KR19990010329A - 실리콘 질화물 절삭 공구 재료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 기계적, 화학적 및 마모적 성질을 갖는 주철 재료의 절삭가공용 절삭 공구 삽입체의 기초인 실리콘 질화물에 관한 것이다. 상기 실리콘 질화물은 산화 알루미늄과 산화 이트륨과 함께 소결 보조제로 작용하고 또한 소결 중 베타 실리콘 질화물의 신장된 입자의 성장을 촉진시키는 하나 또는 그 이상의 전이금속 산화물을 첨가함으로써 얻을 수 있다. 양호하게는, 당 업계에서 공지된 것처럼 삽입체에는 내마모성 코팅이 제공된다.

본 발명에 의한 세라믹 절삭 공구 재료는 총 합계가 0.5 내지 10 중량부, 양호하게는 0.5 내지 6 중량부의 입자간 상 및, 0.1 내지 2㎛, 양호하게는 서브 마이크론( 1 ㎛)의 크기의 구상 입자로 존재하는 전이 금속 탄화물, 질화물, 탄질화물 그리고/또는 규화물의 0.05 내지 3 중량부의 적어도 하나의 제2 결정상을 갖는 베타실리콘 질화물 기질을 포함하고 있다. 전이 금속은 양호하게는 니오븀 그리고/또는 탄탈륨이다. 재료의 공극은 1 체적부 이하, 양호하게는 0.3 체적부 이하이다. 베타 실리콘 질화물 입자는 적어도 10%이고, 양호하게는 20% 이상이고, 종횡비는 3 이하, 양호하게는 5 이하로 신장되어 있다. 베타 실리콘 질화물의 입자 직경은 0.2 내지 10㎛, 양호하게는 0.2 내지 5㎛, 가장 양호하게는 0.2 내지 3 ㎛이다.

Description

실리콘 질화물 절삭 공구 재료

본 발명은 주철 재료의 금속 절삭용으로 개선된 성질을 갖는 실리콘 질화물 절삭 공구에 관한 것이다.

양호한 내마모성 및 양호한 고온 특성 덕분에 실리콘 질화물은 주철의 기계가공용 절삭 공구 재료로 알려져 있다. 지난 10년 동안, 재료의 발달로 금속 절삭의 적용 분야에서의 이용이 증가되어 왔으며, 개선된 성질을 갖는 실리콘 질화물이 진보될수록 잠재력은 더욱 증대될 것이다.

미국 특허 제5,382,273호에서는 절삭 공구용 실리콘 질화물 바탕의 세라믹 재료가 기술되어 있다. 재료는 산화 마그네슘 및 산화 이트륨을 포함하는 5 중량부 이하의 입자간 상을 갖는 실리콘 질화물이다. 종래 기술에 비교할 때, 상기 재료는 개선된 금속 절삭 능력, 1000℃에서 개선된 경도 및 양호한 횡방향 파열 강도 및 와이불 계수(Weibull modulus)를 나타내고 있다.

피직(Pizik) 등은 자기 보강 실리콘 질화물이 고 파열 인성 및 고 파열 강도를 나타내는 것을 다수의 특허에 제시하고 있다. 미국 특허 제5,312,785호에서는 유리질 상, 지르코늄 산화물의 제2 결정 상 및 금속 지르코늄 실리콘 규화물 그리고/또는 금속 지르코늄 실리콘 질화물의 결정질 상을 포함하는 자기 보강 실리콘 질화물을 제조하는 공정이 기술되어 있다. 미국 특허 제5,160,508호에서는 고 파열 인성의 자기 보강 실리콘 질화물 세라믹이 기술되어 있다. 재료는 2.5 이하의 종횡비를 갖는 수염 결정의 형성으로 적어도 20 중량부의 베타 실리콘 질화물을 갖는 결정질 베타 실리콘 질화물 상, 농축화 보조제, 변환 보조제, 베타 실리콘 질화물 수염 결정의 성장 증진 보조제 및 실리카를 포함하고 있다. 미국 특허 제5,120,328호는 가압하지 않고 또는 저압 기체 소결에 의해 자체 보강 실리콘 질화물을 농축화하는 제조 방법을 기술하고 있다. 실리콘 질화물 덩어리는 적어도 20 중량부의 베타 실리콘 질화물 수염 결정, 2 내지 10 중량부의 유리질 상, 0.5 내지 5 중량부의 지르코늄 산화물의 제2 결정질 상 및 선택적으로 0.1 내지 3 중량부의 금속 지르코늄 규화물 그리고/또는 금속 실리콘 질화물의 결정질 상을 포함하고 있다. 미국 특허 제5,118,645호에서는 실리콘 질화물의 분말 혼합체로부터 실리콘 질화물 덩어리의 제조, 농축화, 화성, 휘스커(whisker) 결정 증대 및 팜크비스트(Palmqvist) 인성 증대보조제의 공정이 기술되어 있다. 미국 특허 제5,091,347호는 1,750℃ 이상의 소결 온도 및 적어도 20.7 MPa의 압력에서 실리콘 질화물, 농축화 보조제로서의 실리콘 이산화물, 화성 보조제 및 수염 결정 성장 보조제의 혼합물로부터 실리콘 질화물을 제조하기 위한 공정을 기술하고 있다. 미국 특허 제4,497,228호에서는 내마모성 실리콘 질화물이 기술되어 있다. 상기 실리콘 질화물은 내화 금속 탄화물 및 질화물 또는 그들을 조합한 경질 입자를 60 중량부까지 첨가함으로써 제조된다.

본 발명의 목적은 상대적으로 소량의 소결 보조제를 사용함으로써, 그리고 최종 제품에서 유리질의 입자간 상의 양을 감소시키고 내마모성을 증가시키는 탄화물, 질화물, 탄질화물 또는 규화물의 제2 결정질 상의 일방향 응고 공정합금의 형성으로써, 양호한 파열 인성, 내열충격성 및 내마모성을 갖는 재료를 제조할 수 있게하는 것이다.

도1은 본 발명에 의한 실리콘 질화물의 미세 구조의 약 10,000배 확대된 투과 전자 현미경 사진을 도시하고 있다. 회색 구상이고 신장된 입자는 베타-Si₃N₄이고, 검은 구상 입자는 NbSi₂이다.

도1은 본 발명에 의한 실리콘 질화물의 미세 구조의 약 10,000배 확대된 투과 전자 현미경 사진을 도시하고 있다. 회색 구상이고 신장된 입자는 베타-Si₃N₄이고, 검은 구상 입자는 NbSi₂이다.

본 발명은 개선된 기계적, 화학적 및 마모적 성질을 갖는 주철 재료의 절삭 가공용 절삭 공구 삽입체의 기초인 실리콘 질화물에 관한 것이다. 실리콘 질화물은 산화 알루미늄과 산화 이트륨과 함께 소결 보조제로 작용하고 또한 소결 중 베타실리콘 질화물의 신장된 입자의 성장을 촉진시키는 하나 또는 그 이상의 IVa족, Va족 및 IVa족 전이 금속 산화물을 첨가함으로써 얻을 수 있다. 전이 금속은 또한 소결 중 전이 금속 질화물, 탄화물, 탄질화물 또는 규화물의 제2 결정질 상의 소형 입자를 형성시키고 있다.

본 발명에 의한 세라믹 절삭 공구 재료는 총 합계가 0.5 내지 10 중량부, 양호하게는 0.5 내지 6 중량부, 가장 양호하게는 0.5 내지 4 중량부의 입자간 상 및, 0.1 내지 2 ㎛, 양호하게는 서브 마이크론( 1 ㎛)의 크기의 구상 입자로 존재하는 전이 금속 탄화물, 질화물, 탄질화물 그리고/또는 규화물, 양호하게는 탄질화물 그리고/또는 규화물의 결정질 상으로 형성된 0.05 내지 3 중량부, 양호하게는 0.3 내지 2중량부의 적어도 하나의 제2 일방향응고 공정합금을 갖는 베타 실리콘 질화물 기질을 포함하고 있다. 전이 금속은 양호하게는 니오븀 그리고/또는 탄탈륨이다. 상기 재료의 공극은 1 체적부 이하, 양호하게는 0.3 체적부 이하이다. 베타 실리콘 질화물 입자는 적어도 10 %이고, 양호하게는 20 % 이상이고, 종횡비는 3 이하, 양호하게는 5 이하로 신장되어 있다. 베타 실리콘 질화물의 입자 직경은 0.2 내지 10㎛, 양호하게는 0.2 내지 5㎛, 가장 양호하게는 0.2 내지 3㎛이다.

본 발명에 의한 재료는 소결을 수반하는 분말 처리 공정에 의해 제조된다. 실리콘 질화물 슬러리는 물 또는 유기 용매에 적절한 양의 첨가물과 함께 실리콘 질화물을 습식 분산시킴으로써 제조된다. 입자간 상의 첨가물로는 0.1 내지 5 중량부, 양호하게는 0.2 내지 3 중량부, 가장 양호하게는 0.5 내지 2 중량부의 이트륨 산화물과, 0.1 내지 5 중량부, 양호하게는 0.2 내지 3 중량부, 가장 양호하게는 0.2 내지 2 중량부의 산화 알루미늄과, 0.1 내지 5 중량부, 양호하게는 0.2 내지 3 중량부, 가장 양호하게는 0.5 내지 2 중량부의 전이 금속 산화물, 양호하게는 니오븀 산화물 또는 탄탈륨 산화물 또는 그들의 혼합체가 있다. 어떤 경우에는, SiO₂가 1 중량부 이하, 양호하게는 0.1 내지 0.7 중량부가 첨가되기도 한다. 그러나, 첨가된 산화물의 총 합계는 양호하게는 6 중량부, 가장 양호하게는 4 중량부 이하여야 한다. 첨가된 산화 알루미늄은 입자간 상에 양호하게 존재하여야 하며 실리콘 질화물과의 고용체를 형성하지 말아야 한다. 일방향응고 공정합금이 내마모성을 증대시키기 위한 질화물, 탄화물, 탄질화물 또는 규화물의 소형의 구형 입자를 형성시키기 위해 다른 전이 금속 합성물을 이용할 수도 있다. 적절한 분산매가 적절한 프레싱 보조제(유기첨가물)와 함께 첨가될 수도 있다. 다음에, 슬러리는 건조되고 입자화된다.

다음에, 입자화된 분말은 단축 프레싱 또는 평형 프레싱을 이용하여 소결 후에 원하는 형상과 크기를 갖도록 하는 형상과 크기의 덩어리로 형성된다. 열간 프레스 가공(HP), 가스압 소결(GPS) 또는 열간 등방향 압축(HIP) 등의 압력 보조 소결 기술을 이용하면 상대적으로 적은 양의 입자간 상을 필요로 하게 된다. 그러나, 성형된 입자간 유리질 상의 양은 재료가 선택된 소결 공정 중 최고 밀도에 필수적으로 도달하도록 충분히 많아야 한다. 상기 방법은 특히 GPS 소결 처리에 적용되고 있다. 열간 프레스 기술(단방향 압축 소결)을 이용할 때, 어떤 프레스 가공 보조제도 필요하지 않으며, 입자화된 분말은 열간 프레스 그라파이트 다이 내부에 충전되어 열간 프레스 가공된다. GPS와 HIP 기술의 경우에서, 프레싱 보조제가 대체로 이용되며, 상기 프레싱 보조제는 400 내지 800℃ 범위의 온도 및 적절한 열처리 분위기, 양호하게는 수소 또는 진공에서 열처리에 의해 제거된다. 소결 온도와 소결압력은 이용되는 소결 기술에 따라 달라진다. 열간 프레싱의 경우, 소결 온도는 1600℃와 2000℃ 사이가 요구되고 소결 압력은 20 내지 50 MPa의 범위이다. HIP 소결의 경우, 소결 온도는 1500℃와 1800℃ 사이가 요구되고 기체 압력은 50 내지 200 MPa의 범위이다. GPS 소결의 경우, 소결 온도는 보통 1600℃와 2000℃ 사이가 요구되고 기체 압력은 5 내지 20 MPa, 양호하게는 8 내지 1 2MPa의 범위이다.

재료의 소결 중 결정질 상 또는 전이 금속 탄화물, 질화물, 탄질화물 또는 규화물의 상은 입자간 상으로부터 핵생성되어 일방향응고 공정합금이 형성된다.

노에서 그라파이트 부분과 잔류 산소 또는 산화물에 기인하는 노 분위기에서 일산화 탄소의 존재때문에 탄화물이 형성될 수 있다. 질소와 탄소 일산화물의 기체 혼합물을 이용하는 것도 가능하다. 결정질 상은 유리질 입자간 상의 양을 감소시키며, 상기 유형의 결정질 전이 금속 화합물로 형성된 상대적으로 적은 양의 일방향응고 공정합금이 최종 재료의 내마모성을 증대시킨다는 것을 알게 되었다. 첨가물 및 소결온도를 잘 조합시키면 Si₂N₂O 또는 Y₂SiO₄등의 결정질 실리콘계 산화물 또는 산질화물(oxynitride)도 형성될 수 있다. 소결 분위기, 온도 및 입자간 상의 양과 초기 조성을 변화시킴으로써, 제2 전이 금속 상으로 형성된 일방향응고 공정합금의 형태에 영향을 줄 수 있다. 열역학적 입장을 고려하여, 숙련자라면 실험에 의해 조건을 결정하기 위해 다른 원재료 및 장치를 사용할 것이다.

소결체는 바람직한 형상 및 크기를 갖는 삽입체로 연마된다. 소결체는 모든표면(상면, 저면, 여유면) 또는 단지 하나의 면이나 둘 또는 세 면을 모두 연마할 수도 있다. 이처럼, 연마되지 않은 표면은 소결된 채로 이용될 것이다. 완전히 연마된 또는 부분적으로 연마된 또는 연마되지 않은 삽입체에는 챔퍼(chamfer)가 연마되거나 제공된다. 결국 삽입체에는 당업계에서 공지된 CVD 기술(MT-CVD 포함) 또는 PVD 기술을 이용함으로써 내마모층이 제공된다. 층의 두께는 1 내지 20㎛, 양호하게는 1 내지 10 ㎛, 가장 양호하게는 2 내지 7㎛여야 한다. 양호하게, 층은 1내지 7㎛, 양호하게는 1 내지 5㎛의 A1₂O₃층 및 4 ㎛ 이하, 양호하게는 2㎛ 두께의 TiN 층을 포함하여야 한다. 내화 층이 적용될 때, 삽입체는 모서리에서의 코팅두께를 감소시키고 매끈한 코팅 표면을 얻기 위해 모서리 처리된다.

실시예 1

실리콘 질화물(98 중량부, 우베사 제품 SN-E10), 1 중량부의 이트륨 산화물(에이취.씨. 스타크사 제품, 최소 99.8 중량부의 순도) 및 0.5 중량부의 산화 알루미늄(스미또모사 제품 AKP30)이 0.5 중량부의 니오븀 산화물(에이취.씨. 스타크사 제품, 화학적으로 순도, 최소 99.8 중량부)과 함께 첨가되어, 밀링 매개체로서 실리콘질화물 원통형 페블(pebble), 적당한 분산제 및 프레싱제와 함께 물에서 36시간 동안 밀링되었다. 밀링 후, 분산매는 여과되고 입자화되었다. 다음에, 입자화된 분말은 원하는 기하학적 형상을 갖는 성형체로 단축 프레스되었다.

유기 첨가물을 제거하기 위해, 성형체를 4 시간 동안 600℃, 수소 분위기에서 가열하였다. 다음에, 사전 소결된 성형체는 재료의 기공이 밀폐에 도달하도록 1 시간 동안 20 바아의 질소 압력하에서 1,850℃의 소결 온도로 GPS 노에서 소결되었다. 다음에, 압력은 100 바아로 상승되고 1 시간 동안 유지되었다. 소결된 재료의 미세구조는 도1에 도시되어 있다. 소결된 재료는 3 중량부 이하의 입자간 상을 갖고 3의 종횡비로 약 25 % 정도로 신장된 베타-Si₃N₄입자를 포함했다. 기공률은 0.1 %였다. 평균적으로 약 0.5㎛의 크기를 갖는 약 1 중량부의 NbSi₂는 미세 구조에서 고르게 분포되었다. 다음에, 삽입체는 SNGN 120412 T02520의 기하학적 형상으로 연마되며, 캐스트 스킨을 갖는 회주철에 대한 단속적인 절삭 동작이 시험되었다(600 m/min, 0.25mm/rev, 절삭 깊이 2 mm). 24 시간 후의 측면 마모가 재료의 경도와 함께 표 1에 게재하였다.

실시예 2

상기 순서에 따라, Si₃N₄(97.65 중량부, 우베사 제품 SN E-10), Y₂O₃(1 중량부), A1₂O₃(0.5 중량부) 및 Ta₂O₅(0.85 중량부)가 처리되며, 재료의 기공이 밀폐에 도달하도록 1 시간 동안 20 바아의 질소 압력하에서 1,850℃의 온도에서 소결되었다. 다음에, 질소 압력은 최종 농축을 위해 다시 1 시간 동안 100 바아로 상승되었다. 소결된 재료는 4 중량부 이하의 입자간 상을 갖고 5의 종횡비로 약 20 % 정도로 신장된 베타-Si₃N₄입자를 포함했다. 기공률은 0.1 %였다. 평균적으로 약 1 ㎛의 크기를 갖는 약 1 중량부의 TaSi₂는 미세 구조에서 고르게 분포되었다. 다음에, 삽입체는 SNGN 120412 T02520의 기하학적 형상으로 연마되며, 캐스트 스킨을 갖는 회주철에 대한 단속적인 절삭 동작이 시험되었다(600 m/min, 0.25 mm/rev, 절삭 깊이 2mm). 24 시간 후의 측면 마모가 재료의 경도와 함께 표 1에 게재되어 있다.

실시예 3

상기 순서에 따라, Si₃N₄(97 중량부, 우베사 제품 SN E-10), Y₂O₃(1 중량부), A1₂O₃(0.5 중량부) 및 Nb₂O₅(1.5 중량부)가 처리되며, 재료의 기공이 밀폐에 도달하도록 1 시간 동안 20 바아의 질소 압력하에서 1850℃의 온도에서 소결되었다. 다음에, 질소 압력은 최종 농축을 위해 다시 1 시간 동안 100 바아로 상승되었다. 소결된 재료는 2 중량부 이하의 입자간 상을 갖고 5의 종횡비로 약 15 % 정도로 신장된 베타-Si₃N₄입자를 포함했다. 기공률은 0.3 %였다. 평균적으로 1 ㎛의 크기를 갖는 약 2 중량부의 NbSi₂는 미세 구조에서 고르게 분포되었다. 다음에, 삽입체는 SNGN 120412 T02520의 기하학적 형상으로 연마되며, 캐스트 스킨을 갖는 회주철에 대한 단속적인 절삭 동작이 시험되었다(600 min, 0.25 mm/rev, 절삭 깊이 2mm). 24 시간 후의 측면 마모가 재료의 경도와 함께 표 1에 게재되어 있다.

실시예 4

상기 순서에 따라, Si₃N₄(97 중량부, UBE SN E-10), 1.5 중량부의 Y₂O₃, 0.75 중량부의 A1₂O₃및 1 중량부의 Nb₂O₅가 처리되며, 재료의 기공이 밀폐에 도달하도록 1시간 동안 20 바아의 질소 압력하에서 1850℃의 온도에서 소결되었다. 다음에, 질소 압력은 최종 농축을 위해 다시 1 시간 동안 100 바아로 상승되었다. 소결된 재료는 5 중량부 이하의 입자간 상을 갖고 5의 종횡비로 약 20 % 정도로 신장된 베타-Si₃N₄입자를 포함했다. 기공률은 0.2%였다. 평균적으로 1㎛ 이하의 크기를 갖는 약 1 중량부의 NbSi₂는 미세 구조에서 고르게 분포되었다. 다음에, 삽입체는 SNGN 120412 T02520의 기하학적 형상으로 연마되며, 캐스트 스킨을 갖는 회주철에 대한 단속적인 절삭 동작이 시험되었다(600m/min, 0.25 mm/rev, 절삭 깊이 2mm). 24 시간 후의 측면 마모가 재료의 경도와 함께 표 1에 게재되어 있다.

[표 1]

비교예 1은 상업 그레이드의 실리콘 질화물(Coromant grade CC690)이다. 비교예 2는 실시예 1과 마찬가지로 동일한 초기 조성을 가지고 있으나 전이 금속의 첨가는 없다. 상기 비교예 2는 더욱 더 취성을 갖는 거동을 나타내었다.

상기 결과는 양호한 파괴 인성, 내열 충격성 및 내마모성의 조합을 상기 형태의 실리콘 질화물로 얻을 수 있음을 제시하고 있다. 이처럼, 상기 재료는 돌발적인 파괴없이 양호한 내마모성 및, 기계 가공적 및 열적 스트레스에 견디는 능력을 나타내고 있다.

실시예 5

스타일 SNGN 120412 T02520을 갖는 삽입체가 실시예 3에 의하여 제조되었다. 삽입체는 A, B, C의 3 그룹으로 나눠지고, A1₂O₃및 TiN 층을 포함하는 내화 코팅이 CVD 기술을 이용함으로써 적용되었다. 층의 두께는 ㎛ 단위이고 다음과 같았다.

최종적으로 삽입체의 모든 모서리는 코팅의 두께를 감소시키고 매끄러운 코팅 표면을 얻기 위해서 표면 처리되었다.

삽입체는 잔존 캐스트 스킨을 갖는 구상 흑연 주철로 선삭 작업으로 시험하였다(600 m/min, 0.25mm/rev, 절삭 깊이 2mm). 3분 후에 다음의 마모가 측정되었다.

본 발명은 비교적 소량의 소결 보조제를 사용함으로써, 그리고 최종 제품에서 유리질의 입자간 상의 양을 감소시키고 내마모성을 증가시키는 탄화물, 질화물, 탄질화물 또는 규화물의 제2 결정질 상의 일방향 응고 공정합금의 형성으로써, 양호한 파열 인성, 내열충격성 및 내마모성을 갖는 재료를 제조할 수 있다.

Claims (10)

1. 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체에 있어서, 총 합계가 0.5 내지 10 중량부, 양호하게는 0.5 내지 6 중량부의 입자간 상 및, 0.1 내지 2 ㎛, 양호하게는 서브 마이크론( 1 ㎛)의 크기의 구상 입자로 존재하는 전이 금속 탄화물, 질화물, 탄질화물 또는 규화물의 제2 결정질 상으로 형성된 0.05 내지 3 중량부의 적어도 하나의 일방향응고 공정합금을 갖는 베타 실리콘 질화물 기질을 포함하며, 상기 베타 실리콘 질화물 입자는 적어도 10 %, 양호하게는 20% 이상이고 종횡비는 3 이상, 양호하게는 5 이상으로 신장되어 있으며, 입자 직경은 0.2 내지 10 ㎛, 양호하게는 0.2 내지 5㎛, 가장 양호하게는 0.2 내지 3 ㎛이며, 상기 재료의 공극은 1 체적부 이하, 양호하게는 0.3 체적부 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체.
2. 제1항에 있어서, 전이 금속이 니오븀 그리고/또는 탄탈륨인 것을 특징으로 하는 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 10 % 이하의 결정질 실리콘 바탕의 산화물 또는 산질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체에 당업계에서 공지된 내마모 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체.
5. 제4항에 있어서, 상기 코팅이 1 내지 7 ㎛의 A1₂O₃층 및 4㎛ 두께의 TiN층을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화물 공구 삽입체.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 내마모 코팅이 모서리에서 더욱 얇아지는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체.
7. 분말 야금법에 의해 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체를 제조하는 방법에 있어서, 실리콘 질화물 슬러리는 물 또는 유기 용매에 0.1 내지 5 중량부, 양호하게는 0.2 내지 3 중량부의 이트륨 산화물과, 0.1 내지 5 중량부, 양호하게는 0.1 내지 3 중량부의 산화 알루미늄과, 0.1 내지 5 중량부, 양호하게는 0.2 내지 3 중량부의 전이 금속 산화물, 양호하게는 니오븀 산화물 또는 탄탈륨 산화물 또는 그들의 혼합체와 함께 실리콘 질화물을 습식 분산시킴으로써 제조되며, 상기 첨가된 산화물의 총 합계는 6 중량부 이하이고 분산매가 적절한 프레싱제와 함께 첨가될 수 있으며, 그 후 슬러리는 건조되고 입자화되어 분말이 되며, 상기 분말은 원하는 형상의 절삭 공구 삽입체가 되고 열간 프레스(HP), 가스 압축 소결(GPS) 또는 열간 등방향 압축(HIP)등의 압축 보조 소결 기술을 이용함으로써 소결되는 것을 특징으로 하는 분말 야금법에 의한 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,1 중량부 이하, 양호하게는 0.1 내지 0.7 중량부의 SiO₂를 첨가하는 것을 특징으로 하는 분말 야금법에 의한 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체의 제조 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 당업계에서 공지된 내마모 코팅이 삽입체 상에 입혀진 것을 특징으로 하는 분말 야금법에 의한 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 코팅이 1 내지 7 ㎛의 Al₂O₃층 및 4㎛ 두께의 TiN 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 야금법에 의한 실리콘 질화물 절삭 공구 삽입체의 제조 방법.