JPH0797255A - 酸化アルミニウム基複合焼結体 - Google Patents
酸化アルミニウム基複合焼結体Info
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 酸化アルミニウムの粒内に分散させる分散相
の種類および含有量を調整し、切削工具として用いた場
合における耐クレータ摩耗性，耐フランク摩耗性，強
度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸化性に優れるようにし
た酸化アルミニウム基複合焼結体を提供する。 【構成】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％と、
炭窒化チタン，炭酸化チタン，窒酸化チタン，炭窒酸化
チタンの中の少なくとも１種の第１分散相，または該第
１分散相とＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗもしくはこれらの炭化物，窒化物，
酸化物，ホウ化物，Ａｌの窒化物，安定化ジルコニア，
部分安定化ジルコニアおよびこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種の第２分散相とからなる複合硬質相の焼
結体であって、該第１分散相および該第２分散相は、該
酸化アルミニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アル
ミニウムの粒内に分散されている。
の種類および含有量を調整し、切削工具として用いた場
合における耐クレータ摩耗性，耐フランク摩耗性，強
度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸化性に優れるようにし
た酸化アルミニウム基複合焼結体を提供する。 【構成】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％と、
炭窒化チタン，炭酸化チタン，窒酸化チタン，炭窒酸化
チタンの中の少なくとも１種の第１分散相，または該第
１分散相とＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗもしくはこれらの炭化物，窒化物，
酸化物，ホウ化物，Ａｌの窒化物，安定化ジルコニア，
部分安定化ジルコニアおよびこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種の第２分散相とからなる複合硬質相の焼
結体であって、該第１分散相および該第２分散相は、該
酸化アルミニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アル
ミニウムの粒内に分散されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化アルミニウムの粒
内に超微粒の異種物質を複合させた、複合酸化アルミニ
ウムを主成分とする複合焼結体に関し、例えば、旋削工
具，フライス工具，ドリル，エンドミルに代表される切
削工具やダイス，切断刃に代表される耐摩耗工具等の工
具部材、または靭性，耐熱性，耐摩耗性を必要とする自
動車用部材，機械用部材，電子産業用部材等の構造用部
材として適する酸化アルミニウム基複合焼結体に関す
る。
内に超微粒の異種物質を複合させた、複合酸化アルミニ
ウムを主成分とする複合焼結体に関し、例えば、旋削工
具，フライス工具，ドリル，エンドミルに代表される切
削工具やダイス，切断刃に代表される耐摩耗工具等の工
具部材、または靭性，耐熱性，耐摩耗性を必要とする自
動車用部材，機械用部材，電子産業用部材等の構造用部
材として適する酸化アルミニウム基複合焼結体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】耐酸化性，耐熱性，耐摩耗性，耐食性，
電気絶縁性に優れるという長所を有する反面、強度，破
壊靭性，耐熱衝撃性が極端に劣るという短所を有する酸
化アルミニウムの粒界に異種物質を介在させて、上述の
短所をカバーしようという提案が、例えば特開昭５０−
８９４１０号公報，特開昭５６−１１４８６４号公報に
代表されるように、従来から多数行われているが、まだ
実用上満足できるまでに至ってないという問題がある。
電気絶縁性に優れるという長所を有する反面、強度，破
壊靭性，耐熱衝撃性が極端に劣るという短所を有する酸
化アルミニウムの粒界に異種物質を介在させて、上述の
短所をカバーしようという提案が、例えば特開昭５０−
８９４１０号公報，特開昭５６−１１４８６４号公報に
代表されるように、従来から多数行われているが、まだ
実用上満足できるまでに至ってないという問題がある。
【０００３】この問題を別の方向から解決しようとした
ものに、酸化アルミニウムの粒内にナノサイズの異種物
質を複合させる、いわゆるナノコンポジット材料があ
り、その代表的なものとして、特開平２−２２９７５６
号公報および特開平２−２２９７５７号公報がある。
ものに、酸化アルミニウムの粒内にナノサイズの異種物
質を複合させる、いわゆるナノコンポジット材料があ
り、その代表的なものとして、特開平２−２２９７５６
号公報および特開平２−２２９７５７号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】酸化アルミニウム粒内
に異種物質を複合させた代表例の内、特開平２−２２９
７５７号公報には、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有
するＡｌ2Ｏ3マトリックスの結晶粒内に粒子径２０μｍ
以下のＴｉＮ微粒子を分散させたセラミックス複合材料
について記載されている。
に異種物質を複合させた代表例の内、特開平２−２２９
７５７号公報には、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有
するＡｌ2Ｏ3マトリックスの結晶粒内に粒子径２０μｍ
以下のＴｉＮ微粒子を分散させたセラミックス複合材料
について記載されている。
【０００５】同公報に記載のセラミックス複合材料は、
ＴｉＮがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＣが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ焼結体に比
べて耐フランク摩耗性に劣るという問題がある。
ＴｉＮがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＣが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ焼結体に比
べて耐フランク摩耗性に劣るという問題がある。
【０００６】また、特開平２−２２９７５７号公報に
は、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有するＡｌ2Ｏ3マ
トリックスの結晶粒内に粒子径２０μｍ以下のＴｉＣ微
粒子を分散させたセラミックス複合材料について記載さ
れている。
は、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有するＡｌ2Ｏ3マ
トリックスの結晶粒内に粒子径２０μｍ以下のＴｉＣ微
粒子を分散させたセラミックス複合材料について記載さ
れている。
【０００７】同公報に記載のセラミックス複合材料は、
ＴｉＣがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＮが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＮ焼結体に比
べて耐クレータ摩耗性に劣るという問題がある。
ＴｉＣがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＮが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＮ焼結体に比
べて耐クレータ摩耗性に劣るという問題がある。
【０００８】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、酸化アルミニウムの粒内に分散さ
せる分散相の種類および含有量を調整することにより、
切削工具として用いた場合における耐クレータ摩耗性，
耐フランク摩耗性，強度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸
化性に優れるようにした酸化アルミニウム基複合焼結体
の提供を目的とする。
もので、具体的には、酸化アルミニウムの粒内に分散さ
せる分散相の種類および含有量を調整することにより、
切削工具として用いた場合における耐クレータ摩耗性，
耐フランク摩耗性，強度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸
化性に優れるようにした酸化アルミニウム基複合焼結体
の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、酸化アルミ
ニウム基複合焼結体を切削工具として用いる場合におけ
る工具の寿命および信頼性の向上について検討していた
ところ、、酸化アルミニウムの粒内に微細な異種物質を
分散させると強度が向上すること、異種物質の種類，含
有量および酸化アルミニウムの粒径の異種物質の粒径と
の比を調整することにより、切削工具としての耐クレー
タ摩耗性，耐フランク摩耗性，靭性を高めることができ
ること、特に工具刃先温度が上昇する高速切削等の条件
下においては、これらの切削性能の効果が強く現れて、
工具の寿命および信頼性の向上になるという知見を得
て、本発明を完成するに至ったものである。
ニウム基複合焼結体を切削工具として用いる場合におけ
る工具の寿命および信頼性の向上について検討していた
ところ、、酸化アルミニウムの粒内に微細な異種物質を
分散させると強度が向上すること、異種物質の種類，含
有量および酸化アルミニウムの粒径の異種物質の粒径と
の比を調整することにより、切削工具としての耐クレー
タ摩耗性，耐フランク摩耗性，靭性を高めることができ
ること、特に工具刃先温度が上昇する高速切削等の条件
下においては、これらの切削性能の効果が強く現れて、
工具の寿命および信頼性の向上になるという知見を得
て、本発明を完成するに至ったものである。
【００１０】すなわち、本発明の複合焼結体は、酸化ア
ルミニウム８５〜９９．５体積％と、残りが炭窒化チタ
ン，炭酸化チタン，窒酸化チタン，炭窒酸化チタンの中
の少なくとも１種の第１分散相，または該第１分散相と
Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗもしくはこれらの炭化物，窒化物，酸化物，ホ
ウ化物，Ａｌの窒化物，安定化ジルコニア，部分安定化
ジルコニアおよびこれらの相互固溶体の中の少なくとも
１種の第２分散相とからなる複合硬質相の焼結体であっ
て、該第１分散相および該第２分散相は、該酸化アルミ
ニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アルミニウムの
粒内に分散されていることを特徴とする。
ルミニウム８５〜９９．５体積％と、残りが炭窒化チタ
ン，炭酸化チタン，窒酸化チタン，炭窒酸化チタンの中
の少なくとも１種の第１分散相，または該第１分散相と
Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗもしくはこれらの炭化物，窒化物，酸化物，ホ
ウ化物，Ａｌの窒化物，安定化ジルコニア，部分安定化
ジルコニアおよびこれらの相互固溶体の中の少なくとも
１種の第２分散相とからなる複合硬質相の焼結体であっ
て、該第１分散相および該第２分散相は、該酸化アルミ
ニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アルミニウムの
粒内に分散されていることを特徴とする。
【００１１】本発明の複合焼結体における酸化アルミニ
ウムは、α−酸化アルミニウムでなり、できるだけ微細
な粒径でなることが好ましく、平均粒径１０μｍ以下、
好ましくは平均粒径１５μｍ以下である。
ウムは、α−酸化アルミニウムでなり、できるだけ微細
な粒径でなることが好ましく、平均粒径１０μｍ以下、
好ましくは平均粒径１５μｍ以下である。
【００１２】この酸化アルミニウムの粒内に分散される
第１分散相、または第１分散相と第２分散相は、それぞ
れの平均粒径５００ｎｍ以下、好ましくは平均粒径１０
０ｎｍ以下であること、酸化アルミニウムの粒径対第１
分散相（第２分散相も同一）の粒径の比が１０：１〜５
００：１でなること、特に５０：１〜２００：１でなる
ことが好ましい。この第１分散相および第２分散相は、
化学量論組成または非化学量論組成であってもよく、ま
た第１分散相の場合、例えば酸化アルミニウムと接して
いる第１分散相の粒子の周辺部が炭窒酸化チタンで、芯
部が炭窒化チタンでなる複合の第１分散相として存在す
ること、第２分散相の場合、例えば酸化アルミニウムと
接している第２分散相の粒子の周辺部が酸化ジルコニウ
ムで、芯部が炭酸化ジルコニウムでなる複合の第２分散
相として存在することもある。この第１分散相と第２分
散相の内、第２分散相は、具体的には、例えばＢ，Ｓ
ｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗの金属、またはＢ4Ｃ，ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈ
ｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，ＴａＣ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，Ｗ
Ｃ，ＷＣ2，ＢＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＮ，ＺｒＮ，Ｈｆ
Ｎ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＣｒＮ，ＡｌＮ，Ｂ2Ｏ3，
ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，ＨｆＯ2，ＶＯ2，Ｎｂ2Ｏ
3，Ｔａ2Ｏ3，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，ＨｆＢ2，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｎ，（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）ま
たは希土類金属の酸化物，ＣａＯ，ＭｇＯの中の１種の
安定化剤を含有した安定化ジルコニウム，部分安定化ジ
ルコニウムを挙げることができる。
第１分散相、または第１分散相と第２分散相は、それぞ
れの平均粒径５００ｎｍ以下、好ましくは平均粒径１０
０ｎｍ以下であること、酸化アルミニウムの粒径対第１
分散相（第２分散相も同一）の粒径の比が１０：１〜５
００：１でなること、特に５０：１〜２００：１でなる
ことが好ましい。この第１分散相および第２分散相は、
化学量論組成または非化学量論組成であってもよく、ま
た第１分散相の場合、例えば酸化アルミニウムと接して
いる第１分散相の粒子の周辺部が炭窒酸化チタンで、芯
部が炭窒化チタンでなる複合の第１分散相として存在す
ること、第２分散相の場合、例えば酸化アルミニウムと
接している第２分散相の粒子の周辺部が酸化ジルコニウ
ムで、芯部が炭酸化ジルコニウムでなる複合の第２分散
相として存在することもある。この第１分散相と第２分
散相の内、第２分散相は、具体的には、例えばＢ，Ｓ
ｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｗの金属、またはＢ4Ｃ，ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣ，Ｈ
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3，Ｔａ2Ｏ3，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，ＨｆＢ2，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｎ，（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）ま
たは希土類金属の酸化物，ＣａＯ，ＭｇＯの中の１種の
安定化剤を含有した安定化ジルコニウム，部分安定化ジ
ルコニウムを挙げることができる。
【００１３】第１分散相または第１分散相と第２分散相
とを粒内に分散してなる酸化アルミニウムの複合硬質相
の焼結された本願発明の焼結体は、酸化アルミニウムが
連続した組織構造になっており、酸化アルミニウムが８
５体積％未満になると、切削工具として用いた場合に、
耐フランク摩耗性の低下が著しく、逆に酸化アルミニウ
ムが９９．５体積％を超えて多くなると、相対的に第１
分散相や第２分散相の含有量が０．５体積％未満とな
り、その結果、強度および靭性の低下が著しくなる。
とを粒内に分散してなる酸化アルミニウムの複合硬質相
の焼結された本願発明の焼結体は、酸化アルミニウムが
連続した組織構造になっており、酸化アルミニウムが８
５体積％未満になると、切削工具として用いた場合に、
耐フランク摩耗性の低下が著しく、逆に酸化アルミニウ
ムが９９．５体積％を超えて多くなると、相対的に第１
分散相や第２分散相の含有量が０．５体積％未満とな
り、その結果、強度および靭性の低下が著しくなる。
【００１４】この複合硬質相を６０体積％と、残りがウ
イスカ，セラミックス，金属，合金の中の少なくとも１
種の粒界相とからなる酸化アルミニウム基複合焼結体と
することも複合硬質相の効果を充分に引き出すことがで
きる。
イスカ，セラミックス，金属，合金の中の少なくとも１
種の粒界相とからなる酸化アルミニウム基複合焼結体と
することも複合硬質相の効果を充分に引き出すことがで
きる。
【００１５】複合硬質相の粒界に存在する粒界相は、具
体的には、例えばＳｉＣウイスカ，カーボンウイスカ，
Ａｌ2Ｏ3ウイスカ，Ｓｉ3Ｎ4ウイスカ，ＴｉＣウイス
カ，ＴｉＮウイスカ等の中の少なくとも１種のウイス
カ、Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化物，酸化物，ＡｌＮ，希土
類酸化物，ＭｇＯ，ＣａＯおよびこれらの相互固溶体の
中の少なくとも１種のセラミックス、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互固溶体の中の少なくと
も１種の金属または合金を挙げることができる。この粒
界相は、酸化アルミニウムよりも微細であることが好ま
しく、具体的には、平均粒径１．０μｍ以下、好ましく
は平均粒径０．５μｍ以下である。
体的には、例えばＳｉＣウイスカ，カーボンウイスカ，
Ａｌ2Ｏ3ウイスカ，Ｓｉ3Ｎ4ウイスカ，ＴｉＣウイス
カ，ＴｉＮウイスカ等の中の少なくとも１種のウイス
カ、Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化物，酸化物，ＡｌＮ，希土
類酸化物，ＭｇＯ，ＣａＯおよびこれらの相互固溶体の
中の少なくとも１種のセラミックス、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互固溶体の中の少なくと
も１種の金属または合金を挙げることができる。この粒
界相は、酸化アルミニウムよりも微細であることが好ま
しく、具体的には、平均粒径１．０μｍ以下、好ましく
は平均粒径０．５μｍ以下である。
【００１６】この複合硬質相と粒界相とからなる本発明
の複合焼結体は、複合硬質相が６０体積％未満になる
と、複合硬質相による強度および靭性を高める効果が低
下する。
の複合焼結体は、複合硬質相が６０体積％未満になる
と、複合硬質相による強度および靭性を高める効果が低
下する。
【００１７】本発明の複合焼結体は、従来からの粉末冶
金法，物理蒸着法（ＰＶＤ）および化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）を応用することにより作製することができる。具体
的には、例えば酸化アルミニウムの粉末とこの酸化アル
ミニウムよりも超微細な分散相形成粉末を選定して、従
来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法、酸化ア
ルミニウムの粉末の表面に従来から行われているＰＶＤ
処理またはＣＶＤ処理でもって分散相の被膜を被覆した
後、従来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法を
挙げることができる。
金法，物理蒸着法（ＰＶＤ）および化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）を応用することにより作製することができる。具体
的には、例えば酸化アルミニウムの粉末とこの酸化アル
ミニウムよりも超微細な分散相形成粉末を選定して、従
来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法、酸化ア
ルミニウムの粉末の表面に従来から行われているＰＶＤ
処理またはＣＶＤ処理でもって分散相の被膜を被覆した
後、従来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法を
挙げることができる。
【００１８】
【作用】本発明の複合焼結体は、第１分散相、または第
１分散相と第２分散相とのそれぞれの超微細な粒子が酸
化アルミニウム粒内におけるクラックの進展の抑制作
用，偏向作用、酸化アルミニウムの粒内転位を妨げるピ
ンニング作用、酸化アルミニウムの粒成長抑制作用を
し、粒界相が存在する場合には、粒界相が粒界における
クラックの進展の抑制作用，偏向作用をしており、その
結果，焼結体の硬度，強度，靭性を高めて、耐フランク
摩耗性，耐熱衝撃性，耐欠損性に優れ、高寿命化をもた
らしているものである。
１分散相と第２分散相とのそれぞれの超微細な粒子が酸
化アルミニウム粒内におけるクラックの進展の抑制作
用，偏向作用、酸化アルミニウムの粒内転位を妨げるピ
ンニング作用、酸化アルミニウムの粒成長抑制作用を
し、粒界相が存在する場合には、粒界相が粒界における
クラックの進展の抑制作用，偏向作用をしており、その
結果，焼結体の硬度，強度，靭性を高めて、耐フランク
摩耗性，耐熱衝撃性，耐欠損性に優れ、高寿命化をもた
らしているものである。
【００１９】
【実施例】平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末と、平均
粒径５０μｍのＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣ0.7Ｎ0.3，（Ｔ
ｉ0.95Ｈｆ0.5）Ｎの各粉末を用いて、表１に示した本
発明品１，２，３および比較品１，２の組成成分になる
ように配合し、１２時間湿式ボールミル，乾燥後、所定
形状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれぞれの焼
結条件で焼結して本発明品１，２，３および比較品１，
２の焼結体を得た。
粒径５０μｍのＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣ0.7Ｎ0.3，（Ｔ
ｉ0.95Ｈｆ0.5）Ｎの各粉末を用いて、表１に示した本
発明品１，２，３および比較品１，２の組成成分になる
ように配合し、１２時間湿式ボールミル，乾燥後、所定
形状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれぞれの焼
結条件で焼結して本発明品１，２，３および比較品１，
２の焼結体を得た。
【００２０】また、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末
の表面に、ＣＶＤ処理によりＴｉＣ0.5Ｎ0.5，ＴｉＣ
0.3Ｎ0.7，ＨｆＮ，ＴｉＮをそれぞれ付着した複合粉末
を用いて、表１に示した本発明品４，５および比較品３
の組成成分になるように配合し、６時間湿式ボールミ
ル，乾燥後、所定形状の圧粉体とし、これらを表１に示
したそれぞれの焼結条件で焼結して本発明品４，５およ
び比較品３の焼結体を得た。
の表面に、ＣＶＤ処理によりＴｉＣ0.5Ｎ0.5，ＴｉＣ
0.3Ｎ0.7，ＨｆＮ，ＴｉＮをそれぞれ付着した複合粉末
を用いて、表１に示した本発明品４，５および比較品３
の組成成分になるように配合し、６時間湿式ボールミ
ル，乾燥後、所定形状の圧粉体とし、これらを表１に示
したそれぞれの焼結条件で焼結して本発明品４，５およ
び比較品３の焼結体を得た。
【００２１】さらに、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉
末の表面に、ＰＶＤ処理によりＴｉＣ0.7Ｃ0.3，Ｔａ
Ｎ，ＴｉＣ0.5Ｎ0.5，Ｗをそれぞれ付着した複合粉末を
用いて、表１に示した本発明品６，７，８の組成成分に
なるように配合し、６時間湿式ボールミル，乾燥後、所
定形状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれぞれの
焼結条件で焼結して本発明品６，７，８の焼結体を得
た。
末の表面に、ＰＶＤ処理によりＴｉＣ0.7Ｃ0.3，Ｔａ
Ｎ，ＴｉＣ0.5Ｎ0.5，Ｗをそれぞれ付着した複合粉末を
用いて、表１に示した本発明品６，７，８の組成成分に
なるように配合し、６時間湿式ボールミル，乾燥後、所
定形状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれぞれの
焼結条件で焼結して本発明品６，７，８の焼結体を得
た。
【００２２】このようにして得た本発明品１〜８および
比較品１〜３の焼結体の組成，平均粒径を透過型電子顕
微鏡，走査型透過電子顕微鏡，分析電子顕微鏡，走査電
子顕微鏡，Х線回折法，比電気抵抗により調べて、その
結果を表２に示した。表２の（ ）内の数値は、それぞ
れの平均粒径を示す。本発明品１〜８および比較品１〜
３の焼結体のそれぞれを形状ＳＮＧＮ１２０４０８
（０．１×−２５°のホーニング付）に形成し、被削
材：ＳＫＤ１１（ＨＣＲ６０〜６２），切削速度：１５
０ｍ／ｍｉｎ，切込み：０．５ｍｍ，送り：０．１ｍｍ
／ｒｅｖ乾式による外周連続旋削試験を行い、寿命にな
るまでの時間を求めて、その結果を表２に併記した。
比較品１〜３の焼結体の組成，平均粒径を透過型電子顕
微鏡，走査型透過電子顕微鏡，分析電子顕微鏡，走査電
子顕微鏡，Х線回折法，比電気抵抗により調べて、その
結果を表２に示した。表２の（ ）内の数値は、それぞ
れの平均粒径を示す。本発明品１〜８および比較品１〜
３の焼結体のそれぞれを形状ＳＮＧＮ１２０４０８
（０．１×−２５°のホーニング付）に形成し、被削
材：ＳＫＤ１１（ＨＣＲ６０〜６２），切削速度：１５
０ｍ／ｍｉｎ，切込み：０．５ｍｍ，送り：０．１ｍｍ
／ｒｅｖ乾式による外周連続旋削試験を行い、寿命にな
るまでの時間を求めて、その結果を表２に併記した。
【００２３】寿命の評価としては、平均フランク摩耗量
（ＶB）が０．３ｍｍ以上になるか、または欠損やチッ
ピングが発生した時を寿命とし、測定は、５分間切削ご
とに確認し、寿命評価に達した時間およびそのときの損
傷状態を表２に示した。
（ＶB）が０．３ｍｍ以上になるか、または欠損やチッ
ピングが発生した時を寿命とし、測定は、５分間切削ご
とに確認し、寿命評価に達した時間およびそのときの損
傷状態を表２に示した。
【００２４】また、市販の７０％Ａｌ2Ｏ3−３０％Ｔｉ
Ｃ焼結体および７０％Ａｌ2Ｏ3−３０％ＴｉＣＮ焼結体
（各ｖｏｌ％）をそれぞれ比較品４および５として、上
述と同様の旋削試験を行った結果、比較品４は、１０分
間でチッピングが発生して寿命となり、比較品５は、１
５分間でＶB＝０．３２ｍｍによる寿命であった。
Ｃ焼結体および７０％Ａｌ2Ｏ3−３０％ＴｉＣＮ焼結体
（各ｖｏｌ％）をそれぞれ比較品４および５として、上
述と同様の旋削試験を行った結果、比較品４は、１０分
間でチッピングが発生して寿命となり、比較品５は、１
５分間でＶB＝０．３２ｍｍによる寿命であった。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】本発明の複合焼結体は、従来のＡｌ2Ｏ3
の粒界にＴｉＣ，ＴｉＣＮの粒界相を存在させた酸化ア
ルミニウム基焼結体および従来のＡｌ2Ｏ3粒内にＴｉ
Ｎ，ＴｉＣの分散相を存在させた酸化アルミニウム基焼
結体に比べて、切削工具として用いた場合に耐熱衝撃
性，耐クレータ摩耗性および耐フランク摩耗性が顕著に
優れており、その結果工具寿命が２倍〜５倍も向上する
という非常に優れた効果を有する。
の粒界にＴｉＣ，ＴｉＣＮの粒界相を存在させた酸化ア
ルミニウム基焼結体および従来のＡｌ2Ｏ3粒内にＴｉ
Ｎ，ＴｉＣの分散相を存在させた酸化アルミニウム基焼
結体に比べて、切削工具として用いた場合に耐熱衝撃
性，耐クレータ摩耗性および耐フランク摩耗性が顕著に
優れており、その結果工具寿命が２倍〜５倍も向上する
という非常に優れた効果を有する。
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％
と、残りが炭窒化チタン，炭酸化チタン，窒酸化チタ
ン，炭窒酸化チタンの中の少なくとも１種の第１分散
相，または該第１分散相とＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗもしくはこれらの
炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，Ａｌの窒化物，安
定化ジルコニア，部分安定化ジルコニアおよびこれらの
相互固溶体の中の少なくとも１種の第２分散相とからな
る複合硬質相の焼結体であって、該第１分散相および該
第２分散相は、該酸化アルミニウムの粒径よりも微細
で、かつ該酸化アルミニウムの粒内に分散されているこ
とを特徴とする酸化アルミニウム基複合焼結体。 - 【請求項２】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％
と、残りが炭窒化チタン，炭酸化チタン，窒酸化チタ
ン，炭窒酸化チタンの中の少なくとも１種の第１分散
相，または該第１分散相とＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗもしくはこれらの
炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，Ａｌの窒化物，安
定化ジルコニア，部分安定化ジルコニアおよびこれらの
相互固溶体の中の少なくとも１種の分散相とからなる複
合硬質相６０体積％以上と、残部がウイスカ，セラミッ
クス，金属，合金の中の１種の粒界相とからなる焼結体
であって、該分散相の粒径は、該酸化アルミニウムの粒
径よりも微細で、かつ該酸化アルミニウムの粒内に分散
されていることを特徴とする酸化アルミニウム基複合焼
結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261912A JPH0797255A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 酸化アルミニウム基複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261912A JPH0797255A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 酸化アルミニウム基複合焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0797255A true JPH0797255A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17368469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5261912A Withdrawn JPH0797255A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 酸化アルミニウム基複合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797255A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002160971A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 工具用セラミック基焼結材及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5261912A patent/JPH0797255A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002160971A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-06-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 工具用セラミック基焼結材及びその製造方法 |
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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: 20001128 |