超高強度アルミナセラミック工具の開発

本研究では超高強度.高靱性のアルミナセラミック工具の開発を目的として,高速遠心成型法を用いて成形したアルミナセラミックを工具に成形しその切削性能について調査検討した.高速遠心成型法では99.99%,平均粒径0.22μmの高純度・超微粉アルミナを用いて焼結中の粒成長を抑制する添加物等を一切含まないスリップを作成し,金型に充填後,高速遠心機で10,000〜20,000Gの遠心力をかけて成形した.成形体を1230℃,1.5時間で焼結したところ,3点曲げ強度1330MPa,ビッカース硬さ2100の焼結体が得られた.焼結体を切削工具の成形(形状:SNPN120408)し,鋳鉄の旋削,炭素鋼(S45C)の旋削および炭素鋼(S45C)の正面フライス切削を行い,従来からあるアルミナセラミック工具(市販品)と比較・検討した.その結果以下のことが分かった.1.今回開発したアルミナセラミック工具は,3点曲げ強度1330MPa,ビッカース硬さ2100であり,これは従来あるアルミナセラミック工の強度(3点曲げ強度700MPa,ビッカース硬さ1900)に比べ格段に高強度である.鋳鉄の切削試験では新たに開発した工具は従来品に比べ1.6倍程度の耐摩耗性を示した.S45Cの旋削(切削速度200m/min,切込み1.0mm,送り0.21mm/rev)では従来品に比べ10倍近い耐摩耗性を示した.4.S45Cの正面フライス切削では開発した工具は従来品に比べ2倍程度の耐欠損性を示した.5.以上の結果から新たに開発したアルミナセラミック工具は従来からある市販品に比べ非常に優れた特性を示すことが判明した.

本研究では超高強度.高靱性のアルミナセラミック工具の開発を目的として,高速遠心成型法を用いて成形したアルミナセラミックを工具に成形しその切削性能について調査検討した.高速遠心成型法では99.99%,平均粒径0.22μmの高純度・超微粉アルミナを用いて焼結中の粒成長を抑制する添加物等を一切含まないスリップを作成し,金型に充填後,高速遠心機で10,000〜20,000Gの遠心力をかけて成形した.成形体を1230℃,1.5時間で焼結したところ,3点曲げ強度1330MPa,ビッカース硬さ2100の焼結体が得られた.焼結体を切削工具の成形(形状:SNPN120408)し,鋳鉄の旋削,炭素鋼(S45C)の旋削および炭素鋼(S45C)の正面フライス切削を行い,従来からあるアルミナセラミック工具(市販品)と比較・検討した.その結果以下のことが分かった.1.今回開発したアルミナセラミック工具は,3点曲げ強度1330MPa,ビッカース硬さ2100であり,これは従来あるアルミナセラミック工の強度(3点曲げ強度700MPa,ビッカース硬さ1900)に比べ格段に高強度である.鋳鉄の切削試験では新たに開発した工具は従来品に比べ1.6倍程度の耐摩耗性を示した.S45Cの旋削(切削速度200m/min,切込み1.0mm,送り0.21mm/rev)では従来品に比べ10倍近い耐摩耗性を示した.4.S45Cの正面フライス切削では開発した工具は従来品に比べ2倍程度の耐欠損性を示した.5.以上の結果から新たに開発したアルミナセラミック工具は従来からある市販品に比べ非常に優れた特性を示すことが判明した.