JPH0627037B2 - 導電性サイアロン焼結体及びその製造方法及び伸線用ダイス - Google Patents
導電性サイアロン焼結体及びその製造方法及び伸線用ダイスInfo
- Publication number
- JPH0627037B2 JPH0627037B2 JP63309823A JP30982388A JPH0627037B2 JP H0627037 B2 JPH0627037 B2 JP H0627037B2 JP 63309823 A JP63309823 A JP 63309823A JP 30982388 A JP30982388 A JP 30982388A JP H0627037 B2 JPH0627037 B2 JP H0627037B2
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- sialon
- sialon sintered
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はサイアロン焼結体およびその製造方法、更に伸
線用ダイスへの応用に関するものであり、特に、一般式
Si6-zAlzOzN8-zで表されるβ型サイアロンを主体とする
導電性焼結体に関するものである。
線用ダイスへの応用に関するものであり、特に、一般式
Si6-zAlzOzN8-zで表されるβ型サイアロンを主体とする
導電性焼結体に関するものである。
従来の技術 β型サイアロン焼結体は、鉄などの金属が比較的凝着し
にくい、高温強度および耐酸化性に優れ、熱膨張係数が
小さく耐熱衝撃性が大きい等の利点があるため、近年種
々の分野で応用が試みられている。一方、β型サイアロ
ン焼結体は加工性に難点があり、現状では一般にダイヤ
モンド砥石を用いて加工が行なわれているが、加工屑に
よる砥石の目詰りが起こりやすく、加工時間およびコス
トが非常に大きくなるという問題点がある。
にくい、高温強度および耐酸化性に優れ、熱膨張係数が
小さく耐熱衝撃性が大きい等の利点があるため、近年種
々の分野で応用が試みられている。一方、β型サイアロ
ン焼結体は加工性に難点があり、現状では一般にダイヤ
モンド砥石を用いて加工が行なわれているが、加工屑に
よる砥石の目詰りが起こりやすく、加工時間およびコス
トが非常に大きくなるという問題点がある。
このため、最近β型サイアロンにIVa 、Va、VIa 族元素
の酸化物、窒化物、炭化物を添加して導電性を付与し、
配電加工を可能としたサイアロン焼結体を得ることが提
案されている（特開昭62−265177）。放電加工により、
特殊・複雑形状のものが比較的短時間・低コストで加工
可能となる。従って、伸線用ダイスのようなテーパや曲
面を組合せた形状でも比較的加工が容易となる。
の酸化物、窒化物、炭化物を添加して導電性を付与し、
配電加工を可能としたサイアロン焼結体を得ることが提
案されている（特開昭62−265177）。放電加工により、
特殊・複雑形状のものが比較的短時間・低コストで加工
可能となる。従って、伸線用ダイスのようなテーパや曲
面を組合せた形状でも比較的加工が容易となる。
発明が解決しようとする課題 本発明者は、上記公知技術による導電性サイアロン焼結
体を、ダイスやバイトのような金属加工用工具に適用す
べく実験検討を行った結果、実用的にはセラミックス粒
子間の結合力がより高い焼結体が望ましいという結論を
得た。
体を、ダイスやバイトのような金属加工用工具に適用す
べく実験検討を行った結果、実用的にはセラミックス粒
子間の結合力がより高い焼結体が望ましいという結論を
得た。
すなわち、粒子間の結合力が弱い場合、鉄のような金属
が塑性変形する際発生する高い応力によって、粒子が剥
離し摩耗が進行する。この摩耗を抑制し工具寿命を延長
するためには、粒子間の結合力を高めること、すなわち
抗折強度を高める必要がある。抗折強度を高める方法と
しては、ホットプレス、ＨＩＰ等の物理的方法が提案さ
れている（特開昭59−207881）。
が塑性変形する際発生する高い応力によって、粒子が剥
離し摩耗が進行する。この摩耗を抑制し工具寿命を延長
するためには、粒子間の結合力を高めること、すなわち
抗折強度を高める必要がある。抗折強度を高める方法と
しては、ホットプレス、ＨＩＰ等の物理的方法が提案さ
れている（特開昭59−207881）。
しかしながら、ホットプレスにより焼結する場合には、
比較的単純の形状の焼結体は得られるが、複雑形状の焼
結体を得ることは困難である。また、ＨＩＰを用いる場
合、複雑形状の焼結体を得ることは可能であるが、前工
程での焼結が必要となり製造工程がそれだけ増えること
になる。
比較的単純の形状の焼結体は得られるが、複雑形状の焼
結体を得ることは困難である。また、ＨＩＰを用いる場
合、複雑形状の焼結体を得ることは可能であるが、前工
程での焼結が必要となり製造工程がそれだけ増えること
になる。
本発明は、上記事情に鑑み、製造工程を増やすことな
く、抗折強度がより高く特殊・複雑形状を有する導電性
サイアロン焼結体を提供することを目的とするものであ
る。さらに、本焼結体を伸線用ダイスに適用することに
より、寿命の長いダイスを提供することを目的とする。
く、抗折強度がより高く特殊・複雑形状を有する導電性
サイアロン焼結体を提供することを目的とするものであ
る。さらに、本焼結体を伸線用ダイスに適用することに
より、寿命の長いダイスを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本第１の発明は、焼結助剤を
含むβ型サイアロン（Si6-zAlzOzN8-z）に対して、Ti、
Zrの窒化物のうち一種以上が全容量に対して25〜60容量
％、Ti、Zr珪化物のうち一種以上が全容量に対して 0.2
〜4.6 容量％からなる焼結体であることを特徴とする。
含むβ型サイアロン（Si6-zAlzOzN8-z）に対して、Ti、
Zrの窒化物のうち一種以上が全容量に対して25〜60容量
％、Ti、Zr珪化物のうち一種以上が全容量に対して 0.2
〜4.6 容量％からなる焼結体であることを特徴とする。
すなわち、Ti、Zrの窒化物を構成成分とするのはこれら
が導電性と高融点をもつ化合物であり、サイアロンの焼
結に悪影響を与えることが少ないからである。これら化
合物の添加量を25〜60容量％とするのは、25容量％未満
では導電性化合物粒子相互の接触点が少なく、放電加工
に必要な導電性が得られないからであり、60容量％を越
えると本来β型サイアロンが有する金属との凝着しにく
さや高強度高靭性が損なわれるからである。窒化物の添
加量はより好ましくは30〜50容量％である。
が導電性と高融点をもつ化合物であり、サイアロンの焼
結に悪影響を与えることが少ないからである。これら化
合物の添加量を25〜60容量％とするのは、25容量％未満
では導電性化合物粒子相互の接触点が少なく、放電加工
に必要な導電性が得られないからであり、60容量％を越
えると本来β型サイアロンが有する金属との凝着しにく
さや高強度高靭性が損なわれるからである。窒化物の添
加量はより好ましくは30〜50容量％である。
Ti、Zrの珪化物は、いずれもサイアロン焼結時に生成す
る融液と濡れやすい。従って、第１図(A) のように珪化
物がない場合、融液はセラミックス粒子間に十分に行き
渡ることができないが、第１図(B) のように珪化物があ
る場合、融液は珪化物粒子表面を積極的に濡らし、同時
に周囲の粒子表面をも濡らすので融液が粒子間に十分に
行き渡ることができ、より均質性が高く欠陥の少ない組
織となる。その結果、ホットプレスやＨＩＰに匹敵する
高強度を有することになる。
る融液と濡れやすい。従って、第１図(A) のように珪化
物がない場合、融液はセラミックス粒子間に十分に行き
渡ることができないが、第１図(B) のように珪化物があ
る場合、融液は珪化物粒子表面を積極的に濡らし、同時
に周囲の粒子表面をも濡らすので融液が粒子間に十分に
行き渡ることができ、より均質性が高く欠陥の少ない組
織となる。その結果、ホットプレスやＨＩＰに匹敵する
高強度を有することになる。
これら珪化物の添加量を 0.2〜4.6 容量％とするのは、
0.2容量％未満では融液と粒子の濡れを向上させるのに
不十分であり、 4.6容量％を越えると珪化物自身が破壊
の起点となる効果の方が顕著になるからである。珪化物
の添加量はより好ましくは 1.5〜2.5 容量％である。
0.2容量％未満では融液と粒子の濡れを向上させるのに
不十分であり、 4.6容量％を越えると珪化物自身が破壊
の起点となる効果の方が顕著になるからである。珪化物
の添加量はより好ましくは 1.5〜2.5 容量％である。
焼結助剤としては、公知のものが使用できる。
さらに、本第２の発明である導電性サイアロン焼結体の
製造方法は次の通りである。
製造方法は次の通りである。
すなわち、Si3N４粉末、Al2O３粉末、AlＮポリタイプ粉
末（AlＮを含む）および焼結助剤に対し、Ti、Zrの窒化
物のうち一種以上を全容量に対して25〜60容量％、Ti、
Zrの珪化物のうち一種以上が全容量に対して 0.2〜4.6
容量％からなる混合粉末を成形し、この成形体を常圧又
は加圧窒素ガス雰囲気中で1600℃±50℃で１時間以上保
持した後、1700〜1840℃で２時間以上保持して焼結する
ことにより本発明導電性サイアロン焼結体が得られる。
末（AlＮを含む）および焼結助剤に対し、Ti、Zrの窒化
物のうち一種以上を全容量に対して25〜60容量％、Ti、
Zrの珪化物のうち一種以上が全容量に対して 0.2〜4.6
容量％からなる混合粉末を成形し、この成形体を常圧又
は加圧窒素ガス雰囲気中で1600℃±50℃で１時間以上保
持した後、1700〜1840℃で２時間以上保持して焼結する
ことにより本発明導電性サイアロン焼結体が得られる。
ここで、1600℃±50℃で１時間以上保持するのは、融液
を粒界に均一に分布させるためである。1550℃未満では
融液の分布が不充分であり、1650℃を超えるとSi3N４等
の溶解が始まるので好ましくない。また、1700℃未満の
焼結温度では緻密化が十分に進まず、1840℃を越える場
合には 100気圧以上の窒素ガス中でなければSi3N４の分
解を抑制することはできないが、このような高圧では予
め成型体の開気孔をなくすことが必要となり製造工程を
増やすことになる。
を粒界に均一に分布させるためである。1550℃未満では
融液の分布が不充分であり、1650℃を超えるとSi3N４等
の溶解が始まるので好ましくない。また、1700℃未満の
焼結温度では緻密化が十分に進まず、1840℃を越える場
合には 100気圧以上の窒素ガス中でなければSi3N４の分
解を抑制することはできないが、このような高圧では予
め成型体の開気孔をなくすことが必要となり製造工程を
増やすことになる。
さらに本第３の発明は、上述の焼結体又は上述の製造方
法によって製造した焼結体をニブとダイケースとを有す
る伸線用ダイスにおいて、ニブに適用することである。
法によって製造した焼結体をニブとダイケースとを有す
る伸線用ダイスにおいて、ニブに適用することである。
作用 以上のように本発明により、ホットプレスすることなし
に、常圧もしくは加圧の窒素雰囲気中で焼結することに
より、従来の導電性サイアロン焼結体よりも粒子間の結
合力が高く、従って抗折強度が高い焼結体を容易に得る
ことが可能となった。更に、ニブとダイケースとを有す
る伸線用ダイスにおいて、該ニブへ上述の導電性サイア
ロン焼結体を適用し、金属線材を伸線とすると、従来材
料よりもダイス寿命が向上した。これは、ニブを構成す
る材料の粒子間結合力向上により、粒子が剥離しにくく
なり、ニブの摩耗が抑制されたためである。
に、常圧もしくは加圧の窒素雰囲気中で焼結することに
より、従来の導電性サイアロン焼結体よりも粒子間の結
合力が高く、従って抗折強度が高い焼結体を容易に得る
ことが可能となった。更に、ニブとダイケースとを有す
る伸線用ダイスにおいて、該ニブへ上述の導電性サイア
ロン焼結体を適用し、金属線材を伸線とすると、従来材
料よりもダイス寿命が向上した。これは、ニブを構成す
る材料の粒子間結合力向上により、粒子が剥離しにくく
なり、ニブの摩耗が抑制されたためである。
実施例 以下、本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説明す
る。
る。
実施例１ Si3N４粉末（平均粒径 0.5μｍ、α化率97％以上）、Al
2O３粉末（平均粒径 0.2μｍ）、AlＮポリタイプ粉末
（結晶型21Ｒ、平均粒径３μｍ）を用いて、焼結体中の
β型サイアロン（Si6-zAlzOzN8-z）のＺ＝0.45となるよ
うに配合し、更に焼結助剤としてY2O3粉末（平均粒径
0.6μｍ）を（Y2O3／β型サイアロン＋Y2O3）× 100＝
7.3重量％となるように配合した。
2O３粉末（平均粒径 0.2μｍ）、AlＮポリタイプ粉末
（結晶型21Ｒ、平均粒径３μｍ）を用いて、焼結体中の
β型サイアロン（Si6-zAlzOzN8-z）のＺ＝0.45となるよ
うに配合し、更に焼結助剤としてY2O3粉末（平均粒径
0.6μｍ）を（Y2O3／β型サイアロン＋Y2O3）× 100＝
7.3重量％となるように配合した。
この粉末に、TiＮ、ZrＮ（いずれも平均粒径２μｍ）お
よびTiSi２、ZrSi２（いずれも平均粒径３μｍ）を表１
に示す割合となるように配合した。
よびTiSi２、ZrSi２（いずれも平均粒径３μｍ）を表１
に示す割合となるように配合した。
これらを混合、成形後、常圧窒素ガス雰囲気中で1600℃
で２時間保持した後、1750℃で５時間保持して焼結し、
室温まで徐冷した。これにより得られた焼結体の常温抗
折強度、電気抵抗率を表１に示す。
で２時間保持した後、1750℃で５時間保持して焼結し、
室温まで徐冷した。これにより得られた焼結体の常温抗
折強度、電気抵抗率を表１に示す。
比較例は、TiあるいはZrの珪化物を含まない例である。
実施例２ 実施例１に示す本発明の焼結体のうちいくつかを伸線用
ダイスのニブに適用し、伸線テストに供試した。その結
果を表２に示す。
ダイスのニブに適用し、伸線テストに供試した。その結
果を表２に示す。
発明の効果 本発明により、従来のものより抗折強度が高く、放電可
能加工なβ型サイアロン焼結体の製造が可能となった。
また本発明のサイアロンを伸線用ダイスに適用すること
により、ダイスの高寿命化が可能となった。本発明のサ
イアロンは伸線用ダイスに限定されるものではなく、バ
イトその他金属加工用工具にも適用が可能である。
能加工なβ型サイアロン焼結体の製造が可能となった。
また本発明のサイアロンを伸線用ダイスに適用すること
により、ダイスの高寿命化が可能となった。本発明のサ
イアロンは伸線用ダイスに限定されるものではなく、バ
イトその他金属加工用工具にも適用が可能である。
第１図は融液とセラミックス粒子の濡れを示す説明図で
ある。 １……セラミックス粒子、２……融液、３……珪化物粒
子。
ある。 １……セラミックス粒子、２……融液、３……珪化物粒
子。
Claims (3)
- 【請求項１】焼結助剤を含むβ型サイアロン（Si6-zAlz
OzN8-z）に対して、Ti、Zrの窒化物のうち一種以上が全
容量に対して25〜60容量％、Ti、Zrの珪化物のうち一種
以上が全容量に対して 0.2〜4.6 容量％添加してなるこ
とを特徴とする導電性サイアロン焼結体。 - 【請求項２】Si3N４粉末、Al2O３粉末、AlN ポリタイプ
粉末（AlN を含む）および焼結助剤に対し、Ti、Zrの窒
化物のうち一種以上を全容量に対して25〜60容量％、T
i、Zrの珪化物のうち一種以上が全容量に対して 0.2〜
4.6 容量％からなる混合粉末を成形し、この成形体を常
圧又は加圧窒素ガス雰囲気中で1600℃±50℃で１時間以
上保持した後、1700〜1840℃で２時間以上保持して焼結
することを特徴とする導電性サイアロン焼結体の製造方
法。 - 【請求項３】ニブとダイケースとを有する伸線用ダイス
において、該ニブが請求項１記載の導電性サイアロン焼
結体からなることを特徴とする伸線用ダイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309823A JPH0627037B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 導電性サイアロン焼結体及びその製造方法及び伸線用ダイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309823A JPH0627037B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 導電性サイアロン焼結体及びその製造方法及び伸線用ダイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157169A JPH02157169A (ja) | 1990-06-15 |
| JPH0627037B2 true JPH0627037B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=17997688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63309823A Expired - Fee Related JPH0627037B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 導電性サイアロン焼結体及びその製造方法及び伸線用ダイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627037B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07171612A (ja) * | 1991-01-14 | 1995-07-11 | Daido Steel Co Ltd | 伸線機キャプスタンロール |
| CN112091732A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-18 | 珠海市微银信通科技有限公司 | 一种金属线材拉丝模具制造方法 |
| EP3974405A1 (fr) * | 2020-09-25 | 2022-03-30 | The Swatch Group Research and Development Ltd | Article décoratif en ceramique |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63309823A patent/JPH0627037B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02157169A (ja) | 1990-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |