JPH04132659A - 酸化クロム系複合焼結体 - Google Patents
酸化クロム系複合焼結体Info
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- JPH04132659A JPH04132659A JP2253703A JP25370390A JPH04132659A JP H04132659 A JPH04132659 A JP H04132659A JP 2253703 A JP2253703 A JP 2253703A JP 25370390 A JP25370390 A JP 25370390A JP H04132659 A JPH04132659 A JP H04132659A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、炭素粉末中で焼結した酸化クロム系複合焼結
体に関するものである。
体に関するものである。
[従来の技術]
従来、酸化クロム系複合焼結体を緻密焼結するだめの手
法としては、成形した粉末圧粉体を熱間静水圧焼結処理
(HT P処理)をする必要かあった。
法としては、成形した粉末圧粉体を熱間静水圧焼結処理
(HT P処理)をする必要かあった。
このII I P処理は、粉末またはその圧粉体を適当
な形状のカプセルに入れて密封し、ヘリウム、アルゴン
等のガス圧を加えるとともに、高熱を加える処理である
が、製作する焼結体の形状や寸法にあわせてカプセルを
設計・製作する必要かあった。また、I−1I P処理
するための装置が高価であるという欠点もあった。
な形状のカプセルに入れて密封し、ヘリウム、アルゴン
等のガス圧を加えるとともに、高熱を加える処理である
が、製作する焼結体の形状や寸法にあわせてカプセルを
設計・製作する必要かあった。また、I−1I P処理
するための装置が高価であるという欠点もあった。
この欠点を解決するために、例えは、特開昭56−14
5174号公報に示すように、酸化ジルコニウム粉末と
酸化クロム粉末との混合物からなる成形体を炭素粉末中
で焼結する方法がある。
5174号公報に示すように、酸化ジルコニウム粉末と
酸化クロム粉末との混合物からなる成形体を炭素粉末中
で焼結する方法がある。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、この方法では、酸化ジルコニウム粉末と
酸化クロム粉末との混合物からなる成形体を炭素粉末中
で焼結した場合、その焼結体の相対密度[−(高密度/
理論密度)*100]は、第1図に示すように酸化ジル
コニウム量が60モル%を超えると徐々に低下し始める
。このように相対密度か低くなるのは、第5図に示すよ
うに、気孔3が多く存在するためてあり、これにより、
強度および靭性値はバラツキか大きくなり、強度および
靭性値の信頼性を必要とする構造+4粕には用いること
ができない。
酸化クロム粉末との混合物からなる成形体を炭素粉末中
で焼結した場合、その焼結体の相対密度[−(高密度/
理論密度)*100]は、第1図に示すように酸化ジル
コニウム量が60モル%を超えると徐々に低下し始める
。このように相対密度か低くなるのは、第5図に示すよ
うに、気孔3が多く存在するためてあり、これにより、
強度および靭性値はバラツキか大きくなり、強度および
靭性値の信頼性を必要とする構造+4粕には用いること
ができない。
また、酸化ジルコニウムh↓が60モル%を超えるよう
な酸化クロム系複合焼結体は、炭素粉末中で焼結するの
ではなく、例えば、真空中で焼結した場合には、第6図
に示すように均一な組織をしているが、前記のような方
法、すなわち、プレスした成形体を炭素粉末中で焼結し
た場合には、第7図に示すように、2層に分かれた非常
に不均一な組織をしており、このことも構造相としての
使用に支障をもたらすという問題があった。
な酸化クロム系複合焼結体は、炭素粉末中で焼結するの
ではなく、例えば、真空中で焼結した場合には、第6図
に示すように均一な組織をしているが、前記のような方
法、すなわち、プレスした成形体を炭素粉末中で焼結し
た場合には、第7図に示すように、2層に分かれた非常
に不均一な組織をしており、このことも構造相としての
使用に支障をもたらすという問題があった。
本発明は、」二連した問題点を解決するためになされた
ものであり、高強度、高靭性を有するとともに優れた摺
動特性を有する酸化クロム系複合焼結体を提供すること
を目的とするものである。
ものであり、高強度、高靭性を有するとともに優れた摺
動特性を有する酸化クロム系複合焼結体を提供すること
を目的とするものである。
[課題を解決するための手段]
この目的を達成するために、本発明の酸化クロム系複合
焼結体は、炭素粉末中で焼結され、酸化ジルコニウムを
10〜60モル%有することを特徴とするものである。
焼結体は、炭素粉末中で焼結され、酸化ジルコニウムを
10〜60モル%有することを特徴とするものである。
[作用]
」−記の構成を有する本発明の酸化クロム系複合焼結体
の酸化ジルコニウム量が、10モル%よりも少ない場合
には、強度および靭性値が低すぎるため、摺動特性が悪
くなる。また、酸化ジルコニウム量が60モル%よりも
多い場合には、相対密度が低く、しかも不均一な組織で
あり強度および靭性の信頼性が低くなる。これに対して
、酸化ジルコニウムを10〜60モル%含む場合におい
ては、高強度、高靭性を有するとともに優れた摺動特性
を有する焼結体となる。
の酸化ジルコニウム量が、10モル%よりも少ない場合
には、強度および靭性値が低すぎるため、摺動特性が悪
くなる。また、酸化ジルコニウム量が60モル%よりも
多い場合には、相対密度が低く、しかも不均一な組織で
あり強度および靭性の信頼性が低くなる。これに対して
、酸化ジルコニウムを10〜60モル%含む場合におい
ては、高強度、高靭性を有するとともに優れた摺動特性
を有する焼結体となる。
[実施例]
以下、本発明の酸化クロム系複合焼結体の製造方法につ
いて説明する。
いて説明する。
ます、酸化クロム粉末に対して、酸化ジルコニウム粉末
を所定量だけ調製する。そして、これらの粉末をボール
ミルにより混合媒体とともに湿式混合する。この際、成
形助剤としてポリビニルアルコール等を用いるとよい。
を所定量だけ調製する。そして、これらの粉末をボール
ミルにより混合媒体とともに湿式混合する。この際、成
形助剤としてポリビニルアルコール等を用いるとよい。
また、酸化ジルコニウム粉末は酸化イツトリウム、酸化
セリウム、酸化マグネシウム等で部分安定化されたもの
が使用できる。さらに、混合媒体としでは、エタノール
、アセトン、水などが使用できる。
セリウム、酸化マグネシウム等で部分安定化されたもの
が使用できる。さらに、混合媒体としでは、エタノール
、アセトン、水などが使用できる。
次いで、得られたスラリーを乾燥した後、粉砕して、焼
結用造粒粉を得る。焼結用造粒粉はスプレードライヤー
を用いて得ることもできる。
結用造粒粉を得る。焼結用造粒粉はスプレードライヤー
を用いて得ることもできる。
そして、得られた焼結用造粒粉を所定の圧力で一軸プレ
スした後、所定の圧力で冷間静水圧プレス成形する。尚
、成形体はプレス成形法の他、射出成形法、押出成形法
、鋳込み成形法、ドクターブレード法などを用いても得
ることができる。
スした後、所定の圧力で冷間静水圧プレス成形する。尚
、成形体はプレス成形法の他、射出成形法、押出成形法
、鋳込み成形法、ドクターブレード法などを用いても得
ることができる。
続いて、得られた成形体を炭素粉末中に埋設して焼結炉
内で焼結処理を行なう。この際、焼結雰囲気としては大
気中、真空中、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中など
が使用可能である。また、焼結温度としては、1400
°C〜1700℃トスることができる。
内で焼結処理を行なう。この際、焼結雰囲気としては大
気中、真空中、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気中など
が使用可能である。また、焼結温度としては、1400
°C〜1700℃トスることができる。
次に、本発明を具体化した一実施例について説明する。
ます、酸化クロム粉末[日本化学工業(株)製りロメッ
クスU−1.平均粒径0. 3μm)と酸化ジルコニウ
ム粉末[東ソー(株)製TZ−3Y平均粒径0,02μ
m)とを、酸化ジルコニウム・量が全粉末量のXモル%
(x=o、 10. 20゜30.40,50.60
)となるように調製し、成形助剤としてのポリビニルア
ルコール[(株)クラレ製タラレボバール]とともに水
を溶媒として湿式で24時間ボールミルにて混合した。
クスU−1.平均粒径0. 3μm)と酸化ジルコニウ
ム粉末[東ソー(株)製TZ−3Y平均粒径0,02μ
m)とを、酸化ジルコニウム・量が全粉末量のXモル%
(x=o、 10. 20゜30.40,50.60
)となるように調製し、成形助剤としてのポリビニルア
ルコール[(株)クラレ製タラレボバール]とともに水
を溶媒として湿式で24時間ボールミルにて混合した。
次いで、得られたスラリーを乾燥した後、粉砕する。そ
して、この焼結用造粒粉を金型プレスで、25MPaの
圧力で予備成形した後、冷間静水圧プレスにて196M
Paの圧力で本成形した。この成形体を黒鉛容器に満た
した黒鉛粉末中に埋設し、この黒鉛容器を黒鉛ヒータ焼
結炉に挿入して焼結を行なう。なお、この黒鉛ヒータ焼
結炉の焼結条件は、真空雰囲気中で、昇温率300’C
/hrで1600℃まで昇温し、1時間保持した後、炉
冷するものである。
して、この焼結用造粒粉を金型プレスで、25MPaの
圧力で予備成形した後、冷間静水圧プレスにて196M
Paの圧力で本成形した。この成形体を黒鉛容器に満た
した黒鉛粉末中に埋設し、この黒鉛容器を黒鉛ヒータ焼
結炉に挿入して焼結を行なう。なお、この黒鉛ヒータ焼
結炉の焼結条件は、真空雰囲気中で、昇温率300’C
/hrで1600℃まで昇温し、1時間保持した後、炉
冷するものである。
このようにして得られた焼結体に対して、ファインセラ
ミックスの曲げ強さ試験方法(JISR16’01)に
より3点曲げ強度を測定するとともに、破壊靭性値をS
E N B法により測定した。
ミックスの曲げ強さ試験方法(JISR16’01)に
より3点曲げ強度を測定するとともに、破壊靭性値をS
E N B法により測定した。
その測定結果を第2図および第3図に示す。第2図およ
び第3図から明らかなように、酸化クロム1に対する酸
化ジルコニウム2の添加量が増加するのに伴い、曲げ強
度及び破壊靭性値が」= yU?する傾向を示した。特
に、酸化ジルコニウム量30〜60モル%では曲げ強度
300MPa以」−1破壊靭+I値3MPa−m1/2
以七となり、酸化クロム単体での値(曲げ強度46 M
P a 、破壊靭性値1、IMPa−m”2)に比へ
て大幅に上昇しているとともに、構造H料としてよく使
用される酸化アルミニウムの値(曲げ強度300MPa
、破壊靭性値3MP a −m1/2)以上に達してい
る。
び第3図から明らかなように、酸化クロム1に対する酸
化ジルコニウム2の添加量が増加するのに伴い、曲げ強
度及び破壊靭性値が」= yU?する傾向を示した。特
に、酸化ジルコニウム量30〜60モル%では曲げ強度
300MPa以」−1破壊靭+I値3MPa−m1/2
以七となり、酸化クロム単体での値(曲げ強度46 M
P a 、破壊靭性値1、IMPa−m”2)に比へ
て大幅に上昇しているとともに、構造H料としてよく使
用される酸化アルミニウムの値(曲げ強度300MPa
、破壊靭性値3MP a −m1/2)以上に達してい
る。
但し、酸化ジルコニウム量が60モル%を超えると相χ
・1密度が低下し始め、第7図に示すように、不均一な
組織となった。従って、この焼結体を実際に構造杓料と
して用いるには、酸化ジルコニウムi+t: 10〜6
0モル%とする必要かある。
・1密度が低下し始め、第7図に示すように、不均一な
組織となった。従って、この焼結体を実際に構造杓料と
して用いるには、酸化ジルコニウムi+t: 10〜6
0モル%とする必要かある。
また、サバン式摩耗試験機[(株)東京試験機製]を用
い、相千祠を酸化クロム溶射リングとして、比摩耗量の
測定を行ったところ、第4図に示すような結果が得られ
た。なお、試験条件は荷重10kgf、 リング周速
度2m/Sとした。そして、比較のため、1600’C
にて焼結した酸化ジルコニウム単体(酸化ジルコニウム
100%)の比摩耗量も測定した。第4図から明らかな
ように、厳しい摺動条件[(荷重*リング周速度)の値
が大きい条件]であるにもかかわらず、酸化ジルコニウ
ム量が10〜60モル%の範囲では、比摩耗量はいずれ
も10−8mm3/(kg−mm)以下の低い値となり
、優れた摺動特性を示すことがわかった。特に、酸化ジ
ルコニウムii!30〜60モル%の酸化クロム系焼結
体が、摺動特性がきわめて良好であるとともに高強度・
高靭性を有することは明白である。
い、相千祠を酸化クロム溶射リングとして、比摩耗量の
測定を行ったところ、第4図に示すような結果が得られ
た。なお、試験条件は荷重10kgf、 リング周速
度2m/Sとした。そして、比較のため、1600’C
にて焼結した酸化ジルコニウム単体(酸化ジルコニウム
100%)の比摩耗量も測定した。第4図から明らかな
ように、厳しい摺動条件[(荷重*リング周速度)の値
が大きい条件]であるにもかかわらず、酸化ジルコニウ
ム量が10〜60モル%の範囲では、比摩耗量はいずれ
も10−8mm3/(kg−mm)以下の低い値となり
、優れた摺動特性を示すことがわかった。特に、酸化ジ
ルコニウムii!30〜60モル%の酸化クロム系焼結
体が、摺動特性がきわめて良好であるとともに高強度・
高靭性を有することは明白である。
[発明の効果]
以上詳述したことから明らかなように、本発明に係る、
炭素粉末中にて焼結した酸化クロム系複合焼結体は、酸
化クロムに酸化ジルコニウムを10〜60モル%添加し
たことにより、酸化クロムによる優れた摺動特性と酸化
ジルコニウムによる高強度、高靭性とを合わせもつ祠料
であり、軸受等の耐摩耗性を必要とする構造祠料として
広く利用することが可能である。
炭素粉末中にて焼結した酸化クロム系複合焼結体は、酸
化クロムに酸化ジルコニウムを10〜60モル%添加し
たことにより、酸化クロムによる優れた摺動特性と酸化
ジルコニウムによる高強度、高靭性とを合わせもつ祠料
であり、軸受等の耐摩耗性を必要とする構造祠料として
広く利用することが可能である。
第1図から第5図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第1図は酸化ジルコニウム量と相対密度の関
係を示す図、第2図は酸化ジルコニウム量と強度の関係
を示す図、第3図は酸化ジルコニウム量と破壊靭性値の
関係を示す図、第4図は酸化ジルコニウム量と比摩耗量
の関係を示す図、第5図は酸化クロム系複合焼結体のエ
ツチング面の拡大写真な≠=[である。また、第6図が
ら第7図までは、酸化ジルコニウム量が60モル%を超
える酸化クロム系複合焼結体の断面のSE同図中1は酸
化クロム、2は酸化ジルコニウム、3は気孔である。 第1と う命46ジルコニ?7tA’li、−匹1ゝ幻@2図 ぜIしシルプニリ4[モ1し2] 畷3図 @4図
すもので、第1図は酸化ジルコニウム量と相対密度の関
係を示す図、第2図は酸化ジルコニウム量と強度の関係
を示す図、第3図は酸化ジルコニウム量と破壊靭性値の
関係を示す図、第4図は酸化ジルコニウム量と比摩耗量
の関係を示す図、第5図は酸化クロム系複合焼結体のエ
ツチング面の拡大写真な≠=[である。また、第6図が
ら第7図までは、酸化ジルコニウム量が60モル%を超
える酸化クロム系複合焼結体の断面のSE同図中1は酸
化クロム、2は酸化ジルコニウム、3は気孔である。 第1と う命46ジルコニ?7tA’li、−匹1ゝ幻@2図 ぜIしシルプニリ4[モ1し2] 畷3図 @4図
Claims (1)
- 1.炭素粉末中で焼結した酸化クロム系複合焼結体であ
って、 酸化ジルコニウムを10〜60モル%有することを特徴
とする酸化クロム系複合焼結体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2253703A JPH04132659A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 酸化クロム系複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2253703A JPH04132659A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 酸化クロム系複合焼結体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04132659A true JPH04132659A (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=17254978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2253703A Pending JPH04132659A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 酸化クロム系複合焼結体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04132659A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009069154A (ja) * | 2007-09-15 | 2009-04-02 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 測長装置 |
JP2012241218A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Mitsubishi Materials Corp | 酸化物スパッタリングターゲット及びその製造方法並びにこれに用いる緩衝粉 |
JP2013209716A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Mitsubishi Materials Corp | スパッタリングターゲット及びその製造方法 |
US8877021B2 (en) | 2005-06-15 | 2014-11-04 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Chromic oxide powder for sputtering target, and sputtering target manufactured from such chromic oxide powder |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP2253703A patent/JPH04132659A/ja active Pending
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