JPS5918157A - 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク - Google Patents
切削工具用酸化アルミニウム系セラミツクInfo
- Publication number
- JPS5918157A JPS5918157A JP57128492A JP12849282A JPS5918157A JP S5918157 A JPS5918157 A JP S5918157A JP 57128492 A JP57128492 A JP 57128492A JP 12849282 A JP12849282 A JP 12849282A JP S5918157 A JPS5918157 A JP S5918157A
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- JP
- Japan
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- cutting
- ceramic
- powder
- aluminum oxide
- toughness
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (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】
この発明は、高硬度および高靭性、並びにすぐれた耐摩
耗性および焼結性を有し、特に鋳鉄および鋼の切削にす
ぐれた切削性能を示す酸化アルミニウム(以下Aε20
3で示す)系セラミックに関するものである。
耗性および焼結性を有し、特に鋳鉄および鋼の切削にす
ぐれた切削性能を示す酸化アルミニウム(以下Aε20
3で示す)系セラミックに関するものである。
従来、純Aε203からなるセラミックが切削工具とし
て使用されているが、この純AP、203セラミックは
高硬度をもつものの靭性の劣るものであるため、高靭性
が要求される鋼の切削には使用することができず、もっ
ばら鋳鉄の高速仕上切削にのみ使用されている。
て使用されているが、この純AP、203セラミックは
高硬度をもつものの靭性の劣るものであるため、高靭性
が要求される鋼の切削には使用することができず、もっ
ばら鋳鉄の高速仕上切削にのみ使用されている。
その後、炭化チタン(以下TiCで示す)を20〜30
容量係含有したAA203−TiC系セラミックが提案
され、確かに、このAA203−TiC系セラミックは
、純A9.203セラミックに比して一段と硬さが高く
、かつ高靭性をもつので、鋼の切削や、鋳鉄の高速フラ
イス切削などに使用することが可能になったが、反面T
iC含有量が多いために焼結性が悪く、したがって緻密
な焼結体を得るためには生産性のきわめて低いホットプ
レス法によらなければならず、さらに鋳鉄の高速切削に
おける耐摩耗性は純At! 20 、セラミックよりも
やや劣るものであり、刃先の信頼性も未だ十分とは云え
ないものである。
容量係含有したAA203−TiC系セラミックが提案
され、確かに、このAA203−TiC系セラミックは
、純A9.203セラミックに比して一段と硬さが高く
、かつ高靭性をもつので、鋼の切削や、鋳鉄の高速フラ
イス切削などに使用することが可能になったが、反面T
iC含有量が多いために焼結性が悪く、したがって緻密
な焼結体を得るためには生産性のきわめて低いホットプ
レス法によらなければならず、さらに鋳鉄の高速切削に
おける耐摩耗性は純At! 20 、セラミックよりも
やや劣るものであり、刃先の信頼性も未だ十分とは云え
ないものである。
また、最近、高靭性をもつと云われるAQ203−Zr
O2系セラミックが提案されたが、このAQ203−Z
r02系セラミツクは硬さが低いために、その切削分野
は限られたものにならざるを得す、しかも鋳鉄切削など
における摩耗形態もあまり良好でないのが現状である。
O2系セラミックが提案されたが、このAQ203−Z
r02系セラミツクは硬さが低いために、その切削分野
は限られたものにならざるを得す、しかも鋳鉄切削など
における摩耗形態もあまり良好でないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高硬度
および高靭性を有し、かつ耐摩耗性および焼結性にすぐ
れ、鋼および鋳鉄のいずれの切削においてもすぐれた切
削性能を発揮する切削工具用材料を得べく研究を行なっ
た結果、 (a) Ae 、、 o 3 にMoおよびWのうち
の1種または2種り」二を添加含有させると、 T 1
1 Z r + およびHfのパ酸化物(以下TiO2
,ZrO,およびHfO,、で示す)のうちの1種また
は2種以上との共存において、焼結性が一段と向上する
ようになり、この結果自身も金属の形で存在し、セラミ
ックは高靭性をもつようになること。
および高靭性を有し、かつ耐摩耗性および焼結性にすぐ
れ、鋼および鋳鉄のいずれの切削においてもすぐれた切
削性能を発揮する切削工具用材料を得べく研究を行なっ
た結果、 (a) Ae 、、 o 3 にMoおよびWのうち
の1種または2種り」二を添加含有させると、 T 1
1 Z r + およびHfのパ酸化物(以下TiO2
,ZrO,およびHfO,、で示す)のうちの1種また
は2種以上との共存において、焼結性が一段と向上する
ようになり、この結果自身も金属の形で存在し、セラミ
ックは高靭性をもつようになること。
(b)さらにTi、 Zr、およびHfの炭化物、窒化
物。
物。
炭窒化物、および炭窒酸化物、並びにこれらの2種以上
の固溶体(以下、これらを総称してTi、 Zr 。
の固溶体(以下、これらを総称してTi、 Zr 。
およびHfの炭・窒・酸化物という)のうちの1種また
は2種以上を比較的少ない量で添加含有させると、焼結
性を低下させることなく、焼結時のAe203の粒成長
が抑制されるようになり、この結果切削時における摩耗
形態が良好となり、鋼の切削も可能となること。
は2種以上を比較的少ない量で添加含有させると、焼結
性を低下させることなく、焼結時のAe203の粒成長
が抑制されるようになり、この結果切削時における摩耗
形態が良好となり、鋼の切削も可能となること。
(C)さらに、加えてMg、 Si、 Y 、 Ni
、 およびCrの酸化物(以下それぞれMgo + S
l、2. Y2O3,Nlo。
、 およびCrの酸化物(以下それぞれMgo + S
l、2. Y2O3,Nlo。
およびCr2O3で示す)のうちの1種または2種以上
を少量添加含有させると、さらに焼結性が向上するよう
になり、この結果普通焼結によって緻密な焼結体が得ら
れるようになシ、当然得られたセラミックは高靭性をも
つようになること。
を少量添加含有させると、さらに焼結性が向上するよう
になり、この結果普通焼結によって緻密な焼結体が得ら
れるようになシ、当然得られたセラミックは高靭性をも
つようになること。
(d)さらに、上記のようKTi02 、 ZrO2,
およびHfO2のうちの1種または2種以上を含有する
と、焼結時にMoおよびWが焼結雰囲気と反応するのが
抑制されるほか、Ae 203の粒成長が抑制されるよ
うになるので、セラミックの靭性劣化が阻止されること
。
およびHfO2のうちの1種または2種以上を含有する
と、焼結時にMoおよびWが焼結雰囲気と反応するのが
抑制されるほか、Ae 203の粒成長が抑制されるよ
うになるので、セラミックの靭性劣化が阻止されること
。
(e)主成分たるAQ、203によってセラミックは高
硬度を保持し、これによってすぐれた耐摩耗性が確保さ
れること。
硬度を保持し、これによってすぐれた耐摩耗性が確保さ
れること。
以h (al〜(elに示される知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、容量係で、 MoおよびWのうちの1種または2種:01〜2係、 Ti、 Zr、およびHfの炭・窒・酸化物のうちの1
種または2種以」二、1〜10%、 r・Azo、 5i02. Y2O3,NiO、および
Cr2O3のうちの1種または2種以上:0.1〜2%
、T to 2 、 z ro 2 + およびHf
O2のうちの1種または2種以上、1〜lO%、 At! 203および不可避不純物、残り、からなる組
成を有し、かつ高硬度および高靭性、さらにすぐれた耐
摩耗性および焼結性を有し、特に鋼および鋳鉄のいずれ
の切削に用いた場合にもすぐれた切削性能を示すAn
203系セラミツクに特徴を有するものである。
て、容量係で、 MoおよびWのうちの1種または2種:01〜2係、 Ti、 Zr、およびHfの炭・窒・酸化物のうちの1
種または2種以」二、1〜10%、 r・Azo、 5i02. Y2O3,NiO、および
Cr2O3のうちの1種または2種以上:0.1〜2%
、T to 2 、 z ro 2 + およびHf
O2のうちの1種または2種以上、1〜lO%、 At! 203および不可避不純物、残り、からなる組
成を有し、かつ高硬度および高靭性、さらにすぐれた耐
摩耗性および焼結性を有し、特に鋼および鋳鉄のいずれ
の切削に用いた場合にもすぐれた切削性能を示すAn
203系セラミツクに特徴を有するものである。
つぎに、この発明のセラミックにおいて成分組成を上記
の通りに限定した理由を説明する。
の通りに限定した理由を説明する。
(a) MoおよびW
これらの成分には、焼結性を向上させ、かつ自身も金属
、の形で存在してセラミックの靭性を向上させる作用が
あることは上記の通りであるが、その含有量が01%未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方2係を越
えて含有させると、再び焼結性に劣化傾向が見られるよ
うになるばかりでなく、セラミックの硬さが低下するよ
うになることから、その含有量を0.1〜2%と定めた
。
、の形で存在してセラミックの靭性を向上させる作用が
あることは上記の通りであるが、その含有量が01%未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方2係を越
えて含有させると、再び焼結性に劣化傾向が見られるよ
うになるばかりでなく、セラミックの硬さが低下するよ
うになることから、その含有量を0.1〜2%と定めた
。
(b) Ti、Zr、およびHfの炭・窒・酸化物こ
れらの成分には、上記のように焼結時におけるAe20
3の粒成長を抑制し、かつA1!203の粒間結合力を
高め、もって靭性を向上させて切削時におけるマイクロ
チッピングの発生を防止する作用があるが、その含有量
が1%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
10%を越えて含有させると、焼結性が劣化するように
なることから、その含有量を1〜10%と定めた。
れらの成分には、上記のように焼結時におけるAe20
3の粒成長を抑制し、かつA1!203の粒間結合力を
高め、もって靭性を向上させて切削時におけるマイクロ
チッピングの発生を防止する作用があるが、その含有量
が1%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
10%を越えて含有させると、焼結性が劣化するように
なることから、その含有量を1〜10%と定めた。
(c) MgO、5102、Y2O3、NIO、およ
びCr2O3これらの成分には、上記の通り焼結性を向
上させ、普通焼結によって緻密な焼結体を製造可能にす
る作用があるが、その含有量が01%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方2%を越えて含有させる
と、靭性が低下するようになることから、その含有量を
0.1〜2%と定めた。
びCr2O3これらの成分には、上記の通り焼結性を向
上させ、普通焼結によって緻密な焼結体を製造可能にす
る作用があるが、その含有量が01%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方2%を越えて含有させる
と、靭性が低下するようになることから、その含有量を
0.1〜2%と定めた。
(d) Tie□、 ZrO2、およびHfO2に記の
ように、これらの成分には、焼結雰囲気。
ように、これらの成分には、焼結雰囲気。
特にCOガス含有雰囲気のような炭素を含有する雰囲気
において、セラミック脆化の原因となる炭化物を)・A
OおよびWと反応することにより形成するのを防止す
ると共に、AA 203の粒成長を抑制し、もってセラ
ミックの靭性を高い状態に保持する作用があるが、その
含有量が1%未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方10%を越えて含有させると、焼結性が劣化する
ようになるととがら、その含有量を1〜10チと定めた
。
において、セラミック脆化の原因となる炭化物を)・A
OおよびWと反応することにより形成するのを防止す
ると共に、AA 203の粒成長を抑制し、もってセラ
ミックの靭性を高い状態に保持する作用があるが、その
含有量が1%未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方10%を越えて含有させると、焼結性が劣化する
ようになるととがら、その含有量を1〜10チと定めた
。
つぎに、この発明のセラミックを実施例により具体的に
説明する。
説明する。
実施例
原料粉末として、0.5〜10μmの範囲内の平均粒径
を有するα−At 203粉末、 MgO粉末、および
SiO□粉末、さらにいずれも1.0〜2.0μmの範
囲内の平均粒径を有するMo粉末、W粉末、 TiC粉
末+ ’lrN粉末、 HfCo、5No7(第1表に
はHfCNで示す)粉末、 T1Co4No50o、x
(同じ(TiCNOで示す)粉末、 ZrCo、y
No、a(同ZrCNで示す)粉末、 (Ti、Zr)
CN粉末(TiN / ZrC= 1 / 1 、重量
比) 、Y、、03粉末。
を有するα−At 203粉末、 MgO粉末、および
SiO□粉末、さらにいずれも1.0〜2.0μmの範
囲内の平均粒径を有するMo粉末、W粉末、 TiC粉
末+ ’lrN粉末、 HfCo、5No7(第1表に
はHfCNで示す)粉末、 T1Co4No50o、x
(同じ(TiCNOで示す)粉末、 ZrCo、y
No、a(同ZrCNで示す)粉末、 (Ti、Zr)
CN粉末(TiN / ZrC= 1 / 1 、重量
比) 、Y、、03粉末。
Ni○粉末、 Cr2O3粉末、 TiO2粉末、Zr
O2粉末、およびHfO2粉末を用意し、これら原料粉
末をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合し、湿式
ボールミルにて2日間混合し、乾燥した後、1 ton
/fflの圧力にて圧粉体に成形し、ついでとの圧粉体
を、真空中、温度:1650℃に2時間保持の条件で焼
結することによって、実質的に配合組成と同一の成分組
成をもった本発明セラミック1〜15゜および従来セラ
ミック1.2をそれぞれ製造した。
O2粉末、およびHfO2粉末を用意し、これら原料粉
末をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合し、湿式
ボールミルにて2日間混合し、乾燥した後、1 ton
/fflの圧力にて圧粉体に成形し、ついでとの圧粉体
を、真空中、温度:1650℃に2時間保持の条件で焼
結することによって、実質的に配合組成と同一の成分組
成をもった本発明セラミック1〜15゜および従来セラ
ミック1.2をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明セラミックl〜15お
よび従来セラミック1.2について、ロックウェル硬さ
くAスケール)および抗折力を測定すると共に、これよ
り5NG432型の切削チップを切出し、被削材:Fe
12(プリネル硬さ:160)、切削速度: 400
m/mix 、送り:0、3 mrrt/ rev、、
切込み:2朋、切削時間、30分の条件での鋳鉄切削試
験、および被削材:5KD−61(ロックウェル(il
Cスケール:50)、切削速度:100m1min、送
り: 0.12 mm/rev、、切込み:1mm、切
削時間、20分の条件での工具鋼切削試験を行ない、チ
ップ刃先の逃げ面摩耗を測定した。ただし比較セラミッ
ク2については、未焼結のため切削試験を行なわなかっ
た。これらの測定結果を第1表に合せて示した。
よび従来セラミック1.2について、ロックウェル硬さ
くAスケール)および抗折力を測定すると共に、これよ
り5NG432型の切削チップを切出し、被削材:Fe
12(プリネル硬さ:160)、切削速度: 400
m/mix 、送り:0、3 mrrt/ rev、、
切込み:2朋、切削時間、30分の条件での鋳鉄切削試
験、および被削材:5KD−61(ロックウェル(il
Cスケール:50)、切削速度:100m1min、送
り: 0.12 mm/rev、、切込み:1mm、切
削時間、20分の条件での工具鋼切削試験を行ない、チ
ップ刃先の逃げ面摩耗を測定した。ただし比較セラミッ
ク2については、未焼結のため切削試験を行なわなかっ
た。これらの測定結果を第1表に合せて示した。
第1表に示される結果から、本発明セラミック1−15
は、いずれも高硬度および高靭性を有し、しかも鋳鉄お
よび鋼のいずれの切削においても従来セラミック1に比
して一段とすぐれた切削性能を示すことが明らかである
。
は、いずれも高硬度および高靭性を有し、しかも鋳鉄お
よび鋼のいずれの切削においても従来セラミック1に比
して一段とすぐれた切削性能を示すことが明らかである
。
上述のように、この発明のセラミックは、高硬度および
高靭性、並びにすぐれた耐摩耗性をもつので、これらの
特性が要求される鋳鉄および鋼のいずれの切削に用いた
場合にもすぐれた切削性能を発揮し、さらにすぐれた焼
結性を有するので、ホットプレス法などの特殊な焼結法
を必要とすることなく、普通の焼結条件にて製造するこ
とができるなど工業上有用な特性を有するのである。
高靭性、並びにすぐれた耐摩耗性をもつので、これらの
特性が要求される鋳鉄および鋼のいずれの切削に用いた
場合にもすぐれた切削性能を発揮し、さらにすぐれた焼
結性を有するので、ホットプレス法などの特殊な焼結法
を必要とすることなく、普通の焼結条件にて製造するこ
とができるなど工業上有用な特性を有するのである。
出願人 三菱金属株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 MoおよびWのうちの1種または2種、O1〜2係、 Ti、 Zr、およびHfの炭化物、窒化物、炭窒化物
。 および炭窒酸化物、並びにこれらの2種以上の固溶体の
うちの1種または2種以上:1〜10%、Mg、 Si
、 Y、 Ni、およびCrの酸化物のうちの1種ま
たは2種以上、01〜2チ、 Ti、 Zr、および)Ifの酸化物のうちの1種また
は2種以」二、1〜10%、 酸化アルミニウムおよび不可避不純物:残り、からなる
組成(以上容量%)を有することを特徴とする切削工具
用酸化アルミニウム系セラミック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57128492A JPS5918157A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57128492A JPS5918157A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5918157A true JPS5918157A (ja) | 1984-01-30 |
JPS6152102B2 JPS6152102B2 (ja) | 1986-11-12 |
Family
ID=14986086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57128492A Granted JPS5918157A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5918157A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62277203A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-12-02 | Kyocera Corp | 酸化アルミニウム質切削工具 |
JPS643066A (en) * | 1987-03-27 | 1989-01-06 | Sandvik Ab | Sintered body of ceramic composite material |
JPS6469563A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-15 | Kobe Steel Ltd | Al2o3 group ceramic material and production thereof |
JPH01179754A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-17 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具用セラミックス部材 |
JPH01179755A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-17 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具用セラミックス部材 |
JPH0234557A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 易焼結性酸化アルミニウム基セラミックス焼結体 |
CN108149120A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-12 | 重庆市大足区赤焰五金制品厂 | 一种适合不同温度的刀具材料的制备方法 |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP57128492A patent/JPS5918157A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62277203A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-12-02 | Kyocera Corp | 酸化アルミニウム質切削工具 |
JPS643066A (en) * | 1987-03-27 | 1989-01-06 | Sandvik Ab | Sintered body of ceramic composite material |
JPS6469563A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-15 | Kobe Steel Ltd | Al2o3 group ceramic material and production thereof |
JPH01179754A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-17 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具用セラミックス部材 |
JPH01179755A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-17 | Mitsubishi Metal Corp | 切削工具用セラミックス部材 |
JPH0234557A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 易焼結性酸化アルミニウム基セラミックス焼結体 |
CN108149120A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-12 | 重庆市大足区赤焰五金制品厂 | 一种适合不同温度的刀具材料的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6152102B2 (ja) | 1986-11-12 |
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