赛隆烧结体及切削镶刀转让专利

申请号 : CN201080011901.0

文献号 : CN102348662B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 中山裕子丰田亮二

申请人 : 日本特殊陶业株式会社

摘要 :

本发明提供提高赛隆烧结体的抗磨损性能的技术。一种赛隆烧结体,其具有α-赛隆和β-赛隆和12H-赛隆中至少包含β-赛隆和12H-赛隆的赛隆相。另外,该赛隆烧结体在设α-赛隆和β-赛隆和12H-赛隆的含量的总和为第一赛隆总量、设α-赛隆和12H-赛隆的含量的总和为第二赛隆总量时,第二赛隆总量相对于第一赛隆总量的比率大于20%且为55%以下,并且,12H-赛隆的含量相对于第一赛隆总量的比率为2%以上且55%以下。

权利要求 :

1.一种赛隆烧结体,其具有α-赛隆、β-赛隆和12H-赛隆中至少包含所述β-赛隆和所述12H-赛隆的赛隆相,在设所述α-赛隆和所述β-赛隆和所述12H-赛隆的含量的总和为第一赛隆总量、设所述α-赛隆和所述12H-赛隆的含量的总和为第二赛隆总量时,所述第二赛隆总量相对于所述第一赛隆总量的比率大于20%且为55%以下,并且,所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为大于5%且55%以下,所述α-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为0%以上且为15%以下。

2.根据权利要求1所述的赛隆烧结体,其中,所述第二赛隆总量相对于所述第一赛隆总量的比率大于20%且为50%以下,并且,所述

12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为大于5%且50%以下。

3.根据权利要求2所述的赛隆烧结体,其中,所述第二赛隆总量相对于所述第一赛隆总量的比率为21%以上且46%以下,并且,所述

12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为大于5%且46%以下。

4.根据权利要求3所述的赛隆烧结体,其中,所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为7%以上。

5.根据权利要求1所述的赛隆烧结体,其中,所述α-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率大于0%且为15%以下,并且,所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为大于5%且30%以下。

6.根据权利要求5所述的赛隆烧结体,其中,所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为7%以上。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的赛隆烧结体,其中,用Si6-ZAlZOZN8-Z表示的β-赛隆的Z值大于0.7且小于1.5。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的赛隆烧结体,其进一步在所述α-赛隆或晶粒间界相中包含钇,所述晶粒间界相是存在于所述赛隆相中包含的各赛隆晶粒之间的相。

9.根据权利要求7所述的赛隆烧结体,

其进一步在所述α-赛隆或晶粒间界相中包含钇,所述晶粒间界相是存在于所述赛隆相中包含的各赛隆晶粒之间的相。

10.一种切削镶刀,

其由权利要求1至9中的任一项所述的赛隆烧结体构成。

说明书 :

赛隆烧结体及切削镶刀

技术领域

[0001] 本发明涉及赛隆烧结体。

背景技术

[0002] 作为用于加工耐热合金的切削工具,已知有使用切削镶刀(cutting insert)的工具。“切削镶刀”是指以可装卸的方式安装在切削工具的主体部前端的一次性刀刃,是亦被称为不重磨刀片(throw-away tip)、刀刃更换刀片等的工具零件(专利文献1等)。
[0003] 为了提高抗磨损性能,切削镶刀通常由赛隆陶瓷(赛隆烧结体)、通过SiC晶须增韧了的氧化铝陶瓷(SiC晶须增韧(SiC whisker-reinforced)氧化铝)等构成。在这里,抗磨损性能已知有抗后刀面边界磨损性能(resistance performance against notch wear)和抗VB磨损性能(resistance performance against VB wear)。“抗后刀面边界磨损性能”是针对由物理因素导致的磨损劣化的特性,而“抗VB磨损性能”是针对由化学因素导致的磨损劣化(亦被称为“后刀面磨损”或“flank wear”的磨损)的特性。
[0004] 一般,与使用SiC晶须增韧氧化铝的切削镶刀相比,使用赛隆烧结体的切削镶刀具有如下倾向:在上述抗磨损性能中,抗后刀面边界磨损性能优异,但抗VB磨损性能较差。即,为了提高使用赛隆烧结体的切削镶刀的抗磨损性能,优选的是,抑制赛隆烧结体的抗后刀面边界磨损性能的降低,并且提高抗VB磨损性能。这种要求不限于切削镶刀,是对使用赛隆烧结体的加工用工具共通的要求。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特许第2824701号公报
[0008] 专利文献2:日本特许第4191268号公报
[0009] 专利文献3:日本特开2008-162882号公报
[0010] 专利文献4:日本特开2006-175561号公报

发明内容

[0011] 发明要解决的问题
[0012] 本发明的目的在于,提供提高赛隆烧结体的抗磨损性能的技术。
[0013] 用于解决问题的方案
[0014] 本发明是为了解决上述问题的至少一部分而做出的,其可以用以下实施方式或应用例的形式实现。
[0015] [应用例1]
[0016] 一种赛隆烧结体,其具有α-赛隆、β-赛隆和12H-赛隆中至少包含所述β-赛隆和所述12H-赛隆的赛隆相,
[0017] 在设所述α-赛隆和所述β-赛隆和所述12H-赛隆的含量的总和为第一赛隆总量、设所述α-赛隆和所述12H-赛隆的含量的总和为第二赛隆总量时,所述第二赛隆总量相对于所述第一赛隆总量的比率大于20%且为55%以下,并且,所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为2%以上且55%以下。
[0018] 根据该赛隆烧结体,可以通过含有β-赛隆而提高抗后刀面边界磨损性能。另外,该赛隆烧结体通过具有含有比率被调节至适当范围的12H-赛隆、α-赛隆而可以抑制抗后刀面边界磨损性能的降低、并且可以提高抗VB磨损性能。因此,赛隆烧结体的抗磨损性能得到提高。
[0019] [应用例2]
[0020] 根据应用例1所述的赛隆烧结体,其中,
[0021] 所述第二赛隆总量相对于所述第一赛隆总量的比率大于20%且为50%以下,并且,所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为2%以上且50%以下。
[0022] 根据该赛隆烧结体,可以进一步抑制由于赛隆相中的12-H赛隆、α-赛隆的含有比率变得过大而导致的抗后刀面边界磨损性能的降低。
[0023] [应用例3]
[0024] 根据应用例1或应用例2所述的赛隆烧结体,其中,
[0025] 所述第二赛隆总量相对于所述第一赛隆总量的比率为21%以上且46%以下,并且,所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为3%以上且46%以下。
[0026] 根据该赛隆烧结体,由于适当地调节了赛隆相中的12-H赛隆、α-赛隆的含量而使抗磨损性能进一步提高。
[0027] [应用例4]
[0028] 根据应用例1所述的赛隆烧结体,其中,
[0029] 所述α-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率大于0%且为15%以下,并且,
[0030] 所述12H-赛隆的含量相对于所述第一赛隆总量的比率为5%以上且30%以下。
[0031] 根据该赛隆烧结体,赛隆相中分别含有α-赛隆、12H-赛隆和β-赛隆,且适当调节了α-赛隆的含量和12H-赛隆的含量。因此,可以提高赛隆烧结体的强度,并且可以提高抗磨损性能。
[0032] [应用例5]
[0033] 根据应用例1至应用例4中的任一项所述的赛隆烧结体,其中,
[0034] 用Si6-ZAlZOZN8-Z表示的β-赛隆的Z值大于0.7且小于1.5。
[0035] 根据该赛隆烧结体,可以抑制β-赛隆的抗磨损性能的降低、可以抑制β-赛隆的韧性和耐热冲击性能的降低。
[0036] [应用例6]
[0037] 根据应用例1至应用例5中的任一项所述的赛隆烧结体,
[0038] 其进一步在所述α-赛隆或晶粒间界相中包含钇,所述晶粒间界相是存在于所述赛隆相中包含的各赛隆晶粒之间的相。
[0039] 根据该赛隆烧结体,由于存在于晶粒间界相中的钇会生成高熔点的玻璃相,或者由于存在于α-赛隆中的钇会提高α-赛隆自身的耐热性,因此可以提高赛隆烧结体在高温区域的抗磨损性能。
[0040] [应用例7]
[0041] 一种切削镶刀,
[0042] 其由应用例1至应用例中的任一项所述的赛隆烧结体构成。
[0043] 根据该切削镶刀,由于强度和抗磨损性能得到提高,因此其切削性能提高。
[0044] 另外,本发明可以以各种实施方式实现,例如可以以赛隆烧结体、使用该赛隆烧结体的切削镶刀、装有该切削镶刀的切削装置等实施方式实现。

附图说明

[0045] 图1是示出切削镶刀和装有切削镶刀的切削工具的示意图。
[0046] 图2是示出各个β-赛隆、12H-赛隆以及α-赛隆的组合的赛隆烧结体的抗磨损性能的评价结果的图。
[0047] 图3是示出各个实施例和比较例的原料粉末的调节量的图。
[0048] 图4是示出与各个实施例和比较例的赛隆烧结体的组成有关的测定值和切削距离的测定值的图。
[0049] 图5为描绘有各个实施例和比较例的第一含量比率和第二含量比率的图表。
[0050] 图6为描绘有各个实施例和比较例的第二含量比率和第三含量比率的图表。
[0051] 附图标记说明
[0052] 1…切削镶刀
[0053] 10…切削工具
[0054] 11…主体部
[0055] 12…安装部

具体实施方式

[0056] 图1(A)是示出作为本发明的一个实施方式的切削镶刀的构造的示意图,图1(B)是示出装有该切削镶刀的切削工具的构造的示意图。该切削镶刀1是安装在耐热合金的切削加工所用的的切削工具10上的大致长方体形状的一次性刀刃。在被称为支架的切削工具10的主体部11的前端,切削镶刀1通常以可装卸的方式安装在安装部12上。
[0057] 通常,作为构成切削镶刀的部件,优选具有作为切削工具的能耐受实际加工的程度的强度、抗磨损性能。在这里,“抗磨损性能”是指包括抗后刀面边界磨损性能和抗VB磨损性能的、相对于摩擦的劣化特性,“切削工具”是指进行车削加工、铣削加工、挖槽加工等粗加工、精加工等的所有工具。另外,在本说明书中,将包括强度、抗磨损性能在内的切削工具所具有的性能称为“切削性能”。为了提高切削性能,本实施方式的切削镶刀1由以下说明的赛隆烧结体构成。
[0058] 本实施方式的赛隆烧结体具有在β-赛隆、12H-赛隆和α-赛隆中至少包含β-赛隆和12H-赛隆的赛隆相。各赛隆的特征如下所述。
[0059] (1)β-赛隆
[0060] β-赛隆的晶粒形态为柱状(针状)。因此,在赛隆烧结体在赛隆相中含有大量的β-赛隆时,由于β-赛隆的晶粒之间复杂地缠绕而可抑制由外部应力等导致的赛隆烧结体产生的龟裂。即,赛隆相中的β-赛隆的含量越多,则越可以提高赛隆烧结体的强度、越可以提高抗后刀面边界磨损性能。
[0061] (2)12H-赛隆
[0062] 12H-赛隆在较高温度下的抗磨损性能高。因此,通过使赛隆相中含有12H-赛隆,在赛隆烧结体中,可以抑制由摩擦热引起的VB磨损,可以提高赛隆烧结体的抗VB磨损性能。不过,由于12H-赛隆的晶粒形态为片状,因此,与β-赛隆相比,提高赛隆烧结体韧性的效果小,在赛隆相中含有大量的12H-赛隆时,有可能引起赛隆烧结体的韧性降低。
[0063] (3)α-赛隆
[0064] α-赛隆具有较高的硬度。因此,通过使赛隆相中含有α-赛隆,可以提高赛隆烧结体的抗磨损性能。不过,由于α-赛隆的晶粒形态为粒状,因此,其含量增多时,与β-赛隆、12H-赛隆相比,引起赛隆烧结体的韧性降低和后刀面边界磨损性能降低的可能性要高。
[0065] 本发明的发明人发现,通过将具有上述特性的各赛隆组合,可以提高赛隆烧结体的抗磨损性能。
[0066] 图2是总结了由β-赛隆、12H-赛隆以及α-赛隆的组合得到的赛隆烧结体的抗磨损性能的评价的表。本发明的发明人对赛隆烧结体仅含有β-赛隆的情况、含有β-赛隆和12H-赛隆的情况、含有β-赛隆和12H-赛隆和α-赛隆的情况分别进行了比较评价。具体而言,对各个组合进行了赛隆烧结体的强度、抗后刀面边界磨损性能、抗VB磨损性能的评价。另外,在该表中,按“◎”、“○”、“△”的顺序来表示评价结果从高到低。
[0067] 如该表所示,赛隆烧结体在赛隆相中仅含有β-赛隆的情况下强度最高。推测这是因为,如上所述,β-赛隆的晶粒形态是针状。另外,与含有β-赛隆和12H-赛隆的情况相比,含有β-赛隆和12H-赛隆和α-赛隆的情况下赛隆烧结体的强度提高。这是因为,通过由β-赛隆的热膨胀系数与α-赛隆的热膨胀系数之差产生的残留内部应力的效果来抑制赛隆烧结体产生的龟裂的扩展。
[0068] 与赛隆相中仅含有β-赛隆的情况相比,在赛隆相中含有12H-赛隆、α-赛隆时,赛隆烧结体的抗后刀面边界磨损性能和抗VB磨损性能增高。具体而言,与β-赛隆和12H-赛隆和α-赛隆的组合相比,β-赛隆和12H-赛隆的组合的抗后刀面边界磨损性能略高。另外,将β-赛隆和12H-赛隆和α-赛隆组合时,抗VB磨损性能变得最高。
[0069] 由以上的评价结果可以看出,与仅由β-赛隆构成赛隆相的情况相比,在赛隆相中包含12H-赛隆的情况下,将赛隆烧结体用于切削工具时的切削性能提高。尤其,可以看出,在赛隆相中,在β-赛隆和12H-赛隆的基础上还含有α-赛隆的情况下,切削性能进一步提高。
[0070] 在这里,参照现有技术文献(日本特开2008-162882号公报)中的实验结果。在上述文献中,作为烧结材料,公开了赛隆相中含有β-赛隆和12H-赛隆且不含α-赛隆的材料C,以及不含12H-赛隆而含有α-赛隆和β-赛隆的材料E(表1b)。另外,在上述文献中,公开了赛隆相中含有β-赛隆但不含12H-赛隆和α-赛隆的材料F(同上表)。
[0071] 此外,在上述文献中,公开了使用上述烧结材料C、E、F的切削镶刀的切削性能的评价结果(表4、表5)。根据这些评价结果可知,与含有β-赛隆但不含12H-赛隆的材料F相比,含有β-赛隆和12H-赛隆的材料C显示出高的切削性能。另外,与含有β-赛隆但不含α-赛隆的材料F相比,含有β-赛隆和α-赛隆的材料E显示出高的切削性能。由此也能够推测,只要是赛隆相中含有β-赛隆和12H-赛隆和α-赛隆的烧结材料,即可以制造具有高的切削性能的切削镶刀。
[0072] 然而,根据本发明人做出的实验结果(图2),赛隆相中的12H-赛隆、α-赛隆的含量的比率不在优选范围(详细的优选范围如下所述)内时,得到了强度、抗后刀面边界磨损性能、抗VB磨损性能均显著降低的评价结果。推测这是因为,如上所述,12H-赛隆、α-赛隆的晶粒形态是片状、粒状。另外,在图2的表中,将与其他情况相比显著降低的评价结果用“×”表示。本发明的发明人发现,赛隆相中的12H-赛隆、α-赛隆的含有比率在以下的范围内是理想的。
[0073] 在这里,将赛隆烧结体的赛隆相中的α-赛隆的含量Iα和β-赛隆的含量Iβ和12H-赛隆的含量I12H的总量(Iα+Iβ+I12H)称为“第一赛隆总量”。另外,将赛隆烧结体的赛隆相中的α-赛隆的含量Iα和12H-赛隆的含量I12H的总量(Iα+I12H)称为“第二赛隆总量”。
第二赛隆总量(Iα+I12H)相对于第一赛隆总量(Iα+Iβ+I12H)的比率(以下简称为“第一含量比率”)为55%以下是理想的。在第一含量比率(Iα+I12H)/(Iα+Iβ+I12H)超过55%时,由于
12H-赛隆和/或α-赛隆的含量相对于β-赛隆的含量过多,因此,由β-赛隆带来的韧性提高效果受到抑制,赛隆烧结体的强度降低。另外,第一含量比率(Iα+I12H)/(Iα+Iβ+I12H)大于20%是理想的。这是因为,在第一含量比率(Iα+I12H)/(Iα+Iβ+I12H)为20%以下时,赛隆烧结体中的12H-赛隆或α-赛隆的含量过少,因此,由12H-赛隆、α-赛隆带来的抗磨损性能的提高效果变小。
[0074] 此外,12H-赛隆的含量I12H相对于赛隆相中的第一赛隆总量(Iα+Iβ+I12H)的比率(以下称为“第二含量比率”)为2%以上且55%以下是理想的。在第二含量比率I12H/(Iα+Iβ+I12H)小于2%时(尤其是基本接近0%时),赛隆相中的12H-赛隆的含量过少,无法获得由12H-赛隆带来的赛隆烧结体的抗VB磨损性能提高效果。另外,在赛隆相中存在α-赛隆的情况下,12H-赛隆的含量过少时,无法抑制由α-赛隆的存在导致的赛隆烧结体的韧性的降低和后刀面边界磨损性能的降低。另一方面,在第二含量比率I12H/(Iα+Iβ+I12H)大于55%时,由于赛隆相中12H-赛隆所占的比率过大,因此赛隆烧结体的强度显著降低。
[0075] 然而,在赛隆烧结体的赛隆相中,即使不含α-赛隆,只要含有β-赛隆和12H-赛隆,且第一含量比率与第二含量比率在上述的范围内,即可以提高赛隆烧结体的抗磨损性能。然而,如图2的表中所说明的那样,赛隆烧结体通过以适当的含量含有12H-赛隆并含有α-赛隆,可以进一步提高强度和抗VB磨损性能。因此,在赛隆烧结体的赛隆相中,以适当的含量含有12H-赛隆并含有α-赛隆是更优选的。
[0076] 在这里,将赛隆相中的α-赛隆的含量Iα相对于第一赛隆总量(Iα+Iβ+I12H)的比率称为“第三含量比率”。优选的是,赛隆相中含有β-赛隆、12H-赛隆、α-赛隆的各赛隆,使得第一含量比率在上述范围内,并且第二含量比率和第三含量比率为以下范围内的值。即,优选的是,第二含量比率为5%以上且30%以下的值,第三含量比率为大于0%且为15%以下的值。如果第一含量比率~第三含量比率在上述范围内,则赛隆烧结体的赛隆相中包含适当的含量的β-赛隆和12H-赛隆、α-赛隆,因此可以提高赛隆烧结体的抗磨损性能、强度。
[0077] 在这里,β-赛隆是以组成式Si6-ZAlZOZN8-Z表示的化合物(Z是0.2~4.2的实数)。作为赛隆烧结体,优选的是,该组成式中的Z值大于0.7且小于1.5。在该Z值为0.7以下时,β-赛隆的抗磨损性能会显著降低,在该Z值为1.5以上时,β-赛隆的韧性和耐热冲击性能会降低。在这里,“耐热冲击性能”是指对急剧的温度变化的耐久性能。
[0078] 此外,优选的是,在赛隆烧结体中,在晶粒间界相、α-赛隆中包含钇(Y)。在这里,“晶粒间界相”是指包括存在于各赛隆的晶粒间界的玻璃相、结晶相的晶界相。钇通常在烧结时与二氧化硅(SiO2:也称为“硅石”)、氧化铝(Al2O3:也称为“矾土”)一起生成高熔点的玻璃。即,例如通过使用钇的氧化物作为烧结助剂,从而生成具有高熔点的玻璃相的晶粒间界相。另外,在α-赛隆中包含钇时,α-赛隆的耐热性提高。因此,只要是使用该包含钇的赛隆烧结体的切削工具,即可以提高在使切削工具高速旋转而在高温区域加工耐热合金的高速加工时等的抗磨损性能。
[0079] 此外,晶粒间界相优选为非晶质相或包含部分非晶质的相,也可以包含钇-铝-石榴石(YAG)、B相这样的结晶相。另外,晶粒间界相优选在赛隆烧结体中包含3%~15%左右。由此,可以进一步提高赛隆烧结体在高温下的抗磨损性能。
[0080] A.实施例:
[0081] 图3是总结了本发明的赛隆烧结体的实施例和比较例中的各原料粉末的调节比率的表。具体而言,首先,按该表所示的比率配混平均粒径1.0μm以下的α-Si3N4粉末和Al2O3粉末、AlN粉末、Y2O3粉末、Dy2O3粉末、Yb2O3粉末、AlN多型体的21R(6AlN·SiO2)粉末。接着,将所配混的原料粉末与乙醇和溶解在乙醇中的微晶蜡系的有机粘结剂投入到Si3N4制的釜(pot)中,用Si3N4制的球(ball)进行湿式混合。将由此得到的浆料充分干燥,压制成型为ISO标准中的SNGN120412的切削镶刀的形状。使用加热装置,在1个大气压的氮气气氛下,以约600℃对所得成型体进行60分钟的脱脂处理。进而,将脱脂了的成型体配置在Si3N4制的容器中,在氮气气氛下、在温度1850℃下加热180分钟,得到赛隆烧结体。通过用金刚石砂轮对该赛隆烧结体进行研磨加工,修整成ISO标准中的SNGN120412的形状,得到切削工具用切削镶刀1(图1(A))。
[0082] 图4为总结了各个实施例和比较例中通过上述制造方法得到的赛隆烧结体的组成的实测值和抗磨损性能的评价结果的表。在该实施例中,以X射线衍射测定中的各自的峰高度求出赛隆烧结体中的α-赛隆、β-赛隆、12H-赛隆的各含量Iα、Iβ、I12H。具体而言,如下所述。
[0083] (a)α-赛隆的含量Iα:2θ=30.8°附近,(201)面的α-赛隆的峰高度[0084] (b)β-赛隆的含量Iβ:2θ=33.4°附近,(101)面的β-赛隆的峰高度[0085] (c)12H-赛隆的含量I12H:2θ=32.8°附近,(0,0,12)面的12H-赛隆的峰高度[0086] 另外,β-赛隆的Z值如下算出:通过X射线衍射,求出距赛隆烧结体的烧结表面约1mm以上的内部的β-赛隆的a轴晶格常数,通过其与β-氮化硅的a轴晶格常数之差来算出。计算方法根据下述计算式(1)。另外,式中的a是所测定的β-赛隆的a轴晶格常数。
[0087]
[0088] 在这里,测定距烧结表面约1mm以上的内部的理由是因为烧结表面的β-赛隆的组成具有可能发生了变化。此外,距烧结表面约0.1mm左右的内部的测定值与距烧结表面约0.2mm左右的内部的测定值几乎没有差别。因此推测,只要是距烧结表面约1mm以上的内部,则在任何部位均可获得稳定且正确的测定值。这在以下说明的荧光X射线分析中也同样。
[0089] 钇含量通过对距赛隆烧结体的烧结表面约1mm以上的内部进行荧光X射线分析来测定。在表中,钇的含量以相对于赛隆烧结体总体的重量百分率(wt%)来示出。另外,如下确认α-赛隆晶粒或晶粒间界相中存在钇:在大致中央部切断赛隆烧结体,对于镜面加工了的该切断面,使用扫描型电子显微镜附属的EDX分析器,在倍率50000倍下进行分析,从而确认。
[0090] 切削距离是表示切削镶刀1的抗磨损性能的测定值。切削距离是如下得到的值:在下述的切削条件下使用切削镶刀1实行切削加工,对切削镶刀1的后刀面边界磨损超过
0.5mm时、或VB磨损超过0.2mm时的切削距离进行测定而得到的值。即,该切削距离的测定值反映了切削镶刀1的抗后刀面边界磨损性能与抗VB磨损性能这两者。
[0091] 切削条件:
[0092] (a)被切削材料:Inconel(铬镍铁合金)718(45HRC)
[0093] (b)切削速度:200m/min
[0094] (c)进给速度:0.3mm/rev
[0095] (d)切入量:1.0mm
[0096] (e)镶刀形状:ISO标准SNGN120412
[0097] (f)刀刃处理:0.05mm
[0098] (g)有切削油
[0099] 另外,在表中,将切削镶刀1超出后刀面边界磨损、VB磨损等磨损劣化而达到破损的情况表示为“缺损”。
[0100] 图5是分别以赛隆烧结体的第一含量比率和第二含量比率为横轴和纵轴、将图4的表所示的各个实施例和比较例的测定结果绘制而成的图表。其中,在该图表中,各实施例的测定值用“◆”绘制,各比较例的测定值用“▲”绘制。另外,将与图4的表的各实施例序号和各比较例序号对应的序号标在各自的绘制点的附近。进而,对于所绘制的各实施例的测定值的点,图示有测定值±10%的测定误差的范围。
[0101] 在图5的图表中进一步用虚线图示有上述第一含量比率和第二含量比率R1、R2的适宜的范围(20%<R1≤55%,2%≤R2≤55%)。各实施例的测定值被绘制在该范围中,而各比较例的测定值不在该范围内。由该图表中可以看出,第一含量比率R1的上限优选为55%,更优选为50%。另外,第二含量比率R2的上限优选为55%,特别优选为50%。进而,第一含量比率R1优选超过20%,第二含量比率R2优选为2%以上。
[0102] 另外,如果第一含量比率R1为21%以上且46%以下,并且,第二含量比率R2为3%以上且46%以下,则在所有实施例中,切削距离均可以获得0.5km以上的测定值。因此,第一含量比率和第二含量比率R1、R2更优选在该范围内。进而,如果第一含量比率R1为21%以上且46%以下,并且,第二含量比率R2为7%以上且46%以下,则作为切削距离,获得了0.58km以上的测定值,是更优选的(实施例1~5)。
[0103] 在实施例8和实施例9中,β-赛隆的Z值的测定值不在上述适宜的范围(0.7<Z值<1.5)内。该实施例8和实施例9的切削距离的测定值分别是0.51km、0.50km,并且,是与第一含量比率和第二含量比率R1、R2的测定值较接近的实施例1的切削距离的测定值0.67km相比要低的值。由此可以看出,β-赛隆的Z值优选大于0.5且小于1.7,进而,更优选大于0.7且小于1.5。另外,考虑到实施例1~实施例7的各Z值的测定值有±10%左右的测定误差,β-赛隆的Z值优选为1.0以上且1.4以下。进而,β-赛隆的Z值的更优选为1.0以上且1.2以下。
[0104] 在实施例6和实施例7中,赛隆烧结体中不含钇。另外,实施例6和实施例7的切削距离的测定值是比所有实施例的切削距离的平均值(约0.59km)要低的值。因此,优选赛隆烧结体的α-赛隆或晶粒间界相中包含钇。
[0105] 在这里,赛隆相中含有α-赛隆的实施例1~3的赛隆烧结体显示出比不含α-赛隆的实施例4、5的赛隆烧结体更高的切削性能(图4)。另外,如比较例6、7所示,12H-赛隆的含量低且不含α-赛隆的赛隆烧结体无法获得高的切削性能的评价。进而,如比较例1、4所示,即使在赛隆相中含有α-赛隆相的情况下,不含12H-赛隆的赛隆烧结体无法获得高的切削性能的评价。由这些实验结果也可以看出,赛隆烧结体的赛隆相中优选含有β-赛隆、12H-赛隆、α-赛隆中的每一种。
[0106] 图6是分别以赛隆烧结体的第二含量比率和第三含量比率为横轴和纵轴、与图5的图表同样地将图4的表所示的各个实施例和比较例的测定结果绘制而成的图表。在图6的图表中,进一步用虚线图示有上述第二含量比率和第三含量比率R2、R3的优选范围(5%≤R2≤30%,0%<R3≤15%)。在该图表中,在该范围内绘制有在图4的表中显示出较高的切削性能的实施例1~实施例3的各测定值,表明使第二含量比率和第三含量比率R2、R3在上述范围内是更优选的。
[0107] 另外,根据图4的评价结果,与实施例1、3相比,在实施例2中测定到了最大切削距离。由此可以看出,第二含量比率和第三含量比率R2、R3分别有可能为越接近上述范围的中央区域的值越优选。具体而言,第二含量比率R2更优选为10%以上且25%以下,进一步优选为15%以上且20%以下。另外,第三含量比率R3更优选为5%以上且10%以下,进一步优选为6%以上且8%以下。
[0108] 如上所述,利用使用本发明的赛隆烧结体的切削镶刀1,通过调节赛隆相中含有的β-赛隆、12H-赛隆、α-赛隆各自的含有比率,可以提高其抗磨损性能。尤其,对于该切削镶刀1,通过使赛隆相中的12H-赛隆的含有比率为适宜的范围,可以抑制赛隆烧结体的后刀面边界磨损性能的降低,并且可以提高抗VB磨损性能。
[0109] B.变形例
[0110] 另外,本发明并不限于上述实施例、实施方式,在不偏离其要旨的范围内可以以各种方式实施,例如如下所述的变形也是可能的。
[0111] B1.变形例1:
[0112] 在上述实施例中,使用赛隆烧结体构成切削镶刀1。然而,本发明的赛隆烧结体不限于切削镶刀,还可以作为其他工具、制品的部件使用。
[0113] B2.变形例2:
[0114] 在上述实施例的赛隆烧结体中可以进一步添加氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)等除赛隆晶粒以外的硬质颗粒。由此,可以进一步提高赛隆烧结体的抗磨损性能。另外,在赛隆烧结体中也可以包含除β-赛隆、12H-赛隆、α-赛隆以外的赛隆晶粒。