JPS59224201A - 窒化物系セラミック工具の製造法 - Google Patents
窒化物系セラミック工具の製造法Info
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- JPS59224201A JPS59224201A JP9990183A JP9990183A JPS59224201A JP S59224201 A JPS59224201 A JP S59224201A JP 9990183 A JP9990183 A JP 9990183A JP 9990183 A JP9990183 A JP 9990183A JP S59224201 A JPS59224201 A JP S59224201A
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- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
- B23B27/148—Composition of the cutting inserts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
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-
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-
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
- C04B41/5031—Alumina
-
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/87—Ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/89—Coating or impregnation for obtaining at least two superposed coatings having different compositions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱衝撃性および耐摩耗性にすべ゛れ高速切削
に適したセラミック工具材料に関する。
に適したセラミック工具材料に関する。
５ｉ）Ｎｙはセラミック材料の中できわめて高靭性があ
り、熱膨張係数が３．５ ｘｌＯ／’ｃと小さいため耐
熱衝撃性にすぐれており、高速切削用工具として大いに
期待されている。しかしながら工業的に５ｉｓＮ＋をセ
ラミック工具として製造するためには次の問題点がある
。
り、熱膨張係数が３．５ ｘｌＯ／’ｃと小さいため耐
熱衝撃性にすぐれており、高速切削用工具として大いに
期待されている。しかしながら工業的に５ｉｓＮ＋をセ
ラミック工具として製造するためには次の問題点がある
。
（１）耐摩耗性に欠ける
（２）鋼切削でクレータ摩耗が大きい
（ａｔ Ｈ焼結材料であるためホットプレス法が必要で
製造コストが高い このような問題を解決するため広（研究がなされており
、例えば特開昭５６−３２３７７では５〜４０％のクレ
ータ摩耗はおさえられるが、耐摩耗性に劣り、又焼結性
が悪くホットプレス法を必要とする。
製造コストが高い このような問題を解決するため広（研究がなされており
、例えば特開昭５６−３２３７７では５〜４０％のクレ
ータ摩耗はおさえられるが、耐摩耗性に劣り、又焼結性
が悪くホットプレス法を必要とする。
本発明はこれを解決するためになされたもので図面に示
すような５ｉｓＮ÷、Ｔｓｊ＋及びＹ、０３． Ｄｙ２
０．の一種または混合物対＾ＩＮを５〜６０％含有する
ＡＩＮとＡ Ｉ、０．の混合物の比が３／１〜１／３か
らなる焼結助剤の重量％を示した三角座標において、点
Ａ （Ｓｉ３Ｎ弘８４重量％、 ＴｉＮ ５重量％、焼
結助剤１１重量％）９点Ｂ （ＳｉｉＮｙ ５５重量％
、 ＴｉＮ５重量％、焼結助剤４０重量％）及び点Ｃ（
Ｓｉ３Ｎ５Ｌ５５重量％、 ＴｉＮ ３４重量％、焼結
助剤１１重量％）を結ぶ線で囲まれる範囲において上記
三成分を混合し、成型して非酸化性雰囲気で１５５０
’Ｃ。
すような５ｉｓＮ÷、Ｔｓｊ＋及びＹ、０３． Ｄｙ２
０．の一種または混合物対＾ＩＮを５〜６０％含有する
ＡＩＮとＡ Ｉ、０．の混合物の比が３／１〜１／３か
らなる焼結助剤の重量％を示した三角座標において、点
Ａ （Ｓｉ３Ｎ弘８４重量％、 ＴｉＮ ５重量％、焼
結助剤１１重量％）９点Ｂ （ＳｉｉＮｙ ５５重量％
、 ＴｉＮ５重量％、焼結助剤４０重量％）及び点Ｃ（
Ｓｉ３Ｎ５Ｌ５５重量％、 ＴｉＮ ３４重量％、焼結
助剤１１重量％）を結ぶ線で囲まれる範囲において上記
三成分を混合し、成型して非酸化性雰囲気で１５５０
’Ｃ。
〜１７５０℃で焼結することを特徴とす石室化物系セラ
ミック工具を提供するものである。
ミック工具を提供するものである。
ここでＳｔ３％は主成分となるものであり、出発原料と
してはα型のものが適しており、粒度は２μ以下のもの
がよい。又ＴｉＮはＳ １３Ｎ４の靭性を向上し、さら
に公知のように切削工具として使用した場合クレータ摩
耗の防止効果をもつ。５％未満では効果が少ない。種々
の切削実験により膨張係数と熱衝撃抵抗の関係を調査し
た結果５Ｘ１０’／℃を熱膨張係数が超えると劣化する
ことから、ＴｉＮの量が該当する量即ち３４％以下と決
定した。次に焼結助剤は焼結性を高めて工業的に量産可
能なコールドプレス法を可能にし、更に本質的に摩耗し
ゃすいＳ ｉｓ Ｎｔｔ、及びＴｉＮの耐摩耗性を向上
させることを目的としたものである。１１％以下では耐
摩耗性に劣ると同時に焼結が困難なためにホントプレス
が必要となる。４０％を超えると高温において軟化′１
．シやすくなり、高速切削に耐えなくなる。
してはα型のものが適しており、粒度は２μ以下のもの
がよい。又ＴｉＮはＳ １３Ｎ４の靭性を向上し、さら
に公知のように切削工具として使用した場合クレータ摩
耗の防止効果をもつ。５％未満では効果が少ない。種々
の切削実験により膨張係数と熱衝撃抵抗の関係を調査し
た結果５Ｘ１０’／℃を熱膨張係数が超えると劣化する
ことから、ＴｉＮの量が該当する量即ち３４％以下と決
定した。次に焼結助剤は焼結性を高めて工業的に量産可
能なコールドプレス法を可能にし、更に本質的に摩耗し
ゃすいＳ ｉｓ Ｎｔｔ、及びＴｉＮの耐摩耗性を向上
させることを目的としたものである。１１％以下では耐
摩耗性に劣ると同時に焼結が困難なためにホントプレス
が必要となる。４０％を超えると高温において軟化′１
．シやすくなり、高速切削に耐えなくなる。
Ｙ２Ｏ，及びｏｙ２ｏ３とＡＩＮを５〜６０％含有すル
ＡＩＮとＡｌ２Ｏうの混合物の比を３／１〜１／３に限
定したのは、この範囲が最も焼結しゃすい組成であると
同時に焼結体の強度が高いためである。ＡＩＮとＡ１．
Ｌ０３の混合物のうち、ＡＩＮを５〜６０％と限定した
のは強度の低下を生ぜずに硬度を高めるためで、５％以
下では効果が少なく、６０％を超えると強度が低下する
ためである。上記の原料をボールミルなどにより粉砕混
合し、成型したのち焼結・することによって本発明の工
具用セラミック番キ得られる。焼結温度は１５５０℃〜
１７５０’ｊ：が適しており、１５５０℃未満では焼結
せず、１７５０℃を超えると５ｔａＮ＋成分の揮発が激
しく発泡が生じる。もちろんホットプレス法やＨＩＰ法
によっても製造可能であるが、工業的に量産がむずがし
い。
ＡＩＮとＡｌ２Ｏうの混合物の比を３／１〜１／３に限
定したのは、この範囲が最も焼結しゃすい組成であると
同時に焼結体の強度が高いためである。ＡＩＮとＡ１．
Ｌ０３の混合物のうち、ＡＩＮを５〜６０％と限定した
のは強度の低下を生ぜずに硬度を高めるためで、５％以
下では効果が少なく、６０％を超えると強度が低下する
ためである。上記の原料をボールミルなどにより粉砕混
合し、成型したのち焼結・することによって本発明の工
具用セラミック番キ得られる。焼結温度は１５５０℃〜
１７５０’ｊ：が適しており、１５５０℃未満では焼結
せず、１７５０℃を超えると５ｔａＮ＋成分の揮発が激
しく発泡が生じる。もちろんホットプレス法やＨＩＰ法
によっても製造可能であるが、工業的に量産がむずがし
い。
実施例Ｉ
Ｓ ｓ ｓ Ｎ令（平均粒径０．７μｍ α−５ｔｉＮ
＋９０％）。
＋９０％）。
ＴｉＮ （平均粒径２．ｃｒｓ）、＾１ｚ０３（平均
粒径０．７μ−） 、 Ｙ２Ｏ３（平均粒径１．２μ■
） ＡＩＮ（平均粒径１．２μ園）を用い、表１に示す
組成に調合し、ボールミルにより混合粉砕した。ここで
ＡＩ、０３と−ＡＩＮは重量比％１ ： １とした。こ
の粉末に５外重量％のパラフィンを添加し、１．５ｔｏ
ｎ／ｃ−λ４で金型プレス成型した。この成形体を真空
中８００℃でバインダー抜きの後、Ｎ２雰囲気で１６５
０℃×ｌｈｒ加熱し焼成した。得られた焼結体は５ＮＧ
Ｎ４３２（チャンファ−０，１蒙→の切削テスト用サン
プルと４Ｘ８Ｘ２５ｍ−の曲げ強度測定用サンプルに研
磨加工した。
粒径０．７μ−） 、 Ｙ２Ｏ３（平均粒径１．２μ■
） ＡＩＮ（平均粒径１．２μ園）を用い、表１に示す
組成に調合し、ボールミルにより混合粉砕した。ここで
ＡＩ、０３と−ＡＩＮは重量比％１ ： １とした。こ
の粉末に５外重量％のパラフィンを添加し、１．５ｔｏ
ｎ／ｃ−λ４で金型プレス成型した。この成形体を真空
中８００℃でバインダー抜きの後、Ｎ２雰囲気で１６５
０℃×ｌｈｒ加熱し焼成した。得られた焼結体は５ＮＧ
Ｎ４３２（チャンファ−０，１蒙→の切削テスト用サン
プルと４Ｘ８Ｘ２５ｍ−の曲げ強度測定用サンプルに研
磨加工した。
切削性能の評価は以下に示す条件で行い、表２にはテス
ト１の場合３０分間切削後のフランク摩耗中”ｆ３
（ａｍ）を、テスト２の場合５分間切削後のクレータ−
摩耗深さＫＴ（ＩＩｌ蒙）を示した。
ト１の場合３０分間切削後のフランク摩耗中”ｆ３
（ａｍ）を、テスト２の場合５分間切削後のクレータ−
摩耗深さＫＴ（ＩＩｌ蒙）を示した。
切削テスト条件
テスト１ テスト２
被削材 Ｆｅ１２ ＳＣＭ４４０切削
速度 ４００Ｉｌ／分 ２００＋ｗ ７分送り
０．２ｍｍ ／ｒ′ｅｖ ０．３ｍｍ
／ｒｅｖ切込み ２ＩｌｌＩＩ１１１Ｉ１１切削
時間 ３０分 ５分 表２に示したようにＴｉＮのない組成（Ｎｏ、１４ ）
では１〜２分でＫＴが大きくなりすぎて欠損し、ＴｉＮ
の多すぎる組成（Ｎｏ、１３ ）ではＶ、が大きく、テ
スト２でチッピングが発生した。焼結助剤が少ない組成
（Ｎｏ、６）ではテスト２でチッピングが発生し、多い
組成（Ｎｏ、７）ではＶが大きかった。さらにＹ、０．
／（ＡＩ、０． ＋ＡＩＮ ）混合物比が大きい組成（
Ｎｏ、１０ ）は礪が太き（、小さい組成（Ｎｏ、 １
１）ではテスト２でチッピングが発生した。
速度 ４００Ｉｌ／分 ２００＋ｗ ７分送り
０．２ｍｍ ／ｒ′ｅｖ ０．３ｍｍ
／ｒｅｖ切込み ２ＩｌｌＩＩ１１１Ｉ１１切削
時間 ３０分 ５分 表２に示したようにＴｉＮのない組成（Ｎｏ、１４ ）
では１〜２分でＫＴが大きくなりすぎて欠損し、ＴｉＮ
の多すぎる組成（Ｎｏ、１３ ）ではＶ、が大きく、テ
スト２でチッピングが発生した。焼結助剤が少ない組成
（Ｎｏ、６）ではテスト２でチッピングが発生し、多い
組成（Ｎｏ、７）ではＶが大きかった。さらにＹ、０．
／（ＡＩ、０． ＋ＡＩＮ ）混合物比が大きい組成（
Ｎｏ、１０ ）は礪が太き（、小さい組成（Ｎｏ、 １
１）ではテスト２でチッピングが発生した。
以上のように図の三角形ＡＢＣ内の組成のものはＡＢＣ
外の組成のものに較べ優れた切削性能を持つことがわか
った。
外の組成のものに較べ優れた切削性能を持つことがわか
った。
表１
表２
実施例２
実施例１と同じ製法で表３に示す組成にて調合し、製作
した。又テスト方法はテスト１の他に下記の如き条件の
テスト３を加え、その結果も表３に併せて示す。
した。又テスト方法はテスト１の他に下記の如き条件の
テスト３を加え、その結果も表３に併せて示す。
テスト３
テストチップ形状 ＲＮＧＮ４３２
被削材 インコネル７１８（耐熱Ｎｉ 合
金）切削速度 ２５０ｍ／分 送り ０．２ ｍｍ／回転切込み
０．５ ｔｍ 切削時間 ２分 評価 切込み境界部の境界摩耗Ｖ、〆ｖ［
５−の詳細は第２図に示す。
金）切削速度 ２５０ｍ／分 送り ０．２ ｍｍ／回転切込み
０．５ ｔｍ 切削時間 ２分 評価 切込み境界部の境界摩耗Ｖ、〆ｖ［
５−の詳細は第２図に示す。
表 ３
以上のようにＡＩＮを加えることにより鋳鉄切削におけ
る摩耗の改善が見られ、特にインコネル７１８の切削で
顕著である。
る摩耗の改善が見られ、特にインコネル７１８の切削で
顕著である。
以上本実施例では切削工具として説明したが、本発明の
セラミック工具はこれに拘わることなく振動や熱のかか
る機械用耐熱耐摩耗部品例えば線引きダイス、インパク
トダイス等にも適用できるものである。
セラミック工具はこれに拘わることなく振動や熱のかか
る機械用耐熱耐摩耗部品例えば線引きダイス、インパク
トダイス等にも適用できるものである。
第１図は本発明のセラミック工具の組成範囲を示す三角
座標図でＳｉｉ〜４ｉＮ、Ｙ、０．及び／またはＤｙ、
０．対ＡＩＮを５〜６０％含有するＡＩＮとＡ１□Ｏ３
の混合物の比が３／１〜１／３からなる焼結助剤の重量
％を示す図である。 第２図は切削テスト３の、切込み境界部の境界摩耗ｖ、
Ｉ を示す刃先の斜視図であり、１はＶｓ２は％ｌ Ｂ
ｔである。 第１図 Ｓｉ、鳩 第２図
座標図でＳｉｉ〜４ｉＮ、Ｙ、０．及び／またはＤｙ、
０．対ＡＩＮを５〜６０％含有するＡＩＮとＡ１□Ｏ３
の混合物の比が３／１〜１／３からなる焼結助剤の重量
％を示す図である。 第２図は切削テスト３の、切込み境界部の境界摩耗ｖ、
Ｉ を示す刃先の斜視図であり、１はＶｓ２は％ｌ Ｂ
ｔである。 第１図 Ｓｉ、鳩 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 図面に示すようなＳｔ、Ｎ、、ＴｉＮ、及びＹ、Ｏ，、
Ｄｙ２０．。 の一種または混合物対ＡＩＮを５〜６０％含有するＡＩ
ＮとＡＩ、０うの混合物の比が３／１〜１／３からなる
焼結助剤の重量％を示した三角座標において、点Ａ （
ＳｔｓＮ＋８４重量％、 ＴｉＮ ５重量％、焼結助剤
１１重量％）１点Ｂ （Ｓｉ、Ｎ、５５重量％、 Ｔｉ
Ｎ ５重量％、焼結助剤４０重量％）及び点Ｃ（、Ｓｉ
ヨＮ、５５重量％、 ＴｉＮ ３４重量％。 焼結助剤１１重量％）を結ぶ線で囲まれる範囲において
上記三成分を混合し、成型して非酸化性雰囲気で １５
５０℃〜１７５０℃で焼結することを特徴とする窒化物
系セラミック工具
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9990183A JPS59224201A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 窒化物系セラミック工具の製造法 |
| EP84100039A EP0113660B1 (en) | 1983-01-10 | 1984-01-03 | Nitride based cutting tool |
| DE8484100039T DE3484318D1 (de) | 1983-01-10 | 1984-01-03 | Schneidwerkzeug auf nitridbasis. |
| US06/569,683 US4578087A (en) | 1983-01-10 | 1984-01-10 | Nitride based cutting tool and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9990183A JPS59224201A (ja) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | 窒化物系セラミック工具の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59224201A true JPS59224201A (ja) | 1984-12-17 |
| JPH0129652B2 JPH0129652B2 (ja) | 1989-06-13 |
Family
ID=14259674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9990183A Granted JPS59224201A (ja) | 1983-01-10 | 1983-06-03 | 窒化物系セラミック工具の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59224201A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104402453A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-11 | 合肥市东庐机械制造有限公司 | 一种陶瓷切削刀具材料及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57205374A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-16 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
-
1983
- 1983-06-03 JP JP9990183A patent/JPS59224201A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57205374A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-16 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104402453A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-11 | 合肥市东庐机械制造有限公司 | 一种陶瓷切削刀具材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0129652B2 (ja) | 1989-06-13 |
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