JPH0780708A - 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 - Google Patents
繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具Info
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- JPH0780708A JPH0780708A JP5185544A JP18554493A JPH0780708A JP H0780708 A JPH0780708 A JP H0780708A JP 5185544 A JP5185544 A JP 5185544A JP 18554493 A JP18554493 A JP 18554493A JP H0780708 A JPH0780708 A JP H0780708A
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性および耐欠損性に優れた繊維強化酸
化アルミニウム基セラミックス製切削工具を提供する。 【構成】 ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスまた
はＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス：３〜２０
重量％、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜３０重量％、
残部：酸化アルミニウム、からなる配合組成を有する焼
結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3 系ガラスは、ＣａＯ：５〜３０重量％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、残部：ＳｉＯ2 からなる組
成を有し、また上記ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系
ガラスは、Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２
０〜５０重量％、残部：ＳｉＯ2 からなる成分組成を有
し、これら成分組成を有するガラスは素地中で３０〜７
５容量％が結晶化していることを特徴とする。
化アルミニウム基セラミックス製切削工具を提供する。 【構成】 ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスまた
はＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス：３〜２０
重量％、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜３０重量％、
残部：酸化アルミニウム、からなる配合組成を有する焼
結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3 系ガラスは、ＣａＯ：５〜３０重量％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、残部：ＳｉＯ2 からなる組
成を有し、また上記ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系
ガラスは、Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２
０〜５０重量％、残部：ＳｉＯ2 からなる成分組成を有
し、これら成分組成を有するガラスは素地中で３０〜７
５容量％が結晶化していることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、耐摩耗性および耐欠
損性に優れた繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス
製切削工具に関するものである。
損性に優れた繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス
製切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、酸化アルミニウム基セラミックス
が切削工具に使用されるようになり、この酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具の耐欠損性を向上させる
ために、酸化アルミニウム基セラミックス素地中に、
径：１μｍ以下、長さ：２０μｍ以下の炭化ケイ素ウィ
スカーを分散させ、繊維強化した酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具も知られている（特開昭６１−１
７４１６５号公報参照）。この繊維強化酸化アルミニウ
ム基セラミックス製切削工具は耐欠損性が優れていると
ころから主として鋳鉄またはＮｉ基合金の粗切削に使用
されている。
が切削工具に使用されるようになり、この酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具の耐欠損性を向上させる
ために、酸化アルミニウム基セラミックス素地中に、
径：１μｍ以下、長さ：２０μｍ以下の炭化ケイ素ウィ
スカーを分散させ、繊維強化した酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具も知られている（特開昭６１−１
７４１６５号公報参照）。この繊維強化酸化アルミニウ
ム基セラミックス製切削工具は耐欠損性が優れていると
ころから主として鋳鉄またはＮｉ基合金の粗切削に使用
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、生産性
向上を目ざして一層苛酷な条件で鋳鉄などの粗切削が行
なわれるようになり、かかる従来より苛酷な条件での切
削に対して通常のＳｉＣウィスカーによる繊維強化酸化
アルミニウム基セラミックス製切削工具では依然として
耐摩耗性および耐欠損性が不足し、工具寿命が短くなっ
て頻繁に工具交換を行なわなければならず、切削作業効
率の低下をもたらすなどの課題があった。
向上を目ざして一層苛酷な条件で鋳鉄などの粗切削が行
なわれるようになり、かかる従来より苛酷な条件での切
削に対して通常のＳｉＣウィスカーによる繊維強化酸化
アルミニウム基セラミックス製切削工具では依然として
耐摩耗性および耐欠損性が不足し、工具寿命が短くなっ
て頻繁に工具交換を行なわなければならず、切削作業効
率の低下をもたらすなどの課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上記従来のＳｉＣウィスカーによる繊維強化酸化アルミ
ニウム基セラミックス製切削工具よりも耐摩耗性および
耐欠損性の優れた繊維強化酸化アルミニウム基セラミッ
クス製切削工具を得るべく研究を行った結果、（ａ）
ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は、従来のＳｉＣウィスカー
よりも切削中の高温下で鉄との反応性が低く、このＳｉ
とＴｉの炭酸化物繊維を素地中に分散させて繊維強化し
た酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具は、従来
のＳｉＣウィスカーを素地中に分散させて繊維強化した
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具に比べて耐
摩耗性および耐欠損性が大幅に向上する、（ｂ） 素地
は酸化アルミニウム単独よりも、酸化アルミニウムにＳ
ｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスまたはＳｉＯ2 −
Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを３〜２０重量％含有す
る方が耐欠損性が向上し、上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ
2Ｏ3 系ガラスの成分組成は、ＣａＯ：５〜３０重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、残部：ＳｉＯ2 お
よび不可避不純物からなることが好ましく、さらに、上
記ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスの成分組成
は、Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜５
０重量％、残部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる
ことが好ましいが、これらガラスにそれぞれその他のア
ルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、希土
類金属の酸化物、Ｆｅ族金属の酸化物のうち１種または
２種以上：１５重量％以下が含まれていてもよい、など
の研究結果が得られたのである。
上記従来のＳｉＣウィスカーによる繊維強化酸化アルミ
ニウム基セラミックス製切削工具よりも耐摩耗性および
耐欠損性の優れた繊維強化酸化アルミニウム基セラミッ
クス製切削工具を得るべく研究を行った結果、（ａ）
ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は、従来のＳｉＣウィスカー
よりも切削中の高温下で鉄との反応性が低く、このＳｉ
とＴｉの炭酸化物繊維を素地中に分散させて繊維強化し
た酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具は、従来
のＳｉＣウィスカーを素地中に分散させて繊維強化した
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具に比べて耐
摩耗性および耐欠損性が大幅に向上する、（ｂ） 素地
は酸化アルミニウム単独よりも、酸化アルミニウムにＳ
ｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスまたはＳｉＯ2 −
Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを３〜２０重量％含有す
る方が耐欠損性が向上し、上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ
2Ｏ3 系ガラスの成分組成は、ＣａＯ：５〜３０重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、残部：ＳｉＯ2 お
よび不可避不純物からなることが好ましく、さらに、上
記ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスの成分組成
は、Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜５
０重量％、残部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる
ことが好ましいが、これらガラスにそれぞれその他のア
ルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、希土
類金属の酸化物、Ｆｅ族金属の酸化物のうち１種または
２種以上：１５重量％以下が含まれていてもよい、など
の研究結果が得られたのである。
【０００５】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されたものであって、ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系
ガラスまたはＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
ス：３〜２０重量％、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜
３０重量％、残部：酸化アルミニウム、からなる配合組
成を有する焼結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −Ｃ
ａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスは、ＣａＯ：５〜３０重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、残部：ＳｉＯ2 お
よび不可避不純物からなる成分組成を有し、また上記Ｓ
ｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスは、Ｌｉ2 Ｏ：
１〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜５０重量％、残
部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる成分組成を有
し、さらに上記ガラスには必要に応じて、その他のアル
カリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、希土類
金属の酸化物およびＦｅ族金属の酸化物のうち１種また
は２種以上：１５重量％以下が含まれる繊維強化酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具に特徴を有するも
のである。
されたものであって、ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系
ガラスまたはＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
ス：３〜２０重量％、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜
３０重量％、残部：酸化アルミニウム、からなる配合組
成を有する焼結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −Ｃ
ａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスは、ＣａＯ：５〜３０重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、残部：ＳｉＯ2 お
よび不可避不純物からなる成分組成を有し、また上記Ｓ
ｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスは、Ｌｉ2 Ｏ：
１〜２０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜５０重量％、残
部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる成分組成を有
し、さらに上記ガラスには必要に応じて、その他のアル
カリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、希土類
金属の酸化物およびＦｅ族金属の酸化物のうち１種また
は２種以上：１５重量％以下が含まれる繊維強化酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具に特徴を有するも
のである。
【０００６】この発明の繊維強化酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具は、上記成分組成を有するＳｉＯ
2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスおよびＳｉＯ2 −Ｌｉ
2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを製造し、これらガラスを粉
砕してガラス粉末とし、このガラス粉末にＳｉとＴｉの
炭酸化物繊維および酸化アルミニウム粉末を混合し、成
形し、焼結することにより製造される。
ラミックス製切削工具は、上記成分組成を有するＳｉＯ
2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスおよびＳｉＯ2 −Ｌｉ
2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスを製造し、これらガラスを粉
砕してガラス粉末とし、このガラス粉末にＳｉとＴｉの
炭酸化物繊維および酸化アルミニウム粉末を混合し、成
形し、焼結することにより製造される。
【０００７】このようにして製造された焼結体からなる
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具は、さらに
熱処理して上記焼結体のガラスを結晶化させると耐熱塑
性変形性および切削時の刃先のだれによる偏摩耗が一層
改善される。
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具は、さらに
熱処理して上記焼結体のガラスを結晶化させると耐熱塑
性変形性および切削時の刃先のだれによる偏摩耗が一層
改善される。
【０００８】この発明の繊維強化酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具について、原料の配合組成および
ガラスの成分組成を上記の如く限定した理由について説
明する。
ラミックス製切削工具について、原料の配合組成および
ガラスの成分組成を上記の如く限定した理由について説
明する。
【０００９】（１） ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系
ガラス このガラス粉末を原料として２０重量％を越えて配合す
ると硬さが低くなりすぎて耐摩耗性が低下するので好ま
しくなく、一方、３重量％未満配合してもＳｉとＴｉの
炭酸化物繊維および酸化アルミニウムを十分に結合させ
ることができず耐欠損性が向上しないので好ましくな
い。したがって、ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
スの配合量は３〜２０重量％に定めた。
ガラス このガラス粉末を原料として２０重量％を越えて配合す
ると硬さが低くなりすぎて耐摩耗性が低下するので好ま
しくなく、一方、３重量％未満配合してもＳｉとＴｉの
炭酸化物繊維および酸化アルミニウムを十分に結合させ
ることができず耐欠損性が向上しないので好ましくな
い。したがって、ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
スの配合量は３〜２０重量％に定めた。
【００１０】また、上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3
系ガラスの成分組成は、ＣａＯが３０重量％を越えると
ガラスの軟化点が低くなりすぎて耐摩耗性および耐熱変
形性が劣るようになり、一方、ＣａＯが５重量％未満で
は焼結性が低下して切削工具の耐欠損性が不足するので
好ましくない。さらにＡｌ2 Ｏ3 が４０重量％を越える
と焼結性が不足して切削工具の耐欠損性を低下せしめる
ので好ましくなく、一方、Ａｌ2 Ｏ3 が２０重量％未満
ではガラスの硬度が低下することにより切削工具の耐摩
耗性および耐熱変形性が不足するようになるので好まし
くない。したがって、この発明で用いるＳｉＯ2 −Ｃａ
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスのＣａＯおよびＡｌ2 Ｏ3 の含
有量は、ＣａＯ：５〜３０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜
４０重量％に定めた。
系ガラスの成分組成は、ＣａＯが３０重量％を越えると
ガラスの軟化点が低くなりすぎて耐摩耗性および耐熱変
形性が劣るようになり、一方、ＣａＯが５重量％未満で
は焼結性が低下して切削工具の耐欠損性が不足するので
好ましくない。さらにＡｌ2 Ｏ3 が４０重量％を越える
と焼結性が不足して切削工具の耐欠損性を低下せしめる
ので好ましくなく、一方、Ａｌ2 Ｏ3 が２０重量％未満
ではガラスの硬度が低下することにより切削工具の耐摩
耗性および耐熱変形性が不足するようになるので好まし
くない。したがって、この発明で用いるＳｉＯ2 −Ｃａ
Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスのＣａＯおよびＡｌ2 Ｏ3 の含
有量は、ＣａＯ：５〜３０重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜
４０重量％に定めた。
【００１１】（２） ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3
系ガラス このＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスについて
も上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスと同じ理
由によりその配合量を３〜２０重量％に定めた。
系ガラス このＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスについて
も上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスと同じ理
由によりその配合量を３〜２０重量％に定めた。
【００１２】また、上記ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ
3 系ガラスの成分組成は、Ｌｉ2 Ｏが２０重量％を越え
るとガラスの軟化点が低くなりすぎて耐摩耗性および耐
熱変形性が劣るようになり、一方、Ｌｉ2 Ｏが１重量％
未満では焼結性が低下して切削工具の耐欠損性が不足す
るので好ましくない。さらにＡｌ2 Ｏ3 が５０重量％を
越えると焼結性が不足して切削工具の耐欠損性を低下せ
しめるので好ましくなく、一方、Ａｌ2 Ｏ3 が２０重量
％未満ではガラスの硬度が低下することにより切削工具
の耐摩耗性および耐熱変形性が不足するようになるので
好ましくない。したがって、この発明で用いるＳｉＯ2
−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスのＬｉ2 ＯおよびＡｌ
2 Ｏ3 の含有量は、Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、Ａｌ2
Ｏ3 ：２０〜５０重量％に定めた。
3 系ガラスの成分組成は、Ｌｉ2 Ｏが２０重量％を越え
るとガラスの軟化点が低くなりすぎて耐摩耗性および耐
熱変形性が劣るようになり、一方、Ｌｉ2 Ｏが１重量％
未満では焼結性が低下して切削工具の耐欠損性が不足す
るので好ましくない。さらにＡｌ2 Ｏ3 が５０重量％を
越えると焼結性が不足して切削工具の耐欠損性を低下せ
しめるので好ましくなく、一方、Ａｌ2 Ｏ3 が２０重量
％未満ではガラスの硬度が低下することにより切削工具
の耐摩耗性および耐熱変形性が不足するようになるので
好ましくない。したがって、この発明で用いるＳｉＯ2
−Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスのＬｉ2 ＯおよびＡｌ
2 Ｏ3 の含有量は、Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、Ａｌ2
Ｏ3 ：２０〜５０重量％に定めた。
【００１３】上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
スおよびＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスなど
のガラスには原料の種類によっては、その他のアルカリ
金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、希土類金属
の酸化物およびＦｅ族金属の酸化物が含まれることがあ
るが、その含有量が１５重量％を越えるとガラスの硬さ
が低くなりすぎ、切削工具の耐摩耗性を低下せしめると
ころから、上記ガラスに含まれる上記酸化物の含有量は
１５重量％以下に定めた。
スおよびＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラスなど
のガラスには原料の種類によっては、その他のアルカリ
金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、希土類金属
の酸化物およびＦｅ族金属の酸化物が含まれることがあ
るが、その含有量が１５重量％を越えるとガラスの硬さ
が低くなりすぎ、切削工具の耐摩耗性を低下せしめると
ころから、上記ガラスに含まれる上記酸化物の含有量は
１５重量％以下に定めた。
【００１４】（３） ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は、焼結体を繊維強化してこ
の焼結体からなる切削工具の耐欠損性を向上させるため
に配合されるが、その配合量が３０重量％を越えると耐
摩耗性が低下するので好ましくなく、一方、５重量％未
満では耐欠損性向上効果が得られないところから、Ｓｉ
とＴｉの炭酸化物繊維の配合量は５〜３０重量％に定め
た。なお、この発明で配合するＳｉとＴｉの炭酸化物繊
維は、市販されているものも使用することができるが、
その成分組成はＴｉ：２．０〜２０重量％、Ｏ：１０〜
３０重量％、Ｃ：３０〜５０重量％、残部：Ｓｉおよび
不可避不純物からなる成分組成を有することが好まし
い。特に切削工具に添加した場合には、ＳｉおよびＣが
多いと鉄または鉄合金と反応しやすいところからＴｉと
Ｏの含有量が多いほど好ましいが、ＴｉとＯの含有が多
すぎると、強度が低下するところからＴｉの上限を２０
重量％にＯの上限を３０重量％にそれぞれ抑えた。さら
に上記ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は成分組成が全体に均
一である必要がなく、ＴｉとＯが外周部に多く偏在して
いる繊維であってもよく、その平均太さは１．０〜３０
μｍ、平均長さは０．０５〜２．０mmの範囲内に切断さ
れた短繊維として用いることがよい。その理由は下記の
通りである。
の焼結体からなる切削工具の耐欠損性を向上させるため
に配合されるが、その配合量が３０重量％を越えると耐
摩耗性が低下するので好ましくなく、一方、５重量％未
満では耐欠損性向上効果が得られないところから、Ｓｉ
とＴｉの炭酸化物繊維の配合量は５〜３０重量％に定め
た。なお、この発明で配合するＳｉとＴｉの炭酸化物繊
維は、市販されているものも使用することができるが、
その成分組成はＴｉ：２．０〜２０重量％、Ｏ：１０〜
３０重量％、Ｃ：３０〜５０重量％、残部：Ｓｉおよび
不可避不純物からなる成分組成を有することが好まし
い。特に切削工具に添加した場合には、ＳｉおよびＣが
多いと鉄または鉄合金と反応しやすいところからＴｉと
Ｏの含有量が多いほど好ましいが、ＴｉとＯの含有が多
すぎると、強度が低下するところからＴｉの上限を２０
重量％にＯの上限を３０重量％にそれぞれ抑えた。さら
に上記ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は成分組成が全体に均
一である必要がなく、ＴｉとＯが外周部に多く偏在して
いる繊維であってもよく、その平均太さは１．０〜３０
μｍ、平均長さは０．０５〜２．０mmの範囲内に切断さ
れた短繊維として用いることがよい。その理由は下記の
通りである。
【００１５】上記ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維の平均太さ
は１．０μｍ未満では細すぎて靭性が不足し、この繊維
を用いた繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具の耐欠損性を十分に向上させることができず、一
方、平均太さが３０μｍを越えると、それ自体粗大粒子
と同様な働きで曲げ強度の低下をもたらし、やはり耐欠
損性を低下せしめるので好ましくないからである。
は１．０μｍ未満では細すぎて靭性が不足し、この繊維
を用いた繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具の耐欠損性を十分に向上させることができず、一
方、平均太さが３０μｍを越えると、それ自体粗大粒子
と同様な働きで曲げ強度の低下をもたらし、やはり耐欠
損性を低下せしめるので好ましくないからである。
【００１６】さらに、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維の平均
長さが０．０５mm未満では繊維強化酸化アルミニウム基
セラミックス製切削工具の靭性が低下し、一方、２．０
mmを越えて長くすると酸化アルミニウム中に均一に分散
しなくなるところから靭性が低下し、繊維強化酸化アル
ミニウム基セラミックス製切削工具の耐欠損性が低下す
るので好ましくないからである。
長さが０．０５mm未満では繊維強化酸化アルミニウム基
セラミックス製切削工具の靭性が低下し、一方、２．０
mmを越えて長くすると酸化アルミニウム中に均一に分散
しなくなるところから靭性が低下し、繊維強化酸化アル
ミニウム基セラミックス製切削工具の耐欠損性が低下す
るので好ましくないからである。
【００１７】
実施例１ １６００℃で溶解したのち急冷することにより表１〜表
３に示される成分組成のＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3
系ガラスを作製し、このガラスを粉砕し、平均粒径：
０．８μｍのＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス粉
末を作製し、さらに、Ｔｉ：７重量％、Ｏ：１４重量
％、Ｃ：４０重量％、残部：Ｓｉおよび不可避不純物か
らなる組成を有し、平均太さ：５μｍ、平均長さ：０．
４mmのＳｉとＴｉの炭酸化物繊維を用意した。
３に示される成分組成のＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3
系ガラスを作製し、このガラスを粉砕し、平均粒径：
０．８μｍのＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス粉
末を作製し、さらに、Ｔｉ：７重量％、Ｏ：１４重量
％、Ｃ：４０重量％、残部：Ｓｉおよび不可避不純物か
らなる組成を有し、平均太さ：５μｍ、平均長さ：０．
４mmのＳｉとＴｉの炭酸化物繊維を用意した。
【００１８】これらＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガ
ラス粉末およびＳｉとＴｉの炭酸化物繊維に対し、平均
粒径：０．８μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表１〜表３に示さ
れる配合組成となるように配合し、均一になるように混
合し、得られた混合粉末を１kg／mm2 でプレス成形して
圧粉体を作製し、この圧粉体を温度：１３５０℃、１時
間保持の条件で焼結したのち、さらに表４〜表５に示さ
れる条件で熱処理し、ついで徐冷することにより結晶化
処理を行った。Ｘ線回折によりＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ
2 Ｏ3 の複合酸化物多結晶体の存在が認められ、これに
より結晶化していることが確認された。この焼結体か
ら、ＩＳＯ規格ＳＮＧＮ１２０４０８形状の本発明繊維
強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以
下、本発明切削工具という）１〜１５、比較繊維強化酸
化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以下、比較
切削工具という）１〜９を作製した。
ラス粉末およびＳｉとＴｉの炭酸化物繊維に対し、平均
粒径：０．８μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表１〜表３に示さ
れる配合組成となるように配合し、均一になるように混
合し、得られた混合粉末を１kg／mm2 でプレス成形して
圧粉体を作製し、この圧粉体を温度：１３５０℃、１時
間保持の条件で焼結したのち、さらに表４〜表５に示さ
れる条件で熱処理し、ついで徐冷することにより結晶化
処理を行った。Ｘ線回折によりＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ
2 Ｏ3 の複合酸化物多結晶体の存在が認められ、これに
より結晶化していることが確認された。この焼結体か
ら、ＩＳＯ規格ＳＮＧＮ１２０４０８形状の本発明繊維
強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以
下、本発明切削工具という）１〜１５、比較繊維強化酸
化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以下、比較
切削工具という）１〜９を作製した。
【００１９】さらに比較のために、平均太さ：３μｍ、
平均長さ：５０μｍのＳｉＣウィスカーを用意し、この
ＳｉＣウイスカー：２５重量％をＡｌ2 Ｏ3 粉末に配合
し、同様にしてボールミルにて湿式混合し、乾燥したの
ち、ＩＳＯ規格ＳＮＧＮ１２０４０８形状の従来繊維強
化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以下、
従来切削工具という）を作製した。これら本発明切削工
具１〜１５、比較切削工具１〜９および従来切削工具に
ついて、 被削材：ＳＮＣＭ４４０（ＨB ２４０）丸鋼棒、 切削速度：３３０ｍ／min 、 送り：０．２４mm／rev 、 切り込み：１．２mm、 切削時間：１０分、 の条件で湿式高速連続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量
を測定し、さらに、 被削材：ＦＣ３０（ＨB ２００）の角材、 切削速度：２５０ｍ／min 、 送り：０．３１mm、 切り込み：１．０mm／rev 、 切削時間：１０分、 の条件で湿式断続重切削試験を行ない、欠損発生の有無
を調べ、その結果を表４〜表５に示した。
平均長さ：５０μｍのＳｉＣウィスカーを用意し、この
ＳｉＣウイスカー：２５重量％をＡｌ2 Ｏ3 粉末に配合
し、同様にしてボールミルにて湿式混合し、乾燥したの
ち、ＩＳＯ規格ＳＮＧＮ１２０４０８形状の従来繊維強
化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以下、
従来切削工具という）を作製した。これら本発明切削工
具１〜１５、比較切削工具１〜９および従来切削工具に
ついて、 被削材：ＳＮＣＭ４４０（ＨB ２４０）丸鋼棒、 切削速度：３３０ｍ／min 、 送り：０．２４mm／rev 、 切り込み：１．２mm、 切削時間：１０分、 の条件で湿式高速連続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量
を測定し、さらに、 被削材：ＦＣ３０（ＨB ２００）の角材、 切削速度：２５０ｍ／min 、 送り：０．３１mm、 切り込み：１．０mm／rev 、 切削時間：１０分、 の条件で湿式断続重切削試験を行ない、欠損発生の有無
を調べ、その結果を表４〜表５に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】実施例２ １６００℃で溶解したのち急冷することにより表６〜表
８に示される成分組成のＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ
3 系ガラスを作製し、このガラスを粉砕し、平均粒径：
０．８μｍのＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス
粉末を作製し、さらに、Ｔｉ：１２重量％、Ｏ：１２重
量％、Ｃ：３５重量％、残部：Ｓｉおよび不可避不純物
からなる組成を有し、平均太さ：７μｍ、平均長さ：６
００μｍのＳｉとＴｉの炭酸化物繊維を用意した。上記
ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3系ガラス粉末、Ｓｉと
Ｔｉの炭酸化物繊維および実施例１で用意した平均粒
径：０．８μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表６〜表８に示され
る配合組成となるように配合し、混合機により均一に混
合し、得られた混合粉末を１kg／mm2 でプレス成形して
圧粉体を作製し、この圧粉体を１３５０℃、１．５時間
保持の条件で焼結したのち、さらに表９〜表１０に示さ
れる条件で熱処理し、ついで徐冷することにより結晶化
処理を行った。Ｘ線回折によりＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ
2 Ｏ3 の複合酸化物多結晶体の存在が認められ、これに
より結晶化していることが確認された。この焼結体から
ＩＳＯ規格ＳＮＧＮ１２０４０８形状の本発明切削工具
１６〜２９および比較切削工具１０〜１８を作製した。
ついで、本発明切削工具１６〜２９および比較切削工具
１０〜１８を用い、実施例１と同じ条件で高速連続切削
試験および断続重切削試験を行ない、逃げ面摩耗量およ
び欠損発生の有無を測定し、それらの測定結果を表９〜
表１０に示した。
８に示される成分組成のＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ
3 系ガラスを作製し、このガラスを粉砕し、平均粒径：
０．８μｍのＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラス
粉末を作製し、さらに、Ｔｉ：１２重量％、Ｏ：１２重
量％、Ｃ：３５重量％、残部：Ｓｉおよび不可避不純物
からなる組成を有し、平均太さ：７μｍ、平均長さ：６
００μｍのＳｉとＴｉの炭酸化物繊維を用意した。上記
ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3系ガラス粉末、Ｓｉと
Ｔｉの炭酸化物繊維および実施例１で用意した平均粒
径：０．８μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表６〜表８に示され
る配合組成となるように配合し、混合機により均一に混
合し、得られた混合粉末を１kg／mm2 でプレス成形して
圧粉体を作製し、この圧粉体を１３５０℃、１．５時間
保持の条件で焼結したのち、さらに表９〜表１０に示さ
れる条件で熱処理し、ついで徐冷することにより結晶化
処理を行った。Ｘ線回折によりＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ
2 Ｏ3 の複合酸化物多結晶体の存在が認められ、これに
より結晶化していることが確認された。この焼結体から
ＩＳＯ規格ＳＮＧＮ１２０４０８形状の本発明切削工具
１６〜２９および比較切削工具１０〜１８を作製した。
ついで、本発明切削工具１６〜２９および比較切削工具
１０〜１８を用い、実施例１と同じ条件で高速連続切削
試験および断続重切削試験を行ない、逃げ面摩耗量およ
び欠損発生の有無を測定し、それらの測定結果を表９〜
表１０に示した。
【００２６】
【表６】
【００２７】
【表７】
【００２８】
【表８】
【００２９】
【表９】
【００３０】
【表１０】
【００３１】
【発明の効果】表１〜表１０に示される結果から、本発
明切削工具１〜２９は、従来切削工具に比べて耐摩耗性
および耐欠損性が大幅に改善されていることがわかる。
しかし、この発明の条件から外れている比較切削工具１
〜１８は、本発明切削工具１〜２９に比べて耐摩耗性お
よび耐欠損性のうち少なくとも一方が劣ることがわか
る。従って、この発明の繊維強化酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具は、従来の繊維強化酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具に比べて耐摩耗性および
耐欠損性が優れているところから、従来よりも苛酷な重
切削に対しても工具寿命が短くなることがなく、切削作
業効率を大幅に向上させることができ、産業の発展に多
いに貢献しうるものである。
明切削工具１〜２９は、従来切削工具に比べて耐摩耗性
および耐欠損性が大幅に改善されていることがわかる。
しかし、この発明の条件から外れている比較切削工具１
〜１８は、本発明切削工具１〜２９に比べて耐摩耗性お
よび耐欠損性のうち少なくとも一方が劣ることがわか
る。従って、この発明の繊維強化酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具は、従来の繊維強化酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具に比べて耐摩耗性および
耐欠損性が優れているところから、従来よりも苛酷な重
切削に対しても工具寿命が短くなることがなく、切削作
業効率を大幅に向上させることができ、産業の発展に多
いに貢献しうるものである。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
ス：３〜２０重量％、 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜３０重量％、 残部：酸化アルミニウム、からなる配合組成を有する焼
結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3 系ガラスは、 ＣａＯ：５〜３０重量％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、 残部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる成分組成を
有することを特徴とする耐摩耗性および耐欠損性に優れ
た繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工
具。 - 【請求項２】 ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
ス：３〜２０重量％、 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜３０重量％、 残部：酸化アルミニウム、からなる配合組成を有する焼
結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2
Ｏ3 系ガラスは、 ＣａＯ：５〜３０重量％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜４０重量％、 アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（但
し、ＣａＯは除く）、希土類金属の酸化物、および鉄族
金属の酸化物のうち１種または２種以上：１５重量％以
下、 残部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる成分組成を
有することを特徴とする耐摩耗性および耐欠損性に優れ
た繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工
具。 - 【請求項３】 ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
ス：３〜２０重量％、 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜３０重量％、 残部：酸化アルミニウム、からなる配合組成を有する焼
結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ
2 Ｏ3 系ガラスは、 Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜５０重量％、 残部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる成分組成を
有することを特徴とする耐摩耗性および耐欠損性に優れ
た繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工
具。 - 【請求項４】 ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 系ガラ
ス：３〜２０重量％、 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：５〜３０重量％、 残部：酸化アルミニウム、からなる配合組成を有する焼
結体で構成されており、上記ＳｉＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ
2 Ｏ3 系ガラスは、 Ｌｉ2 Ｏ：１〜２０重量％、 Ａｌ2 Ｏ3 ：２０〜５０重量％、 アルカリ金属の酸化物（但し、Ｌｉ2 Ｏは除く）、アル
カリ土類金属の酸化物、希土類金属の酸化物、および鉄
族金属の酸化物のうち１種または２種以上：１５重量％
以下、 残部：ＳｉＯ2 および不可避不純物からなる成分組成を
有することを特徴とする耐摩耗性および耐欠損性に優れ
た繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5185544A JPH0780708A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5185544A JPH0780708A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780708A true JPH0780708A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=16172666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5185544A Withdrawn JPH0780708A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0780708A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7951737B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-05-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Aluminum oxide-based composite sintered body and cutting insert |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP5185544A patent/JPH0780708A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7951737B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-05-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Aluminum oxide-based composite sintered body and cutting insert |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |