JPH0585503B2 - - Google Patents
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- JPH0585503B2 JPH0585503B2 JP63196426A JP19642688A JPH0585503B2 JP H0585503 B2 JPH0585503 B2 JP H0585503B2 JP 63196426 A JP63196426 A JP 63196426A JP 19642688 A JP19642688 A JP 19642688A JP H0585503 B2 JPH0585503 B2 JP H0585503B2
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Landscapes
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Description
〈産業上の利用分野〉
本考案は、高密度、高強度及び高硬度を有する
新規なセラミツクス材料に関するものであり、切
削工具用材料や耐摩耗性機械部材用材料等多くの
用途があるものである。 〈従来の技術〉 前記の利用分野における材料として、特開昭59
−89749号公報や、本発明者らが提案した特開昭
59−18349号公報および特開昭61−151065号公報
で示される材料がある。 〈発明が解決しようとする課題〉 炭窒化チタン系セラミツクス、特にTi（CN）−
Cr3C2系セラミツクスや更に良好な物性を有する
Ti（CN）−Cr3C2−B4Ｃ系セラミツクスは、鉄鋼
に対し、優れた耐摩耗性を有する材料ではある
が、靱性が低い為に、その使用範囲は狭いという
欠点を有する。靱性を改善できれば、前述の利用
分野での広範囲な活用が期待でき、そのために靱
性改善が強く求められてきた。 〈課題を解決する為の手段〉 炭窒化チタン−炭化クロムの物性改善を行うた
め、六方晶系および立方晶系酸化物あるいは六方
晶系および立方晶系炭化物およびその固溶体が添
加物として有効であることは先に明らかにした
が、更に、物性、特に靱性改善を行うための添加
物効果を検討していた。その結果、特にCr，Co，
Ni，Feの中の１種以上を添加すると靱性改善効
果が著しいことを見出し、これらの知見に基づい
て本発明を成すに至つた。 即ち、本発明が提供する材料は、炭窒化チタン
−炭化クロム−六方晶もしくは立方晶酸化物−金
属系、炭窒化チタン−炭化クロム−六方晶もしく
は立方晶炭化物−金属系、炭窒化チタン−炭化ク
ロム−六方晶もしくは立方晶酸化物−六方晶もし
くは立方晶系炭化物−金属系、およびこれらの系
に更にBCを添加した系からなる焼結体に関する
ものである。 本発明の主成分である炭窒化チタンの炭素と窒
素の割合（α：β）は10：90〜90：10までの範囲
のものが適当である。この炭窒化チタン粉末は平
均粒径2μｍ以下、望ましくは1μｍ以下が良い。
用いる炭化クロムとしては、Cr3C2，Cr23C6，Cr7
C3の単味もしくは２種以上を混合してもよく、
平均粒径は2μｍ以下、望ましくは1μｍ以下が良
い。 立方晶系酸化物、六方晶系酸化物としては、本
件発明者等が特願昭62−286248号（特開平１−
126272号）で示したとおり、TiO，FeO，VO，
NbO，Y2O3，ZrO2などの立方晶系酸化物、Al2
O3，Cr2O3，Ti2O3，V2O3，Fe2O3，V2O5，Nb2
O5，SiO2などの六方晶系酸化物があり、これら
の粒径も平均粒径2μｍ以下、望ましくは1μｍ以
下が良い。またこれら酸化物の添加量は全量に対
し0.1〜90重量％を加えると物性改善効果がある。
即ちこれらの成分添加量が0.1重量％未満では添
加効果はなく、90重量％を越えると緻密化し難く
なり、硬度の著しい低下を招くからである。 また六方晶系炭化物、立方晶系炭化物としては
V2Ｃ，Nb2Ｃ，Ta2Ｃ，Mo2Ｃ，W2Ｃ，WCなど
の六方晶系炭化物、（TiW）Ｃ，（TiHf）Ｃ，
（TiTa）Ｃなどの，，族の遷移金属から
なる立方晶系炭化物があり、これらの炭化物は１
〜90重量％の添加により物性改善効果があり、添
加量１重量％未満では添加効果はなく、90重量％
を越えると緻密化し難くなり、物性の低下を招く
のである。 また添加成分として加える炭化硼素は通常0.1
重量％以上から、その効果を発揮するので、それ
未満ではさほど添加する意味がなく、一方添加量
が５重量％を越えると著しく焼結性が悪くなり、
緻密化しにくくなる。このことは先に特願昭60−
082033号（特開昭61−242958号）で明らかにした
ところである。 次に添加金属としては、Cr，Ni，Co，Feがよ
く、これらの中の１種以上を、全量の0.1〜40重
量％添加すると緻密化が容易になると共に、焼結
体の物性、特に靱性が著しく改善される。添加量
が0.1重量％未満だと、緻密化にもあまり影響を
及ぼさない。また40重量％を越えると、靱性は高
くなるが、セラミツクスの性質から著しく遠ざか
る。 本発明のセラミツク材料はこれまで知られてい
るセラミツクスやサーメツト材料と同じ方法によ
つて製造することができる。 例えば、原料粉末混合物を金型に充填して、
0.5〜10ton／cm2程度のプレス圧により冷間圧縮
し、ついでラバープレスにより、さらに0.5〜
10ton／cm2程度の圧力のもとで、圧縮成型した圧
粉体を真空中またはアルゴン中など中性もしくは
還元性雰囲気中で1300〜1900℃で30〜300分間焼
結する。 また別の方法として、原料粉末混合物を、例え
ば、黒鉛型などの型に充填した後、真空中または
アルゴン中などの中性もしくは還元性雰囲気中に
於いて、ダイ圧力50〜300Kg／cm2、温度1200〜
1700℃の条件で、10〜200分間加熱焼結するホツ
トプレス法を用いても焼結できる。 更にまた、HIPによつても勿論製造する事がで
きる。 〈実施例〉 以下、本発明のセラミツクス材料をその実施例
により更に詳述する。 実施例 １ Ti（C0.5N0.5）粉末に、炭化クロム、酸化物、
炭化物、炭化硼素更にCr，Co，Ni，Feを種々の
割合で配合した混合粉末を十分に混合したのち、
金型プレスと、ラバープレスにより圧粉体を得
た。この圧粉体を真空中にて1650℃、90分間焼結
して得られたセラミツクス焼結体について、物性
測定した結果を第１表に示す。 なお、この第１表には、比較例として金属成分
を含まないセラミツクスについても、実施例同様
にして製造し、その物性を測定した結果をも併記
した。それらの比較例には第１表中の試料No.の項
に＊を付した。
新規なセラミツクス材料に関するものであり、切
削工具用材料や耐摩耗性機械部材用材料等多くの
用途があるものである。 〈従来の技術〉 前記の利用分野における材料として、特開昭59
−89749号公報や、本発明者らが提案した特開昭
59−18349号公報および特開昭61−151065号公報
で示される材料がある。 〈発明が解決しようとする課題〉 炭窒化チタン系セラミツクス、特にTi（CN）−
Cr3C2系セラミツクスや更に良好な物性を有する
Ti（CN）−Cr3C2−B4Ｃ系セラミツクスは、鉄鋼
に対し、優れた耐摩耗性を有する材料ではある
が、靱性が低い為に、その使用範囲は狭いという
欠点を有する。靱性を改善できれば、前述の利用
分野での広範囲な活用が期待でき、そのために靱
性改善が強く求められてきた。 〈課題を解決する為の手段〉 炭窒化チタン−炭化クロムの物性改善を行うた
め、六方晶系および立方晶系酸化物あるいは六方
晶系および立方晶系炭化物およびその固溶体が添
加物として有効であることは先に明らかにした
が、更に、物性、特に靱性改善を行うための添加
物効果を検討していた。その結果、特にCr，Co，
Ni，Feの中の１種以上を添加すると靱性改善効
果が著しいことを見出し、これらの知見に基づい
て本発明を成すに至つた。 即ち、本発明が提供する材料は、炭窒化チタン
−炭化クロム−六方晶もしくは立方晶酸化物−金
属系、炭窒化チタン−炭化クロム−六方晶もしく
は立方晶炭化物−金属系、炭窒化チタン−炭化ク
ロム−六方晶もしくは立方晶酸化物−六方晶もし
くは立方晶系炭化物−金属系、およびこれらの系
に更にBCを添加した系からなる焼結体に関する
ものである。 本発明の主成分である炭窒化チタンの炭素と窒
素の割合（α：β）は10：90〜90：10までの範囲
のものが適当である。この炭窒化チタン粉末は平
均粒径2μｍ以下、望ましくは1μｍ以下が良い。
用いる炭化クロムとしては、Cr3C2，Cr23C6，Cr7
C3の単味もしくは２種以上を混合してもよく、
平均粒径は2μｍ以下、望ましくは1μｍ以下が良
い。 立方晶系酸化物、六方晶系酸化物としては、本
件発明者等が特願昭62−286248号（特開平１−
126272号）で示したとおり、TiO，FeO，VO，
NbO，Y2O3，ZrO2などの立方晶系酸化物、Al2
O3，Cr2O3，Ti2O3，V2O3，Fe2O3，V2O5，Nb2
O5，SiO2などの六方晶系酸化物があり、これら
の粒径も平均粒径2μｍ以下、望ましくは1μｍ以
下が良い。またこれら酸化物の添加量は全量に対
し0.1〜90重量％を加えると物性改善効果がある。
即ちこれらの成分添加量が0.1重量％未満では添
加効果はなく、90重量％を越えると緻密化し難く
なり、硬度の著しい低下を招くからである。 また六方晶系炭化物、立方晶系炭化物としては
V2Ｃ，Nb2Ｃ，Ta2Ｃ，Mo2Ｃ，W2Ｃ，WCなど
の六方晶系炭化物、（TiW）Ｃ，（TiHf）Ｃ，
（TiTa）Ｃなどの，，族の遷移金属から
なる立方晶系炭化物があり、これらの炭化物は１
〜90重量％の添加により物性改善効果があり、添
加量１重量％未満では添加効果はなく、90重量％
を越えると緻密化し難くなり、物性の低下を招く
のである。 また添加成分として加える炭化硼素は通常0.1
重量％以上から、その効果を発揮するので、それ
未満ではさほど添加する意味がなく、一方添加量
が５重量％を越えると著しく焼結性が悪くなり、
緻密化しにくくなる。このことは先に特願昭60−
082033号（特開昭61−242958号）で明らかにした
ところである。 次に添加金属としては、Cr，Ni，Co，Feがよ
く、これらの中の１種以上を、全量の0.1〜40重
量％添加すると緻密化が容易になると共に、焼結
体の物性、特に靱性が著しく改善される。添加量
が0.1重量％未満だと、緻密化にもあまり影響を
及ぼさない。また40重量％を越えると、靱性は高
くなるが、セラミツクスの性質から著しく遠ざか
る。 本発明のセラミツク材料はこれまで知られてい
るセラミツクスやサーメツト材料と同じ方法によ
つて製造することができる。 例えば、原料粉末混合物を金型に充填して、
0.5〜10ton／cm2程度のプレス圧により冷間圧縮
し、ついでラバープレスにより、さらに0.5〜
10ton／cm2程度の圧力のもとで、圧縮成型した圧
粉体を真空中またはアルゴン中など中性もしくは
還元性雰囲気中で1300〜1900℃で30〜300分間焼
結する。 また別の方法として、原料粉末混合物を、例え
ば、黒鉛型などの型に充填した後、真空中または
アルゴン中などの中性もしくは還元性雰囲気中に
於いて、ダイ圧力50〜300Kg／cm2、温度1200〜
1700℃の条件で、10〜200分間加熱焼結するホツ
トプレス法を用いても焼結できる。 更にまた、HIPによつても勿論製造する事がで
きる。 〈実施例〉 以下、本発明のセラミツクス材料をその実施例
により更に詳述する。 実施例 １ Ti（C0.5N0.5）粉末に、炭化クロム、酸化物、
炭化物、炭化硼素更にCr，Co，Ni，Feを種々の
割合で配合した混合粉末を十分に混合したのち、
金型プレスと、ラバープレスにより圧粉体を得
た。この圧粉体を真空中にて1650℃、90分間焼結
して得られたセラミツクス焼結体について、物性
測定した結果を第１表に示す。 なお、この第１表には、比較例として金属成分
を含まないセラミツクスについても、実施例同様
にして製造し、その物性を測定した結果をも併記
した。それらの比較例には第１表中の試料No.の項
に＊を付した。
【表】
【表】
〈発明の効果〉
以上述べて来た如く、本発明のセラミツクス材
料は、硬さは大であり、しかも強靱性を有するも
のである。
料は、硬さは大であり、しかも強靱性を有するも
のである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭素と窒素との比率が種々なる炭窒化チタン
に炭化クロム１〜90重量％を混ぜたものに、Al2
O3，Cr2O3，Ti2O3，V2O3，Fe2O3，V2O5，Nb2
O5，SiO2などの六方晶系酸化物もしくはTiO，
FeO，VO，NbO，Y2O3，ZrO2などの立方晶系
酸化物の中から選ばれた少なくとも１種以上を全
量の0.1〜90重量％を加えたものを基本成分とし、
該基本成分にCr，Ni，Co，Feの中から選ばれた
少なくとも１種以上を全量の0.1〜40重量％添加
した最終混合粉末を焼結して成る金属含有炭窒化
チタン−炭化クロム−酸化物系セラミツクス。 ２ 請求項１に記載の最終混合粉末に、更に全量
の５重量％以下の炭化硼素を加えた混合粉末を焼
結して成る金属含有炭窒化チタン−炭化クロム−
酸化物−炭化硼素系セラミツクス。 ３ 炭素と窒素との比率が種々なる炭窒化チタン
に炭化クロム１〜90重量％を混ぜたものに、V2
Ｃ，Nb2Ｃ，Ta2Ｃ，Mo2Ｃ，W2Ｃ，WCなどの
六方晶系炭化物もしくは（TiW）Ｃ，（TiHf）
Ｃ，（TiTa）Ｃなどの，，族の遷移金属
からなる立方晶系炭化物の中から選ばれた少なく
とも１種以上を全量の１〜90重量％添加したもの
を基本成分とし、該基本成分にCr，Ni，Co，Fe
の中から選ばれた少なくとも１種以上を0.1〜40
重量％添加した最終混合粉末を焼結して成る金属
含有炭窒化チタン−炭化クロム−炭化物系セラミ
ツクス。 ４ 請求項３に記載の最終混合粉末に、更に全量
の５重量％以下の炭化硼素を加えた混合粉末を、
焼結して成る金属含有炭窒化チタン−炭化クロム
−炭化物−炭化硼素系セラミツクス。 ５ 炭素と窒素との比率が種々なる炭窒化チタン
に炭化クロム１〜90重量％を混ぜたものに、Al2
O3，Cr2O3，Ti2O3，V2O3，Fe2O3，V2O5，Nb2
O5，SiO2などの六方晶系酸化物もしくはTiO，
FeO，VO，NbO，Y2O3，ZrO2などの立方晶系
酸化物又は同一結晶系酸化物同志の複酸化物の中
から選ばれた少なくとも１種以上を全量の0.1〜
90重量％を加え、更に上記混合粉末にV2Ｃ，
Nb2Ｃ，Ta2Ｃ，Mo2Ｃ，W2Ｃ，WCなどの六方
晶炭化物もしくは（TiW）Ｃ，（TiHf）Ｃ，
（TiTa）Ｃなどの，，族の遷移金属から
なる立方晶系炭化物の中から選ばれた少なくとも
１種以上を全量の１〜90重量％添加したものを基
本成分とし、該基本成分にCr，Ni，Co，Feの中
から選ばれた少なくとも１種以上を全量の0.1〜
40重量％添加した最終混合粉末を焼結して成る金
属含有炭窒化チタン−炭化クロム−酸化物系セラ
ミツクス。 ６ 請求項５に記載の最終混合粉末に、更に全量
の５重量％以下の炭化硼素を加えた混合粉末を焼
結して成る金属含有炭窒化チタン−炭化クロム−
酸化物系セラミツクス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196426A JPH0248467A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム−酸化物−炭化物系セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196426A JPH0248467A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム−酸化物−炭化物系セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0248467A JPH0248467A (ja) | 1990-02-19 |
| JPH0585503B2 true JPH0585503B2 (ja) | 1993-12-07 |
Family
ID=16357649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63196426A Granted JPH0248467A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム−酸化物−炭化物系セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248467A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005093110A1 (ja) * | 2004-03-29 | 2008-02-14 | 京セラ株式会社 | セラミック焼結体とその製造方法及びセラミック焼結体を用いた装飾用部材 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63196426A patent/JPH0248467A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005093110A1 (ja) * | 2004-03-29 | 2008-02-14 | 京セラ株式会社 | セラミック焼結体とその製造方法及びセラミック焼結体を用いた装飾用部材 |
| JP4879015B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2012-02-15 | 京セラ株式会社 | セラミック焼結体とその製造方法及びセラミック焼結体を用いた装飾用部材 |
| JP2012062574A (ja) * | 2004-03-29 | 2012-03-29 | Kyocera Corp | セラミック焼結体とその製造方法及びセラミック焼結体を用いた装飾用部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0248467A (ja) | 1990-02-19 |
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