JPH06505922A - チップコントロール付セラミック切削工具 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 チ・プコントロール・セラミ・り　エ 見乳■■見 本願発明は一体のチップコントロール表面をその上にもつセラミックの切削工具 に関する。これは特に金属材料の高速機械加工において役立つ割出し可能なタイ プのセラミックの切削工具に関するものである。

セラミックの切削工具は、浸炭されたカーバイド、コートされた浸炭カーバイド 及びサーメット切削工具に関して数多い応用において鉄及び非鉄材料の機械加工 に速度及び／又は工具の寿命に重大な利点があることを示したけれども、こられ の有用性と云うものは積極的なレーキのモールドされたチップコントロール設計 をもつインサートが市販されていないために限定されるまま留っている０文献に おけるこれらの設計の参考例にもかかわらず（米国特許４．２５９．０３３．４ ．３４０．３２４．４．３１８．６４５．４．０８７．１９３．４．２４７．２ ３２参照）、このようなセラミックインサートにおけるモールドされたチップコ ントロール設計は切削作業中早期の切削刃の破損を起させることが一般的に当業 者によって信じられている。この確信は浸炭されたカーバイドとサメッとの切削 工具に比較してセラミック切削工具材料の低い横方向破断強度と割れの靭性に基 いている。

これらの割れ靭性と横の破断強度を増すために混合物がセラミックに加えられた 。このような混合物はシリコンカーバイドホイスカー及びチタニウムカーバイド 等で一般的に最大の割れの靭性及び横の破断強度を得るために必要とされる十分 な密度を達成するため、より高い焼結温度又は熱間プレスが必要とされ、この範 囲では結果化ずる合成物の製造をより困難にしている。又完全に密になっても、 これらのセラミックの合成物の割れの靭性と横の破断強度は依然としてサーメッ ト及び浸炭されたカーバイドのものよりずっと低い。

これらのより高い製造温度のために、セラミック合成物の表面により多くの反応 層の形成に導かれる。これらの反応層は大部分の材料よりも低い靭性と横の破断 強度を有する。このようにしてこれらの表面が理想的な強度と割れの靭性をもつ ことが切削性能に決定的である場所においては、これらの反応層は削り取られた 。これらの削り取る要求のためにチップコントロール付のセラミックの切削イン サートの製造は高価なものとなり、複雑なチップコントロールの製造が必要とさ れるところでは商売的に実際的でない。

しかし殆んどの場合に軟い炭素合金及びステンレス鋼及びダクタイルまたはマレ アブル鋳鉄のようなダクタイル材料の自動的な（無人の）高速機械加工に商売的 に且つ実際的にセラミックの切削工具を用いるために、これらが高速の機械加工 の間にのぞましくない長いチップを形成する傾向をもっているので、のぞまれる 短いチップを得るために若干のチップコントロールの形が必要とされる。

過去において必要なところには成る程度のチップコントロールを与えるためにセ ラミックインサートの平らな先端のレーキ面に別個の１体でないチップブレーカ −がクランプされた（“カーバイドに対する実際的なガイド”ＰＬテクニカルサ ービス、シトニー、オハイオ州（１９８１）　２８−３３頁参照）、先行技術に おいて計画されたもう１つの解決方法はセラミックインサートの先端レーキ面に １体の上昇するチップブレーカ−構造（例えば棚状のチップブレーカ−）を与え ることである。

米国特許第４．６１６．９６３はそのような先行技術のセラミックの切削インサ ートを示している。切削刃に隣接したレーキ面上に斜面（Ｔ−ランド又はに−ラ ンド）が設けられている。傾斜から上昇しこの斜面の上方にモールドされた凹状 の壁をもつレーキ面上に島状のものが設けられている。

斜面とフランク面は両方とも削られた状態にある。この設計の利点はセラミック インサートの平らなレーキ面との強い切削刃を保つ（即ち切削刃において斜面と フランク面とによって形成される含まれた角度が９０度よりも大きい）ことであ り、一方ある限定された条件の下においてチップコントロールをもたらす、（ウ オールターＷ、グルース。

“セラミック切削工具による鋼の旋盤作業”、高速機械加工用工具材料、ＡＳＭ インターナショナル（１９８７）　ｌ　Ｏ５−１１５頁第１１図参照）不幸にし てこの設計及び別個の先端クランプの設計はチップが形成されるときチップがこ み合い又は流れを妨げる傾向があり、従って切削に要する動力を増加し一方切削 刃又はその近くのチップによって加えられる応力を増加させ切削刃の寿命を短く する結果となるものと信じられている。斜面とフランク面を削ることは又は高価 な作業である。

従って従来技術において長い間、出来得れば積極的なレーキの設計の中にチップ コントロールの構造をもち、経済的に又容易に製造することができ、他方におい て切削のフィードと深さの範囲に亘って高速の金属切削におけるチップコントロ ールと許容される金属切削の寿命を与えるセラミックの切削インサートに対する 必要性があった。。

本ｍ久櫃１− 軟鋼及びダクタイル鉄の高速機械加工に有効な片面及び両面のセラミック切削イ ンサートは両方とも夫々の切削刃の後のレーキ面上に一体のチップコントロール 構造をもつ申請人は発見した。更に又おどろくべきことに、これらの構成はグラ インドされた状態で生産され使用され得る一方で、モールドされたフランク面の ままで且つモールドされた積極的なチップコントロール表面のままで（たとえば 平坦部及び／又は溝）も又好ましくは成功裡に作られ使用されることができ、こ こにおいてこのような設計の生産コストを大巾に下げることを本申請人は発見し た。申請人は更にこれらのインサートがインサートを工具ホールダーに固定する ためのロック手段を受け入れるため先端表面から底の表面に伸びる孔をもって作 られることができることが好ましいことを発見した０本発明において役立つセラ ミック材料は、少なくとも８０ｋｓｉの横方向の破断強度をもち。

少なくとも５８Ｐａｍ１への割れの靭性をもつものである。好ましくは横の破断 強度は少なくとも１００ｋｓｉでありより好ましくは少なくとも１３０ｋｓｉで 、最も好ましくは少なくとも１４０　ｋｓｉである。

好ましくはこれらのセラミックのインサートはアルミナベースのセラミック、窒 化シリコンベースのセラミック及びシアロンベースのセラミックスのグループか ら選ばれる。

好ましくはセラミック組成はその中に、セラミックホイスカー（例えばチタニウ ムカーバイド及び／又はシリコンカーバイド）、セラミックの粒子（例えば酸化 ジルコニウム、酸化ハフニウム、シリコンカーバイド及び／又はチタニウムカー バイド）及びこれらの混合物のグループから選ばれた補強剤を拡散した。更にセ ラミックの組成は又好ましくはその中に拡散された焼結助剤の残りを有する。焼 結助剤は好ましくは酸化ジルコニウム、酸化イツトリウム、マグネシア及び彼等 相互の混合物又は他の要素との混合物のグループから選ばれる１本申請人は、好 ましくはセラミック組成は約０．５から５容量パーセント以下のシリコンカーバ イドホイスカー、５−１５容量パーセントのジルコニア、及び任意選択的に０か ら３容量パーセントの量で加えられたマグネシアの追加の残りを含みこれら凡て はアルミナのはこの組成は０．５から２．５容量パーセントのシリコンカーバイ ドホイスカー、７．５から１２．５容量パーセントのジルコニアと約０．０４か ら１容量パーセントのレベルで加えられたマグネシアの追加の残りとをもってい る。

好ましくは本発明によるインサートは軟鋼とダクタイル鉄の高速機械加工に５０ ０から５．０００表面フィート／毎分（ｓｆｍ）の速度で０．００２から０．０ ２０インチ／回転（ｉｐｒ）にフィードで且つ０．０１５から０．５００インチ のカットの深さく０ＯＣ）で用いられる。

これら及び他の本願発明の状況は以下に簡単に述べる図面と共に以下の詳細な明 細書を検討することにより明らかとなろう。

ｆ）　ｆｔ１１ 第１図は本願発明に従ってセラミックの割出し可能な切削インサートの好ましい 実施例の等角投影図である。

第２図は第１図に示された切削インサートの上から見た平面図である。

第３図は第１図及び第２図に示されたインサートの第２図の■−■部分に沿って 見られた断面図を示す。

第４図は第３図に示された切削刃とチップブレーカ−の構造の拡大された断面を 示す。

の　な 本願発明は米国特許４３１８６４５．４３４０３２４．４２４７２３２．４０８ ７１９３、４０５６８７１及び３３８３７４８号に示されたような種々の割出し 可能なインサートのチップコントロールの設計に利用される。しかし本申請人は このようにして行われたテストにおいて最良の性能を与える特定の設計を発見し た。この好ましい設計は第１図から第４図に示されている。この形の割出し可能 なインサートのサンプルはＣＮＧＮ−４３２，ＣＮＧＧ−４３２，ＣＮＭＧ−４ ３２，ＣＮＭＭ４３２．ＣＮＧＧ−４４２及びＣＮＧＭ−４４２の形式（ＡＮＳ ＩＢ２１２．４−１９８６に準拠した米国規格の名称）で、あとに与えられた実 例の中に記載されたように製造されテストされた。

第１図は本願発明による割出し可能なセラミックの切削インサート１を示す、こ の切削インサートは先端レーキ面３と４つのフランク面とを有し、これらはイン サート１の丸味を帯びた隅の領域７Ａ及び７Ｂにおいて互いに接続されている。

レーキ面３とフランク面５の接合部に切削刃９がある。切削刃９は砥石でとがれ た状態にあることが好ましい、切削刃９の近接部は隅７Ａ及び７Ｂにおいて互い に接続されている。レーキ面３の上には数多くのモールドされたままの（例えば 押しかためられ焼結されたままの）レーキ表面が位置されている。切削刃に近接 しこれが離れて伸びる第１のレーキ表面、ランド１１があり、これは接続してい る切削刃から離れて伸びるとき、切削刃によって形成された平面以下に下降する 。ランド１１に引続き第２のレーキ表面、下降壁１３．があり、これ“はランド １１に隣接し、ランド１１から内側に下に向って、これが第３のレーキ表面、床 １５又は第４のレーキ表面、バンプ１９の壁１７に接続する迄伸びる。床１５は 好ましくは平らであって、切削刃９によって規定される平面に平行な平面にある 。

インサートの隅７Ａ及び７Ｂの領域においては床１５は狭く且つその内側の端に おいて夫々バンプ２５及び２７の上昇する壁２１及び２３に接続するバンプ１９ ．２５及び２７の最上端表面は好ましくは平らにグラインドされ、互いに同一平 面上にあり、切削刃によって規定される平面に平行である。バンプは好ましくは 切削刃の上に伸びる。特に両面のインサートの設計においては、インサートが工 具ホールダーのポケットに保持されているとき、金属切削作業中にインサートの 底面上の切削刃を傷めるのを防ぐために切削刃の上に伸びている。

床１５は好ましくは内側に孔２９に伸び、この孔は上端レーキ表面をインサート の底に接続し又は両面のインサートの場合には底のレーキ表面に接続している。

孔２９は。

機械加工中にインサートを工具ホールダーのポケットの中にロックするためにビ ン又はねじのようなロックする手段を受け入れるためのレセプタクル（受は入れ 場所）として役立つ０代案として孔２９はクランプを受け入れるための凹み（図 示されていない）で置き換えられてもよい。このような設計の例は米国特許第４ ．４８０．９５０号に示されている。

第２図に示された上から見た平面図には、インサートは好ましくは丸味を帯びた 隅７Ａ及び７Ｂをもつ菱形である。

好ましくは約８０度であるが小さい方の含み角Ａをもっ隅７Ａの領域の切削刃は 次に述べる実例に用いられた。この形のインサートは通常８０度のダイヤモンド と云われている。

第３図は隅７Ａにおける角Ａの２等分線に沿った断面であって、好ましい実施例 は両方のレーキ面３上に切削刃９とバンプをもつ両面のインサートであることを より明らかに示している。このインサートはフランク面５とレーキ表面即ち切削 刃９におけるランド１１とによって形成される含み角Ｐが９０度以下であると云 う点において確実動作のレーキのインサートである。下降壁１３、床１５及びバ ンプ壁２３は一緒になって、モールドされた状態のままで（即ちグラインドされ ないで）チップコントロール溝表面又は構造を形成する。断面図に示されたバン プ２７は傾斜が変る壁２３を有する。傾斜は隅に最も近いバンプの側で最も浅く 、隅の角度を２等分する平面の何れかの側に動くにつれて次第に増加するので、 バンプ２７をまわる殆んどの途に対して傾斜は一定の３０度である。

第４図は、第３図の断面に示された隅の領域４Ａの１つの拡大された図面である 。ここでは切削刃９はフランク面５とレーキ面３の接合部に形成されホーニング された（即ち丸味を帯びたホーニング）状態にあることを見ることができる。第 １のレーキ面、ランド１１は、好ましくはフランク面から約０．０１０インチ内 側に伸び、切削刃９によって規定される平面から下に向って、好ましくは約９か ら１１度の角度Ｂで、より好ましくは切削刃によって規定される平面に関して約 １０度の角度で伸びる。第２のレーキ面、下降壁１３は好ましくは角度Ｂよりも 大きい角度Ｃでランド１１との接合点から内側に且つ下に向って伸びている。好 ましくは丸味を帯びた隅７Ａにおいて、下降壁１３はランド１１との接合部から 約０．０３０インチ内側に伸び角度Ｃか約１１から１３度であり、より好ましく は約１２度である。好ましくは丸味を帯びた隅７Ｂにおいて。

下降壁１３はランド１１との接合部から約０．０２５インチ内側に伸び、角度Ｃ は約１３度から１５度より好ましくは約１４度である。隅の角の２等分線から離 れるに従って、角度Ｃは上記の価から上昇して約１７度から１９度となり、これ は好ましくは切削刃９の真直な部分に沿って一定である。切削刃の真直な部分に 沿って下降壁１３は内側にそのランドとの接合部から約０．０１９インチ伸びる 。

再び第４図に戻ると、その内側の端に沿って下降壁１３は第３のレーキ表面、床 １５と接続する。床１５は内側に向って約０．００５から０．００８インチ第４ のレーキ表面、バンプ２７の壁２３に伸びる。壁２３は一般的に３０度の角度り で上昇するが隅７Ａの領域においては角度りは約２０度である。隅７Ｂにおいて 角度りは約２４度である。

隅の領域のバンプを廻って隅から離れて動くとき角度りは次第に３０度に増加す る。

切削刃によって規定された平面の上のバンプ２７．２５及び１９の高さは好まし ゛くは０．００１から０．００５インチである。切削刃によって規定された平面 は好ましくは約０．００７から０．００９インチ床１５の平面の上方にある。第 ３図に見ることができるように床１５はレーキ表面５の中心にある孔２９に向っ て内側に伸び、孔２９の円筒状の壁３１に傾斜表面３３によって接続され、この 傾斜表面３３は床の平面に対して３０度の角度で傾斜し約０゜０２インチ内側に 伸びている。孔は約０．２０２から００２０６インチの直径をもつ、孔の円筒状 の壁３１はモールドされたまま又はグラインドされた状態にあるが、製作コスト を下げるためにこれはモールドされたままの状態にあることが好ましい。

代案として、より強い刃の形状が必要とされるところでは角度Ｐは９０度又はそ れ以上１２５度迄であってよい。

片側のインサートはより高い刃の強度が要求される処に用いられることが好まし い。

本願発明でテストされた好まし公称のセラミック組成はその割れの靭性（ＫＩＣ ＣＥ＆Ｃ）及び横の破断強度（ＴＲ５）と共に表１に示されている。

Ｓ　ｉ　Ｃｍ　１．５　２．５ Ｚｒ０．　１０　１０ Ｍｇ０　０．５５　０．５５ ＡＩ、Ｏ，不純物を除いて本質的に残りの部分瓦−１ ＫＩＣ（Ｅ　＆Ｃ）’　５．０−５．３　ＭＰａｍ’へ　５　＊　１−５−６　 ＭＰａｍ”八ＴＲ８”　１４７　Ｋｓｉ　１３６　Ｋｓｉｌ　エバンス及びチャ ールスのギザギザ法（インデンテーション法）でヴイッカースのインデンターで １８．５庇の負荷を用いた。

２　支持体の間の距離９／１６インチの３点テストで０．２インチ×０．２イン チＸ０．７５インチの寸法の全面的にグラインドされた試験片を用いた（“ケン ナメタルの硬質カーバイド合金の特性と実証された使用”ケンナメタル社、１９ ７７年発行１６頁参照）。

これらの及び類似の組成は米国特許第４．９５９．３３１号及び第４．９５９． ３３２号に記述され保護されている。

本願発明は更に次の実例によって明らかとされるがこれらは単に本願発明の実例 を示すように意図されたちである。

Ａ１．Ｏ，と・・・・・・１０容量パーセントＺｒＯ，・・・・・・０．５５容 量パ一セントＭｇＯ及び１．５又は２．５容量パーセントのＳｉＣホイスカーを 含む組成が作られた。夫々の組成のバッチは最初Ａｌ１ｏ、　（セラロックスゲ レードＨＰ＾−０，５Ｍｇ０付（０゜０５重量パーセント）　、　ＺｒＯ，（マ グネシウムエレクトロン５Ｃ１５）及びＭｇＯ（フィッシャー試薬グレード）ス ラリー（プロパツール）をボールミルの中でＡ１，０□のサイクロイドで少なく とも２０時間ブレンドして、平均０．５μｍの粒子寸法でＢＥＴで計測された最 低の比表面積１２Ｍ”／ｇ■を得た。超音波処理されたＳｉＣホイスカー（東海 グレード１）のスラリーがその後加えられこの要素はそれから１時間ブレンドさ れた。結果生じたブレンドはパンで乾燥され１００メツシユのスクリーンでふる いわけられ流動床法で粒状化された。

本願発明に従って割出し可能なセラミックの切削インサートは前述の粒子化され た粉末のバッチからボール填圧される。ボール填圧することによって、レーキ面 にモールドされた所望のチップブレーカ−形状をもつ底密度の未焼結の成形体を 生み出す、これらの未焼結の成形体は選択的に更にその密度を向上するため平衡 的に室温で締められる。

未焼結の成形体はその後１６００℃（ＳｉＣ１，５容量パーセント）又は１６２ ５℃（ＳｉＣ２，５容量パーセント）で焼結された。インサートがグラファイト のポットの中でＮｂＣのセットする粉末のベッドの上に置かれ１時間焼結される 。

インサートの密度は２０．０ＯＯＰＳｉのヘリウムの環境の中で１時間、１．５ 量パーセントのシリコンカーバイドホイスカー及び２．５容量パーセントのシリ コンカーバイド組成に対して夫々１５５０℃又は１６００℃でインサートをＨＩ Ｐすることによって理論値の殆んど１００％迄更に増加された。

にリストされ記述される。

１、ＣＮＧＭ−４３２ ２、ＣＮＧＧ−４４２ ３、ＣＮＧＭ−４４２ 上記のインサートは魔２を除いては夫々片面であり、＆２は両面で第１図−第４ 図に示されている。上記インサートの凡てはボール填圧によって作られ引続き冷 間等静圧圧縮によって作られた９等静圧圧縮成型は３０．０ＯＯｐｓｉにおいて 行われた。ＮＱｌ−Ｎａ３のインサートはその切削刃上で約０．００２から０． ００３インチの半径のホーニングをもつ、＆２及び３のインサートはそのフラン ク面をグラインドされ、レーキ面上の上と下の取付表面も又グラインドされてい た。

上記インサートは夫々以下の表■に示されたように機械加工テストを受けた０表 ■に見られるように本願発明に従ったセラミックの切削インサート（＆１−３） は、切削刃上に０．００１から０．００２インチ半径のホーニングをもつ類似の チップコントロール設計のサーメットインサート（＆４及び５）に対して非常に すぐれた寿命を与えた。

更にこれらの増加した寿命はサーメットと浸炭されたカーバイドの切削インサー トによって設けられたチップコントロールを維持する間にも達成された。

１−一【 Ａｌ５Ｉ　１０４５２００ＢＨＮの 刃の　び　のモード １　、　ＣＮＧＭ−４３２１２，５Ｆｌ　１２．０ＦＩＩ　ＤＮ　ｌ０ＦＶ　４ ＯＮＧＫ−ＴＥ２、ＣＮＧＧ−４４２５，３ＯＮ　１２．０ＦＷ　ｌ０ＦＷ　９ ．５Ｆ１３、ＣＮＧＭ−４４２６，３ＤＮ　１２．０ＦＶ　６ＤＮ、ＣＨ９，５ Ｆ１１４　、　ＣＮＭＧ−４３２２，１Ｎ１１−ＴＤ　２．３Ｎ１５、ＣＮＭＧ −４３２１，５８Ｋ　２．５ＦＷ、Ｎｌｌニースト 速　度　：　１５００ｇｆｍ フィード　：　０．０１０ｉｐｒ ＤｏＣ：　０．１００インチ リード角　二　−５度 冷　媒　：　乾燥 慶全夙粍四夏羨！ ＤＮ＝カットの切り欠きの深さ０．０３０インチ　最大ＦＷ＝均一なフランクの 摩耗　０．０１５インチ　最大ＣＨ＝チッピング　０．０３０インチ　最大ＧＫ −ＴＥ＝刃の後端（切削刃の端）上のクラックＮＷ＝ノーズの摩耗０．０３０イ ンチ　最大ＮＷ−ＴＤ＝ノーズ摩耗−熱変形　ｏ、ｏａｏインチ最大 ＢＫ＝破損 追加のインサートは上記の技術によって等静圧圧縮成形の工程を用いずに作られ た。これらのセラミックのインサート又１．５容量パーセントのＳｉＣボイスカ ーを含む又は上記のセラミック組成から成り立っている０作られたインサートの スタイルは下の表■に示されている。インサート６及び７は両面であり、一方イ ンサート８及び９は片面であった０両面のインサートは上面と底面ともグライン ドされ（バンプの上端のみ）一方片面のインサートは平らな取付は表面を保証す るために底面のみグラインドされた。インサート６及び８のみはそのフランク面 をグラインドされ、一方インサート７と９のフランク表面はモールドされたまま の状態に残された。これらのインサートの夫々の切削刃は０．００３インチ半径 のホーニングを設けられた。

ｉ−！ ＡＳＩＳ　１０４５　２００ＢＨＮの インサート　スタイル　刃の　び　のモード６、　ＣＮＧＧ−４３２２４ＢＫ ７、　ＣＮＭＧ−４３２＞３０　＞３０８、　ＣＮＧＭ−４３２１６ＣＫ　２６ ＦＷ９、　ＣＮＭＭ−４３２２１ＦＷ　１６ＦＷ１０、　ＣＮＭＧ−４３２１４ ，５ＮＷニースト 速度　：　１１０００ｓｆ フィード　：　０．００８ｉｐｒ ＤｏＣ：　０．１００インチ リード角　二　−５度 冷　媒　：　乾燥 麦命立１悲Δ１！ ＤＮ＝カットの切り欠きの深さ　最大ｏ、ｏａｏインチＦＷ＝均一なフランクの 摩耗　最大０．０１５インチＣＨ＝　チッピング　最大　０．０３０インチＧＫ −ＴＥ＝刃の後端（切削刃の端）上のクラックＮＷ＝ノーズの摩耗　最大０．０ ３０インチＮＷ−Ｔ　Ｄ　＝ノーズの摩耗−熱変形　最大０．０３０インチ ＢＫ＝破損 表■のインサート１０は比較の目的に用いられ、両面のＫＣ９９０インサートで セラミックインサート６から９と同じチップコントロール構造をもっていた。こ のインサートの切削刃は０．００１から０．００２半径のホーニングをもってい た。ＫＣ９９０は多層のアルミナコーティングを有するコートされた浸炭カーバ イド切削インサートのためのケンナメタル社の商標である。

表■に示された機械加工のテスト結果は、テストされた条件の下で、本願発明に 基づくセラミックインサート（インサート６−９）は、浸炭されたカーバイドイ ンサートと同じチップコントロール構造ももつコートされた浸炭カーバイドイン サート（インサート１０）に対して改良された切削刃寿命を与えることができる ことを示している０本願発明に基づくセラミックインサートはこれらの条件下で すぐれたチップコントロールを与える。Ｔ−ランドを有するしかし１体又は１体 でないチップブレーカ−のない同じ組成の平らなセラミックインサートはこれら の条件下で受け入れられない長い連続したチップを生み出した。これらのテスト 結果は又はボール填圧の等静圧圧縮成形及び周辺表面（フランク面）のグライン ディングはこれらのテスト条件の下においては本願発明の利点を達成するために は必要ではないことを示している。

代案の実施例においては切削インサートは、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）又は物理 蒸着（ＰＶＤ）技術による耐熱性コーティングでコートされてもよい、（例えば ＣＶＤのＡｌ、０３．　ＴｉＮ及びＴ１ＣＮのセラミックのコーティングに関す る米国特許第４．８０１．５１０号及びｐ、ｃ、ジンダール及びり。

Ｔ、キントーのセラミックのＰＶＤＴｉＮコーティングに関する１９９０年３月 ９日に申請されケンナメタル社に委譲された米国特許申請Ｎｃ　４９０８５６参 照）。

ここに参照された特許及び其の他の文書は参考としてここに組入れられる。

本発明の他の実施例はこの明細書を検討すること又はここに開示された本願発明 の実際を考慮することから明らかとなろう。

本明細書と実例は単に典型的なものとして見做され本願発明の真の範囲と精神は 次の請求項によって示されていることが意図されている。

Ａ 国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　アーウジャ　ディーパック　ビイアメリカ合衆国　ペンシルヴ アニア州 １５６０１　グリーンスバーグ　ナンバービー−９イースト　ピッツバーグ　ス トリ ート９００ （７２）発明者　メイロトラ　パンカシ　クマーアメリカ合衆国　ペンシルヴア ニア州 １５６０１　グリーンスバーグ　ピータ−スロート　２３ （７２）発明者　二一バウエル　ケニス　エルアメリカ合衆国　ノース　カロラ イナ州２７６０９　ラーリー　コリンゲスウッド　ドライヴ　５３２７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高速機械加工用セラミック切削インサートにおいて、切削刃と、 チップコントロール溝表面をもつレーキ面と、フランク面とを含み、 当該切削刃は当該フランク面と当該レーキ面の接合部に形成され、 当該セラミックインサートは０．５から５容量パーセント以下のシリコンカーバ イドホイスカーと、５から１５容量パーセントのジルコニアと０から３容量パー セントの量で加えられたマグネシアの追加の残りとを含みこれら凡てはアルミナ の母材の中に拡散されていることを特徴とするセラミック切削インサート。 ２．請求項１のインサートにおいて、当該フランク面はモールドされた状態のま まであることを特徴とするインサート。 ３．請求項１のインサートにおいて、当該チップコントロール溝面はモールドさ れた状態のままであることを特徴とするインサート。 ４．請求項２のインサートにおいて、当該チップコントロール溝面はモールドさ れた状態のままであることを特徴とするインサート。 ５．請求項１のインサートにおいて、当該シリコンカーバイドホイスカーは０． ５から２．５容量パーセントのレベルで存在し、当該ジルコニアは７．５から１ ２．５容量パーセントのレベルで存在することを特徴とするインサート。 ６．請求項１のインサートにおいて、当該マグネシアの追加は約０．０４から１ 容量パーセントの量で加えられることを特徴とするインサート。 ７．請求項５のインサートにおいて、当該マグネシアの追加は約０．０４から１ 容量パーセントの量で加えられることを特徴とするインサート。 ８．請求項５のインサーにおいて、更に当該セラミックインサートを工具ホール ダーの上に保持するためのロック手段を受け入れるためレーキ面とセラミックイ ンサートの厚さを通って伸びる手段を含むことを特徴とするインサート。 ９．セラミック切削インサートにおいて、チップコントロールを与えるための１ 体の手段を有するレーキ面と、フランク面と、 当該レーキ面と当該フランク面の接合部に切削刃とを含み、 当該レーキ面と当該フランク面によって切削刃において夫々形成される含まれる 角は９０度以下であり、当該セラミックは少なくとも８０ｋｓｉの横方向破断強 度と少なくとも５ＭＰａｍ１／２の割れの靭性を有することを特徴とするインサ ート。 １０．金属材料の高速機械加工の方法において、当該金属材料を、５００から５ ．０００ｓｆｍの速度において、０．００から０、０２０ｉｐｒのフイードにお いて、且つ０．０１５から０．５００インチの切削深さにおいて、その上にチッ プコントロール用１体の手段をもつプラスのレーキ面をもつセラミック切削イン サートの切削刃で機械加工する工程を含み、 当該機械加工中に形成されるチップは所望のコントロール可能な構成をもつこと を特徴とする方法。 １１．請求項１０の方法において、当該切削刃は少なくとも５分間の寿命をもつ ことを特徴とする方法。 １２．割り出し可能なセラミック切削インサートにおいて、 先端レーキ面と、 底のレーキ面と、 当該先端レーキ面と当該底のレーキ面と接合するフランク面と、 当該先端レーキ面と当該フランク面の接合部に形成される第１の切削刃と、 当該底のレーキ面と当該フランク面の接合部に形成される第２の切削刃と、 当該先端レーキ面中の第１のチップコントロール溝と、当該底のレーキ面中の第 ２のチップコントロール溝とを含み、 当該セラミックは少なくとも８０ｋｓｉの横方向破断強度と少なくとも５ＭＰａ ｍ１／２の削れの靭性を有することを特徴とする割り出し可能な切削インサート 。 １３．請求項１２の割り出し可能な切削インサートにおいて、当該セラミックは アルミナベースのセラミック、窒化シリコンベースのセラミック及びシアロンベ ースのセラミック並びにこれらと他のセラミック混合物との混合を含むグループ から選ばれていることを特徴とする割り出し可能な切削インサート。 １４．請求項１２の割り出し可能なセラミックの切削工具において、更に当該イ ンサートを工具ホールダーの上に保持するためのロック手段を受け入れるために 、当該先端レーキ面から当該底のレーキ面に伸びる手段を含むことを特徴とする 割り出し可能なセラミックの切削工具。 １５．請求項１３の割り出し可能なセラミックの切削工具において、更に当該イ ンサートを工具ホールダーの上に保持するためのロック手段を受け入れるために 、当該先端レーキ面から当該底のレーキ面に伸びる手段を含むことを特徴とする 割り出し可能なセラミック切削工具。 １６．材料の高速機械加工のためのセラミックの切削インサートにおいて、 フランク面と、 レーキ面と、 当該フランク面と当該レーキ面の接合部における切削刃とを含み、 当該レーキ面は、材料の当該高速機械加工の間にチップの形成をコントロールす るためのモールドされた手段を含み、 当該インサートは少なくとも８０ｋ８ｉの横方向破断強度と、少なくとも５ＭＰ ａｍ１／２の割れの靭性（ＫＩＣ）によって特徴付けられたセラミック組成を有 することを特徴とするセラミック切削インサート。 １７．請求項１６のセラミック切削インサートにおいてチップ形成をコントロー ルするための当該手段は、当該レーキ表面の中のモールドされた溝を含むことを 特徴とするセラミック切削インサート。 １８．請求項１６のセラミック切削インサートにおいて、当該チップ形成をコン トロールする手段は当該切削刃から離れて内側に伸びる一方で下降する、当該レ ーキ表面上の壁を含むことを特徴とするセラミック切削インサート。 １９．割り出し可能なセラミックの切削インサートにおいて、 第１の方向に伸びる第１の切削刃と、 第２の方向に伸び、インサートの隅において当該第１の切削刃に接合する第２の 切削刃と、 当該第１の切削刃、当該第２の切削刃及び当該インサートの当該隅に沿って伸び る、チップ形成をコントロールするための１体の手段をもつレーキ面とを含み、 当該第１の切削刃と当該第２の切削刃は平面を規定し、チップ形成をコントロー ルするための当該手段の表面は当該平面の下に伸び、且つ当該表面はモールドさ れたままの状態にあり、且つ 当該割り出し可能なセラミック切削インサートは、横方向破断強度が少なくとも ８０ｋｓｉ且つ割れの靭性が少なくとも５ＭＰａｍ１／２のセラミック組成より 成ることを特徴とする割り出し可能なセラミック切削インサート。 ２０．請求項１９の割り出し可能なセラミックの切削インサートにおいて、更に モールドされたままの状態のフランク面を含むことを特徴とする割り出し可能な セラミック切削インサート。