JPS6033252A - 切削工具用セラミックス - Google Patents
切削工具用セラミックスInfo
- Publication number
- JPS6033252A JPS6033252A JP58141485A JP14148583A JPS6033252A JP S6033252 A JPS6033252 A JP S6033252A JP 58141485 A JP58141485 A JP 58141485A JP 14148583 A JP14148583 A JP 14148583A JP S6033252 A JPS6033252 A JP S6033252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- powder
- weight
- tic
- cutting
- 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
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 24
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BYFGZMCJNACEKR-UHFFFAOYSA-N aluminium(i) oxide Chemical compound [Al]O[Al] BYFGZMCJNACEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N N-[[(5S)-2-oxo-3-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)-1,3-oxazolidin-5-yl]methyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C1O[C@H](CN1C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- 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
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミック材料に関し、特に切削工具用セラミ
ックスに関するものである。
ックスに関するものである。
切削工具用セラミックスの１つとして良く知られている
アルミナ切削工具は、耐摩耗性に優れている反面チッピ
ングしやすい短所を有しているため、開発初期より現在
に至るまでセラミックス工具の靭性の改善が開発の大き
な目標の１つとされてきた。これらの要求に対する解決
法の１つとして、Ａｔ ２０ａ ニ約３０重ｆｆ１９６
ｆｆ）Ｔｉ Ｃを複合化し、結晶粒を微細化すると同時
に、アルミナ固有の性質である高温になるほど熱伝導率
が低下づる欠点を補い、熱衝撃による耐欠損性を改善し
たＡｌ２０ａ−ＴｉＣ系セラミックスエ貝が発明された
。
アルミナ切削工具は、耐摩耗性に優れている反面チッピ
ングしやすい短所を有しているため、開発初期より現在
に至るまでセラミックス工具の靭性の改善が開発の大き
な目標の１つとされてきた。これらの要求に対する解決
法の１つとして、Ａｔ ２０ａ ニ約３０重ｆｆ１９６
ｆｆ）Ｔｉ Ｃを複合化し、結晶粒を微細化すると同時
に、アルミナ固有の性質である高温になるほど熱伝導率
が低下づる欠点を補い、熱衝撃による耐欠損性を改善し
たＡｌ２０ａ−ＴｉＣ系セラミックスエ貝が発明された
。
Ａｌ２０３ ＴＩＣ系セラミックス工具は、純アルミナ
によるいわゆる白糸セラミックス工具と比較して、高靭
性でしかも熱衝撃による耐欠損性に優れているため、白
系セラミックス］二具では使用が困難であった高硬度材
料の旋削加工、鋳鉄材料のフライス加工等の用途に特に
威ツノを発揮している。しかし、このＡｌ２０３−丁Ｉ
Ｃ系セラミツクス工具においても、刃先湿度が１２００
℃を越える切削条件下では、多量に含まれるＴｉＣの高
温硬度がＡｌ２Ｏ３の高温硬度より低下するため、耐摩
耗性が劣り、高硬度材の切削地に境界摩耗が生じ易い欠
点かあった。
によるいわゆる白糸セラミックス工具と比較して、高靭
性でしかも熱衝撃による耐欠損性に優れているため、白
系セラミックス］二具では使用が困難であった高硬度材
料の旋削加工、鋳鉄材料のフライス加工等の用途に特に
威ツノを発揮している。しかし、このＡｌ２０３−丁Ｉ
Ｃ系セラミツクス工具においても、刃先湿度が１２００
℃を越える切削条件下では、多量に含まれるＴｉＣの高
温硬度がＡｌ２Ｏ３の高温硬度より低下するため、耐摩
耗性が劣り、高硬度材の切削地に境界摩耗が生じ易い欠
点かあった。
本発明は上記従来技術の欠点を改良し、熱伝導度が高く
高靭性で耐チッピング特性の優れた切削工具用セラミッ
クスを提供づることを目的とする。
高靭性で耐チッピング特性の優れた切削工具用セラミッ
クスを提供づることを目的とする。
本発明はＡｌ２Ｏ３粉末に５〜２０ｆｆ！ｆｉ１％のＺ
ｒＢ２粉末および５〜２０重量％のＴｉＣわ）末を１１
シ合し、これに １〜１０重量％のＺｒ ０２を添加し
たことを特徴どするものである。
ｒＢ２粉末および５〜２０重量％のＴｉＣわ）末を１１
シ合し、これに １〜１０重量％のＺｒ ０２を添加し
たことを特徴どするものである。
本発明において、Ａｌ２Ｏ３ＴｉＣ系レラしックスにお
けるＴｉＣと同様に、ＺｒＢ２．ＴＩＣおよびＺｒＯ２
はＡｌ２Ｏ３中に分散した組織になっており、良く知ら
れているよ−うに、アルミナの粒成長を明止し靭性を高
めるととしに微小なりラックの成長を抑える役割を果し
ている。
けるＴｉＣと同様に、ＺｒＢ２．ＴＩＣおよびＺｒＯ２
はＡｌ２Ｏ３中に分散した組織になっており、良く知ら
れているよ−うに、アルミナの粒成長を明止し靭性を高
めるととしに微小なりラックの成長を抑える役割を果し
ている。
しかしながら、Ａｌ ２０３ Ｔ’！ Ｃ焼結体中に、
難読結材であるＺｒ Ｂ２を多量に混合した場合、焼成
温度が高くなり粒径が１０μｍ前後と大きくなる欠点が
ある。
難読結材であるＺｒ Ｂ２を多量に混合した場合、焼成
温度が高くなり粒径が１０μｍ前後と大きくなる欠点が
ある。
本発明におけるＺ ｒ Ｏ２の添加はこの欠点を補うも
ので、ＡＩ ２０３ Ｚｒ Ｂ２ Ｔ！ Ｃの焼結性を
向上させる効果がある。また、本発明においては、０．
０５〜２．５重量％のＭｇＯおよびＡＩＮを添加するこ
とにより、さらに焼結性を向上し粒径の成長を抑えるこ
とが出来る。
ので、ＡＩ ２０３ Ｚｒ Ｂ２ Ｔ！ Ｃの焼結性を
向上させる効果がある。また、本発明においては、０．
０５〜２．５重量％のＭｇＯおよびＡＩＮを添加するこ
とにより、さらに焼結性を向上し粒径の成長を抑えるこ
とが出来る。
本発明によるセラミックスは通常、上記組成範凹の混合
粉末を熱間加圧することににり得ることができるが、熱
間加圧後さらに熱間静水圧プレスを行なっても、あるい
は常圧焼成の後熱間静水圧プレスを行なっても同様の結
果を得ることができる。また本発明において、ＺｒＢ２
１）末を５〜２０重量％に限定した理由は、０．５以下
では添加効果がなく、２０％以上では粒径が逆に大きく
成長するためである。ＴｉＣは５〜２０％の範囲外では
熱衝撃による耐欠損に劣る。また、ＺｒＯ２に関しては
０．５％未満ではやはり添加効果がなく、１０％を越え
ると耐熱衝撃性が低下するため０．５〜１０％に限定し
た。また、ＭｇＯおよびΔＩＮ粉末の合計量を０．０５
〜２．５重量％に限定した理由は、０．０５重量％以下
ではＡｌ２Ｏ３の結晶粒微細化の効果がなく、２．５重
量％以上になると結晶粒界にスピネル層が生じ、脆化す
るためである。
粉末を熱間加圧することににり得ることができるが、熱
間加圧後さらに熱間静水圧プレスを行なっても、あるい
は常圧焼成の後熱間静水圧プレスを行なっても同様の結
果を得ることができる。また本発明において、ＺｒＢ２
１）末を５〜２０重量％に限定した理由は、０．５以下
では添加効果がなく、２０％以上では粒径が逆に大きく
成長するためである。ＴｉＣは５〜２０％の範囲外では
熱衝撃による耐欠損に劣る。また、ＺｒＯ２に関しては
０．５％未満ではやはり添加効果がなく、１０％を越え
ると耐熱衝撃性が低下するため０．５〜１０％に限定し
た。また、ＭｇＯおよびΔＩＮ粉末の合計量を０．０５
〜２．５重量％に限定した理由は、０．０５重量％以下
ではＡｌ２Ｏ３の結晶粒微細化の効果がなく、２．５重
量％以上になると結晶粒界にスピネル層が生じ、脆化す
るためである。
また、Ｙ ２０ ａの添加量をＺｒＯ２に対しモル比で
１．０〜３．０モル％に限定したのは、ＺｒＯ２の結晶
型を正方晶（を相）主体とし破壊強度を向上させるため
で、１．０％未満では単斜晶（Ｍ相）が主体となり、３
．０％を越えると立方晶（Ｃ相）が主体となり共にＹ２
０ａ添加の効果がうすｔＩ）。
１．０〜３．０モル％に限定したのは、ＺｒＯ２の結晶
型を正方晶（を相）主体とし破壊強度を向上させるため
で、１．０％未満では単斜晶（Ｍ相）が主体となり、３
．０％を越えると立方晶（Ｃ相）が主体となり共にＹ２
０ａ添加の効果がうすｔＩ）。
実施例１
平均粒径１．２μｍのｚｒ Ｂ２粉末を１０重量％。
平均粒径０．９μＩのＴｉＣを１０重量％、平均粒径０
．１μｍのＺｒ ０２粉末を５１坦％、平均粒径０．１
μｍのＡｌ２Ｏ３粉末を残部とし、ざらにＭｇＱ ００
５重量％、ＡｌＮ１．０型間％配合し、エチルアルコー
ルを使用してアルミナ製のボールミル４８時間混合粉砕
したのち真空中で乾燥したのら、２ｔ／Ｃ１１１２で成
形し、真空中１５００℃で圧力２００ｋｇ／Ｃ１をかけ
ながら１０分間保持する加圧焼結を行ない焼結体を得た
。
．１μｍのＺｒ ０２粉末を５１坦％、平均粒径０．１
μｍのＡｌ２Ｏ３粉末を残部とし、ざらにＭｇＱ ００
５重量％、ＡｌＮ１．０型間％配合し、エチルアルコー
ルを使用してアルミナ製のボールミル４８時間混合粉砕
したのち真空中で乾燥したのら、２ｔ／Ｃ１１１２で成
形し、真空中１５００℃で圧力２００ｋｇ／Ｃ１をかけ
ながら１０分間保持する加圧焼結を行ない焼結体を得た
。
本焼結体より切削工具用チップＳＮＧＮ４５３を作製し
、従来より広範に使用されているＡｌ２Ｏ、−３０％Ｔ
ｉＣチップを比較材として用い、被削材ＤＡＣ （Ｈｓ
６５）を用いて切削テストを行なった。
、従来より広範に使用されているＡｌ２Ｏ、−３０％Ｔ
ｉＣチップを比較材として用い、被削材ＤＡＣ （Ｈｓ
６５）を用いて切削テストを行なった。
切削速度は５０ｍ／ｍｉｎおよび７０ ｍ／ｍｉｎ切り
込みは各１．５ｍｍ，送りは０．４ｍｌｌｌ／’ｒｅＶ
とした。
込みは各１．５ｍｍ，送りは０．４ｍｌｌｌ／’ｒｅＶ
とした。
第１図に示す如く、本発明によるセラミックスはいずれ
の場合も従来のＡｌ２Ｏ３ ＴｉＣ系セラミックスに比
べて境界摩耗量が少なく、良好な切削性能を示した。
の場合も従来のＡｌ２Ｏ３ ＴｉＣ系セラミックスに比
べて境界摩耗量が少なく、良好な切削性能を示した。
実施例２
Ｚ ｒ Ｂ ２ 粉末４１５重量％ 、 Ｔ ｉ Ｃｌ
）末ヲ１０１ｆｆｉ％，ＺｒＯ２粉末を８重量％．Ｙ２
０ａ＃）末を０、２９重量％，残部Ａｌ２Ｏ３粉末を配
合し、エチルアルコールを使用してアルミナ製のボール
ミルで４８時間混合粉砕したのち真空中で乾燥したのち
、２ ｔ ／ｃｍ２で成形し、真空中１５００℃，圧ノ
Ｊ ２００ｋｃ＋／’ｃｍ’で加圧焼結を行ない焼結体
を得た。
）末ヲ１０１ｆｆｉ％，ＺｒＯ２粉末を８重量％．Ｙ２
０ａ＃）末を０、２９重量％，残部Ａｌ２Ｏ３粉末を配
合し、エチルアルコールを使用してアルミナ製のボール
ミルで４８時間混合粉砕したのち真空中で乾燥したのち
、２ ｔ ／ｃｍ２で成形し、真空中１５００℃，圧ノ
Ｊ ２００ｋｃ＋／’ｃｍ’で加圧焼結を行ない焼結体
を得た。
本焼結体から８Ｘ ４Ｘ ２５ｍｍの試験片を切出し抗
折試験を実施した。平均抗折強度は７３５ｋｇ ／ｍｍ
’で、市販のＡＩ ２０３−３０％ＴｉＣセラミックス
ど比較して極めて高い強度を有することがシ［明された
。
折試験を実施した。平均抗折強度は７３５ｋｇ ／ｍｍ
’で、市販のＡＩ ２０３−３０％ＴｉＣセラミックス
ど比較して極めて高い強度を有することがシ［明された
。
次に、本焼結体より切削工具用デツプ５ＮＧＮ４３２を
作製し、市販のＡＩ ２０３−３０％ＴｉＣチップを社
較材として用い、被削材ＳＣＭ４４０を用いてノライス
切削テストを行なった。切り込みは２ｍｍどした。
作製し、市販のＡＩ ２０３−３０％ＴｉＣチップを社
較材として用い、被削材ＳＣＭ４４０を用いてノライス
切削テストを行なった。切り込みは２ｍｍどした。
第２図に示す如く、本発明ににるレラミックスは従来の
ＡＩ ２０３ Ｔｉ Ｃ系セラミックスに比べて広範な
切削領域を示した。
ＡＩ ２０３ Ｔｉ Ｃ系セラミックスに比べて広範な
切削領域を示した。
上記実施例から明らかな如く、本発明ににる切削工具用
セラミックスは境界摩耗量が少なく、かつ高靭性であり
、いわゆる黒糸工具用セラミックスとして優れた特性を
示し、工業上極めて有用なものである。
セラミックスは境界摩耗量が少なく、かつ高靭性であり
、いわゆる黒糸工具用セラミックスとして優れた特性を
示し、工業上極めて有用なものである。
第１図は本発明によるセラミックスおよび従来のＡＩ
２０３−Ｔｉ Ｃ系セラミックスによる切削テスト結果
を示す特性曲線、第２図は同じく本発明によるセラミッ
クスおよび従来のＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラミックスによ
るフライス加工テスト結果を示すものである。
２０３−Ｔｉ Ｃ系セラミックスによる切削テスト結果
を示す特性曲線、第２図は同じく本発明によるセラミッ
クスおよび従来のＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣセラミックスによ
るフライス加工テスト結果を示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比で５〜２０％ＺｒＢ２，５〜２０％ＴｉＣ０
，５〜？Ｏ％Ｚｒ ０２ 、残部がＡＩ ２０ａ Ｊ３
よび不可避不純物であることを特徴とする切削工具用セ
ラミックス。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、Ａｔ
Ｎ、Ｍ（ｌ Ｏの一方又は双方を合ｉｉ Ｏ，（１５〜
２．５重量％添加したことを特徴とする切削工具用セラ
ミックス。 ３、特許請求の範１ＩＩＩ第１項記載のものにおいて、
Ｚｒ ０２に対しｒｌ、０〜３．０％モル比のＹ２Ｏ３
を含有することを特徴とする切削工具用セラミックス。 ４、特許請求の範囲第２項記載のものにＪ′３いて、Ｚ
ｒ ０２に対しＴＩ、０〜３．０％モル比のＹ２Ｏ３を
含有することを特徴とする切削工具用セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141485A JPS6033252A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 切削工具用セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141485A JPS6033252A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 切削工具用セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033252A true JPS6033252A (ja) | 1985-02-20 |
Family
ID=15293000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58141485A Pending JPS6033252A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 切削工具用セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6241776A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-23 | 日本特殊陶業株式会社 | 工具用ウイスカー強化複合材料 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5460308A (en) * | 1977-09-14 | 1979-05-15 | Krupp Gmbh | Ceramic formed body for machining metallandd nonmetal processsmaterial* and wearrresisting application* and method of making same |
-
1983
- 1983-08-02 JP JP58141485A patent/JPS6033252A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5460308A (en) * | 1977-09-14 | 1979-05-15 | Krupp Gmbh | Ceramic formed body for machining metallandd nonmetal processsmaterial* and wearrresisting application* and method of making same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6241776A (ja) * | 1985-08-15 | 1987-02-23 | 日本特殊陶業株式会社 | 工具用ウイスカー強化複合材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6011266A (ja) | 切削工具用セラミツクス | |
| JPS6323643B2 (ja) | ||
| JPS58185477A (ja) | 高速切削性能にすぐれた切削工具用セラミック材料の製造法 | |
| JPS6011265A (ja) | 切削工具用セラミツクス | |
| JPS59203765A (ja) | 切削工具用セラミツクス | |
| JPH02160674A (ja) | 酸化物基セラミック切削植刃 | |
| JPS5918157A (ja) | 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク | |
| JPS60204666A (ja) | 酸化アルミニウム基セラミツク材料 | |
| JPS6077406A (ja) | 薄膜磁気ヘツド用基板及びその製造方法 | |
| JP2699104B2 (ja) | Ａ１▲下２▼Ｏ▲下３▼‐ＴｉＣ系セラミック材料 | |
| CN116514543B (zh) | 一种氧化锆复合陶瓷 | |
| JPS63100055A (ja) | 高靭性を有するアルミナ基セラミックス製切削工具 | |
| JPH0813702B2 (ja) | 複合セラミックス | |
| JPS6299006A (ja) | セラミツク刃物 | |
| JPS6398816A (ja) | 薄膜磁気ヘツド用基板およびその製造方法 | |
| JPH0688835B2 (ja) | 高靭性ＺｒＯ▲下２▼系焼結体およびその製造方法 | |
| JPH066512B2 (ja) | 高靭性窒化ケイ素焼結体及びその製造方法 | |
| JPS6259566A (ja) | 磁気ヘツド基板用材料 | |
| JPH01167272A (ja) | アルミナ基セラミックス製薄膜ヘッド基板 | |
| JPS62108765A (ja) | 強靭セラミツク材料の製造方法 | |
| JPS621593B2 (ja) | ||
| JPS63170262A (ja) | ＺｒＯ↓２−ＴｉＣ−ＳｉＣ系焼結体の製造方法 | |
| JPS63170257A (ja) | Ａｌ↓２Ｏ↓３−ＴｉＣ−ＳｉＣ系焼結体の製造方法 | |
| JPH01108159A (ja) | 高靭性Ａｌ↓２Ｏ↓３−ＺｒＯ↓２系焼結体 | |
| JPS5973472A (ja) | 切削工具用サイアロン系セラミック材料 |