DE19523531A1 - Silberfarbenes, gesintertes Produkt und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Silberfarbenes, gesintertes Produkt und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein silberfarbe
nes, gesintertes Produkt, das für Ziergegenstände, Werkzeuge,
Gleitglieder, Klingen für den industriellen Gebrauch, Stempel,
Brillenrahmen, Besteck und Sportartikel, wie Schuhspikes, Golf
schläger etc., verwendet wird, und auf ein Verfahren für die
Herstellung desselben. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf ein silberfarbenes, gesintertes Produkt mit großer Festig
keit, hoher Härte, Beständigkeit gegenüber Absplittern, ausge
zeichneter Beständigkeit gegenüber Korrosion und ausgezeichne
ter schmückender Eigenschaft, welches als Schmuckmaterialien,
wie Rahmen für Uhren, Krawattennadeln, Armbänder, Ohrringe für
durchstochene Ohren, Ohrringe und Fischereiartikel, verwendet
werden kann, und auf ein Verfahren für die Herstellung dessel
ben.
Ziergegenstände, wie Panzerungsteile für Uhren u. dgl.,
müssen eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine erhöhte Kratz
beständigkeit und einen langanhaltenden Metallglanz besitzen.
Als Materialien mit einem Metallglanz, die sich am besten für
eine Verwendung als Schmuckteile eignen, wurden rostfreier
Stahl und Metallcarbide verwendet, wie gesinterte Legierungen,
die durch Binden von WC und TiC mit solchen Metallen, wie Ni
und Co, erhalten wurden.
Der rostfreie Stahl weist eine ausgezeichnete Korrosionsbe
ständigkeit auf, besitzt aber eine niedrige Härte und ist nicht
kratzfest. Die vorwiegend WC und TiC enthaltenden und mit Me
tallelementen, wie Ni und Co, gebundenen gesinterten Legierun
gen zeigen keine Probleme in bezug auf die Härte, besitzen aber
eine niedrige Korrosionsbeständigkeit gegenüber menschlichem
Schweiß und Meerwasser.
In den letzten Jahren wurden gesinterte Produkte mit TiB₂,
die Titanboride mit hoher Härte und ausgezeichneter Korrosions
beständigkeit sind, entwickelt und in praktischen Gebrauch ge
setzt (siehe beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift
Nr. 27975/1983, die japanische Patentveröffentlichung Nr.
18458/1984, die japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr.
270265/1986 und 294739/1993).
Diese gesinterten Produkte mit TiB₂ weisen eine Biegefe
stigkeit von 800 bis 1000 MPa, eine Vickers-Härte von 18 bis 24
GPa, eine Bruchzähigkeit von 4 bis 7 MPa·m1/2 und eine ausge
zeichnete Korrosionsbeständigkeit auf.
Die obenerwähnten gesinterten Produkte mit TiB₂ müssen je
doch bei einer so hohen Temperatur wie 1600 bis 2000°C gesin
tert werden, d. h. die Sinterfähigkeit ist gering.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines
silberfarbenen, gesinterten Produktes mit ausgezeichneten
Eigenschaften, wie Härte, Korrosionsbeständigkeit etc., welches
mit jenen des gesinterten Produktes mit TiB₂ vergleichbar ist,
und das bei einer so niedrigen Temperatur wie 1300 bis 1600°C
gesintert werden kann, und auf ein Verfahren für die Herstel
lung desselben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht da
rin, ein silberfarbenes gesintertes Produkt für Schmuckstücke
zu schaffen, welches bei einer Verwendung als Ziergegenstand
beim Verwender keine Metallallergien verursacht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein silberfarbenes,
gesintertes Produkt geschaffen, das zumindest Titan, Kohlen
stoff und Bor als konstituierende Elemente enthält und eine
ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, eine Biegefestigkeit
von nicht weniger als 700 MPa, eine Vickers-Härte von nicht
weniger als 9,0 GPa und eine Bruchzähigkeit von nicht weniger
als 5,0 MPa·m1/2 aufweist, wobei das gesinterte Produkt in der
Zusammensetzung desselben eine Metallboridphase enthält, die
durch die folgende Zusammensetzungsformel (I) dargestellt wird,
sowie eine Metallcarbidphase, die durch die folgende Zusammen
setzungsformel (II) dargestellt wird,
(TiaMb)Bc (I),
(TixNy)Cz (II)
(TixNy)Cz (II)
worin M und N jeweils zumindest eines der aus den Elementen
der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems, jedoch un
ter Ausschluß von Ti, bezeichnen und
a, b, c, x, y und z den folgenden Beziehungen genügen:
0,8 ≦ a ≦ 1,0
0 ≦ b ≦ 0,2.
0,8 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,8 ≦ x ≦ 1,0
0 ≦ y ≦ 0,2
0,6 ≦ z ≦ 1,0
x + y = 1.
a, b, c, x, y und z den folgenden Beziehungen genügen:
0,8 ≦ a ≦ 1,0
0 ≦ b ≦ 0,2.
0,8 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,8 ≦ x ≦ 1,0
0 ≦ y ≦ 0,2
0,6 ≦ z ≦ 1,0
x + y = 1.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
ein silberfarbenes, gesintertes Produkt geschaffen, das als Me
tallkomponenten eine vorwiegend aus Titan zusammengesetzte Bo
ridphase und eine vorwiegend aus Titan zusammengesetzte Carbid
phase enthält, wobei der Rest eine vorwiegend aus Titan zusam
mengesetzte Metallphase und unvermeidliche Verunreinigungen
sind, wenn die Zusammensetzungsformeln des Borids und Carbids,
basierend auf ihren Atomverhältnissen, als
(TiaMb)Bc,
(TixNy)Cz
(TixNy)Cz
ausgedrückt werden, worin M und N jeweils zumindest eines
der aus den Elementen der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodi
schen Systems, jedoch unter Ausschluß von Ti, bezeichnen und
a, b, c, x, y und z den folgenden Beziehungen genügen:
0,8 ≦ a ≦ 1,0
0 ≦ b ≦ 0,2
0,8 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,8 ≦ x ≦ 1,0
0 ≦ y ≦ 0,2
0,6 ≦ z ≦ 1,0
x + y = 1.
0,8 ≦ a ≦ 1,0
0 ≦ b ≦ 0,2
0,8 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,8 ≦ x ≦ 1,0
0 ≦ y ≦ 0,2
0,6 ≦ z ≦ 1,0
x + y = 1.
Das gesinterte Produkt nach dieser Ausführungsform besitzt
eine ausgezeichnete Festigkeit, Härte, Beständigkeit gegenüber
Absplittern, Korrosionsbeständigkeit, eine günstige Sinterfä
higkeit und weist eine silberfarbene Spiegelebene auf.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung wird ein silberfarbenes, gesintertes Produkt geschaf
fen, das Titan in einer Menge von 80 bis 95 Gewichts-%, Bor in
einer Menge von 3 bis 12 Gewichts-% und Kohlenstoff in einer
Menge von 2 bis 8 Gewichts-% auf die Gesamtmenge von Titan,
Kohlenstoff und Bor umfaßt, welche die konstituierenden Ele
mente sind, wobei das gesinterte Produkt eine TiC-Phase und
eine TiB-Phase zusammen aufweist, wie auch ein silberfarbenes,
gesintertes Produkt, das unter Ausschluß von Ti Elemente der
Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems in Mengen von
0,5 bis 20,0 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der drei
Hauptkomponenten von 80 bis 95 Gewichts-% Titan, 3 bis 12
Gewichts-% Bor und 2 bis 8 Gewichts-% Kohlenstoff enthält,
wobei das gesinterte Produkt eine TiC-Phase und eine TiB-Phase
zusammen aufweist.
Diese gesinterten Produkte besitzen auch eine ausgezeich
nete Festigkeit, Härte, Beständigkeit gegenüber Absplittern,
Korrosionsbeständigkeit und Sinterfähigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein silberfar
benes, gesintertes Produkt der obenerwähnten zweiten Ausfüh
rungsform geschaffen, worin der Gehalt an Metallen, die als
Ursache von Allergien wirken können, derart unterdrückt ist,
daß er nicht größer als 0,3 Gewichts-% auf die Gesamtmenge des
gesinterten Produktes ist.
Das gesinterte Produkt besitzt eine ausgezeichnete Festig
keit, Härte, Beständigkeit gegenüber Absplittern, Korrosions
beständigkeit und Sinterfähigkeit, wie oben beschrieben wurde.
Außerdem - selbst wenn aus diesem gesinterten Produkt herge
stellte Ziergegenstände von Menschen getragen werden - werden
sie für Menschen nicht zu einer Ursache von Allergien.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren
für die Herstellung eines silberfarbenen, gesinterten Produktes
durch Formen einer Mischung eines Titanpulvers, eines Carbid
pulvers von Titan und eines Boridpulvers von Titan zu einem
Gegenstand einer vorbestimmten Gestalt und durch Brennen des
geformten Gegenstandes in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre
bei einer Temperatur von 1300 bis 1600°C geschaffen.
Fig. 1 ist ein Schaubild, das die Struktur eines silberfar
benen, gesinterten Produktes gemäß einer zweiten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung, wie beobachtet, veranschau
licht, wobei ein SEM (Rasterelektronenmikroskop) verwendet
wird.
Das silberfarbene, gesinterte Produkt nach der vorliegenden
Erfindung enthält zumindest Titan, Kohlenstoff und Bor als we
sentliche konstituierende Elemente und besitzt eine Struktur,
die eine Titanboridphase oder eine Boridphase aufweist, welche
vorwiegend aus Titan als Metallkomponente zusammengesetzt ist,
und eine Titancarbidphase oder eine Carbidphase, die vorwiegend
aus Titan als Metallkomponente zusammengesetzt ist.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegen
den Erfindung trägt die Titancarbidphase oder die Carbidphase,
die vorwiegend aus Titan als Metallkomponente im gesinterten
Produkt zusammengesetzt ist, zu einer Silberfärbung bei, und
die Titanboridphase oder die Carbidphase, die vorwiegend aus
Titan als Metallkomponente zusammengesetzt ist, trägt zur Ver
besserung mechanischer Eigenschaften, wie Biegefestigkeit,
Vickers-Härte und Bruchzähigkeit, bei.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das gesinterte Pro
dukt nach der vorliegenden Erfindung durch Brennen bei einer
Temperatur erhalten wird, die so relativ niedrig ist wie 1300
bis 1600°C.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
umfaßt das silberfarbene, gesinterte Produkt ein Titan enthal
tendes Borid und ein Titan enthaltendes Carbid, wobei der Rest
eine Metallphase ist, die vorwiegend aus Titan und unvermeidba
ren Verunreinigungen zusammengesetzt ist, wenn die Zusammenset
zungsformeln des Borids und des Carbids, basierend auf ihren
Atomverhältnissen, als (TiaMb)Bc und (TixNy)Cz ausgedrückt werden
(worin M und N, jeweils zumindest eines der aus den Elementen
der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems ausgewählten
Elemente sind, jedoch unter Ausschluß von Ti) wobei a, b, c, x,
y und z den folgenden Beziehungen genügen, d. h. 0,8 ≦ a ≦ 1,0,
0 ≦ b ≦ 0,2, 0,8 ≦ c ≦ 1,0, a + b = 1, 0,8 ≦ x ≦ 1,0, 0 ≦ y ≦
0, 2, 0, 6 ≦ z ≦ 1, 0 und x + y = 1.
Unten sind die Gründe angeführt, weshalb das gesinterte
Produkt nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in
der oben beschriebenen Weise begrenzt ist.
Es ist erwünscht, daß die Gesamtmenge des Ti enthaltenden
Borids (hiernach als Ti-Borid bezeichnet) und des Ti enthalten
den Carbids (hiernach als Ti-Carbid bezeichnet) nicht kleiner
als 60 Gewichts-% ist. Wenn diese Menge kleiner als 60 Ge
wichts-% ist, nimmt die Menge der harten Phase im gesinterten
Produkt ab, und die Härte vermindert sich. Es ist besonders er
wünscht, daß die Gesamtmenge des Ti-Carbids und des Ti-Borids
nicht kleiner als 70 Gewichts-% sei.
Das Atomverhältnis von Ti im Ti-Borid wird so gewählt, daß
0,8 ≦ a ≦ 1,0 ist, d. h. das Atomverhältnis des Metalles M wird
so gewählt, daß 0 ≦ b ≦ 0,2 ist. Dies ist so, weil die Sinter
fähigkeit beeinträchtigt wird und die Festigkeit auch abnimmt,
wenn das Atomverhältnis a von Ti kleiner als 0,8 ist (das Atom
verhältnis des Metalles M ist größer als 0,2). Es ist er
wünscht, daß das Atomverhältnis von Ti im Ti-Borid 0,85 ≦ a ≦
0,95 sei, d. h. das Atomverhältnis des Metalles M ist 0,05 ≦ b ≦
0,15.
Ferner wird das Atomverhältnis c von Bor im Ti-Borid so
gewählt, daß 0,8 ≦ c ≦ 1,0 ist. Dies ist so, weil die Sinter
fähigkeit beeinträchtigt wird und sich Hohlräume entwickeln,
wenn das Atomverhältnis c von Bor kleiner als 0,8 ist. Wenn das
Atomverhältnis c größer als 1,0 ist, nimmt die Festigkeit ande
rerseits auf Grund von freiem Bor ab. Es ist erwünscht, daß das
Atomverhältnis c von Bor im Ti-Borid 0,9 ≦ c ≦ 1,0 sei.
Das Atomverhältnis x von Ti im Ti-Carbid wird so gewählt,
daß 0,8 ≦ x ≦ 1,0 ist, d. h. das Atomverhältnis des Metalles N
wird so ausgewählt, daß 0 ≦ y ≦ 0,2 ist. Das ist so, weil die
Sinterfähigkeit beeinträchtigt wird und die Festigkeit abnimmt,
wenn das Atomverhältnis x von Ti kleiner als 0,8 ist (das Atom
verhältnis des Metalles N ist größer als 0,2). Es ist er
wünscht, daß das Atomverhältnis x von Ti im Ti-Carbid 0,80 ≦ x
≦ 0,95, sei, d. h. das Atomverhältnis des Metalles N ist 0,05 ≦
y ≦ 0,20, und insbesondere, daß 0,90 ≦ x ≦ 0,95 und 0,05 ≦ y ≦
0,10 sei.
Das Atomverhältnis z von Kohlenstoff im Ti-Carbid wird so
gewählt, daß 0,6 ≦ z ≦ 1,0 ist. Dies ist so, weil die Sinterfä
higkeit beeinträchtigt wird und sich Hohlräume entwickeln, wenn
das Atomverhältnis z kleiner als 0,6 ist, und wenn das Atomver
hältnis z größer als 1,0 ist, die Festigkeit auf Grund frei
werdenden Kohlenstoffes verlorengeht. Es ist erwünscht, daß
das Atomverhältnis z von Kohlenstoff im Ti-Carbid 0,7 ≦ z ≦ 0,9
betrage.
Hier ist M oder N zumindest eines der Elemente der Gruppen
4a, 5a und 6a des Periodischen Systems (ausschließlich Ti).
Durch Feststoffauflösung dieser Metalle im Ti-Borid und im Ti-
Carbid wird ermöglicht, mechanische Eigenschaften, wie Biege
festigkeit, Vickers-Härte, Bruchzähigkeit etc., zu verbessern.
Die Elemente der Gruppe 4a des Periodischen Systems
schließen Zr und Hf ein, die Elemente der Gruppe 5a des Perio
dischen Systems schließen V, Nb und Ta ein, und die Elemente
der Gruppe 6a des Periodischen Systems schließen Cr, Mo und W
ein. Als Additive sind Mo, Ta und W am erwünschtesten.
Es ist erwünscht, daß das silberfarbene, gesinterte Produkt
nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht weni
ger als 70 Gewichts-% des Ti-Borids und des Ti-Carbids umfasse,
wobei der Rest eine Metallphase ist, die vorwiegend aus Titan
und unvermeidbaren Verunreinigungen zusammengesetzt ist, wenn
die Zusammensetzungsformeln des Borids und des Carbids, basie
rend auf ihren Atomverhältnissen, als (TiaMB)Bc und (TixNy)Cz
ausgedrückt werden (worin M und N, bzw. zumindest eines der aus
den Elementen der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Sy
stems ausgewählten Elemente sind, jedoch unter Ausschluß von
Ti), wobei a, b, c, x, y und z den folgenden Beziehungen ge
nügen, d. h. 0,85 ≦ a ≦ 0,95, 0,05 ≦ b ≦ 0,15, 0,9 ≦ c ≦ 1,0, a
+ b = 1, 0,90 ≦ x ≦ 0,95, 0,05 ≦ y ≦ 0,10, 0,7 ≦ z ≦ 0,9 und x
+ y = 1.
Das silberfarbene, gesinterte Produkt nach der vorliegenden
Erfindung schließt vorwiegend die (TiaMb)Bc-Phase und die
(TixNy)Cz-Phase ein sowie eine vorwiegend aus dem Metall Titan
zusammengesetzte Metallphase an den Korngrenzen derselben. Die
Metallphase kann die Metalle M und N umfassen.
Das silberfarbene, gesinterte Produkt nach der vorliegenden
Erfindung wird durch Mischen eines Titanpulvers, eines Titan
carbidpulvers und eines Titanboridpulvers als Ausgangspulver
erhalten, wie auch zumindest einer Art eines von V, Cr, Zr, Nb,
Mo, Hf, Ta und W ausgewählten Metalles oder eines Pulvers von
zumindest einem der Carbide, Boride und Nitride dieser Metalle,
durch Pulverisieren dieser Pulver, Zugeben eines Binders in
einer vorbestimmten Menge an dasselbe, Formen der Mischung zu
einem Gegenstand oder einer erwünschten Gestalt unter vorbe
stimmtem Druck, Entfernen des Binders aus demselben in einer
nicht-oxydierenden Atmosphäre bei einer vorbestimmten Tempera
tur, und Brennen des Gegenstandes bei einer vorbestimmten Tem
peratur.
In wünschbarer Weise wird das silberfarbene, gesinterte
Produkt gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
durch Wiegen eines Titancarbids und eines Titanborids mit Par
tikelgrößen von 0,5 bis 3,0 µm, eines Titanpulvers mit einer
Partikelgröße von 4 bis 300 µm, von VC mit einer Partikelgröße
von 1,0 bis 10,0 µm und eines Mo₂C-Pulvers etc., durch Mischen
und Pulverisieren derselben in einem organischen Lösungsmittel,
wie Azeton, durch Zugeben eines organischen Binders an densel
ben, und durch Formen der Mischung zu einem Gegenstand einer
erwünschten Gestalt erhalten. Vom geformten Gegenstand wird
dann der Binder in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei
einer vorbestimmten Temperatur entfernt, und der Gegenstand
wird in einem Vakuumheizofen bei einer vorbestimmten Temperatur
gebrannt.
Hier kann das Titanborid entweder TiB₂ oder TiB sein. Wenn
TiB₂ als Ausgangsmaterial verwendet wird, reagieren das TiB₂
und das Titanmetall miteinander bei 1300 bis 1600°C, um ein
Titanborid (TiB) zu bilden.
Es ist erwünscht, daß das Titanborid zumindest teilweise in
Form von nadelartigen Kristallen im gesinterten Produkt vorkom
me, es braucht aber nicht notwendigerweise in Form von nadelar
tigen Kristallen vorzukommen. Wenn die TiB-Partikel teilweise
die Form von nadelartigen Kristallen annehmen, wird dadurch er
möglicht, die Zähigkeit des gesinterten Produktes noch weiter
zu verbessern.
Das Brennen wird in einer Atmosphäre eines Vakuumgrades von
10-1 bis 10-5 Torr oder in verschiedenen Atmosphären unter redu
ziertem Drucke oder ohne die Anwendung von Druck bei einer Tem
peratur von 1300 bis 1600°C ausgeführt. Es ist erwünscht, das
Brennen mit heißisostatischem Pressen (HIP) in einer nicht-oxy
dierenden Atmosphäre unter dem Drucke von 100 bis 2000 atms bei
1200 bis 1400°C weiter auszuführen. Die Brennzeit beträgt für
gewöhnlich 0,5 bis 5 Stunden, obwohl sie je nach Größe der Pro
be variieren kann. Nach dem Brennen wird die Oberfläche des ge
sinterten Produktes wie eine Spiegelplatte poliert, wobei eine
Diamantpaste od. dgl. verwendet wird, um eine glänzende Silber
farbe zu erhalten.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegenden
Erfindung werden die Eigenschaften durch den Einschluß von
kleinen Mengen an Verunreinigungen, anderen Verbindungen oder
Metallen nicht beeinflußt, vorausgesetzt daß den obenerwähnten
Zusammensetzungsbereichen nach der vorliegenden Erfindung ent
sprochen wird.
Wird das silberfarbene, gesinterte Produkt nach der vorlie
genden Erfindung beispielsweise als Schmuckartikel verwendet,
der in direkten Kontakt mit der menschlichen Haut gebracht
wird, ist es erwünscht, daß die mit M und N bezeichneten Ele
mente der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems V, Zr,
Nb, Mo, Hf, Ta und W seien. Um eine Allergie zu verhindern, ist
es weiter erwünscht, daß Metallverunreinigungen (Al, Cr, Mn,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Rh, Pd, Cd, Sn und Sb), die die Ursache von
Allergien sein können, in Mengen von nicht mehr als 0,3 Ge
wichts-% im gesinterten Produkt enthalten sind.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegen
den Erfindung trägt die Phase (TixNy)Cz im gesinterten Produkt
zur Verleihung einer Silberfarbe bei, und die Phase (TiaMb)Bc
wird bei einer niedrigen Temperatur gebildet und trägt weiter
dazu bei, mechanische Eigenschaften, wie Biegefestigkeit,
Vickers-Härte, Bruchzähigkeit etc., zu verbessern. Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird das gesinterte Produkt vorwiegend
durch die Phase (TiaMb)Bc und die Phase (TixNy)Cz konstituiert
und zeigt dadurch eine glänzende Silberfarbe, eine ausgezeich
nete Biegefestigkeit von nicht weniger als 700 MPa, eine
Vickers-Härte von nicht weniger als 9,0 Gpa und eine Bruchzä
higkeit von nicht weniger als 5,0 MPa·m1/2 und wird ferner bei
einer so niedrigen Temperatur wie 1300 bis 1600°C gesintert.
Solch ein silberfarbenes, gesintertes Produkt kann als
Ziergegenstand verwendet werden, wie als Uhrgehäuse, Uhrenbän
der, Halsbänder, Armbänder etc., wie auch für Scheren, Klingen,
Angelgetriebe und für beliebige andere Werkzeuge und Maschinen
teile.
Das silberfarbene, gesinterte Produkt gemäß der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält typischer
weise Titan, Kohlenstoff und Bor als konstituierende Elemente,
worin Titan in einer Menge von 80 bis 95 Gewichts-%, Bor in
einer Menge von 3 bis 12 Gewichts-% und Kohlenstoff in einer
Menge von 2 bis 8 Gewichts-% auf die Gesamtmenge des gesinter
ten Produktes enthalten ist, welches die TiC-Phase und die TiB-
Phase zusammen enthält. Hier ist erwünscht, daß die TiB-Phase
teilweise in Form von nadelartigen Kristallen vorkommt.
Ferner enthält das silberfarbene, gesinterte Produkt gemäß
der zweiten Ausführungsform Elemente der Gruppen 4a, 5a und 6a
des Periodischen Systems (ausschließlich Ti) in Mengen von 0,5
bis 20,0 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der drei Haupt
komponenten von 80 bis 95 Gewichts-% Titan, 3 bis 12 Gewichts-%
Bor und 2 bis 8 Gewichts-% Kohlenstoff, wobei das gesinterte
Produkt die TiC-Phase und die TiB-Phase zusammen enthält. Hier
ist erwünscht, daß die TiB-Phase teilweise in Form von nadelar
tigen Kristallen vorkommt.
Von den gesinterten Produkten nach der zweiten Ausführungs
form wird das frühere silberfarbene, gesinterte Produkt durch
Formen einer Mischung eines Titanpulvers, eines Carbidpulvers
von Titan und eines Boridpulvers von Titan zu einem Gegenstand
einer vorbestimmten Gestalt und durch Brennen des geformten Ge
genstandes in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei einer
Temperatur von 1300 bis 1600°C erhalten.
Unten sind die Gründe erwähnt, weswegen die Mengen an Ti
tan, Kohlenstoff und Bor in den silberfarbenen, gesinterten
Produkten nach der Ausführungsform der Erfindung die oben be
schriebenen Grenzen aufweisen.
Erstens wird die Titanmenge so ausgewählt, daß sie 80 bis
95 Gewichts-% auf die Gesamtmenge beträgt. Dies ist so, weil
sich die Sinterfähigkeit bei einer kleineren Titanmenge als 80
Gewichts-% verschlechtert und das gesinterte Produkt an Festig
keit verliert. Wenn die Titanmenge 95 Gewichts-% überschreitet,
dürfen anderseits die TiC-Phase und die TiB-Phase, welche harte
Phasen sind, nicht mehr zusammen vorkommen, und das gesinterte
Produkt zeigt eine verminderte Härte. Es ist erwünscht, daß
Titan in einer Menge von 85 bis 90 Gewichts-% in der Gesamtmen
ge enthalten sei. Das gesinterte Produkt kann Titan teilweise
als Metall enthalten. Es ist erwünscht, daß die Titanmenge, die
als Metall vorkommt, nicht größer als 40 Gewichts-% und insbe
sondere nicht größer als 30 Gewichts-% ist.
Die Bormenge wird so gewählt, daß sie 3 bis 12 Gewichts-%
auf die Gesamtmenge beträgt. Dies verhält sich so, weil bei
einer kleineren Bormenge als 3 Gewichts-% das TiB, welches die
harte Phase ist, nicht vorkommt und die Härte verlorengeht.
Wenn die Bormenge 12 Gewichts-% überschreitet, wird anderseits
das TiB₂, das ein Diborid ist, in großen Mengen gebildet, und
das Brennen muß bei einer hohen Temperatur ausgeführt werden.
Es ist erwünscht, daß Bor in einer Menge von 4 bis 9 Gewichts-%
auf die Gesamtmenge enthalten ist.
Die Kohlenstoffmenge wird so gewählt, daß sie 2 bis 8 Ge
wichts-% auf die Gesamtmenge beträgt. Dies verhält sich so,
weil bei einer kleineren Kohlenstoffmenge als 2 Gewichts-% das
TiC, welches die harte Phase ist, nicht vorkommt und die Härte
verlorengeht. Wenn die Kohlenstoffmenge größer als 8 Gewichts-%
ist, verbleibt anderseits Kohlenstoff im gesinterten Produkt,
was zu einer Abnahme der Sinterfähigkeit führt. Es ist er
wünscht, daß Kohlenstoff in einer Menge von 3 bis 6 Gewichts-%
auf die Gesamtmenge enthalten ist.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegen
den Erfindung schließt das gesinterte Produkt die TiC-Phase und
die TiB-Phase ein. Hier ist erwünscht, daß die TiB-Phase teil
weise in Form von nadelartigen Kristallen vorkommt. Dies ver
hält sich so, weil die Tatsache, daß die TiB-Partikel teilweise
in Form von nadelartigen Kristallen vorkommen, die Festigkeit
des gesinterten Produktes stark ansteigen läßt.
Die nadelartigen Kristalle umfassen sogar Stifte mit großem
Durchmesser, und es ist erwünscht, daß die TiB-Partikel ein As
pektverhältnis (langer Durchmesser/kurzer Durchmesser) von 1,5
bis 10 und einen kurzen Durchmesser von 0,5 bis 20 µm aufwei
sen. Dies verhält sich so, weil bei den obenerwähnten Größen
der TiB-Partikel sich ihre Zähigkeit stark verbessern läßt.
Wenn der obenerwähnte Bereich überschritten wird, zeigt das
gesinterte Produkt jedoch eine verminderte Dichte. Die TiB-
Partikel besitzen eine anisotrope Eigenschaft und nehmen vor
aussichtlich eine nadelartige, kristalline Form an.
Die TiB-Phase braucht nur teilweise in einer nadelartigen,
kristallinen Form vorzukommen. Es ist erwünscht, daß vom Stand
punkt der Verbesserung der Zähigkeit aus die nadelartigen Kri
stalle in einer nicht kleineren Menge als 20 Gewichts-% auf die
Gesamtmenge der TiB-Partikel vorkommen. Die TiB-Phase kann
vollständig in der nadelartigen, kristallinen Form vorkommen.
Von den silberfarbenen, gesinterten Produkten nach der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt das
gesinterte Produkt, das zusätzlich zu den Hauptkomponenten
Titan, Kohlenstoff und Bor Elemente der Gruppen 4a, 5a und 6a
des Periodischen Systems (ausschließlich Ti) enthält, auf Grund
der Zugabe dieser Elemente in vorbestimmten Mengen zu den oben
erwähnten Hauptkomponenten weitere verbesserte mechanische
Eigenschaften, wie Biegefestigkeit, Vickers-Härte und Bruchzä
higkeit.
Die Zugabemenge wird so gewählt, daß sie 0,5 bis 20 Ge
wichtsteile auf 100 Gewichtsteile der obenerwähnten Hauptkompo
nenten beträgt. Dies verhält sich so, weil bei einer kleineren
Zugabemenge dieser Elemente als 0,5 Gewichtsteile die mechani
schen Eigenschaften wenig verbessert werden. Wenn anderseits
die Zugabemenge dieser Elemente größer als 20,0 Gewichtsteile
ist, verschlechtert sich die Sinterfähigkeit, und die Festig
keit nimmt auch ab. Es ist erwünscht, daß die Elemente der
Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems in Mengen von 2
bis 16 Gewichtsteilen vorkommen. Die meisten dieser Elemente
der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems lösen sich
als Feststoffe .in der TiB-Phase oder in der TiC-Phase auf, um
diese Eigenschaften verbessern zu helfen.
Am wünschenswertesten enthält die Zusammensetzung Titan in
einer Menge von 85 bis 90 Gewichts-%, Bor in einer Menge von 4
bis 9 Gewichts-% und Kohlenstoff in einer Menge von 3 bis 6 Ge
wichts-%, schließt hauptsächlich die TiC-Phase und die TiB-
Phase ein, und enthält ferner Elemente der Gruppen 4a, 5a und
6a des Periodischen Systems (ausschließlich Ti) in Mengen von 2
bis 16 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der obigen Haupt
komponenten.
Es ist ferner erwünscht, daß die TiB-Phase teilweise in
einer nadelartigen, kristallinen Form vorkommt.
Das gesinterte Produkt schließt hauptsächlich die TiC-Phase
und die TiB-Phase ein. Das Metall Titan wie auch Elemente der
Gruppen 4a, 5a, 6a des Periodischen Systems können an den Korn
grenzen derselben vorkommen. Elemente der Gruppen 4a, 5a und 6a
des Periodischen Systems können in der TiC-Phase und in der
TiB-Phase als Feststoffe aufgelöst sein.
Elemente der Gruppe 4a des Periodischen Systems schließen
Zr und Hf ein, Elemente der Gruppe 5a des Periodischen Systems
schließen V, Nb und Ta ein, und Elemente der Gruppe 6a des Pe
riodischen Systems schließen Cr, Mo und W ein. Als Additive
können am erwünschtesten Mo, Ta und W verwendet werden. Wenn
das silberfarbene, gesinterte Produkt nach der vorliegenden Er
findung als Ziergegenstand verwendet wird, ist es erwünscht,
daß die Elemente der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen
Systems V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W sind. Um Allergien zu ver
hüten, ist ferner erwünscht, daß das gesinterte Produkt in
nicht größeren Mengen als 0,3 Gewichts-% metallische Verunrei
nigungen (AI, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Rh, Pd, Cd, Sn, Sb)
enthalte, die als Ursache von Allergien gelten.
Das silberfarbene, gesinterte Produkt nach der vorliegenden
Erfindung wird beispielsweise durch Mischen eines Titanpulvers,
eines Carbidpulvers von Titan und eines Boridpulvers von Titan
als Ausgangspulver und ferner durch Mischen eines oder mehrerer
Elemente der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems
oder von Carbiden oder Boriden derselben, durch Pulverisieren
der Mischung, durch Zugabe eines Binders in einer vorbestimmten
Menge an dieselben, durch Formen der Mischung zu einem Gegen
stand einer erwünschten Gestalt unter einem vorbestimmten Druck
und durch Brennen des Gegenstandes in einer nicht-oxydierenden
Atmosphäre bei einer vorbestimmten Temperatur erhalten.
In wünschbarer Weise wird das silberfarbene, gesinterte
Produkt nach der vorliegenden Erfindung durch Wiegen eines Ti
tancarbids und eines Titanborids mit Partikelgrößen von 0,5 bis
3,0 µm, eines Titanpulvers mit einer Partikelgröße von 5 bis
250 µm und nötigenfalls von Elementen der Gruppen 4a, 5a und 6a
des Periodischen Systems oder Carbid-, Nitrid- und Boridpulvern
derselben mit Partikelgrößen von 1,0 bis 10,0 µm, durch Mischen
und Pulverisieren derselben in einem organischen Lösungsmittel,
wie Azeton, durch Zugabe eines organischen Binders an diesel
ben, und durch Formen der Mischung zu einem Gegenstand einer
erwünschten Gestalt erhalten. Vom geformten Gegenstand wird
dann der Binder in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei
einer vorbestimmten Temperatur entfernt, und der Gegenstand
wird in einem Vakuumheizofen bei einer vorbestimmten Temperatur
gebrannt.
Hier kann das Titanborid entweder TiB₂ oder TiB sein. Wenn
TiB₂ als Ausgangsmaterial verwendet wird, reagieren das TiB₂
und das Metall Titan miteinander bei 1300 bis 1600°C zur Bil
dung von TiB.
Das Brennen wird in einer Atmosphäre eines Vakuumgrades von
10-1 bis 10-5 Torr in verschiedenen Atmosphären unter einem re
duzierten Druck oder ohne die Anwendung von Druck bei einer
Temperatur von 1300 bis 1600°C ausgeführt. Wenn Elemente der
Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems oder Carbide,
Nitride und Boride derselben zugegeben werden sollen, ist es
erwünscht, das Brennen mit heißisostatischem Pressen (HIP) in
einer nicht-oxydierenden Atmosphäre unter dem Drucke von 100
bis 2000 atms bei 1200 bis 1400°C weiter auszuführen. Die
Brennzeit beträgt für gewöhnlich 0,5 bis 5 Stunden, obwohl sie
je nach der Größe der Probe variieren kann. Nach dem Brennen
wird die Oberfläche des gesinterten Produktes wie eine Spie
gelplatte poliert, wobei eine Diamantpaste od. dgl. benutzt
wird, um eine glänzende Silberfarbe zu erhalten.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegen
den Erfindung werden die Eigenschaften durch den Einschluß
kleiner Mengen an Verunreinigungen, anderen Verbindungen oder
Metallen nicht beeinflußt, vorausgesetzt daß den oben erwähnten
Zusammensetzungsbereichen der vorliegenden Erfindung entspro
chen wird.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegen
den Erfindung trägt die TiC-Phase im gesinterten Produkt zur
Verleihung einer Silberfarbe bei, und die TiB-Phase trägt zur
Verbesserung von mechanischen Eigenschaften, wie Biegefestig
keit, Vickers-Härte, Bruchzähigkeit etc., bei. Gemäß der vor
liegenden Erfindung wird das gesinterte Produkt vorwiegend
durch die TiC-Phase und die TiB-Phase konstituiert, und zeigt
folglich eine glänzende Silberfarbe, eine ausgezeichnete Biege
festigkeit von nicht weniger als 700 MPa, eine Vickershärte von
nicht weniger als 9,0 GPa und eine Bruchzähigkeit von nicht
weniger als 5,0 MPa·m1/2, und wird weiter bei einer so niedrigen
Temperatur wie 1300 bis 1600°C gesintert.
Durch das teilweise Vorkommen der TiB-Phase in Form von
nadelartigen Kristallen wird die Bruchzähigkeit weiter verbes
sert. Elemente der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Sy
stems, die zugegeben werden, tragen zu einer weiteren Verbes
serung der mechanischen Eigenschaften, wie Biegefestigkeit,
Vickers-Härte, Bruchzähigkeit etc., bei.
Solch ein silberfarbenes, gesintertes Produkt kann als
Ziergegenstand, wie Uhrengehäuse, Uhrenbänder, Halsbänder, Arm
bänder etc., wie auch für Scheren, Klingen, Angelgetriebe und
für beliebige andere Werkzeuge und Maschinenteile verwendet
werden.
Von den silberfarbenen, gesinterten Produkten gemäß der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ge
wünscht, daß das als Ziergegenstand verwendete Produkt, das mit
dem menschlichen Körper, wie mit der menschlichen Haut, in Kon
takt kommt, Metalle in Mengen von nicht mehr als 0,3 Gewichts-%
auf die Gesamtmenge enthält, die eine Ursache für Allergien
sein können. Konkret gesprochen, ist erwünscht, daß Metalle,
die eine Ursache für Allergien sein können, wie Al, Cr, Mn, Fe,
Co, Ni, Cu, Zn, Rh, Pd, Cd, Sn und Sb etc., in einer Gesamt
menge von nicht mehr als 0,3 Gewichts-% im gesinterten Produkt
enthalten seien.
Der Grund, weswegen die Menge solcher Metalle die oben be
schriebenen Begrenzungen hat, liegt darin, daß bei einer größe
ren Menge als 0,3 Gewichts-% eine Neigung zur Herbeiführung von
Metallallergien besteht. Das heißt, die dänischen Bestimmungen
geben die Eluierungsmenge von Metallen, die eine Ursache für
Allergien sein können, so an, daß sie zur Verhütung von Metall
allergien nicht größer als 0,5 µm/cm²/Woche betragen soll, wie
das in der Zeitschrift "Surface Technology, Bd. 45, Nr. 9,
1994, Seite 910 geoffenbart wurde. Wenn der Metallgehalt, der
Allergien verursachen kann, nicht größer als 0,3 Gewichts-%
ist, kommt das silberfarbene, gesinterte Produkt, das als
Ziergegenstand nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
der oben angegebenen Norm zuverlässig nach. Wenn die Menge der
Metalle größer als 0,3 Gewichts-% ist, kann die Eluierungsmenge
von Metallen, die eine Ursache für Allergien sein können, je
doch 0,5 µm/cm²/Woche überschreiten. In solch einem Falle kann
sich je nach den individuellen Personen eine Metallallergie
entwickeln. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb der
Gehalt an Metallen, die zu einer Ursache von Allergien werden
könnten, auf nicht mehr als 0,3 Gewichts-% beschränkt. Es ist
besonders erwünscht, daß die Menge an Metallen, die eine Ur
sache für Allergien sein können, nicht mehr als 0,1 Gewichts
prozent betrage.
Damit der Gehalt von Metallen, die eine Ursache von Aller
gien sind, so unterdrückt wird, daß er nicht größer als 0,3 Ge
wichts-% wird, wird empfohlen, die zuvor erwähnten Metalle beim
Herstellungsverfahren für das gesinterte Produkt nach der vor
liegenden Erfindung nicht zu verwenden, sondern hochreine Aus
gangsmaterialien zu benutzen, in welchen die obenerwähnten Me
talle in kleinen Mengen enthalten sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das silberfarbene,
gesinterte Produkt, das als Ziergegenstand verwendet wird, zu
mindest Titan, Kohlenstoff und Bor als hauptsächliche konstitu
ierende Elemente, worin Titan in einer Menge von 80 bis 95 Ge
wichts-%, Bor in einer Menge von 3 bis 12 Gewichts-% und Koh
lenstoff in einer Menge von 2 bis 8 Gewichts-% auf die Gesamt
menge von Titan, Kohlenstoff und Bor enthalten ist, wobei das
gesinterte Produkt vorwiegend eine TiC-Phase und eine TiB-Phase
zusammen aufweist, aber Metalle in Mengen von nicht mehr als
0,3 Gewichts-% auf die Gesamtmenge enthält, die Ursachen von
Allergien sind. Ferner enthält das silberfarbene, gesinterte
Produkt zumindest Titan, Kohlenstoff und Bor als hauptsächliche
konstituierende Elemente und enthält weiter zumindest eines von
V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta oder W in einer Menge von 0,5 bis 15 Ge
wichtsteilen auf 100 Gewicht steile der drei Hauptkomponenten,
die 80 bis 95 Gewichts-% Titan, 3 bis 12 Gewichts-% Bor und 2
bis 8 Gewichts-% Kohlenstoff enthalten, wobei das gesinterte
Produkt eine TiC-Phase und eine TiB-Phase zusammen aufweist,
aber Metalle in Mengen von nicht mehr als 0,3 Gewichts-% auf
die Gesamtmenge enthält, die Ursachen von Allergien sind.
Vorhergehend wurden bereits die Gründe erwähnt, weshalb die
Mengen von Titan, Kohlenstoff und Bor beschränkt werden, wel
ches die hauptsächlichen konstituierenden Elemente innerhalb
der oben erwähnten Bereiche sind.
Es ist erwünscht, daß wegen der unten beschriebenen Gründe
zumindest eines von V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta oder W in einer Menge
von 0,5 bis 15 Gewichtsteilen bezüglich der Hauptkomponenten
Titan, Kohlenstoff und Bor enthalten sind. Das heißt, wenn zu
mindest eines von V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta oder W enthalten ist,
lassen sich dadurch mechanische Eigenschaften, wie Biegefestig
keit, Vickers-Härte, Bruchfestigkeit etc., weiter verbessern.
Dies verhält sich so, weil bei einer kleineren Menge als 0,5
Gewicht steilen die mechanischen Eigenschaften wenig verbessert
werden. Wenn die Menge größer als 15,0 Gewichtsteile ist, wird
anderseits die Sinterfähigkeit verschlechtert, und die Festig
keit vermindert sich auch. Es ist erwünscht, daß zumindest ein
aus V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W ausgewähltes Element in einer
Menge von 2 bis 12 Gewichtsteilen enthalten sei. Die meisten
dieser Elemente lösen sich in der TiB- oder der TiC-Phase als
Feststoffe auf, um die Eigenschaften zu verbessern.
Am erwünschtesten enthält die Zusammensetzung Titan in
einer Menge von 85 bis 90 Gewichts-%, Bor in einer Menge von 4
bis 9 Gewichts-% und Kohlenstoff in einer Menge von 3 bis 6
Gewichts-%, schließt vorwiegend die TiC-Phase und die TiB-Phase
ein und enthält ferner zumindest ein aus V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta
und W ausgewähltes Element in einer Menge von 2 bis 12 Ge
wichtsteilen, enthält aber Metalle in Mengen von nicht mehr als
0,1 Gewichts-% auf die Gesamtmenge, die Ursachen von Allergien
sind.
Das abgeleitete Produkt umfaßt vorwiegend die TiC-Phase und
die TiB-Phase. Die Korngrenzen können ein Titanmetall, V, Zr,
Nb, Mo, Hf, Ta und W aufweisen.
Das silberfarbene, gesinterte Produkt nach der vorliegenden
Erfindung wird durch Mischen eines Titanpulvers, eines Titan
carbidpulvers und eines Titanboridpulvers als Ausgangspulver
wie auch von Elementen, wie V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W oder
Carbiden oder Boriden derselben, durch Pulverisieren dieser
Pulver, Zugabe eines Binders in einer vorbestimmten Menge zu
denselben, Formen der Mischung zu einem Gegenstand oder einer
erwünschten Form unter einem vorbestimmten Druck, Entfernen des
Binders daraus in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei einer
vorbestimmten Temperatur und Brennen des Gegenstandes bei einer
vorbestimmten Temperatur erhalten.
In wünschbarer Weise wird das silberfarbene, gesinterte
Produkt gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
durch Wiegen eines Titancarbids und eines Titanborids mit Par
tikelgrößen von 0,5 bis 3,0 µm, eines Titanpulvers mit einer
Partikelgröße von 5 bis 250 µm und, nötigenfalls, durch Ele
mente, wie V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W oder einem Carbidpulver
oder einem Boridpulver davon mit Partikelgrößen von 1,0 bis
10,0 µm erhalten, durch Mischen und Pulverisieren derselben in
einem organischen Lösungsmittel, wie Azeton, durch Zugabe eines
organischen Binders an dieselben und durch Formen der Mischung
zu einem Gegenstand einer erwünschten Gestalt. Vom geformten
Gegenstand wird dann der Binder in einer nicht-oxydierenden
Atmosphäre bei einer vorbestimmten Temperatur entfernt, und der
Gegenstand wird in einem Vakuumheizofen bei einer vorbestimmten
Temperatur gebrannt.
Hier kann das Titanborid entweder TiB₂ oder TiB sein. Wenn
TiB₂ als Ausgangsmaterial verwendet wird, reagieren das TiB₂
und das Titanmetall miteinander bei 1300 bis 1600°C zur Bildung
von TiB.
Es ist erwünscht, daß TiB in Form nadelartiger Kristalle im
gesinterten Produkt vorliegt, es braucht aber nicht notwendi
gerweise in Form nadelartiger Kristalle vorzuliegen.
Es ist wesentlich, daß die Ausgangsmaterialien, die verwen
det werden, Metalle, die als Ursache von Allergien agieren, in
Mengen von nicht mehr als 0,3 Gewichts-% auf die gesamten Aus
gangsmaterialien enthalten.
Das Brennen wird in einer Atmosphäre eines Vakuumgrades von
10-1 bis 10-5 Torr oder in verschiedenen Atmosphären unter redu
ziertem Druck oder ohne die Anwendung von Druck bei einer Tem
peratur von 1300 bis 1600°C ausgeführt. Es ist erwünscht, das
Brennen mit heißisostatischem Pressen (HIP) in einer nicht-oxy
dierenden Atmosphäre unter dem Drucke von 100 bis 2000 atms bei
1200 bis 1400°C weiter auszuführen. Die Brennzeit beträgt für
gewöhnlich 0,5 bis 5 Stunden, obwohl sie je nach der Größe der
Probe variieren kann. Nach dem Brennen wird die Oberfläche des
gesinterten Produktes unter Verwendung einer Diamantpaste od. dgl.
wie eine Spiegelplatte poliert, um eine glänzende Silber
farbe zu erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Zusammensetzung
der Ausgangsmaterialien so eingestellt, daß das silberfarbene,
gesinterte Produkt Titan in einer Menge von 80 bis 95 Gewichts-
%, Bor in einer Menge von 3 bis 12 Gewichts-% und Kohlenstoff
in einer Menge von 2 bis 8 Gewichts-% auf die Gesamtmenge ent
hält, um so die TiC-Phase und die TiB-Phase aufzuweisen.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegen
den Erfindung werden die Eigenschaften durch den Einschluß von
kleinen Mengen an Verunreinigungen, anderen Verbindungen oder
Metallen nicht beeinflußt, vorausgesetzt daß den obenerwähnten
Zusammensetzungsbereichen nach der vorliegenden Erfindung ent
sprochen wird.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt nach der vorliegen
den Erfindung trägt die TiC-Phase im gesinterten Produkt zur
Verleihung einer Silberfarbe bei, und die TiB-Phase trägt zur
Verleihung von mechanischen Eigenschaften, wie Biegefestigkeit,
Vickers-Härte, Bruchzähigkeit etc., bei. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das gesinterte Produkt vorwiegend durch die TiC-
Phase und die TiB-Phase konstituiert und zeigt deshalb eine
glänzende Silberfarbe, eine ausgezeichnete Biegefestigkeit,
Vickers-Härte und Bruchzähigkeit, und wird weiter bei einer so
geringen Temperatur wie 1300 bis 1600°C gesintert.
Ferner tragen V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W, die enthalten
sind, zur weiteren Verbesserung von mechanischen Eigenschaften,
wie Biegefestigkeit, Härte und Bruchzähigkeit, bei.
Im silberfarbenen, gesinterten Produkt zur Verwendung als
Ziergegenstand sind die Metalle, die eine Ursache von Allergien
sein können, in Mengen von nicht mehr als 0,3 Gewichts-% ent
halten, was es ermöglicht, das Auftreten von Allergien zuver
lässig zu verhüten. Solch ein silberfarbenes, gesintertes Pro
dukt kann als Ziergegenstand, wie Uhrengehäuse, Uhrenbänder,
Halsbänder, Armbänder etc., wie auch für Scheren, Klingen,
Angelgetriebe und beliebige andere Werkzeuge und Maschinenteile
verwendet werden.
Ein TiC-Pulver und ein TiB₂-Pulver mit einem durchschnitt
lichen Partikeldurchmesser von 1,1 µm, ein Ti-Pulver mit einem
Partikeldurchmesser von 40 µm, zumindest eines von V, Cr, Zr,
Nb, Mo, Hf, Ta oder W oder ein Carbidpulver davon oder ein Bo
ridpulver davon mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmes
ser von 2,0 µm wurden gewogen und als Ausgangspulver in solchen
Mengen gemischt, daß die Atomverhältnisse der Metalle in den
schließlich gesinterten Produkten so waren, wie es in Tabelle 1
gezeigt wird, dann wurden sie in einem organischen Lösungsmit
tel, wie Azeton, ungefähr 68 Stunden lang pulverisiert, gefolgt
von der Zugabe von Paraffin in einer Menge von 6 Gewichts-%.
Die Mischung wurde dann zu einem Gegenstand einer erwünschten
Gestalt unter einem Druck von 2,0 Tonnen/cm² geformt. Vom ge
formten Gegenstand wurde der Binder in einer nicht-oxydierenden
Atmosphäre bei einer Temperatur von 400°C entfernt. Der Gegen
stand wurde dann in einem Vakuumheizofen mit einem Vakuumgrad
von 20-3 Torr bei einer Temperatur von 1450°C eine Stunde lang
gebrannt und dann eine Stunde lang dem Brennen mit heißisosta
tischem Pressen (HIP) in einer Argonatmosphäre bei einer
Temperatur von 1300°C unterworfen.
Die so erhaltenen schließlich gesinterten Produkte wurden
durch Röntgenstrahlendiffraktion auf ihre Kristallphase hin
identifiziert. Es wurde betätigt, daß die Gegenstände nach der
vorliegenden Erfindung vorwiegend die TiC-Phase und die TiB-
Phase enthielten. Die gesinterten Produkte wurden durch die
induktiv gekoppelte Plasmaemissions-Spektrophotometrie (ICP)
analysiert, um die Atomverhältnisse der Metalle herauszufinden.
Die Ti als Hauptkomponente enthaltende Metallphase wurde
unter Verwendung eines Elektronenproben-Röntgenstrahlen-Mikro
analysators (EPMA) analysiert, und das Vorliegen der Metalle M
und N wurde betätigt.
Die gesinterten Produkte wurden flachpoliert, um ihre
Durchbiegefestigkeit zu prüfen, und wurden weiter wie eine
Spiegelplatte für die Vickers-Härte (Hv), Bruchzähigkeit und
Korrosionsbeständigkeit poliert, und die Farbe des gesinterten
Produktes wurde vom Auge bestätigt. Die Durchbiegefestigkeit
wurde in Übereinstimmung mit dem Dreipunktbiege-Testverfahren
gemäß JIS R1601 gemessen, und die Vickers-Härte wurde in Über
einstimmung mit dem Testverfahren gemäß JIS Z2244 gemessen. Die
Bruchzähigkeit wurde gemäß der IF-Methode gefunden. Die Korro
sionsbeständigkeit wurde unter Verwendung eines künstlichen
Schweißes (pH 4,7) als korrodierende Lösung in Übereinstimmung
mit der ISO-Norm (Internationale Normungs-Organisation) durch
24 Stunden langes Eintauchen der unteren Hälfte der wie eine
Spiegelplatte polierten Probe in den künstlichen Schweiß, der
bei 37°C ± 2°C gehalten wurde, getestet, und die Zustände der
unteren Hälfte und der oberen Hälfte der wie eine Spiegelplatte
polierten Probe wurden nach dem Eintauchen beobachtet und ver
glichen. Die polierte Oberfläche, die nicht korrodiert war,
wurde für gut befunden, und die polierte Oberfläche, die ein
wenig korrodiert war, wurde für nicht gut befunden. Von Auge
wurde bestätigt, daß die Proben alle eine glänzende Silberfarbe
aufwiesen. Die Resulte waren so, wie in Tabelle 1 gezeigt wird.
Aus der obigen Tabelle 1 wird man ersehen, daß die Proben
nach der vorliegenden Erfindung eine Biegefestigkeit von nicht
weniger als 800. MPa, eine Vickers-Härte von nicht weniger als
9,0 GPa, eine Bruchzähigkeit von nicht weniger als 6,5 MPa·m1/2
und eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
Ein TiC-Pulver und ein TiB₂-Pulver mit einem durchschnitt
lichen Partikeldurchmesser von 1,1 µm, und ein Ti-Pulver mit
einem Partikeldurchmesser von 40 µm wurden gewogen und als Aus
gangspulver in solchen Mengen in einem organischen Lösungsmit
tel, wie Azeton, gemischt, wie in Tabelle 1 gezeigt wird, unge
fähr 68 Stunden lang pulverisiert, gefolgt von der Zugabe von
Paraffin in einer Menge von 6 Gewichts-%. Die Mischung wurde
dann zu einem Gegenstand einer erwünschten Gestalt unter einem
Drucke von 2,0 Tonnen/cm² geformt. Vom geformten Gegenstand
wurde der Binder in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei
einer Temperatur von 400°C entfernt. Der Gegenstand wurde dann
in einem Vakuumheizofen mit einem Vakuumgrad von 10-3 Torr bei
in der Tabelle 2 gezeigten Temperaturen eine Stunde lang ge
brannt. Das Brennen wurde ausgeführt, während die Atmosphäre so
eingestellt wurde, daß die Zusammensetzungen nicht verändert
wurden.
Das so erhaltene gesinterte Produkt wurde durch Röntgen
strahlendiffraktionsmessung auf seine Kristallphase hin unter
sucht. Es wurde bestätigt, daß die Gegenstände nach der vorlie
genden Erfindung alle vorwiegend die TiC-Phase und die TiB-Pha
se enthielten. Die gesinterten Produkte wurden durch ICP analy
siert. Die Resulte waren so, wie in Tabelle 2 gezeigt wird.
In Tabelle 2 stellt ○einen Fall dar, bei dem das Vorlie
gen von Titanmetall sowohl durch die Röntgenstrahlendiffrak
tionsmessung als auch durch die Beobachtung der Zusammensetzung
durch SEM bestätigt wurde, Δ stellt einen Fall dar, in dem sie
durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmessung betätigt wurde,
nicht aber durch die Beobachtung der Zusammensetzung durch SEM,
und X stellt einen Fall war, in dem sie weder durch die Rönt
genstrahlendiffraktionsmessung noch durch die Beobachtung der
Zusammensetzung durch SEM bestätigt wurde. Fig. 1 ist ein
Schaubild der Zusammensetzung, wie sie unter Verwendung von SEM
beobachtet wurde, worin die Bezugsziffer 1 die TiC-Phase und 2
die TiB-Phase bezeichnet. Ein durchschnittliches Aspektverhält
nis der TiB-Partikel wurde auch aus der Beobachtung der Zusam
mensetzung durch SEM gefunden.
Die gesinterten Produkte wurden flachpoliert auf ihre
Durchbiegefestigkeit hin getestet und spiegelplattenpoliert,
auf Vickers-Härte (Hv), Bruchzähigkeit und Korrosionsbestän
digkeit, und es wurden ferner ihre Farben auf Grund eines Au
genscheins bestätigt. Die Biegefestigkeit wurde gemäß dem unter
JIS R1601 festgesetzten Dreipunktebiegetest gemessen, die
Vickers-Härte wurde in Übereinstimmung mit dem Testverfahren
JIS Z2244 gemessen, und die Bruchzähigkeit wurde durch das IF-
Verfahren gefunden.
Die Korrosionsbeständigkeit wurde unter Verwendung eines
künstlichen Schweißes (pH 4,7) als korrodierende Lösung in
Übereinstimmung mit der ISO-Norm (Internationale Normungs-
Organisation) durch 24 Stunden langes Eintauchen der unteren
Hälfte der wie eine Spiegelplatte polierten Probe in den bei
37°C±2°C gehaltenen künstlichen Schweiß getestet, und die Zu
stände der wie eine Spiegelplatte polierten Probe wurden nach
dem Eintauchen beobachtet. Die polierte Oberfläche, die nicht
korrodiert war, wurde für gut befunden, und die polierte Ober
fläche, die ein wenig korrodiert war, wurde für nicht gut be
funden. Von Auge wurde bestätigt, daß die Proben alle eine
glänzende Silberfarbe aufwiesen. Die Resulte waren so, wie in
Tabelle 3 gezeigt ist.
Aus den obigen Tabellen 2 und 3 wird man ersehen, daß die
Proben nach der vorliegenden Erfindung eine Biegefestigkeit von
700 bis 1000 MPa, eine Vickers-Härte von 10,0 bis 13,5 GPa,
eine Bruchzähigkeit von 5,0 bis 6,8 MPa·m1/2 und eine gute Kor
rosionsbeständigkeit aufweisen.
Ein TiC-Pulver und ein TiB₂-Pulver mit einem durchschnitt
lichen Partikeldurchmesser von 1,1 µm, ein Ti-Pulver mit einem
Partikeldurchmesser von 40 µm und Elemente der Gruppen 4a, 5a
und 6a des Periodischen Systems oder Carbide davon oder Boride
davon mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1,0
µm wurden gewogen und als Ausgangspulver in solchen Mengen ge
mischt, daß die Mengen der Metalle in den schließlich gesinter-
ten Produkten bei Verhältnissen lagen, wie sie in Tabelle 3 ge zeigt werden, in einem organischen Lösungsmittel, wie Azeton, ungefähr 68 Stunden lang pulverisiert, gefolgt von der Zugabe von Paraffin in einer Menge von 6 Gewichts-%. Die Mischung wur de dann zu einem Gegenstand einer gewünschten Gestalt unter einem Drucke von 2,0 Tonnen/cm² geformt. Vom geformten Gegen stand wurde der Binder in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 400°C entfernt. Der Gegenstand wurde dann in einem Vakuumheizofen mit einem Vakuumgrad von 10-3 Torr bei einer Temperatur von 1450°C eine Stunde lang gebrannt und wurde dann während einer Stunde dem Brennen mit heißisostati schem Pressen (HIP) in einer Argonatmosphäre bei einer Tempe ratur von 1300°C unterzogen.
ten Produkten bei Verhältnissen lagen, wie sie in Tabelle 3 ge zeigt werden, in einem organischen Lösungsmittel, wie Azeton, ungefähr 68 Stunden lang pulverisiert, gefolgt von der Zugabe von Paraffin in einer Menge von 6 Gewichts-%. Die Mischung wur de dann zu einem Gegenstand einer gewünschten Gestalt unter einem Drucke von 2,0 Tonnen/cm² geformt. Vom geformten Gegen stand wurde der Binder in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 400°C entfernt. Der Gegenstand wurde dann in einem Vakuumheizofen mit einem Vakuumgrad von 10-3 Torr bei einer Temperatur von 1450°C eine Stunde lang gebrannt und wurde dann während einer Stunde dem Brennen mit heißisostati schem Pressen (HIP) in einer Argonatmosphäre bei einer Tempe ratur von 1300°C unterzogen.
Das so erhaltene schließlich gesinterte Produkt wurde auf
seine Kristallphase hin untersucht, auf seine Metallelemente
analysiert und auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 auf sein
Aspektverhältnis hin gemessen. Die Resultate waren so, wie in
Tabelle 4 gezeigt wird.
Die gesinterten Produkte wurden flachpoliert und wurden
weiter wie eine Spiegelplatte poliert, um das Aspektverhältnis,
die Durchbiegefestigkeit, die Vickers-Härte (Hv), die Bruchzä
higkeit und die Korrosionsbeständigkeit auf dieselbe Weise wie
in Beispiel 2 zu untersuchen. Die Farbe der gesinterten Produk
te wurde durch Augenschein bestätigt. Als Ergebnis der Beobach
tung durch Augenschein wurde bestätigt, daß die Proben alle
eine glänzende Silberfarbe aufwiesen.
Die Ergebnisse waren so, wie in Tabelle 5 gezeigt wird.
Aus diesen Tabellen 4 und 5 wird verständlich, daß die ge
sinterten Produkte, welchen Elemente der Gruppen 4a, 5a und 6a
des Periodischen Systems zugegeben werden, eine besonders ver
besserte Biegefestigkeit und Bruchzähigkeit aufweisen.
Ein TiC-Pulver und ein TiB₂-Pulver mit einem durchschnitt
lichen Partikeldurchmesser von 1,1 µm und ein Ti-Pulver mit
einem Partikeldurchmesser von 40 µm wurden gewogen und als Aus
gangspulver in solchen Mengen gemischt, wie es in Tabelle 1
gezeigt wird, in einem organischen Lösungsmittel, wie Azeton,
ungefähr 68 Stunden lang pulverisiert, gefolgt von der Zugabe
von Paraffin in einer Menge von 6 Gewichts-%. Die Mischung wur
de dann zu einem Gegenstand einer erwünschten Gestalt unter
einem Drucke von 2,0 Tonnen/cm² geformt. Vom geformten Gegen
stand wurde der Binder in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre
bei einer Temperatur von 400°C entfernt. Der Gegenstand wurde
dann in einem Vakuumheizofen mit einem Vakuumgrad von 10-3 Torr
bei in Tabelle 6 gezeigten Temperaturen eine Stunde lang ge
brannt. Das Brennen wurde ausgeführt, während die Atmosphäre so
eingestellt wurde, daß die Zusammensetzungen nicht verändert
wurden.
Die so erhaltenen schließlich gesinterten Produkte wurden
durch Röntgenstrahlendiffraktionsmessung auf ihre Kristallphase
hin identifiziert. Es wurde betätigt, daß die Gegenstände nach
der vorliegenden Erfindung vorwiegend die TiC-Phase und die
TiB-Phase enthielten. Die gesinterten Produkte wurden durch die
ICP analysiert. Die Resultate waren so, wie in Tabelle 6 ge
zeigt ist. Das Vorliegen lediglich von Ni und Fe wurde im ge
sinterten Produkt als Allergien verursachende Metalle bestä
tigt. Deshalb zeigt Tabelle 6 die Mengen von Ni und Fe.
In Tabelle 6 stellt ○ einen Fall dar, in dem das Vorlie
gen von Titanmetall sowohl durch die Röntgenstrahlendiffrak
tionsmessung als auch durch die Beobachtung der Zusammensetzung
durch SEM bestätigt wurde, Δ stellt einen Fall dar, bei dem
sie durch die Röntgenstrahlendiffraktionsmessung betätigt
wurde, nicht aber durch die Beobachtung der Zusammensetzung
durch SEM, und X stellt einen Fall war, in dem sie weder durch
die Röntgenstrahlendiffraktionsmessung noch durch die Beobach
tung der Zusammensetzung durch SEM bestätigt wurde.
Die gesinterten Produkte wurden flachpoliert und wie eine
Spiegelplatte poliert, auf ihre Durchbiegefestigkeit, Vickers-
Härte (Hv), Bruchzähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Eluie
rung von Metallen getestet, und sie wurden weiterhin durch
Augenschein hinsichtlich ihrer Farben bestätigt.
Die Biegefestigkeit wurde gemäß dem im JIS R1601 festge
setzten Dreipunktebiegeverfahren gemessen, die Vickers-Härte
wurde in Übereinstimmung mit dem Testverfahren JIS Z2244 ge
messen, und die Bruchzähigkeit wurde durch das IF-Verfahren
gefunden. Die Korrosionsbeständigkeit wurde durch die Verwen
dung eines künstlichen Schweißes (pH 4,7) als korrodierende
Lösung in Übereinstimmung mit der ISO-Norm (Internationale
Normungs-Organisation) durch Eintauchen der wie eine Spiegel
platte polierten Probe während einer Woche in den bei 37°C +
2°C gehalten künstlichen Schweiß getestet, und der Zustand der
polierten Oberfläche wurde auf den Korrosionsgrad hin unter
sucht. Die polierte Oberfläche, die nicht korrodiert war, wurde
für gut befunden, und die polierte Oberfläche, die ein wenig
korrodiert war, wurde für nicht gut befunden. Von Auge wurde
bestätigt, daß die Proben alle eine glänzende Silberfarbe auf
wiesen. Die Resulte waren so, wie in Tabelle 7 gezeigt wird.
Aus den obigen Tabellen 6 und 7 wird man ersehen, daß die
Proben nach der vorliegenden Erfindung eine Biegefestigkeit von
700 bis 1000 MPa, eine Vickers-Härte von 10,0 bis 13,5 GPa,
eine Bruchzähigkeit von 5,0 bis 6,8 MPa·m1/2 und eine gute Kor
rosionsbeständigkeit aufweisen.
In den Proben nach der vorliegenden Erfindung sind ferner
die Gehalte von Allergien verursachenden Metallen nicht größer
als 0,3 Gewichts-%, was es ermöglicht, das Auftreten von Aller
gien zuverlässig zu verhüten.
Ein TiC-Pulver und ein TiB₂-Pulver mit einem durchschnitt
lichen Partikeldurchmesser von 1,1 µm, ein Ti-Pulver mit einem
Partikeldurchmesser von 40 µm und die Elemente V, Zr, Nr, Nb,
Mo, Hf, Ta und W oder Carbide davon oder Boride davon mit einem
durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1,0 µm wurden gewo
gen und als Ausgangspulver in solchen Mengen gemischt, daß die
Metallmengen in den schließlich gesinterten Produkten bei Ver
hältnissen lagen, wie sie in Tabelle 3 gezeigt werden, in einem
organischen Lösungsmittel, wie Azeton, ungefähr 68 Stunden lang
pulverisiert, gefolgt von der Zugabe von Paraffin in einer Men
ge von 6 Gewichts-%. Die Mischung wurde dann zu einem Gegen
stand einer erwünschten Gestalt unter einem Drucke von 2,0 Ton
nen/cm² geformt. Vom geformten Gegenstand wurde der Binder in
einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von
400°C entfernt. Der Gegenstand wurde dann in einem Vakuumheiz
ofen mit einem Vakuumgrad von 10-3 Torr bei einer Temperatur
von 1450°C eine Stunde lang gebrannt und wurde dann dem Brennen
mit heißisostatischem Pressen (HIP) in einer Argonatmosphäre
bei einer Temperatur von 1300°C unterzogen. Das so erhaltene
schließlich gesinterte Produkt wurde auf seine Kristallphase
untersucht, auf seine Metallelemente hin analysiert und auf
dieselbe Weise wie in Beispiel 1 auf den Allergien verursa
chenden Metallgehalt hin gemessen. Die Resultate waren so, wie
in Tabelle 8 gezeigt wird.
Das gesinterte Produkt wurde flachpoliert und weiter wie
eine Spiegelplatte poliert, um auf dieselbe Weise wie in Bei
spiel 4 die Durchbiegefestigkeit, die Vickers-Härte (Hv),
Bruchzähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und die Metalleluierung
zu untersuchen. Die Farbe des gesinterten Produktes wurde durch
Augenschein bestätigt. Als Resultat der Beobachtung durch die
Augen wurde bestätigt, daß die Proben alle eine glänzende Sil
berfarbe aufwiesen.
Die Resultate waren so, wie in Tabelle 9 gezeigt wird.
Aus diesen Tabellen 8 und 9 wird ersichtlich werden, daß
das gesinterte Produkt, das zumindest eines von V , Zr, Nb, Mo,
Hf, Ta oder W enthält, die Biegefestigkeit und Bruchzähigkeit
verbessern hilft. Es wird ferner ersichtlich, daß die Allergien
verursachenden Metallgehalte nicht größer als 0,3 Gewichts-%
sind.
Claims (10)
1. Silberfarbenes, gesintertes Produkt, welches zumindest
die Elemente Titan, Kohlenstoff und Bor als Bestandteile ent
hält und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, eine
nicht geringere Biegefestigkeit als 700 MPa, eine nicht klei
nere Vickers-Härte als 9,0 GPa und eine nicht geringere Bruch
zähigkeit als 5,0 MPa·m1/2 besitzt, wobei das gesinterte Pro
dukt in seiner Zusammensetzung eine Metallboridphase aufweist,
die durch die folgende Zusammensetzungsformel (I) dargestellt
wird, und eine Metallcarbidphase, die durch die folgende Zusam
mensetzungsformel (II) dargestellt wird,
(TiaMb)Bc (I),
(TixNy)Cz (II)worin M und N jeweils wenigstens eines der aus den Ele menten der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems ausgewählten Elementen, jedoch unter Ausschluß von Ti, bezeichnen und
a, b, c, x, y und z den folgenden Beziehungen genügen:0,8 ≦ a ≦ 1,0
0 ≦ b ≦ 0,2
0,8 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,8 ≦ x ≦ 1,0
0 ≦ y ≦ 0,2
0,6 ≦ z ≦ 1,0
x + y = 1.
(TixNy)Cz (II)worin M und N jeweils wenigstens eines der aus den Ele menten der Gruppen 4a, 5a und 6a des Periodischen Systems ausgewählten Elementen, jedoch unter Ausschluß von Ti, bezeichnen und
a, b, c, x, y und z den folgenden Beziehungen genügen:0,8 ≦ a ≦ 1,0
0 ≦ b ≦ 0,2
0,8 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,8 ≦ x ≦ 1,0
0 ≦ y ≦ 0,2
0,6 ≦ z ≦ 1,0
x + y = 1.
2. Silberfarbenes, gesintertes Produkt nach Anspruch 1,
bei dem das gesinterte Produkt eine durch die Formel (I) darge
stellte Metallboridphase, eine durch die Formel (II) darge
stellte Metallcarbidphase und den Rest einer Metallphase be
sitzt, die vornehmlich aus Titan und unvermeidbaren Verunreini
gungen besteht.
3. Gesintertes Produkt nach Anspruch 2, bei dem M und N
in den Formeln (I) und (II) jeweils wenigstens ein aus Mo, Ta
und W ausgewähltes Metall sind und a, b, c, x, y und z den fol
genden Beziehungen genügen:
0,85 ≦ a ≦ 0,95
0,05 ≦ b ≦ 0,15
0,9 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,9 ≦ x ≦ 0,95
0,05 ≦ y ≦ 0,10
0,7 ≦ z ≦ 0,9
x + y = 1.
0,05 ≦ b ≦ 0,15
0,9 ≦ c ≦ 1,0
a + b = 1
0,9 ≦ x ≦ 0,95
0,05 ≦ y ≦ 0,10
0,7 ≦ z ≦ 0,9
x + y = 1.
4. Silberfarbenes, gesintertes Produkt nach Anspruch 1,
welches Titan in einer Menge von 80 bis 95 Gewichts-%, Bor in
einer Menge von 3 bis 12 Gewichts-% und Kohlenstoff in einer
Menge von 2 bis 8 Gewichts-% auf die Gesamtheit von Titan, Koh
lenstoff und Bor enthält, die die konstituierenden Elemente
sind, wobei das gesinterte Produkt zusammen eine TiC-Phase und
eine TiB-Phase aufweist.
5. Silberfarbenes, gesintertes Produkt nach Anspruch 4,
bei dem wenigstens ein Teil der TiB-Phase in einer nadelartigen
kristallinen Form vorliegt.
6. Silberfarbenes, gesintertes Produkt nach Anspruch 4,
bei dem der Gehalt an eine Allergie verursachenden Metallen
nicht größer als 0,3 Gewichts-% auf die Gesamtmenge ist.
7. Silberfarbenes, gesintertes Produkt nach Anspruch 1,
welches wenigstens eines der aus den Elementen der Gruppen 4a,
5a und 6a des Periodischen Systems ausgewählten Elemente, je
doch unter Ausschluß von Ti, in Mengen von 0,5 bis 20,0 Ge
wichtsteile pro 100 Gewichtsteilen der drei Hauptkomponenten
von 80 bis 95 Gewichts-% Titan, 3 bis 12 Gewichts-% Bor und 2
bis 8 Gewichts-% Kohlenstoff enthält, wobei das gesinterte Pro
dukt zusammen eine TiC-Phase und eine TiB-Phase aufweist.
8. Silberfarbenes, gesintertes Produkt nach Anspruch 7,
bei dem wenigstens ein Teil der TiB-Phase in einer nadelartigen
kristallinen Form vorliegt.
9. Silberfarbenes, gesintertes Produkt nach Anspruch 7,
bei dem wenigstens ein aus V, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta und W ausge
wähltes Element in einer Menge von 0,5 bis 15,0 Gewichtsteilen
pro 100 Gewicht steile der drei Hauptkomponenten enthalten ist
und der Gehalt an Metallen, welche als Ursache von Allergien
anzusehen sind, derart unterdrückt ist, daß er nicht größer als
0,3 Gewichts-% auf die Gesamtmenge des gesinterten Produktes
ist.
10. Verfahren zum Herstellen eines silberfarbenen, gesin
terten Produkt es durch Formen einer Mischung eines Pulvers von
Titan, eines Pulvers eines Carbides von Titan und eines Pulvers
eines Borides von Titan zu einem Gegenstande einer vorbestimm
ten Gestalt, und durch Brennen des geformten Gegenstandes in
einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von
1300 bis 1600°C.
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TW533105B (en) * | 1999-10-20 | 2003-05-21 | Injex Corp | Method of producing watchband parts |
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KR20020042013A (ko) * | 2000-11-29 | 2002-06-05 | 양재의 | 유기성 산업폐기물을 이용한 액비 제조방법 및 그 장치 |
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KR100462953B1 (ko) * | 2002-05-02 | 2004-12-23 | 학교법인 계명기독학원 | 미생물과 부식산을 이용한 미생물 비료의 제조방법 |
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KR20040034787A (ko) * | 2002-10-17 | 2004-04-29 | 민춘식 | 미네랄 액체비료의 제조방법 및 그 액비 |
US7531021B2 (en) * | 2004-11-12 | 2009-05-12 | General Electric Company | Article having a dispersion of ultrafine titanium boride particles in a titanium-base matrix |
TWI651293B (zh) * | 2017-11-23 | 2019-02-21 | 國立清華大學 | 韌性陶瓷材料 |
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Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2084349A (en) * | 1934-09-10 | 1937-06-22 | Clemens A Laise | Method of making wear resisting materials |
US2581252A (en) * | 1947-12-31 | 1952-01-01 | Sintercast Corp America | Powder metallurgy articles |
GB866119A (en) * | 1957-07-12 | 1961-04-26 | Metallwerk Plansee G M B H | Improvements in or relating to alloy materials |
DE1496176C3 (de) * | 1964-06-12 | 1975-02-27 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Katalysatoren für Brennstoffelektroden von Brennstoffelementen mit saurem Elektrolyten |
BE759202A (fr) * | 1969-11-21 | 1971-04-30 | Du Pont | Articles de joaillerie a base de nitrures |
SU523954A1 (ru) * | 1975-01-03 | 1976-08-05 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета | Спеченный твердый материал |
JPS522925A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-11 | Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd | Elastic crawler track |
JPS5837274B2 (ja) * | 1980-08-26 | 1983-08-15 | 工業技術院長 | 高強度複合焼結材料 |
JPS5918458B2 (ja) * | 1980-11-27 | 1984-04-27 | 工業技術院長 | M↓2b↓5型ホウ化物を含有したホウ化物系サ−メット材料 |
JPS5827975A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Koyo Rindobaagu Kk | 浸炭炉における雰囲気ガスの制御方法 |
JPS5918458A (ja) | 1982-07-23 | 1984-01-30 | Nippon Denso Co Ltd | 回転検出装置 |
US4731115A (en) * | 1985-02-22 | 1988-03-15 | Dynamet Technology Inc. | Titanium carbide/titanium alloy composite and process for powder metal cladding |
JPH0610107B2 (ja) * | 1985-05-25 | 1994-02-09 | 旭硝子株式会社 | 高強度高靭性TiB2質複合焼結体 |
JPS62100478A (ja) * | 1985-10-26 | 1987-05-09 | 工業技術院長 | 炭窒化チタン基セラミツクス材料 |
US4910171A (en) * | 1987-03-26 | 1990-03-20 | Agency Of Industrial Science And Technology | Titanium hafnium carbide-boride metal based ceramic sintered body |
US5403790A (en) * | 1987-12-23 | 1995-04-04 | Lanxide Technology Company, Lp | Additives for property modification in ceramic composite bodies |
US4968348A (en) * | 1988-07-29 | 1990-11-06 | Dynamet Technology, Inc. | Titanium diboride/titanium alloy metal matrix microcomposite material and process for powder metal cladding |
JPH02307862A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-21 | Nippon Steel Corp | 高硬度Al↓2O↓3基複合体の製造方法 |
JPH0336230A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-15 | Toshiba Corp | 耐侵食合金鋼およびその製造方法 |
JPH05294739A (ja) * | 1992-04-13 | 1993-11-09 | Central Glass Co Ltd | 二ホウ化チタン系焼結体およびその製造法 |
US5256368A (en) * | 1992-07-31 | 1993-10-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Pressure-reaction synthesis of titanium composite materials |
US5641921A (en) * | 1995-08-22 | 1997-06-24 | Dennis Tool Company | Low temperature, low pressure, ductile, bonded cermet for enhanced abrasion and erosion performance |
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