JPS5895644A - 高強度複合焼結体 - Google Patents
高強度複合焼結体Info
- Publication number
- JPS5895644A JPS5895644A JP56190986A JP19098681A JPS5895644A JP S5895644 A JPS5895644 A JP S5895644A JP 56190986 A JP56190986 A JP 56190986A JP 19098681 A JP19098681 A JP 19098681A JP S5895644 A JPS5895644 A JP S5895644A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- silicon nitride
- composite sintered
- weight
- strength composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
零尭嘴は窒化珪素と金属窒化物及び炭化物との複合体か
ら成る高強度複合焼結体【関するものである。
ら成る高強度複合焼結体【関するものである。
窒化珪嵩憾艙体を得る場合、窒化珪素（粉末）単独では
情緒が困−であるため種々の方法が提案され。
情緒が困−であるため種々の方法が提案され。
焼結助剤として酸化アルミニウム、酸化ｉグネシウム、
酸化イツ） ＩＪつ五等の酸化物を各々の適量添加した
ものを焼成して焼結体を得ている。このように焼結助剤
としての金属酸化物は、一般に窒化駿索粒の表ｍＷ−形
成されている珪素の酸化物または酸窒化物と反応してガ
ラス相を形成する。しかも窒化珪素０工形成されたガラ
ス相を媒体にしてａ相からβ相に変態し、焼結が進行す
るに伴ない結晶粒の粗大化が起きている。このように結
晶粒が粗大になると結晶同志の結合力が弱くなり、焼結
体の機械的強度が小さいものとなる。したがってガラス
相の性質および分散状態が焼結体の特性、４１ＩＣ高温
における機械的性質を決定づけていることになる。
酸化イツ） ＩＪつ五等の酸化物を各々の適量添加した
ものを焼成して焼結体を得ている。このように焼結助剤
としての金属酸化物は、一般に窒化駿索粒の表ｍＷ−形
成されている珪素の酸化物または酸窒化物と反応してガ
ラス相を形成する。しかも窒化珪素０工形成されたガラ
ス相を媒体にしてａ相からβ相に変態し、焼結が進行す
るに伴ない結晶粒の粗大化が起きている。このように結
晶粒が粗大になると結晶同志の結合力が弱くなり、焼結
体の機械的強度が小さいものとなる。したがってガラス
相の性質および分散状態が焼結体の特性、４１ＩＣ高温
における機械的性質を決定づけていることになる。
零発−は、上記に鎌みて窒化珪素と窒化チタニウム、窒
化ジルコニウム、炭化バナジウムとは反応し晶いため、
嶺量以上【窒化物及び炭化物を窒化珪素中に添加するこ
とにより両者が共存し、形成されるガラス相を分割する
ことができ、その結果、結晶同志の結合力の低下を紡ぐ
ことにより機械的強度の増大を図るようにしたものであ
る。
化ジルコニウム、炭化バナジウムとは反応し晶いため、
嶺量以上【窒化物及び炭化物を窒化珪素中に添加するこ
とにより両者が共存し、形成されるガラス相を分割する
ことができ、その結果、結晶同志の結合力の低下を紡ぐ
ことにより機械的強度の増大を図るようにしたものであ
る。
下記実施例により詳説する。
〔実施例１〕
第１表に示した成分組成に調合した原料をステンレスポ
ットζル中でナーメットボールを使用してメチルアルコ
ール中にて５０時間振動ミ危合した。その後、この混合
物を黒鉛モールドを使用し１６ＩＯ、１８＠・℃の温度
のもとで圧力ｚｏｏ −ｓｏ。
ットζル中でナーメットボールを使用してメチルアルコ
ール中にて５０時間振動ミ危合した。その後、この混合
物を黒鉛モールドを使用し１６ＩＯ、１８＠・℃の温度
のもとで圧力ｚｏｏ −ｓｏ。
Ｋｇ／ｄを印加しつつ、保持時間を５〜６０分間 ホ〔
実施例２〕 ＄１１１１！中のサンプルム、Ｆ％Ｊをチップ形状に上
記ＩＩ論例１による東件下でホットプレス焼成を行い焼
結体を得た。
実施例２〕 ＄１１１１！中のサンプルム、Ｆ％Ｊをチップ形状に上
記ＩＩ論例１による東件下でホットプレス焼成を行い焼
結体を得た。
比較例として窒化物、炭化物を含まず酸化アル電ニウム
、酸化イツトリウムのみを添加した窒化珪素基焼結体を
同一条件、同一形状【作成した。
、酸化イツトリウムのみを添加した窒化珪素基焼結体を
同一条件、同一形状【作成した。
これらチップ形状の焼結体を切削テストに供した。
なお、切削テストの条件として・ｉ次の通りである。
被剛材二機械構造用炭素鋼ｒｓｎｃ）チップ形状＝Ｃｌ
８ （日本超硬工具協会規格） ８ＮＧＮａｓｘ切刃＝
１２１１１Ｘ意Ｏチヤン２アーホー二ンダ切削遮１１：
ｍｏｏ膳／分 切り込み：＝騨送り速度： ０２Ｍ１
７回１転 この切削テストの結果、比較例としての窒化珪素基で構
成された切削チップは摩耗が激しく、約１０秒間のテス
トで切削不能【なった、これに対して本発ｓＪｉ＃Ｃ係
る複合焼結体であるチップ＃Ａ％Ｆ。
８ （日本超硬工具協会規格） ８ＮＧＮａｓｘ切刃＝
１２１１１Ｘ意Ｏチヤン２アーホー二ンダ切削遮１１：
ｍｏｏ膳／分 切り込み：＝騨送り速度： ０２Ｍ１
７回１転 この切削テストの結果、比較例としての窒化珪素基で構
成された切削チップは摩耗が激しく、約１０秒間のテス
トで切削不能【なった、これに対して本発ｓＪｉ＃Ｃ係
る複合焼結体であるチップ＃Ａ％Ｆ。
Ｊは何ら破壊されることなく摩耗量の少い状態で切削す
ることができた。なお、上記の切削条件は酸化アル（＝
ラム畢焼結体で威る切削工具では限界域であるが本発明
焼結体゛より成る切削工具は異常を来すことなく連続切
ｓＩＣ耐えるものであった。
ることができた。なお、上記の切削条件は酸化アル（＝
ラム畢焼結体で威る切削工具では限界域であるが本発明
焼結体゛より成る切削工具は異常を来すことなく連続切
ｓＩＣ耐えるものであった。
上記のように窒化珪素と、金属窒化物および炭化物との
複合焼結体の機械的強度および耐摩耗性を向上すべく窒
化物、炭化物の添加量を１０重量−から９・重量−まで
変えたものの特性を調べた。これによれば窒化珪素中ｔ
４０重量−以下の窒化チタニウムを加えた−のでは焼結
が不十分なため、緻１体は得られなかったが、他の窒化
物または炭化物を複合添加したものでは、焼結が進行し
た。同様に他の系でも窒化珪素中【これら窒化物、炭化
物を添加することにより焼結可能範囲が広がり、かつ特
性も向上する傾向【ある。ところが、これらの添加量が
ｇｏａｔｓ以下で壷寡、添加による機械的強度、特に耐
摩耗性の改曽の効果は現われず、７５重量−以上では窒
化珪素の特性がほとんどなくなり粗性が低下し、チッピ
ングが発生し異いものであった。したがうて高強度を有
する焼結体であるため【は、金属窒化物、炭化物の最適
の含有量は、はぼ＝Ｏ重量−から７ｓ重量−の範囲であ
る。しかも、窒化珪素へ複合添加する材料としては窒化
物と縦化物を併用するよりも窒化物あるいは炭化物のい
ずれｂｈｃ統一した方がより一層高強度の焼結体が得ら
れた。ざらｃＩＭ錠原料の窒化珪素は焼結を容ｊ！１に
するためａ相の体積分率が少くと−９０−以上のものが
好ましい、また、耐摩耗性を向上するため＃！：は焼結
体の有する１相の体積分率が４０−以上で、結晶粒径が
！声以下であることが好ましく、この範囲以外の場合に
は、大きな耐摩耗性をもたらさないことが実験的に確か
められている。
複合焼結体の機械的強度および耐摩耗性を向上すべく窒
化物、炭化物の添加量を１０重量−から９・重量−まで
変えたものの特性を調べた。これによれば窒化珪素中ｔ
４０重量−以下の窒化チタニウムを加えた−のでは焼結
が不十分なため、緻１体は得られなかったが、他の窒化
物または炭化物を複合添加したものでは、焼結が進行し
た。同様に他の系でも窒化珪素中【これら窒化物、炭化
物を添加することにより焼結可能範囲が広がり、かつ特
性も向上する傾向【ある。ところが、これらの添加量が
ｇｏａｔｓ以下で壷寡、添加による機械的強度、特に耐
摩耗性の改曽の効果は現われず、７５重量−以上では窒
化珪素の特性がほとんどなくなり粗性が低下し、チッピ
ングが発生し異いものであった。したがうて高強度を有
する焼結体であるため【は、金属窒化物、炭化物の最適
の含有量は、はぼ＝Ｏ重量−から７ｓ重量−の範囲であ
る。しかも、窒化珪素へ複合添加する材料としては窒化
物と縦化物を併用するよりも窒化物あるいは炭化物のい
ずれｂｈｃ統一した方がより一層高強度の焼結体が得ら
れた。ざらｃＩＭ錠原料の窒化珪素は焼結を容ｊ！１に
するためａ相の体積分率が少くと−９０−以上のものが
好ましい、また、耐摩耗性を向上するため＃！：は焼結
体の有する１相の体積分率が４０−以上で、結晶粒径が
！声以下であることが好ましく、この範囲以外の場合に
は、大きな耐摩耗性をもたらさないことが実験的に確か
められている。
次ＣｗＡ結助剤として添加している酸化アル（−ラム、
酸化ｉグネシウム、希土讃金属の酸化物はほぼ゛１Ｇ重
量嘩を境に多く貴賓すると粒子間すなわち、粒界の部分
にガラス相が多く晶出して焼結体としての機械的強度を
大巾に低下させることが判った。
酸化ｉグネシウム、希土讃金属の酸化物はほぼ゛１Ｇ重
量嘩を境に多く貴賓すると粒子間すなわち、粒界の部分
にガラス相が多く晶出して焼結体としての機械的強度を
大巾に低下させることが判った。
以上・・のような窒化珪素を基材とした本発明複合焼結
体によれば、大ぎな機械的強度と耐摩耗性を有するが、
添加物として窒化チタニウムを用いた−のは熱伝導率が
高く、高ｉｌｃおける窒化珪素と鉄との反応を抑え、ま
た窒化ジルコニウム、炭化ジルコニウムは硬度を高める
ため、たとえば鋼、鋳鉄の高速切削するに適した切削工
具を構成するの（適しており、かつ他の機械要素、治具
等の構ｌｌｃ適したものであることは勿論である。
体によれば、大ぎな機械的強度と耐摩耗性を有するが、
添加物として窒化チタニウムを用いた−のは熱伝導率が
高く、高ｉｌｃおける窒化珪素と鉄との反応を抑え、ま
た窒化ジルコニウム、炭化ジルコニウムは硬度を高める
ため、たとえば鋼、鋳鉄の高速切削するに適した切削工
具を構成するの（適しており、かつ他の機械要素、治具
等の構ｌｌｃ適したものであることは勿論である。
出願人 京都セラミック株式会社
代嵌者稲盛和夫
２３３−
Claims (1)
- 窺化曹素と、窒化チタン、窒化ジルコニウム、炭化ジル
コニウム、炭化バナジウム等の金属窒化物及び炭化物の
うち１１１または２種以上を２０〜７５重量−と、酸化
了ルミニウム、酸化ｉグネシウム、希土類金属の酸化物
のうち、１種または２１１以上を１０重量−以下含有し
た錬成より成る高強度複合焼結体・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190986A JPS5895644A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 高強度複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190986A JPS5895644A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 高強度複合焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895644A true JPS5895644A (ja) | 1983-06-07 |
Family
ID=16266954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56190986A Pending JPS5895644A (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 高強度複合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5895644A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033265A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | 株式会社日立製作所 | ヒータ用セラミックス導体 |
| EP0152488A1 (en) * | 1983-07-27 | 1985-08-28 | Hitachi, Ltd. | Heat impact-resistant ceramic structure |
| US4578087A (en) * | 1983-01-10 | 1986-03-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Nitride based cutting tool and method for producing the same |
| US4659508A (en) * | 1984-11-05 | 1987-04-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrically-conductive sintered compact of silicon nitride machinable by electrical discharge machining and process of producing the same |
| JPS6330369A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-09 | 日立造船株式会社 | 耐熱衝撃、耐食性セラミツクス |
-
1981
- 1981-11-28 JP JP56190986A patent/JPS5895644A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4578087A (en) * | 1983-01-10 | 1986-03-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Nitride based cutting tool and method for producing the same |
| JPS6033265A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | 株式会社日立製作所 | ヒータ用セラミックス導体 |
| EP0152488A1 (en) * | 1983-07-27 | 1985-08-28 | Hitachi, Ltd. | Heat impact-resistant ceramic structure |
| JPS632916B2 (ja) * | 1983-07-27 | 1988-01-21 | Hitachi Seisakusho Kk | |
| US4659508A (en) * | 1984-11-05 | 1987-04-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrically-conductive sintered compact of silicon nitride machinable by electrical discharge machining and process of producing the same |
| JPS6330369A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-09 | 日立造船株式会社 | 耐熱衝撃、耐食性セラミツクス |
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