JP2657979B2 - 複合セラミックスの成形加工法 - Google Patents
複合セラミックスの成形加工法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複合セラミックスの成形加工法に関し、さ
らに詳しくは主として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−
炭化ケイ素複合焼結体を、引張り応力あるいは圧縮応力
の作用下で超塑性変形させ成形（以下超塑性加工という
ことがある）した後、熱処理をすることを特徴とする複
合セラミックスの成形加工法に関する。
らに詳しくは主として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−
炭化ケイ素複合焼結体を、引張り応力あるいは圧縮応力
の作用下で超塑性変形させ成形（以下超塑性加工という
ことがある）した後、熱処理をすることを特徴とする複
合セラミックスの成形加工法に関する。
［従来技術およびその問題点］ 窒化ケイ素や炭化ケイ素はいわゆる非酸化物系の構造
材料用セラミックスとして、近年とみに注目を集め様々
な分野で使用されている。
材料用セラミックスとして、近年とみに注目を集め様々
な分野で使用されている。
こうした窒化ケイ素や炭化ケイ素は、耐熱性、耐熱衝
撃性、耐摩耗性あるいは耐食性をいかして利用がはじま
っているが、いわゆる脆性材料であるため材料の成形加
工性がきわめて悪い。通常、窒化ケイ素や炭化ケイ素の
部材は原料粉末を鋳込成形、金型成形、射出成形等によ
って成形し、焼結後加工して製造している。また、従来
の成形法ではかなり複雑な形状を付与できるものの、焼
結時に寸法収縮が起こるために、精度を要求される部材
においては、この成形品を１次焼結、切削加工、２次焼
結した後、研削・研磨によって最終製品を得なければな
らなかった。このようにセラミックスの本来の長所であ
るはずの、硬いあるいは脆性を示すという性質は、セラ
ミックスの製造にとって成形、加工工程に多大の労力を
要するという結果をもたらしている。また、こうした加
工効率の悪さは製造コストに上昇を引き起こし、セラミ
ックス部材の量産化に大きな障害となっている。
撃性、耐摩耗性あるいは耐食性をいかして利用がはじま
っているが、いわゆる脆性材料であるため材料の成形加
工性がきわめて悪い。通常、窒化ケイ素や炭化ケイ素の
部材は原料粉末を鋳込成形、金型成形、射出成形等によ
って成形し、焼結後加工して製造している。また、従来
の成形法ではかなり複雑な形状を付与できるものの、焼
結時に寸法収縮が起こるために、精度を要求される部材
においては、この成形品を１次焼結、切削加工、２次焼
結した後、研削・研磨によって最終製品を得なければな
らなかった。このようにセラミックスの本来の長所であ
るはずの、硬いあるいは脆性を示すという性質は、セラ
ミックスの製造にとって成形、加工工程に多大の労力を
要するという結果をもたらしている。また、こうした加
工効率の悪さは製造コストに上昇を引き起こし、セラミ
ックス部材の量産化に大きな障害となっている。
一方、大きな延性を示す金属材料においては、いわゆ
る塑性加工によって効率的かつ安価に製造されており、
この加工性の良さが金属材料を広く普及させる大きな要
因となっている。このような塑性加工が窒化ケイ素や炭
化ケイ素などの非酸化物系セラミックスに適用できれ
ば、製造コストは従来の製法に比べて格段に下がり、製
造材料用セラミックスの量産化あるいは用途の飛躍的な
拡大が見込まれる。
る塑性加工によって効率的かつ安価に製造されており、
この加工性の良さが金属材料を広く普及させる大きな要
因となっている。このような塑性加工が窒化ケイ素や炭
化ケイ素などの非酸化物系セラミックスに適用できれ
ば、製造コストは従来の製法に比べて格段に下がり、製
造材料用セラミックスの量産化あるいは用途の飛躍的な
拡大が見込まれる。
しかしながら、従来の窒化ケイ素や炭化ケイ素は室温
において脆性破壊を示し、1200℃以上の高温域において
も塑性変形を示し始めるものの変形量は極めて小さい。
例えば、一軸引っ張りクリープ試験におけるクリープ破
断までの変形量はホットプレス窒化ケイ素で８％、常圧
焼結窒化ケイ素で３％以下であり、安定な変形がおきず
に破断してしまう。このため塑性変形による加工を窒化
ケイ素や炭化ケイ素に適用することが不可能であった。
において脆性破壊を示し、1200℃以上の高温域において
も塑性変形を示し始めるものの変形量は極めて小さい。
例えば、一軸引っ張りクリープ試験におけるクリープ破
断までの変形量はホットプレス窒化ケイ素で８％、常圧
焼結窒化ケイ素で３％以下であり、安定な変形がおきず
に破断してしまう。このため塑性変形による加工を窒化
ケイ素や炭化ケイ素に適用することが不可能であった。
ところで、ある種の金属合金には塑性加工が困難なも
のがあり、こうした金属材料では高い温度域において制
御された歪速度によって、いわゆる超塑性変形をおこさ
せて成形・加工することが行われている。この超塑性変
形はくびれを生ずることなく通常の降伏点よりはるかに
低い応力下で変形を起こし、材料の種類によっては数百
％にも及ぶ変形が可能である。このような方法により、
塑性加工が困難な金属合金であっても、複雑形状を持つ
部材が比較的安価に製造できることが知られている。
のがあり、こうした金属材料では高い温度域において制
御された歪速度によって、いわゆる超塑性変形をおこさ
せて成形・加工することが行われている。この超塑性変
形はくびれを生ずることなく通常の降伏点よりはるかに
低い応力下で変形を起こし、材料の種類によっては数百
％にも及ぶ変形が可能である。このような方法により、
塑性加工が困難な金属合金であっても、複雑形状を持つ
部材が比較的安価に製造できることが知られている。
本発明者らは、先に、微細かつ主として等軸状の粒子
からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複合焼結体が制御され
た温度と歪速度の一軸引っ張り試験において超塑性を示
し、この超塑性変形によって成形する方法を見い出し
た。（特願平１−335063号）しかしながら、この超塑性
加工によって成形する方法においては、用いる焼結体は
主として等軸状でしかも微細な粒子からなることが必要
であり、また超塑性加工の工程において微細なキャビテ
ィーが生成しやすいことなどから、超塑性加工して得ら
れる成形品をそのまま構造部材等として使用するには強
度や破壊靭性値あるいは耐熱性が十分とは言えなかっ
た。
からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複合焼結体が制御され
た温度と歪速度の一軸引っ張り試験において超塑性を示
し、この超塑性変形によって成形する方法を見い出し
た。（特願平１−335063号）しかしながら、この超塑性
加工によって成形する方法においては、用いる焼結体は
主として等軸状でしかも微細な粒子からなることが必要
であり、また超塑性加工の工程において微細なキャビテ
ィーが生成しやすいことなどから、超塑性加工して得ら
れる成形品をそのまま構造部材等として使用するには強
度や破壊靭性値あるいは耐熱性が十分とは言えなかっ
た。
そこで本発明者らは、この成形法に検討を加えた結
果、超塑性加工後の加工品に熱処理を施すことにより、
得られる加工品の強度や破壊靭性値あるいは耐熱性が超
塑性加工直後の成形品に比較して格段に向上することを
見い出した。
果、超塑性加工後の加工品に熱処理を施すことにより、
得られる加工品の強度や破壊靭性値あるいは耐熱性が超
塑性加工直後の成形品に比較して格段に向上することを
見い出した。
すなわち、本発明は、非酸化物系セラミックスを超塑
性加工しこれを熱処理することによって、安価にしかも
超塑性加工後よりもさらに強度や破壊靭性値あるいは耐
熱性に優れた加工品を与える方法を提供することにあ
る。
性加工しこれを熱処理することによって、安価にしかも
超塑性加工後よりもさらに強度や破壊靭性値あるいは耐
熱性に優れた加工品を与える方法を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、窒化ケイ素−炭化ケイ素複合焼結体を超塑
性温度域において応力作用下で変形させ、次いで熱処理
することによって強度や破壊靭性に優れた加工品を与え
る複合セラミックスの成形加工法に関する。詳しくは、
主として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複
合焼結体を引張り応力あるいは圧縮応力の作用下で超塑
性変形した後、非酸化性雰囲気中、常圧あるいは加圧
下、1000〜2300℃で熱処理を行うことを特徴とする複合
セラミックスの成形加工法に関する。
性温度域において応力作用下で変形させ、次いで熱処理
することによって強度や破壊靭性に優れた加工品を与え
る複合セラミックスの成形加工法に関する。詳しくは、
主として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複
合焼結体を引張り応力あるいは圧縮応力の作用下で超塑
性変形した後、非酸化性雰囲気中、常圧あるいは加圧
下、1000〜2300℃で熱処理を行うことを特徴とする複合
セラミックスの成形加工法に関する。
本発明において、超塑性加工に使用される窒化ケイ素
−炭化ケイ素複合焼結体は粒径が微細かつ主として等軸
状からなることが必要である。使用される窒化ケイ素−
炭化ケイ素複合焼結体の粒径が２μｍ以上の粒径であっ
たり、粒径が等軸状でなく例えば柱状粒子がからみあっ
たような構造をしている場合は、本発明の超塑性加工に
よる成形を実施することが困難となる。これは、変形が
起こる温度域において応力を作用させた場合にキャビテ
ィーが生成し、得られる成形体の強度や他の機械的物性
が著しく劣化するためである。たとえば、従来から用い
られている窒化ケイ素では粒径が大きく柱状粒子が絡み
合った組織をしているため、高温域においてもその変形
量は小さく、安定な変形がおきずに破断したりキャビテ
ィーを生成して機械的物性の著しい劣化をひきおこして
しまう。
−炭化ケイ素複合焼結体は粒径が微細かつ主として等軸
状からなることが必要である。使用される窒化ケイ素−
炭化ケイ素複合焼結体の粒径が２μｍ以上の粒径であっ
たり、粒径が等軸状でなく例えば柱状粒子がからみあっ
たような構造をしている場合は、本発明の超塑性加工に
よる成形を実施することが困難となる。これは、変形が
起こる温度域において応力を作用させた場合にキャビテ
ィーが生成し、得られる成形体の強度や他の機械的物性
が著しく劣化するためである。たとえば、従来から用い
られている窒化ケイ素では粒径が大きく柱状粒子が絡み
合った組織をしているため、高温域においてもその変形
量は小さく、安定な変形がおきずに破断したりキャビテ
ィーを生成して機械的物性の著しい劣化をひきおこして
しまう。
そこで、本発明においてはまず微細かつ主として等軸
状の粒子からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複合焼結体
を、超塑性を示す温度域において応力を作用させて所定
形状の成形を行う。
状の粒子からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複合焼結体
を、超塑性を示す温度域において応力を作用させて所定
形状の成形を行う。
この温度域は通常1400〜1700℃、好ましくは1450〜16
50℃である。これより高い温度域では窒化ケイ素−炭化
ケイ素複合焼結体の熱変質が起き、安定な変形を起こさ
せることが困難になる。
50℃である。これより高い温度域では窒化ケイ素−炭化
ケイ素複合焼結体の熱変質が起き、安定な変形を起こさ
せることが困難になる。
また、これより低い温度域では成形速度が遅くなり、
経済的に好ましくない。
経済的に好ましくない。
本発明において、引っ張り応力あるいは圧縮応力等作
用下の歪速度は、成形する温度により最適化されるが、
過度に速度を上げて成形すると粒界すべりに起因するキ
ャビティーが材料中に生成し、これらが連結して大きな
欠陥となって成形体の強度を下げたり、あるいは多孔質
になるなど機械的物性に悪影響を及ぼすことがある。
用下の歪速度は、成形する温度により最適化されるが、
過度に速度を上げて成形すると粒界すべりに起因するキ
ャビティーが材料中に生成し、これらが連結して大きな
欠陥となって成形体の強度を下げたり、あるいは多孔質
になるなど機械的物性に悪影響を及ぼすことがある。
また、あまり小さな速度で成形した場合には、高温に
焼結体が長時間さらされるため、熱変質を受け易くな
る。したがって、成形に際しての歪速度は10-6sec-1以
上、10-1sec-1以下、好ましくは10-3sec-1以下で実施す
ることが望ましい。
焼結体が長時間さらされるため、熱変質を受け易くな
る。したがって、成形に際しての歪速度は10-6sec-1以
上、10-1sec-1以下、好ましくは10-3sec-1以下で実施す
ることが望ましい。
その雰囲気は酸化雰囲気あるいは非酸化雰囲気のいず
れでもよいが、好まくは非酸化雰囲気で実施するのが好
ましい。これは超塑性加工中に窒化ケイ素−炭化ケイ素
複合焼結体が酸化によって変質を受けないようにするた
めであり、短時間で成形を終了する場合には酸化雰囲気
でもかまわないが、長時間になる場合には非酸化雰囲気
で行うのがよい。
れでもよいが、好まくは非酸化雰囲気で実施するのが好
ましい。これは超塑性加工中に窒化ケイ素−炭化ケイ素
複合焼結体が酸化によって変質を受けないようにするた
めであり、短時間で成形を終了する場合には酸化雰囲気
でもかまわないが、長時間になる場合には非酸化雰囲気
で行うのがよい。
このように超塑性加工された焼結体の組織は、加工前
と同様に主として等軸状の粒子から成っている。このた
め破壊靭性値は従来の柱状粒子の発達した窒化ケイ素に
比べると低い値を示す。
と同様に主として等軸状の粒子から成っている。このた
め破壊靭性値は従来の柱状粒子の発達した窒化ケイ素に
比べると低い値を示す。
また、超塑性加工によって焼結体内部や表面には微小
のキャビティーが生成し易く、加工後の強度は加工前よ
り低くなる傾向がある。そのため超塑性加工して得られ
る整形品をそのまま構造部材等として使用するには強度
や破壊靭性値が十分とは言い難い面がある。
のキャビティーが生成し易く、加工後の強度は加工前よ
り低くなる傾向がある。そのため超塑性加工して得られ
る整形品をそのまま構造部材等として使用するには強度
や破壊靭性値が十分とは言い難い面がある。
そこで本発明は、超塑性加工後に熱処理を施すもので
ある。この熱処理の目的の一つは、焼結体の組織を変え
て破壊靭性および強度を向上させたり、あるいは、生成
したキャビティーを熱処理によって消滅あるいは低減さ
せたりすることによって高い強度を持たせることにあ
る。
ある。この熱処理の目的の一つは、焼結体の組織を変え
て破壊靭性および強度を向上させたり、あるいは、生成
したキャビティーを熱処理によって消滅あるいは低減さ
せたりすることによって高い強度を持たせることにあ
る。
また、別の目的は、粒界相を耐熱性の高い組成に変成
させたり、ガラス相を結晶相に変えたりすることにより
耐熱性を向上させることにある。
させたり、ガラス相を結晶相に変えたりすることにより
耐熱性を向上させることにある。
このような目的を達成させるための本発明における熱
処理は、非酸化性雰囲気中、常圧あるいは加圧下、1000
〜2300℃で実施される。
処理は、非酸化性雰囲気中、常圧あるいは加圧下、1000
〜2300℃で実施される。
この熱処理を常圧で行う場合にはその温度は1800℃以
下が好ましく、ガス圧やHIPなどの加圧下で実施する場
合には窒化ケイ素の分解が起きない範囲、すなわち、23
00℃以下が好ましい。熱処理時間は、成形体の組成や形
状あるいは熱処理温度によって異なるが、通常１〜24時
間程度である。この熱処理によって焼結体の組織は等軸
状で微細な組織から粒成長した柱状粒子と等軸状粒子か
らなる組織へと変化し、この微構造変化によって破壊靭
性値と強度が加工直後に比べて格段に向上するようにな
る。また、焼結体に生成したキャビティーが減少あるい
は消滅することにより焼結体の強度が向上することにも
なる。特にガス圧やHIPなどの加工下でこの熱処理を実
施した場合には、窒化ケイ素の分解が押えられたり、成
形体中のキャビティーが減少、消滅し易くなるので、よ
り効果的である。またこの熱処理によって粒界相が耐熱
性の高い組成に変化したり、結晶化するため破壊靭性値
や耐熱性が向上する。
下が好ましく、ガス圧やHIPなどの加圧下で実施する場
合には窒化ケイ素の分解が起きない範囲、すなわち、23
00℃以下が好ましい。熱処理時間は、成形体の組成や形
状あるいは熱処理温度によって異なるが、通常１〜24時
間程度である。この熱処理によって焼結体の組織は等軸
状で微細な組織から粒成長した柱状粒子と等軸状粒子か
らなる組織へと変化し、この微構造変化によって破壊靭
性値と強度が加工直後に比べて格段に向上するようにな
る。また、焼結体に生成したキャビティーが減少あるい
は消滅することにより焼結体の強度が向上することにも
なる。特にガス圧やHIPなどの加工下でこの熱処理を実
施した場合には、窒化ケイ素の分解が押えられたり、成
形体中のキャビティーが減少、消滅し易くなるので、よ
り効果的である。またこの熱処理によって粒界相が耐熱
性の高い組成に変化したり、結晶化するため破壊靭性値
や耐熱性が向上する。
この熱処理は超塑性加工後一旦冷却することなく引き
続いて実施してもよく、超塑性加工を実施した後焼結体
を室温まで冷却し、しかるのち所定温度まで上昇して熱
処理を実施してもよい。
続いて実施してもよく、超塑性加工を実施した後焼結体
を室温まで冷却し、しかるのち所定温度まで上昇して熱
処理を実施してもよい。
このように、本発明においてはまず超塑性温度域で成
形することにより、例えば、圧縮によって薄板を成形し
たり、薄板を曲げ成形したり、あるいは所定の形状に加
工された精密な型中で精密成形を行うことができる。さ
らに本発明に従って熱処理を行うことにより、得られる
成型加工品の強度や破壊靭性値あるいは耐熱性が超塑性
加工直後の成形品に比較して格段に向上する。また、本
発明に従って熱処理を実施した後、酸化雰囲気下でさら
に熱処理をすることも差し支えない。このような酸化雰
囲気下での熱処理を行うことにより成型加工品の表面状
態を良好にすることができる。
形することにより、例えば、圧縮によって薄板を成形し
たり、薄板を曲げ成形したり、あるいは所定の形状に加
工された精密な型中で精密成形を行うことができる。さ
らに本発明に従って熱処理を行うことにより、得られる
成型加工品の強度や破壊靭性値あるいは耐熱性が超塑性
加工直後の成形品に比較して格段に向上する。また、本
発明に従って熱処理を実施した後、酸化雰囲気下でさら
に熱処理をすることも差し支えない。このような酸化雰
囲気下での熱処理を行うことにより成型加工品の表面状
態を良好にすることができる。
次に本発明の実施例を示す。以下に示す実施例は本発
明の一例を示すものであって本発明の要旨を超えない限
り、これに限定されるものでない。
明の一例を示すものであって本発明の要旨を超えない限
り、これに限定されるものでない。
実施例 １ 炭素を7.2重量％含有するケイ素、炭素、窒素および
酸素からなる平均粒径が１μｍ以下の非晶質粉末に、Y2
O36重量％、Al2O32重量％、を加えエタノール中で湿式
混合を行い乾燥した後、直径50mmの黒鉛ダイスに充填
し、窒素ガス中350Kg/cm3の圧力で1650℃、１時間のホ
ットプレス焼結を行った。得られた焼結体は密度が3.2g
/cm3であり、主として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−
炭化ケイ素複合焼結体であった。
酸素からなる平均粒径が１μｍ以下の非晶質粉末に、Y2
O36重量％、Al2O32重量％、を加えエタノール中で湿式
混合を行い乾燥した後、直径50mmの黒鉛ダイスに充填
し、窒素ガス中350Kg/cm3の圧力で1650℃、１時間のホ
ットプレス焼結を行った。得られた焼結体は密度が3.2g
/cm3であり、主として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−
炭化ケイ素複合焼結体であった。
この焼結体より、直径3mm、長さ10mmの円柱部を有す
る供試体を作成し、窒素雰囲気中1600℃に設定された高
温炉中において、歪速度４×10-5sec-1で引っ張り応力
を作用させ、円柱部の長さを14.4mmになるまで引っ張
り、直径2.5mmに加工した。超塑性加工後の破壊靭性値
は5.4MPa・ｍ1/2、室温曲げ強度は520MPaであった。
る供試体を作成し、窒素雰囲気中1600℃に設定された高
温炉中において、歪速度４×10-5sec-1で引っ張り応力
を作用させ、円柱部の長さを14.4mmになるまで引っ張
り、直径2.5mmに加工した。超塑性加工後の破壊靭性値
は5.4MPa・ｍ1/2、室温曲げ強度は520MPaであった。
次に、この超塑性加工した試験片を常圧において窒素
雰囲気中、1750℃２時間保持したのち、破壊靭性値と曲
げ強度を測定した結果、破壊靭性値は6.4MPa・ｍ1/2、
室温曲げ強度850MPaに向上した。
雰囲気中、1750℃２時間保持したのち、破壊靭性値と曲
げ強度を測定した結果、破壊靭性値は6.4MPa・ｍ1/2、
室温曲げ強度850MPaに向上した。
実施例 ２−５ 実施例１と同一の焼結体から作成した供試片（35×35
×5mm）を窒素中、1600℃において、黒鉛板を介して設
置した。これを８×10-5sec-1で圧縮変形（超塑性加
工）させ、厚さ4mmの薄板を得た。この薄板には亀裂や
変質は認められず、超塑性加工後の破壊靭性値と曲げ強
度はそれぞれ5.3MPa・ｍ1/2、620MPaであった。
×5mm）を窒素中、1600℃において、黒鉛板を介して設
置した。これを８×10-5sec-1で圧縮変形（超塑性加
工）させ、厚さ4mmの薄板を得た。この薄板には亀裂や
変質は認められず、超塑性加工後の破壊靭性値と曲げ強
度はそれぞれ5.3MPa・ｍ1/2、620MPaであった。
次にこの超塑性加工品を表１に示す条件で熱処理を行
った結果、いずれの場合も熱処理前の破壊靭性値や強度
に優る物性が得られた。
った結果、いずれの場合も熱処理前の破壊靭性値や強度
に優る物性が得られた。
実施例 ６ 炭素含有量9.6重量％のケイ素、炭素、窒素および酸
素からなる１μｍ以下の非晶質粉末にY2O36重量％、Al2
O32重量％、を加えエタノール中で湿式混合を行い乾燥
した後、直径50mmの黒鉛ダイスに充填し、窒素ガス中35
0Kg/cm3の圧力で1650℃、１時間のホットプレス焼結を
行った。得られた焼結体は密度が3.26g/cm3であり、主
として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複合
焼結体であった。
素からなる１μｍ以下の非晶質粉末にY2O36重量％、Al2
O32重量％、を加えエタノール中で湿式混合を行い乾燥
した後、直径50mmの黒鉛ダイスに充填し、窒素ガス中35
0Kg/cm3の圧力で1650℃、１時間のホットプレス焼結を
行った。得られた焼結体は密度が3.26g/cm3であり、主
として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−炭化ケイ素複合
焼結体であった。
この焼結体から実施例２と同様の条件で超塑性変形さ
せ、厚さ4mmの試験片（超塑性加工品）を作成した。
せ、厚さ4mmの試験片（超塑性加工品）を作成した。
この試験片の破壊靭性値は5.3MPa・ｍ1/2であり、室
温曲げ強度は740MPaであり、また、1300℃における曲げ
強度は370MPaで、塑性変形していることが認められた。
次に超塑性加工後の成形品を窒素中、1750℃で４時間保
持した後、破壊靭性値と室温強度および高温強度を測定
したところ、破壊靭性値は6.2MPa・ｍ1/2であり、室温
曲げ強度は890MPaであった。また、1300℃における曲げ
強度は700MPaであり、このとき塑性変形は認められなか
った。（すなわち成型加工品の耐熱性の向上が認められ
た。） 〔発明の効果〕 以上のように、本発明に示す如きの微細組織からなる
窒化ケイ素−炭化ケイ素複合焼結体を、超塑性加工する
ことにより、従来窒化ケイ素結晶体窒化ケイ素−炭化ケ
イ素複合焼結体る成形加工に行われるような複雑な成形
や加工工程を経ることなく所定の形状に精密成形を行う
ことができ、さらに加工後熱処理を行うことにより強
度、破壊靭性値あるいは耐熱性を向上させることがで
き、寸法精度および優れた機械的特性の要求されるガス
タービン、エンジン等の高温高強度部材、断熱部材、あ
るいは耐摩耗材や切削工具等を効率よくしかも安価に製
造することができる。
温曲げ強度は740MPaであり、また、1300℃における曲げ
強度は370MPaで、塑性変形していることが認められた。
次に超塑性加工後の成形品を窒素中、1750℃で４時間保
持した後、破壊靭性値と室温強度および高温強度を測定
したところ、破壊靭性値は6.2MPa・ｍ1/2であり、室温
曲げ強度は890MPaであった。また、1300℃における曲げ
強度は700MPaであり、このとき塑性変形は認められなか
った。（すなわち成型加工品の耐熱性の向上が認められ
た。） 〔発明の効果〕 以上のように、本発明に示す如きの微細組織からなる
窒化ケイ素−炭化ケイ素複合焼結体を、超塑性加工する
ことにより、従来窒化ケイ素結晶体窒化ケイ素−炭化ケ
イ素複合焼結体る成形加工に行われるような複雑な成形
や加工工程を経ることなく所定の形状に精密成形を行う
ことができ、さらに加工後熱処理を行うことにより強
度、破壊靭性値あるいは耐熱性を向上させることがで
き、寸法精度および優れた機械的特性の要求されるガス
タービン、エンジン等の高温高強度部材、断熱部材、あ
るいは耐摩耗材や切削工具等を効率よくしかも安価に製
造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 殷正 茨城県つくば市和台22番地 三菱瓦斯化 学株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−119005（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−212381（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−197003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−100274（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】主として等軸状粒子からなる窒化ケイ素−
炭化ケイ素複合焼結体を、引張り応力あるいは圧縮応力
の作用下で超塑性変形させ成形した後、非酸化性雰囲気
中、常圧あるいは加圧下、1000〜2300℃で熱処理を行う
ことを特徴とする複合セラミックスの成形加工法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220048A JP2657979B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 複合セラミックスの成形加工法 |
| DE1990602447 DE69002447T2 (de) | 1989-12-26 | 1990-12-11 | Verfahren zur Formgebung keramischer Zusammensetzungen. |
| EP19900123858 EP0435064B1 (en) | 1989-12-26 | 1990-12-11 | Process for shaping ceramic composites |
| US07/865,683 US5244621A (en) | 1989-12-26 | 1992-04-08 | Process for shaping ceramic composites |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220048A JP2657979B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 複合セラミックスの成形加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04103303A JPH04103303A (ja) | 1992-04-06 |
| JP2657979B2 true JP2657979B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=16745112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220048A Expired - Lifetime JP2657979B2 (ja) | 1989-12-26 | 1990-08-23 | 複合セラミックスの成形加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2657979B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-23 JP JP2220048A patent/JP2657979B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04103303A (ja) | 1992-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |