JPS6022672B2 - 切削工具用セラミック焼結体の製造方法 - Google Patents
切削工具用セラミック焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPS6022672B2 JPS6022672B2 JP53080708A JP8070878A JPS6022672B2 JP S6022672 B2 JPS6022672 B2 JP S6022672B2 JP 53080708 A JP53080708 A JP 53080708A JP 8070878 A JP8070878 A JP 8070878A JP S6022672 B2 JPS6022672 B2 JP S6022672B2
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- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- temperature
- ceramic sintered
- sintered body
- sintering
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は切削工具用セラミック凝結体の製造方法に関す
るものである。
るものである。
詳しくは熱間静水圧法（以下ＨＩＰ法という）によるセ
ラミック隣緒体の製造方法の改良に関するものである。
山２０３一ＴＩＮ系セラミックをホットプレスにより製
造し切削工具用に用いることは公知である（侍開昭５０
一８９４１０）。
ラミック隣緒体の製造方法の改良に関するものである。
山２０３一ＴＩＮ系セラミックをホットプレスにより製
造し切削工具用に用いることは公知である（侍開昭５０
一８９４１０）。
またホットプレスよりもＨＩＰの方が、より繊密なセラ
ミックが得られること及び大量に燐結できることもよく
知られている。
ミックが得られること及び大量に燐結できることもよく
知られている。
そころがＨＩＰ法では、成形された原料粉末の開放気孔
を白金膜等で被う必要があったために、特公昭４８−斑
７６２では、拡散性ガス中で初期焼結して開放気孔をな
くすことが行われている。しかしながらこの方法では結
晶粒が成長しＡＩ２０３の場合５〃程度となってしまう
欠点があった。またＴＩＮを原料中に含んでいるとＴＩ
Ｎが分解してＮ２ガスを放出し、ガスが凝結体内部に閉
じ込められ微細な気孔がＨＩＰ後の焼結体に残る欠点が
あった。このような欠点を有することはセラミック競結
体の強度が結晶粒径と残留気孔に依存し、高性能切削工
具用としては結晶粒蓬２仏以下、残留気孔０．２容量％
以下である必要があることを考慮するとき、耐摩耗性と
轍性が要求される切削工具として鍬命的である。そこで
本発明者は、か）る従来の欠点を解消したＨＩＰ法につ
き鋭意検討の結果、初期焼給を２段階に分けて特定条件
で行ない、さらに高圧下特定温度により暁結すれば良好
な焼綾体が得られることを見出し本発明の目的は新規な
Ｈｍ法によるセラミック暁縞体の製造方法を提供するこ
とにあり、この目的は、山２０３とＴＩＮを主成分とす
る原料粉末を成形し、次に不活性ガスが内部へ浸透しな
い程度にあらかじめ表面層を初期糠結し、その後、ＨＩ
Ｐ法によりさらに蛾結して切削工具用セラミック焼結体
を製造するに当り、｛ａー 初期凝結を第１段階として
温度１３００ＣＯまでを、圧力１×１０−１〜１×１０
‐３肌Ｈｇ、第２段階として不活性ガス中温度１３００
〜１８００ｑＣ、圧力１０〜１００側Ｈｇで行ない、【
ｂ｝ さらに熱間静水圧炉中圧力６００〜３０００気圧
〜上記第２段階の温度以下で凝結する、ことにより達成
される。
を白金膜等で被う必要があったために、特公昭４８−斑
７６２では、拡散性ガス中で初期焼結して開放気孔をな
くすことが行われている。しかしながらこの方法では結
晶粒が成長しＡＩ２０３の場合５〃程度となってしまう
欠点があった。またＴＩＮを原料中に含んでいるとＴＩ
Ｎが分解してＮ２ガスを放出し、ガスが凝結体内部に閉
じ込められ微細な気孔がＨＩＰ後の焼結体に残る欠点が
あった。このような欠点を有することはセラミック競結
体の強度が結晶粒径と残留気孔に依存し、高性能切削工
具用としては結晶粒蓬２仏以下、残留気孔０．２容量％
以下である必要があることを考慮するとき、耐摩耗性と
轍性が要求される切削工具として鍬命的である。そこで
本発明者は、か）る従来の欠点を解消したＨＩＰ法につ
き鋭意検討の結果、初期焼給を２段階に分けて特定条件
で行ない、さらに高圧下特定温度により暁結すれば良好
な焼綾体が得られることを見出し本発明の目的は新規な
Ｈｍ法によるセラミック暁縞体の製造方法を提供するこ
とにあり、この目的は、山２０３とＴＩＮを主成分とす
る原料粉末を成形し、次に不活性ガスが内部へ浸透しな
い程度にあらかじめ表面層を初期糠結し、その後、ＨＩ
Ｐ法によりさらに蛾結して切削工具用セラミック焼結体
を製造するに当り、｛ａー 初期凝結を第１段階として
温度１３００ＣＯまでを、圧力１×１０−１〜１×１０
‐３肌Ｈｇ、第２段階として不活性ガス中温度１３００
〜１８００ｑＣ、圧力１０〜１００側Ｈｇで行ない、【
ｂ｝ さらに熱間静水圧炉中圧力６００〜３０００気圧
〜上記第２段階の温度以下で凝結する、ことにより達成
される。
以下に本発明を詳細に説明するに、本発明方法ではＡＩ
２０３とＴＩＮを主成分とする原料粉末を使用する。
２０３とＴＩＮを主成分とする原料粉末を使用する。
通常山２０３は６０〜９虫容量％、ＴＩＮは５〜４０容
量％使用され、これらの他にさらにＴＩＣＬＷＣ、Ｍ０
２Ｃ、ＴａＣなどを１〜２筋容量％原料粉末中に含有し
ていてもよい。またこれらの原料の他に、成形し易くす
るためにパラフィンなどのバインダーを０．２〜５％含
有させることもよい。次にこれらを含む原料粉末はプレ
スによって成形し初期焼結する。この際バインダーを含
有している場合にはパラフィンキャッチャーを備えた真
空炉で４００〜７００ｏｏに保ち仮糠することによって
除去しておくのがよい。本発明では初期競結を２段階に
分けて行なうことを特徴とし、第１段階は温度１３００
午Ｃまで、圧力１×１０‐１〜１×１０‐３脚Ｈｇで加
熱する。
量％使用され、これらの他にさらにＴＩＣＬＷＣ、Ｍ０
２Ｃ、ＴａＣなどを１〜２筋容量％原料粉末中に含有し
ていてもよい。またこれらの原料の他に、成形し易くす
るためにパラフィンなどのバインダーを０．２〜５％含
有させることもよい。次にこれらを含む原料粉末はプレ
スによって成形し初期焼結する。この際バインダーを含
有している場合にはパラフィンキャッチャーを備えた真
空炉で４００〜７００ｏｏに保ち仮糠することによって
除去しておくのがよい。本発明では初期競結を２段階に
分けて行なうことを特徴とし、第１段階は温度１３００
午Ｃまで、圧力１×１０‐１〜１×１０‐３脚Ｈｇで加
熱する。
この条件で加熱する理由はＴＩＮ、ＴＩＣなどに含まれ
ている吸蔵ガスの放出が１１５０〜１３００ｏ０で生じ
、これらのガスを完全に取り除き気孔中を真空とするた
めである。なお圧力の下限は１×１０‐３肋Ｈｇより低
くても勿論良いが、そのような真空状態を出現させるこ
とはコスト的に不利となるし、またその必要もない。第
２段階は不活性ガス中温度１３００〜１８００℃、好ま
しくは１５００〜１７００ｏｏ、圧力１０〜１０仇岬Ｈ
ｇで加熱する。不活性ガス中行うのは、水素ガスは拡散
速度が大きく結晶粒の成長を伴なし、好ましくなく、窒
素ガスは拡散性が小さ過ぎて不適であるからである。不
活性ガスにはヘリウム、ネオン、アルゴンなどがあるが
、コストの点でアルゴンが好ましい。
ている吸蔵ガスの放出が１１５０〜１３００ｏ０で生じ
、これらのガスを完全に取り除き気孔中を真空とするた
めである。なお圧力の下限は１×１０‐３肋Ｈｇより低
くても勿論良いが、そのような真空状態を出現させるこ
とはコスト的に不利となるし、またその必要もない。第
２段階は不活性ガス中温度１３００〜１８００℃、好ま
しくは１５００〜１７００ｏｏ、圧力１０〜１０仇岬Ｈ
ｇで加熱する。不活性ガス中行うのは、水素ガスは拡散
速度が大きく結晶粒の成長を伴なし、好ましくなく、窒
素ガスは拡散性が小さ過ぎて不適であるからである。不
活性ガスにはヘリウム、ネオン、アルゴンなどがあるが
、コストの点でアルゴンが好ましい。
温度及び圧力をこの条件で行う理由は、１３００ｑｏ以
上ではＴＩＮの分解が生じ、窒素ガスが真空中では生じ
るのでト生じない程度に圧力をかけておくのである。第
１、２段階より成る初期競緒では、表面層のみが暁結す
る段階で終了することが望ましく、内部の残留気孔量に
はこだわらない。そのため通常第１段階には３０分間第
２段階にはｌｑ片間かけて暁結される。上記の初期凝結
後は、公知の熱間静水圧炉中、６００〜３００の気圧、
初期暁給第２段階の温度以下で齢結する。
上ではＴＩＮの分解が生じ、窒素ガスが真空中では生じ
るのでト生じない程度に圧力をかけておくのである。第
１、２段階より成る初期競緒では、表面層のみが暁結す
る段階で終了することが望ましく、内部の残留気孔量に
はこだわらない。そのため通常第１段階には３０分間第
２段階にはｌｑ片間かけて暁結される。上記の初期凝結
後は、公知の熱間静水圧炉中、６００〜３００の気圧、
初期暁給第２段階の温度以下で齢結する。
この温度よりも高い温度により焼結すると、熱間静水圧
炉における焼縞中に粒成長を生じ、目的とする２仏以下
の結晶粒蚤が得られない。以上の本発明方法により製造
したセラミック暁絹体は結晶粒径が２仏以下、残留気孔
が０．２容量％以下であり、切削工具用として充分な性
能を有している。
炉における焼縞中に粒成長を生じ、目的とする２仏以下
の結晶粒蚤が得られない。以上の本発明方法により製造
したセラミック暁絹体は結晶粒径が２仏以下、残留気孔
が０．２容量％以下であり、切削工具用として充分な性
能を有している。
その原因な初期暁給を１３００ｑｏを境としても２段階
に分け「第１段階でまずＴＩＮ、ＴＩＣの気孔中のガス
を除去しておき「ＴＩＮの分解が生じる第２段階では少
し圧力を加えて窒素ガスの発生を抑えながら表面の開放
気孔を閉塞させて表面層を繊密にしているので、残留気
孔が少なくなり、さらにまた第２段階を拡散速度の大き
い水素ガス中でなく拡散速度のや）小さい不活性ガス中
で行うので、結晶粒径が大きくならないと考えられる。
以下に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り以下の実施例により限定
されるものではない。
に分け「第１段階でまずＴＩＮ、ＴＩＣの気孔中のガス
を除去しておき「ＴＩＮの分解が生じる第２段階では少
し圧力を加えて窒素ガスの発生を抑えながら表面の開放
気孔を閉塞させて表面層を繊密にしているので、残留気
孔が少なくなり、さらにまた第２段階を拡散速度の大き
い水素ガス中でなく拡散速度のや）小さい不活性ガス中
で行うので、結晶粒径が大きくならないと考えられる。
以下に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り以下の実施例により限定
されるものではない。
実施例
純度９９．９％平均粒径０．３仏のａ−ＡＩ２０３粉末
、Ｎ量２１．７％平均粒径１．２仏のＴＩＮ粉末「Ｃ量
１９．８％平均粒径１．３仏のＴＩＣ粉末、Ｃ量６．２
％平均粒径０．６仏のＷＣ粉末、およびＣ量５．８％平
均粒径１１８仏のＭ０２Ｃ粉末を表１に記載の組成に配
合し、配合原料５００夕をステンレス製ボール中に５ｋ
９の超硬合金ボール、５００の‘のアセトンと共に入れ
４ｍ時間ボールミルした。
、Ｎ量２１．７％平均粒径１．２仏のＴＩＮ粉末「Ｃ量
１９．８％平均粒径１．３仏のＴＩＣ粉末、Ｃ量６．２
％平均粒径０．６仏のＷＣ粉末、およびＣ量５．８％平
均粒径１１８仏のＭ０２Ｃ粉末を表１に記載の組成に配
合し、配合原料５００夕をステンレス製ボール中に５ｋ
９の超硬合金ボール、５００の‘のアセトンと共に入れ
４ｍ時間ボールミルした。
そのアセトンを綾散させ、残った素地を競結後１３×１
３×５肋のチップ形状となるよう小ｎ／地の圧力で成形
した。成形したチップを真空炉に入れ次の条件で初期暁
結した。■ １３００ｑｏまで圧力５〜１０×１０‐３
肋Ｈｇで加溢し、１３００℃で３世分間保持した後、ア
ルゴンガスを５物曜日ｇ導入し１６５０℃まで加溢し、
１６５０午○で３０分間焼結した。
３×５肋のチップ形状となるよう小ｎ／地の圧力で成形
した。成形したチップを真空炉に入れ次の条件で初期暁
結した。■ １３００ｑｏまで圧力５〜１０×１０‐３
肋Ｈｇで加溢し、１３００℃で３世分間保持した後、ア
ルゴンガスを５物曜日ｇ導入し１６５０℃まで加溢し、
１６５０午○で３０分間焼結した。
【Ｂ｝ 上記の風工程全体を圧力５〜１０×１０‐３側
Ｈｇで実施した。
Ｈｇで実施した。
‘Ｃ｝ 上記の風工程全体を圧力５側Ｈｇの水素ガス雰
囲気で実施した。
囲気で実施した。
初期糠縞後熱間静水圧炉中にチップを置き、１５５０ｑ
○でアルゴンガスにより２００戊気圧の圧力をかけなが
ら暁結した。
○でアルゴンガスにより２００戊気圧の圧力をかけなが
ら暁結した。
得られた１３×１３×５肌のチップをダイヤモンド砥石
で全面研削し１２．７×１２．７×４．８側（ＳＮＰ４
３２）の形状とした。コーナー部の丸味は０．４肋とし
、切刃全体に０．０７脚のチャンフアーを行なった。得
られたチップを用いて、表２に示す条件で切削テストを
行なった。比較として市販のアルミナセラミツク工具（
試料地．２１）と超硬金製工具（試料Ｍ．２２）を用い
て切削テストを行なった。結果を表３に示す。表１およ
び表３の結果より明らかなように本発明実施例はいずれ
も結晶粒径が２４以下、残留気孔が０．２容量％以下で
あり、硬度、抗折力および切削テストの結果も磯れてい
る。
で全面研削し１２．７×１２．７×４．８側（ＳＮＰ４
３２）の形状とした。コーナー部の丸味は０．４肋とし
、切刃全体に０．０７脚のチャンフアーを行なった。得
られたチップを用いて、表２に示す条件で切削テストを
行なった。比較として市販のアルミナセラミツク工具（
試料地．２１）と超硬金製工具（試料Ｍ．２２）を用い
て切削テストを行なった。結果を表３に示す。表１およ
び表３の結果より明らかなように本発明実施例はいずれ
も結晶粒径が２４以下、残留気孔が０．２容量％以下で
あり、硬度、抗折力および切削テストの結果も磯れてい
る。
これに対し本発明方法で暁結しなかった比較例は結晶粒
径が２山よりも多くなるか、又は残留気孔が０．２容量
％よりも多くなりそれ故硬度、抗折力若しくは切削テス
トに劣る結果となった。表１ ぞ１ ホットプレス法により製造してある。
径が２山よりも多くなるか、又は残留気孔が０．２容量
％よりも多くなりそれ故硬度、抗折力若しくは切削テス
トに劣る結果となった。表１ ぞ１ ホットプレス法により製造してある。
×２ 真空隣結法により製造してある。表２表３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ＡＩ＿２Ｏ＿３とＴｉＮを主成分とする原料粉末を
成形し、次に不活性ガスが内部へ浸透しない程度にあら
かじめ表面層を初期焼結し、その後熱間静水圧法により
さらに焼結して切削工具用セラミツク焼結体を製造する
に当り、（ａ） 初期焼結を第１段階として温度１３０
０℃までを、圧力１×１０＾−＾１〜１×１０＾−＾３
ｍｍＨｇで行ない、ひきつづき第２段階として不活性ガ
ス中温度１３００〜１８００℃、圧力１０〜１００ｍｍ
Ｈｇで行ない、（ｂ） さらに熱間静水圧炉中圧力６０
０〜３０００気圧、上記第２段階の温度以下で焼結する
、ことを特徴とする切削工具用セラミツク焼結体の製造
方法。 ２ 原料粉末が、ＡＩ＿２Ｏ＿３と、ＴｉＮと、ＴｉＣ
若しくはＷＣとを含有している特許請求の範囲第１項記
載の切削工具用セラミツク焼結体の製造方法。 ３ 初期焼結の第２段階の温度が、１５００〜１７００
℃である特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の切削
工具用セラミツク焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53080708A JPS6022672B2 (ja) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | 切削工具用セラミック焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53080708A JPS6022672B2 (ja) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | 切削工具用セラミック焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS557579A JPS557579A (en) | 1980-01-19 |
| JPS6022672B2 true JPS6022672B2 (ja) | 1985-06-03 |
Family
ID=13725822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53080708A Expired JPS6022672B2 (ja) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | 切削工具用セラミック焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022672B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0189579U (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-13 | ||
| JPH075832U (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-27 | 株式会社大井製作所 | 車両用ウインドウレギュレータ |
| JPH075833U (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-27 | 株式会社大井製作所 | 車両用ウインドウレギュレータ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5565724B2 (ja) * | 2009-12-01 | 2014-08-06 | 学校法人同志社 | カプセルフリー熱間静水圧プレスによるＡｌ２Ｏ３／Ｍｏ２Ｎコンポジットの製造方法 |
-
1978
- 1978-07-03 JP JP53080708A patent/JPS6022672B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0189579U (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-13 | ||
| JPH075832U (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-27 | 株式会社大井製作所 | 車両用ウインドウレギュレータ |
| JPH075833U (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-27 | 株式会社大井製作所 | 車両用ウインドウレギュレータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS557579A (en) | 1980-01-19 |
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