JPH08729B2 - 炭化チタン質焼結体 - Google Patents
炭化チタン質焼結体Info
- Publication number
- JPH08729B2 JPH08729B2 JP62239841A JP23984187A JPH08729B2 JP H08729 B2 JPH08729 B2 JP H08729B2 JP 62239841 A JP62239841 A JP 62239841A JP 23984187 A JP23984187 A JP 23984187A JP H08729 B2 JPH08729 B2 JP H08729B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium carbide
- sintered body
- hardness
- strength
- corrosion resistance
- Prior art date
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、炭化チタン質焼結体に関する。さらに詳し
くは、硬度、強度、耐食性にすぐれ、美麗な銀色を呈す
る炭化チタン質焼結体に関するものである。
くは、硬度、強度、耐食性にすぐれ、美麗な銀色を呈す
る炭化チタン質焼結体に関するものである。
炭化チタンは、強度、硬度、耐食性に優れていること
から構造用部材として、又、これらの性質に加え、充分
な光沢を有する銀色を呈することから装飾用部材とし
て、その用途が期待されている。
から構造用部材として、又、これらの性質に加え、充分
な光沢を有する銀色を呈することから装飾用部材とし
て、その用途が期待されている。
しかしながら、炭化チタンは、難焼結性物質であり、
炭化チタン単独では焼結を行うことが難しい。たとえ
ば、炭化チタン原料粉末を単独で焼結して焼結体を得よ
うとする場合、ホットプレス装置のような特別な装置が
必要となる。さらにこのような装置を使用しても、緻密
な焼結体を得ることはきわめて困難である。しかも、ホ
ットプレス装置においては、使用するカーボンモールド
等の型材の寿命が長くなく、又ホットプレス装置の保守
が厄介であることなどから経済的に不利であり、到底実
用的とは言い難い。
炭化チタン単独では焼結を行うことが難しい。たとえ
ば、炭化チタン原料粉末を単独で焼結して焼結体を得よ
うとする場合、ホットプレス装置のような特別な装置が
必要となる。さらにこのような装置を使用しても、緻密
な焼結体を得ることはきわめて困難である。しかも、ホ
ットプレス装置においては、使用するカーボンモールド
等の型材の寿命が長くなく、又ホットプレス装置の保守
が厄介であることなどから経済的に不利であり、到底実
用的とは言い難い。
しかもホットプレス法では、複雑な形状のものの製造
が難しいため、複雑な形状が宿命的に要求される構造用
部材屋装飾用部材を製造するためには、ホットプレス法
は著しく不適であった。
が難しいため、複雑な形状が宿命的に要求される構造用
部材屋装飾用部材を製造するためには、ホットプレス法
は著しく不適であった。
そこで、高密度焼結体を得るため、炭化チタン原料粉
末には低融点金属であるFe、Co、Cr、又はNiを添加して
焼結することが提案されており、この方法によれば比較
的低い焼結温度で緻密な焼結体を得ることができる。し
かしながら、この方法による焼結体は、必然的に金属か
ら成る結合相が存在することから硬度や耐摩耗性が低下
し、高温下では結合相の軟化により強度の低下をもたら
すことともなり、構造用部材としては好ましくない。
又、このような金属から成る結合相は耐食性が低く、
酸、海水、汗などによる腐食が進行しやすく、この点で
も構造用部材としてはもちろん、装飾用部材としてもす
ぐれた色調が次第に損われるなどの問題があった。
末には低融点金属であるFe、Co、Cr、又はNiを添加して
焼結することが提案されており、この方法によれば比較
的低い焼結温度で緻密な焼結体を得ることができる。し
かしながら、この方法による焼結体は、必然的に金属か
ら成る結合相が存在することから硬度や耐摩耗性が低下
し、高温下では結合相の軟化により強度の低下をもたら
すことともなり、構造用部材としては好ましくない。
又、このような金属から成る結合相は耐食性が低く、
酸、海水、汗などによる腐食が進行しやすく、この点で
も構造用部材としてはもちろん、装飾用部材としてもす
ぐれた色調が次第に損われるなどの問題があった。
本発明者は、このような問題点に鑑み、鋭意研究を進
めた結果、炭化チタン原料粉末に焼結助剤として種々の
酸化物粉末を一定の割合で添加することにより、これを
解決することができることを見出し、本発明を完成する
に至った。
めた結果、炭化チタン原料粉末に焼結助剤として種々の
酸化物粉末を一定の割合で添加することにより、これを
解決することができることを見出し、本発明を完成する
に至った。
本発明は、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、イ
ットリウム及びランタニド系希土類元素から成る群から
選択した１種又は２種以上の元素の酸化物0.5〜25重量
％を含み、残部が炭化チタン及び不可避的不純物より成
ることを特徴とする炭化チタン質焼結体に関するもので
ある。
ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、イ
ットリウム及びランタニド系希土類元素から成る群から
選択した１種又は２種以上の元素の酸化物0.5〜25重量
％を含み、残部が炭化チタン及び不可避的不純物より成
ることを特徴とする炭化チタン質焼結体に関するもので
ある。
かかる炭化チタン質焼結体は、成形後、ホットプレス
法によらないで焼結することにより得ることができ、充
分に緻密で、機械的性質及び耐食性に優れ、しかも美麗
な銀色を呈する。
法によらないで焼結することにより得ることができ、充
分に緻密で、機械的性質及び耐食性に優れ、しかも美麗
な銀色を呈する。
本発明の炭化チタン質焼結体において、炭化チタン原
料の粒度はとくに限定されない。一般に10μｍ以下のも
のを使用して好結果を得ることができる。５μｍ以下の
ものの場合とくに好ましい結果が得られる。
料の粒度はとくに限定されない。一般に10μｍ以下のも
のを使用して好結果を得ることができる。５μｍ以下の
ものの場合とくに好ましい結果が得られる。
焼結助剤として使用するチタン、ハフニウム、バナジ
ウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タング
ステン、イットリウム、及びランタニド系希土類元素か
ら成る群から選択した１種又は２種以上の元素の酸化物
の添加量は、重量基準で0.5〜25％とする。0.5重量％未
満では充分に緻密な焼結体を得ることができないし、硬
度や強度が低い。又充分な光沢を有する研摩面を得るこ
とも難しい。一方添加量が25重量％を超えると、焼結体
密度が若干低下し、又、硬度や強度も低下する傾向があ
るため適当ではない。
ウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タング
ステン、イットリウム、及びランタニド系希土類元素か
ら成る群から選択した１種又は２種以上の元素の酸化物
の添加量は、重量基準で0.5〜25％とする。0.5重量％未
満では充分に緻密な焼結体を得ることができないし、硬
度や強度が低い。又充分な光沢を有する研摩面を得るこ
とも難しい。一方添加量が25重量％を超えると、焼結体
密度が若干低下し、又、硬度や強度も低下する傾向があ
るため適当ではない。
これら金属酸化物は、いずれの酸化物であっても一般
に５μｍ以下の粒度として使用することにより好ましい
結果が得られる。２μｍ以下とすることがとくに好まし
い。
に５μｍ以下の粒度として使用することにより好ましい
結果が得られる。２μｍ以下とすることがとくに好まし
い。
本発明の炭化チタン質焼結体は、上記炭化チタン原料
に、前記の如き金属酸化物から成る焼結助剤を添加し、
得られる混合物を加圧成形し、非酸化性雰囲気、たとえ
ばアルゴン、窒素などの雰囲気中で、又は真空中で、18
00〜2100℃の温度で焼結することにより製造することが
できる。焼結時間は、焼結温度などの要件にもよるが、
通常30分〜５時間が適当である。
に、前記の如き金属酸化物から成る焼結助剤を添加し、
得られる混合物を加圧成形し、非酸化性雰囲気、たとえ
ばアルゴン、窒素などの雰囲気中で、又は真空中で、18
00〜2100℃の温度で焼結することにより製造することが
できる。焼結時間は、焼結温度などの要件にもよるが、
通常30分〜５時間が適当である。
このように、本発明においては、組成中に一定範囲の
酸化物を存在させることにより意外にも、ホットプレス
のような、不利な装置を使用することなく、ホットプレ
スにより得ることができる焼結体に比しきわめてすぐれ
た性質を有する炭化チタン質焼結体を得ることができ
た。この焼結体は、硬度及び強度に優れていることか
ら、耐摩耗摺動部材、ダイス型、工具、内燃機関用部材
等としての利用が期待される。また、光沢に富んだ美麗
な色調を有し、且つ高硬度で耐スクラッチ性に優れてい
ることから、アクセサリー、時計用外装部品、食器等の
装飾用部材に利用することができる。更に美麗な色調に
加え、耐食性に優れていることから化粧タイル等の建設
用部材や衛生陶器、釣り具などに利用可能である。
酸化物を存在させることにより意外にも、ホットプレス
のような、不利な装置を使用することなく、ホットプレ
スにより得ることができる焼結体に比しきわめてすぐれ
た性質を有する炭化チタン質焼結体を得ることができ
た。この焼結体は、硬度及び強度に優れていることか
ら、耐摩耗摺動部材、ダイス型、工具、内燃機関用部材
等としての利用が期待される。また、光沢に富んだ美麗
な色調を有し、且つ高硬度で耐スクラッチ性に優れてい
ることから、アクセサリー、時計用外装部品、食器等の
装飾用部材に利用することができる。更に美麗な色調に
加え、耐食性に優れていることから化粧タイル等の建設
用部材や衛生陶器、釣り具などに利用可能である。
実施例１〜27、比較例１〜６ 平均粒径1.2μｍの炭化チタン粉末と、平均粒径0.05
〜1.0μｍの下記表に示す酸化物粉末とを、同表に示す
割合で秤取し、エタノールを加えて湿式ボールミル中で
21時間混合した。得られた混合粉末からエタノールを蒸
発乾燥後２トン/cm2の圧力で加圧成形し、1600〜2050℃
の温度で、アルゴンガス１気圧の条件の雰囲気中で１時
間焼成を行った。
〜1.0μｍの下記表に示す酸化物粉末とを、同表に示す
割合で秤取し、エタノールを加えて湿式ボールミル中で
21時間混合した。得られた混合粉末からエタノールを蒸
発乾燥後２トン/cm2の圧力で加圧成形し、1600〜2050℃
の温度で、アルゴンガス１気圧の条件の雰囲気中で１時
間焼成を行った。
このようにして得られた炭化チタン質焼結体を加工
し、強度、ビッカース硬度、密度、耐食性、及び色調を
試験した。得られた結果を表にまとめて示す。
し、強度、ビッカース硬度、密度、耐食性、及び色調を
試験した。得られた結果を表にまとめて示す。
ここで、強度は、常温３点曲げ強度で、JIS R1601に
準拠して測定した。焼結体密度はアルキメデス法により
測定し、理論密度に対する相対値として示す。また、耐
食性試験は、鏡面研摩を施した試料を海水中に浸漬して
変色を観察した。耐食性試験結果に示す○印は変色が全
く認められない状態を示し、×印は変色が認められたこ
とを示す。
準拠して測定した。焼結体密度はアルキメデス法により
測定し、理論密度に対する相対値として示す。また、耐
食性試験は、鏡面研摩を施した試料を海水中に浸漬して
変色を観察した。耐食性試験結果に示す○印は変色が全
く認められない状態を示し、×印は変色が認められたこ
とを示す。
表１に示すように、比較例1,2及び４では、炭化チタ
ン100％、又は酸化物添加量が0.1重量％と低すぎるた
め、焼結不良であることから低密度の多孔質体しか得ら
れず、硬度、強度ともに低く、又、充分な研摩加工を施
しても光沢に富んだ研摩面が得られなかった。又比較例
３及び５では酸化物添加量が30重量％と多い場合であ
り、硬度、強度ともに低いものしか得られていない。比
較例６は金属、すなわちCo及びNiを添加した例であり、
硬度が低く、研摩面の色調に難点があり、更に耐食性試
験により研摩面は著しく損われた。
ン100％、又は酸化物添加量が0.1重量％と低すぎるた
め、焼結不良であることから低密度の多孔質体しか得ら
れず、硬度、強度ともに低く、又、充分な研摩加工を施
しても光沢に富んだ研摩面が得られなかった。又比較例
３及び５では酸化物添加量が30重量％と多い場合であ
り、硬度、強度ともに低いものしか得られていない。比
較例６は金属、すなわちCo及びNiを添加した例であり、
硬度が低く、研摩面の色調に難点があり、更に耐食性試
験により研摩面は著しく損われた。
これに対して各実施例の組成のものは、いずれも焼結
体が緻密であり、かつ硬度、強度及び耐食性に優れ、充
分な光沢を有する美麗な銀色を呈した。
体が緻密であり、かつ硬度、強度及び耐食性に優れ、充
分な光沢を有する美麗な銀色を呈した。
本発明は、硬度、強度に優れ、しかも光沢に富んだ美
麗な色調を有する炭化チタン質焼結体を、その製造のた
めの特別な装置を必要とすることなく容易に製造するこ
とができる形で提供することを可能としたものであり、
前述した如き広範な用途への適用を可能としたものであ
る。
麗な色調を有する炭化チタン質焼結体を、その製造のた
めの特別な装置を必要とすることなく容易に製造するこ
とができる形で提供することを可能としたものであり、
前述した如き広範な用途への適用を可能としたものであ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、イ
ットリウム及びランタニド系希土類元素から成る群から
選択した１種又は２種以上の元素の酸化物0.5〜25重量
％を含み、残部が炭化チタン及び不可避的不純物より成
ることを特徴とする炭化チタン質焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62239841A JPH08729B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 炭化チタン質焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62239841A JPH08729B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 炭化チタン質焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6483570A JPS6483570A (en) | 1989-03-29 |
| JPH08729B2 true JPH08729B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=17050663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62239841A Expired - Lifetime JPH08729B2 (ja) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | 炭化チタン質焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08729B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3663273A1 (fr) * | 2018-12-07 | 2020-06-10 | The Swatch Group Research and Development Ltd | Article decoratif en ceramique |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2742607B2 (ja) * | 1989-08-07 | 1998-04-22 | 京セラ株式会社 | 装飾用硬質銀色セラミックス |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS492808A (ja) * | 1972-04-22 | 1974-01-11 | ||
| JPS6126564A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 耐熱・耐摩耗性セラミツク材料の製造法 |
| JPS6236065A (ja) * | 1985-08-06 | 1987-02-17 | 日本特殊陶業株式会社 | 耐熱・耐摩耗性セラミツク材料の製造法 |
| JPS62148367A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐摩耗性高強度高靭性高硬度セラミツクス焼結体及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-09-24 JP JP62239841A patent/JPH08729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3663273A1 (fr) * | 2018-12-07 | 2020-06-10 | The Swatch Group Research and Development Ltd | Article decoratif en ceramique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6483570A (en) | 1989-03-29 |
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