JPS62100478A - 炭窒化チタン基セラミツクス材料 - Google Patents
炭窒化チタン基セラミツクス材料Info
- Publication number
- JPS62100478A JPS62100478A JP60239884A JP23988485A JPS62100478A JP S62100478 A JPS62100478 A JP S62100478A JP 60239884 A JP60239884 A JP 60239884A JP 23988485 A JP23988485 A JP 23988485A JP S62100478 A JPS62100478 A JP S62100478A
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- Japan
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- titanium carbonitride
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- powder
- carbide
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- 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】
〈産業上の利用分野）
本発明は立力品系炭化物ｔＰ添加しｔ二斬蜆な炭窒化チ
タン基セラミックス材料に関し、更に詳しくは、炭窒化
チタンと特定のホパノ化金属化合物どの混合物若しくは
それにタンタＩＩ化合物を添加した混合粉末組成物を基
本成分とし、該基本成分に立方晶系炭化物を添加し、焼
結して得られる炭窒化チタン基セラミックス材料に関す
るもの−である。
タン基セラミックス材料に関し、更に詳しくは、炭窒化
チタンと特定のホパノ化金属化合物どの混合物若しくは
それにタンタＩＩ化合物を添加した混合粉末組成物を基
本成分とし、該基本成分に立方晶系炭化物を添加し、焼
結して得られる炭窒化チタン基セラミックス材料に関す
るもの−である。
〈従来の技術〉
炭窒化チタンＴｉ（Ｃ〆Ｎβ）は、チタンに結合する炭
素と窒素との原子割合（α：β）が広い範囲に渡って変
わりうる物質であってその割合によって性質も若干異な
るが、一般に融点、硬度、靭性が高く、叉耐酸化性が良
いため、切削工具材料や機械部品材料等としての用途が
期待されている。
素と窒素との原子割合（α：β）が広い範囲に渡って変
わりうる物質であってその割合によって性質も若干異な
るが、一般に融点、硬度、靭性が高く、叉耐酸化性が良
いため、切削工具材料や機械部品材料等としての用途が
期待されている。
しか；ッながら、乙の炭窒化チタン単味焼結体は、その
抗折強度が低く、脆いという欠点があるため、工業的に
利用されていない。
抗折強度が低く、脆いという欠点があるため、工業的に
利用されていない。
本発明者等は、乙のような欠点を改良する目的で先に炭
窒化チタンに対し特定のホウ化金属を添加混合せしめた
焼結体を提案しく特許第１２４３８０９号）、更にタン
タル化合物を添加１７た焼結体をも提案した（特開昭６
０−１１２６６８号公報）。これらの焼結体は高強度で
、工業的に十分利用出来るものであり、特に後者はタン
タル化合物を添加している事で高密度に焼結出来るもの
である。
窒化チタンに対し特定のホウ化金属を添加混合せしめた
焼結体を提案しく特許第１２４３８０９号）、更にタン
タル化合物を添加１７た焼結体をも提案した（特開昭６
０−１１２６６８号公報）。これらの焼結体は高強度で
、工業的に十分利用出来るものであり、特に後者はタン
タル化合物を添加している事で高密度に焼結出来るもの
である。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかるに上記タンタル化合物添加の焼結体は、用いるタ
ンタルが希少元素で高価であるという欠点がある為に、
幅広いｆ業用材料に用いられるには至らず、もっと安価
な材料の出現が望まｔじＣいた。
ンタルが希少元素で高価であるという欠点がある為に、
幅広いｆ業用材料に用いられるには至らず、もっと安価
な材料の出現が望まｔじＣいた。
本発明では上記要望を満たすべく、タンタルを全く用い
ないか、あるいは用いても出来る限り少量で高密度、高
強度のセラミック材料を得んとするものである。
ないか、あるいは用いても出来る限り少量で高密度、高
強度のセラミック材料を得んとするものである。
〈問題点を解決する為の手段〉
本発明で上記目的達成の為下記の如きセラミック材料を
提供する。
提供する。
即ち、基本成分として、（Ａ）炭素と窒素との原子割合
が異なる炭窒化チタンの中から選ば４１．、 を二少な
くとも１種の炭窒化チタン粉末に対し、（Ｂ）ＴｉＢ３
ＣｒＢ２． ＴａＢ２． ＭｎＲ２，ＭＯＢ２． ＶＢ
２． ＮｂＢｚ、 ＨｆＢ２ｐ人Ｉ ＢＺ、 ＺｒＢ２
． ｖ１２Ｂ５お、上びＭｏ２．Ｂｙの中から選ばれた
少なくとも１種のホウ化金属化合物粉末を、Ｌ記（Ａ）
成分と（Ｂ）成分との重量割合が５９５〜９５５となる
へく添加混合した混合粉末か、又はその混合粉末に更に
（Ｉ′ｌ）炭化タンタル及び又は窒化タンタルをＭ％合
粉末組成物の全重量の０．０１〜５０重量％となるべく
添加混合した混合粉末を用い、この基本成分に対し１”
（Ｃ１立方晶系炭化物ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＮｂＣ，ＶＣ
。
が異なる炭窒化チタンの中から選ば４１．、 を二少な
くとも１種の炭窒化チタン粉末に対し、（Ｂ）ＴｉＢ３
ＣｒＢ２． ＴａＢ２． ＭｎＲ２，ＭＯＢ２． ＶＢ
２． ＮｂＢｚ、 ＨｆＢ２ｐ人Ｉ ＢＺ、 ＺｒＢ２
． ｖ１２Ｂ５お、上びＭｏ２．Ｂｙの中から選ばれた
少なくとも１種のホウ化金属化合物粉末を、Ｌ記（Ａ）
成分と（Ｂ）成分との重量割合が５９５〜９５５となる
へく添加混合した混合粉末か、又はその混合粉末に更に
（Ｉ′ｌ）炭化タンタル及び又は窒化タンタルをＭ％合
粉末組成物の全重量の０．０１〜５０重量％となるべく
添加混合した混合粉末を用い、この基本成分に対し１”
（Ｃ１立方晶系炭化物ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＮｂＣ，ＶＣ
。
ＩＩ ｆ Ｃ、あるいは立方晶系複炭化物（ＴａＮｂ）
Ｃの中から選ばれた少なくとも１種の粉末を混合粉末組
成物の全重量の０１〜５０重景％となるべく添加混合し
て得られる混合粉末組成物を焼結しｔ：炭窒化チタン基
セラミックス材料である。
Ｃの中から選ばれた少なくとも１種の粉末を混合粉末組
成物の全重量の０１〜５０重景％となるべく添加混合し
て得られる混合粉末組成物を焼結しｔ：炭窒化チタン基
セラミックス材料である。
本発明に用いる炭窒化チタンＴｉ（Ｃ，Ｎβ）は、チタ
ンに結合する炭素と窒素との原子割合（ａ：β）が異な
る炭窒化チタンの中から選ばれる。乙のα：βの割合は
、通常５９５〜９５５の範囲であり、特に１０９０〜９
０１０の範囲のものが好ましい。
ンに結合する炭素と窒素との原子割合（ａ：β）が異な
る炭窒化チタンの中から選ばれる。乙のα：βの割合は
、通常５９５〜９５５の範囲であり、特に１０９０〜９
０１０の範囲のものが好ましい。
このような炭窒化チタンは１種用いてもよいし、２種以
上組合せて用いてもよい。又該炭窒化チタンは粉末状で
用い、その平均粒径は４μｍ以下の微粉末に調製して用
いることが好ましい。
上組合せて用いてもよい。又該炭窒化チタンは粉末状で
用い、その平均粒径は４μｍ以下の微粉末に調製して用
いることが好ましい。
本発明に用いるホウ化金属化合物は、それぞれＮＢ２及
びＭ２Ｂ１（Ｍは金属である。）で示さｉ］るニホウ化
金属化合物及び五ニホウ化金属化合物であって、ニホウ
化金属化合物として、ＴｉＢ２． ＣｒＢ２゜ＴａＢ２
． ＭｎＲ２，ＭｏＢ２． ＶＢ２． ＮｂＢ２． Ｈ
ｆＢ２及び７．ｒ Ｒ２が用いられる。五ニホウ化金属
化合物どして、Ｗ２Ｂ５及びＭｏ２Ｂ５が用いられる。
びＭ２Ｂ１（Ｍは金属である。）で示さｉ］るニホウ化
金属化合物及び五ニホウ化金属化合物であって、ニホウ
化金属化合物として、ＴｉＢ２． ＣｒＢ２゜ＴａＢ２
． ＭｎＲ２，ＭｏＢ２． ＶＢ２． ＮｂＢ２． Ｈ
ｆＢ２及び７．ｒ Ｒ２が用いられる。五ニホウ化金属
化合物どして、Ｗ２Ｂ５及びＭｏ２Ｂ５が用いられる。
これらのホウ化金属化合物は、それぞれ単独で用いても
よいし、２種以上組合せて用いてもＪ、い。
よいし、２種以上組合せて用いてもＪ、い。
また該ホウ化金属化合物は粉末状で用いるが、平均粒径
４ｐｍ以下、好ましくは２．１７ ｒｎ以下の微粉末に
調製して用いるのがよい。
４ｐｍ以下、好ましくは２．１７ ｒｎ以下の微粉末に
調製して用いるのがよい。
本発明に用いるタンタル化合物は炭化タンタル及び窒化
タンタルであって、それらには、それぞれＴａＣ，Ｔａ
ｚＣ及びＴａｇ、 Ｔａ２Ｎの化合物がある。
タンタルであって、それらには、それぞれＴａＣ，Ｔａ
ｚＣ及びＴａｇ、 Ｔａ２Ｎの化合物がある。
これらのタンタル化合物はそれぞｆ１単独で用いてもよ
いし、２種以上組み合オ〕せて用いてもよい。
いし、２種以上組み合オ〕せて用いてもよい。
また該タンクル化合物は粉末状で用いるが、平均粒径２
μｍ以下の微粉末に調製して用いることが好ましい。
μｍ以下の微粉末に調製して用いることが好ましい。
本発明に用いる立方晶系炭化物はＴｉＣ，Ｚ、ｒＣ。
ＮｂＣ，ＶＣ，ＨｆＣ及び（ＴａＮｂ） Ｃであって、
それぞれ単独で用いても、１いし、２種以上組合せて用
いてもよい。また該炭化物は粉末状で用いるが、平均粒
径２μｍ以下の微粉末に調製して用いることが好ましい
。この炭化物の配合呈は混合粉末組成物全盪に対して０
１〜５０重量％の範囲である。
それぞれ単独で用いても、１いし、２種以上組合せて用
いてもよい。また該炭化物は粉末状で用いるが、平均粒
径２μｍ以下の微粉末に調製して用いることが好ましい
。この炭化物の配合呈は混合粉末組成物全盪に対して０
１〜５０重量％の範囲である。
本発明のセラミックス材料は、次の２種類の方法によっ
て容易に製造することができる。
て容易に製造することができる。
即ち、まず第１の方法として、前記のような割合で配合
された混合粉末組成物を例えば黒鉛型等の型に充填した
後、真空中又は窒素、アルゴン。
された混合粉末組成物を例えば黒鉛型等の型に充填した
後、真空中又は窒素、アルゴン。
水素、二酸化炭素ガスなどの中性若しくは還元性雰囲気
中において、ダイ圧力５０〜３００ｋｇ／ｃａｒ、 １
度１３００〜２０００℃、好ましくは１５００〜１９０
０℃の条件で、１０−２００分間加熱焼結するホットプ
レス法を用いて焼結体を容易に得ることができる。
中において、ダイ圧力５０〜３００ｋｇ／ｃａｒ、 １
度１３００〜２０００℃、好ましくは１５００〜１９０
０℃の条件で、１０−２００分間加熱焼結するホットプ
レス法を用いて焼結体を容易に得ることができる。
次に第２の方法として、該混合粉末組成物を金型に充填
し、０５〜１ｏｔｏｎ／ｃａｒ程度のプレス圧により冷
間圧縮し、次いでその圧粉体をラバープレス、例えば該
汁粉体をゴムチューブに装填後、０５〜１０ｔｏｎ／ｅ
＋ｊ程度の静水圧でプレスして圧力分布を取り除いた圧
粉体を得るか、例えばボールミノ１を用いて泥漿化１７
たのち、差圧を利用したり、加圧することにより成形す
る、所謂泥漿法によって汁粉体を得る。次にこのように
して得Ｉこ圧粉体を真空中又は窒素、７ノ１ゴン、水素
、二酸化炭素ガス等の中性若しくは還元性雰囲気中で１
５００〜２２００℃、好ましくは１６００〜２０００℃
の温度で６０〜２００分間焼結するという方法を用いて
、焼結体を容易に得ることができる。
し、０５〜１ｏｔｏｎ／ｃａｒ程度のプレス圧により冷
間圧縮し、次いでその圧粉体をラバープレス、例えば該
汁粉体をゴムチューブに装填後、０５〜１０ｔｏｎ／ｅ
＋ｊ程度の静水圧でプレスして圧力分布を取り除いた圧
粉体を得るか、例えばボールミノ１を用いて泥漿化１７
たのち、差圧を利用したり、加圧することにより成形す
る、所謂泥漿法によって汁粉体を得る。次にこのように
して得Ｉこ圧粉体を真空中又は窒素、７ノ１ゴン、水素
、二酸化炭素ガス等の中性若しくは還元性雰囲気中で１
５００〜２２００℃、好ましくは１６００〜２０００℃
の温度で６０〜２００分間焼結するという方法を用いて
、焼結体を容易に得ることができる。
また本発明のセラミックス材料は、通常知られているＨ
ＸＰ法等によっても製造することが出来る。
ＸＰ法等によっても製造することが出来る。
〈実施例〉
以下本発明について、その実施例と比較例とを示し乍ら
詳述する。
詳述する。
ｉ施虜−４−
炭素と窒素との原子比率５０゛５０の炭窒化チャン粉末
〔以下Ｔ ｉ （Ｃ５６Ｎ５ｏ）のように表示する〕６
５重量％。
〔以下Ｔ ｉ （Ｃ５６Ｎ５ｏ）のように表示する〕６
５重量％。
ニホウ化チタン粉末３０重量％及び炭化ニオブ粉末５重
量％を均一に混合して混合粉末組成物を調製した後、こ
の組成物を黒鉛型に充填する。次にこの黒鉛型をダイ圧
力２ＱＯｋｇ／ｃｕｔで加圧し乍ら真空中で１７００℃
にて６０分間加熱焼結した。
量％を均一に混合して混合粉末組成物を調製した後、こ
の組成物を黒鉛型に充填する。次にこの黒鉛型をダイ圧
力２ＱＯｋｇ／ｃｕｔで加圧し乍ら真空中で１７００℃
にて６０分間加熱焼結した。
このようにして得られた焼結体は抗折力１４０ｋｇ／ｍ
ｌｌｌ１．ビッカース硬度２５５０ｋｇ／＋＋＋ＩＩ
Ｐを有していｔコ。乙の焼結体の組織を走査型顕微鏡写
真で観察しｔ二ところ、空隙率はＯ，］ｖｏ１％であっ
た。この例を第１表のＮｏ、 ５に示すと共に、同様の
方法で得た焼結体の物性及び焼結条件を第１表に示す。
ｌｌｌ１．ビッカース硬度２５５０ｋｇ／＋＋＋ＩＩ
Ｐを有していｔコ。乙の焼結体の組織を走査型顕微鏡写
真で観察しｔ二ところ、空隙率はＯ，］ｖｏ１％であっ
た。この例を第１表のＮｏ、 ５に示すと共に、同様の
方法で得た焼結体の物性及び焼結条件を第１表に示す。
Ｉこｔ、ｆｌ、、第１表において、Ｎｏ、 １ 、 Ｎ
ｏ、 ２は比較例である。
ｏ、 ２は比較例である。
実施−例−？−
炭素と窒素との原子比率５０５０の炭窒化チタン粉末６
９重量％、ニホウ化チタン粉末３０重液％及びタンタル
・ニオブ・カーバイｌ−［（Ｔａ４．Ｎｂ＋σ）Ｃ）粉
末１重置％を均一に混合し、この組成物を金型で圧縮成
形した後、２ ｔｏｎ／ｃｌＩｒの圧力でラバー＝ｆ
Ｌ−スして圧粉成形体を作製する。この成形体をアルゴ
ン中で１８００℃にて９０分間加熱焼結した。
９重量％、ニホウ化チタン粉末３０重液％及びタンタル
・ニオブ・カーバイｌ−［（Ｔａ４．Ｎｂ＋σ）Ｃ）粉
末１重置％を均一に混合し、この組成物を金型で圧縮成
形した後、２ ｔｏｎ／ｃｌＩｒの圧力でラバー＝ｆ
Ｌ−スして圧粉成形体を作製する。この成形体をアルゴ
ン中で１８００℃にて９０分間加熱焼結した。
このようにして得られた焼結体は抗折力８５ｋｇ／ｎ＋
♂、ビ、ソカース硬度２５００ｋｇ／＋＋＋＋ａ’で、
焼結体中には気孔はなかった。この例を第２表のＮｏ、
１６に示すと共に、同様の方法で得た焼結体の物性及び
焼結条件を第２表に示す。
♂、ビ、ソカース硬度２５００ｋｇ／＋＋＋＋ａ’で、
焼結体中には気孔はなかった。この例を第２表のＮｏ、
１６に示すと共に、同様の方法で得た焼結体の物性及び
焼結条件を第２表に示す。
ｔこｔ！シ、Ｎｏ、１７は比較例である。
〈発明の効宋〉
以上述べて来た如く、本発明の炭窒化チタン基セラミッ
ク材料は高６１Ｔｉなタンタルを全く用いないか、又は
用いるとじ一〇も少量で、高強度かつ高硬度をすしてお
り、耐摩耗性部材や切削工具用の材料として優れ、安価
な工業用セラミックス材料とし゛Ｃ有用である。
ク材料は高６１Ｔｉなタンタルを全く用いないか、又は
用いるとじ一〇も少量で、高強度かつ高硬度をすしてお
り、耐摩耗性部材や切削工具用の材料として優れ、安価
な工業用セラミックス材料とし゛Ｃ有用である。
又本発明の炭窒化チタン基セラミック材料は、その成分
としての立方晶系炭化物及びタンタル化合物が、周期律
表のｌＶｂ族化合物を含む環境下では潤滑性に富むＭ−
（］Ｖｂ）２化合物表面層を形成し、優れた摺動特性を
示すというのも大きな特長の一つである。
としての立方晶系炭化物及びタンタル化合物が、周期律
表のｌＶｂ族化合物を含む環境下では潤滑性に富むＭ−
（］Ｖｂ）２化合物表面層を形成し、優れた摺動特性を
示すというのも大きな特長の一つである。
特許出願人 工業技術院長（他１名）
代 理 人 有吉 教哨
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）炭素と窒素との原子割合が異なる炭窒化チタ
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
に対し、（Ｂ）ＴｉＢ＿２、ＣｒＢ＿２、ＴａＢ＿２、
ＭｎＢ＿２、ＭｏＢ＿２、ＶＢ＿２、ＮｂＢ＿２、Ｈｆ
Ｂ＿２、ＡｌＢ＿２、ＺｒＢ＿２、Ｗ＿２Ｂ＿５および
Ｍｏ＿２Ｂ＿５の中から選ばれた少なくとも１種のホウ
化金属化合物粉末を、上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分との
重量割合が５：９５〜９５：５となるべく添加混合し、
更に（Ｃ）立方晶系炭化物ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、Ｖ
Ｃ、ＨｆＣ、あるいは立方晶系複炭化物（ＴａＮｂ）Ｃ
の中から選ばれた少なくとも１種の粉末を混合粉末組成
物の全重量の０．１〜５０重量％となるべく添加混合し
て得られる混合粉末組成物を焼結して成る炭窒化チタン
基セラミックス材料。 ２、（Ａ）炭素と窒素との原子割合が異なる炭窒化チタ
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
に対し、（Ｂ）ＴｉＢ＿２、ＣｒＢ＿２、ＴａＢ＿２、
ＭｎＢ＿２、輩ＭｏＢ＿２、ＶＢ＿２、ＮｂＢ＿２、Ｈ
ｆＢ＿２、ＡｌＢ＿２、ＺｒＢ＿２、Ｗ＿２Ｂ＿５およ
びＭｏ＿２Ｂ＿５の中から選ばれた少なくとも１種のホ
ウ化金属化合物粉末を、上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分と
の重量割合が５：９５〜９５：５となるべく添加混合し
、該混合粉末に、（Ｄ）炭化タンタル及び又は窒化タン
タルを混合粉末組成物の全重量の０．０１〜５０重量％
となるべく添加混合し、更に（Ｃ）立方晶系炭化物Ｔｉ
Ｃ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、ＨｆＣ、あるいは立方晶系
複炭化物（ＴａＮｂ）Ｃの１１から選ばれた少なくとも
１種の粉末を混合粉末組成物の全重量の０．１〜５０重
量％となるべく添加混合して得られる混合粉末組成物を
焼結して成る炭窒化チタン基セラミックス材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60239884A JPS62100478A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 炭窒化チタン基セラミツクス材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60239884A JPS62100478A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 炭窒化チタン基セラミツクス材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100478A true JPS62100478A (ja) | 1987-05-09 |
Family
ID=17051310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60239884A Pending JPS62100478A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 炭窒化チタン基セラミツクス材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62100478A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2725197A1 (fr) * | 1994-09-29 | 1996-04-05 | Kyocera Corp | Produit fritte a couleur d'argent et procede pour le fabriquer |
-
1985
- 1985-10-26 JP JP60239884A patent/JPS62100478A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2725197A1 (fr) * | 1994-09-29 | 1996-04-05 | Kyocera Corp | Produit fritte a couleur d'argent et procede pour le fabriquer |
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