JPS6126568A - セラミツクス切削工具材料及びその製造方法 - Google Patents
セラミツクス切削工具材料及びその製造方法Info
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- JPS6126568A JPS6126568A JP59146381A JP14638184A JPS6126568A JP S6126568 A JPS6126568 A JP S6126568A JP 59146381 A JP59146381 A JP 59146381A JP 14638184 A JP14638184 A JP 14638184A JP S6126568 A JPS6126568 A JP S6126568A
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Ceramic Products (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】
（産業上の利用分野）
本発明は主として鋳鉄材の切削加工に使用する５ｉ５Ｎ
４ （窒化珪素）工具材料の改良に関する。
４ （窒化珪素）工具材料の改良に関する。
（従来技術）
鋳鉄の高速切削用工具としては従来よりＡ／２０１＋（
酸化アルミニウム）基のセラミックスが賞月され、いわ
ゆる白セラミック、黒セラミックとして広く実用されて
いる。しかしながらＡＩ！２０ｇ基セラミックスは機械
的強度、特に靭性面での不足と耐熱衝撃性の不足により
安定して使用することが困難な場合が多かったのである
。そのため限定された用途で使用されていたにすぎない
。
酸化アルミニウム）基のセラミックスが賞月され、いわ
ゆる白セラミック、黒セラミックとして広く実用されて
いる。しかしながらＡＩ！２０ｇ基セラミックスは機械
的強度、特に靭性面での不足と耐熱衝撃性の不足により
安定して使用することが困難な場合が多かったのである
。そのため限定された用途で使用されていたにすぎない
。
一方、Ｓｉ♂Ｎｓ （窒化珪素）を主成分としたセラミ
ックス材料は靭性、耐熱衝撃性に秀れており、使用中の
欠損が少なく、安定して使用可能なことが判明し、実用
化が進められている。
ックス材料は靭性、耐熱衝撃性に秀れており、使用中の
欠損が少なく、安定して使用可能なことが判明し、実用
化が進められている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし乍らＡ／２０ｇ基セラミックスに比しＳ ｉ ｓ
Ｎ４基セラミックスは耐摩耗性の点で劣性であることが
指摘され、種々の提案がなされている。
Ｎ４基セラミックスは耐摩耗性の点で劣性であることが
指摘され、種々の提案がなされている。
たとえばＡｌ２Ｏ５等の耐摩耗性の高いセラミックス薄
膜の被膜（特開昭５４−１３０８号）等が提案されてい
る。さらに焼結体の耐摩耗、性を向上する試みとして周
期律表■ａ Ｖａ ■ａ族の金属とＣ，Ｎ、０の非金属
元素の１種捷たは２種以上の組み合わせからなる硬質化
合物を１〜３０重量パーセント添加する（特開昭５７−
１７４６６号）等が行なわれている。
膜の被膜（特開昭５４−１３０８号）等が提案されてい
る。さらに焼結体の耐摩耗、性を向上する試みとして周
期律表■ａ Ｖａ ■ａ族の金属とＣ，Ｎ、０の非金属
元素の１種捷たは２種以上の組み合わせからなる硬質化
合物を１〜３０重量パーセント添加する（特開昭５７−
１７４６６号）等が行なわれている。
しかしながら前記薄膜の被覆による方法はコストが高く
つくこと、また硬質化合物を添加する方法でも耐摩耗性
の向上が不十分でありさらに改良が必要とされている。
つくこと、また硬質化合物を添加する方法でも耐摩耗性
の向上が不十分でありさらに改良が必要とされている。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは上記の状況に鑑みて種々検討した結果、焼
結助剤としてＡＩ！２０５およびＡＩＮ （窒化アルミ
ニウム）およびＺｒ０２（酸化ジルコニウム）を使用し
、さらにＴｉＢｚ 、 Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ，ＴｉＢＮから
選ばれた１種以上を５乃至４０重量パーセント添加する
ことによって耐摩耗性に秀れたＳ ｉ ｓＮ４焼結体を
得７ることを見い出したものである。
結助剤としてＡＩ！２０５およびＡＩＮ （窒化アルミ
ニウム）およびＺｒ０２（酸化ジルコニウム）を使用し
、さらにＴｉＢｚ 、 Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ，ＴｉＢＮから
選ばれた１種以上を５乃至４０重量パーセント添加する
ことによって耐摩耗性に秀れたＳ ｉ ｓＮ４焼結体を
得７ることを見い出したものである。
（作用）
すなわちＡｌ２Ｏ３およびＡＩＮを合計で１乃至２５重
量パーセントとＺｒ０ｚが１乃至１０重量パーセント焼
結助剤として添加され、さらに硬質相としてＴｉＢｚ
、 ＢａＣ、Ｓ ｉＣ、ＴｉＢＮから選ばれた１種以上
を５乃至４０重量パーセント添加するものである。
量パーセントとＺｒ０ｚが１乃至１０重量パーセント焼
結助剤として添加され、さらに硬質相としてＴｉＢｚ
、 ＢａＣ、Ｓ ｉＣ、ＴｉＢＮから選ばれた１種以上
を５乃至４０重量パーセント添加するものである。
ここでＺｒＯ２とＴｉＢｚ 、 Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、Ｔｉ
ＢＮとの合計が１０乃至４１重量パーセントの範囲で秀
れた耐摩耗性を得る。それはＡＩ！２０３およびＡＩ！
Ｎはβ−３ｉ３Ｎ４中に固溶し、５ｉＡｌ！ＯＮを形成
し耐摩耗性を劣下させることはない。一方、これらの化
合物は単独で存在し添加量が多くなりすぎるとかえって
耐摩耗性が劣下するため合計量で４１重量パーセント以
下で好ましい結果をうる。
ＢＮとの合計が１０乃至４１重量パーセントの範囲で秀
れた耐摩耗性を得る。それはＡＩ！２０３およびＡＩ！
Ｎはβ−３ｉ３Ｎ４中に固溶し、５ｉＡｌ！ＯＮを形成
し耐摩耗性を劣下させることはない。一方、これらの化
合物は単独で存在し添加量が多くなりすぎるとかえって
耐摩耗性が劣下するため合計量で４１重量パーセント以
下で好ましい結果をうる。
ＺｒＯ２量としては１乃至１０重量パーセントに規定す
る。これは１重量パーセント未満では添加効果がなく１
０重量パーセントを超えればかえって焼結性の低下があ
り耐摩耗性が低下するためである。
る。これは１重量パーセント未満では添加効果がなく１
０重量パーセントを超えればかえって焼結性の低下があ
り耐摩耗性が低下するためである。
ＴｉＢ２． Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢＮ としては１
種以上５乃至４０重量パーセント添加する。５重量パー
セント未満では添加効果が小さすぎるし、４０重量パー
セントを超えればすてに述べた様に耐摩耗性の劣下が著
しいためである。ＴｉＢ２． Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢ
Ｎはこれら単独でもこれらの混合物であっても同様の効
果を得る。
種以上５乃至４０重量パーセント添加する。５重量パー
セント未満では添加効果が小さすぎるし、４０重量パー
セントを超えればすてに述べた様に耐摩耗性の劣下が著
しいためである。ＴｉＢ２． Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢ
Ｎはこれら単独でもこれらの混合物であっても同様の効
果を得る。
次にＡＩ！２０ｇおよびＡＩＮの添加量の規定について
述べる。Ａ／ ２０５とＡＩ！Ｎはβ−３ｉｓＮ４格子
に固溶することがすでに知られており、サイアロンと呼
ばれるが、本発明者らはＺｒＯ２との組み合わせでＡΔ
０３とＡＩＮの合計量が１乃至２５重量パーセントとな
る様に添加することで切削工具として秀れた特性をうろ
ことを見い出したものである。但し、ＡＩ！２０３ 、
ＡＩＮはいずれもＯではない。添加量が１チ未満では
Ｓｉ３Ｎ４の緻密化が困難であり、２５重量パーセント
を超えれば焼結体の強度が低くなり使用中に欠損をひき
起こす場合が増加するのである、 なお本発明のセラミックス組成物は通常の５ｉｓＮ４系
セラミツクスと同様の製造法で製造可能であり所定量の
原料粉末を混合後型押し非酸化性雰囲気で１６００℃〜
１９００℃で焼結して得るが、特に焼結はホットプレス
あるいは熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）等の加圧焼結を行
なうことが望ましい。
述べる。Ａ／ ２０５とＡＩ！Ｎはβ−３ｉｓＮ４格子
に固溶することがすでに知られており、サイアロンと呼
ばれるが、本発明者らはＺｒＯ２との組み合わせでＡΔ
０３とＡＩＮの合計量が１乃至２５重量パーセントとな
る様に添加することで切削工具として秀れた特性をうろ
ことを見い出したものである。但し、ＡＩ！２０３ 、
ＡＩＮはいずれもＯではない。添加量が１チ未満では
Ｓｉ３Ｎ４の緻密化が困難であり、２５重量パーセント
を超えれば焼結体の強度が低くなり使用中に欠損をひき
起こす場合が増加するのである、 なお本発明のセラミックス組成物は通常の５ｉｓＮ４系
セラミツクスと同様の製造法で製造可能であり所定量の
原料粉末を混合後型押し非酸化性雰囲気で１６００℃〜
１９００℃で焼結して得るが、特に焼結はホットプレス
あるいは熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）等の加圧焼結を行
なうことが望ましい。
これは加圧焼結によってより緻密な焼結体が得られ切削
工具として秀れた特性を得ることになるからである。
工具として秀れた特性を得ることになるからである。
（実施例）
以下実施例をあげて本発明を説明する。
第１表に示す組成物をボールミルで混合粉砕後乾燥しホ
ットプレスにて１８００℃×２時間×２００Ｋｙ／ｃＪ
の条件で窒素中焼結を行なった。得られた焼結体からｃ
ｔｓ規格、５ＮＧ４３２を作成し、第２表の条件にて切
削試験に供した。刃先摩耗が０．５ ｍｍ以上に達した
（あるいは欠損した）時間をもって寿命時間として示し
た。第１表に示す様に従来からのＡＩ！２０６基あるい
は５ｉａＮ４基セラミツクス工具に比して本発明のセラ
ミックス組成物が長寿命であることがわかる。
ットプレスにて１８００℃×２時間×２００Ｋｙ／ｃＪ
の条件で窒素中焼結を行なった。得られた焼結体からｃ
ｔｓ規格、５ＮＧ４３２を作成し、第２表の条件にて切
削試験に供した。刃先摩耗が０．５ ｍｍ以上に達した
（あるいは欠損した）時間をもって寿命時間として示し
た。第１表に示す様に従来からのＡＩ！２０６基あるい
は５ｉａＮ４基セラミツクス工具に比して本発明のセラ
ミックス組成物が長寿命であることがわかる。
第 １ 表 ゛
第２表 切削テスト条件
（発明の効果）
以上の様に本発明の材料によれば、靭性、耐熱衝撃性に
秀れしかも耐摩耗性に秀れたものが得られる。又本発明
の方法によればそのような材料のより緻密なものが得ら
れる。
秀れしかも耐摩耗性に秀れたものが得られる。又本発明
の方法によればそのような材料のより緻密なものが得ら
れる。
Claims (2)
- （１）Ｓｉ＿３Ｎ＿４を主たる構成相とし、Ａｌ＿２Ｏ
＿３及びＡｌＮが合計で１乃至２５重量パーセント、Ｚ
ｒＯ＿２が１乃至１０重量パーセント、ＴｉＢ＿２、Ｂ
＿４Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢＮから選ばれた１種以上が５乃
至４０重量パーセント、たゞしＺｒＯ＿２とＴｉＢ＿２
、Ｂ＿４Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢＮの合計は１０乃至４１重
量パーセントである、を含むことを特徴とするセラミッ
クス切削工具材料。 - （２）Ａｌ＿２Ｏ＿３粉末及びＡｌＮ粉末を合計で１乃
至２５重量パーセント、ＺｒＯ＿２粉末を１乃至１０重
量パーセント、ＴｉＢ＿２、Ｂ＿４Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢ
Ｎから選ばれた１種以上の粉末を５乃至４０重量パーセ
ント、たゞしＺｒＯ＿２とＴｉＢ＿２、Ｂ＿４Ｃ、Ｓｉ
Ｃ、ＴｉＢＮの合計は１０乃至４１重量パーセントであ
る、Ｓｉ＿３Ｎ＿４粉末残部となるように混合し、熱間
で加熱焼結することを特徴とするセラミックス切削工具
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59146381A JPS6126568A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | セラミツクス切削工具材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59146381A JPS6126568A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | セラミツクス切削工具材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126568A true JPS6126568A (ja) | 1986-02-05 |
| JPS6357387B2 JPS6357387B2 (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=15406416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59146381A Granted JPS6126568A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | セラミツクス切削工具材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126568A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61146762A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-07-04 | バレナイト・インコーポレイテッド | 耐摩耗性窒化珪素基物品 |
| JPS6452668A (en) * | 1987-06-09 | 1989-02-28 | Sandvik Ab | Single crystal disk reinforced ceramic cutting tool material |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP59146381A patent/JPS6126568A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61146762A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-07-04 | バレナイト・インコーポレイテッド | 耐摩耗性窒化珪素基物品 |
| JPS6452668A (en) * | 1987-06-09 | 1989-02-28 | Sandvik Ab | Single crystal disk reinforced ceramic cutting tool material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6357387B2 (ja) | 1988-11-11 |
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