JPH0780705A - 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 - Google Patents
繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具Info
- Publication number
- JPH0780705A JPH0780705A JP5180762A JP18076293A JPH0780705A JP H0780705 A JPH0780705 A JP H0780705A JP 5180762 A JP5180762 A JP 5180762A JP 18076293 A JP18076293 A JP 18076293A JP H0780705 A JPH0780705 A JP H0780705A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum oxide
- cutting tool
- fiber
- based ceramics
- reinforced aluminum
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- Withdrawn
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来よりも優れた繊維強化酸化アルミニウム
基セラミックス製切削工具を提供する。 【構成】 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：２〜３０重量
％、必要に応じてＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，
ＴｉＣＮＯのうちの１種または２種以上：２０重量％以
下、残部：酸化アルミニウムからなる配合組成を有する
焼結体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具。
基セラミックス製切削工具を提供する。 【構成】 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：２〜３０重量
％、必要に応じてＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，
ＴｉＣＮＯのうちの１種または２種以上：２０重量％以
下、残部：酸化アルミニウムからなる配合組成を有する
焼結体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基セ
ラミックス製切削工具。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＳｉとＴｉの炭酸化
物繊維を酸化アルミニウム素地中に分散させ、耐欠損性
を向上せしめた繊維強化酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具に関するものである。
物繊維を酸化アルミニウム素地中に分散させ、耐欠損性
を向上せしめた繊維強化酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、酸化アルミニウム基セラミックス
が切削工具に使用されるようになり、酸化アルミニウム
基セラミックス素地中に径：１μｍ以下、長さ：２０μ
ｍ以下の炭化ケイ素ウイスカーを分散させ繊維強化した
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具も知られて
いる（特開昭６１−１７４１６５号公報参照）。この繊
維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具は耐
欠損性が優れているところから主として鋳鉄またはＮｉ
基合金の粗切削に使用されている。
が切削工具に使用されるようになり、酸化アルミニウム
基セラミックス素地中に径：１μｍ以下、長さ：２０μ
ｍ以下の炭化ケイ素ウイスカーを分散させ繊維強化した
酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具も知られて
いる（特開昭６１−１７４１６５号公報参照）。この繊
維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具は耐
欠損性が優れているところから主として鋳鉄またはＮｉ
基合金の粗切削に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の炭化ケ
イ素ウイスカーによる繊維強化酸化アルミニウム基セラ
ミックス製切削工具は、耐欠損性には優れているもの
の、炭化ケイ素ウイスカーは切削時の高温において鉄と
容易に反応するために、鉄基合金の切削においては摩耗
が異常に発達して十分な耐摩耗性が得られず、さらに最
近は生産効率の向上のために一層苛酷な断続切削が行な
われているが、かかる苛酷な断続切削に対して耐欠損性
が不足していた。
イ素ウイスカーによる繊維強化酸化アルミニウム基セラ
ミックス製切削工具は、耐欠損性には優れているもの
の、炭化ケイ素ウイスカーは切削時の高温において鉄と
容易に反応するために、鉄基合金の切削においては摩耗
が異常に発達して十分な耐摩耗性が得られず、さらに最
近は生産効率の向上のために一層苛酷な断続切削が行な
われているが、かかる苛酷な断続切削に対して耐欠損性
が不足していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
従来よりも一層耐摩耗性および耐欠損性に優れた酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具を開発すべく研究
を行っていたところ、（ａ） ＳｉとＴｉの炭酸化物繊
維は含有されるＴｉと酸素の働きにより炭化ケイ素ウイ
スカーよりも切削中の高温下でも鉄と反応しにくく、こ
のＳｉとＴｉの炭酸化物繊維を酸化アルミニウム基セラ
ミックス素地中に分散させて繊維強化した酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具は、従来の炭化ケイ素ウ
イスカーによる繊維強化酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具に比べて耐摩耗性および耐欠損性が優れて
いる、（ｂ） その際、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維の分
散量は２〜３０重量％が適当であり、さらに酸化アルミ
ニウムの一部をＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，Ｔ
ｉＣＮＯのうちの１種または２種以上：２０重量％以下
で置換しても同じ効果が得られるなどの研究結果が得ら
れたのである。
従来よりも一層耐摩耗性および耐欠損性に優れた酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具を開発すべく研究
を行っていたところ、（ａ） ＳｉとＴｉの炭酸化物繊
維は含有されるＴｉと酸素の働きにより炭化ケイ素ウイ
スカーよりも切削中の高温下でも鉄と反応しにくく、こ
のＳｉとＴｉの炭酸化物繊維を酸化アルミニウム基セラ
ミックス素地中に分散させて繊維強化した酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具は、従来の炭化ケイ素ウ
イスカーによる繊維強化酸化アルミニウム基セラミック
ス製切削工具に比べて耐摩耗性および耐欠損性が優れて
いる、（ｂ） その際、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維の分
散量は２〜３０重量％が適当であり、さらに酸化アルミ
ニウムの一部をＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，Ｔ
ｉＣＮＯのうちの１種または２種以上：２０重量％以下
で置換しても同じ効果が得られるなどの研究結果が得ら
れたのである。
【０００５】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されてものであって、（１） ＳｉとＴｉの炭酸化物繊
維：２〜３０重量％、残部：酸化アルミニウムからなる
配合組成を有する焼結体で構成されてなる繊維強化酸化
アルミニウム基セラミックス製切削工具、（２） 上記
（１）の繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具の酸化アルミニウムの一部を、ＳｉＣ，ＴｉＣ，
ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＣＮＯのうちの１種または２種
以上：２０重量％以下で置換した配合組成を有する焼結
体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基セラミ
ックス製切削工具に特徴を有するものである。
されてものであって、（１） ＳｉとＴｉの炭酸化物繊
維：２〜３０重量％、残部：酸化アルミニウムからなる
配合組成を有する焼結体で構成されてなる繊維強化酸化
アルミニウム基セラミックス製切削工具、（２） 上記
（１）の繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具の酸化アルミニウムの一部を、ＳｉＣ，ＴｉＣ，
ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＣＮＯのうちの１種または２種
以上：２０重量％以下で置換した配合組成を有する焼結
体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基セラミ
ックス製切削工具に特徴を有するものである。
【０００６】上記ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は、市販さ
れているものも利用できるが、Ｔｉ：２．０〜２０重量
％、Ｏ：１０〜３０重量％、Ｃ：３０〜５０重量％、残
部：Ｓｉおよび不可避不純物からなる成分組成を有する
ものが好ましく、鉄との反応性の観点からＴｉとＯの含
有量が多いほど好ましい。しかし、ＴｉとＯの含有量が
多すぎると強度が低下するところからＴｉの上限を２０
重量％に、Ｏの上限を３０重量％にそれぞれ抑えた。さ
らに上記ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は成分組成が全体に
均一である必要がなく、ＴｉとＯが外周部に多く偏在し
ている繊維であってもよい。この発明の繊維強化酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具の原料としては、
平均太さ：１．０〜３０μｍを有し、平均長さ：０．０
５〜２．０mmの範囲内に切断された短繊維として用いる
ことが好ましい。
れているものも利用できるが、Ｔｉ：２．０〜２０重量
％、Ｏ：１０〜３０重量％、Ｃ：３０〜５０重量％、残
部：Ｓｉおよび不可避不純物からなる成分組成を有する
ものが好ましく、鉄との反応性の観点からＴｉとＯの含
有量が多いほど好ましい。しかし、ＴｉとＯの含有量が
多すぎると強度が低下するところからＴｉの上限を２０
重量％に、Ｏの上限を３０重量％にそれぞれ抑えた。さ
らに上記ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維は成分組成が全体に
均一である必要がなく、ＴｉとＯが外周部に多く偏在し
ている繊維であってもよい。この発明の繊維強化酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具の原料としては、
平均太さ：１．０〜３０μｍを有し、平均長さ：０．０
５〜２．０mmの範囲内に切断された短繊維として用いる
ことが好ましい。
【０００７】上記ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維の平均太さ
は１．０μｍ未満では細すぎて靭性が不足し、この繊維
を用いた繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具の耐欠損性を十分に向上させることができず、一
方、平均太さが３０μｍを越えると、それ自体粗大粒子
と同様な働きで曲げ強度の低下をもたらし、やはり耐欠
損性を低下せしめるので好ましくない。
は１．０μｍ未満では細すぎて靭性が不足し、この繊維
を用いた繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具の耐欠損性を十分に向上させることができず、一
方、平均太さが３０μｍを越えると、それ自体粗大粒子
と同様な働きで曲げ強度の低下をもたらし、やはり耐欠
損性を低下せしめるので好ましくない。
【０００８】さらに、ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維の平均
長さが０．０５mm未満では繊維強化酸化アルミニウム基
セラミックス製切削工具の靭性が低下し、一方、２．０
mmを越えて長くすると酸化アルミニウム中に均一に分散
しなくなるところから靭性が低下し、繊維強化酸化アル
ミニウム基セラミックス製切削工具の耐欠損性が低下す
るので好ましくない。
長さが０．０５mm未満では繊維強化酸化アルミニウム基
セラミックス製切削工具の靭性が低下し、一方、２．０
mmを越えて長くすると酸化アルミニウム中に均一に分散
しなくなるところから靭性が低下し、繊維強化酸化アル
ミニウム基セラミックス製切削工具の耐欠損性が低下す
るので好ましくない。
【０００９】ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維の含有量は、２
重量％未満の場合および３０重量％を越えた場合は共に
セラミックスの曲げ強度および破壊強度が低下するとこ
ろから、繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具に含まれるＳｉとＴｉの炭酸化物量は２〜３０重
量％に定めた。
重量％未満の場合および３０重量％を越えた場合は共に
セラミックスの曲げ強度および破壊強度が低下するとこ
ろから、繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切
削工具に含まれるＳｉとＴｉの炭酸化物量は２〜３０重
量％に定めた。
【００１０】さらに、この発明の繊維強化酸化アルミニ
ウム基セラミックス製切削工具の酸化アルミニウムの一
部をＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＣＮＯの
うちの１種または２種以上で置換しても同じ効果が得ら
れるが、その量は２０重量％を越えると耐摩耗性が低下
するので好ましくない。
ウム基セラミックス製切削工具の酸化アルミニウムの一
部をＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＣＮＯの
うちの１種または２種以上で置換しても同じ効果が得ら
れるが、その量は２０重量％を越えると耐摩耗性が低下
するので好ましくない。
【００１１】
【実施例】原料として、重量％で、Ｔｉ：７％、Ｏ：１
４％、Ｃ：４０％、残部：Ｓｉおよび不可避不純物から
なる組成を有し、表１〜２に示される平均太さおよび平
均長さを有するＳｉとＴｉの炭酸化物短繊維（以下、Ｓ
ｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系短繊維という）、平均粒径：０．７
μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3 粉末、並びにその他の硬質粉末と
していずれも平均粒径：１．０μｍのＳｉＣ粉末、Ｔｉ
Ｃ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣＮ粉末およびＴｉＣＮＯ粉
末を用意した。
４％、Ｃ：４０％、残部：Ｓｉおよび不可避不純物から
なる組成を有し、表１〜２に示される平均太さおよび平
均長さを有するＳｉとＴｉの炭酸化物短繊維（以下、Ｓ
ｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系短繊維という）、平均粒径：０．７
μｍのα−Ａｌ2 Ｏ3 粉末、並びにその他の硬質粉末と
していずれも平均粒径：１．０μｍのＳｉＣ粉末、Ｔｉ
Ｃ粉末、ＴｉＮ粉末、ＴｉＣＮ粉末およびＴｉＣＮＯ粉
末を用意した。
【００１２】これら原料のうちＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系短
繊維以外の粉末を表１〜２に示される割合に配合し、こ
れをボールミルに充填し、１２時間湿式混合したのち上
記短繊維を加え、さらに６時間混合し乾燥し、この乾燥
した混合物をたて：５０mm、横：５０mmの寸法のキャビ
ティをもったグラファイトに充填し、表１〜２に示され
る条件のホットプレスを行ない、得られた焼結体を切断
することによりＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８形状の本
発明繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工
具（以下、本発明チップという）１〜１６および比較繊
維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以
下、比較チップという）１〜３を作製した。
繊維以外の粉末を表１〜２に示される割合に配合し、こ
れをボールミルに充填し、１２時間湿式混合したのち上
記短繊維を加え、さらに６時間混合し乾燥し、この乾燥
した混合物をたて：５０mm、横：５０mmの寸法のキャビ
ティをもったグラファイトに充填し、表１〜２に示され
る条件のホットプレスを行ない、得られた焼結体を切断
することによりＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８形状の本
発明繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工
具（以下、本発明チップという）１〜１６および比較繊
維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具（以
下、比較チップという）１〜３を作製した。
【００１３】さらに、比較のために、平均太さ：３μ
ｍ、平均長さ：５０μｍのＳｉＣウイスカーを用意し、
このＳｉＣウイスカー：２５重量％を上記α−Ａｌ2 Ｏ
3 粉末に配合し、同様にしてボールミルにて湿式混合
し、乾燥したのち、ＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８形状
の従来繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削
工具（以下、従来チップという）を作製した。
ｍ、平均長さ：５０μｍのＳｉＣウイスカーを用意し、
このＳｉＣウイスカー：２５重量％を上記α−Ａｌ2 Ｏ
3 粉末に配合し、同様にしてボールミルにて湿式混合
し、乾燥したのち、ＩＳＯ・ＳＮＧＮ１２０４０８形状
の従来繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削
工具（以下、従来チップという）を作製した。
【００１４】上記本発明チップ１〜１６、比較チップ１
〜３および従来チップを用い、 被削材：ＳＮＣＭ４４０（ＨB ２４０）丸鋼棒 切削速度：３３０ｍ／min 、 送り：０．３６mm／rev 、 切り込み：２mm、 切削時間：１０分、 の条件で高速連続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量を測
定し、さらに、 被削材：ＦＣ３０（ＨB ２００）の角材、 切削速度：２００ｍ／min 、 送り：０．３１mm、 切り込み：１．０mm／rev 、 切削時間：１０分、 の条件で湿式断続切削試験を行ない、切刃の欠損発生の
有無を調べ、これらの測定結果を表３に示した。
〜３および従来チップを用い、 被削材：ＳＮＣＭ４４０（ＨB ２４０）丸鋼棒 切削速度：３３０ｍ／min 、 送り：０．３６mm／rev 、 切り込み：２mm、 切削時間：１０分、 の条件で高速連続切削試験を行ない、逃げ面摩耗量を測
定し、さらに、 被削材：ＦＣ３０（ＨB ２００）の角材、 切削速度：２００ｍ／min 、 送り：０．３１mm、 切り込み：１．０mm／rev 、 切削時間：１０分、 の条件で湿式断続切削試験を行ない、切刃の欠損発生の
有無を調べ、これらの測定結果を表３に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【発明の効果】表１〜表３に示される結果から、本発明
チップ１〜１６は従来チップに比べて耐摩耗性および耐
欠損性に優れていることがわかる。しかし、この発明の
条件から外れた比較チップ１〜３はいずれも耐摩耗性ま
たは耐欠損性のうち少なくとも１つの特性に劣化が見ら
れることがわかる。
チップ１〜１６は従来チップに比べて耐摩耗性および耐
欠損性に優れていることがわかる。しかし、この発明の
条件から外れた比較チップ１〜３はいずれも耐摩耗性ま
たは耐欠損性のうち少なくとも１つの特性に劣化が見ら
れることがわかる。
【００１９】上述のように、この発明の繊維強化酸化ア
ルミニウム基セラミックス製切削工具は従来よりも長期
に亘って優れた切削性能を発揮し、産業の発展に大いに
貢献しうるものである。
ルミニウム基セラミックス製切削工具は従来よりも長期
に亘って優れた切削性能を発揮し、産業の発展に大いに
貢献しうるものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：２〜３０重
量％、残部：酸化アルミニウムからなる配合組成を有す
る焼結体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基
セラミックス製切削工具。 - 【請求項２】 ＳｉとＴｉの炭酸化物繊維：２〜３０重
量％、 ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＣＮＯのうち
の１種または２種以上：２０重量％以下、 残部：酸化アルミニウム、からなる配合組成を有する焼
結体で構成されてなる繊維強化酸化アルミニウム基セラ
ミックス製切削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5180762A JPH0780705A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5180762A JPH0780705A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780705A true JPH0780705A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=16088884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5180762A Withdrawn JPH0780705A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 繊維強化酸化アルミニウム基セラミックス製切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0780705A (ja) |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5180762A patent/JPH0780705A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |