JPS5820774A - 耐熱焼結材料の製造方法 - Google Patents

耐熱焼結材料の製造方法

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JPS5820774A
JPS5820774A JP56118158A JP11815881A JPS5820774A JP S5820774 A JPS5820774 A JP S5820774A JP 56118158 A JP56118158 A JP 56118158A JP 11815881 A JP11815881 A JP 11815881A JP S5820774 A JPS5820774 A JP S5820774A
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oxide
heat
titanium
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sintered
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石松 英一郎
深沢 建二
沢田 和博
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Tungaloy Corp
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Toshiba Tungaloy Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、切削工具、耐単耗工具、高耐食性部品、高温
機械部品及び時針側等の装飾又は精密機械部品に適する
材料で、金属酸化物と硼化物を主体とする耐熱焼結材料
に関する。
従来、金に4酸化物を主体とした材料としては、理化学
用耐熱磁器、電気絶縁材料、タイル、ノズル及び切削工
具等がある。仁の内切削工具は、他の用途に比較して相
当優れた材料特性が要求される。切削工具として必豊な
主な材料特性は、高温での硬さと初圧が高いこと、耐酸
化性が壱′D被剛材と融着し難いこと、耐熱衝撃性が有
ることである。
現在切削工具として実用化されている金属酸化物系材料
は、酸化アルミニウム系セラミックス、酸化アルミニウ
ムー炭化物系セラミックス、酸化アルミニウムー酸化ジ
ルコニウム糸セラミックスがある。酸化アルミニウム系
セラミックスは、切PJIJ工具として必要な高温に於
ける硬さが尚く、耐酸化性があり、被剛材と融着し難く
、クレータ−辱れに対して看しく優れた性能を示すが靭
性が非常に劣ると太う問題があるために使用領域が狭く
切削工具としての使用量が少ない。この酸化アルミニウ
ム系セラミックスの靭性を改良する目的で開発さnたの
が酸化アルミニクムー戻化物系セラミックスや鹸化アル
ミニウムー酸化ジルコニウム系セラミックスでるる。酸
化アルミニウムー炭化智禾セラミックスと酸化アルミニ
ウムー酸化ジルコニウム糸セラミックスは、鹸化アルミ
ニウム系セラミックスと殆んど同等の特性で更に靭性を
向上させたために使用領域も少し拡大したが酸化アルミ
ニウム糸セラミックスと同様に難焼結性材料うなホット
プレス法によって得た焼結体は、焼結体にvi!f度ム
ツや組織ムラが生じ品質が安定しなかりた抄、ホットプ
レス中にカーボンモールドラ使用する必要があるために
製造コストが高く付き、製品の形状°′も限定され、量
産化も困難であると云う問題がある。
本発明は、以上のような問題点を解決する目的で研究を
重ねた結果、難焼結性材料でも金属酸化物と硼素又は硼
素を含有している化合物と焼結後に硼素と結合して安定
な硼化物となるチタンとが存在する混合粉本をプレス成
形した後焼結すると金属酸化物と硼素又Fi、硼素を含
有した化合物との反応焼結が生じ、更にこの硼素とチタ
ンとの反応胱結も進行して相剰的に焼結が促進されるた
めに1500℃〜1700℃の普通焼結偏置で充分に収
縮が完了し高密度化が可能になることを見出したもので
ある。この県埋を利用して、切削工具にも使用出来る材
料時性を持った耐熱焼結材料を完成したものである。
本発明の耐熱焼結材料は、金属酸化物とチタンとa累又
は4Illll′JAヲ含有する化合物とから成る混合
粉本を成形プレス後真空中又は不活性ガス中1500℃
〜1700℃の普通焼結によって得る焼結体又は必要に
応じて1400℃〜1600℃の普通焼結の後で熱間静
圧焼結(H工P焼結)を行なうことにより普通焼結によ
る焼結体に比較して強度が向上した焼結体でめる。
本@明の耐熱焼結材料は、10〜84体槓チ(以下チは
本積−を示す)の金属酸化物と残りがチタンと硼素と不
可避不純物とから成る焼結体であって、この硼素が金w
4rj1に化物に対して体積比で0.03以上含有し、
しかもこの硼素がチタンの硼化物として結合している焼
結体でらる。この本発明の耐熱焼結材料は、混合粉末に
おける状態ではチタンが金属として存在している必要が
あり、これが焼結体になった状態では2つに大別でき、
その1つは金属酸化物とチタンの硼化物とから成る焼結
体、他の1つは金属酸化物とチタンの硼化物とチタン金
属とから成る焼結体である。
本発明の耐熱焼結材料における金属酸化物は、酸化物の
中でも引張強度、圧縮強腋、曲は強度、弾性係数、硬さ
等の機械的特性の優れた酸化アルミニウムが最適であや
、この酸化アルミニウムに対して必要ならば1〜45s
の酸化ジルコニウム、1〜30−の酸化イツトリウム、
o、 i〜20mの酸化チタン、0,1〜10チの酸化
マグネシウム、0.1〜5−の酸化クロム、091〜5
チの酸化硅素から選ばれた1種又は251以上によって
置換した金属酸化物でもよく、更にスピネルタイプ又は
ガーネットタイプのような複酸化物、例えば3A410
3−2Si02、At20M−TiO3、AzzOs−
2TiOz、BaO−At1Oa、BaO−6At!O
s、 2BaO@5i02、BaOmZrO2、Be0
IIA1203、BeO争B102.2BeO−810
2,3BeO−Ti02.3BeOe2ZrO!、Be
0−ZrO2、OaO*CrO3、C!ao@c!r!
03.3CaO@Pzos、3CaOe810g、2C
aOIISiO!、50aO−810g@PsOi、 
CaO@TiCH13CaO@Ti0j、CaO*Zr
O!、C!oo*A4203.0r203s4Be0゜
40r20m ・MfOlFeO・Or!O3、J’0
@AjzOn。
MfO−Or103、MjO・Fe203XMfOFe
203X、2Mto−stoll、 2MfIO−Ti
O2、MfOjZrO!・81CH1nio−hz2o
s、套tトA=ム住−に20嗜Aj!03・2Si02
、5rO−Aj!Qs、3SrOoPffiOI、Br
0Zr02、Th02−ZrO2、Zn0−Al3O3
、Zn’0−ZrO2−8i02、ZrO2・8102
 等の高融点被酸化物でもよい。こ\で用いている複酸
化物とは、2種以上の金属酸化物が固溶した状態のもの
を現わす。
このような本発明の耐熱焼結材料を可能にしたのは、金
属酸化物と硼素又Fia素化合物中の硼素との反応によ
って焼結が促進され比較的低温で粒子の貴配列やI#k
VB化が起り、更に焼結が進行するに従って焼結促進に
寄与していた@素とチタン金属とが反応結合して安定な
チタン硼化物となって金属酸化物粒子間に存在し、この
チタン硼化物が金属酸化物の粒子成長を抑制する。この
ように硼素が介在した28類の反応焼結によって150
0℃〜1700℃の普通焼結温度で高密度な焼結体を可
能にし、得られた焼結体は、耐酸化性、耐食性の優れた
金M#化物と耐食性、高温硬度の優れたチタン硼化物か
ら成る耐熱焼結材料又は金属酸化物とチタン硼化物と靭
性の向上に役立つチタン金属とから成る耐熱焼結材料で
ある。
金属酸化物量は、1〇−未満だと相対的にチタンと硼素
との合計が90%を越えて多くな抄、チタン硼化物が多
くなると硬さが高く靭性が低下し、硼素が少なくてチタ
ン金属が多くなると焼結性が悪く緻密な焼結体が出来難
い。金属酸化物量が9511を越えて多くなるとチタン
と@素との合計量が5−未満となるために焼結性が悪く
なる。このために金属酸化物量は10〜95偵と定めた
4s索の量は、焼結性を良くするために金属酸化物に対
して体積比で0,03以上含有する必景がある。
金属酸化物の中では酸化アルミニウムが機械的特性から
判断して継適であり、この酸化アルミニウムに対して酸
化ジルコニウムが1〜45チ、酸化イツトリウムが1〜
30−1酸化チタンが0.1〜20優、酸化マグネシウ
ムが0.1〜10−1酸化クロムが0.1〜5−1酸化
硅素が0.1〜5−の1櫨又Fi2棟以上置換可能でめ
し、それぞれ置換する金属酸化物量が酸化ジルコニウム
で1−未満、酸化イツトリウムで191未満、酸化チタ
ンで0.1優未満、酸化マグネシウムで0.1−未満、
酸化り0ムで01−未満、酸化硅素で01sと少なくな
ると焼結促進、粒成長抑制、固浴体の作成静の置換した
金m酸化物の効果が弱くな抄、それぞれ置換する金りI
14v化物が酸化ジルコニウムで45%’に越えて、酸
化イツトリウムで30優を越えて、酸化チタンで20−
を越えて、酸化マグネシウムで10−を越えて、酸化ク
ロムで5優を越えて、酸化硅素で5−を越えて多くなる
と焼結性が悪くなったり、強度低下の原因となる。
更に酸化アルミニウムにMb205、Mn01CuZO
Our、 GeO2等を株加して焼結の促進効果全組っ
た抄、Ni2O3を絵肌して結茜粒を丸くすることによ
り焼結体の強度向上を狙う等と共に本発明の耐熱焼結材
料の原理と結びつけて無加圧焼結を行なったり、又無加
圧焼結後必賛ならばHIF焼結を行なうことにより強度
の向上が期待できる。
尚、本発明の耐熱焼結材料をホットプレス法によって製
造しても普通焼結法で製造したものと同等もしくはそれ
以上の性能を有するものが得られることt−確認してい
る。
次に実施例に従って本発明の耐熱焼結材料を詳細に説明
する。
災施例1 表1に示す′i1i販の原料粉末を使用して、ボールミ
ルシリンダーにこのシリンダーの約1/6容績相当の配
合粉末とシリンダーの約173容積相当の6ψ超硬ボー
ルを加えて72時時間式混合粉砕し、約1μm以下の混
合粉末を作成した。これらの各混合粉末i 5NP43
2の形状に成形後5Xl OxunH9C)A空中15
50℃〜1650 ’01時間無加圧で焼結した。この
ようにして得た各試料の配合組成と各焼結温度によって
焼結した焼結体の相対@にと硬さlt表2に示した。
−−−−−−一一一一−−−□−□−一−−一−−一゛
−−−−□−−〜−−1市販のAl2O2−Tie系黒
色セラミックを比較に加えて、表2に示した本発明の一
1熱焼結材料の内誠料す、 d、  f%h、 i、j
、 k、  l、n、 p”+の耐lII耗性と耐欠損
性の切削試験を下記の条件によって行なった。
0)旋削での耐摩れ性切削条件 チップ形状 8NP432(0,lX−3σホーニング
)被削材   IFOG 25 Hll 200〜24
0切削速度  250  m/min 切り込み  1.5  鳳凰 送り速度  0.25 xx/rev 切削時@   10  win φ)フライスでの耐欠損性切削条件 チップ形状 8NP432< o、tX−30”ホーニ
ング)被削材   S(!M 4 HB 220〜25
0切剛速11t   80 m/n+1n切り込み  
1.5 Am 切削時間  チップが欠損する迄 以上(A)条件及び(B)条件ケζて切削試験を行った
結果を表3に示した。
表3の結果から本発明の−(熱焼結材料は、従来のAt
2ON−T i C系セラミックスに比較して耐購耗性
及び耐欠損性共に−れていることが確認できた。
表 3 実施例2 実施例1で作成した表2の配合組成の内(1,f。
1、js ks 1、nSpの混合粉末を5NP432
形秋に成形後5X10  ’yutHf真空中1500
℃〜1600℃1時間無加圧で焼結して、災にArガス
中中種400℃1時間てH工P焼結した試料d′、f′
、f’%j’、k′、1′、n’、 p’e従来のA4
20B−TiC糸セラミックスを比較に加えて実施例1
の(4)旋削での耐摩れ性と(B)フライスでの耐欠損
性の切削試験を行ない、その結果を表4に示した。
−&4の結果から本発明の耐熱焼結拐料社、従来のムt
!Q3−TiC禾セラミックスに比較して耐摩耗性及び
耐欠損性共に著しく優れていることがs’認できた。
表  4 実施例3 実施例1の表1に示した原料粉末とMtO・ムt201
、NiO争A t ” O” 、T i O” ―A 
l ” 0 ” 、3A L 20 ト2 S 10 
”  の複酸化物音使用して実施例1と同一ボールミル
条件によって作成した混合粉末を5NP432形状に成
形15XlO’xxH9真空中1550℃〜1600℃
1時間無加圧で焼結したものと、5X10  ’mrk
lf真空中1450℃り15(10’CI時間無加圧で
焼結後史にArガス中1400℃1時間にてH工P焼結
した各試料の配合組成と焼結体の硬さを表5に示した。
耐雄耗性と耐欠損性の切削試験を実施例1で行なった(
A)、(B)の切削条件によって行ない、その結果を表
6に示した。
\ \ \ \ 表6 衣6の結果から本発明の−J#I焼結拐科は、促来のh
t*os−TiC糸セラミックスに比較して耐岸粍性及
び耐欠損性共に著しく優れていることが確鰯できた。
以上実施例1.2.3から判断して、本発明の耐熱焼結
材料は、切PUl」工具として者しく優れた特性を持っ
ていると共に切削工具として使用可能な緻密性及び強度
があることから耐犀耗工具、精密機械部品r(も応用で
き、更に金属酸化物とチタン−の硼化物とから成る焼結
材料又は金属酸化物とチタンの硼化物とチタン金楓とか
ら成る焼結材料であることから高耐食性部品、高温機械
部品等にも応用できる汎用性のめる焼結材料である。又
本発明の耐熱焼結材料は、無加圧の普通焼結によって高
密度な焼結体を可能にした産業上の利点も大変後れた材
料でおる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1110〜84体積襲の金JIlii酸化物と残抄が
    チタンと硼素と不可避不純物とから成る焼結体であって
    、該硼素が前記金^酸化物に対して体積比で003以上
    含有し且つ前記チタンの硼化物として結合していること
    ′t−%像とする耐熱焼結材料。 (2)上記金属酸化物が酸化アルミニウムであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐熱焼結材料。 (3)上記全1g4酸化物が酸化アルミニウムてあり、
    該酸化アルミニウムが1〜45体積−の酸化ジルコニウ
    ム、1〜30体積−の酸化イツトリウム、0,1〜20
    体積−の酸化チタン、0,1〜10体積−の酸化マグネ
    シウム、0.1〜5体槓−の酸化クロム、0.1〜5体
    積チの酸化硅素から選ばれた1稙又は2111以上によ
    って置換されていることt−%像とする特許請求の範囲
    第1項記載の耐熱焼結材料 (4)上記金属酸化物が機成化物から成る高融点酸化物
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐
    熱焼結材料。
JP56118158A 1981-07-28 1981-07-28 耐熱焼結材料の製造方法 Granted JPS5820774A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59203765A (ja) * 1983-04-28 1984-11-17 日立金属株式会社 切削工具用セラミツクス
JPH02212346A (ja) * 1989-02-10 1990-08-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 複合材料の製造方法および原料組成物
WO2021140813A1 (ja) * 2020-01-10 2021-07-15 京セラ株式会社 耐熱部材

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5088691A (ja) * 1973-12-12 1975-07-16
JPS5122002A (ja) * 1974-08-20 1976-02-21 Takeshi Abiru Burashihoruda
JPS5230812A (en) * 1975-07-09 1977-03-08 Teledyne Ind Antiiabrasive materials and sintered cermet for tools

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5088691A (ja) * 1973-12-12 1975-07-16
JPS5122002A (ja) * 1974-08-20 1976-02-21 Takeshi Abiru Burashihoruda
JPS5230812A (en) * 1975-07-09 1977-03-08 Teledyne Ind Antiiabrasive materials and sintered cermet for tools

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59203765A (ja) * 1983-04-28 1984-11-17 日立金属株式会社 切削工具用セラミツクス
JPH02212346A (ja) * 1989-02-10 1990-08-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 複合材料の製造方法および原料組成物
WO2021140813A1 (ja) * 2020-01-10 2021-07-15 京セラ株式会社 耐熱部材
JPWO2021140813A1 (ja) * 2020-01-10 2021-07-15

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