JPS64344B2 - - Google Patents

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JPS64344B2
JPS64344B2 JP59174826A JP17482684A JPS64344B2 JP S64344 B2 JPS64344 B2 JP S64344B2 JP 59174826 A JP59174826 A JP 59174826A JP 17482684 A JP17482684 A JP 17482684A JP S64344 B2 JPS64344 B2 JP S64344B2
Authority
JP
Japan
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ceramics
powder
titanium
sintering
melting point
Prior art date
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Expired
Application number
JP59174826A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6153152A (en
Inventor
Taijiro Sugisawa
Fumihiro Ueda
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 Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Metal Corp filed Critical Mitsubishi Metal Corp
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Publication of JPS6153152A publication Critical patent/JPS6153152A/en
Publication of JPS64344B2 publication Critical patent/JPS64344B2/ja
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 この発明は、鋼や鋳鉄の高速切削用の切削工具
等の工具として有用な、第1分散相としてアルミ
ナ(以下、Al2O3で示す)、第2分散相として高
融点チタン化合物あるいは高融点チタン化合物の
チタンを一部4a(但し、チタンを除く)、5aおよ
び6a族金属のうちの1種以上の金属で置換した
固溶体を含有するAl2O3基セラミツクスの新規な
製造方法であつて、従来の製造方法で得られる前
記Al2O3基セラミツクスよりも靭性の向上した
Al2O3基セラミツクスが得られる製造方法に関す
る。 〔従来の技術〕 工具用セラミツクスは、セラミツクスの中でも
もつとも高い靭性と耐酸化性、耐摩耗性を必要と
するものであり、現在、Al2O3基、ジルコニア
基、窒化硅素基の3系統のセラミツクスが工具と
して実用化されている。 なかでも、鋼及び鋳鉄の高速切削の場合は鉄と
の親和性の低いAl2O3基セラミツクス製の工具が
もつとも耐摩耗性に優れることから、 Al2O3基セラミツクスの靭性を高めて、湿式切
削や断続切削などにも使用できるようにすること
は工業上重要なことであり、種々改良が加えられ
ている。 靭性の改良されたAl2O3基セラミツクスの1つ
に、Al2O3よりも硬度の高い高融点化合物あるい
は固溶体を第2の分散相として Al2O3母相(第1分散相)中に分散させたもの
がある。具体的には95〜60重量%の Al2O3粉末に5〜40重量%の炭化チタン(以
下、TiCで示す)若しくは炭窒化チタン(以下、
TiCNで示す)、又はチタンを他の4a、5a及び6a
族金属のうちの1種以上の金属で一部置換した炭
化物固溶体若しくは炭窒化物固溶体の粉末を配合
して焼結したものが、切削工具用のAl2O3基セラ
ミツクスとして実用化されている。 前記の改良されたAl2O3基セラミツクスの製造
においては、得られるセラミツクス中の分散相の
粒径を微細にして一層セラミツクスの靭性を高め
るために、出発原料であるAl2O3及びTiCあるい
は窒化チタン(以下、TiNで示す)等を粉砕に
よりできるだけ微細な粉末にして用いることが行
われている。又、Al2O3粉末とチタンの化合物の
粉末の混合物の焼結は、酸化性雰囲気で焼結する
とチタンの化合物が酸化され、逆に還元性の強い
雰囲気で行なうとAl2O3が還元されてしまうし、
又、不活性雰囲気での普通焼結では焼結助剤を用
いても焼結が充分に進まずに、密度比が低く靭性
の小さいセラミツクスしか得られないために、従
来は殆んどホツトプレス法により行なわれてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、TiCあるいはTiN等のチタン化
合物は、硬度が高いために粉砕によつては平均粒
径を0.5μm以下でしかも最大粒子径を3μm以下に
するのは困難であり、したがつて、得られる
Al2O3基セラミツクスの靭性の向上にも限界があ
つた。又、従来の技術の項でも述べたように、従
来法においてはホツトプレス法によつて焼結が行
われているが、ホツトプレス法には、単純形状品
しか得られない、生産性が悪いので製造コストが
高くなる等の問題点がある。 したがつて、この発明の目的は、粉砕法により
原料粉末を極度に微細にしなくとも、得られる
Al2O3基セラミツクス中の第1分散相のAl2O3
び第2分相の高融点チタン化合物あるいは高融点
チタン化合物のチタンを一部4a(但し、チタンを
除く)、5a及び6a族金属のうちの1種以上の金属
で置換した固溶体の粒度が微細であつて、したが
つて靭性が大巾に向上したAl2O3基セラミツクス
が得られるようなAl2O3基セラミツクスの製造方
法を確立することである。 更に、この発明の他の目的は、ホツトプレス法
でなくても普通焼結法でも密度比が高く、したが
つて靭性の大きいAl2O3基セラミツクスが得られ
るようなAl2O3基セラミツクスの製造方法を確立
することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは種々研究の結果、Al2O3粉末と、
必要に応じて高融点チタン化合物あるいは高融点
チタン化合物のチタンを一部4a(但し、チタンを
除く)、5aおよび6a族金属のうちの1種以上の金
属で置換した固溶体の粉末と、二チタンアルミニ
ウム窒化物(以下、Ti2AlNで示す)粉末等とを
含有する配合組成物からの圧粉体を焼結するため
に昇温すると、 まず1100〜1450℃において圧粉体中の
Ti2AlNが微細なAl2O3と微細なTiNとに分解
するために、TiNがその一部又は全部である
ところの第2分散相を微細かつ均一に分散させ
ることができ、しかも、前記の分解生成TiN
が配合Al2O3及び分解生成Al2O3の粒成長が抑
制するため、得られるセラミツクス中の第1分
散相及び第2分散相の粒度を微細にすることが
できること、 Ti2AlN粉末を配合すると、焼結性が促進さ
れるために、ホツトプレス法でなくとも、即
ち、普通焼結体でも密度比の高いセラミツクス
が得られるし、ホツトプレス法の場合は従来法
に比較して一層密度比の高いセラミツクスが得
られること、 前記のとの結果として、靭性が大きい
Al2O3基セラミツクスが得られること、 以上〜を見い出した。 この発明は、上記知見に基いて発明されたもの
であり、 アルミナ粉末と、必要に応じて高融点チタン化
合物あるいは高融点チタン化合物のチタンを一部
4a(但し、チタンを除く)、5aおよび6a族金属の
うちの1種以上の金属で置換した固溶体の粉末と
を含有する配合組成物からの圧粉体を焼結して、
アルミナ基セラミツクスを製造する方法におい
て、 前記配合組成物として、更にTi2AlN粉末をも
含有する配合組成物を用いることを特徴とする、
第1分散相としてアルミナ、第2分散相として高
融点チタン化合物あるいは高融点チタン化合物の
チタンを一部4a(但し、チタンを除く)、5aおよ
び6a族金属のうちの1種以上の金属で置換した
固溶体を含有するアルミナ基セラミツクスの製造
方法である。 以下、この発明の構成を説明する。 () 高融点チタン化合物等 高融点チタン化合物には、TiC、TiN及び
TiCN等がある。そして、高融点チタン化合物
のチタンを一部4a(但し、チタンを除く)、5a
及び6a族金属のうちの1種以上の金属で置換
した固溶体とは、TiC、TiN及びTiCNのTiを
Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo及びWのうち
の1種以上で置換した固溶体である。 これらは、必要に応じて配合されるが、その
配合量は30重量%以下が望ましい。 これらを配合した場合には、これらは焼結時
にTi2AlNの分解により生成したTiNの大部分
と反応し、固溶体を生成するが、それでもなお
均一に分散した上記TiNはAl2O3の粒成長を抑
制し、微細構造のAl2O3基セラミツクスを生成
させる効果を保持するものである。 () Ti2AlN Ti2AlNは知見事項及びの所で述べたよ
うに、Ti2AlNのAl2O3とTiNへの分解に基づ
くセラミツクス中の第1分散相と第2分散相の
微細化及び焼結性促進の効果を奏する。 Ti2AlNの配合量は1.0〜12.0重量%が望まし
い。1.0重量%未満では前記の効果を得ること
ができず、一方、12.0重量%を越えると酸素お
よび窒素量の不足を生じ、かえつて焼結性を阻
害するからである。 なお、Ti2AlNは昇温時にAl2O3とTiNとに
分解するのであるが、この分解生成Al2O3の酸
素は配合Al2O3中の酸素及び雰囲気中の酸素か
ら供給されたものと考えられる。即ち、この発
明の方法によつて製造されるセラミツクスは酸
素不足型のAl2O3を主体とするものと考えられ
る。一方、分解生成TiNの窒素はTi2AlN中の
Nから大部分供給されるが、雰囲気中の窒素あ
るいは高融点チタン化合物等の窒素もその一部
分となるものと考えられる。 () 他の配合成分 必要に応じて、Al2O3の焼結を促進させる他
の酸化物、例えばMgO、Cr2O3などを2重量%
以下配合してもよい。 () 焼結 この発明の方法においては、ホツトプレス法
だけでなく普通焼結法でも密度比の高いセラミ
ツクスを得ることができる。 この発明の方法における最終焼結温度は1550
〜1700℃の範囲内の温度が好ましい。 そして、普通焼結のときの雰囲気は減圧また
は常圧でかつ高融点化合物を酸化させない雰囲
気が用いられる。 この焼結のための昇温により、知見事項の
所で述べたような、Ti2AlNの分解による微細
Al2O3及び微細TiNの生成とその結果としての
前記TiNによるAl2O3の粒成長抑制や、構成
()の所で述べたような前記TiNと高融点チ
タン化合物等との反応をも含めた焼結が起こる
のである。 又、普通焼結の後に熱間静水圧焼結すること
はより密度比の高いセラミツクスが得られるの
で好ましい。 〔実施例〕 以下、参考例とともに実施例によりこの発明の
構成及び効果を詳細に説明する。 実施例 1 平均粒径0.6μmのAl2O3粉末:80重量%、同
0.6μmのMgO粉末:0.5重量%、同0.8μmのTiC
粉末:14.5重量%、同1.0μmのTi2AlN粉末:5
重量%を配合し、湿式ボールミルで48時間混合
し、混合後乾燥して混合粉とした。この混合粉を
1t/cm2の圧力でプレス成形し、1640℃で1時間窒
素雰囲気(窒素ガス圧:10torr)中で焼結した。 製造されたセラミツクスは第1分散相のAl2O3
と第2分散相を含有し、密度比が98.8%、ロツク
ウエルA硬さが93.5、抗折力が90Kg/mm2であつ
た。 比較として、Ti2AlN粉末を用いないで以下の
ようにセラミツクスを製造した。即ち、Al2O3
末:80重量%、MgO粉末:0.5重量%、TiC粉
末:19.5重量%の組成を有する混合粉を同様にプ
レス成形し、同一条件で焼結したが、充分に焼結
が進まずに、得られたセラミツクスの密度比は91
%、抗折力15Kg/mm2であり、微細な空孔が多数見
られた。 参考例 1 実施例1で得られた本発明セラミツクスを用い
てJIS規格SNP432に則した形状のスローアウエ
イチツプを製作し、鋳鉄の高速旋削を行なつた。
その条件を次に示す。 被削材:FC25(ブリネル硬さ:180) 切削速度:400m/分 送り:0.4mm/rev. 切り込み:0.5mm 比較の目的で市販のAl2O3−1重量%MgOセラ
ミツクスおよびAl2O3−30重量%TiCセラミツク
スよりなるホツトプレスで作られたスローアウエ
イチツプを用いて同様に切削試験を行なつた。 本発明セラミツクス製のスローアウエイチツプ
は切削時間15分でフランク摩耗が0.20mmであつた
のに対し、Al2O3−1重量%MgOセラミツクス製
のものは12分で折損した。そして、Al2O3−30重
量%TiCセラミツクス製のものは切削時間15分で
フランク摩耗が0.25mmであつた。 実施例 2 平均粒径0.6μmのAl2O3粉末、同0.6μmのMgO
粉末、0.8μmのTiC粉末、同0.8μmのTiN粉末、
同1.0μmのTiC0.5N0.5粉末、同1.0μmの(Ti0.4
Ta0.1、W0.5)C粉末、同1.0μmの(Ti0.4、W0.6
C0.5N0.5粉末及び同1.0μmのTi2AlN粉末を用意
し、第1表の配合組成に配合し、ボールミルで48
時間の湿式混合を行なつた。乾燥後1t/cm2の圧力
でプレス成形し、普通焼結法(N2ガス圧:3torr
のN2雰囲気中で、1650℃で1時間焼結)、熱間静
水圧焼結法(以下、HIPと略す。1000Kg/mm2
Arガス圧力、1600℃の温度で30分間焼結)、ある
いはホツトプレス法(以下、HPと略す。1620℃
の温度、200Kg/mm2の圧力で20分間焼結)によつ
て焼結し、Ti2AlN粉末を配合して製造した本発
明セラミツクスNo.1〜12及びTi2AlN粉末を配合
しないで製造した比較セラミツクスNo.1〜4を製
造した。 これらのセラミツクスのロツクウエルA硬さ、
密度比及び抗折力を測定して、その結果を第1表
に示した。 参考例 2 実施例2で得られた本発明セラミツクスNo.1〜
12及び比較セラミツクスNo.1〜4から、参考例1
と同様なスローアウエイチツプを製作し、次のよ
うな切削条件で切削試験を行ない、フランク摩耗
巾を測定し、その結果も第1表に示した。 被削材:FC25(ブリネル硬さ:180) 切削速度:450m/分 送り:0.30mm/rev. 切り込み:1.0mm 切削時間:10分 〔発明の効果〕 実施例1と参考例1から、Ti2AlN粉末を原料
粉末の一部として用いることにより、焼結性が促
進され、普通焼結によつても密度比の高いセラミ
ツクスを得ることができること、そして、このセ
ラミツクスを切削工具として用いたときに、靭性
が高いのにもかかわらず耐摩耗性などの切削性能
も優れていることがわかる。 又、実施例2と参考例2からわかるように、本
発明セラミツクスNo.1〜12は、いずれも優れたロ
ツクウエルA硬さ、密度比及び抗折力を有し、
[Industrial Application Field] The present invention is useful as a cutting tool for high-speed cutting of steel or cast iron . Al 2 O 3- based ceramics containing a high melting point titanium compound or a solid solution in which the titanium of the high melting point titanium compound is partially replaced with one or more metals from group 4a (excluding titanium), 5a and 6a group metals. This is a new manufacturing method, which has improved toughness compared to the Al 2 O 3- based ceramics obtained by conventional manufacturing methods.
This invention relates to a manufacturing method for obtaining Al 2 O 3- based ceramics. [Prior art] Ceramics for tools require the highest toughness, oxidation resistance, and wear resistance among ceramics, and currently there are three types of ceramics: Al 2 O 3 based, zirconia based, and silicon nitride based. Ceramics have been put into practical use as tools. In particular, for high-speed cutting of steel and cast iron, tools made of Al 2 O 3- based ceramics, which have a low affinity with iron, have excellent wear resistance, so it is necessary to improve the toughness of Al 2 O 3- based ceramics. It is industrially important to be able to use it for wet cutting, interrupted cutting, etc., and various improvements have been made. One of the Al 2 O 3- based ceramics with improved toughness has a high melting point compound or solid solution with higher hardness than Al 2 O 3 as a second dispersed phase in the Al 2 O 3 matrix (first dispersed phase). There are some things that are dispersed. Specifically, 95 to 60% by weight of Al 2 O 3 powder is mixed with 5 to 40% by weight of titanium carbide (hereinafter referred to as TiC) or titanium carbonitride (hereinafter referred to as TiC).
TiCN), or titanium in other 4a, 5a and 6a
A mixture of carbide solid solution or carbonitride solid solution powder partially substituted with one or more of the group metals and sintered has been put into practical use as Al 2 O 3- based ceramics for cutting tools. . In the production of the above-mentioned improved Al 2 O 3- based ceramics, the starting materials Al 2 O 3 and TiC or Titanium nitride (hereinafter referred to as TiN) and the like are pulverized into as fine a powder as possible for use. Furthermore, when sintering a mixture of Al 2 O 3 powder and titanium compound powder, if sintered in an oxidizing atmosphere, the titanium compound will be oxidized, and conversely, if sintered in a strongly reducing atmosphere, Al 2 O 3 will be reduced. It will be done,
In addition, in normal sintering in an inert atmosphere, sintering does not proceed sufficiently even with the use of sintering aids, and only ceramics with a low density ratio and low toughness are obtained, so conventionally, hot pressing is rarely used. It is carried out by [Problems to be solved by the invention] However, because titanium compounds such as TiC or TiN have high hardness, it is difficult to reduce the average particle size to 0.5 μm or less and the maximum particle size to 3 μm or less by pulverization. difficult and therefore obtainable
There was a limit to the improvement in toughness of Al 2 O 3- based ceramics. In addition, as mentioned in the section on conventional technology, sintering is carried out by the hot press method in the conventional method. There are problems such as increased cost. Therefore, the object of the present invention is to obtain a powder that can be obtained without making the raw material powder extremely fine by the pulverization method.
Al 2 O 3 in the first dispersed phase and a high melting point titanium compound or titanium in the high melting point titanium compound in the second separated phase in Al 2 O 3 group ceramics are partially 4a (excluding titanium), 5a and 6a group Production of Al 2 O 3- based ceramics in which the particle size of the solid solution substituted with one or more metals is fine and the toughness is therefore greatly improved. The goal is to establish a method. Furthermore, another object of the present invention is to develop Al 2 O 3- based ceramics that have a high density ratio and high toughness even when not by the hot pressing method but by the normal sintering method. The goal is to establish a manufacturing method. [Means for solving the problem] As a result of various studies, the present inventors found that Al 2 O 3 powder and
If necessary, a solid solution powder in which a portion of the titanium of a high melting point titanium compound or a high melting point titanium compound is replaced with one or more metals from group 4a (excluding titanium), 5a and 6a group metals, and dititanium. When the temperature is raised to sinter a green compact made from a blended composition containing aluminum nitride (hereinafter referred to as Ti 2 AlN) powder, etc., the temperature in the green compact is first increased at 1100 to 1450°C.
Since Ti 2 AlN is decomposed into fine Al 2 O 3 and fine TiN, it is possible to finely and uniformly disperse the second dispersed phase of which TiN is a part or whole, and furthermore, Decomposition of TiN
Ti 2 AlN powder suppresses grain growth of blended Al 2 O 3 and decomposed Al 2 O 3 , making it possible to make the particle size of the first dispersed phase and second dispersed phase in the obtained ceramics finer. When blended, sinterability is promoted, so ceramics with a high density ratio can be obtained even without the hot pressing method, that is, even with a normal sintered body, and in the case of the hot pressing method, the density ratio is even higher than that of the conventional method. As a result of the above, ceramics with high toughness can be obtained.
It has been discovered that Al 2 O 3- based ceramics can be obtained. This invention was invented based on the above knowledge, and uses alumina powder and, if necessary, a high melting point titanium compound or a portion of titanium in a high melting point titanium compound.
4a (excluding titanium), solid solution powder substituted with one or more metals of group 5a and 6a metals;
A method for producing alumina-based ceramics, characterized in that the blended composition further contains Ti 2 AlN powder.
Alumina as the first dispersed phase, a high melting point titanium compound as the second dispersed phase, or a portion of the titanium in the high melting point titanium compound replaced with one or more metals from group 4a (excluding titanium), 5a and 6a group metals This is a method for producing alumina-based ceramics containing a solid solution of The configuration of this invention will be explained below. () High melting point titanium compounds etc. High melting point titanium compounds include TiC, TiN and
There are TiCN etc. Then, some of the high melting point titanium compounds are 4a (excluding titanium) and 5a.
Solid solutions in which Ti is substituted with one or more metals from group 6a metals include TiC, TiN, and TiCN.
It is a solid solution substituted with one or more of Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, and W. These are blended as necessary, but the blending amount is preferably 30% by weight or less. When these are blended, they react with most of the TiN produced by the decomposition of Ti 2 AlN during sintering and form a solid solution, but the uniformly dispersed TiN is still a mixture of Al 2 O 3 particles. This suppresses growth and maintains the effect of producing fine-structured Al 2 O 3- based ceramics. () Ti 2 AlN As mentioned in the findings section, Ti 2 AlN is a result of the refinement of the first and second dispersed phases in ceramics based on the decomposition of Ti 2 AlN into Al 2 O 3 and TiN. and has the effect of promoting sinterability. The content of Ti 2 AlN is preferably 1.0 to 12.0% by weight. If it is less than 1.0% by weight, the above-mentioned effect cannot be obtained, while if it exceeds 12.0% by weight, the amount of oxygen and nitrogen will be insufficient, which will actually impede sinterability. Note that Ti 2 AlN decomposes into Al 2 O 3 and TiN when the temperature rises, and the oxygen in the decomposed Al 2 O 3 is supplied from the oxygen in the blended Al 2 O 3 and the oxygen in the atmosphere. considered to be a thing. That is, it is considered that the ceramics produced by the method of the present invention are mainly composed of oxygen-deficient Al 2 O 3 . On the other hand, most of the nitrogen in TiN produced by decomposition is supplied from N in Ti 2 AlN, but it is thought that nitrogen in the atmosphere or nitrogen from high melting point titanium compounds is also a part of it. () Other compounding components If necessary, add 2% by weight of other oxides such as MgO, Cr 2 O 3 , etc. that promote the sintering of Al 2 O 3 .
The following may be blended. () Sintering In the method of the present invention, ceramics with a high density ratio can be obtained not only by the hot pressing method but also by the ordinary sintering method. The final sintering temperature in the method of this invention is 1550
Temperatures within the range ˜1700° C. are preferred. The atmosphere for sintering is normally a reduced pressure or normal pressure atmosphere that does not oxidize the high melting point compound. Due to the temperature increase for this sintering, as mentioned in the findings section, fine particles due to the decomposition of Ti 2 AlN are generated.
The generation of Al 2 O 3 and fine TiN and the resulting suppression of grain growth of Al 2 O 3 by the TiN, as well as the reaction between the TiN and a high melting point titanium compound, etc., as described in the configuration () are also possible. sintering occurs. Further, it is preferable to perform hot isostatic pressure sintering after normal sintering because ceramics with a higher density ratio can be obtained. [Example] Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be explained in detail by Examples as well as Reference Examples. Example 1 Al 2 O 3 powder with an average particle size of 0.6 μm: 80% by weight,
0.6μm MgO powder: 0.5% by weight, 0.8μm TiC
Powder: 14.5% by weight, 1.0μm Ti 2 AlN powder: 5
% by weight, mixed in a wet ball mill for 48 hours, and dried after mixing to obtain a mixed powder. This mixed powder
It was press-molded at a pressure of 1 t/cm 2 and sintered at 1640° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere (nitrogen gas pressure: 10 torr). The produced ceramic has a first dispersed phase of Al 2 O 3
and a second dispersed phase, the density ratio was 98.8%, the Rockwell A hardness was 93.5, and the transverse rupture strength was 90 Kg/mm 2 . For comparison, ceramics were manufactured as follows without using Ti 2 AlN powder. That is, a mixed powder having a composition of Al 2 O 3 powder: 80% by weight, MgO powder: 0.5% by weight, and TiC powder: 19.5% by weight was similarly press-molded and sintered under the same conditions, but the sintering was not sufficient. The density ratio of the ceramics obtained was 91.
%, transverse rupture strength was 15 Kg/mm 2 , and many fine pores were observed. Reference Example 1 Using the ceramics of the present invention obtained in Example 1, a throw-away chip having a shape conforming to JIS standard SNP432 was manufactured and high-speed turning of cast iron was performed.
The conditions are shown below. Work material: FC25 (Brinell hardness: 180) Cutting speed: 400 m/min Feed: 0.4 mm/rev. Depth of cut: 0.5 mm Commercially available Al 2 O 3 -1 wt% MgO ceramics and Al 2 O 3 were used for comparison purposes. A similar cutting test was conducted using a hot-pressed throw-away tip made of -30% by weight TiC ceramics. The indexable insert made of the ceramics of the present invention had flank wear of 0.20 mm after 15 minutes of cutting time, whereas the insert made of Al 2 O 3 -1% by weight MgO ceramics broke in 12 minutes. In addition, the one made of Al 2 O 3 -30% by weight TiC ceramics had flank wear of 0.25 mm after cutting time of 15 minutes. Example 2 Al 2 O 3 powder with an average particle size of 0.6 μm, MgO with an average particle size of 0.6 μm
powder, 0.8μm TiC powder, 0.8μm TiN powder,
1.0 μm TiC 0.5 N 0.5 powder, 1.0 μm (Ti 0.4 ,
Ta 0.1 , W 0.5 ) C powder, 1.0 μm (Ti 0.4 , W 0.6 )
Prepare C 0.5 N 0.5 powder and 1.0 μm Ti 2 AlN powder, mix them according to the composition shown in Table 1, and mill them in a ball mill at 48 µm.
Wet mixing was performed for hours. After drying, it is press-formed at a pressure of 1 t/cm 2 and then sintered using the normal sintering method (N 2 gas pressure: 3 torr).
Sintering at 1650℃ for 1 hour in N2 atmosphere), hot isostatic pressure sintering (hereinafter abbreviated as HIP, 1000Kg/mm2 )
Ar gas pressure, sintering at a temperature of 1600℃ for 30 minutes) or hot press method (hereinafter abbreviated as HP; 1620℃)
Ceramics No. 1 to 12 of the present invention produced by blending Ti 2 AlN powder and produced without blending Ti 2 AlN powder. Comparative ceramics Nos. 1 to 4 were manufactured. Rockwell A hardness of these ceramics,
The density ratio and transverse rupture strength were measured and the results are shown in Table 1. Reference Example 2 Ceramics No. 1 of the present invention obtained in Example 2
12 and Comparative Ceramics No. 1 to 4, Reference Example 1
A similar throw-away chip was manufactured and a cutting test was conducted under the following cutting conditions, and the flank wear width was measured. The results are also shown in Table 1. Work material: FC25 (Brinell hardness: 180) Cutting speed: 450 m/min Feed: 0.30 mm/rev. Depth of cut: 1.0 mm Cutting time: 10 minutes [Effects of the invention] From Example 1 and Reference Example 1, Ti 2 By using AlN powder as part of the raw material powder, sinterability is promoted, ceramics with a high density ratio can be obtained even by ordinary sintering, and when this ceramic is used as a cutting tool, It can be seen that despite its high toughness, it also has excellent cutting performance such as wear resistance. Furthermore, as can be seen from Example 2 and Reference Example 2, ceramics Nos. 1 to 12 of the present invention all have excellent Rockwell A hardness, density ratio, and transverse rupture strength.

【表】【table】

【表】 切削工具として用いたときの切削性能も良好で
あつた。これに対し、比較セラミツクスのうち普
通焼結法によるNo.1と2は抗折力が極端に小さ
く、切削工具として用いたとき切削不能であり、
又、ホツトプレス法による比較セラミツクスNo.3
と4は、硬度は十分に高くなつているが、抗折力
及び切削性能がやや劣つている。これは後者の分
散相の粒度がTi2AlNを用いる場合に比べて粗い
ことによるものと思われる。 以上のように、この発明の方法によれば、靭性
の向上したAl2O3基セラミツクスをホツトプレス
法によらずとも普通焼結法でも製造することがで
きるのである。
[Table] The cutting performance was also good when used as a cutting tool. On the other hand, among the comparative ceramics, Nos. 1 and 2 made by the normal sintering method have extremely small transverse rupture strengths and cannot be cut when used as cutting tools.
In addition, comparative ceramics No. 3 made by hot pressing method
No. 4 and No. 4 have sufficiently high hardness, but are slightly inferior in transverse rupture strength and cutting performance. This seems to be due to the particle size of the latter dispersed phase being coarser than that in the case of using Ti 2 AlN. As described above, according to the method of the present invention, Al 2 O 3- based ceramics with improved toughness can be produced using the ordinary sintering method instead of the hot pressing method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 配合組成物からの圧粉体を焼結して、第1分
散相としてアルミナ、第2分散相として高融点チ
タン化合物、および高融点チタン化合物のチタン
を一部4a(但し、チタンを除く)、5aおよび6a族
金属のうちの1種以上の金属で置換した固溶体の
いずれか、または両方を含有するアルミナ基セラ
ミツクスを製造する方法において、 前記配合組成物として、更に二チタンアルミニ
ウム窒化物粉末を含有する配合組成物を用いるこ
とを特徴とするアルミナ基セラミツクスの製造方
法。
[Scope of Claims] 1. A green compact from a blended composition is sintered to contain alumina as a first dispersed phase, a high melting point titanium compound as a second dispersed phase, and a portion of titanium of the high melting point titanium compound 4a ( However, in the method for producing an alumina-based ceramic containing either or both of a solid solution substituted with one or more metals of group 5a and group 6a metals (excluding titanium), the blended composition further comprises: 1. A method for producing alumina-based ceramics, comprising using a blended composition containing titanium aluminum nitride powder.
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