JPS61151065A - 炭窒化チタン系セラミツクス材料 - Google Patents
炭窒化チタン系セラミツクス材料Info
- Publication number
- JPS61151065A JPS61151065A JP59270943A JP27094384A JPS61151065A JP S61151065 A JPS61151065 A JP S61151065A JP 59270943 A JP59270943 A JP 59270943A JP 27094384 A JP27094384 A JP 27094384A JP S61151065 A JPS61151065 A JP S61151065A
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- JP
- Japan
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- titanium carbonitride
- powder
- ceramic material
- weight
- total amount
- Prior art date
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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】
産業上の利用分野
本発明は炭窒化チタン系セラミックス材料、さらに詳し
くいえば、切削工具材料や耐摩耗性機械部品材料として
好適な、高密度で、かつ高硬度及び高強度を有し、優れ
た抗折力を示す新規な炭窒化チタン系セラミックス材料
に関するものである。
くいえば、切削工具材料や耐摩耗性機械部品材料として
好適な、高密度で、かつ高硬度及び高強度を有し、優れ
た抗折力を示す新規な炭窒化チタン系セラミックス材料
に関するものである。
従来の技術
これまで切削工具材料としては、主としてタングステン
カーバイドが用いられてきたが、最近資源的に原料不足
の傾向があるため、これに代わるべき材料として、炭窒
化チタン焼結体やニホウ化チタン焼結体などが注目を浴
びるようになってきた。
カーバイドが用いられてきたが、最近資源的に原料不足
の傾向があるため、これに代わるべき材料として、炭窒
化チタン焼結体やニホウ化チタン焼結体などが注目を浴
びるようになってきた。
ところで、炭窒化チタンＴ１ＣＮはＴｉＮとＴｉＣとの
固溶体として存在し、その中の炭素と窒素との比率を自
由に配分できるものであって、一般に融点、硬度、じん
性が高く、また耐酸化性もよいだめ、切削工具材料や耐
摩耗性機械部品材料などとして注目されているが、炭窒
化チタン単味焼結体は抗折強度が低く、もろいことから
、この単味焼結体は工業的に前記用途に利用することが
できないという欠点を有している。
固溶体として存在し、その中の炭素と窒素との比率を自
由に配分できるものであって、一般に融点、硬度、じん
性が高く、また耐酸化性もよいだめ、切削工具材料や耐
摩耗性機械部品材料などとして注目されているが、炭窒
化チタン単味焼結体は抗折強度が低く、もろいことから
、この単味焼結体は工業的に前記用途に利用することが
できないという欠点を有している。
発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、切削工具や耐摩耗性機械部品材料とし
て好適な、高密度で、かつ高硬度及び高強度を有し、優
れた抗折力を示す炭窒化チタン系セラミックス材料を提
供することにある。
て好適な、高密度で、かつ高硬度及び高強度を有し、優
れた抗折力を示す炭窒化チタン系セラミックス材料を提
供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明者らは、このような目的に適合する材料として、
既に窒化チタン−ホウ化金属系セラミックス材料を提案
したが（特公昭５９−１８３４９号公報）、さらに研究
を進めた結果、炭窒化チタン−炭化クロム系セラミック
ス材料及び炭窒化チタン−炭化クロム−ホウ化金属系セ
ラミックス材料も前記目的に適合しうろことを見出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
既に窒化チタン−ホウ化金属系セラミックス材料を提案
したが（特公昭５９−１８３４９号公報）、さらに研究
を進めた結果、炭窒化チタン−炭化クロム系セラミック
ス材料及び炭窒化チタン−炭化クロム−ホウ化金属系セ
ラミックス材料も前記目的に適合しうろことを見出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、（Ａ）炭素と窒素とのモル比が１
°９ないし９：１の範囲にある炭窒化チタンの中から選
ばれた少なくとも１種の炭窒化チタン粉末に、（Ｂ）炭
化クロム粉末を全量当り１〜９０重量係重量上添加合粉
末を焼結して成る炭窒化チタン系セラミックス材料、及
び前記の（Ａ）成分に、（Ｂ）成分を全量当り１〜９０
重量係重量上添加のを基本成分とし、これにさらに（Ｃ
） ＴｉＢ２ 、 ＣｒＢ２ 、ＴａＢ２、ＭｎＢ２、
ＭｏＢ２ 、 ＶＢ２ ＋ ＮｂＢ２、ＨｆＢ２、Ａｔ
Ｂ２−ＺｒＢ２、ＴｉＢ＝ ０ｒＢ−ＴａＢ、 ＭｎＢ
、 ＭｏＢ−ＶＢ−ＮｂＢ、 ＨｆＢ−ＺｒＢ、 Ｗ２
Ｂ５及びＭｏ２Ｂ５ の中から選ばれた少なくとも１
種のホウ化金属粉末を全量当り９５重量係未□満の量そ
添加した混合粉末を焼結して成る炭窒化チタン系セラミ
ックス材料を提供するものである。
°９ないし９：１の範囲にある炭窒化チタンの中から選
ばれた少なくとも１種の炭窒化チタン粉末に、（Ｂ）炭
化クロム粉末を全量当り１〜９０重量係重量上添加合粉
末を焼結して成る炭窒化チタン系セラミックス材料、及
び前記の（Ａ）成分に、（Ｂ）成分を全量当り１〜９０
重量係重量上添加のを基本成分とし、これにさらに（Ｃ
） ＴｉＢ２ 、 ＣｒＢ２ 、ＴａＢ２、ＭｎＢ２、
ＭｏＢ２ 、 ＶＢ２ ＋ ＮｂＢ２、ＨｆＢ２、Ａｔ
Ｂ２−ＺｒＢ２、ＴｉＢ＝ ０ｒＢ−ＴａＢ、 ＭｎＢ
、 ＭｏＢ−ＶＢ−ＮｂＢ、 ＨｆＢ−ＺｒＢ、 Ｗ２
Ｂ５及びＭｏ２Ｂ５ の中から選ばれた少なくとも１
種のホウ化金属粉末を全量当り９５重量係未□満の量そ
添加した混合粉末を焼結して成る炭窒化チタン系セラミ
ックス材料を提供するものである。
本発明の主成分である（Ａ）成分の炭窒化チタンとして
は、その中の炭素と窒素との割合がモル比で、１：９な
いし９：１の範囲にあるものが用いられ、前記範囲を逸
脱するものでは、じん性の優れたセラミックス材料が得
られない。この炭窒化チタンは単独で用いてもよいし、
２種以上の混合物で用いてもよい。また炭窒化チタン粉
末の平均粒径は２μｍ以下が望ましく、さらに好ましく
は１μｍ以下である。
は、その中の炭素と窒素との割合がモル比で、１：９な
いし９：１の範囲にあるものが用いられ、前記範囲を逸
脱するものでは、じん性の優れたセラミックス材料が得
られない。この炭窒化チタンは単独で用いてもよいし、
２種以上の混合物で用いてもよい。また炭窒化チタン粉
末の平均粒径は２μｍ以下が望ましく、さらに好ましく
は１μｍ以下である。
本発明において（Ｂ）成分として用いられる炭化クロム
には−Ｃｒ５Ｃ２、Ｃｒ４Ｃ−０ｒ７Ｃ３などの化合物
があり、これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み
合わせて用いてもよい。この炭化クロム粉末の平均粒径
は２μｍ以下が望ましく、さらに好ましくは１μｍ以下
である。
には−Ｃｒ５Ｃ２、Ｃｒ４Ｃ−０ｒ７Ｃ３などの化合物
があり、これらは単独で用いてもよいし、２種以上組み
合わせて用いてもよい。この炭化クロム粉末の平均粒径
は２μｍ以下が望ましく、さらに好ましくは１μｍ以下
である。
本発明においては、前記炭化クロム粉末の添加量は、混
合粉末全量当シ１〜９０重８４の範囲で選ばれる。この
量が１重量幅未満又は９０重重量上り多い場合は、所望
の物性全有するセラミックス材料が得られない。
合粉末全量当シ１〜９０重８４の範囲で選ばれる。この
量が１重量幅未満又は９０重重量上り多い場合は、所望
の物性全有するセラミックス材料が得られない。
また１本発明においては、セラミックス材料の物性をよ
り向上させるために、前記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分と
から成る基本成分に対し、さらに（Ｃ）成分として、Ｔ
ｉＢ２− ＣｒＢ２、ＴａＢ２、ＭｎＢ２ 、 Ｍ
ｏＢ２ 。
り向上させるために、前記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分と
から成る基本成分に対し、さらに（Ｃ）成分として、Ｔ
ｉＢ２− ＣｒＢ２、ＴａＢ２、ＭｎＢ２ 、 Ｍ
ｏＢ２ 。
ＶＢ２、ＮｂＢ２、ＨｆＢ２、ＡｔＢ２、ＺｒＢ２のニ
ホウ化金属、ＴｉＢ、 ＣｒＢ−ＴａＢｌＭｎＢ、Ｍ
ｏＢ、ＶＢ−ＮｂＢ、 ＨｆＢ、 ＺｒＢ の−ホウ化
金属及びＷ２Ｂ５ ＋Ｍｏ２Ｂ５ の五ニホウ化金属
の中から選ばれたホウ化金属の粉末を添加することがで
きる。これらのホウ化金属粉末はそれぞれ単独で用いて
もよいし。
ホウ化金属、ＴｉＢ、 ＣｒＢ−ＴａＢｌＭｎＢ、Ｍ
ｏＢ、ＶＢ−ＮｂＢ、 ＨｆＢ、 ＺｒＢ の−ホウ化
金属及びＷ２Ｂ５ ＋Ｍｏ２Ｂ５ の五ニホウ化金属
の中から選ばれたホウ化金属の粉末を添加することがで
きる。これらのホウ化金属粉末はそれぞれ単独で用いて
もよいし。
２種以上組み合わせて用いてもよく、またその平均粒径
が２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものが望ましい
。
が２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下のものが望ましい
。
前記ホウ化金属粉末は、混合粉末全量当り９５重量係未
満の割合で用いられる。特にその配合量が２０〜７０重
量係の範囲において、高い強度、密度及び硬度を有する
優れたセラミックス材料が得られる。
満の割合で用いられる。特にその配合量が２０〜７０重
量係の範囲において、高い強度、密度及び硬度を有する
優れたセラミックス材料が得られる。
本発明のセラミックス材料は、前記各成分を混合し、こ
れまで知られているセラミックス材料の場合と同じよう
な方法によって製造することができる。
れまで知られているセラミックス材料の場合と同じよう
な方法によって製造することができる。
例えば、原料粉末混合物を金型に充てんして。
０．５〜１０ ｔｏｎ ／ ｃｔｄ程度のプレス圧によ
シ冷間圧縮し、次いでラバープレスによりさらに０．５
〜１０ｔｏ ｎ ／ ｃｒｄ程度の静水圧で成形する。
シ冷間圧縮し、次いでラバープレスによりさらに０．５
〜１０ｔｏ ｎ ／ ｃｒｄ程度の静水圧で成形する。
もちろんどちらか一方で成形してもよいし、また泥漿法
により成形してもよい。次にこのようにして得られた圧
粉体を真空中又はアルゴン、水素などの非酸化性雰囲気
中において、１４００〜２０００℃の温度で３０〜３０
０分間焼結する。さらに必要であれば、熱間静水圧焼成
法によりアルゴンガスなどによる２ｔｏｎ／ｉ以下程度
の圧力のもとで、１３００〜１９００℃で５〜３００分
間焼結する。
により成形してもよい。次にこのようにして得られた圧
粉体を真空中又はアルゴン、水素などの非酸化性雰囲気
中において、１４００〜２０００℃の温度で３０〜３０
０分間焼結する。さらに必要であれば、熱間静水圧焼成
法によりアルゴンガスなどによる２ｔｏｎ／ｉ以下程度
の圧力のもとで、１３００〜１９００℃で５〜３００分
間焼結する。
また、別の方法によると、原料粉末混合物を例えば黒鉛
型などの型に充てんしたのち、真空中又はアルゴン、水
素などの非酸化性雰囲気中において、グイ圧力５０〜３
００に９／ｄ、温度１３００〜２０００℃の条件で、１
０〜２００分間加熱焼結する。
型などの型に充てんしたのち、真空中又はアルゴン、水
素などの非酸化性雰囲気中において、グイ圧力５０〜３
００に９／ｄ、温度１３００〜２０００℃の条件で、１
０〜２００分間加熱焼結する。
いわゆるホットプレス法を用いて焼結できる。
このようにして、切削工具などとして好適なセラミック
ス材料が得られる。
ス材料が得られる。
発明の効果
本発明によると、切削工具として好適な高密度。
高硬度及び高強度を有する炭窒化チタン系材料が得られ
る。まだ１本発明の材料は、大気中において６００℃以
上の温度で使用すると、 ０ｒ２０３が生成して摩擦係
数が小さくなるので、高温摺動材としても有用である。
る。まだ１本発明の材料は、大気中において６００℃以
上の温度で使用すると、 ０ｒ２０３が生成して摩擦係
数が小さくなるので、高温摺動材としても有用である。
実施例
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
例Ｉ
Ｔｉ（ｃｏ、５Ｎｏ、５）粉末に、Ｃｒ３Ｃ２粉末を種
々の割合で添加して混合粉末にしたのち、このものを金
型によって圧粉体とし、さらにラバープレスにより３ｔ
ｏｎ／ｃｍの圧力でち密化する。
々の割合で添加して混合粉末にしたのち、このものを金
型によって圧粉体とし、さらにラバープレスにより３ｔ
ｏｎ／ｃｍの圧力でち密化する。
このようにして得られた圧粉体を真空中において、１８
５０℃で９０分間加熱焼結した。
５０℃で９０分間加熱焼結した。
得られたセラミックス材料は高密度で抗折力及び硬度の
高いものであった。この結果を第１表に示す。なお比較
のために、Ｃｒ３ Ｃ２粉末を加えない場合の結果も併
記した。
高いものであった。この結果を第１表に示す。なお比較
のために、Ｃｒ３ Ｃ２粉末を加えない場合の結果も併
記した。
第 １ 表
例２
Ｃｒ３０２粉末を全量適９１０重量係、２０重量係用い
、焼結温度を１５５０〜１８００℃の範囲で変える以外
は、実施例１と同様にして焼結し、空隙の全くないち密
な材料を得た。これらの物性を第２表に示す。
、焼結温度を１５５０〜１８００℃の範囲で変える以外
は、実施例１と同様にして焼結し、空隙の全くないち密
な材料を得た。これらの物性を第２表に示す。
第 ２ 表
例３
炭窒化チタン粉末として炭素と窒素との比率が異なる各
種のものを用い、これにＣｒ３Ｃ２粉末を全量当りｌＯ
重重量部加し、第３表に示すような温度で焼結する以外
は、実施例１と同様にして、空隙の全くないち密な材料
を得だ。これらの物性を第３表に示す。
種のものを用い、これにＣｒ３Ｃ２粉末を全量当りｌＯ
重重量部加し、第３表に示すような温度で焼結する以外
は、実施例１と同様にして、空隙の全くないち密な材料
を得だ。これらの物性を第３表に示す。
なお、比較のために炭窒化チタンの代シに、窒化チタン
、炭化チタンを用いた場合の結果も併記する。
、炭化チタンを用いた場合の結果も併記する。
第 ３ 表
例４
” （ＣＯ，ＳＮＯ，Ｓ）粉末に、第４表に示すような
割合で０ｒ５Ｃ２粉末及びＴｉＢ２粉末を添加し、得ら
れた混合粉末を実施例１と同様な方法で処理し、空隙の
ないち密な材料を得だ。この物性を第４表に示す。
割合で０ｒ５Ｃ２粉末及びＴｉＢ２粉末を添加し、得ら
れた混合粉末を実施例１と同様な方法で処理し、空隙の
ないち密な材料を得だ。この物性を第４表に示す。
なお、煮３１は比較例である。
第 ４ 表
※比較例
例５
Ｔｌ （ＣＯ，５”０．５ ）粉末にＣｒ３Ｇ２粉末を
全量当９１０重量係添加して成る混合粉末、及びＴｉ（
Ｃｇ、ｓＮｏ、ｓ ）粉末に全量当りＣｒ３Ｃ２粉末５
重−ｉ％とＴｉ’Ｂ２粉末３０重量幅とを添加して成る
混合粉末それぞれを、黒鉛型に充てんしたのち、ダイ圧
力２００に９／ｌ：ｄをかけ、真空中で前者は１６００
℃、後者は１７００℃において６０分間加圧焼結した。
全量当９１０重量係添加して成る混合粉末、及びＴｉ（
Ｃｇ、ｓＮｏ、ｓ ）粉末に全量当りＣｒ３Ｃ２粉末５
重−ｉ％とＴｉ’Ｂ２粉末３０重量幅とを添加して成る
混合粉末それぞれを、黒鉛型に充てんしたのち、ダイ圧
力２００に９／ｌ：ｄをかけ、真空中で前者は１６００
℃、後者は１７００℃において６０分間加圧焼結した。
得られた焼結体はいずれも空隙が全くないち密なもので
、高い抗折力及び硬度を有していた。
、高い抗折力及び硬度を有していた。
これらの物性を第５表に示す。
第 ５ 表
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ （Ａ）炭素と窒素とのモル比が１：９ないし９：１
の範囲にある炭窒化チタンの中から選ばれた少なくとも
１種の炭窒化チタン粉末に、（Ｂ）炭化クロム粉末を全
量当り１〜９０重量％添加した混合粉末を焼結して成る
炭窒化チタン系セラミックス材料。 ２ （Ａ）炭素と窒素とのモル比が１：９ないし９：１
の範囲にある炭窒化チタンの中から選ばれた少なくとも
１種の炭窒化チタン粉末に、（Ｂ）炭化クロム粉末を全
量当り１〜９０重量％添加したものを基本成分とし、こ
れにさらに（Ｃ）ＴｉＢ＿２、ＣｒＢ＿２、ＴａＢ＿２
、ＭｎＢ＿２、ＭｏＢ＿２、ＶＢ＿２、ＮｂＢ＿２、Ｈ
ｆＢ＿２、ＡｌＢ＿２、ＺｒＢ＿２、ＴｉＢ、ＣｒＢ、
ＴａＢ、ＭｎＢ、ＭｏＢ、ＶＢ、ＮｂＢ、ＨｆＢ、Ｚｒ
Ｂ、Ｗ＿２Ｂ＿５及びＭｏ＿２Ｂ＿５の中から選ばれた
少なくとも１種のホウ化金属粉末を全量当り９５重量％
未満の量で添加した混合粉末を焼結して成る炭窒化チタ
ン系セラミックス材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270943A JPS61151065A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 炭窒化チタン系セラミツクス材料 |
| AU51594/85A AU5159485A (en) | 1984-12-24 | 1985-12-23 | Sintered titanium carbo-nitride-chromium carbide ceramics |
| EP85309511A EP0189677A3 (en) | 1984-12-24 | 1985-12-24 | Sintered titanium carbo-nitride ceramics |
| US07/068,740 US4808557A (en) | 1984-12-24 | 1987-06-30 | Sintered titanium carbo-nitride ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270943A JPS61151065A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 炭窒化チタン系セラミツクス材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151065A true JPS61151065A (ja) | 1986-07-09 |
| JPS6339541B2 JPS6339541B2 (ja) | 1988-08-05 |
Family
ID=17493167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59270943A Granted JPS61151065A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 炭窒化チタン系セラミツクス材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61151065A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02164683A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-25 | Yamaha Motor Co Ltd | 自動二輪車の冷却装置 |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP59270943A patent/JPS61151065A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02164683A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-25 | Yamaha Motor Co Ltd | 自動二輪車の冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6339541B2 (ja) | 1988-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |