JPS62277203A - 酸化アルミニウム質切削工具 - Google Patents
酸化アルミニウム質切削工具Info
- Publication number
- JPS62277203A JPS62277203A JP12000386A JP12000386A JPS62277203A JP S62277203 A JPS62277203 A JP S62277203A JP 12000386 A JP12000386 A JP 12000386A JP 12000386 A JP12000386 A JP 12000386A JP S62277203 A JPS62277203 A JP S62277203A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum oxide
- cutting tool
- less
- sintered body
- tool
- 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
Links
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は酸化アルミニウム質切削工具に関し、特に熱間
静水圧プレス処理が施された酸化アルミニウム質焼結体
から成る切削工具の改良に関する。
静水圧プレス処理が施された酸化アルミニウム質焼結体
から成る切削工具の改良に関する。
従来、セラミック製切削工具としては機械的強度、化学
的性質からアルミナ質焼結体が主流を成しているが、最
近に至り、アルミナ質焼結体の強度、靭性を向上させる
ことを口約として、高靭性材料をアルミナ質結晶粒界に
分散して成る複合焼結体が用いられるようになった。
的性質からアルミナ質焼結体が主流を成しているが、最
近に至り、アルミナ質焼結体の強度、靭性を向上させる
ことを口約として、高靭性材料をアルミナ質結晶粒界に
分散して成る複合焼結体が用いられるようになった。
このような複合焼結体は、そのほとんどがホットプレス
により製造されている。しかしながら、ホットプレス法
によればカーボン型に離型剤を塗布して焼成を行うため
、焼結体表面が極めて粗れた状態となり、切削工具とし
て用いる際には約５００μｍ程度のかなりの厚みまで研
磨する必要性があり、しかも圧力が一軸加圧法であるた
め異方性を有するアルミナ結晶が特定の方向に配向し、
ひいては焼結体内部に不均一な残留応力が発生し、切削
性能を低下させる原因となっていた。そこで、最近では
熱間静水圧プレス法（以下、ＨＩ Ｐという）が、内部
歪がな（、高緻密化が可能であることで注目されている
。
により製造されている。しかしながら、ホットプレス法
によればカーボン型に離型剤を塗布して焼成を行うため
、焼結体表面が極めて粗れた状態となり、切削工具とし
て用いる際には約５００μｍ程度のかなりの厚みまで研
磨する必要性があり、しかも圧力が一軸加圧法であるた
め異方性を有するアルミナ結晶が特定の方向に配向し、
ひいては焼結体内部に不均一な残留応力が発生し、切削
性能を低下させる原因となっていた。そこで、最近では
熱間静水圧プレス法（以下、ＨＩ Ｐという）が、内部
歪がな（、高緻密化が可能であることで注目されている
。
しかしながら、酸化アルミニウムを主体とする焼結体の
製造にあたり、ＨＩＰ法を採用すると、焼結体の表面近
傍に結晶粒の成長した層が生成され、工具としての耐摩
耗性が劣化するとともに、被削材の表面状態が劣化する
という問題が生していた。これは、切削部表面の結晶粒
子が大きい程、粒子の脱粒が生じ易く、また表面粗さが
大きい程、その脱粒を助長し易いためと考えられる。
製造にあたり、ＨＩＰ法を採用すると、焼結体の表面近
傍に結晶粒の成長した層が生成され、工具としての耐摩
耗性が劣化するとともに、被削材の表面状態が劣化する
という問題が生していた。これは、切削部表面の結晶粒
子が大きい程、粒子の脱粒が生じ易く、また表面粗さが
大きい程、その脱粒を助長し易いためと考えられる。
そこで、本発明者等は上記問題点を解決するためＨＩＰ
処理を施した酸化アルミニウム質焼結体において生成す
る表面近傍の粒成長した層を除去して、工具表面の結晶
粒子の大きさを一定以下とすると共に、表面粗さも一定
以下に小さくすることにより耐摩耗性を改善できること
を知見した。
処理を施した酸化アルミニウム質焼結体において生成す
る表面近傍の粒成長した層を除去して、工具表面の結晶
粒子の大きさを一定以下とすると共に、表面粗さも一定
以下に小さくすることにより耐摩耗性を改善できること
を知見した。
即ち、本発明によれば、酸化フルミニラムおよび高靭性
材料を主体として、熱間静水圧プレス焼成にて得られた
焼結体から成る酸化アルミニウム質切削工具において、
表面における前記酸化アルミニウムの結晶粒径が３μｍ
以下、高靭性材料の結晶粒径が２μｍ以下であって、且
つ、表面粗さ（Ｒｍａｘ、）が２μｍ以下であることを
特徴とする酸化アルミニウム質切削工具が提供される。
材料を主体として、熱間静水圧プレス焼成にて得られた
焼結体から成る酸化アルミニウム質切削工具において、
表面における前記酸化アルミニウムの結晶粒径が３μｍ
以下、高靭性材料の結晶粒径が２μｍ以下であって、且
つ、表面粗さ（Ｒｍａｘ、）が２μｍ以下であることを
特徴とする酸化アルミニウム質切削工具が提供される。
以下、本発明を詳細に詳述する。
本発明における切削工具の基本的組成は酸化アルミニウ
ムと、高靭性材料とから成るものであって、高靭性材料
としてはＴｉＣ，ＺｒＯ□等が用いられる。
ムと、高靭性材料とから成るものであって、高靭性材料
としてはＴｉＣ，ＺｒＯ□等が用いられる。
この高靭性材料は焼結体中において、酸化アルミニウム
結晶粒の粒界に分散した状態で存在させることにより、
切削工具全体としての強度、靭性を高めるとともに、酸
化アルミニウムに対して、粒成長を抑制することができ
る。
結晶粒の粒界に分散した状態で存在させることにより、
切削工具全体としての強度、靭性を高めるとともに、酸
化アルミニウムに対して、粒成長を抑制することができ
る。
本発明によれば、焼結体の特に刃先部における各々の結
晶に関して、酸化アルミニウムの結晶粒径が３μｍ以下
、特に２μｍ以下であり、且つ高靭性材料の結晶粒性が
２μｍ以下、特に１μｍ以下であることが重要である。
晶に関して、酸化アルミニウムの結晶粒径が３μｍ以下
、特に２μｍ以下であり、且つ高靭性材料の結晶粒性が
２μｍ以下、特に１μｍ以下であることが重要である。
酸化アルミニウムの結晶粒径が３μｍを越えると、強度
が劣化するとともに、脱粒が生じ易くなる。一方間靭性
材料の結晶粒径が０．２μｍを越えると、靭性向上効果
が低下するとともに粒成長抑制効果も低減する。
が劣化するとともに、脱粒が生じ易くなる。一方間靭性
材料の結晶粒径が０．２μｍを越えると、靭性向上効果
が低下するとともに粒成長抑制効果も低減する。
なお、酸化アルミニウムと高靭性材料との量比は、酸化
アルミニウムが６０〜９５重量％、高靭性材料が５〜４
０重景％であることが望ましい。
アルミニウムが６０〜９５重量％、高靭性材料が５〜４
０重景％であることが望ましい。
さらに、本発明によれば、かかる構成の焼結体の刃部表
面が平滑性に優れ、その表面粗さくＲｍａＸ）が２μｍ
以下、特に１μｍ以下であることが重要である。この表
面粗さが２μｍを越えると、耐摩耗性が劣化し、脱粒が
生じ易くなり切削性能が低下する。
面が平滑性に優れ、その表面粗さくＲｍａＸ）が２μｍ
以下、特に１μｍ以下であることが重要である。この表
面粗さが２μｍを越えると、耐摩耗性が劣化し、脱粒が
生じ易くなり切削性能が低下する。
本発明の切削工具は、特に熱間静水圧プレスによって製
造されるものであって、ホットプレス法と比較して、表
面状態および無配向性の点で優れた焼結体が得られる。
造されるものであって、ホットプレス法と比較して、表
面状態および無配向性の点で優れた焼結体が得られる。
この製造方法を具体的に説明すると、所望の処方に酸化
アルミニウムおよび高靭性材料を混合粉砕した後、所望
形状に成形する。次に成形体を予備焼成する。予備焼成
は常圧焼成、真空焼成等の公知の焼成手段によって不活
性ガス雰囲気中で焼成温度１７００乃至１９００“Ｃで
行われる。このようにして得られた予備焼結体は、熱間
静水圧プレスによって１４００乃至１６００℃の焼成温
度および１０００乃至２０００気圧で行われる。
アルミニウムおよび高靭性材料を混合粉砕した後、所望
形状に成形する。次に成形体を予備焼成する。予備焼成
は常圧焼成、真空焼成等の公知の焼成手段によって不活
性ガス雰囲気中で焼成温度１７００乃至１９００“Ｃで
行われる。このようにして得られた予備焼結体は、熱間
静水圧プレスによって１４００乃至１６００℃の焼成温
度および１０００乃至２０００気圧で行われる。
このようにして対理論密度比９９．５％以上の高密度の
酸化アルミニウムー高靭性材料焼結体が得られる・この
熱間静水圧プレス法によれば、ホットプレス法と比較し
て焼結体表面での酸化アルミニウムの粒成長は抑制され
るが、前述したように酸化アルミニウムの粒径が３μｍ
以下である必要があることから、焼結体表面を公知の研
磨手段、例えばバレル研磨、サンドブラスト、ラッピン
グ等により、表面層を研磨して表面粗さを２μｍｍ以下
に制御することが望ましい。
酸化アルミニウムー高靭性材料焼結体が得られる・この
熱間静水圧プレス法によれば、ホットプレス法と比較し
て焼結体表面での酸化アルミニウムの粒成長は抑制され
るが、前述したように酸化アルミニウムの粒径が３μｍ
以下である必要があることから、焼結体表面を公知の研
磨手段、例えばバレル研磨、サンドブラスト、ラッピン
グ等により、表面層を研磨して表面粗さを２μｍｍ以下
に制御することが望ましい。
また、焼結体の結晶粒子制御は、焼成条件および原料粒
子径を変えることによって制御することが可能である。
子径を変えることによって制御することが可能である。
特に、焼結体および原料粒子径は酸化アルミニウム１μ
ｍ以下、高靭性材料０．１ μｍであることが望ましく
、粒子径がこれより大きいと焼結性が悪くなり粗大粒子
が発生し易（、耐摩耗性が劣化する傾向にある。
ｍ以下、高靭性材料０．１ μｍであることが望ましく
、粒子径がこれより大きいと焼結性が悪くなり粗大粒子
が発生し易（、耐摩耗性が劣化する傾向にある。
本発明を次の例で説明する。
平均粒径１μｍ以下の酸化アルミニウム粉末と他の添加
物とを第１表に示す割合で調合し、所定時間混合後乾燥
させ、その後バインダを添加し所望形状に成形した。得
られた成形体を不活性雰囲気中１８５０℃、１時間焼成
した後、さらに１０００気圧以上の不活性雰囲気中でＨ
ＩＰ処理を施した。その後、表面層を除去又は除去せず
に試料１〜９を得た。以上の工程により得られた各試料
を正方形チップ（内接円１２．７ｍｒｎ、厚み４ 、７
ｍｍ）の形状に加工し、下記切削条件により切削を行い
、そのフランク摩耗及び切削テスト後の被削材表面状態
を光沢で評価した。
物とを第１表に示す割合で調合し、所定時間混合後乾燥
させ、その後バインダを添加し所望形状に成形した。得
られた成形体を不活性雰囲気中１８５０℃、１時間焼成
した後、さらに１０００気圧以上の不活性雰囲気中でＨ
ＩＰ処理を施した。その後、表面層を除去又は除去せず
に試料１〜９を得た。以上の工程により得られた各試料
を正方形チップ（内接円１２．７ｍｒｎ、厚み４ 、７
ｍｍ）の形状に加工し、下記切削条件により切削を行い
、そのフランク摩耗及び切削テスト後の被削材表面状態
を光沢で評価した。
切削条件：ａ 速度 Ｖ ＝５０ｍ ／ｍ１ｎｂ
切り込み ｄ＝１．０ｍｍ Ｃ送り （＝０．１５ｍｍ／ｒｅＶｄ 時間
Ｔ＝５分く速続削除〉ｅ 被削材 ５ＫＤＩ
Ｉ ＜Ｈ＊ｃ ５８＞第１表から明らかなように焼結後
の焼結体を未研磨で行った１ｔｈ５．１１ｈ８はいずれ
も摩耗が大きく、被削材表面も粗なものであった。また
、＾１２０３の粒子径が３μｍを越える阻１ではバレル
研磨後では、被削材表面の荒れは少ないものの耐摩耗性
が不充分であった。
切り込み ｄ＝１．０ｍｍ Ｃ送り （＝０．１５ｍｍ／ｒｅＶｄ 時間
Ｔ＝５分く速続削除〉ｅ 被削材 ５ＫＤＩ
Ｉ ＜Ｈ＊ｃ ５８＞第１表から明らかなように焼結後
の焼結体を未研磨で行った１ｔｈ５．１１ｈ８はいずれ
も摩耗が大きく、被削材表面も粗なものであった。また
、＾１２０３の粒子径が３μｍを越える阻１ではバレル
研磨後では、被削材表面の荒れは少ないものの耐摩耗性
が不充分であった。
これらの比較例に対し、本発明の試料ｍ２，３，４゜６
．７．９はいずれも０．１５ｍｍ以下のフランク摩耗を
示すと共に、被削材表面も光沢のあるものであった。
．７．９はいずれも０．１５ｍｍ以下のフランク摩耗を
示すと共に、被削材表面も光沢のあるものであった。
以上、詳述した通り、本発明の切削工具は、熱間静水圧
プレス法により製造された焼結体から成り、その酸化ア
ルミニウムおよび高靭性材料の結晶粒径を一定以下とし
、しかも、その工具表面の表面粗さを２μｍ以下に制御
することによって結晶粒子の脱粒が防止でき、切削工具
としての耐摩耗性を向上させ、長寿命化を図ることがで
きると共に被削材の表面状態を改善することが可能とな
る。
プレス法により製造された焼結体から成り、その酸化ア
ルミニウムおよび高靭性材料の結晶粒径を一定以下とし
、しかも、その工具表面の表面粗さを２μｍ以下に制御
することによって結晶粒子の脱粒が防止でき、切削工具
としての耐摩耗性を向上させ、長寿命化を図ることがで
きると共に被削材の表面状態を改善することが可能とな
る。
Claims (2)
- （１）酸化アルミニウムおよび高靭性材料を主体として
、熱間静水圧プレス焼成にて得られた焼結体から成る酸
化アルミニウム質切削工具において、表面における前記
酸化アルミニウムの結晶粒径が３μｍ以下、高靭性材料
の結晶粒径が２μｍ以下であって、且つ、表面粗さ（Ｒ
ｍａｘ）が２μｍ以下であることを特徴とする酸化アル
ミニウム質切削工具。 - （２）前記高靭性材料がＴｉＣ、ＺｒＯ＿２の少なくと
もいずれかである特許請求の範囲第１項記載の酸化アル
ミニウム質切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12000386A JPS62277203A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 酸化アルミニウム質切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12000386A JPS62277203A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 酸化アルミニウム質切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62277203A true JPS62277203A (ja) | 1987-12-02 |
Family
ID=14775486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12000386A Pending JPS62277203A (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | 酸化アルミニウム質切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62277203A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021490A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 焼結軟磁性体、およびそれを用いた焼結可動鉄心、ならびにそれらの製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPS5918157A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク |
| JPS6022672A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-05 | Advantest Corp | 平均周波数測定装置 |
| JPS60152676A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-10 | Hitachi Choko Kk | 表面被覆超硬質部材 |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP12000386A patent/JPS62277203A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPS5918157A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク |
| JPS6022672A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-05 | Advantest Corp | 平均周波数測定装置 |
| JPS60152676A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-10 | Hitachi Choko Kk | 表面被覆超硬質部材 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021490A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 焼結軟磁性体、およびそれを用いた焼結可動鉄心、ならびにそれらの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4325710A (en) | Sintered ceramics for cutting tools and manufacturing process thereof | |
| US4388085A (en) | Abrasion resistant articles based on silicon nitride | |
| WO2014126178A1 (ja) | 切削工具 | |
| JP5030227B2 (ja) | 表面改質アルミナ、及びその製造方法 | |
| JPH07185910A (ja) | 耐チッピング性のすぐれたダイヤモンド基超高圧焼結材料製切削工具およびその製造法 | |
| JP2507480B2 (ja) | ＳｉＣ−Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼複合焼結体及びその製造法 | |
| JP4122431B2 (ja) | 層状構造を有する酸化アルミニウム耐摩耗性部材及びその製造方法 | |
| JP4395605B2 (ja) | 酸化アルミニウム耐摩耗性部材及びその製造方法 | |
| JPS62277203A (ja) | 酸化アルミニウム質切削工具 | |
| JP3145470B2 (ja) | 炭化タングステン−アルミナ質焼結体およびその製法 | |
| JP4070417B2 (ja) | 窒化珪素質部材及びその製造方法並びに切削工具 | |
| JP3550420B2 (ja) | 耐摩耗性窒化珪素質焼結体及びその製造方法、並びに切削工具 | |
| JP2513260B2 (ja) | アルミナ基セラミックス製薄膜ヘッド基板 | |
| JPH06666B2 (ja) | 精密加工性に優れたセラミックス材料 | |
| JP2805969B2 (ja) | 高靭性および高強度を有する酸化アルミニウム基セラミックス | |
| JP2581936B2 (ja) | アルミナ質焼結体及びその製造方法 | |
| JP2006193353A (ja) | アルミナ焼結体、切削インサートおよび切削工具 | |
| JPH08112705A (ja) | 窒化ケイ素質焼結体製切削工具およびその製造方法 | |
| JPH0122224B2 (ja) | ||
| JPH0255390B2 (ja) | ||
| JP2699093B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用セラミック材料 | |
| JP2735919B2 (ja) | 工具用焼結体及びその製造方法 | |
| JPS62143867A (ja) | アルミナ−ジルコニア質焼結体及びその製造方法 | |
| JPH0523921A (ja) | 切削工具用窒化珪素質焼結体 | |
| Mahanty et al. | Development and performance testing of toughened alumina ceramic cutting tool |