JPS61295271A - チタン化合物基高硬度焼結体 - Google Patents
チタン化合物基高硬度焼結体Info
- Publication number
- JPS61295271A JPS61295271A JP60137442A JP13744285A JPS61295271A JP S61295271 A JPS61295271 A JP S61295271A JP 60137442 A JP60137442 A JP 60137442A JP 13744285 A JP13744285 A JP 13744285A JP S61295271 A JPS61295271 A JP S61295271A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- titanium compound
- high hardness
- hard phase
- dispersed phase
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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、チタンを含有した化合物を主成分とするチタ
ン化合物基高硬度焼結体に関する。
ン化合物基高硬度焼結体に関する。
（従来の技術）
従来、実質的に金属を含有していないチタン化合物基焼
結体は、難焼結性で緻密な焼結体を得るのが困難である
ためかあまり研究されていない。
結体は、難焼結性で緻密な焼結体を得るのが困難である
ためかあまり研究されていない。
このチタン化合物基焼結体としては、本発明者の１人が
スピノーダル分解又はパイノーダル分解を応用した焼結
体として、特願昭５８− １２３８５５及び特願昭５８−２２６３７９などによっ
て提供したものがある。また、その他にタングステンの
析出によって焼結したものとして開示されているのに特
開昭５９−１９５５８２及び特開昭５９−２３２９６８
がある。
スピノーダル分解又はパイノーダル分解を応用した焼結
体として、特願昭５８− １２３８５５及び特願昭５８−２２６３７９などによっ
て提供したものがある。また、その他にタングステンの
析出によって焼結したものとして開示されているのに特
開昭５９−１９５５８２及び特開昭５９−２３２９６８
がある。
（発明が解決しようとする問題点）
実質的に金属を含有してなく、チタン化合物を主成分と
した焼結体として開示されている特開昭５９−１９５５
８２及び特開昭５９− ２３２９６８は、ＴｉとＷの複合炭窒化物固溶体に微量
の酸化マグネシウムや酸化カルシウムを添加して分解さ
せ、この分解により生成した酸素がＴｉとＷの複合炭窒
化物固溶体中の炭素と反応して複合炭窒化物固溶体中の
Ｗを析出させることにより緻密な焼結体にしているもの
である。しかしながら、これら特開昭５９−１９５５８
２及び特開昭５９−２３２９６８は、Ｗを含んだＴｉの
複合炭窒化物固溶体であるために耐酸化性、耐食性及び
比強度が低いのとＷの析出を利用した焼結であることか
ら焼結性が悪いという問題がある。
した焼結体として開示されている特開昭５９−１９５５
８２及び特開昭５９− ２３２９６８は、ＴｉとＷの複合炭窒化物固溶体に微量
の酸化マグネシウムや酸化カルシウムを添加して分解さ
せ、この分解により生成した酸素がＴｉとＷの複合炭窒
化物固溶体中の炭素と反応して複合炭窒化物固溶体中の
Ｗを析出させることにより緻密な焼結体にしているもの
である。しかしながら、これら特開昭５９−１９５５８
２及び特開昭５９−２３２９６８は、Ｗを含んだＴｉの
複合炭窒化物固溶体であるために耐酸化性、耐食性及び
比強度が低いのとＷの析出を利用した焼結であることか
ら焼結性が悪いという問題がある。
本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具体
的には、チタンの化合物を主成分とする緻密な焼結体で
、耐酸化性、耐食性２強度及び硬度の高いチタン化合物
基焼結体の提供を目的とするものである。
的には、チタンの化合物を主成分とする緻密な焼結体で
、耐酸化性、耐食性２強度及び硬度の高いチタン化合物
基焼結体の提供を目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、スピノーダル分解又はパイノーダル分解
を応用した焼結体として提供した゛特願昭５８−１２３
８５５及び特願昭５８− ２２６３７９に基づいて更に研究を進めた結果。
を応用した焼結体として提供した゛特願昭５８−１２３
８５５及び特願昭５８− ２２６３７９に基づいて更に研究を進めた結果。
スピノーダル分解又はパイノーダル分解するチタンの化
合物に分散相を添加することによって耐酸化性、耐食性
及び焼結性にすぐれ、しかも硬度及び比強度の高い焼結
体になることを見出すことによって本発明を完成するに
至ったものである。
合物に分散相を添加することによって耐酸化性、耐食性
及び焼結性にすぐれ、しかも硬度及び比強度の高い焼結
体になることを見出すことによって本発明を完成するに
至ったものである。
すなわち、本発明のチタン化合物基高硬度焼結体は、Ｂ
ｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｇａ。
ｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｇａ。
Ｉｎ、７文、Ｓｃ、Ｙ、ランタノイドの酸化物。
窒化物又はＺ ｒ 、 Ｈｆ ’、 Ｎ ｂの酸化物も
しくはこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種の分散
相１〜１５重量％と残り （Ｔｉａ、Ｍｂ）（Ｃｘ、Ｎｙ、Ｏｚ）ｎで表示される
硬質相と不可避不純物からなる焼結体であって、この （Ｔｉ ａ 、Ｍｂ）（Ｃｘ 、Ｎｙ 、Ｏｚ）ｎで表
示したＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂの中の少なくと
も１種からなる金属元素であり、ａ、ｂはＴｉ及び金属
元素Ｍのモル比であるａ Ｘ ＋ ’１ 。
しくはこれらの相互固溶体の中の少なくとも１種の分散
相１〜１５重量％と残り （Ｔｉａ、Ｍｂ）（Ｃｘ、Ｎｙ、Ｏｚ）ｎで表示される
硬質相と不可避不純物からなる焼結体であって、この （Ｔｉ ａ 、Ｍｂ）（Ｃｘ 、Ｎｙ 、Ｏｚ）ｎで表
示したＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂの中の少なくと
も１種からなる金属元素であり、ａ、ｂはＴｉ及び金属
元素Ｍのモル比であるａ Ｘ ＋ ’１ 。
２はＣ（炭素）、Ｎ（窒素）、０（ｉ！ｉ！！素）のモ
ル比であり、ｎはＴｉとＭとを合計した金属元素に対す
るＣ、Ｎ、Ｏを合計した非金属元素のモル比を示し、そ
の関係は、ａ＋ｂ＝１゜ ０．３３＜ａ≦１． ｘ＋ｙ＋ｚ＝１゜０．５＜ｘ≦
１． ０≦ｙ≦０．５、 ０≦ｚ＜０．４． ０．６≦ｎ≦１ を満足するもので
ある。
ル比であり、ｎはＴｉとＭとを合計した金属元素に対す
るＣ、Ｎ、Ｏを合計した非金属元素のモル比を示し、そ
の関係は、ａ＋ｂ＝１゜ ０．３３＜ａ≦１． ｘ＋ｙ＋ｚ＝１゜０．５＜ｘ≦
１． ０≦ｙ≦０．５、 ０≦ｚ＜０．４． ０．６≦ｎ≦１ を満足するもので
ある。
本発明の焼結体中の分散相とは１例えばＢｅＯ，ＭｇＯ
，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ａ１２０３ 。
，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ａ１２０３ 。
Ｌａ２ ０３ 、Ｃｅ２ ０３ 、Ｍｇ３ Ｎ２
。
。
Ｃａ３ Ｎ２ 、Ｓｒ３ Ｎ２ 、ＡＩＮ、Ｓ
ｃＮ。
ｃＮ。
ＹＮ、ＬａＮ、ＣｅＮ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２。
ＮｂＯ２、Ｍｇ （０，Ｎ） 、Ａｌｌ （０，
Ｎ） 。
Ｎ） 。
（Ａｉ 、Ｍｇ）Ｏ、（ＡｆＬ 、Ｙ）Ｏ。
（Ｚｒ、Ｍｇ）Ｏ，（Ｚｒ、Ｃａ）Ｏ。
（Ｚｒ、Ｙ）Ｏなどを挙げることができる。
また、（Ｔｉａ、Ｍｂ）（Ｃｘ、Ｎｙ、Ｏｚ） で表示
される硬質相とは１例えばＴ ｉ Ｃ。
される硬質相とは１例えばＴ ｉ Ｃ。
Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）、Ｔｉ （Ｃ，Ｏ）。
Ｔｉ （Ｃ，Ｎ、Ｏ，）、（Ｔｉ 、Ｍ）Ｃ。
（Ｔｉ 、Ｍ）（Ｃ，Ｎ）。
（Ｔ ｉ 、Ｍ）（Ｃｏ）。
（Ｔｉ 、Ｍ）（Ｃ，Ｎ、Ｏ）′などを挙げることがで
きる。この内、分散相としては、Ｍｇ 、ＡｆＬ。
きる。この内、分散相としては、Ｍｇ 、ＡｆＬ。
Ｙの酸化物、窒化物又はＺｒの酸化物もしくはこれらの
相互固溶体の中の少なくとも１種を含有していると高温
における焼結体の特性を高める効果が高くなるので好ま
しいものである。また、硬質相としては、Ｔｉの炭窒化
物、ＴＩの炭酸化物又はＴＩの炭窒酸化物からなる場合
には焼結体の軽量化及び比強度の点から好ましいもので
ある。
相互固溶体の中の少なくとも１種を含有していると高温
における焼結体の特性を高める効果が高くなるので好ま
しいものである。また、硬質相としては、Ｔｉの炭窒化
物、ＴＩの炭酸化物又はＴＩの炭窒酸化物からなる場合
には焼結体の軽量化及び比強度の点から好ましいもので
ある。
分散相と硬質相からなる本発明の焼結体は、硬質相自体
が金相学的に全率固溶又は溶解度ギャップのある組合わ
せになっており、このために焼結工程でスピノーダル分
解又はパイノーダル分解が生じて緻密になっている。ま
た、分散相は、硬質相であるチタン化合物の自己拡散係
数を大きくする役割を果たし、硬質相の格子中の窒素、
酸素及び空孔子は共に格子内の陰イオンの移動を促進さ
せて、より一層緻密な焼結体にする作用をしている。
が金相学的に全率固溶又は溶解度ギャップのある組合わ
せになっており、このために焼結工程でスピノーダル分
解又はパイノーダル分解が生じて緻密になっている。ま
た、分散相は、硬質相であるチタン化合物の自己拡散係
数を大きくする役割を果たし、硬質相の格子中の窒素、
酸素及び空孔子は共に格子内の陰イオンの移動を促進さ
せて、より一層緻密な焼結体にする作用をしている。
この本発明の焼結体は、硬質相自体が有している高硬度
性、耐食性、耐摩耗性、耐酸化性、耐熱性及び耐熱中性
子損傷性に加えて、更に分散相によって高温における耐
溶着性、耐酸化性及び強度が高くなっているものである
。また、低比重であることから比強度も高く、熱伝導性
もすぐれていることから熱が蓄積され難い焼結体である
。さらに、放電加工が可能な電気伝導性を有しており、
複雑な形状品でも焼結後に放電加工成形ができる焼結体
である。
性、耐食性、耐摩耗性、耐酸化性、耐熱性及び耐熱中性
子損傷性に加えて、更に分散相によって高温における耐
溶着性、耐酸化性及び強度が高くなっているものである
。また、低比重であることから比強度も高く、熱伝導性
もすぐれていることから熱が蓄積され難い焼結体である
。さらに、放電加工が可能な電気伝導性を有しており、
複雑な形状品でも焼結後に放電加工成形ができる焼結体
である。
ここで本発明のチタン化合物基高硬度焼結体の数値限定
した理由について説明する。
した理由について説明する。
分散相について
本発明の焼結体中の分散相は、焼結過程で焼結促進性、
硬質相の結晶粒子成長抑制及び緻密性に寄与し、焼結後
は耐酸化性の向上に寄与しているものである。この分散
相が１重量％未満になると焼結促進性、緻密性及び耐酸
化性に対する効果が弱く、１５重量％を超えて多くなる
と焼結体の強度低下が著しいために分散相は、１〜１５
重量％と定めたものである。
硬質相の結晶粒子成長抑制及び緻密性に寄与し、焼結後
は耐酸化性の向上に寄与しているものである。この分散
相が１重量％未満になると焼結促進性、緻密性及び耐酸
化性に対する効果が弱く、１５重量％を超えて多くなる
と焼結体の強度低下が著しいために分散相は、１〜１５
重量％と定めたものである。
硬質相について
本発明の焼結体中の硬質相は、Ｔｉと他の金属元素を含
む固溶体からなる硬質相の場合には。
む固溶体からなる硬質相の場合には。
Ｔｉ元素が３３モル％以下になると焼結体の硬度を低下
させる傾向にあることがらＴｉ元素のモル比を示すａは
０．３３＜ａ≦１と定めたものである。
させる傾向にあることがらＴｉ元素のモル比を示すａは
０．３３＜ａ≦１と定めたものである。
硬質相中の炭素量は、５０モル％以下になると窒素及び
／又は酸素が相対的に増加して焼結体の強度及び硬度を
低下させるために炭素量は０．５＜ｘ≦１と定めたもの
である。
／又は酸素が相対的に増加して焼結体の強度及び硬度を
低下させるために炭素量は０．５＜ｘ≦１と定めたもの
である。
硬質相中の窒素量は、硬質相の結晶粒子を微細化し、焼
結体の硬度を高めるが、５０モル％を超えて多くなると
逆に焼結体の硬度を低下させ、焼結性も悪くなるために
窒素量はＯ≦ｙ≦０．５と定めたものである。
結体の硬度を高めるが、５０モル％を超えて多くなると
逆に焼結体の硬度を低下させ、焼結性も悪くなるために
窒素量はＯ≦ｙ≦０．５と定めたものである。
硬質相中の酸素量は、微量存在すると焼結性を促進させ
るが４０モル％以上含有すると焼結体の強度を著しく劣
下させるために酸素量はＯ≦ｚｏ０．４と定めたもので
ある。
るが４０モル％以上含有すると焼結体の強度を著しく劣
下させるために酸素量はＯ≦ｚｏ０．４と定めたもので
ある。
硬質相中の金属１モルに対する非金属元素は、０．６モ
ル未満になると空孔が多くなって硬質相を不安定化させ
、粒成長させたり、又は金属を析出させて焼結体の諸特
性の低下となるために、その指数は０．６≦ｎ≦１と定
めたものである。
ル未満になると空孔が多くなって硬質相を不安定化させ
、粒成長させたり、又は金属を析出させて焼結体の諸特
性の低下となるために、その指数は０．６≦ｎ≦１と定
めたものである。
本発明のチタン化合物基高硬度焼結体の製造方法の内、
硬質相を形成するための出発原料としては、Ｔｉの炭化
物、窒化物、酸化物、炭窒化物。
硬質相を形成するための出発原料としては、Ｔｉの炭化
物、窒化物、酸化物、炭窒化物。
炭酸化物、窒酸化物、炭窒酸化物の粉末を用い、これら
のチタン化合物と必要に応じて、例えばＴｉＣと金相学
的に全率固溶又は溶解度ギャップのあるＺｒ、Ｈｆ、Ｖ
、Ｔａ、Ｎｂｃ７）炭化物、窒化物、酸化物及びこれら
の相互固溶体の中の少なくとも１種の粉末との混合粉末
を用いることができる。また、硬質相を形成する（Ｔｉ
、Ｍ）Ｃ。
のチタン化合物と必要に応じて、例えばＴｉＣと金相学
的に全率固溶又は溶解度ギャップのあるＺｒ、Ｈｆ、Ｖ
、Ｔａ、Ｎｂｃ７）炭化物、窒化物、酸化物及びこれら
の相互固溶体の中の少なくとも１種の粉末との混合粉末
を用いることができる。また、硬質相を形成する（Ｔｉ
、Ｍ）Ｃ。
（Ｔｉ、Ｍ）（Ｃ，Ｎ）。
（Ｔｉ 、Ｍ）（Ｃｏ）。
（Ｔ ｉ 、 Ｍ） （Ｃ、Ｎ 、 Ｏ）の固溶体粉
末を出発原料として用いることができる。この内、電子
論的に格子の維持が不安定で原子空孔により電気的中性
を保持している亜化学量論組成のＶＣ９ＮｂＣ，ＴａＣ
，ＺｒＮ、ＹｉＮ、ＨｆＮの少なくとも１種の粉末と化
学量論組成又は亜化学量論組成のＴｉＣ粉末との混合粉
末を出発原料とするのが焼結の促進と緻密性から好まし
いものである。
末を出発原料として用いることができる。この内、電子
論的に格子の維持が不安定で原子空孔により電気的中性
を保持している亜化学量論組成のＶＣ９ＮｂＣ，ＴａＣ
，ＺｒＮ、ＹｉＮ、ＨｆＮの少なくとも１種の粉末と化
学量論組成又は亜化学量論組成のＴｉＣ粉末との混合粉
末を出発原料とするのが焼結の促進と緻密性から好まし
いものである。
分散相を形成するための出発原料としては、単一化合物
粉末を少なくとも１種用いたり又は単一化合物粉末と固
溶体粉末もしくは固溶体粉末のみで用いることができる
。また、分散相と硬質相の混合粉末あるいは分散相と硬
質相の固溶体粉末を出発原料とすることもできる。
粉末を少なくとも１種用いたり又は単一化合物粉末と固
溶体粉末もしくは固溶体粉末のみで用いることができる
。また、分散相と硬質相の混合粉末あるいは分散相と硬
質相の固溶体粉末を出発原料とすることもできる。
この硬質相及び分散相を形成するための出発原料は、微
細な粒子を使用する程焼結が著しく促進されるので一層
低温での焼結が可能である。硬質相の内、特にＴｉＣは
共有結合性の強い物質で、焼結過程中特定方向の結晶面
が異方成長しやすく、この異方成長した結晶が破壊の起
源として作用するために強度が低下しやすくなる。そこ
で。
細な粒子を使用する程焼結が著しく促進されるので一層
低温での焼結が可能である。硬質相の内、特にＴｉＣは
共有結合性の強い物質で、焼結過程中特定方向の結晶面
が異方成長しやすく、この異方成長した結晶が破壊の起
源として作用するために強度が低下しやすくなる。そこ
で。
硬質相及び分散相を形成するための出発原料は。
共に微細な粉末を使用し、低温で焼結すると硬質相の結
晶粒子が均質化し、分散相の分散性もよくなり、又分散
相による硬質相の粒成長抑制効果と併せて焼結体の硬度
と強度を増大させる。このために、出発原料は２１Ｌｍ
以下、特に０．５４ｍ以下のものが好ましい、出発原料
は、化学量論組成又は非化学量論組成のものを使用でき
、非化学量論組成の内非金属元素の欠乏した亜化学量論
組成のものを用いると焼結過程で固相拡散反応を促進さ
せると共に固相反応の際に生じる炭素、窒素。
晶粒子が均質化し、分散相の分散性もよくなり、又分散
相による硬質相の粒成長抑制効果と併せて焼結体の硬度
と強度を増大させる。このために、出発原料は２１Ｌｍ
以下、特に０．５４ｍ以下のものが好ましい、出発原料
は、化学量論組成又は非化学量論組成のものを使用でき
、非化学量論組成の内非金属元素の欠乏した亜化学量論
組成のものを用いると焼結過程で固相拡散反応を促進さ
せると共に固相反応の際に生じる炭素、窒素。
酸素を吸収するため緻密で高強度の焼結体が得られやす
い。
い。
本発明の焼結体を製造する工程の内、出発原料の混合粉
砕は、ステンレス製容器、超硬合金を内張すした容器又
はウレタンゴムを内張した容器を使用してステンレス製
ポール、超硬合金製ポール又は表面被覆したポールと共
に混合粉砕する。粉砕効果を高めて出発原料を微細化す
るには、ステンレス製容器又は超硬合金を内張すした容
器を使用して超硬合金製ポールと共に混合粉砕するのが
よい、また、混合は、アセトン、ヘキサン、ベンゼン、
アルコールなどの有機溶媒を加えて湿式混合粉砕するの
がよい、耐食性及び高温での耐摩耗性を利用する用途向
けなどで金属、主として鉄族金属からなる不純物の混入
を考慮する必要があるときはウレタンゴムで内張すした
容器を使用して表面被覆したポール又は本発明の焼結体
で作製したポールと共に混合するのがよい、不可避不純
物は、出発原料中にも含まれているけれども混合粉砕工
程から混入する割合が高く、特に混合粉砕工程で使用す
る超硬合金の内、超硬合金の主成分である周期律表４ａ
、５ａ、６ａ族の金属化合物が不純物として混入するの
はそれほど問題にならないのに対して超硬合金の結合相
である鉄族金属の混入は出来るだけ混入しないようにす
るのが好ましい、鉄族金属の混入量は、混合粉砕条件に
よって異なってくるが０．５体積％以下の混入量にすれ
ば焼結体の緒特性にも殆ど問題がなく、特に問題が生じ
てくる用途の場合は、不純物としての鉄族金属を、例え
ば酸化物のような化合物として分散相中に存在させるよ
うにすると問題がなくなる０本発明の焼結体を製造する
工程の内、混合粉末の成形は、混合粉砕した粉末を黒鉛
モールドに充填して非酸化性雰囲気中でホットプレスす
る方法、又は混合粉砕した粉末にパラフィン、カンファ
などの成形助剤を添加して必要ならば顆粒状にした後金
型モールドに充填して加圧成形する方法、もしくはラバ
ープレスなどの静水圧加圧によって成形する方法、ある
いは射出成形法で成形する方法がある。このようにして
成形した粉末圧粉体を直接焼結したり、又は粉末圧粉体
を焼結温度よりも低い温度で予備焼結した後切断、研削
及び切削などの機械加工によって目的の形状に成形して
から焼結することもできる。
砕は、ステンレス製容器、超硬合金を内張すした容器又
はウレタンゴムを内張した容器を使用してステンレス製
ポール、超硬合金製ポール又は表面被覆したポールと共
に混合粉砕する。粉砕効果を高めて出発原料を微細化す
るには、ステンレス製容器又は超硬合金を内張すした容
器を使用して超硬合金製ポールと共に混合粉砕するのが
よい、また、混合は、アセトン、ヘキサン、ベンゼン、
アルコールなどの有機溶媒を加えて湿式混合粉砕するの
がよい、耐食性及び高温での耐摩耗性を利用する用途向
けなどで金属、主として鉄族金属からなる不純物の混入
を考慮する必要があるときはウレタンゴムで内張すした
容器を使用して表面被覆したポール又は本発明の焼結体
で作製したポールと共に混合するのがよい、不可避不純
物は、出発原料中にも含まれているけれども混合粉砕工
程から混入する割合が高く、特に混合粉砕工程で使用す
る超硬合金の内、超硬合金の主成分である周期律表４ａ
、５ａ、６ａ族の金属化合物が不純物として混入するの
はそれほど問題にならないのに対して超硬合金の結合相
である鉄族金属の混入は出来るだけ混入しないようにす
るのが好ましい、鉄族金属の混入量は、混合粉砕条件に
よって異なってくるが０．５体積％以下の混入量にすれ
ば焼結体の緒特性にも殆ど問題がなく、特に問題が生じ
てくる用途の場合は、不純物としての鉄族金属を、例え
ば酸化物のような化合物として分散相中に存在させるよ
うにすると問題がなくなる０本発明の焼結体を製造する
工程の内、混合粉末の成形は、混合粉砕した粉末を黒鉛
モールドに充填して非酸化性雰囲気中でホットプレスす
る方法、又は混合粉砕した粉末にパラフィン、カンファ
などの成形助剤を添加して必要ならば顆粒状にした後金
型モールドに充填して加圧成形する方法、もしくはラバ
ープレスなどの静水圧加圧によって成形する方法、ある
いは射出成形法で成形する方法がある。このようにして
成形した粉末圧粉体を直接焼結したり、又は粉末圧粉体
を焼結温度よりも低い温度で予備焼結した後切断、研削
及び切削などの機械加工によって目的の形状に成形して
から焼結することもできる。
本発明の焼結体を製造する工程の内、焼結は、非酸化性
雰囲気中で 無加圧焼結したり、又は減圧ガス雰囲気中
もしくは真空中で１５００℃〜１９００℃で焼結するこ
とができる。特に、窒素元素の含有した焼結体を得ると
きは、脱窒の防止からＮ２ガスを含有した非酸化性雰囲
気中で焼結することが望ましい、このような条件で焼結
したものを熱間静水圧加圧法（ＨＩＰ法）によって再処
理すると一層緻密で高靭性の焼結体に、することもでき
る。
雰囲気中で 無加圧焼結したり、又は減圧ガス雰囲気中
もしくは真空中で１５００℃〜１９００℃で焼結するこ
とができる。特に、窒素元素の含有した焼結体を得ると
きは、脱窒の防止からＮ２ガスを含有した非酸化性雰囲
気中で焼結することが望ましい、このような条件で焼結
したものを熱間静水圧加圧法（ＨＩＰ法）によって再処
理すると一層緻密で高靭性の焼結体に、することもでき
る。
（作用）
本発明のチタン化合物本高硬度焼結体は、金属元素を実
質的に含有してない焼結体であるけれどもスピノーダル
分解又はパイノーダル分解によって焼結性を促進する硬
質相と焼結を促進する分散相とによって焼結性及び緻密
性にすぐれた焼結体になっている。また１本発明の焼結
体は、硬質相の特性に、微細で均一に分散した分散相の
特性がプラスされて高硬度、高靭性になり、しかも耐酸
化性、耐溶着性、耐食性、耐熱性及び耐摩耗性にすぐれ
た焼結体になっている。さらに、低比重であることから
比強度が高く、放電加工も可能な電気伝導性を有する焼
結体である。
質的に含有してない焼結体であるけれどもスピノーダル
分解又はパイノーダル分解によって焼結性を促進する硬
質相と焼結を促進する分散相とによって焼結性及び緻密
性にすぐれた焼結体になっている。また１本発明の焼結
体は、硬質相の特性に、微細で均一に分散した分散相の
特性がプラスされて高硬度、高靭性になり、しかも耐酸
化性、耐溶着性、耐食性、耐熱性及び耐摩耗性にすぐれ
た焼結体になっている。さらに、低比重であることから
比強度が高く、放電加工も可能な電気伝導性を有する焼
結体である。
（実施例）
実施例１
純度９９．９９％以上のサブミクロンの各種微粉末を用
いて、第１表の如くに配合した。この配合組成からなる
各試料をヘキサン溶媒中ウレタン内張りのシリンダ中で
ナイロン被覆鋼球ポールと共にボールミル混合粉砕した
。この混合粉末の溶媒を乾燥後、ホットプレス（Ｈ＠Ｐ
）の場合は黒鉛モールド中で焼結をし、ＨＩＰ焼結の場
合はりキッドプ、レスにてｉｔ／ｃ膳２の加圧力で圧粉
体を成形した後ＨＩＰ炉中で２段加圧焼結した。このと
きの各試料の配合組成及び焼結条件を第１表に示し、得
られた焼結体の諸特性を第２表に示した。
いて、第１表の如くに配合した。この配合組成からなる
各試料をヘキサン溶媒中ウレタン内張りのシリンダ中で
ナイロン被覆鋼球ポールと共にボールミル混合粉砕した
。この混合粉末の溶媒を乾燥後、ホットプレス（Ｈ＠Ｐ
）の場合は黒鉛モールド中で焼結をし、ＨＩＰ焼結の場
合はりキッドプ、レスにてｉｔ／ｃ膳２の加圧力で圧粉
体を成形した後ＨＩＰ炉中で２段加圧焼結した。このと
きの各試料の配合組成及び焼結条件を第１表に示し、得
られた焼結体の諸特性を第２表に示した。
実施例２
実施例１で得た本発明の焼結体の内、試料番号１．４，
５，７．８と市販の Ａ交２０３系セラミツクス （ＡｌＩ３０３−０．５ｗｔ％ＭｇＯ焼結体）。
５，７．８と市販の Ａ交２０３系セラミツクス （ＡｌＩ３０３−０．５ｗｔ％ＭｇＯ焼結体）。
ＺｒＯｚ系セラミツクス
（Ｚ ｒｏ２−５．４ｗｔ％Ｙ２Ｏ３焼結体）。
ＳｉＣ系セラミックス
（ＳｉＣ−０，５ｗｔ％ＢａＣ焼結体）。
Ｓｉ３Ｎ４系セラミックス
（Ｓｉ：＋ Ｎａ −４ｗｔ％Ａ立２０３−８ｗｔ％Ｙ
２Ｏ３焼結体） を比較に加えて各試料の形状寸法を３０Ｘ、３０Ｘ１０
ｍ■に作製し、＃８００のダイヤモンド砥石で研摩後大
越式摩耗試験機を用いて室温における耐摩耗性を検討し
た。試験条件は、相手材５ＫＤ１１ （ｕｕｃ ６０）
、荷重１８．９１ｃｇ、時間９分５８秒、摩擦速度０
、９４ｍ／ｓｅｃ、摩擦距離６００ｍである。この試験
結果を第３表に示した。
２Ｏ３焼結体） を比較に加えて各試料の形状寸法を３０Ｘ、３０Ｘ１０
ｍ■に作製し、＃８００のダイヤモンド砥石で研摩後大
越式摩耗試験機を用いて室温における耐摩耗性を検討し
た。試験条件は、相手材５ＫＤ１１ （ｕｕｃ ６０）
、荷重１８．９１ｃｇ、時間９分５８秒、摩擦速度０
、９４ｍ／ｓｅｃ、摩擦距離６００ｍである。この試験
結果を第３表に示した。
実施例３
実施例１で得た本発明の焼結体の内、試料番号１．２，
４，５．７に実施例２で用いたＡ１２０３系セラミツク
ス、５Ｌ３Ｎ４系セラミツクスと他にＴ ｉ Ｃ−Ｔ
ｉ Ｎ系サーメット（ＴｉＣ−２０ｗｔ％ＴｉＮ−１０
ｗｔ％ＷＣ−１０ｗｔ％Ｍｏ２Ｃ−５ｗｔ％Ｎｉ焼結合
金）を比較に加えて各試料の形状寸法をＣＩＳ規格５Ｎ
Ｐ４３２に作製して、次に示す旋削試験（Ａ）とフライ
ス試験（Ｂ）による切削試験を行なった。
４，５．７に実施例２で用いたＡ１２０３系セラミツク
ス、５Ｌ３Ｎ４系セラミツクスと他にＴ ｉ Ｃ−Ｔ
ｉ Ｎ系サーメット（ＴｉＣ−２０ｗｔ％ＴｉＮ−１０
ｗｔ％ＷＣ−１０ｗｔ％Ｍｏ２Ｃ−５ｗｔ％Ｎｉ焼結合
金）を比較に加えて各試料の形状寸法をＣＩＳ規格５Ｎ
Ｐ４３２に作製して、次に示す旋削試験（Ａ）とフライ
ス試験（Ｂ）による切削試験を行なった。
（Ａ）旋削試験条件
被削材 ５４８Ｃ（Ｈｅ ２０８）切削速度 ２
５０膳／■ｉｎ 切込み量 １．５層■ 送り速度 ０．３■冒／ｒｅマ （Ｂ）フライス試験条件 被削材 ５５５Ｃ（１（Ｂ ２４５）１００Ｘ１５
０ｍｍ角材 切削速度 １００履／厘ｉｎ 切込み量 １．５厘箇 送り速度 ０．２厘層／刃から送りアップこの切削試
験による結果を第４表に示した。
５０膳／■ｉｎ 切込み量 １．５層■ 送り速度 ０．３■冒／ｒｅマ （Ｂ）フライス試験条件 被削材 ５５５Ｃ（１（Ｂ ２４５）１００Ｘ１５
０ｍｍ角材 切削速度 １００履／厘ｉｎ 切込み量 １．５厘箇 送り速度 ０．２厘層／刃から送りアップこの切削試
験による結果を第４表に示した。
（発明の効果）
本発明のチタン化合物本高硬度焼結体は、高硬度、高靭
性の他に各種のすぐれた特性を有していることから耐摩
擦摩耗性に対してすぐれているばかりでなく、高温にお
ける耐摩耗性及び耐欠損性にもすぐれているものである
。このために各種の切削工具及び各種の耐摩耗工具に利
用することができる。また、低比重で比強度も高く、耐
摩耗性にすぐれていることから各種の精密測定用部品及
び電子材料用部品などにも利用することができる。さら
に熱伝導性、耐熱衝撃性及び耐スパツタリング性から核
融合炉用壁材としても利用できる可能性がある産業上有
用な材料である。
性の他に各種のすぐれた特性を有していることから耐摩
擦摩耗性に対してすぐれているばかりでなく、高温にお
ける耐摩耗性及び耐欠損性にもすぐれているものである
。このために各種の切削工具及び各種の耐摩耗工具に利
用することができる。また、低比重で比強度も高く、耐
摩耗性にすぐれていることから各種の精密測定用部品及
び電子材料用部品などにも利用することができる。さら
に熱伝導性、耐熱衝撃性及び耐スパツタリング性から核
融合炉用壁材としても利用できる可能性がある産業上有
用な材料である。
Claims (3)
- （１）Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔ
ｌ、Ｓｃ、Ｙ、ランタノイドの酸化物、窒化物又はＺｒ
、Ｈｆ、Ｎｂの酸化物もしくはこれらの相互固溶体の中
の少なくとも１種の分散相１〜１５重量％と残り次式（
Ａ）で表示される硬質相と不可避不純物からなることを
特徴とするチタン化合物基高硬度焼結体。 （Ｔｉａ、Ｍｂ）（Ｃｘ、Ｎｙ、Ｏｚ）ｎ ・・・・・・・・・（Ａ） 但し、ＭはＺｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂの中の少なくと
も１種からなる金属元素であり、ａ、ｂはＴｉ及び金属
元素Ｍのモル比である。ｘ、ｙ、ｚはＣ（炭素）、Ｎ（
窒素）、Ｏ（酸素）のモル比であり、ｎはＴｉと金属元
素Ｍとを合計した金属元素に対するＣ、Ｎ、Ｏを合計し
た非金属元素のモル比を示し、その関係は、ａ＋ｂ＝１
、０．３３＜ａ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、 ０．５＜ｘ≦１、０≦ｙ≦０．５、 ０≦ｚ＜０．４、０．６≦ｎ≦１を満足するものである
。 - （２）上記分散相は、Ｍｇ、Ａｌ又はＹの酸化物、窒化
物もしくはＺｒの酸化物あるいはこれらの相互固溶体の
中の少なくとも１種を含有していることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のチタン化合物基高硬度焼結体
。 - （３）上記硬質相は、Ｔｉの炭窒化物、Ｔｉの炭酸化物
又はＴｉの炭窒酸化物からなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項及び第２項記載のチタン化合物基高硬度
焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137442A JPS61295271A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | チタン化合物基高硬度焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137442A JPS61295271A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | チタン化合物基高硬度焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61295271A true JPS61295271A (ja) | 1986-12-26 |
| JPH0545549B2 JPH0545549B2 (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=15198717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60137442A Granted JPS61295271A (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | チタン化合物基高硬度焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61295271A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115871A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-09 | Onoda Cement Co Ltd | 炭窒化チタン質焼結体及びその製造方法 |
| WO2020036009A1 (ja) * | 2018-08-13 | 2020-02-20 | 住友電気工業株式会社 | 硬質材料、焼結体、粉末、及び、硬質材料の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221012A (en) * | 1975-08-11 | 1977-02-17 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Antiiabrasive materials and manufacture |
-
1985
- 1985-06-24 JP JP60137442A patent/JPS61295271A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221012A (en) * | 1975-08-11 | 1977-02-17 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Antiiabrasive materials and manufacture |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115871A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-09 | Onoda Cement Co Ltd | 炭窒化チタン質焼結体及びその製造方法 |
| WO2020036009A1 (ja) * | 2018-08-13 | 2020-02-20 | 住友電気工業株式会社 | 硬質材料、焼結体、粉末、及び、硬質材料の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545549B2 (ja) | 1993-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3035797B2 (ja) | 高強度を有する立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料製切削チップ | |
| JP3476507B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素含有焼結体の製造方法 | |
| JP2546709B2 (ja) | 高強度立方晶窒化ホウ素含有焼結体 | |
| JP2004026555A (ja) | 立方晶窒化ホウ素含有焼結体およびその製造方法 | |
| JP3395247B2 (ja) | 窒化ケイ素系焼結体 | |
| JPS61295271A (ja) | チタン化合物基高硬度焼結体 | |
| JP4111469B2 (ja) | 酸化物により粒内分散強化されたｗｃ含有超硬合金およびその製法 | |
| JPS644988B2 (ja) | ||
| JPS5918157A (ja) | 切削工具用酸化アルミニウム系セラミツク | |
| JP2778179B2 (ja) | 高靭性および高強度を有する窒化けい素基焼結材料の製造法 | |
| JP3553496B2 (ja) | 硬質材料の、炭化チタンを基礎にした合金、その製法及び使用法 | |
| JP2502322B2 (ja) | 高靭性サ―メット | |
| JP2712737B2 (ja) | 高靱性および高強度を有する窒化けい素基焼結材料 | |
| JPH11335175A (ja) | 立方晶窒化ホウ素焼結体 | |
| JPS6335591B2 (ja) | ||
| JP2001179508A (ja) | 切削工具 | |
| JPH10226575A (ja) | 切削工具用高圧相窒化硼素焼結体 | |
| JPH0585830A (ja) | 硼化ジルコニウム系焼結体及びその製造法 | |
| JP2003128466A (ja) | 硼化物焼結体とその製造方法 | |
| JPS58213678A (ja) | 切削工具および耐摩耗工具用サイアロン基焼結材料 | |
| JP2840688B2 (ja) | 酸化アルミニウム質焼結体の製法 | |
| JP4048410B2 (ja) | 硼化物焼結体 | |
| JP2932738B2 (ja) | 高靭性を有する立方晶窒化ほう素基超高圧焼結材料の製造方法 | |
| JPS6366796B2 (ja) | ||
| JPS6016867A (ja) | 高硬度焼結体 |