JPS609604A - 超硬質物質系層と酸化物系層の複数層よりなるセラミツクスを刃材とした刃物 - Google Patents

超硬質物質系層と酸化物系層の複数層よりなるセラミツクスを刃材とした刃物

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JPS609604A
JPS609604A JP11848983A JP11848983A JPS609604A JP S609604 A JPS609604 A JP S609604A JP 11848983 A JP11848983 A JP 11848983A JP 11848983 A JP11848983 A JP 11848983A JP S609604 A JPS609604 A JP S609604A
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速水 諒三
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博 岩田
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高木 重一
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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】 技術分野 本発明は非金属系の硬質材料を切削、切断するための改
良された刃物に関する。
技術の背景 非金属系の硬質材料例えば石膏ボード、パーチクルボー
ド、アビトン材、集成材若しくは強化プラスチック材等
は石膏、石綿、硝子繊維等が含まれていたり接着材が含
浸されていたりして強度をもたせるように硬くつくられ
ている。 従ってこれ等の材料の切削、切断に高速度鋭
、合金工具網などの鋼製刃物を使用するときは摩耗が大
きく寿命が短いため工具費がかさみ一目取換え頻麿が大
で作業性ケそこなっていた。 またWO−Co糸焼結合
金においても未だ耐摩耗性の要求が充分に満足されない
。 更にダイヤモンドコンパックス若しくはOBNは耐
摩耗性ではすぐれているものの価格的に離点がある。
目的 従って本発明は上記の問題を解決すべく鋭意of究の結
果、酪化/#J系セラミックスと金属との接着の6柿の
実験をもとに酸化物系セラミックスで超耐摩耗性を有す
る炭化物、硼化物、若しくは屋化物をバインドして焼結
したセラミックスをOu又はOu金合金強力に接着する
手法を見出しQu層をろう付けにすることによって刃物
地金に強力に接着した非金属材料用刃物を提供しようと
するものである0 本発明の要旨は例えばAl2O3、ZrO2、IJ(O
等の酸化物を母相として例えばTiO、TiB2J13
N。
等の炭化物、硼化物、窒化物を分散強化して切刃部とな
る超硬質物質系層と前記母相とした酸化物と同種の接着
仲介部となる酸化物系層の2層を形成するように焼結し
たセラミックスの酸化物系のセラミックス層をOu又は
Ou金合金酸化反応で接着して形成1したQu層をろう
付けによって刃物地金と接着した刃物である。
解決手段 酸化物系セラミックス例えばAl23% 2層MgO、
等を母相としてその中に超硬質物質の炭化物例えばTi
O,WO1M020、vO1硼化物例えば、 TiB2
. TaB2、W2B、 、屋化物例工4f Si3N
4、Ti1N、BNを分散強化したセラミックス例え番
11ツクスの硬度はNシ化物単体のセラミックス例えば
Al2O3の硬度よりも高いために石膏ボード、パーチ
クルボード等の非金属の帥切削利の′!71削、切断に
使用する刃物として適しており、ダイヤモンド、ボラゾ
ン等よりも価格的に安く月現在のニューセラミックス開
発の早さからいって更に入手し易くなる見通しにある。
 しかし例えばAl2O3+TiO、Al2O3+Ti
132、などの超イl史度のセラミックスには高温に加
熱してもOuが反応しにくいためにOuとの接着力が弱
い。このためにOuと刃物地金とをろう付けしても刃物
にかかる切削力によりはく離して使用に耐えないのが実
情である。
そのため離切削材利の切目f1刃物の刃先相別として靭
性も比較的良く超硬度であるセラミックスを刃先に使用
するためにはろう付けできる金属と超硬質物質のセラミ
ックスとの直接の棲夛をさけて超硬質物質のセラミック
スと漁れ性によって金属と接着可能な材料と仲介とする
ことに想到した。
そして発明者は現在可能な接着技術をもとにして酸化物
系セラミックスを仲介材として選択しえたものである。
 即ちAl2O3に対して金属として侶又はOu金合金
高温に加熱するとOuはCu2OとなってAl2O3に
侵触し易すく強力に接着することを実験により確認した
。 従って酸化物糸セラミックス中にn+)述の炭化物
、硼化物、蟹化物が混入していないことが必要であり、
やむなく混入するとしても出来る限り少ないことが絶対
必要条件である。 そこで例えばAl2O3+TiC層
と接着伸介利(7) A 12 o 3Mlの2Rのセ
ラミックスを製作t ル工程の1例として、成形型のか
下層に紳1度99.99%で0.1μm−数μm平均粒
径0.5ttrnの微粉を厚さ[1,4mmに層状につ
めた第1層とし、その上に順次超硬質物質TiOの混合
割合を順次多くした各層を層状に積層する。 即ち同じ
A 1203の微粉に対しTiOの肌1μmN数μm平
均粒径0.5μmの微粉を例えば5重量%混入して平均
に分、布させた混合粉を厚さ0.5mmに層状につめた
第2屑、その土に同村の混合比率を10重量%とじた混
合粉を厚さ0.5 mmの第3層、その上に同材の°混
合比率20重量%とした混合粉を厚さ0.6mmの第4
層、その上に更に同相の混合比率30@ffi%で刃材
に適する硬度、耐摩耗性が得られる比亭とした加圧する
ホットプレス法、或いはヒップによる方法等によって炉
、結する。
超硬質物質セラミックスはTiOの混合率の高い+ti
l+が切刃部となり’I’10が零(又は零に近い) 
<I+l+がれ゛み0.5〜5 mmの板材をのせ、酸
化雰囲気本例では大気中で10−80°C〜1145°
Cの範囲内で5〜20分間保持して超硬質物質セラミッ
クスとOuとを接着させる。 この温度範囲でJ!!、
、着したときの剪断破壊強度は5.7 kg / mm
2と高い値を示した。
次にこのようにして超硬質物質セラミツ、クスに□Uを
接着したものを刃物地金の鉄に通常の手法の銀ろう等に
よってOuと鉄とをろう何けするものである。
この刃物における実験例 溝はりカッタ・・・2枚刃 外径・・・200φmm 切削刃巾・・・20 mm 回転数・・・5000 r、p、m 送り速度・・・2 m/ min 切込み・・・15mm 被切削材・・・パーチクルボード#200切削方向・・
・上向切削 の条件において、切削長が100m以上となってもはく
離、脱落現象は全く認められず充分実用可能な接着強度
を有することが確認された。
上記説明においては1柊類の酸化物を母相とじ1棺類の
超硬質物質を分散強化する超硬質物質を同種の酸化物で
2相に形成したセラミックスを対象としたが、これに限
るものではなし1゜ 例えCtA1203とZ r O
2の酸化物2種類を混合・した粉末を母相とし炭化物T
iOを分散強化する超硬質物質にAl2O3とZrO2
の酸化物層を焼結で形成した2層のセラミックス、或い
は超硬質物質系はそのま−で酸化物層がAl2O3のみ
の2層2セラミツクスのように2種類以上の酸化物、2
 i1+ 1+ 、[;J上の炭化物、硼化物、窒化物
の組合わせ又は2枦駅と1種類の組合わセ等その特性を
考慮して選択したセラミックスとすることができる。 
更に2 神1’j以上混合した場合の比率を特性により
Jf釈するとともに母相とする酸化物と拙鵡仲介とする
師化物とは同種であることが最も好ましいが熱膨張イキ
数、或いは化学的特性と考慮すれば主任となる酸化物が
同じであるか、比率があまり違ね2Zければ目的を達す
ることが可能である。 ぞして刃部となる部が超高硬度
の性質を有する層とじ仙の月イ((すが擢又はOf1合
金と酸化反応接着できる酸化物系層であればその間の層
は加熱によるサーマルストレスが発生しなければその成
分比率、あるいGJ極芥:には他の物質の混入を許容す
ることができる。
なお、Ou又はOu金合金同効物にておきかえることも
可能である。
効果 以上6Y述したように本発明は酸化物を母相とし炭化物
、硼化物、窒化物を分散強化する超硬質Mと同柚の酸化
物層の21mに焼結によって形成されたセラミックスに
Ou材を接治しこれを刃物地金にろう付けしたので、酸
化物層が金にとの接着仲介材として超高9p %物質の
セラミックスを強固に掻ス、することが1丁能となり、
このためM4耐PJ和二性が安水される非金用の硬質材
の刃物として寿命の長い刃物が得られ、経済的で且取換
等による神業性を1供香−することがなく仕上面のよい
す1削面が得られ製品の商晶仙百1グを向上できる特徴
を有する。
【図面の簡単な説明】
図il+i Cj刃M(のH成層の1例を示す図である
。 特許出願人 工業技術院長 −MIC肪刃物工業株式会社 複代理人 弁理± 7Jl]「し 由 美Fe 。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. +11A1203、ZrO2、MgO等のうちの1種類
    又は2種類以上の酸化物を母相としてTiO、TUB2
    、B i3N 4等の膨化物、硼化物、窒化物のうち1
    種類又は2種類以上を分散強化して切刃部となる超硬質
    物質系層と前記母相とした酸化物と同種又はほぼ同種の
    接着仲介部となる酸化物系層の2屑を焼結によって形成
    したセラミックスの前記酸化物系のセラミックス層と昨
    又はOu金合金酸化反応で接着して形成したOu層をろ
    う付けによって刃物地金に)接着させたことを特徴とす
    る超硬−質物質系層と酸化物系層の複数層よりなるセラ
    ミックスを刃材とした刃物。
JP11848983A 1983-06-30 1983-06-30 超硬質物質系層と酸化物系層の複数層よりなるセラミツクスを刃材とした刃物 Granted JPS609604A (ja)

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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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