JPS5837274B2 - 高強度複合焼結材料 - Google Patents
高強度複合焼結材料Info
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- JPS5837274B2 JPS5837274B2 JP55117362A JP11736280A JPS5837274B2 JP S5837274 B2 JPS5837274 B2 JP S5837274B2 JP 55117362 A JP55117362 A JP 55117362A JP 11736280 A JP11736280 A JP 11736280A JP S5837274 B2 JPS5837274 B2 JP S5837274B2
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はMB2型ホウ化物およびM2B5型ホウ化物の
中から選んだ1種以上のホウ化物と、ホウ化物もしくは
ニッケルリン合金の中から選んだ1種以上の結合剤、さ
らに必要に応じ、MB型ホウ化物添加剤とを基本組成と
し、これを炭化物、ケイ化物、窒化物、酸化物の中から
選ばれた少なくとも1種の添加或分を配合して成る焼結
体で、著しく強度が高くかつ硬質でしかも耐熱性1こ優
れた材料1こ関するものである。
中から選んだ1種以上のホウ化物と、ホウ化物もしくは
ニッケルリン合金の中から選んだ1種以上の結合剤、さ
らに必要に応じ、MB型ホウ化物添加剤とを基本組成と
し、これを炭化物、ケイ化物、窒化物、酸化物の中から
選ばれた少なくとも1種の添加或分を配合して成る焼結
体で、著しく強度が高くかつ硬質でしかも耐熱性1こ優
れた材料1こ関するものである。
ニホウ化金属は一般に高融点、硬質かつ高温での強度も
高いため、切削工具、熱機関部品材料、ロケット用材料
などへの用途が期待されているがニホウ化物又はM2B
,型ホウ化物だけからなる焼結体は抗折強度が低く、も
ろいという欠点がある。
高いため、切削工具、熱機関部品材料、ロケット用材料
などへの用途が期待されているがニホウ化物又はM2B
,型ホウ化物だけからなる焼結体は抗折強度が低く、も
ろいという欠点がある。
そこで、本発明者らは、この欠点を改良し、かつニホウ
化金属の有用な特性を発揮させる結合剤を見いだすため
、これまで種々の研究を重ね、先1こ1種以上のニホウ
化金属1こ対する結合剤としてニッケル・リン合金、ホ
ウ化ニッケル、ホウ化鉄、ホウ化コバルト、ホウ化マン
ガン、ホウ化チタンなどを提案した。
化金属の有用な特性を発揮させる結合剤を見いだすため
、これまで種々の研究を重ね、先1こ1種以上のニホウ
化金属1こ対する結合剤としてニッケル・リン合金、ホ
ウ化ニッケル、ホウ化鉄、ホウ化コバルト、ホウ化マン
ガン、ホウ化チタンなどを提案した。
特公昭56−4.1.690号公報、特開昭55−16
7180号公報、特公昭56−51220号公報、特開
昭56−23246号公報。
7180号公報、特公昭56−51220号公報、特開
昭56−23246号公報。
さら{こニホウ化金属と高温で画し結晶構造を有するW
2B5およびMo2B5を基とする焼結体を見いだすこ
とによって、一層高強度の材料を得るに至った特開昭5
6−32379号公報。
2B5およびMo2B5を基とする焼結体を見いだすこ
とによって、一層高強度の材料を得るに至った特開昭5
6−32379号公報。
しかしながら、実用的1.1tさらに高強度のものが好
ましい。
ましい。
そこで、さら1こ、種々の添加物の効果を検討する実験
を重ねた結果、炭化物、酸化物ケイ化物あるいは窒化物
を添加すると、さらに強度の改善ができることを見いだ
し、この知見に基づいて本発明をなす1こ至った。
を重ねた結果、炭化物、酸化物ケイ化物あるいは窒化物
を添加すると、さらに強度の改善ができることを見いだ
し、この知見に基づいて本発明をなす1こ至った。
TiB2,VB2 t NbB2 tTaB2 ,Mo
B2 ,MnB2tZrB2,HfB2 tAIB2の
MB2型ホウ化物およびMo2 B5 ,w2B5の高
温時にMB2型になるM2B5型ホウ化物の中から選ば
れたホウ化金属の1種以上と、全量に基づき0.01〜
50重量%のホウ化ニッケル、ホウ化鉄、ホウ化コバル
ト、ホウ化マンガン、ホウ化チタンおよびニッケルリン
合金の中から選ばれた結合剤の1種以上とを基本組或に
するか、あるいはさらにTaB,NbB,WB,ZrB
,HfB,MoB,VBのMB型ホウ化物の中から選ば
れたホウ化金属の1種以上を加えたものを基本組或とし
、これにTiC ,WC,Mo2 C 2 B4 C
I T a C ,NbC,VC,TaN,TiN,V
N,MoSi2,Tie,Ti02 ,Ti203 ,
Al203 ,B203およびZr02,の中から選ば
れた改良剤の1種以上を全量に基づき0.1〜50重量
%の割合で添加して成る新規な焼結材料を提供するもの
である。
B2 ,MnB2tZrB2,HfB2 tAIB2の
MB2型ホウ化物およびMo2 B5 ,w2B5の高
温時にMB2型になるM2B5型ホウ化物の中から選ば
れたホウ化金属の1種以上と、全量に基づき0.01〜
50重量%のホウ化ニッケル、ホウ化鉄、ホウ化コバル
ト、ホウ化マンガン、ホウ化チタンおよびニッケルリン
合金の中から選ばれた結合剤の1種以上とを基本組或に
するか、あるいはさらにTaB,NbB,WB,ZrB
,HfB,MoB,VBのMB型ホウ化物の中から選ば
れたホウ化金属の1種以上を加えたものを基本組或とし
、これにTiC ,WC,Mo2 C 2 B4 C
I T a C ,NbC,VC,TaN,TiN,V
N,MoSi2,Tie,Ti02 ,Ti203 ,
Al203 ,B203およびZr02,の中から選ば
れた改良剤の1種以上を全量に基づき0.1〜50重量
%の割合で添加して成る新規な焼結材料を提供するもの
である。
本発明に用いられるニホウ化金属および添加MB型ホウ
化金属粉は、平均粒径5μ以下の粉末を用いるのが好ま
しい。
化金属粉は、平均粒径5μ以下の粉末を用いるのが好ま
しい。
添加或分のMB型ホウ化物(TaB,CrB等)を添加
する場合は、焼結体全重量に対し0.1〜40%の範囲
で添加するのが適当である。
する場合は、焼結体全重量に対し0.1〜40%の範囲
で添加するのが適当である。
この量が0.1%未満であれば十分な機械的強度の改善
ができないしまた40%を超えると焼結性が低下する。
ができないしまた40%を超えると焼結性が低下する。
結合剤物質は焼結体重量に対し0.01〜50重量%の
範囲で添加するのが適当である。
範囲で添加するのが適当である。
この量が0.01%未満では焼結性が低下し、また50
%を超えると耐熱性が低下する。
%を超えると耐熱性が低下する。
結合剤物質のうち、ホウ化ニッケルとしては、NxB)
Nt4B32Nt2B)Nt3Bおよびこれらの混合物
を、ホウ化コバルトとしてはCoB,CO2BCO3B
またはこれらの混合物を、ホウ化鉄としてはFeB,F
e2Bまたはこれらの混合物を、ホウ化マンガンとして
は、Mn B I Mn3 B4 2 Mn2 B ,
Mn4Bまたはこれらの混合物を、ホウ化チタンとして
は、TiB,Ti2 B,’ri2B5またはこれらの
混合物をそれぞれ用いることができる。
Nt4B32Nt2B)Nt3Bおよびこれらの混合物
を、ホウ化コバルトとしてはCoB,CO2BCO3B
またはこれらの混合物を、ホウ化鉄としてはFeB,F
e2Bまたはこれらの混合物を、ホウ化マンガンとして
は、Mn B I Mn3 B4 2 Mn2 B ,
Mn4Bまたはこれらの混合物を、ホウ化チタンとして
は、TiB,Ti2 B,’ri2B5またはこれらの
混合物をそれぞれ用いることができる。
これらの結合剤中、MI B) Nt4 B3 2 C
OB I FeB, T t B,MnB,およびこれ
らの混合物は特に結合剤として適している。
OB I FeB, T t B,MnB,およびこれ
らの混合物は特に結合剤として適している。
またニッケルリン合金、あるいは前記結合剤とニッケル
リン合金との混合物も結合剤として用いることができる
。
リン合金との混合物も結合剤として用いることができる
。
このニッケルリン合金とはニッケルに対し3〜25重量
%のリンを添加した合金をいう。
%のリンを添加した合金をいう。
ホウ化ニッケル、ホウ化鉄、ホウ化コバルト、ホウ化マ
ンガン、ホウ化チタンおよびニッケルリン合金は必ずし
も原料として用いる必要はなく、焼結後にこれらホウ化
物あるいはリン化物を形成する原料を用いてもよい。
ンガン、ホウ化チタンおよびニッケルリン合金は必ずし
も原料として用いる必要はなく、焼結後にこれらホウ化
物あるいはリン化物を形成する原料を用いてもよい。
本発明の高強度複合焼結材料を製造するには、1種以上
のニホウ化金属またはM2B5型ホウ化物粉末と、所定
量の結合剤粉末とを配合した粉末かあるいはこれ/にM
B型ホウ化物を添加した粉末/に炭化物、窒化物、ケイ
化物、酸化物の中から選ばれた1種以上の添加物を0.
1〜50%添加した後、よく混合し、この混合粉末を黒
鉛型のような型に充てんし、真空中、アルゴンまたは水
素ガスのような中性あるいは還元性雰囲気中において5
0kg/cffl以上できうれば200kg/一前後の
圧力下でiooo℃以上(多くの場合1700〜180
0℃が最適温度預域)で加熱することによって焼結体を
製造することができる。
のニホウ化金属またはM2B5型ホウ化物粉末と、所定
量の結合剤粉末とを配合した粉末かあるいはこれ/にM
B型ホウ化物を添加した粉末/に炭化物、窒化物、ケイ
化物、酸化物の中から選ばれた1種以上の添加物を0.
1〜50%添加した後、よく混合し、この混合粉末を黒
鉛型のような型に充てんし、真空中、アルゴンまたは水
素ガスのような中性あるいは還元性雰囲気中において5
0kg/cffl以上できうれば200kg/一前後の
圧力下でiooo℃以上(多くの場合1700〜180
0℃が最適温度預域)で加熱することによって焼結体を
製造することができる。
またこれらの混合粉末を金型中で成形し、中性もしくは
還元性雰囲気中で常圧焼或することにより焼結体を製造
することもできる。
還元性雰囲気中で常圧焼或することにより焼結体を製造
することもできる。
また、ニホウ化金属、M2B,型ホウ化物と、必要に応
じてのMB型添加物(TaB,CrE¥等)と、所定の
炭化物、窒化物、ケイ化物、酸化物等とを混合し、あら
かじめ成形焼結させた焼結体に、結合剤の融液を溶浸さ
せる。
じてのMB型添加物(TaB,CrE¥等)と、所定の
炭化物、窒化物、ケイ化物、酸化物等とを混合し、あら
かじめ成形焼結させた焼結体に、結合剤の融液を溶浸さ
せる。
いわゆる溶浸法によっても目的とする焼結体を製造する
ことができる。
ことができる。
このようにして得られる複合材料は相対密度、機械的強
度、硬度、耐熱性に優れ、切削工具、熱機関部品材料、
ロケット材料などの材料として最適である。
度、硬度、耐熱性に優れ、切削工具、熱機関部品材料、
ロケット材料などの材料として最適である。
以下実施例1こより本発明をさらに詳細に説明する。
実施例 I
TiB2粉末93重量%1こ、MO2 Bs粉゛末3重
量%Mo2C粉末3重量%およびCoB粉末1重量%を
十分に混合した。
量%Mo2C粉末3重量%およびCoB粉末1重量%を
十分に混合した。
次にこの混合物を黒鉛型に入れ、真空中において2 0
0 kg/iに加圧しながら、1700℃で30分間
加熱した。
0 kg/iに加圧しながら、1700℃で30分間
加熱した。
このようにしで、相対密度100%、抗折強度2 2
0 kg/i,ビツカース硬度3 0 0 0 k9A
a −sの焼結体を得た。
0 kg/i,ビツカース硬度3 0 0 0 k9A
a −sの焼結体を得た。
この焼結体の1000°Cにおけるビツカース硬度は2
0 0 0 kg/mAであった。
0 0 0 kg/mAであった。
同様にして得た試料の組成、焼結条件および、焼結体の
特性を第1表、第2表に示す。
特性を第1表、第2表に示す。
実施例 2
TiB2粉末1こ全量に基づき5重量%のTaB21重
量%又は3重量%のCoB粉末とを加えた基本組成に第
3表に示す改良剤を全量に基づき5重量%の割合で加え
十分に混合した。
量%又は3重量%のCoB粉末とを加えた基本組成に第
3表に示す改良剤を全量に基づき5重量%の割合で加え
十分に混合した。
次にこの混合物を黒鉛型に入れ、真空中においで2 0
0 kg/cy?r1こ加圧しながら、1700℃で
30分間加熱した。
0 kg/cy?r1こ加圧しながら、1700℃で
30分間加熱した。
このようにして得た焼結体の抗折強度、室温におけるビ
ツカース硬度、10000Cにおけるビツカース硬度を
第3表に示す。
ツカース硬度、10000Cにおけるビツカース硬度を
第3表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 I TiB2 , VB2 , NbB2 ,TaB
2,MoB2 ,MnB2,ZrB2,HfB2,AI
B2のMB2型ホウ化物およびMO2B5,W2B5の
高温時にMB2型{こなるM2B,型ホウ化物の中から
選ばれたホウ化金属の1種以上と、全量に基づき0.0
1〜50重量%のホウ化ニッケル、ホウ化鉄、ホウ化コ
バルト、ホウ化マンガン、ホウ化チタンおよびニッケル
リン合金の中から選ばれた結合剤の1種以上とを基本組
或とし、これ1こTIC,WC,Mo2C,B4C,T
aC,NbC,VC,TaN,TiN,VN,MoSi
2 ,TiO,TiO2,Ti203,AI203,B
203およびZrO2の中から選ばれた改良剤の1種以
上を全量に基づき0.1〜50重量%の割合で添加して
或る焼結材料。 2 TiB2 ,VB2,NbB2,MOB2,Mn
B2,ZrB2,HfB2,人IB2のMB2型ホウ化
物およびMO2 B5 ,W2 B5の高温時1こMB
2型になるM2B2型ホウ化物の中から選ばれたホウ化
金属の1種以上と、TaB,NbB,WB,ZrB,H
fB,MoB,VBのMB型ホウ化物の中から選ばれた
ホウ化金属の1種以上と、全量に基づき0.01〜50
重量%のホウ化ニッケル、ホウ化鉄、ホウ化コバルト、
ホウ化マンガン、ホウ化チタンおよびニッケルリ?合金
の中から選ばれた結合剤の1種以上とを基本組成とし、
これ1こTiC,WC,Mo2C ,B4C,TaC,
NbC,VC,TaN,TiN,VN,MoSi2,T
xO,T+02 ,’ri2 o32Al03,Al2
03,B203およびZrO2の中から選ばれた改良剤
の1種以上を全量1こ基づき0.1〜50重量%の割合
で添加しで成る焼結材料。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55117362A JPS5837274B2 (ja) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | 高強度複合焼結材料 |
US06/241,235 US4379852A (en) | 1980-08-26 | 1981-03-06 | Boride-based refractory materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55117362A JPS5837274B2 (ja) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | 高強度複合焼結材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5742578A JPS5742578A (en) | 1982-03-10 |
JPS5837274B2 true JPS5837274B2 (ja) | 1983-08-15 |
Family
ID=14709790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55117362A Expired JPS5837274B2 (ja) | 1980-08-26 | 1980-08-26 | 高強度複合焼結材料 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4379852A (ja) |
JP (1) | JPS5837274B2 (ja) |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4605634A (en) * | 1982-12-30 | 1986-08-12 | Corning Glass Works | Reaction sintered oxide-boride |
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