JPH0551558B2 - - Google Patents
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- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5276—Whiskers, spindles, needles or pins
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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、耐摩耗性表面層の被覆によつて性能
が向上したウイスカー強化セラミツクス、特に純
酸化物系セラミツクスまたは混合型セラミツクス
に関する。 〔従来の技術〕 近年の材料技術分野の目覚ましい発展によつ
て、性質、特に機械的性質がかなり向上したセラ
ミツクスの製造が可能となつた。これによつて、
高温耐久性、耐食性、耐エロージヨン性、軽量等
の一般的性質を持つセラミツクスが、エンジン部
品、熱交換器、差込み工具（スローアウエイチツ
プ）、ボールベアリグ、シアー刃等の用途にとつ
てより一層興味深い対象となつた。性能の向上し
たセラミツクスのこの他の重要な応用分野はたと
えばバイオテクノロジー用材料である。セラミツ
クスが高性能材料として持つ潜在的な可能性は大
きいと考えられる。セラミツクスは一般的な物理
的性質が優れているので、機械、宇宙、海洋、電
子、バイオテクノロジー等の各分野で増大する要
請に応えることができる。セラミツクスの導入に
よつて、新しい分野で増大する材料への要請に応
えられると共に、在来分野での材料の置き換えも
行なわれることになろう。 長い目で見て、セラミツクスの特別な性質を利
用できるようになることが望ましい分野は、内燃
機関のような高温用途である。すなわち、運転温
度の高温化とそれによる高効率化によつて、大き
なエネルギーを得ること等ができる。セラミツク
ス部品を利用するもう一つの重要な要因は軽量化
の可能性である。 セラミツクスの耐摩耗性および耐食性は一層現
実的に利用されている。特に機械加工用切削工具
としての用途は既に確立された製品分野と言え
る。更に、Al2O3やSiC等のセラミツクス材料は
強腐食環境で用いられるポンプ等のガスケツトや
パツキングとして重要な役割を既に担つている。 機械的性質を向上させるために多大な努力が払
われてきており、研究室規模や試作規模での試験
によつて非常に有望な結果がもたらされている。
多くの材料で800MPaを超える強度水準から得ら
れている。セラミツクスは一般的に圧縮強度は非
常に高い。 セラミツクスは原子間の結合エネルギーから算
出した論理強度が高い。セラミツクスを構造材料
として更に一般的に応用する際に最も難点となる
のは、脆いために超過負荷や熱衝撃に対して非常
に敏感なことと、強度値がばらつきやすいことで
ある。セラミツクスの脆さとそれによる低い破壊
靭性に対抗する方法としては、いわゆる強化機構
（引張誘起相変態、微細亀裂強化、偏向強化）お
よび繊維強化（セラミツクス・、マトリクス中に
セラミツクス繊維やウイスカーを入れる）の利用
がある。これらの材料の破壊強度の水準は超硬合
金や脆性鋼と同等で、10〜20MPam1/2である。
最も重要と考えられているセラミツクス材料は、
Al2O3、ZrO2、Si3N4、およびSiCを基本成分と
するものである。 現時点でもう一つの問題点は再現性の低さであ
る。これは、セラミツクスは脆くて破壊靭性が低
いために、最大許容欠陥寸法（微細亀裂、孔、粗
大粒または粗大結晶）が、金属の場合の100μm以
上に対してほんの10〜20μmであることと関係し
ている。その結果、原料の純度、および異物粒子
の混在防止が、製造工程と共に強く要望される。 セラミツクス焼結体の加工によつて容易に表面
欠陥が発生し、強度決定因子として作用する。セ
ラミツクスは脆いので一般にその素質を発揮し難
く、単一の欠陥（最も弱い結合部）によつて破壊
に至る。 前述のように、セラミツクス切削工具の破壊靭
性は極めて重要である。既存のセラミツクス材料
は一般的に破壊靭性が比較的低い。ただし、例外
としては、強化機構を利用した材料、たとえば
Al2O3−ZrO2や、部分安定化したZrO2、すなわ
ちY2O3、MgO、および／またはCaOを少量添加
することによつて高密度セラミツクス焼結体中に
正方晶の変態相が準安定相として存在するZrO2
がある。これとは逆に、SiCやAl2O3のような単
相材料は破壊靭性が低く３〜5MPam1/2であり、
強度水準は200〜700MPaである。 セラミツクス材料の機械的性質は繊維、板状
相、あるいはウイスカーの混入によつて向上でき
ることはよく知られている。ウイスカーとは非常
に細い毛髪状の結晶のことで、直径が10μm未満、
通常は1μm未満、長さ／直径比が10より大、通常
は20より大の単結晶である。繊維材料は必ず多結
晶であり、一般的に直径が10μmより大である。
セラミツクス複合材料中の板状あるいは円板状の
粒子は単結晶であればウイスカーと類似した利点
がある。たとえば文献によれば、SiCまたはSi3
N4のウイスカーは、破壊靭性を倍増するばかり
でなく破壊強度を大巾に高め（＞800MPa）更
に、ウイスカーの量が十分あれば、信頼性を倍以
上に増すという非常に好ましい効果がある。 公知のウイスカー材料としては、ムライト、
BN、ZnO、TiO2、AlN、SiC、Al2O3、MgO、
Si3N4、ZrO2、CrO3等があり、これらの用いら
れるセラミツクス・マトリクス材料としては
BN、SiO2、AlN、ZrC、MgO、TiO2、ZrO2、
Al2O3、Cr2O3、B4Ｃ、SiC、Y2O3、Si3N4、TiN
等があつて、更にコバルトやニツケル等を結合相
として用いる場合もある。また、板状あるいは円
板状の単結晶を用いることも公知であり、この場
合、針状単結晶を用いた場合と同様な性質向上が
ある。公知の例としては、六方晶のAl2O3やCr2
O3の板状単結晶でアルミナやジルコニアの強化
を行なつている。 このような進歩によつて、これまで機械的性能
が限界要因となつてAl2O3等のセラミツクスの多
くの利点が利用できなかつた多様な用途が開かれ
た。そのような重要な用途の一つは、旋削、フラ
イス切削、ドリル穴あけ等のように切粉が形成さ
れる機械加工用のセラミツクス差込み工具（スロ
ーアウエイチツプ）である。また、高温用途とし
て、たとえば内燃機関、ガスタービン等に、性能
向上によつて新らたな可能性が開かれた。 この関連で重要な高性能セラミツクスは、高密
度のセラミツクス体に焼結された１種または２種
以上の酸化物から成る酸化物セラミツクスの群で
ある。そのような酸化物材料としてはAl2O3、
ZrO2等がある。同様に重要なものとしては、酸
化物または酸化物の混合物を炭化物、窒化物、あ
るいは硼化物の１種以上と組合わせ、場合によつ
ては更に金属の結合相を加えて構成した混合型セ
ラミツクスがある。更に、SiC系やB4Ｃ系のセラ
ミツクスのような非酸化物系単相セラミツクスは
ほとんどの場合脆いので重要である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、ウイスカー強化材は前述の用途のうち
予期しない欠点が現れる場合のあることがわかつ
た。すなわち、SiCウイスカー強化Al2O3セラミ
ツクスは1000℃より高温の酸化性雰囲気中では表
層部のSiCウイスカーが浸食される。そのため空
隙が形成されてセラミツクスの表層域が弱くなり
破壊が発生し易くなる。また、鋼やその他の鉄量
の多い合金の切削用の切削工具の使用中にも同様
にSiCウイスカーの浸食が起こつて耐摩耗性が劣
化する。その他の腐食性用途、たとえばガスケツ
トでも、やはり同様の欠点が観察されている。や
や意外な結論として、純粋な炭化ケイ素は通常化
学的に極めて不活性であるにもかかわらず、ウイ
スカー状のSiCはこのような複合材料中では化学
的浸食に対して非常に敏感だということである。 セラミツクスの機械的強度および高温特性を高
めると考えられているSi3N4、TiN、TiC、
TiB2、B4Ｃ等のような他のウイスカー材料も、
やはり同様に意外な欠点があることが見出されて
いる。 〔問題点を解決するための手段〕 全く意外なことに、ウイスカー強化セラミツク
ス焼結体に20μm未満の非常に薄い耐摩耗性材料
の高密度表面層を被覆すると、好ましい効果があ
り、上記の表面浸食を防止することがわかつた。
これによつて、ウイスカー強化材固有の優れた性
質が一層発揮される。そこで、薄いAl2O3層や、
Al2O3、TiN、TiC等を交互にセラミツクスに被
覆した多重層の組合せを試験した。これ以外にも
公知の耐摩耗層やその組合せも利用できる。 被覆方法は厚さ0.1μm〜数10μmの層を形成す
るCVD、PVD等の通常の方法である。 本発明は特にセラミツクス・マトリクスが酸化
物セラミツクスまたは、硬質炭化物および／また
は窒化物および／または硼化物および／または結
合剤金属の１種以上と混合した酸化物セラミツク
ス、望ましくはAl2O3、ZrO2あるいは部分安定化
したZrO2から本質的に成るセラミツクス焼結体
に関する。ウイスカー材料はTiN、TiC、B4Ｃ、
Al2O3、ZrO2、望ましくはSiCまたはSi3N4また
はこれらの混合物である。最外層は厚さが0.5〜
20μm、通常は１〜10μm、望ましくは２〜5μmの
Al2O3層であることが望ましい。 数10μmより厚い層をCVDやPVDで被覆するこ
とは、被覆速度が遅いので現実的には不可能であ
る。しかし、高密度に焼結された積層状態の実質
的に厚い層は、セラミツクス材料の最外層の熱膨
張が基材とあまり相異せず且つウイスカーを含ん
でいなければ、有用な効果があることがわかつて
いる。したがつて、たとえば純粋なAl2O3や少量
の硬質材料を添加したAl2O3は、基材がウイスカ
ーで強化されたAl2O3から実質的に成つていれば
非常に有用な結果をもたらす。たとえばセラミツ
クス切削工具の場合には、化学的影響にさらされ
る表面を上記の積層が被覆すれば十分である。 ZrO2あるいはその他の酸素随伴材料を多量に
含む酸化物セラミツクスの場合には、上記の薄い
表面層では十分でない。しかしこの場合、粉末混
合の前に、ウイスカーにウイスカーよりも化学的
抵抗力の高い材料で0.1μmまでの非常に薄い被覆
を別個に施せば、ウイスカー全体が抵抗力の高い
この材料であるのと同様な有用な性質が得られる
ことが見出された。方法としてはCVDやPVDの
ような従来の被覆方法を用いることができる。た
だし、薄い表面被覆は、他の化学的堆積法、たと
えば金属有機化合物の加水分解によるウイスカー
材料上への堆積によつても行なえる。SiCやSi3
N4ウイスカー表面にアルミニウムプロポキサイ
ドからAl2O3を析出させるのはこの一例である。 場合によつては、このような予備処理がセラミ
ツクス・マトリクスとウイスカーとの間の結合に
有用な変化を起こさせて、破壊靭性等の機械的性
質が一層向上することがある。 上記「酸素随伴」材料を保護するもう一つの方
法は、セラミツクス本体をセラミツクス高密度焼
結積層層で完全に被覆することである。 〔実施例 １〕 基材として、30vol％のSiCウイスカーで強化
されたAl2O3材を用いた。この基材は、大気中で
1000℃より高温で加熱すると、曲げ破断強度が半
分未満に劣化し、且つその値のばらつきも著しく
増加した。 同一ロツトの基材にCVD法によつて厚さ約
0.5、３、および10μmの３通りにAl2O3層を被覆
した。後２者の場合、大気中で上記と同等の温度
に加熱しても、加熱前の基材と等しく良好な曲げ
破断強度が得られた。被覆層が最も薄い場合は、
被覆しない基材の加熱後に比べれば向上したが、
被覆層の厚い他の２者と同等な良好な結果は得ら
れなかつた。 〔実施例 ２〕 基材にまず0.1〜0.5μmのTiNを被覆した後、実
施例１と同様の被覆を行なつた。Al2O3層の厚さ
が0.5μmでも、加熱前の基材と等しく良好な曲げ
破断強度が得られた。下限を見出すために、Al2
O3層の厚さが0.2〜0.3μmの場合について試験し
た。この場合も、全く被覆しない基材に比べれば
向上したが、より厚い層の場合と同等の水準は得
られなかつた。 〔実施例 ３〕 差込み工具（スローアウエイチユプ）
SNGN120416にAl2O3で厚さ4μmの被覆をした。
被覆した工具と被覆しない工具を使つて切削試験
を行なつた。被削材として、En9.0.5％Ｃ鋼の焼
ならし材（HV185）を用いた。切削条件は、送
り0.25mm／rev、切込み深さ２mm、切削速度300
ｍ／minであつた。クレーター摩耗および逃げ面
摩耗の測定結果を第１表に示す。 【表】
が向上したウイスカー強化セラミツクス、特に純
酸化物系セラミツクスまたは混合型セラミツクス
に関する。 〔従来の技術〕 近年の材料技術分野の目覚ましい発展によつ
て、性質、特に機械的性質がかなり向上したセラ
ミツクスの製造が可能となつた。これによつて、
高温耐久性、耐食性、耐エロージヨン性、軽量等
の一般的性質を持つセラミツクスが、エンジン部
品、熱交換器、差込み工具（スローアウエイチツ
プ）、ボールベアリグ、シアー刃等の用途にとつ
てより一層興味深い対象となつた。性能の向上し
たセラミツクスのこの他の重要な応用分野はたと
えばバイオテクノロジー用材料である。セラミツ
クスが高性能材料として持つ潜在的な可能性は大
きいと考えられる。セラミツクスは一般的な物理
的性質が優れているので、機械、宇宙、海洋、電
子、バイオテクノロジー等の各分野で増大する要
請に応えることができる。セラミツクスの導入に
よつて、新しい分野で増大する材料への要請に応
えられると共に、在来分野での材料の置き換えも
行なわれることになろう。 長い目で見て、セラミツクスの特別な性質を利
用できるようになることが望ましい分野は、内燃
機関のような高温用途である。すなわち、運転温
度の高温化とそれによる高効率化によつて、大き
なエネルギーを得ること等ができる。セラミツク
ス部品を利用するもう一つの重要な要因は軽量化
の可能性である。 セラミツクスの耐摩耗性および耐食性は一層現
実的に利用されている。特に機械加工用切削工具
としての用途は既に確立された製品分野と言え
る。更に、Al2O3やSiC等のセラミツクス材料は
強腐食環境で用いられるポンプ等のガスケツトや
パツキングとして重要な役割を既に担つている。 機械的性質を向上させるために多大な努力が払
われてきており、研究室規模や試作規模での試験
によつて非常に有望な結果がもたらされている。
多くの材料で800MPaを超える強度水準から得ら
れている。セラミツクスは一般的に圧縮強度は非
常に高い。 セラミツクスは原子間の結合エネルギーから算
出した論理強度が高い。セラミツクスを構造材料
として更に一般的に応用する際に最も難点となる
のは、脆いために超過負荷や熱衝撃に対して非常
に敏感なことと、強度値がばらつきやすいことで
ある。セラミツクスの脆さとそれによる低い破壊
靭性に対抗する方法としては、いわゆる強化機構
（引張誘起相変態、微細亀裂強化、偏向強化）お
よび繊維強化（セラミツクス・、マトリクス中に
セラミツクス繊維やウイスカーを入れる）の利用
がある。これらの材料の破壊強度の水準は超硬合
金や脆性鋼と同等で、10〜20MPam1/2である。
最も重要と考えられているセラミツクス材料は、
Al2O3、ZrO2、Si3N4、およびSiCを基本成分と
するものである。 現時点でもう一つの問題点は再現性の低さであ
る。これは、セラミツクスは脆くて破壊靭性が低
いために、最大許容欠陥寸法（微細亀裂、孔、粗
大粒または粗大結晶）が、金属の場合の100μm以
上に対してほんの10〜20μmであることと関係し
ている。その結果、原料の純度、および異物粒子
の混在防止が、製造工程と共に強く要望される。 セラミツクス焼結体の加工によつて容易に表面
欠陥が発生し、強度決定因子として作用する。セ
ラミツクスは脆いので一般にその素質を発揮し難
く、単一の欠陥（最も弱い結合部）によつて破壊
に至る。 前述のように、セラミツクス切削工具の破壊靭
性は極めて重要である。既存のセラミツクス材料
は一般的に破壊靭性が比較的低い。ただし、例外
としては、強化機構を利用した材料、たとえば
Al2O3−ZrO2や、部分安定化したZrO2、すなわ
ちY2O3、MgO、および／またはCaOを少量添加
することによつて高密度セラミツクス焼結体中に
正方晶の変態相が準安定相として存在するZrO2
がある。これとは逆に、SiCやAl2O3のような単
相材料は破壊靭性が低く３〜5MPam1/2であり、
強度水準は200〜700MPaである。 セラミツクス材料の機械的性質は繊維、板状
相、あるいはウイスカーの混入によつて向上でき
ることはよく知られている。ウイスカーとは非常
に細い毛髪状の結晶のことで、直径が10μm未満、
通常は1μm未満、長さ／直径比が10より大、通常
は20より大の単結晶である。繊維材料は必ず多結
晶であり、一般的に直径が10μmより大である。
セラミツクス複合材料中の板状あるいは円板状の
粒子は単結晶であればウイスカーと類似した利点
がある。たとえば文献によれば、SiCまたはSi3
N4のウイスカーは、破壊靭性を倍増するばかり
でなく破壊強度を大巾に高め（＞800MPa）更
に、ウイスカーの量が十分あれば、信頼性を倍以
上に増すという非常に好ましい効果がある。 公知のウイスカー材料としては、ムライト、
BN、ZnO、TiO2、AlN、SiC、Al2O3、MgO、
Si3N4、ZrO2、CrO3等があり、これらの用いら
れるセラミツクス・マトリクス材料としては
BN、SiO2、AlN、ZrC、MgO、TiO2、ZrO2、
Al2O3、Cr2O3、B4Ｃ、SiC、Y2O3、Si3N4、TiN
等があつて、更にコバルトやニツケル等を結合相
として用いる場合もある。また、板状あるいは円
板状の単結晶を用いることも公知であり、この場
合、針状単結晶を用いた場合と同様な性質向上が
ある。公知の例としては、六方晶のAl2O3やCr2
O3の板状単結晶でアルミナやジルコニアの強化
を行なつている。 このような進歩によつて、これまで機械的性能
が限界要因となつてAl2O3等のセラミツクスの多
くの利点が利用できなかつた多様な用途が開かれ
た。そのような重要な用途の一つは、旋削、フラ
イス切削、ドリル穴あけ等のように切粉が形成さ
れる機械加工用のセラミツクス差込み工具（スロ
ーアウエイチツプ）である。また、高温用途とし
て、たとえば内燃機関、ガスタービン等に、性能
向上によつて新らたな可能性が開かれた。 この関連で重要な高性能セラミツクスは、高密
度のセラミツクス体に焼結された１種または２種
以上の酸化物から成る酸化物セラミツクスの群で
ある。そのような酸化物材料としてはAl2O3、
ZrO2等がある。同様に重要なものとしては、酸
化物または酸化物の混合物を炭化物、窒化物、あ
るいは硼化物の１種以上と組合わせ、場合によつ
ては更に金属の結合相を加えて構成した混合型セ
ラミツクスがある。更に、SiC系やB4Ｃ系のセラ
ミツクスのような非酸化物系単相セラミツクスは
ほとんどの場合脆いので重要である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、ウイスカー強化材は前述の用途のうち
予期しない欠点が現れる場合のあることがわかつ
た。すなわち、SiCウイスカー強化Al2O3セラミ
ツクスは1000℃より高温の酸化性雰囲気中では表
層部のSiCウイスカーが浸食される。そのため空
隙が形成されてセラミツクスの表層域が弱くなり
破壊が発生し易くなる。また、鋼やその他の鉄量
の多い合金の切削用の切削工具の使用中にも同様
にSiCウイスカーの浸食が起こつて耐摩耗性が劣
化する。その他の腐食性用途、たとえばガスケツ
トでも、やはり同様の欠点が観察されている。や
や意外な結論として、純粋な炭化ケイ素は通常化
学的に極めて不活性であるにもかかわらず、ウイ
スカー状のSiCはこのような複合材料中では化学
的浸食に対して非常に敏感だということである。 セラミツクスの機械的強度および高温特性を高
めると考えられているSi3N4、TiN、TiC、
TiB2、B4Ｃ等のような他のウイスカー材料も、
やはり同様に意外な欠点があることが見出されて
いる。 〔問題点を解決するための手段〕 全く意外なことに、ウイスカー強化セラミツク
ス焼結体に20μm未満の非常に薄い耐摩耗性材料
の高密度表面層を被覆すると、好ましい効果があ
り、上記の表面浸食を防止することがわかつた。
これによつて、ウイスカー強化材固有の優れた性
質が一層発揮される。そこで、薄いAl2O3層や、
Al2O3、TiN、TiC等を交互にセラミツクスに被
覆した多重層の組合せを試験した。これ以外にも
公知の耐摩耗層やその組合せも利用できる。 被覆方法は厚さ0.1μm〜数10μmの層を形成す
るCVD、PVD等の通常の方法である。 本発明は特にセラミツクス・マトリクスが酸化
物セラミツクスまたは、硬質炭化物および／また
は窒化物および／または硼化物および／または結
合剤金属の１種以上と混合した酸化物セラミツク
ス、望ましくはAl2O3、ZrO2あるいは部分安定化
したZrO2から本質的に成るセラミツクス焼結体
に関する。ウイスカー材料はTiN、TiC、B4Ｃ、
Al2O3、ZrO2、望ましくはSiCまたはSi3N4また
はこれらの混合物である。最外層は厚さが0.5〜
20μm、通常は１〜10μm、望ましくは２〜5μmの
Al2O3層であることが望ましい。 数10μmより厚い層をCVDやPVDで被覆するこ
とは、被覆速度が遅いので現実的には不可能であ
る。しかし、高密度に焼結された積層状態の実質
的に厚い層は、セラミツクス材料の最外層の熱膨
張が基材とあまり相異せず且つウイスカーを含ん
でいなければ、有用な効果があることがわかつて
いる。したがつて、たとえば純粋なAl2O3や少量
の硬質材料を添加したAl2O3は、基材がウイスカ
ーで強化されたAl2O3から実質的に成つていれば
非常に有用な結果をもたらす。たとえばセラミツ
クス切削工具の場合には、化学的影響にさらされ
る表面を上記の積層が被覆すれば十分である。 ZrO2あるいはその他の酸素随伴材料を多量に
含む酸化物セラミツクスの場合には、上記の薄い
表面層では十分でない。しかしこの場合、粉末混
合の前に、ウイスカーにウイスカーよりも化学的
抵抗力の高い材料で0.1μmまでの非常に薄い被覆
を別個に施せば、ウイスカー全体が抵抗力の高い
この材料であるのと同様な有用な性質が得られる
ことが見出された。方法としてはCVDやPVDの
ような従来の被覆方法を用いることができる。た
だし、薄い表面被覆は、他の化学的堆積法、たと
えば金属有機化合物の加水分解によるウイスカー
材料上への堆積によつても行なえる。SiCやSi3
N4ウイスカー表面にアルミニウムプロポキサイ
ドからAl2O3を析出させるのはこの一例である。 場合によつては、このような予備処理がセラミ
ツクス・マトリクスとウイスカーとの間の結合に
有用な変化を起こさせて、破壊靭性等の機械的性
質が一層向上することがある。 上記「酸素随伴」材料を保護するもう一つの方
法は、セラミツクス本体をセラミツクス高密度焼
結積層層で完全に被覆することである。 〔実施例 １〕 基材として、30vol％のSiCウイスカーで強化
されたAl2O3材を用いた。この基材は、大気中で
1000℃より高温で加熱すると、曲げ破断強度が半
分未満に劣化し、且つその値のばらつきも著しく
増加した。 同一ロツトの基材にCVD法によつて厚さ約
0.5、３、および10μmの３通りにAl2O3層を被覆
した。後２者の場合、大気中で上記と同等の温度
に加熱しても、加熱前の基材と等しく良好な曲げ
破断強度が得られた。被覆層が最も薄い場合は、
被覆しない基材の加熱後に比べれば向上したが、
被覆層の厚い他の２者と同等な良好な結果は得ら
れなかつた。 〔実施例 ２〕 基材にまず0.1〜0.5μmのTiNを被覆した後、実
施例１と同様の被覆を行なつた。Al2O3層の厚さ
が0.5μmでも、加熱前の基材と等しく良好な曲げ
破断強度が得られた。下限を見出すために、Al2
O3層の厚さが0.2〜0.3μmの場合について試験し
た。この場合も、全く被覆しない基材に比べれば
向上したが、より厚い層の場合と同等の水準は得
られなかつた。 〔実施例 ３〕 差込み工具（スローアウエイチユプ）
SNGN120416にAl2O3で厚さ4μmの被覆をした。
被覆した工具と被覆しない工具を使つて切削試験
を行なつた。被削材として、En9.0.5％Ｃ鋼の焼
ならし材（HV185）を用いた。切削条件は、送
り0.25mm／rev、切込み深さ２mm、切削速度300
ｍ／minであつた。クレーター摩耗および逃げ面
摩耗の測定結果を第１表に示す。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミツクス・ウイスカーで強化されたセラ
ミツクス・マトリクスと、１層または２層以上の
高密度耐摩耗性表面層による全厚さ20μm以下の
被覆とを含んで成り、該セラミツクス・マトリク
スは酸化物セラミツクスを、または硬質の炭化
物、窒化物、および硼化物から成る群から選択さ
れた少なくとも一種と酸化物セラミツクスとの混
合物を、主成分として含み、該セラミツクス・ウ
イスカーはTiN、TiC、B4Ｃ、Al2O3、ZrO2、
SiC、Si3N4およびこれらの混合物から成る群か
ら選択されて成り、該ウイスカーは厚さ0.1μm以
下であつて該ウイスカーよりも化学的抵抗力の高
い薄い表面皮膜を予め施されていることを特徴と
するウイスカー強化セラミツクス焼結体。 ２ 強化に有効な量のプレート状またはデイスク
状の単結晶セラミツクスから成る強化材をも含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウ
イスカー強化セラミツクス焼結体。 ３ 該セラミツクス・マトリクスは結合に有効な
量の結合剤をも含むことを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項記載のウイスカー強化セ
ラミツクス焼結体。 ４ 該被覆の最外層は厚さ0.05〜20μmのAl2O3で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
第３項までのいずれか１項記載のウイスカー強化
セラミツクス焼結体。
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