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

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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
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Pending
Application number
JP58141485A
Other languages
English (en)
Inventor
裕介 井寄
紀雄 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP58141485A priority Critical patent/JPS6033252A/ja
Publication of JPS6033252A publication Critical patent/JPS6033252A/ja
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  • 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。

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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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
。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP58141485A 1983-08-02 1983-08-02 切削工具用セラミックス Pending JPS6033252A (ja)

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

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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

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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

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (1)

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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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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