JPH0627036B2 - 高強度高靭性ＴｉＢ▲下２▼セラミックス - Google Patents
高強度高靭性ＴｉＢ▲下２▼セラミックスInfo
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- JPH0627036B2 JPH0627036B2 JP1156750A JP15675089A JPH0627036B2 JP H0627036 B2 JPH0627036 B2 JP H0627036B2 JP 1156750 A JP1156750 A JP 1156750A JP 15675089 A JP15675089 A JP 15675089A JP H0627036 B2 JPH0627036 B2 JP H0627036B2
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/5805—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides
- C04B35/58064—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides
- C04B35/58071—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on borides based on refractory borides based on titanium borides
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- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 ＴiＢ2セラミックスは硬質セラミックスであり、切削工
具をはじめとして塑性加工工具や高耐摩耗部品に利用さ
れている。本発明は強度及び靭性を高めた新規なＴiＢ2
セラミックスを提供するものである。
具をはじめとして塑性加工工具や高耐摩耗部品に利用さ
れている。本発明は強度及び靭性を高めた新規なＴiＢ2
セラミックスを提供するものである。
ＴiＢ2は高融点高硬度であり高耐摩耗性を有している。
さらに、高温耐食性にも優れまた導電性があるため放電
加工が可能である等の数々の優れた特徴を有する。とこ
ろが、ＴiＢ2は曲げ強度が20〜30 kgf/mm2と低くかつ脆
いという欠点があった。そこでＴiＢ2の強度を高めるべ
く種々研究がなされ、例えばホウ化ニッケル、ホウ化コ
バルト、ホウ化鉄、等を結合剤として加えることによっ
て曲げ強度と脆さを改善しうることが特許第1,096,092
号に開示されている。また、ＴiＢ2にＺrＯ2、ＺrＯ、
ＺrＯ0.35、Ｚr3Ｏ1-x等の酸化ジルコニウムを加えるこ
とによって耐酸化性及び耐熱性ばかりでなく強度も高ま
ることが特公昭59−7668号公報に開示されている。特公
昭58−57393号公報にはＴiＮに10〜60重量％のＴiＢ2を
加えることによって高密度、高強度かつ耐酸化性に優れ
た複合セラミックス焼結材料が得られることが開示され
ている。オーストリア特許公報No.199,886にＴiＣとＴi
Ｂ2の複合焼結体が高硬度、耐摩耗性、耐食性等を有す
ることが開示されている。
さらに、高温耐食性にも優れまた導電性があるため放電
加工が可能である等の数々の優れた特徴を有する。とこ
ろが、ＴiＢ2は曲げ強度が20〜30 kgf/mm2と低くかつ脆
いという欠点があった。そこでＴiＢ2の強度を高めるべ
く種々研究がなされ、例えばホウ化ニッケル、ホウ化コ
バルト、ホウ化鉄、等を結合剤として加えることによっ
て曲げ強度と脆さを改善しうることが特許第1,096,092
号に開示されている。また、ＴiＢ2にＺrＯ2、ＺrＯ、
ＺrＯ0.35、Ｚr3Ｏ1-x等の酸化ジルコニウムを加えるこ
とによって耐酸化性及び耐熱性ばかりでなく強度も高ま
ることが特公昭59−7668号公報に開示されている。特公
昭58−57393号公報にはＴiＮに10〜60重量％のＴiＢ2を
加えることによって高密度、高強度かつ耐酸化性に優れ
た複合セラミックス焼結材料が得られることが開示され
ている。オーストリア特許公報No.199,886にＴiＣとＴi
Ｂ2の複合焼結体が高硬度、耐摩耗性、耐食性等を有す
ることが開示されている。
しかし、これらの焼結体も曲げ強度が一番高いものでも
110kg/mm2であり、また、靭性も充分とはいえない。そ
こで、ＴiＢ2が素材として広く実用化されるためにより
一層の高強度化、高靭性が望まれていた。
110kg/mm2であり、また、靭性も充分とはいえない。そ
こで、ＴiＢ2が素材として広く実用化されるためにより
一層の高強度化、高靭性が望まれていた。
本発明者らはこのような目的を達成するべく鋭意研究を
重ねた結果、ＴiＢ2にＳiＣ及びＺrＯ2を組合わせるこ
とにより、高硬度、高耐摩耗性、高温耐食性等のＴiＢ2
の優れた特性を保持したまま高強度、高靭性化を達成し
うることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。
重ねた結果、ＴiＢ2にＳiＣ及びＺrＯ2を組合わせるこ
とにより、高硬度、高耐摩耗性、高温耐食性等のＴiＢ2
の優れた特性を保持したまま高強度、高靭性化を達成し
うることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。
すなわち、本発明はＴiＢ2を主成分とし０．５〜30重量
％のＳiＣ及び２〜40重量％のＺrＯ2を含むことを特徴
とする高強度、高靭性ＴiＢ2セラミックス焼結体に関す
るものである。
％のＳiＣ及び２〜40重量％のＺrＯ2を含むことを特徴
とする高強度、高靭性ＴiＢ2セラミックス焼結体に関す
るものである。
ＴiＢ2の原料粉末はなるべく不純物を含まないものがよ
く、純度が99重量％以上のものが適当である。粒度は細
かいものがよく、平均粒径で３μｍ以下、特に１μｍ以
下のものが好ましい。
く、純度が99重量％以上のものが適当である。粒度は細
かいものがよく、平均粒径で３μｍ以下、特に１μｍ以
下のものが好ましい。
焼結体中のＴiＢ2の含有率は他のいずれの成分よりも多
くなければならず、40〜97.5重量％程度、特に60〜94重
量％程度が適当である。
くなければならず、40〜97.5重量％程度、特に60〜94重
量％程度が適当である。
ＳiＣの原料粉末もなるべく不純物を含まないものがよ
く、やはり純度が99重量％以上のものが適当である。粒
度も細かいものがよく平均粒度で３μｍ以下、特に１μ
ｍ以下のものが好ましい。焼結体におけるＳiＣの含有
率は0.5〜30重量％程度であり、１〜10重量％の範囲が
特に好ましい、ＳiＣの含有率が30重量％を越えると硬
度及び強度の低下が問題になり、一方、０．５重量％未
満では添加効果が不充分になる。
く、やはり純度が99重量％以上のものが適当である。粒
度も細かいものがよく平均粒度で３μｍ以下、特に１μ
ｍ以下のものが好ましい。焼結体におけるＳiＣの含有
率は0.5〜30重量％程度であり、１〜10重量％の範囲が
特に好ましい、ＳiＣの含有率が30重量％を越えると硬
度及び強度の低下が問題になり、一方、０．５重量％未
満では添加効果が不充分になる。
ＺrＯ2の原料粉末もなるべく不純物を含まないものがよ
く、必要によって加えられる添加物を除いた純度が99重
量％以上のものが適当である。粒度は細かいものがよく
平均粒径でやはり３μｍ以下、特に１μｍ以下のものが
好ましい。ＺrＯ2の原料粉末はゾルの形態であってもよ
い。このＺrＯ2は正方晶の形態で安定化されていると焼
結体をより高強度化でき、そのためにＺrＯ2に対する重
量％で１〜８％、好ましくは３〜７％のＹ2Ｏ3、１〜４
％のＭgＯ又は10〜21％のＣeＯ2を正方晶安定化剤とし
て添加されているものが好ましい。正方晶安定剤は２種
以上含んでいてもよい。焼結体におけるＺrＯ2の含有率
は２〜40重量％程度であり、５〜30重量％の範囲が特に
好ましい。この含有率は正方晶安定化剤を含む場合には
その重量も含んでいる。
く、必要によって加えられる添加物を除いた純度が99重
量％以上のものが適当である。粒度は細かいものがよく
平均粒径でやはり３μｍ以下、特に１μｍ以下のものが
好ましい。ＺrＯ2の原料粉末はゾルの形態であってもよ
い。このＺrＯ2は正方晶の形態で安定化されていると焼
結体をより高強度化でき、そのためにＺrＯ2に対する重
量％で１〜８％、好ましくは３〜７％のＹ2Ｏ3、１〜４
％のＭgＯ又は10〜21％のＣeＯ2を正方晶安定化剤とし
て添加されているものが好ましい。正方晶安定剤は２種
以上含んでいてもよい。焼結体におけるＺrＯ2の含有率
は２〜40重量％程度であり、５〜30重量％の範囲が特に
好ましい。この含有率は正方晶安定化剤を含む場合には
その重量も含んでいる。
ＺrＯ2の含有率が40重量％を越えると硬度及び強度の低
下が問題になり、一方２重量％未満では添加効果が不充
分になる。
下が問題になり、一方２重量％未満では添加効果が不充
分になる。
本発明のセラミックスはその特性を損なわない範囲で他
の成分を含むことができる。
の成分を含むことができる。
他の成分の例としては、ＴiＣ、ＶＣ、ＺrＣ、ＮbＣ、
Ｃr3Ｃ2、ＴaＣ等の金属炭化物、ＴiＮ等の金属窒化
物、Ｔｉ（ＣＮ）等の金属炭窒化物、ＴaＢ2、ＺrＢ2、
ＮbＢ2等の金属ホウ化物等を挙げることができる。以上
の金属炭化物、金属窒化物、金属炭窒化物、金属ホウ化
物は、ＴiＢ2の粒成長を抑制する。含有率は通常20重量
％以下であり、０．５〜20重量％、特に３〜15重量％が
適当である。
Ｃr3Ｃ2、ＴaＣ等の金属炭化物、ＴiＮ等の金属窒化
物、Ｔｉ（ＣＮ）等の金属炭窒化物、ＴaＢ2、ＺrＢ2、
ＮbＢ2等の金属ホウ化物等を挙げることができる。以上
の金属炭化物、金属窒化物、金属炭窒化物、金属ホウ化
物は、ＴiＢ2の粒成長を抑制する。含有率は通常20重量
％以下であり、０．５〜20重量％、特に３〜15重量％が
適当である。
本発明のセラミックス焼結体を製造するにあたっては上
記の原料粉末をまず均一に混合する。混合にはボールミ
ル等を用いて混合粉末全体をさらに微粉化することが好
ましい。ボールミルを用いる場合にはＴiＢ2、ＳiＣ又
はＺrＯ2のボールを用いればこの工程におけるボールの
摩耗等による不純物の混入を避けることができる。次
に、この混合粉末を成形して理論密度比で約50％以上の
成形体をつくる。この成形体を焼結炉に入れて1600〜20
00℃の非酸化雰囲気で焼結して緻密な焼結体とする。こ
の焼結体は熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理することに
よってさらに緻密化することが好ましい。ＨＩＰ処理条
件としては1450〜1800℃、不活性ガス、例えばアルゴン
ガス中で1000気圧以上に加圧するのがよい。一方、上記
の焼結、ＨＩＰ処理法のほか、ガラスや金属のカプセル
中に成形体を真空封入して外部からガスが侵入できない
状態でＨＩＰ処理を行うカプセルＨＩＰ法で焼結しても
よい。処理条件としては1450〜1800℃、1000〜2000気圧
で１〜２時間ＨＩＰ処理すれば緻密な焼結体が得られ
る。
記の原料粉末をまず均一に混合する。混合にはボールミ
ル等を用いて混合粉末全体をさらに微粉化することが好
ましい。ボールミルを用いる場合にはＴiＢ2、ＳiＣ又
はＺrＯ2のボールを用いればこの工程におけるボールの
摩耗等による不純物の混入を避けることができる。次
に、この混合粉末を成形して理論密度比で約50％以上の
成形体をつくる。この成形体を焼結炉に入れて1600〜20
00℃の非酸化雰囲気で焼結して緻密な焼結体とする。こ
の焼結体は熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理することに
よってさらに緻密化することが好ましい。ＨＩＰ処理条
件としては1450〜1800℃、不活性ガス、例えばアルゴン
ガス中で1000気圧以上に加圧するのがよい。一方、上記
の焼結、ＨＩＰ処理法のほか、ガラスや金属のカプセル
中に成形体を真空封入して外部からガスが侵入できない
状態でＨＩＰ処理を行うカプセルＨＩＰ法で焼結しても
よい。処理条件としては1450〜1800℃、1000〜2000気圧
で１〜２時間ＨＩＰ処理すれば緻密な焼結体が得られ
る。
このようにして得られた焼結体の組織はＴiＢ2、Ｚr
Ｏ2、ＳiＣが均一に分散した緻密な組織であった。特に
ＺrＯ2はＴiＢ2の粒界に存在し、ＴｉＢ２の粒成長を抑
制している。また、ＴiＢ2の粒径は１〜３μｍと小さ
く、原料粉末より若干粒成長するにとどまっていた。一
方、ＳiＣは粒界のみならず、ＴiＢ2、ＺrＯ2双方の粒
内にも存在していた。焼結体の強度は三点曲げ強さで11
0kg/mm2以上であり、通常130〜160kg/mm2の範囲にあ
る。硬度は2000〜3000 kg/mm2程度である。靭性は６〜1
3MPam0.5程度であり、通常は7MPam0.5以上である。
Ｏ2、ＳiＣが均一に分散した緻密な組織であった。特に
ＺrＯ2はＴiＢ2の粒界に存在し、ＴｉＢ２の粒成長を抑
制している。また、ＴiＢ2の粒径は１〜３μｍと小さ
く、原料粉末より若干粒成長するにとどまっていた。一
方、ＳiＣは粒界のみならず、ＴiＢ2、ＺrＯ2双方の粒
内にも存在していた。焼結体の強度は三点曲げ強さで11
0kg/mm2以上であり、通常130〜160kg/mm2の範囲にあ
る。硬度は2000〜3000 kg/mm2程度である。靭性は６〜1
3MPam0.5程度であり、通常は7MPam0.5以上である。
ＴiＢ2自身は成長しやすく、ＴiＢ2の単体では緻密な焼
結体を得ることができない。本発明の焼結体においては
ＺrＯ2はＴiＢ2の粒成長を抑制するだけでなく、ＴiＢ2
自体と強固に結合し焼結体の強度を向上させる。また、
ＺrＯ2自体の持つ応力誘起変態、また、変態後の残留圧
縮応力等の高靭化効果により焼結体全体の靭性も向上す
る。
結体を得ることができない。本発明の焼結体においては
ＺrＯ2はＴiＢ2の粒成長を抑制するだけでなく、ＴiＢ2
自体と強固に結合し焼結体の強度を向上させる。また、
ＺrＯ2自体の持つ応力誘起変態、また、変態後の残留圧
縮応力等の高靭化効果により焼結体全体の靭性も向上す
る。
本焼結体の最大の特徴はＳiＣを含んでいることであ
る。ＳiＣは、熱膨張係数が4x10-6/℃とＴiＢ2の7x10-6
/℃及びＺrＯ2の8x10-6/℃に比べ小さい。焼結体は、焼
結過程の冷却時に収縮するわけであるが、ＳiＣのみ収
縮量が小さい。すると焼結体中のＳiＣ及びその周囲の
ＴiＢ2、ＺrＯ2には圧縮応力が発生し、残留応力として
焼結体中に残ることになる。この残留圧縮応力により焼
結体は著しく高強度化し、同時に高靭性も達成される。
したがって、比較例１〜８のＴiＢ2とＺrＯ2からなる焼
結体に比べ、実施例１〜実施例24に示すようにＳiＣを
含む本焼結体は強度、靭性の点で著しく大きい。また、
比較例９〜11に示すようにＳiＣ含有量が、特許請求範
囲外の場合はその添効果がない。
る。ＳiＣは、熱膨張係数が4x10-6/℃とＴiＢ2の7x10-6
/℃及びＺrＯ2の8x10-6/℃に比べ小さい。焼結体は、焼
結過程の冷却時に収縮するわけであるが、ＳiＣのみ収
縮量が小さい。すると焼結体中のＳiＣ及びその周囲の
ＴiＢ2、ＺrＯ2には圧縮応力が発生し、残留応力として
焼結体中に残ることになる。この残留圧縮応力により焼
結体は著しく高強度化し、同時に高靭性も達成される。
したがって、比較例１〜８のＴiＢ2とＺrＯ2からなる焼
結体に比べ、実施例１〜実施例24に示すようにＳiＣを
含む本焼結体は強度、靭性の点で著しく大きい。また、
比較例９〜11に示すようにＳiＣ含有量が、特許請求範
囲外の場合はその添効果がない。
ＴiＣ、ＶＣ、ＺrＣ、ＮbＣ、Ｃr3Ｃ2、ＴaＣ、ＴiＮ、
Ｔi（ＣＮ）、ＴaＢ2、ＺrＢ2、ＮbＢ2の金属炭化物、
金属窒化物、金属炭窒化物、金属ホウ化物もまた、主成
分のＴiＢ2の粒成長の抑制にきわめて有効であり、焼結
体の強度をより向上させる。さらに、金属炭化物、金属
炭窒化物、金属窒化物は、焼結性を向上させる作用があ
り、緻密質焼結体を作る上で有利である。
Ｔi（ＣＮ）、ＴaＢ2、ＺrＢ2、ＮbＢ2の金属炭化物、
金属窒化物、金属炭窒化物、金属ホウ化物もまた、主成
分のＴiＢ2の粒成長の抑制にきわめて有効であり、焼結
体の強度をより向上させる。さらに、金属炭化物、金属
炭窒化物、金属窒化物は、焼結性を向上させる作用があ
り、緻密質焼結体を作る上で有利である。
実施例１ ＴiＢ2粉末87.5重量％と３．５重量％のＹ2Ｏ3添加で安
定化されたＺrＯ2粉末(TZ-3.5Yと略記する)10重量％と
ＳiＣ粉末2.5重量％を、アトライターによりエタノール
溶媒中でジルコニアボールを用い混合粉砕した。
定化されたＺrＯ2粉末(TZ-3.5Yと略記する)10重量％と
ＳiＣ粉末2.5重量％を、アトライターによりエタノール
溶媒中でジルコニアボールを用い混合粉砕した。
得られた粉末をロータリーエバレーターで十分乾燥し、
篩を通し顆粒とした。この顆粒を一軸プレス成形、ＣＩ
Ｐを行い、密度約60％の成形体とし、この成形体をガラ
スボトルカプセル中に詰め、1600℃、2000気圧、２時間
の条件下でＨＩＰ処理を行った。このようにして得られ
た焼結体は緻密であり、ＴiＢ2の平均粒径が３μｍ以下
で、また、３成分が均一に分散していた。ＺrＯ2粒はＴ
iＢ2の周り存在していた。ＳiＣ双方の粒界にも粒内に
も存在していた。表−１に示すように、焼結体の三点曲
げ強さは、150kgf/mm2で、ビッカース硬度2580 kgf/m
m2、破壊靭性値が7.0MPam0.5であった。
篩を通し顆粒とした。この顆粒を一軸プレス成形、ＣＩ
Ｐを行い、密度約60％の成形体とし、この成形体をガラ
スボトルカプセル中に詰め、1600℃、2000気圧、２時間
の条件下でＨＩＰ処理を行った。このようにして得られ
た焼結体は緻密であり、ＴiＢ2の平均粒径が３μｍ以下
で、また、３成分が均一に分散していた。ＺrＯ2粒はＴ
iＢ2の周り存在していた。ＳiＣ双方の粒界にも粒内に
も存在していた。表−１に示すように、焼結体の三点曲
げ強さは、150kgf/mm2で、ビッカース硬度2580 kgf/m
m2、破壊靭性値が7.0MPam0.5であった。
実施例２〜１５ ＴiＢ2粉末、Ｙ2Ｏ3無添加ＺrＯ2粉末、または、３．５
重量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７．０重量
％(TZ-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末の
３種類を表−１に示す組成で実施例１と同様な方法で混
合成形し、表−１に示す条件でガラスカプセルＨＩＰを
行った。得られた焼結体は実施例１と同様に３成分が均
一に分散する緻密な微細組織を持っていた。その特性を
表−１に示す。
重量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７．０重量
％(TZ-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末の
３種類を表−１に示す組成で実施例１と同様な方法で混
合成形し、表−１に示す条件でガラスカプセルＨＩＰを
行った。得られた焼結体は実施例１と同様に３成分が均
一に分散する緻密な微細組織を持っていた。その特性を
表−１に示す。
実施例１６〜２２ ＴiＢ2粉末、Ｙ2Ｏ3無添加ＺrＯ2粉末、又は、３．５重
量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７．０重量％
(TZ-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末の３
種類を表−１に示す組成で実施例１と同様に混合粉砕
し、一軸プレス成形、ＣＩＰを行い、密度約60％の成形
体とした。この成形体を1700〜1800℃で焼結し、密度95
〜99％の焼結体を得た。この焼結体をさらにＨＩＰ処理
を1500〜1600℃、2000気圧、２時間の条件で行い緻密な
焼結体とした。このようにして得られた焼結体は、実施
例１と同様に３成分が均一に分散する緻密な微細組織を
持っていた。その特性を表−１に示す。
量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７．０重量％
(TZ-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末の３
種類を表−１に示す組成で実施例１と同様に混合粉砕
し、一軸プレス成形、ＣＩＰを行い、密度約60％の成形
体とした。この成形体を1700〜1800℃で焼結し、密度95
〜99％の焼結体を得た。この焼結体をさらにＨＩＰ処理
を1500〜1600℃、2000気圧、２時間の条件で行い緻密な
焼結体とした。このようにして得られた焼結体は、実施
例１と同様に３成分が均一に分散する緻密な微細組織を
持っていた。その特性を表−１に示す。
実施例２３ ＴiＢ2粉末85重量％と２．８重量％のＭgＯ添加ＺrＯ2
粉末10重量％とＳiＣ粉末５重量％を、実施例１と同様
に混合粉砕し、一軸プレス成形、ＣＩＰを行ない、密度
約60％の成形体とした。この成形体を表−１に示す条件
でガラスカプセルＨＩＰを行った。このようにして得ら
れた焼結体は、３成分が均一に分散してあり、平均粒径
が３μｍ以下で、緻密であった。その特性を表−１に示
す。本焼結体の特徴は高靭性なことであり、靭性値は10
MPam0.5を越えた。
粉末10重量％とＳiＣ粉末５重量％を、実施例１と同様
に混合粉砕し、一軸プレス成形、ＣＩＰを行ない、密度
約60％の成形体とした。この成形体を表−１に示す条件
でガラスカプセルＨＩＰを行った。このようにして得ら
れた焼結体は、３成分が均一に分散してあり、平均粒径
が３μｍ以下で、緻密であった。その特性を表−１に示
す。本焼結体の特徴は高靭性なことであり、靭性値は10
MPam0.5を越えた。
実施例２４ ＴiＢ2粉末85重量％と15.5重量％のＣeＯ2添加ＺrＯ2粉
末10重量％とＳiＣ粉末５重量％を、実施例１と同様に
混合粉砕し、一軸プレス成形、ＣＩＰを行ない、密度約
60％の成形体とした。この成形体を実施例23と同様ＨＩ
Ｐに処理を行った。このようにして得られた焼結体は、
同様に緻密かつ均一な微細構造を有していた。また、実
施例23と同じく、靭性値は10MPam0.5を越えた。
末10重量％とＳiＣ粉末５重量％を、実施例１と同様に
混合粉砕し、一軸プレス成形、ＣＩＰを行ない、密度約
60％の成形体とした。この成形体を実施例23と同様ＨＩ
Ｐに処理を行った。このようにして得られた焼結体は、
同様に緻密かつ均一な微細構造を有していた。また、実
施例23と同じく、靭性値は10MPam0.5を越えた。
実施例２５〜４７ ＴiＢ2粉末、Ｙ2Ｏ3無添加ＺrＯ2粉末、または、３．５
重量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７重量％(T
Z-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末、Ｔi
Ｃ、ＶＣ、ＺrＣ、ＮbＣ、Ｃr3Ｃ2、ＴaＣ、ＴiＮ、Ｔi
（ＣＮ）、ＴrＢ2、ＺrＢ2、ＮbＢ2の各粉末の中から少
なくとも１種類を実施例１と同様に混合粉砕し、一軸プ
レス成形、ＣＩＰを行い、密度約60％の成形体とした。
この成形体を表−２に示す条件で焼結とＨＩＰないしガ
ラスカプセルＨＩＰを行った。このようにして得られた
焼結体は４成分又はそれ以上が均一に存在する微細組織
を有していた。その特性を表−２に示す。
重量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７重量％(T
Z-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末、Ｔi
Ｃ、ＶＣ、ＺrＣ、ＮbＣ、Ｃr3Ｃ2、ＴaＣ、ＴiＮ、Ｔi
（ＣＮ）、ＴrＢ2、ＺrＢ2、ＮbＢ2の各粉末の中から少
なくとも１種類を実施例１と同様に混合粉砕し、一軸プ
レス成形、ＣＩＰを行い、密度約60％の成形体とした。
この成形体を表−２に示す条件で焼結とＨＩＰないしガ
ラスカプセルＨＩＰを行った。このようにして得られた
焼結体は４成分又はそれ以上が均一に存在する微細組織
を有していた。その特性を表−２に示す。
比較例１〜１１ ＴiＢ2粉末、Ｙ2Ｏ3無添加ＺrＯ2粉末、または、３．５
重量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７重量％(T
Z-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末の３種
類を表−３に示す組成で実施例１と同様に混合粉砕し一
軸プレス成形、ＣＩＰを行ない、密度約60％の成形体と
した。この成形体を表−３に示す条件でガラスカプセル
ＨＩＰないしは、焼結とＨＩＰを行った。焼結体は３成
分が均一に分散した緻密な組織であったが、表−３に示
すように強度はせいぜい110kgf/mm2と実施例に比べ低強
度であった。
重量％(TZ-3.5Y)、５．２重量％(TZ-5.2Y)、７重量％(T
Z-7.0Y)の各Ｙ2Ｏ3添加のＺrＯ2粉末とＳiＣ粉末の３種
類を表−３に示す組成で実施例１と同様に混合粉砕し一
軸プレス成形、ＣＩＰを行ない、密度約60％の成形体と
した。この成形体を表−３に示す条件でガラスカプセル
ＨＩＰないしは、焼結とＨＩＰを行った。焼結体は３成
分が均一に分散した緻密な組織であったが、表−３に示
すように強度はせいぜい110kgf/mm2と実施例に比べ低強
度であった。
〔発明の効果〕 本発明のセラミックスエ焼結体は、高強度、高硬度であ
り、さらに靭性値も高い、したがって、切削工具を初め
として、塑性加工工具や高耐摩耗部品等に広く利用でき
る。
り、さらに靭性値も高い、したがって、切削工具を初め
として、塑性加工工具や高耐摩耗部品等に広く利用でき
る。
Claims (8)
- 【請求項１】ＴiＢ2を主成分とし０．５〜30重量％のＳ
iＣ及び２〜40重量％のＺrＯ2を含むことを特徴とする
高強度高靭性ＴiＢ2セラミックス焼結体 - 【請求項２】前記ＺrＯ2がＺrＯ2に対する重量％で１〜
８％のＹ2Ｏ3、１〜４％のＭgＯ又は10〜21％のＣeＯ2
を含んでいる請求項(1)に記載のセラミックス焼結体 - 【請求項３】ＴiＢ2を主成分とし、１〜10重量％のＳi
Ｃ、５〜30重量％のＺrＯ2を含むセラミックス焼結体
で、前記ＺrＯ2がＺrＯ2に対する重量％で３〜７％のＹ
2Ｏ3を含むことを特徴とする高強度高靭性ＴiＢ2セラミ
ックス焼結体 - 【請求項４】ＳiＣ以外の金属炭化物、金属窒化物、金
属炭窒化物又はＴiＢ2以外の金属ホウ化物のいずれか１
種類以上を０．５〜20重量％含む請求(1)に記載のセラ
ミックス焼結体 - 【請求項５】金属炭化物がＴiＣ、ＶＣ、ＺrＣ、Ｎb
Ｃ、Ｃr3Ｃ２又はＴaＣであり、金属窒化物がＴiＮであ
り、金属炭窒化物がＴi(ＣＮ) であり、金属ホウ化物が
ＴaＢ2、ＺrＢ2又はＮbＢ2である請求項(4)に記載のセ
ラミックス焼結体 - 【請求項６】前記のＺrＯ2がＺrＯ2に対する重量％で１
〜８％のＹ2Ｏ3、１〜４％のＭgＯまたは10〜21％のＣe
Ｏ2を含んでいる請求項(4)又は(5)に記載のセラミック
ス焼結体 - 【請求項７】ＳiＣ以外の金属炭化物、金属窒化物、金
属炭窒化物又はＴiＢ2以外の金属ホウ化物のいずれか１
種類以上を０．５〜20重量％含む請求項(3)に記載のセ
ラミックス焼結体 - 【請求項８】金属炭化物がＴiＯ、ＶＣ、ＺrＣ、Ｎb
Ｃ、Ｃr3Ｃ２又はＴaＣであり、金属窒化物がＴiＮであ
り、金属炭窒化物がＴi(ＣＮ) であり、金属ホウ化物が
ＴaＢ2、ＺrＢ2又はＮbＢ2である請求項(7)に記載のセ
ラミックス焼結体
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|---|---|---|---|
| JP15237888 | 1988-06-22 | ||
| JP63-152378 | 1988-06-22 |
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|---|---|
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| JPH0627036B2 true JPH0627036B2 (ja) | 1994-04-13 |
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|---|---|---|---|
| JP1156750A Expired - Lifetime JPH0627036B2 (ja) | 1988-06-22 | 1989-06-21 | 高強度高靭性ＴｉＢ▲下２▼セラミックス |
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| EP (1) | EP0347920B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0627036B2 (ja) |
| DE (1) | DE68918506T2 (ja) |
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| US5196386A (en) * | 1989-09-18 | 1993-03-23 | The Tokyo Electric Power Company, Incorporated | Sintered ceramic composite body and method of manufacturing same |
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| JPH0710747B2 (ja) * | 1990-06-18 | 1995-02-08 | 工業技術院長 | ホウ化物―酸化ジルコニウム―炭窒化物系セラミックス材料 |
| US5427987A (en) * | 1993-05-10 | 1995-06-27 | Kennametal Inc. | Group IVB boride based cutting tools for machining group IVB based materials |
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| US5449646A (en) * | 1994-07-29 | 1995-09-12 | Dow Corning Corporation | Preparation of high density zirconium diboride ceramics with preceramic polymer binders |
| DE102006013746A1 (de) * | 2006-03-24 | 2007-09-27 | Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg | Gesinterter verschleißbeständiger Werkstoff, sinterfähige Pulvermischung, Verfahren zur Herstellung des Werkstoffs und dessen Verwendung |
| DE102006013729A1 (de) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg | Gesinterter Werkstoff, sinterfähige Pulvermischung, Verfahren zur Herstellung des Werkstoffs und dessen Verwendung |
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| JPS58209084A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-05 | 株式会社日立製作所 | 直熱形ヒ−タ材 |
| JPS62197353A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-09-01 | 信越化学工業株式会社 | 炭化けい素焼結体の製造方法 |
| JPS62260774A (ja) * | 1986-05-01 | 1987-11-13 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素系複合セラミックス焼結体 |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1156750A patent/JPH0627036B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-22 EP EP89111406A patent/EP0347920B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-22 DE DE68918506T patent/DE68918506T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-06-22 US US07/369,884 patent/US4933308A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| DE68918506T2 (de) | 1995-01-26 |
| DE68918506D1 (de) | 1994-11-03 |
| EP0347920B1 (en) | 1994-09-28 |
| EP0347920A1 (en) | 1989-12-27 |
| US4933308A (en) | 1990-06-12 |
| JPH0280373A (ja) | 1990-03-20 |
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