JPH04300251A - 硼化チタン焼結体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高品質な硼化チタン焼
結体を工業的に有利に製造することができる硼化チタン
焼結体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
硼化チタンに限らず粉末原料を成形して焼結する方法で
は、成形時にバインダーとしてポリビニルブチラール樹
脂などの樹脂を添加するが、添加した樹脂が成形体の焼
結時に不純物として焼結を阻害したり、焼結体の物性を
低下させたりするため、焼結前に成形体中の上記成形バ
インダーを成形体より除去する必要があった。

【０００３】この場合、成形バインダーの除去方法とし
ては、通常、焼結前に成形体を加熱し、成形バインダー
を分解あるいは燃焼することによって成形体から除去す
る方法が採用されている。しかしながら、この方法では
、脱脂が不充分であると成形体中に成形バインダーが残
留し、成形体の焼結後の物性が低下したり、また、脱脂
の条件によっては、成形バインダーが除去された結果、
急激な体積変化が発生して成形体が変形したり、成形体
に割れが発生するという問題があった。

【０００４】従って、高品質な硼化チタン焼結体の工業
的に有利な製造方法の開発が望まれていた。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
脱脂時の体積変化が小さく、寸法精度が良好な上、高密
度かつ外観の良好な硼化チタン焼結体を簡単な操作で得
ることができる硼化チタン焼結体の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、硼化チタ
ンを焼結助剤と共に成形、脱脂して焼結する際、成形用
バインダーとしてシリコーン樹脂を用いることにより、
高品質な硼化チタン焼結体を工業的に有利に製造するこ
とができることを見い出した。

【０００７】この場合、成形用バインダーとして添加す
るシリコーン樹脂は、硼化チタンを成形して脱脂した後
も大部分が二酸化ケイ素又は炭化ケイ素として脱脂体中
に残留し、これらケイ素化合物は脱脂体の焼結時に焼結
助剤として作用し、焼結体の緻密化に寄与する。それ故
、成形体の脱脂時の体積変化が小さく、寸法精度が良好
で、かつ、反り、割れなどもほとんどなく、良好な外観
を有する焼結体を得ることが可能であり、しかも、得ら
れる焼結体が高密度なものであることを知見し、本発明
をなすに至った。

【０００８】従って、本発明は、硼化チタン粉末に焼結
助剤と成形用バインダーとしてシリコーン樹脂とを混合
し、成形、脱脂した後に焼結することを特徴とする硼化
チタン焼結体の製造方法を提供する。

【０００９】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の硼化チタン焼結体の製造方法では、原料の硼化チタ
ン粉末に成形用バインダー及び焼結助剤を添加して成形
・脱脂・焼結を行う。

【００１０】ここで、原料として使用する硼化チタン粉
末に特に制限はないが、平均粒径が１０μｍ以下、特に
３μｍ以下のものが好適である。

【００１１】本発明では、成形用バインダーとして用い
るシリコーン樹脂としては、オルガノシロキサン結合を
有するもので、 （１）ＲＳｉＯ３／２単位を主成分として、必要に応じ
てＲ２ＳｉＯ単位、Ｒ３ＳｉＯ１／２、ＳｉＯ２単位を
適宜組み合わせて共重合させてなるワニスタイプのもの
（この場合、ＲＳｉＯ３／２単位の割合は１０〜１００
モル％であることが好ましい）。 （２）末端ＯＨ基含有のジアルキルポリシロキサン生ゴ
ムとＲ３ＳｉＯ１／２とＳｉＯ２の縮合体とを反応させ
てなる粘着剤タイプのもの （３）末端ＯＨ基含有のジアルキルポリシロキサンと架
橋剤として末端にＺ−Ｓｉ結合含有のオルガノシロキサ
ン（ＺはＨ基，アルコキシ基，アセトキシ基，オキシム
基，アミノ基，アセトン基等）よりなるＲＴＶタイプの
もの、及び （４）ビニル基含有ポリシロキサンと架橋剤としてＨ基
含有ポリシロキサンと白金系触媒よりなるＬＴＶタイプ
のもの が例示される。

【００１２】この場合、上記式においてＲは水素原子、
置換もしくは非置換のメチル基，エチル基，プロピル基
，ブチル基等の炭素数１〜４、好ましくは１〜２のアル
キル基，フェニル基等のアリール基又はこれらの基の炭
素原子に結合した水素原子の一部又は全部を例えばメチ
ル基，エチル基，イソプロピル基，ｔ−ブチル基，フェ
ニル基等で置換した炭化水素基である。

【００１３】上記シリコーン樹脂の添加量は、硼化チタ
ン１００部（重量部、以下同様）に対して１〜１０部、
特に３〜６部とすることが好ましく、１部に満たないと
成形時の成形バインダーとしての効果が薄くなる場合が
あり、１０部を超えると成形時の硼化チタン粉末の充填
率が低下し、緻密な焼結体が得られない場合がある。

【００１４】次に、焼結助剤としては、例えばＡｌ，Ｎ
ｉ，Ｐ，Ｃ，Ｃｒ，Ｍｏ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＡｌＮ，Ｙ２
Ｏ３，Ｃｒ３Ｃ２，ＺｒＳｉ２など一般に公知の焼結助
剤を用いることができるが、中でもＣｒ３Ｃ２，ＺｒＳ
ｉ２が好適に用いられる。

【００１５】また、焼結助剤の添加量は、硼化チタン粉
末１００部に対して１〜１０部、特に３〜８部とするこ
とが好ましく、１０部を超えると焼結体の耐酸化性等の
面で好ましくない場合があり、１部より少ないと焼結助
剤としての効果が期待できない場合がある。

【００１６】本発明方法において、成形・脱脂・焼結は
通常の方法で行うことができるが、上述の硼化チタン粉
末、成形バインダー及び焼結助剤を分散媒中に分散・混
合し、スラリーを顆粒状等に造粒した後、成形、脱脂、
焼結することが望ましい。

【００１７】また、焼結はアルゴン等の不活性ガスの存
在下、常圧、かつ１６００〜２１００℃で０．５〜１０
時間の条件で行うことができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明の硼化チタン焼結体の製造方法に
よれば、寸法精度が良好な上、高密度で、しかも、反り
、割れ等のほとんどない良好な外観を有する硼化チタン
焼結体を簡単な操作で工業的に有利に製造することがで
きる。従って、本発明方法を利用すれば、常圧焼結で高
密度かつ複雑形状な硼化チタン焼結体を容易に得ること
が可能である。

【００１９】

【実施例、比較例】以下、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限
されるものではない。

【００２０】平均粒径１μｍの硼化チタン粉末１００重
量部、表１に示す焼結助剤５重量部、表１に示すシリコ
ーン樹脂４重量部（固形分として）をエタノールを分散
媒として１２時間混合した。混合後のスラリーを噴霧乾
燥機を用いて０．５ｍｍ程度の顆粒状になるように乾燥
、造粒を行った。この造粒粉末を金型プレスで１０×１
０×１ｃｍの板状に成形した後、４００℃で５時間加熱
して脱脂を行った。脱脂後の成形体を黒鉛容器中に収納
し、アルゴン雰囲気中１９００℃で１時間加熱焼結し、
焼結体を得た。

【００２１】また、比較のため、上記と同様の硼化チタ
ン粉末に成形用バインダーとしてシリコーン樹脂の代わ
りにポリビニルブチラールを使用したものを上記と同様
の方法で成形・脱脂・焼結して焼結体を得た。

【００２２】得られた焼結体の相対密度及び外観を下記
方法で評価した。結果を表１に示す。 相対密度：焼結体の密度をアルキメデス法で測定し、理
論上の密度から相対密度を求めた。 外　　　　観：焼結体の外観を観察し、反り、変形、割
れ等がない場合は外観良好とし、それ以外の場合は外観
不良と判定した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【化１】

【００２５】表１の結果より、成形バインダーとしてシ
リコーン樹脂を用いると、体積変化が小さい上、焼結助
剤の種類に関係なく相対密度が９７以上であり、かつ、
良好な外観を有する焼結体が得られることが確認された
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　硼化チタン粉末に焼結助剤と成形用バ
   インダーとしてシリコーン樹脂とを混合し、成形、脱脂
   した後に焼結することを特徴とする硼化チタン焼結体の
   製造方法。