JPH0780707B2 - High strength aluminum oxide based sintered body and method for producing the same - Google Patents
High strength aluminum oxide based sintered body and method for producing the sameInfo
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- JPH0780707B2 JPH0780707B2 JP62168116A JP16811687A JPH0780707B2 JP H0780707 B2 JPH0780707 B2 JP H0780707B2 JP 62168116 A JP62168116 A JP 62168116A JP 16811687 A JP16811687 A JP 16811687A JP H0780707 B2 JPH0780707 B2 JP H0780707B2
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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、切削工具材料，耐摩耗工具材料，耐食性材
料，高温機械部品用材料，精密機械部品用材料及び時計
側を含めた装飾用材料に適する高強度酸化アルミニウム
基焼結体及びその製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a cutting tool material, an abrasion resistant tool material, a corrosion resistant material, a high temperature machine part material, a precision machine part material, and a decorative material including a watch side. The present invention relates to a high-strength aluminum oxide-based sintered body suitable for, and a method for producing the same.
（従来の技術） 一般に、酸化アルミニウムを主成分とする焼結体は、耐
酸化性及び金属との耐溶着性にすぐれていて、しかも低
価格であることから各種の産業分野で利用されている。
この酸化アルミニウムを主成分とする焼結体の内、酸化
アルミニウムにSiO2,MgO,NiO,MnO2，ZrO2,TiC,SiC,TiN,
Si3N4，TiB2，ZrB2などを添加してなる酸化アルミニウ
ム基焼結体は、切削工具材料，耐摩耗工具材料又は電子
材料として利用されている。また、酸化アルミニウムに
主としてカーボンを添加してなる炭素含有酸化アルミニ
ウム基焼結体は、鋳造用ノズル又は、製鉄・製鋼用炉の
内壁などの耐火物として利用されている。これらの内、
後者の炭素含有酸化アルミニウム基焼結体の代表的なも
のとしては、特開昭57-123860号公報がある。(Prior Art) Generally, a sintered body containing aluminum oxide as a main component is used in various industrial fields because it is excellent in oxidation resistance and resistance to welding to a metal and is low in price. .
Among the sintered bodies containing aluminum oxide as a main component, aluminum oxide is added to SiO 2 , MgO, NiO, MnO 2 , ZrO 2 , TiC, SiC, TiN,
Aluminum oxide-based sintered bodies obtained by adding Si 3 N 4 , TiB 2 , ZrB 2 and the like are used as cutting tool materials, wear resistant tool materials or electronic materials. Further, a carbon-containing aluminum oxide-based sintered body obtained by mainly adding carbon to aluminum oxide is used as a refractory material such as a casting nozzle or an inner wall of an iron / steel making furnace. Of these,
A typical example of the latter carbon-containing aluminum oxide-based sintered body is JP-A-57-123860.
（発明が解決しようとする問題点） 酸化アルミニウム基焼結体の内、酸化アルミニウムに0.
1〜3wt％のMgOを添加してなるAl2O3‐MgO基焼結体は、
焼結工程においてMgOがAl2O3の粒成長抑制作用をし、焼
結後Al2O3粒界にMgO−Al2O3のスピネルを形成すること
により緻密な焼結体になっているものである。しかしな
がら、MgOの粒成長抑制効果がそれほど著しくなく、又N
a2OやK2Oなどの微量の不純物によりその効果が更に低下
するなどのために強度が低すぎるという問題がある。ま
た、酸化アルミニウムにZrO2,TiC,TiB2,SiC又はSi3N4な
どを添加してなる酸化アルミニウム基焼結体は、Al2O3
‐MgO基焼結体に比較して高強度になり、耐衝撃性を必
要とする領域にまで応用されているものである。しかし
ながら、これらの酸化アルミニウム基焼結体は、高強度
になった反面、焼結し難いという問題がある。(Problems to be solved by the invention) Among aluminum oxide-based sintered bodies, aluminum oxide has a
The Al 2 O 3 -MgO based sintered body formed by adding 1 to 3 wt% of MgO is
MgO in the sintering step is a grain growth inhibiting effect of the Al 2 O 3, and becomes dense sintered body by forming the spinel MgO-Al 2 O 3 to Al 2 O 3 grain boundary after sintering It is a thing. However, the grain growth suppressing effect of MgO is not so remarkable, and N
There is a problem that the strength is too low because the effect is further reduced by a trace amount of impurities such as a 2 O and K 2 O. Further, an aluminum oxide-based sintered body obtained by adding ZrO 2 , TiC, TiB 2 , SiC or Si 3 N 4 to aluminum oxide is Al 2 O 3
-It has higher strength compared to MgO-based sintered bodies and has been applied even in the area requiring impact resistance. However, while these aluminum oxide-based sintered bodies have high strength, they have a problem that they are difficult to sinter.
炭素含有酸化アルミニウム基焼結体である特開昭57-123
860号公報は、アルミナ骨材80〜97wt％とカーボン３〜2
0wt％を含有する配合物に、金属シリコン粉末と金属ア
ルミニウム粉末を、Si/Alの重量比が0.1〜２になるよう
に合計量0.5〜15wt％添加してなるアルミナ・カーボン
質耐火物である。この特開昭57-123860号公報は、耐火
物を目的にしているために、前述の酸化アルミニウム基
焼結体に比較して1/20〜1/30の強度しかないという問題
がある。A carbon-containing aluminum oxide-based sintered body is disclosed in JP-A-57-123.
No. 860 discloses alumina aggregate 80-97 wt% and carbon 3-2.
Alumina-carbon refractory made by adding metallic silicon powder and metallic aluminum powder to a mixture containing 0 wt% so that the weight ratio of Si / Al is 0.1 to 2 in a total amount of 0.5 to 15 wt%. . Since this Japanese Patent Laid-Open No. 57-123860 aims at a refractory material, it has a problem that it has only 1/20 to 1/30 strength as compared with the above-mentioned aluminum oxide-based sintered body.
本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具体
的には、酸化アルミニウムに微量のカーボンを非常に分
散性よく添加して、硬度及び強度が高く、切削試験にお
ける耐摩耗性及び耐欠損性にもすぐれている炭素含有の
高強度酸化アルミニウム基焼結体及びその製造方法の提
供を目的とするものである。The present invention has solved the above-mentioned problems, specifically, by adding a very small amount of carbon to aluminum oxide with very good dispersibility, the hardness and strength are high, and the wear resistance in a cutting test and It is an object of the present invention to provide a carbon-containing high-strength aluminum oxide-based sintered body having excellent chipping resistance and a method for producing the same.
（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、酸化アルミニウムの粒成長を抑制して、
しかも酸化アルミニウム基焼結体の硬さ，強度及び破壊
靱性値などの諸特性値を低下させずに、耐摩耗性及び耐
欠損性の向上に寄与するような添加物について検討して
いた所、特定量のカーボン、特に微量のカーボンを分散
性よく添加し、酸化アルミニウムの粒界を連続的に巡る
状態にすることにより、酸化アルミニウムの粒成長が著
しく抑制されて高硬度，高強度並びに耐摩耗性及び耐欠
損性にすぐれた酸化アルミニウム基焼結体になるという
知見を得たものである。この知見に基づいて本発明を完
成するに至ったものである。(Means for Solving Problems) The present inventors suppress the grain growth of aluminum oxide,
Moreover, when the additive that contributes to the improvement of wear resistance and fracture resistance without degrading various values such as hardness, strength and fracture toughness of the aluminum oxide based sintered body was examined, By adding a specific amount of carbon, especially a trace amount of carbon with good dispersibility, and making it continuously go around the aluminum oxide grain boundaries, the grain growth of aluminum oxide is significantly suppressed, resulting in high hardness, high strength and wear resistance. It has been found that an aluminum oxide-based sintered body having excellent properties and fracture resistance can be obtained. The present invention has been completed based on this finding.
すなわち、本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体
は、カーボン0.03〜3wt％と、残り平均粒径2.0μｍ以下
の酸化アルミニウムを主成分とする硬質相と不可避不純
物とからなり、かつ該カーボンが連続した組織でなるも
のである。That is, the high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention comprises 0.03 to 3 wt% of carbon, a hard phase containing aluminum oxide as the main component having a remaining average particle size of 2.0 μm or less, and inevitable impurities, and the carbon is It is a continuous organization.
本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体におけるカー
ボンは、特に非晶質カーボン、その中でも例えば、フェ
ノール樹脂を1300〜3000℃に加熱することにより形成さ
れるといわれているガラス状カーボン、又はこのガラス
状カーボンに相当する高硬度及び高強度などの特性を有
するカーボンからなる場合は、焼結体の強度，耐摩耗性
及び耐欠損性がすぐれることから好ましいことである。
このカーボン量が0.03wt％未満では、酸化アルミニウム
の粒成長抑制効果が低く、焼結体の強度及び耐欠損性が
低下する。逆に、カーボン量が3wt％を超えて多くなる
と、焼結体の硬さ及び耐摩耗性が低下する。このため
に、カーボン量は、0.03〜3wt％と定めたものである。
特に、カーボン量が１〜3wt％の場合は、カーボンの連
続した組織からなる焼結体になり、電気伝導性を示し、
放電加工により良好な被加工性も有することから複雑形
状を形成するための焼結体として好ましいものである。Carbon in the high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention is particularly amorphous carbon, among them, for example, glassy carbon which is said to be formed by heating a phenol resin to 1300 to 3000 ° C., or It is preferable to use carbon having characteristics such as high hardness and high strength, which are equivalent to glassy carbon, because the sintered body has excellent strength, abrasion resistance and fracture resistance.
If the amount of carbon is less than 0.03 wt%, the effect of suppressing grain growth of aluminum oxide is low and the strength and fracture resistance of the sintered body are reduced. On the other hand, if the amount of carbon exceeds 3 wt% and increases, the hardness and wear resistance of the sintered body decrease. For this reason, the amount of carbon is set to 0.03 to 3 wt%.
In particular, when the amount of carbon is 1 to 3% by weight, a sintered body having a continuous structure of carbon is formed, showing electrical conductivity,
It is also preferable as a sintered body for forming a complicated shape because it has good workability by electric discharge machining.
本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体における硬質
相は、α−Al2O3，β−Al2O3又はこれらの混合物からな
るものである。また、これらの酸化アルミニウムに従来
から添加物として用いられているY2O3,MgO,CaO,NiO,Cr2
O3，TiO2，MnO2，Co3O4などの酸化物が酸化アルミニウ
ムに対して、5wt％以下固溶又は混在した酸化アルミニ
ウムを主成分としたものである。この硬質相は、できる
だけ微細であることが望ましく、特に緻密性，耐摩耗性
及び耐欠損性を高めるために、平均粒径が2.0μｍ以
下、好ましくは平均粒径1.0μｍ以下の酸化アルミニウ
ムがよい。The hard phase in the high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention is composed of α-Al 2 O 3 , β-Al 2 O 3 or a mixture thereof. Further, Y 2 O 3 which is used as an additive conventionally These aluminum oxide, MgO, CaO, NiO, Cr 2
O 3, oxides such as TiO 2, MnO 2, Co 3 O 4 is relative to the aluminum oxide, in which the main component 5 wt% or less solid solution or mixed oxide of aluminum. It is desirable that this hard phase be as fine as possible, and aluminum oxide having an average particle size of 2.0 μm or less, preferably 1.0 μm or less is particularly preferable in order to improve the compactness, wear resistance and fracture resistance. .
本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体を作製するに
は、酸化アルミニウム中へのカーボンの分散を重要視す
る必要がある。このために、酸化アルミニウム粉末の表
面にカーボンを被覆させた複合粉末を出発原料として用
いることが好ましいものである。In order to produce the high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention, it is necessary to attach importance to the dispersion of carbon in aluminum oxide. For this reason, it is preferable to use, as a starting material, a composite powder obtained by coating the surface of aluminum oxide powder with carbon.
すなわち、本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体の
製造方法は、酸化アルミニウムを主成分とする粉末の表
面をカーボンで被覆してなる複合粉末を混合及び成形
後、真空中又は非酸化性ガス中で加熱燒結して、0.03〜
3wt％のカーボンと、残り酸化アルミニウムを主成分と
する硬質相と不可避不純物とからなる焼結体にすること
を特徴とするものである。That is, the method for producing a high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention is a method in which a composite powder obtained by coating the surface of a powder containing aluminum oxide as a main component with carbon is mixed and molded, and then in a vacuum or a non-oxidizing gas. Heat and sinter in, 0.03-
It is characterized in that it is made into a sintered body comprising 3 wt% of carbon, the remaining hard phase containing aluminum oxide as a main component, and unavoidable impurities.
本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体の製造方法に
おける酸化アルミニウムを主成分とする粉末の表面にカ
ーボンを被覆してなる複合粉末は、α−Al2O3，β−Al2
O3，γ−Al2O3，非晶質の酸化アルミニウム又はこれら
２種以上の混合物からなる酸化アルミニウム、又は、こ
れらの酸化アルミニウムにY2O3,MgO,CaO,NiO,Cr2O3，Ti
O2，Co3O4などの酸化物が酸化アルミニウムに対して5wt
％以下固溶又は混在した酸化アルミニウムを主成分とし
た粉末の表面にカーボンを被覆させた複合粉末を出発原
料として用いることが本発明の基盤となるものである。
特に、酸化アルミニウムは、易焼結性からサブミクロン
又は非晶質状でなる平均粒径0.5μｍ以下の微細粉末を
用いるのが好ましいことである。カーボンの被覆方法
は、特に有機化合物、例えばフェノール樹脂，ビニール
樹脂，ポリビニルピロドリンなどを溶剤で溶解してなる
溶液中で酸化アルミニウムを主成分とする粉末を混合及
び乾燥後、加熱処理する方法が工程の容易なことから好
ましいことである。さらに、含有カーボン量の制御は、
有機化合物の種類及びその含有量により行なうことがで
きるものである。The composite powder obtained by coating the surface of the powder containing aluminum oxide as the main component with carbon in the method for producing a high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention is α-Al 2 O 3 , β-Al 2
O 3 , γ-Al 2 O 3 , amorphous aluminum oxide, aluminum oxide composed of a mixture of two or more thereof, or Y 2 O 3 , MgO, CaO, NiO, Cr 2 O 3 added to these aluminum oxides. ， Ti
5wt oxide relative to aluminum oxide, such as O 2, Co 3 O 4
The basis of the present invention is to use, as a starting material, a composite powder in which carbon is coated on the surface of a powder containing aluminum oxide as a main component, which is a solid solution or mixed in an amount of not more than%.
In particular, it is preferable to use a fine powder of aluminum oxide having a mean particle size of 0.5 μm or less, which is in a submicron or amorphous state because of its easy sinterability. The carbon coating method is, in particular, a method in which a powder containing aluminum oxide as a main component is mixed and dried in a solution prepared by dissolving an organic compound such as a phenol resin, a vinyl resin, or polyvinylpyrodrine in a solvent, followed by heat treatment. It is preferable because the process is easy. Furthermore, the control of the carbon content is
It can be carried out depending on the type of organic compound and its content.
この複合粉末に、必要に応じてパラフィン，ポリビニル
アルコール，ポリスチレンなどの成形用滑剤の添加，造
粒及び篩別を施こした後、型押し，押出し及び射出成形
などの従来の粉末治金の方法でもって成形し、次いで、
真空中又は非酸化性ガス中で加熱処理して滑剤を飛散さ
せた後、真空中又は非酸化性ガス中で加熱燒結すればよ
い。If necessary, a molding lubricant such as paraffin, polyvinyl alcohol, or polystyrene is added to this composite powder, and after granulation and sieving, conventional powder metallurgy methods such as embossing, extrusion, and injection molding. Molded with, then
The lubricant may be scattered by heating in a vacuum or in a non-oxidizing gas, and then heated and sintered in a vacuum or in a non-oxidizing gas.
燒結は、真空中又はAr,N2などに非酸化性ガス中で減
圧，常圧又は200〜500kgf/cm2の加圧下で1300〜1800℃
の加熱にて１〜４時間保持すればよい。このようにして
燒結した後、必要に応じて1000気圧以上の圧力,1300〜1
600℃の温度により熱間静水圧処理（HIP処理）すること
は、焼結体の緻密化及び強度向上から好ましいことであ
る。Sintering is carried out in vacuum or in a non-oxidizing gas such as Ar, N 2 at atmospheric pressure or 200 to 500 kgf / cm 2 under pressure of 1300 to 1800 ℃.
It may be held for 1 to 4 hours by heating. After sintering in this way, if necessary, pressure of 1000 atm or more, 1300 to 1
Hot isostatic treatment (HIP treatment) at a temperature of 600 ° C. is preferable from the viewpoint of densification of the sintered body and improvement of strength.
（作用） 本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体は、分散性に
すぐれたカーボンが酸化アルミニウムを包囲するような
状態に分散しているために、酸化アルミニウムの結晶粒
子の相互拡散が阻止され、そのために酸化アルミニウム
の粒成長を抑制するという作用が働いているものであ
る。また、この分散性にすぐれたカーボンが酸化アルミ
ニウムの異方性を緩和するという作用もしているもので
ある。特に、焼結体中のカーボンがガラス状カーボン又
はガラス状カーボンに相当する諸特性を有している場合
には、耐衝撃性，耐酸化性及び耐食性などの焼結体の諸
特性を向上させる作用が高いものである。(Operation) In the high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention, since carbon having excellent dispersibility is dispersed in a state of surrounding aluminum oxide, mutual diffusion of crystal particles of aluminum oxide is prevented. Therefore, the action of suppressing the grain growth of aluminum oxide is working. Further, the carbon having excellent dispersibility also acts to relieve anisotropy of aluminum oxide. In particular, when the carbon in the sintered body has glassy carbon or various characteristics equivalent to glassy carbon, the various characteristics of the sintered body such as impact resistance, oxidation resistance and corrosion resistance are improved. It is highly effective.
本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体の製造方法
は、酸化アルミニウムを主体とする粉末の表面にカーボ
ンを被覆させた複合粉末を出発原料として用いるために
カーボンの分散性が著しくすぐれるという作用があり、
また、その適質及び適量のカーボンが燒結を阻害せず
に、逆に促進させるという作用をしているものである。In the method for producing a high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention, since the composite powder in which the surface of the powder mainly containing aluminum oxide is coated with carbon is used as a starting material, the dispersibility of carbon is remarkably improved. There is
Further, the appropriate amount and the appropriate amount of carbon have an effect of promoting sintering without inhibiting sintering.
（実施例） 実施例１ 市販の平均粒径0.2μｍのAl2O3粉末を出発原料として、
アルミナ製ボール及び各種の溶剤と共にアルミナ製ポッ
トでもって湿式混合粉砕した。こうして得たスラリーに
対して、溶剤に室温又は加熱して溶解した有機化合物
を、スラリー中のAl2O3粉末に対して５％になるように
添加して、さらに混合した後、アルミナ製容器中で攪拌
しながら乾燥し、混合粉末を得た。この混合粉末を黒鉛
ボードに充填し、窒素中、３℃/minの定速昇温で900℃
まで昇温してAl2O3粉末の表面にカーボンを被覆した各
種の複合粉末を作製した。この各種の複合粉末の作製の
ために使用した溶剤，有機化合物及び複合粉末中の炭素
量を第１表に示した。Example 1 A commercially available Al 2 O 3 powder having an average particle size of 0.2 μm was used as a starting material.
Wet-mixing and grinding was performed with an alumina pot together with an alumina ball and various solvents. To the slurry thus obtained, an organic compound dissolved in a solvent at room temperature or by heating was added so as to be 5% with respect to the Al 2 O 3 powder in the slurry and further mixed, and then an alumina container. It was dried with stirring in to obtain a mixed powder. This mixed powder is filled in a graphite board and heated in nitrogen at a constant rate of 3 ° C / min to 900 ° C.
The temperature was raised to 0 to produce various composite powders in which the surface of the Al 2 O 3 powder was coated with carbon. Table 1 shows the solvents, organic compounds, and carbon contents in the composite powders used for preparing these various composite powders.
この第１表に示した各種複合粉末をアルミナ製ボール，
アルミナ製ポット及びメタノールを用いて再度湿式混合
粉砕し、さらに成形滑剤としてパラフィンを添加した。
次いで、これらの混合粉末を1ton/cm2の圧力で所定形状
に成形した後、５×10-2torrの真空中、1450℃で２時間
保持にて燒結した。こうして得た焼結体を、さらに1500
気圧、アルゴン雰囲気中、1350℃で30分間HIP処理を行
った。比較として、第１表の複合粉末を用いずに、Al2O
3にカーボンブラック1wt％添加して上述の燒結条件及び
HIP処理した焼結体を比較品１、Al2O3に1wt％ MgO添加
して同様にして得た焼結体を比較品２とした。こうして
得た各焼結体の硬さ，抗折力及び破壊靱性値を調べて、
その結果を第２表に示した。さらに、走査型電子顕微鏡
にて各焼結体のAl2O3結晶の平均粒径を調べて第２表に
併記した。また、本発明１〜６及び比較品1,2における
それぞれの含有カーボンの分布状態を確認するために電
気伝導性と放電加工が可能か否かについて調べた所、本
発明品１〜６は、103〜104Ωcmの電気抵抗率であり、放
電加工も可能であったのに対し、比較品1,2は、107〜10
8Ωcmの電気抵抗率であり、放電加工が不可能であっ
た。The various composite powders shown in Table 1 are made of alumina balls,
The mixture was wet-mixed and ground again using an alumina pot and methanol, and paraffin was added as a molding lubricant.
Next, these mixed powders were molded into a predetermined shape at a pressure of 1 ton / cm 2 , and then sintered at 1450 ° C. for 2 hours in a vacuum of 5 × 10 -2 torr. The sintered body thus obtained is further processed into 1500
HIP treatment was performed at 1350 ° C. for 30 minutes in an atmosphere of argon at atmospheric pressure. As a comparison, without using the composite powder of Table 1, Al 2 O
Carbon black 1 wt% was added to 3 and the above sintering conditions and
A HIP-treated sintered body was designated as Comparative product 1, and a sintered body obtained by adding 1 wt% MgO to Al 2 O 3 was designated as Comparative product 2. By examining the hardness, transverse rupture strength and fracture toughness of each of the thus obtained sintered bodies,
The results are shown in Table 2. Further, the average grain size of Al 2 O 3 crystals in each sintered body was examined with a scanning electron microscope, and the results are shown in Table 2. Further, in order to confirm the distribution state of each contained carbon in the present inventions 1 to 6 and the comparative products 1 and 2, it was investigated whether or not electric conductivity and electric discharge machining were possible. The electrical resistivity was 10 3 to 10 4 Ωcm, and electrical discharge machining was also possible, while the comparative products 1 and 2 were 10 7 to 10
The electrical resistivity was 8 Ωcm, and electrical discharge machining was impossible.
実施例２ 実施例１で得た本発明品１〜６及び比較品１〜２を用い
て、下記の旋削条件及びフライス切削条件により切削試
験を行い、耐摩耗性及び耐欠損性を比較した。その結果
を第３表に示した。 Example 2 Using the products 1 to 6 of the present invention and the comparative products 1 to 2 obtained in Example 1, a cutting test was performed under the following turning conditions and milling cutting conditions to compare wear resistance and fracture resistance. The results are shown in Table 3.
切削試験条件 被削材 FC 35（HB 230） チップ形状 SNGN 120804 切削速度 300m/min 送り速度 0.2mm/rev 切り込み量 1.5mm 切削時間 20 min 乾式連続切削 フライス切削試験条件 被削材 FCD 50（HB 330） チップ形状 SNGN 120804 切削速度 200m/min 切り込み量 1.5mm 寿命判定 0.18mm/刃の送り速度から乾式断続切削を
行い、200mm切削ごとに送りを増加させて、チップが欠
損した時の送り速度で示した。Cutting test conditions Work material FC 35 (HB 230) Chip shape SNGN 120804 Cutting speed 300 m / min Feed rate 0.2 mm / rev Depth of cut 1.5 mm Cutting time 20 min Dry continuous cutting Milling cutting test conditions Work material FCD 50 (HB 330 ) Tip shape SNGN 120804 Cutting speed 200m / min Depth of cut 1.5mm Life judgment 0.18mm / Dry intermittent cutting is performed from the feed rate of the blade, the feed is increased every 200mm cutting, and the feed rate is shown when the tip is chipped. It was
実施例３ 市販の平均粒径0.2μm,1.5μm,2.5μｍのAl2O3粉末にレ
ゾール型フェノール樹脂２％を加えて、メタノールを溶
媒とし、アルミナ製ポット，アルミナ製ボールを用いて
24時間混合粉砕した。その後、大気中、100℃で混合粉
末を乾燥し、カーボン型に充填してArガス中、300kg/cm
2の圧力で1400℃、１時間保持によりホットプレスし
た。こうして得た焼結体を実施例１及び実施例２と同様
にして、焼結体の諸特性値及び切削性能値を調べ、その
結果を第４表に示した。また、実施例１と同様に、本発
明品7,8及び比較品３におけるそれぞれの電気伝導性に
ついて調べた所、本発明品7,8は、約104Ωcmの電気抵抗
率を示したのに対し、比較品３は、約108Ωcmであっ
た。 Example 3 To a commercially available Al 2 O 3 powder having an average particle size of 0.2 μm, 1.5 μm and 2.5 μm, 2% of a resol type phenol resin was added, methanol was used as a solvent, and an alumina pot and an alumina ball were used.
It was mixed and ground for 24 hours. Then, dry the mixed powder at 100 ℃ in the air, fill the carbon mold, and in Ar gas, 300kg / cm
It was hot pressed by holding it at a pressure of 2 at 1400 ° C. for 1 hour. The various values and cutting performance values of the sintered body thus obtained were examined in the same manner as in Example 1 and Example 2, and the results are shown in Table 4. Further, as in Example 1, when the electric conductivity of each of the products 7 and 8 of the present invention and the comparative product 3 was examined, the products 7 and 8 of the present invention showed an electrical resistivity of about 10 4 Ωcm. On the other hand, Comparative product 3 had a resistance of about 10 8 Ωcm.
（発明の効果） 以上の結果、本発明の高強度酸化アルミニウム基焼結体
は、微細な酸化アルミニウム結晶の焼結体にすることが
可能で、その諸特性及び性能としては、硬さ及び耐摩耗
性が同等もしくは僅かに向上し、抗折力が比較品に比べ
て50〜214％も向上し、切削試験による耐欠損性が１〜
３ランクも向上するという効果があるものである。 (Effects of the Invention) As a result, the high-strength aluminum oxide-based sintered body of the present invention can be made into a sintered body of fine aluminum oxide crystals, and its various characteristics and performances include hardness and resistance. The wear resistance is equal or slightly improved, the transverse rupture strength is improved by 50 to 214% compared to the comparative product, and the fracture resistance by the cutting test is 1 to 1.
It has the effect of improving 3 ranks.
本発明の焼結体は、従来の酸化アルミニウム基焼結体で
適用されている切削工具材料又耐摩耗工具材料の他に、
微粒にすることが可能であることからシャープエッジに
加工したときに刃立ち性にすぐれ、強度も高いことから
磁気テープの切断刃などに適用できること、また含有成
分の特徴である耐酸化性及び耐食性をも有していること
からメカニカルシール，バルブ，バルブシート及びホー
ルなどに適用できること、さらに黒色系色調を有するこ
とから時計用外装部品，釣り具部品，ゴルフクラブヘッ
ドなどを含めた装飾部品にも適用できる産業上有用な材
料である。The sintered body of the present invention, in addition to the cutting tool material or wear resistant tool material applied in the conventional aluminum oxide-based sintered body,
Since it can be made into fine particles, it excels in sharpness when processed into a sharp edge, and because it has high strength, it can be applied to magnetic tape cutting blades, etc. Since it also has mechanical properties, it can be applied to mechanical seals, valves, valve seats and holes, and because it has a black color tone, it can also be used for decorative parts including watch exterior parts, fishing tackle parts, golf club heads, etc. It is an industrially useful material that can be applied.
Claims (5)
μｍ以下の酸化アルミニウムを主成分とする硬質相と不
可避不純物とからり、かつ該カーボンが連続した組織で
なることを特徴とする高強度酸化アルミニウム基焼結
体。1. Carbon 0.03 to 3 wt% and remaining average particle size of 2.0
A high-strength aluminum oxide-based sintered body comprising a hard phase containing aluminum oxide having a size of not more than μm as a main component and unavoidable impurities, and having a structure in which the carbon is continuous.
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高強度酸化
アルミニウム基焼結体。2. The high-strength aluminum oxide-based sintered body according to claim 1, wherein the carbon is amorphous carbon.
面をカーボンで被覆してなる複合粉末を混合及び成形
後、真空中又は非酸化性ガス中で加熱焼結して、0.03〜
3wt％のカーボンと、残り酸化アルミニウムを主成分と
する硬質相と不可避不純物とからなる焼結体にすること
を特徴とする高強度酸化アルミニウム基焼結体の製造方
法。3. A composite powder obtained by coating the surface of a powder containing aluminum oxide as a main component with carbon is mixed and molded, and then heat-sintered in vacuum or in a non-oxidizing gas to give 0.03 to
A method for producing a high-strength aluminum oxide-based sintered body, which comprises forming a sintered body containing 3 wt% of carbon, a hard phase containing aluminum oxide as a main component, and inevitable impurities.
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の高強度酸化
アルミニウム基焼結体の製造方法。4. The method for producing a high-strength aluminum oxide based sintered body according to claim 3, wherein the carbon is amorphous carbon.
μｍ以下でなることを特徴とする特許請求の範囲第３項
又は第４項記載の高強度酸化アルミニウム基焼結体の製
造方法。5. The aluminum oxide has an average particle size of 2.0.
The method for producing a high-strength aluminum oxide-based sintered body according to claim 3 or 4, characterized in that it is not more than μm.
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|---|---|---|---|
| JP62168116A JPH0780707B2 (en) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | High strength aluminum oxide based sintered body and method for producing the same |
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|---|---|---|---|
| JP62168116A JPH0780707B2 (en) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | High strength aluminum oxide based sintered body and method for producing the same |
Publications (2)
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| JPS6414166A JPS6414166A (en) | 1989-01-18 |
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- 1987-07-06 JP JP62168116A patent/JPH0780707B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS6414166A (en) | 1989-01-18 |
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