[發明專利]陶瓷燒結體、嵌件、切削工具和摩擦攪拌接合用工具

有效

• 申請號: 201880061975.1
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN111132952B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 小島惠人;米倉宏;勝祐介;光岡健
• 申請（專利權）人: 日本特殊陶業株式會社
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;B23B27/14;C04B41/87
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

提供：耐磨耗性和耐缺失性優異的陶瓷燒結體；且提供：使用了其性能優異的陶瓷燒結體的嵌件、切削工具和摩擦攪拌接合用工具。陶瓷燒結體包含：Al₂O₃(氧化鋁)、WC(碳化鎢)和ZrO₂(氧化鋯)，下述(1)、(2)中的一者或兩者的晶界中存在有Zr(鋯)元素。(1)Al₂O₃晶粒間的晶界；(2)Al₂O₃晶粒與WC晶粒的晶界。一種陶瓷燒結體，其還含有WC55.0～97.5vol％、ZrO₂0.1～18.0vol％，余量為Al₂O₃，ZrO₂由正方晶(T)、或正方晶(T)與單斜晶(M)的混晶形成。

技術領域

本發明涉及陶瓷燒結體、嵌件、切削工具和摩擦攪拌接合用工具。

背景技術

陶瓷材料例如用作鑄鐵高速加工的切削工具。鑄鐵高速加工中可使用的切削工具主要有氧化鋁系工具、氮化硅系工具、cBN工具，針對耐磨耗性和耐缺失性的改善，實施了下述的措施。

首先，對氧化鋁系工具進行說明。作為氧化鋁系工具，已知有由氧化鋁單質、氧化鋁-氧化鋯復合體形成的所謂白陶瓷系工具。白陶瓷系工具由于高硬度和優異的化學穩定性而為耐磨耗性優異的工具(參照專利文獻1)。

另外，作為氧化鋁系工具，已知有：添加有作為氧化鋁的晶粒生長抑制成分而添加的碳化鈦等硬質分散顆粒的所謂黑陶瓷系工具。黑陶瓷系工具的硬度和強度優異，與白陶瓷系工具相比為耐磨耗性優異的工具(參照專利文獻2)。

另外，作為氧化鋁系工具，還已知有：在氧化鋁中添加有碳化鎢、氧化鋯的工具。該工具除高強度和高硬度以外，熱導率優異，提出了用于作為難削材的耐熱合金加工(參照專利文獻3)。

接著，對氮化硅系工具進行說明。氮化硅系工具由于韌性高、且熱膨脹系數小，因此，耐缺失性優異，從鑄鐵的精加工用途至粗加工用途被使用(參照專利文獻4)。

接著，對cBN工具進行說明。cBN工具使用熱特性優異、且高溫特性高的cBN，因此，為實現兼顧耐磨耗性和耐缺失性的優異的工具(參照專利文獻5)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭57-100976號公報

專利文獻2：日本特開平3-290356號公報

專利文獻3：日本專利第5654714號公報

專利文獻4：日本特開2006-175561號公報

專利文獻5：日本特開2014-198637號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，對于上述各種工具，存在以下列舉的課題。

即，氧化鋁系工具為耐磨耗性優異的工具，但韌性低，耐缺失性差。因此，氧化鋁系工具的使用用途被限定于精加工等負荷少的加工用途。專利文獻1、2中公開的工具中，根據氧化鋯、碳化鈦的晶粒生長抑制效果而實現了氧化鋁的高強度化，但是在耐缺失性上仍然存在課題，加工領域被限定于精加工領域。另外，專利文獻3中，雖然實現了高強度化超過專利文獻1、2中記載的工具，但是由于氧化鋁量多，因此，熱膨脹系數高。因此，專利文獻3的工具的耐缺失性差。

氮化硅系工具為耐缺失性優異的工具，但與被削材的反應性高，耐磨耗性差。氮化硅系工具在精加工用途中與氧化鋁系工具、cBN工具相比耐磨耗性差。因此，氮化硅系工具的使用用途被限定于粗加工、間斷加工。