JPS5957963A - 窒化物系セラミツク工具の製造法 - Google Patents
窒化物系セラミツク工具の製造法Info
- Publication number
- JPS5957963A JPS5957963A JP57168205A JP16820582A JPS5957963A JP S5957963 A JPS5957963 A JP S5957963A JP 57168205 A JP57168205 A JP 57168205A JP 16820582 A JP16820582 A JP 16820582A JP S5957963 A JPS5957963 A JP S5957963A
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- tin
- sintering aid
- cutting
- sintering
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- Pending
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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ずくれ高速切削に
適したセラミック工具材料の製造法に関する。
適したセラミック工具材料の製造法に関する。
Ｓｔ、）Ｎ２はセラミック材料の中できわめて高靭であ
り、熱膨張係数が３．５ ＸＩＯ／’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５ｉｊＮ４Ｌを
セラミック材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 ＸＩＯ／’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５ｉｊＮ４Ｌを
セラミック材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
（３）難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く研究がなされており
、例えば特開昭５６−３２３７７では５〜４０％のＴｉ
ｃ、 Ｔ１ＣＮ、 ＴｉＮの一種以上と１０％以下の八
ＩＮ、 へ１２０Ｂ他と５ｉＢＮ４からなる切削工具
が提案されているが、クレータ摩耗はおさえられるが、
耐療耗性に劣り、又焼結性が悪くホントプレス法を必要
点する。
造コストが高い このような問題を解決するため広く研究がなされており
、例えば特開昭５６−３２３７７では５〜４０％のＴｉ
ｃ、 Ｔ１ＣＮ、 ＴｉＮの一種以上と１０％以下の八
ＩＮ、 へ１２０Ｂ他と５ｉＢＮ４からなる切削工具
が提案されているが、クレータ摩耗はおさえられるが、
耐療耗性に劣り、又焼結性が悪くホントプレス法を必要
点する。
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Ｓ＋％＋、 ＴＩＮ＋及びＹ２０ｊ、 Ｄｙｚ
０３の一種または混合物対ＡＩＬ０３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（Ｓｌ、、Ｎ←８４重量％、 ＴｉＮ ５重量
％。
すようなＳ＋％＋、 ＴＩＮ＋及びＹ２０ｊ、 Ｄｙｚ
０３の一種または混合物対ＡＩＬ０３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（Ｓｌ、、Ｎ←８４重量％、 ＴｉＮ ５重量
％。
焼結助剤１１重量％）１点Ｂ （Ｓｌ、Ｎ＋ ５５重量
％。
％。
ＴｉＮ ５重量％、焼結助剤４０重量％）及び点Ｃ（Ｓ
ＩＪＮ％ 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１５５０℃〜
１７５０°Ｃで焼結することを特徴とする窒化物系セラ
ミック工具の製造法を提供するものである。
ＩＪＮ％ 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１５５０℃〜
１７５０°Ｃで焼結することを特徴とする窒化物系セラ
ミック工具の製造法を提供するものである。
ここで３４％３ｃ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Ｓｉ３Ｎ≠と高温で化合物を作ら
ず緻密な分散相として靭性を向上し、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５ｘｌ
Ｏ−′／’ｃ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。
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Ｓｉ３Ｎ≠と高温で化合物を作ら
ず緻密な分散相として靭性を向上し、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５ｘｌ
Ｏ−′／’ｃ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
＋７％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ットプレスが必要となる。４０
％を超えると高温において軟化しやすくなり、高速切削
に耐えなくなる。
ルドプレス法を可能にし、更に本質的に摩耗しゃすいＳ
＋７％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ットプレスが必要となる。４０
％を超えると高温において軟化しやすくなり、高速切削
に耐えなくなる。
Ｖ工０．及びＤｙ、ｏ３とＡ Ｉ、０３の比を３／１〜
１／３に限定したのは、この範囲が最も焼結しやすい組
成であると同時に焼結体の強度が高いためである。
１／３に限定したのは、この範囲が最も焼結しやすい組
成であると同時に焼結体の強度が高いためである。
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
は得られる。焼結温度は１５５０℃〜１７５０℃が適し
ており、１５５０℃未満では焼結せず、１７５０℃を超
えるとＳｉ？Ｎｇ成分の揮発が激しく発泡が生じる。も
ちろんホン１−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かしい。
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
は得られる。焼結温度は１５５０℃〜１７５０℃が適し
ており、１５５０℃未満では焼結せず、１７５０℃を超
えるとＳｉ？Ｎｇ成分の揮発が激しく発泡が生じる。も
ちろんホン１−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かしい。
実施例
Ｓｉ３陣（平均粒径０．７ μｍ α−３ｉ ３Ｎ４９
０％）。
０％）。
ＴｉＮ （平均粒径２．ｃ＋ｍ）、八］、 ｚｏ３
（平均粒径０．７μｍ ） 、Ｙｚ０３ （平均粒径１
．２ ｔｔｍ ）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。この粉末に５外重量％の
パラフィンを添加し、１．５ｔｏｎ／ｃｍ”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、Ｎ。
（平均粒径０．７μｍ ） 、Ｙｚ０３ （平均粒径１
．２ ｔｔｍ ）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。この粉末に５外重量％の
パラフィンを添加し、１．５ｔｏｎ／ｃｍ”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、Ｎ。
雰囲気で１６５０℃Ｘ１ｈｒ加熱し焼成した。得られた
焼結体は５ＮＧＮ４３２ （チャンファ−０，１ｍｍ
’ｌ））切削テスト用サンプルと４Ｘ８Ｘ２５ｍｍの曲
げ強度測定用サンプルに研磨加工した。
焼結体は５ＮＧＮ４３２ （チャンファ−０，１ｍｍ
’ｌ））切削テスト用サンプルと４Ｘ８Ｘ２５ｍｍ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Ｖ、 （
ｎ＋ｍ）を、テスト２の場合５分間切削後のクレータ−
摩耗深さにア （ｍｍ）を示した。
ト１の場合３０分間切削後のフランク摩耗中Ｖ、 （
ｎ＋ｍ）を、テスト２の場合５分間切削後のクレータ−
摩耗深さにア （ｍｍ）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 、ｉｏｏｍ／分 ２００ｍ ７分送り
０．２ｍｍ ／ｒｅｖ ０．３ｍｍ ／
ｒｅｖ切込み ２ｍｍ １ｍｍ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分でに丁が大きくなりすぎて欠損し、ＴｉＮ
の多すぎる組成（Ｎｏ、１３ ）ではＶＢ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よ０３
／＾Ｉ２０９比が大きい組成（Ｎｏ、１０ ）は■８が
大きく、小さい組成（Ｎｏ、 １１）ではテスト２でチ
ッピングが発生した。
速度 、ｉｏｏｍ／分 ２００ｍ ７分送り
０．２ｍｍ ／ｒｅｖ ０．３ｍｍ ／
ｒｅｖ切込み ２ｍｍ １ｍｍ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分でに丁が大きくなりすぎて欠損し、ＴｉＮ
の多すぎる組成（Ｎｏ、１３ ）ではＶＢ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よ０３
／＾Ｉ２０９比が大きい組成（Ｎｏ、１０ ）は■８が
大きく、小さい組成（Ｎｏ、 １１）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
以上本実施例では切削工具として説明したが、本発明の
セラミソ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。
セラミソ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。
図面は本発明のセラミソク工具の組成範囲を示す三角座
標図で５ｉ３Ｎｐ、ｈＮ、Ｙよ０ン及び／またはＤｙ、
０３対Ａｌ２Ｏ３の比が３／１〜１／３からなる焼結助
剤の重量％、を示ず図である。 手続補正書（方式） 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年 特許願 第１６８２０５号２、発明の名称 窒化物系セラミソク工具の製造法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 郵便番号 ４６７−９１ 名古屋市瑞穂区高辻町１４番１８号 ４、補正命令の日付（発送日） 昭和５８年２月２２日 ５、補正の対象 ３１８−
標図で５ｉ３Ｎｐ、ｈＮ、Ｙよ０ン及び／またはＤｙ、
０３対Ａｌ２Ｏ３の比が３／１〜１／３からなる焼結助
剤の重量％、を示ず図である。 手続補正書（方式） 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５７年 特許願 第１６８２０５号２、発明の名称 窒化物系セラミソク工具の製造法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 郵便番号 ４６７−９１ 名古屋市瑞穂区高辻町１４番１８号 ４、補正命令の日付（発送日） 昭和５８年２月２２日 ５、補正の対象 ３１８−
Claims (1)
- 図面に示すようなＳｉｊ％、ＴｉＮ、及びＹ２Ｏ３１”
２０３の一種または混合物対Ａ１□０３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 （Ｓｌ、？Ｎヶ８４重量％、 ＴｉＮ５重
量％、焼結助剤１１重量％）２点Ｂ （Ｓｔ、＋Ｎ４５
５重量％、 ＴｉＮ ５重量％、焼結助剤４０重量％）
及び点Ｃ（！；＋、ｒＮ４５５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℃〜１７５０°Ｃで焼結することを特徴と
する窒化物系セラミック材具
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57168205A JPS5957963A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 窒化物系セラミツク工具の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57168205A JPS5957963A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 窒化物系セラミツク工具の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5957963A true JPS5957963A (ja) | 1984-04-03 |
Family
ID=15863733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57168205A Pending JPS5957963A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 窒化物系セラミツク工具の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5957963A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6278158A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | 京セラ株式会社 | 導電性窒化珪素質焼結体 |
| JPS63319263A (ja) * | 1987-06-23 | 1988-12-27 | Toshiba Corp | 窒化ケイ素系セラミックス |
| EP1043292A1 (en) * | 1999-04-05 | 2000-10-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Cutting tool and method of manufacturing the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4921091A (ja) * | 1972-06-16 | 1974-02-25 | ||
| JPS5632377A (en) * | 1979-08-20 | 1981-04-01 | Mitsubishi Metal Corp | Silicon nitride base sintered material for cutting tool |
| JPS56140076A (en) * | 1980-03-07 | 1981-11-02 | Gte Laboratories Inc | Abrasion resistant article based on silicon nitride |
| JPS58161975A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP57168205A patent/JPS5957963A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4921091A (ja) * | 1972-06-16 | 1974-02-25 | ||
| JPS5632377A (en) * | 1979-08-20 | 1981-04-01 | Mitsubishi Metal Corp | Silicon nitride base sintered material for cutting tool |
| JPS56140076A (en) * | 1980-03-07 | 1981-11-02 | Gte Laboratories Inc | Abrasion resistant article based on silicon nitride |
| JPS58161975A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6278158A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | 京セラ株式会社 | 導電性窒化珪素質焼結体 |
| JPS63319263A (ja) * | 1987-06-23 | 1988-12-27 | Toshiba Corp | 窒化ケイ素系セラミックス |
| EP1043292A1 (en) * | 1999-04-05 | 2000-10-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Cutting tool and method of manufacturing the same |
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