉砕゛した後真空中で乾
燥し、造粒後2t/cm で成型し、真空中1600
℃で圧力200K(+/’CIl+ をかけながら1
0分間保持−4る加圧焼結を施した結果、第1図に示す
ような密度と平均粒径を持つセラミックスを得た。AI
Nを添加しないものでは、十分に焼成が行なわれず密度
は98.5%に仁どまっているにもかかわらず、A’I
Nを1・−5%添加したものでは、1600℃での上記
加圧焼成においても密度は99.2%に達し、しかも平
均粒径は2.5・〜3.5μ川と十分に小さな値を示し
Cいる。
、平均粒径0,1μ’l 、純I!99.95 ]A
1203 15)末を残部どし、AIN粉末を重量比で
0. 1. 2゜5.8.10の各%、およびMgOを
0.8%配合し、エチルアルコールを使用してアルミナ
製のボールミルで48時間混合粉砕゛した後真空中で乾
燥し、造粒後2t/cm で成型し、真空中1600
℃で圧力200K(+/’CIl+ をかけながら1
0分間保持−4る加圧焼結を施した結果、第1図に示す
ような密度と平均粒径を持つセラミックスを得た。AI
Nを添加しないものでは、十分に焼成が行なわれず密度
は98.5%に仁どまっているにもかかわらず、A’I
Nを1・−5%添加したものでは、1600℃での上記
加圧焼成においても密度は99.2%に達し、しかも平
均粒径は2.5・〜3.5μ川と十分に小さな値を示し
Cいる。
実施例2
Ti132を10.20.30の各重量%どし、残部を
平均粒径0,1μm、純度99.9%のAl2O3どし
たものに、TiB2 を1’0.20.30の各重量
%、AINを2重量%、MgOを0.5重量%配合し、
エチルアルコールを使用してアルミナ製のボールミルで
48時間混合粉砕した後真空中で乾燥し、迄枝鎖2じ’
cn+ で成型し、真空中1650℃で圧力200に
!117′011+ をかけながら10時間保持する
加圧焼結を施し−C1第1表に示すような材料特性を持
つセラミックスを得た。
平均粒径0,1μm、純度99.9%のAl2O3どし
たものに、TiB2 を1’0.20.30の各重量
%、AINを2重量%、MgOを0.5重量%配合し、
エチルアルコールを使用してアルミナ製のボールミルで
48時間混合粉砕した後真空中で乾燥し、迄枝鎖2じ’
cn+ で成型し、真空中1650℃で圧力200に
!117′011+ をかけながら10時間保持する
加圧焼結を施し−C1第1表に示すような材料特性を持
つセラミックスを得た。
第2図は、本発明による上記セラミックスと従来のAI
、O,−TiC系セラミックスより、切削工具用チップ
S N G N 443をそれぞれ切り出し、被削材D
AC(ショア硬さ65)を切削しlζ結果をまとめたも
のである。切削速度は、’+(l III/ m i
nおよび70 m/min 、切り込みは各1 、5
m m :送りは0.4m1ll/’reVおよび0.
3mm/ revどした。
、O,−TiC系セラミックスより、切削工具用チップ
S N G N 443をそれぞれ切り出し、被削材D
AC(ショア硬さ65)を切削しlζ結果をまとめたも
のである。切削速度は、’+(l III/ m i
nおよび70 m/min 、切り込みは各1 、5
m m :送りは0.4m1ll/’reVおよび0.
3mm/ revどした。
第2図に示す如く、本発明によるセラミックスはいずれ
も従°来のA 1203T i C系セラミックスに比
べて境界摩耗量が少なく、特に、より旨、速度で送りが
大きく、切削能率の良い状態で高硬度材を切削すること
ができた。例えば、切削速磨70m/min、送り0.
3mm/ reV 、切り込み1.5m1llて15分
間切削した結果、本発明品ではチップに生じた境界摩耗
量は0.3−” 0.4mmと小さく、さらに切削の続
行が可能であったが、従来のA材、B材では境界摩耗量
が大きく、境界部に大きな欠損が発生したため、途中で
切削面が粗くなり切削続行が不可能であった。
も従°来のA 1203T i C系セラミックスに比
べて境界摩耗量が少なく、特に、より旨、速度で送りが
大きく、切削能率の良い状態で高硬度材を切削すること
ができた。例えば、切削速磨70m/min、送り0.
3mm/ reV 、切り込み1.5m1llて15分
間切削した結果、本発明品ではチップに生じた境界摩耗
量は0.3−” 0.4mmと小さく、さらに切削の続
行が可能であったが、従来のA材、B材では境界摩耗量
が大きく、境界部に大きな欠損が発生したため、途中で
切削面が粗くなり切削続行が不可能であった。
上記実施例から明らかな如く、本発明による切削工具用
セラミックスは、高硬度材の切削時においても境界摩耗
量が少く、高靭で耐チツピング特性が特に優れており、
高硬度の切削工具用デツプ(いわゆる熱系工具用セラミ
ックス)としCIG ttだ特性を示し、工業上極め°
C有用なものCある。
セラミックスは、高硬度材の切削時においても境界摩耗
量が少く、高靭で耐チツピング特性が特に優れており、
高硬度の切削工具用デツプ(いわゆる熱系工具用セラミ
ックス)としCIG ttだ特性を示し、工業上極め°
C有用なものCある。
第1図は、本発明におりるAINの添加効果を示す特性
図、第2図は本発明によるセラミックスおよび従来のA
l2O,−ric系セラミックスによる切削7ス[・結
果を示づ特性曲線図である。 1;切削速度50 IIl/min 、切り込み1.5
mm、送り0.4mm/rev Pの切削結果。 2:切削速IJj !i0 Il+/’ m1ll 、
切り込み1,5111m、送り0.3111m/ re
Vでの切削結果。 3:切削速度70 m7’min 、切り込み1.5+
nn+、送り0.3111111/ reVでの切削結
果。 昭和5フイl′、1’+。1−′「願第 98277
シ;補11:をする台 Y・ 拍 −5os)II +’f、余属株式会社代
ノ乏 6 イlll 野
典 夫代 理 人 居 所 東5;〔都Fi1区丸の内各j゛目1爵
2シ;補市の対象 明細書および図面。 手続補正−書(自発) 1(’j 11.51μ、11I21+1昭和57年士
旨!1’[i 第j8277 翼発明の名称 切削工
具用セラミックス 補11ミをする者 R輌l5os+ ll−+’f金属株式会社代 )・
者 河 野 典 夫代 理 人 居 所 東京都千代田区丸の内\J″目1番2>
H=旧χ金属株式会社内電話東京284−4642補正
の内容 ■ 明細書の「発明の詳細な説明」のImノ記載を下記
の通り訂□正する。 記 (1) 明細書第3頁第9行の「TiB2」を削除す
る。。 (2) 同書同頁第12行の「3300〜/鰭」を「
3300に9/Q″」に訂正する。 (3) 同誉同頁同行の「2900に9/鰭」を「29
00に9/α月に訂正する。 (4) 同書第4頁第11行の「TiBajを「副」
に訂正する。 、(5) 同豊同頁第11行から第12行の「5〜4
重量%」を「05〜5重量%」に訂正する。 Ta2 [F第5頁第9行の「エチルアルコール」を
「トルエン」に訂正する。 (7) 同豊同頁第11行の「2t/α」をlft
/ cm”Jに訂正する。 (8) 同書同頁第12行のrkg/GIIJを−r
lcg/cIn”Jに訂正する。 (91同’$第6頁第5行の「エチルアルコール」を「
トルエン」に訂正する。 (IIll 同書同頁第8行の「2t/ (I’m
J を「2t/crn2」に訂正する。 αυ 同書同頁第9行の「/cInJを「7cm2」に
訂正する。 aa 同書第1表中の「硬度H」を[度胸υJに訂正
する。
図、第2図は本発明によるセラミックスおよび従来のA
l2O,−ric系セラミックスによる切削7ス[・結
果を示づ特性曲線図である。 1;切削速度50 IIl/min 、切り込み1.5
mm、送り0.4mm/rev Pの切削結果。 2:切削速IJj !i0 Il+/’ m1ll 、
切り込み1,5111m、送り0.3111m/ re
Vでの切削結果。 3:切削速度70 m7’min 、切り込み1.5+
nn+、送り0.3111111/ reVでの切削結
果。 昭和5フイl′、1’+。1−′「願第 98277
シ;補11:をする台 Y・ 拍 −5os)II +’f、余属株式会社代
ノ乏 6 イlll 野
典 夫代 理 人 居 所 東5;〔都Fi1区丸の内各j゛目1爵
2シ;補市の対象 明細書および図面。 手続補正−書(自発) 1(’j 11.51μ、11I21+1昭和57年士
旨!1’[i 第j8277 翼発明の名称 切削工
具用セラミックス 補11ミをする者 R輌l5os+ ll−+’f金属株式会社代 )・
者 河 野 典 夫代 理 人 居 所 東京都千代田区丸の内\J″目1番2>
H=旧χ金属株式会社内電話東京284−4642補正
の内容 ■ 明細書の「発明の詳細な説明」のImノ記載を下記
の通り訂□正する。 記 (1) 明細書第3頁第9行の「TiB2」を削除す
る。。 (2) 同書同頁第12行の「3300〜/鰭」を「
3300に9/Q″」に訂正する。 (3) 同誉同頁同行の「2900に9/鰭」を「29
00に9/α月に訂正する。 (4) 同書第4頁第11行の「TiBajを「副」
に訂正する。 、(5) 同豊同頁第11行から第12行の「5〜4
重量%」を「05〜5重量%」に訂正する。 Ta2 [F第5頁第9行の「エチルアルコール」を
「トルエン」に訂正する。 (7) 同豊同頁第11行の「2t/α」をlft
/ cm”Jに訂正する。 (8) 同書同頁第12行のrkg/GIIJを−r
lcg/cIn”Jに訂正する。 (91同’$第6頁第5行の「エチルアルコール」を「
トルエン」に訂正する。 (IIll 同書同頁第8行の「2t/ (I’m
J を「2t/crn2」に訂正する。 αυ 同書同頁第9行の「/cInJを「7cm2」に
訂正する。 aa 同書第1表中の「硬度H」を[度胸υJに訂正
する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、重量比で5・−40%Ti32.残部A+20.
を生成分とし、AINを0.5〜5小φ%含有するこ
とを特徴とする切削工具用セラミックス。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおい(−1Mo
Oを0.05 ・” 1.5重石%添加したことをfj
’61とする切削工具用セラミックス。 3、特許請求の範囲第1項または第2項記載の−6のに
おイテ、0.05・−1,5重銀%)Ni O,Cr2
O3、Ti 02 、 Y2O,(7))チ(7)1
種以上’e +’)合添加したことを特徴とする切削工
具用セラミックス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57098277A JPS58217463A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | 切削工具用セラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57098277A JPS58217463A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | 切削工具用セラミツクス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58217463A true JPS58217463A (ja) | 1983-12-17 |
Family
ID=14215440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57098277A Pending JPS58217463A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | 切削工具用セラミツクス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58217463A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5030597A (en) * | 1989-03-03 | 1991-07-09 | Toray Industries, Inc. | Process for producing ceramic composites |
-
1982
- 1982-06-08 JP JP57098277A patent/JPS58217463A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5030597A (en) * | 1989-03-03 | 1991-07-09 | Toray Industries, Inc. | Process for producing ceramic composites |
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