JPH04315505A - 表面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製造方法 - Google Patents
表面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製造方法Info
- Publication number
- JPH04315505A JPH04315505A JP3111105A JP11110591A JPH04315505A JP H04315505 A JPH04315505 A JP H04315505A JP 3111105 A JP3111105 A JP 3111105A JP 11110591 A JP11110591 A JP 11110591A JP H04315505 A JPH04315505 A JP H04315505A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating layer
- powder
- aluminum oxide
- deposition method
- hard coating
- 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
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、通常の連続切削は勿
論のこと、断続切削や高送りおよび高切込みなどの重切
削にも、硬質被覆層に欠けやチッピングなどの発生がな
く、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮する表面被覆
酸化アルミニウム（以下Ａｌ２ Ｏ３ で示す）基セラ
ミックス製切削工具の製造方法に関するものである。
論のこと、断続切削や高送りおよび高切込みなどの重切
削にも、硬質被覆層に欠けやチッピングなどの発生がな
く、すぐれた切削性能を長期に亘って発揮する表面被覆
酸化アルミニウム（以下Ａｌ２ Ｏ３ で示す）基セラ
ミックス製切削工具の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭６２−２６５１６５
号公報、特開昭６２−２６５１８２号公報、および特開
昭６３−６０１８５号公報に記載される通り、炭化けい
素（以下ＳｉＣで示す）ウイスカーで強化され、かつ酸
化ジルコニウム（以下ＺｒＯ２ で示す）を含有したＡ
ｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具や、ＳｉＣウイ
スカーで強化されたＡｌ２ Ｏ２ 基セラミックス基体
の表面にＡｌ２ Ｏ３ からなる硬質被覆層を形成して
なる表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具
が知られており、またこれらの切削工具が、例えば普通
鋳鉄やダクタイル鋳鉄の連続切削加工に用いられている
ことも知られている。
号公報、特開昭６２−２６５１８２号公報、および特開
昭６３−６０１８５号公報に記載される通り、炭化けい
素（以下ＳｉＣで示す）ウイスカーで強化され、かつ酸
化ジルコニウム（以下ＺｒＯ２ で示す）を含有したＡ
ｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具や、ＳｉＣウイ
スカーで強化されたＡｌ２ Ｏ２ 基セラミックス基体
の表面にＡｌ２ Ｏ３ からなる硬質被覆層を形成して
なる表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具
が知られており、またこれらの切削工具が、例えば普通
鋳鉄やダクタイル鋳鉄の連続切削加工に用いられている
ことも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
切削工具は、上記のＡｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切
削工具においては、構成成分であるＳｉ成分が被削材の
Ｆｅ成分と反応し易いために摩耗が激しく、また上記の
表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具にお
いては、連続切削では比較的良好な耐摩耗性を示すが、
特に断続切削や重切削などの硬質被覆層に強度が要求さ
れる切削に用いた場合には、硬質被覆層に欠けやチッピ
ングが発生し易く、実用に供することができないのが現
状である。
切削工具は、上記のＡｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切
削工具においては、構成成分であるＳｉ成分が被削材の
Ｆｅ成分と反応し易いために摩耗が激しく、また上記の
表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具にお
いては、連続切削では比較的良好な耐摩耗性を示すが、
特に断続切削や重切削などの硬質被覆層に強度が要求さ
れる切削に用いた場合には、硬質被覆層に欠けやチッピ
ングが発生し易く、実用に供することができないのが現
状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、特に断続切削や重切削に用いる
ことができる表面被覆Ａｌ２ Ｏ３基セラミックス製切
削工具を開発すべく研究を行なった結果、Ａｌ２ Ｏ３
基セラミックス基体を、原料粉末として、Ａｌ２ Ｏ
３ 粉末、ＳｉＣウイスカー、望ましくは径：０．５〜
５μｍ、アスペクト比：５以上を有するＳｉＣウイスカ
ーが５０％以上を占めるＳｉＣ粉末、ＺｒＯ２ 粉末、
Ｍｇ，Ｙ，および希土類元素の酸化物（以下ＭｇＯ，Ｙ
２ Ｏ３ ，Ｒ２ Ｏ３ で示す）のうちの１種以上が
固溶した改質ＺｒＯ２ 粉末、ＭｇＯ粉末、Ｙ２ Ｏ３
粉末、およびＲ２ Ｏ３ 粉末を用い、これら原料粉
末を、ＳｉＣ：５〜４０％、ＺｒＯ２ ：２〜２０％、
ＭｇＯ，Ｙ２ Ｏ３ ，およびＲ２ Ｏ３ のうちの１
種以上：０．１〜３％、Ａｌ２ Ｏ３ ：残り、からな
る配合組成（以上容量％、以下％は容量％を示す）に配
合し、いずれも通常の条件で、混合した後、ホットプレ
スを施すか、あるいはこれを圧粉体に成形し、この圧粉
体を焼結の普通焼結を施すことにより製造し、かつ、こ
の基体の表面に、化学蒸着法または物理蒸着法を用いて
、Ａｌ２ Ｏ３ からなる硬質被覆層を形成するに際し
ては、予め、同じく化学蒸着法または物理蒸着法を用い
て、Ｔｉ，Ｚｒ，およびＨｆの炭化物、窒化物、および
酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶体のうちの１種
の単層または２種以上の複層からなる中間被覆層を形成
しておくと、この中間被覆層の形成がない場合、上記硬
質被覆層の形成時に基体を構成する成分のうちの少なく
ともＳｉと、Ｍｇ，Ｙ，および希土類元素のうちの１種
以上が前記硬質被覆層中に拡散し、これらの拡散成分の
作用でＡｌ２ Ｏ３ が著しく粒成長して粗大化し、こ
れが原因で欠けやチッピングが発生し易くなるが、上記
中間被覆層には、基体を構成する上記成分の被覆層への
拡散移動を抑制する作用があるので、上記硬質被覆層の
形成時に基体を構成する上記成分が、これに拡散含有さ
れることが阻止され、上記硬質被覆層は微細なＡｌ２
Ｏ３ で構成されるようになるので、この結果の表面被
覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具は、これを
普通鋳鉄やダクタイル鋳鉄などの断続切削や重切削に用
いても、上記硬質被覆層に欠けやチッピングが発生しな
いようになるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、特に断続切削や重切削に用いる
ことができる表面被覆Ａｌ２ Ｏ３基セラミックス製切
削工具を開発すべく研究を行なった結果、Ａｌ２ Ｏ３
基セラミックス基体を、原料粉末として、Ａｌ２ Ｏ
３ 粉末、ＳｉＣウイスカー、望ましくは径：０．５〜
５μｍ、アスペクト比：５以上を有するＳｉＣウイスカ
ーが５０％以上を占めるＳｉＣ粉末、ＺｒＯ２ 粉末、
Ｍｇ，Ｙ，および希土類元素の酸化物（以下ＭｇＯ，Ｙ
２ Ｏ３ ，Ｒ２ Ｏ３ で示す）のうちの１種以上が
固溶した改質ＺｒＯ２ 粉末、ＭｇＯ粉末、Ｙ２ Ｏ３
粉末、およびＲ２ Ｏ３ 粉末を用い、これら原料粉
末を、ＳｉＣ：５〜４０％、ＺｒＯ２ ：２〜２０％、
ＭｇＯ，Ｙ２ Ｏ３ ，およびＲ２ Ｏ３ のうちの１
種以上：０．１〜３％、Ａｌ２ Ｏ３ ：残り、からな
る配合組成（以上容量％、以下％は容量％を示す）に配
合し、いずれも通常の条件で、混合した後、ホットプレ
スを施すか、あるいはこれを圧粉体に成形し、この圧粉
体を焼結の普通焼結を施すことにより製造し、かつ、こ
の基体の表面に、化学蒸着法または物理蒸着法を用いて
、Ａｌ２ Ｏ３ からなる硬質被覆層を形成するに際し
ては、予め、同じく化学蒸着法または物理蒸着法を用い
て、Ｔｉ，Ｚｒ，およびＨｆの炭化物、窒化物、および
酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶体のうちの１種
の単層または２種以上の複層からなる中間被覆層を形成
しておくと、この中間被覆層の形成がない場合、上記硬
質被覆層の形成時に基体を構成する成分のうちの少なく
ともＳｉと、Ｍｇ，Ｙ，および希土類元素のうちの１種
以上が前記硬質被覆層中に拡散し、これらの拡散成分の
作用でＡｌ２ Ｏ３ が著しく粒成長して粗大化し、こ
れが原因で欠けやチッピングが発生し易くなるが、上記
中間被覆層には、基体を構成する上記成分の被覆層への
拡散移動を抑制する作用があるので、上記硬質被覆層の
形成時に基体を構成する上記成分が、これに拡散含有さ
れることが阻止され、上記硬質被覆層は微細なＡｌ２
Ｏ３ で構成されるようになるので、この結果の表面被
覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具は、これを
普通鋳鉄やダクタイル鋳鉄などの断続切削や重切削に用
いても、上記硬質被覆層に欠けやチッピングが発生しな
いようになるという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、原料粉末として、Ａｌ２ Ｏ３
粉末、ＳｉＣウイスカー、望ましくは径：０．５〜５
μｍ、アスペクト比：５以上を有するＳｉＣウイスカー
が５０％以上を占めるＳｉＣ粉末、ＭｇＯ，Ｙ２ Ｏ３
，およびＲ２ Ｏ３ のうちの１種以上が固溶した改
質ＺｒＯ２ 粉末、ＺｒＯ２ 粉末、ＭｇＯ粉末、Ｙ２
Ｏ３粉末、およびＲ２ Ｏ３ 粉末を用い、これら原
料粉末を、ＳｉＣ：５〜４０％、ＺｒＯ２ ：２〜２０
％、ＭｇＯ，Ｙ２ Ｏ３ ，およびＲ２ Ｏ３ のうち
の１種以上：０．１〜３％、Ａｌ２ Ｏ３ ：残り、か
らなる配合組成に配合し、いずれも通常の条件で、混合
した後、ホットプレスまたは圧粉体焼結の普通焼結を施
すことにより形成したＡｌ２ Ｏ３ 基セラミックス基
体の表面に、化学蒸着法または物理蒸着法を用いて、Ａ
ｌ２ Ｏ３ からなる硬質被覆層を０．５〜１０μｍの
厚さで形成するに際して、上記基体の表面に、予め同じ
く化学蒸着法または物理蒸着法にて、Ｔｉ，Ｚｒ、およ
びＨｆの炭化物、窒化物、および酸化物、並びにこれら
の２種以上の固溶体のうちの１種の単層または２種以上
の複層からなる中間被覆層を０．１〜２μｍの厚さで形
成しておくことにより、上記基体からの少なくともＳｉ
とＭｇ，Ｙ、および希土類元素のうちの１種以上の上記
硬質被覆層中への拡散を上記中間被覆層によって阻止し
、もって上記硬質被覆層を構成するＡｌ２ Ｏ３の粒成
長を抑制し、上記硬質被覆層の強度低下の防止をはかる
表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具の製
造方法に特徴を有するものである。
なされたものであって、原料粉末として、Ａｌ２ Ｏ３
粉末、ＳｉＣウイスカー、望ましくは径：０．５〜５
μｍ、アスペクト比：５以上を有するＳｉＣウイスカー
が５０％以上を占めるＳｉＣ粉末、ＭｇＯ，Ｙ２ Ｏ３
，およびＲ２ Ｏ３ のうちの１種以上が固溶した改
質ＺｒＯ２ 粉末、ＺｒＯ２ 粉末、ＭｇＯ粉末、Ｙ２
Ｏ３粉末、およびＲ２ Ｏ３ 粉末を用い、これら原
料粉末を、ＳｉＣ：５〜４０％、ＺｒＯ２ ：２〜２０
％、ＭｇＯ，Ｙ２ Ｏ３ ，およびＲ２ Ｏ３ のうち
の１種以上：０．１〜３％、Ａｌ２ Ｏ３ ：残り、か
らなる配合組成に配合し、いずれも通常の条件で、混合
した後、ホットプレスまたは圧粉体焼結の普通焼結を施
すことにより形成したＡｌ２ Ｏ３ 基セラミックス基
体の表面に、化学蒸着法または物理蒸着法を用いて、Ａ
ｌ２ Ｏ３ からなる硬質被覆層を０．５〜１０μｍの
厚さで形成するに際して、上記基体の表面に、予め同じ
く化学蒸着法または物理蒸着法にて、Ｔｉ，Ｚｒ、およ
びＨｆの炭化物、窒化物、および酸化物、並びにこれら
の２種以上の固溶体のうちの１種の単層または２種以上
の複層からなる中間被覆層を０．１〜２μｍの厚さで形
成しておくことにより、上記基体からの少なくともＳｉ
とＭｇ，Ｙ、および希土類元素のうちの１種以上の上記
硬質被覆層中への拡散を上記中間被覆層によって阻止し
、もって上記硬質被覆層を構成するＡｌ２ Ｏ３の粒成
長を抑制し、上記硬質被覆層の強度低下の防止をはかる
表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製切削工具の製
造方法に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明の方法において、製造条
件を上記の通りに限定した理由を説明する。
件を上記の通りに限定した理由を説明する。
【０００７】Ａ．配合組成
（ａ）ＳｉＣ粉末
ＳｉＣ粉末中のＳｉＣウイスカーの望ましい径およびア
スペクト比、並びに含有割合は、いずれも経験的に定め
たものであって、ウイスカーの径が０．５μｍ未満でも
、また５μｍを越えても、さらにアスペクト比が５未満
であっても、さらに加えてＳｉＣ粉末に占めるＳｉＣウ
イスカーの割合が５０％未満であっても、基体に所望の
靭性を確保することができず、また、このことはＳｉＣ
粉末の配合割合にもあてはまることであって、その割合
が５％未満ではすべてがウイスカーで構成されたとして
も靭性不足をきたすものであり、一方その割合が４０％
を越えても焼結性が低下するようになって基体に十分な
靭性が得られなくなるものであることから、望ましくは
ＳｉＣウイスカーの径を０．５〜５μｍ、アスペクト比
を５以上と定め、さらにＳｉＣ粉末に占める割合を５０
％以上と定め、かつＳｉＣ粉末の配合割合を５〜４０％
と定めたのである。
スペクト比、並びに含有割合は、いずれも経験的に定め
たものであって、ウイスカーの径が０．５μｍ未満でも
、また５μｍを越えても、さらにアスペクト比が５未満
であっても、さらに加えてＳｉＣ粉末に占めるＳｉＣウ
イスカーの割合が５０％未満であっても、基体に所望の
靭性を確保することができず、また、このことはＳｉＣ
粉末の配合割合にもあてはまることであって、その割合
が５％未満ではすべてがウイスカーで構成されたとして
も靭性不足をきたすものであり、一方その割合が４０％
を越えても焼結性が低下するようになって基体に十分な
靭性が得られなくなるものであることから、望ましくは
ＳｉＣウイスカーの径を０．５〜５μｍ、アスペクト比
を５以上と定め、さらにＳｉＣ粉末に占める割合を５０
％以上と定め、かつＳｉＣ粉末の配合割合を５〜４０％
と定めたのである。
【０００８】（ｂ）ＺｒＯ２ 粉末
ＺｒＯ２ 粉末は、基体の靭性を向上させる目的で配合
されるが、その割合が２％未満では所定の靭性を確保す
ることができず、一方その割合が２０％を越えると靭性
に低下傾向が現われるようになることから、その割合を
２〜２０％と定めた。
されるが、その割合が２％未満では所定の靭性を確保す
ることができず、一方その割合が２０％を越えると靭性
に低下傾向が現われるようになることから、その割合を
２〜２０％と定めた。
【０００９】（ｃ）ＭｇＯ，Ｙ２ Ｏ３ ，およびＲ２
Ｏ３ これらの成分は、焼結性を改善して基体の強度
を向上させる作用があるが、その割合が０．１％未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方その割合が３％
を越えると基体の硬さが低下するようになることから、
その割合を０．１〜３％と定めた。
Ｏ３ これらの成分は、焼結性を改善して基体の強度
を向上させる作用があるが、その割合が０．１％未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方その割合が３％
を越えると基体の硬さが低下するようになることから、
その割合を０．１〜３％と定めた。
【００１０】なお、これらの成分は、原料配合時にそれ
ぞれ単体粉末として用いても、あるいはＺｒＯ２ 粉末
に予め固溶させて改質ＺｒＯ２ 粉末として適用しても
よく、さらに両方の形態で配合してもよい。
ぞれ単体粉末として用いても、あるいはＺｒＯ２ 粉末
に予め固溶させて改質ＺｒＯ２ 粉末として適用しても
よく、さらに両方の形態で配合してもよい。
【００１１】Ｂ．Ａｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層の厚さその
厚さが０．５μｍ未満では所望のすぐれた耐摩耗性を確
保することができず、一方その厚さが１０μｍを越える
と、Ａｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層自体が高温に長時間さら
されることになり、この結果Ａｌ２ Ｏ３ が粒成長し
て欠損が発生し易くなることから、その厚さを０．５〜
１０μｍと定めた。
厚さが０．５μｍ未満では所望のすぐれた耐摩耗性を確
保することができず、一方その厚さが１０μｍを越える
と、Ａｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層自体が高温に長時間さら
されることになり、この結果Ａｌ２ Ｏ３ が粒成長し
て欠損が発生し易くなることから、その厚さを０．５〜
１０μｍと定めた。
【００１２】Ｃ．中間被覆層の厚さ
その厚さが０．１μｍ未満では、基体中のＳｉと、Ｍｇ
，Ｙ，および希土類元素のうちの１種以上とを主体とす
る拡散成分のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層中への拡散移動
を阻止することができず、一方その厚さが２μｍを越え
ると、中間被覆層自体が高温にさらされる時間が長くな
って粒成長し、このように粒成長して粗粒となった中間
被服層上には粗粒のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層が形成さ
れるようになり、欠損し易くなることから、その厚さを
０．１〜２μｍと定めた。
，Ｙ，および希土類元素のうちの１種以上とを主体とす
る拡散成分のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層中への拡散移動
を阻止することができず、一方その厚さが２μｍを越え
ると、中間被覆層自体が高温にさらされる時間が長くな
って粒成長し、このように粒成長して粗粒となった中間
被服層上には粗粒のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層が形成さ
れるようになり、欠損し易くなることから、その厚さを
０．１〜２μｍと定めた。
【００１３】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
【００１４】原料粉末として、いずれも０．１〜１．５
μｍの範囲内の所定の平均粒径をもったＡｌ２ Ｏ３
粉末、ＳｉＣ粉末、ＺｒＯ２ 粉末、表１に示される割
合の固溶成分によって改質されたＺｒＯ２ 粉末、Ｍｇ
Ｏ粉末、Ｙ２ Ｏ３ 粉末、およびＲ２Ｏ３ 粉末、さ
らにそれぞれ同じく表１に示される径およびアスペクト
比をもったＳｉＣウイスカーを用意し、これら原料粉末
をそれぞれ表１に示される配合組成に配合し、ボールミ
ル中で７２時間湿式混合した後、乾燥し、真空中、１５
５０〜１６８０℃の範囲内の所定温度に２時間保持の条
件でホットプレス焼結することによりＣＩＳ・ＳＮＭＧ
４３２の形状をもったＡｌ２ Ｏ３ 基セラミックス基
体（スローアウェイチップ）Ａ〜Ｇを製造した。
μｍの範囲内の所定の平均粒径をもったＡｌ２ Ｏ３
粉末、ＳｉＣ粉末、ＺｒＯ２ 粉末、表１に示される割
合の固溶成分によって改質されたＺｒＯ２ 粉末、Ｍｇ
Ｏ粉末、Ｙ２ Ｏ３ 粉末、およびＲ２Ｏ３ 粉末、さ
らにそれぞれ同じく表１に示される径およびアスペクト
比をもったＳｉＣウイスカーを用意し、これら原料粉末
をそれぞれ表１に示される配合組成に配合し、ボールミ
ル中で７２時間湿式混合した後、乾燥し、真空中、１５
５０〜１６８０℃の範囲内の所定温度に２時間保持の条
件でホットプレス焼結することによりＣＩＳ・ＳＮＭＧ
４３２の形状をもったＡｌ２ Ｏ３ 基セラミックス基
体（スローアウェイチップ）Ａ〜Ｇを製造した。
【００１５】
【表１】
【００１６】ついで、これらＡｌ２ Ｏ３ 基セラミッ
クス基体の表面に、通常の化学蒸着装置にて、表２に示
される組成および平均層厚の中間被覆層を形成し、ある
いは中間被覆層を形成せずに、同じく表２に示される平
均層厚のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層を形成することによ
り本発明法１〜１０、および中間被覆層の形成がない比
較法１〜４をそれぞれ実施し、表面被覆Ａｌ２ Ｏ３
基セラミックス製切削工具（以下、被覆セラミックス切
削工具という）を製造した。
クス基体の表面に、通常の化学蒸着装置にて、表２に示
される組成および平均層厚の中間被覆層を形成し、ある
いは中間被覆層を形成せずに、同じく表２に示される平
均層厚のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層を形成することによ
り本発明法１〜１０、および中間被覆層の形成がない比
較法１〜４をそれぞれ実施し、表面被覆Ａｌ２ Ｏ３
基セラミックス製切削工具（以下、被覆セラミックス切
削工具という）を製造した。
【００１７】
【表２】
【００１８】つぎに、この結果得られた各種の被覆セラ
ミックス切削工具について、被削材：ねずみ鋳鉄の３本
縦溝入り丸棒、切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ 、送り：
０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、切込み：１ｍｍ、の条件での
普通鋳鉄の乾式断続切削試験、並びに、被削材：ダクタ
イル鋳鉄の丸棒、切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ 、送り
：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、切込み：４ｍｍ、の条件での
ダクタイル鋳鉄の乾式連続高切込み切削試験を行ない、
いずれの試験でも切刃の逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至
るまでの切削時間を測定した。これらの測定結果を表２
に示した。
ミックス切削工具について、被削材：ねずみ鋳鉄の３本
縦溝入り丸棒、切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ 、送り：
０．２５ｍｍ／ｒｅｖ．、切込み：１ｍｍ、の条件での
普通鋳鉄の乾式断続切削試験、並びに、被削材：ダクタ
イル鋳鉄の丸棒、切削速度：２５０ｍ／ｍｉｎ 、送り
：０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、切込み：４ｍｍ、の条件での
ダクタイル鋳鉄の乾式連続高切込み切削試験を行ない、
いずれの試験でも切刃の逃げ面摩耗幅が０．３ｍｍに至
るまでの切削時間を測定した。これらの測定結果を表２
に示した。
【００１９】
【発明の効果】表２に示される結果から、本発明法１〜
１０により製造された被覆セラミックス切削工具は、い
ずれも基体の少なくともＳｉやＭｇ、さらにＹおよび希
土類元素のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層への拡散移動が中
間被覆層によって阻止されることから、Ａｌ２ Ｏ３
硬質被覆層が細粒で、これにチッピングや欠けの発生な
く、すぐれた切削性能を発揮するのに対して、比較法１
〜４により製造された被覆セラミックス切削工具は、い
ずれも中間被覆層の形成がないので、基体中のＳｉやＭ
ｇなどの構成成分がＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層中へ拡散
し、これが原因でＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層が粒成長す
るようになり、この結果チッピングが発生し、相対的に
短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
１０により製造された被覆セラミックス切削工具は、い
ずれも基体の少なくともＳｉやＭｇ、さらにＹおよび希
土類元素のＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層への拡散移動が中
間被覆層によって阻止されることから、Ａｌ２ Ｏ３
硬質被覆層が細粒で、これにチッピングや欠けの発生な
く、すぐれた切削性能を発揮するのに対して、比較法１
〜４により製造された被覆セラミックス切削工具は、い
ずれも中間被覆層の形成がないので、基体中のＳｉやＭ
ｇなどの構成成分がＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層中へ拡散
し、これが原因でＡｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層が粒成長す
るようになり、この結果チッピングが発生し、相対的に
短時間で使用寿命に至ることが明らかである。
【００２０】上述のように、この発明の方法によれば、
Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス基体の表面に細粒組織の
Ａｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層を形成することができるので
、製造された表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製
切削工具は、例えば普通鋳鉄やダクタイル鋳鉄などの断
続切削や重切削にも欠けやチッピングの発生なく、すぐ
れた切削性能を著しく長期に亘って発揮するようになる
など工業上有用な効果をもたらすのである。
Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス基体の表面に細粒組織の
Ａｌ２ Ｏ３ 硬質被覆層を形成することができるので
、製造された表面被覆Ａｌ２ Ｏ３ 基セラミックス製
切削工具は、例えば普通鋳鉄やダクタイル鋳鉄などの断
続切削や重切削にも欠けやチッピングの発生なく、すぐ
れた切削性能を著しく長期に亘って発揮するようになる
など工業上有用な効果をもたらすのである。
Claims (1)
- 【請求項１】 原料粉末として、酸化アルミニウム粉
末、炭化けい素ウイスカーが５０％以上を占める炭化け
い素粉末、酸化ジルコニウム粉末、Ｍｇ、Ｙ、および希
土類元素の酸化物のうちの１種以上が固溶した改質酸化
ジルコニウム粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化イット
リウム粉末、および希土類元素の酸化物粉末を用い、こ
れら原料粉末を、炭化けい素：５〜４０％、酸化ジルコ
ニウム：２〜２０％、酸化マグネシウム、酸化イットリ
ウム、および希土類元素の酸化物のうちの１種以上：０
．１〜３％、酸化アルミニウム：残り、からなる配合組
成（以上容量％）に配合し、混合した後、ホットプレス
または圧粉体焼結の普通焼結により成形した酸化アルミ
ニウム基セラミックス基体の表面に、化学蒸着法または
物理蒸着法を用いて、酸化アルミニウムからなる硬質被
覆層を０．５〜１０μｍの厚さで形成するに際して、上
記基体の表面に、予め同じく化学蒸着法または物理蒸着
法を用いて、Ｔｉ，Ｚｒ，およびＨｆの炭化物、窒化物
、および酸化物、並びにこれらの２種以上の固溶体のう
ちの１種の単層または２種以上の複層からなる中間被覆
層を０．１〜２μｍの厚さで形成しておくことにより、
上記基体からの少なくともＳｉと、Ｍｇ，Ｙ，および希
土類元素のうちの１種以上の上記硬質被覆層中への拡散
を上記中間被覆層によって阻止して、上記硬質被覆層を
構成する酸化アルミニウムの粒成長を抑制し、もって上
記硬質被覆層の強度低下を防止することを特徴とする表
面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111105A JPH04315505A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 表面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111105A JPH04315505A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 表面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315505A true JPH04315505A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=14552529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3111105A Pending JPH04315505A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 表面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04315505A (ja) |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP3111105A patent/JPH04315505A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2500332B1 (en) | Cubic boron nitride sintered compact, coated cubic boron nitride sintered compact, method for producing cubic boron nitride sintered compact, and method for producing coated cubic boron nitride sintered compact | |
| EP0443624A1 (en) | Alumina based ceramics | |
| US5316856A (en) | Silicon nitride base sintered body | |
| JPH04315505A (ja) | 表面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製造方法 | |
| JP2596094B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具 | |
| JP3289285B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれたダイヤモンド基焼結材料およびその製造法 | |
| JPH04315504A (ja) | 表面被覆酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具の製造方法 | |
| JPS6257597B2 (ja) | ||
| JP2849055B2 (ja) | サイアロン基焼結体および被覆焼結体 | |
| JP2568494B2 (ja) | 切削工具用表面被覆β′サイアロン基セラミックスの製造法 | |
| JPH0911006A (ja) | 高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する立方晶窒化硼素基焼結材料製切削工具 | |
| JPH06298568A (ja) | ウイスカー強化サイアロン基焼結体およびその被覆焼結体 | |
| JPS6257598B2 (ja) | ||
| JPH0488103A (ja) | 耐チッピング性にすぐれた複合焼結切削工具材およびその製造法 | |
| JPH05212604A (ja) | 硬質層被覆セラミックス製切削工具 | |
| JPH01215754A (ja) | 酸化アルミニウム基焼結体及びその製造方法 | |
| JPH0686332B2 (ja) | 鋳鉄切削用サイアロン基セラミツク工具の製造法 | |
| JPH06246511A (ja) | 硬質被覆層がすぐれた密着性を有する表面被覆窒化けい素基セラミックス製切削工具 | |
| JPH05169302A (ja) | 被覆セラミックス工具 | |
| JPH0116793B2 (ja) | ||
| JPH06277906A (ja) | 表面被覆窒化けい素基セラミックス製切削工具 | |
| JPH07172906A (ja) | セラミック焼結体 | |
| JP2000052105A (ja) | 耐チッピング性にすぐれた表面被覆窒化けい素系セラミックス製スローアウェイ型切削チップ | |
| JPH02157176A (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具 | |
| JPH06234566A (ja) | 耐熱塑性変形性のすぐれた酸化アルミニウム基セラミックス |