JPS63129059A - 耐摩耗性セラミツク焼結体 - Google Patents
耐摩耗性セラミツク焼結体Info
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- JPS63129059A JPS63129059A JP61271049A JP27104986A JPS63129059A JP S63129059 A JPS63129059 A JP S63129059A JP 61271049 A JP61271049 A JP 61271049A JP 27104986 A JP27104986 A JP 27104986A JP S63129059 A JPS63129059 A JP S63129059A
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- Japan
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- ceramic
- silicon carbide
- aintered
- antiabrasive
- wear
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- Pending
Links
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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、切削工具や機械的衝撃の激しい所で使われる
耐蝕耐摩耗部品、電子工業用部品に好適に利用されうる
。
耐蝕耐摩耗部品、電子工業用部品に好適に利用されうる
。
「従来の技術」
アルミナは切削工具用セラミックとしてすぐれた特性を
有している。しかし、このすぐれた特性、就中耐摩耗性
もアルミナの靭性の低さ、熱伝導の悪さのために汎用工
具としては用いられず、用途が限られている。これを改
良するため、高硬度で熱伝導性の良い炭化ケイ素を８〜
５０体積チ含有せしめ、残部アルミナで構成したセラミ
ック工具材料（米国特許第２９７９４１４号公報）が知
られている。
有している。しかし、このすぐれた特性、就中耐摩耗性
もアルミナの靭性の低さ、熱伝導の悪さのために汎用工
具としては用いられず、用途が限られている。これを改
良するため、高硬度で熱伝導性の良い炭化ケイ素を８〜
５０体積チ含有せしめ、残部アルミナで構成したセラミ
ック工具材料（米国特許第２９７９４１４号公報）が知
られている。
「発明が解決しようとする問題点」
しかし、上述のように炭化ケイ素を含有させることによ
って靭性はかなシ向上するものの、耐摩耗性の低下が著
しいため、汎用に至らない。
って靭性はかなシ向上するものの、耐摩耗性の低下が著
しいため、汎用に至らない。
本発明は、炭化ケイ素５〜４５体積％、残部主としてア
ルミナよシなる焼結体において、その靭性を低下させる
ことなく、耐摩耗性を向上させることを目的とする。
ルミナよシなる焼結体において、その靭性を低下させる
ことなく、耐摩耗性を向上させることを目的とする。
「問題点を解決するための手段」
その手段は、炭化ケイ素のうち５〜８０％をウィスカー
とし、残りを平均粒径１〜１０μｍ、好ましくは１．５
〜６μｍの粒子としたところにある。
とし、残りを平均粒径１〜１０μｍ、好ましくは１．５
〜６μｍの粒子としたところにある。
「作用」
炭化ケイ素粒子の平均粒径を１〜１０μｍ１好ましくは
１．５〜６μｍとしたのは、その範囲で焼結体の破壊靭
性値が最も高くなるからである。これはＡ １ ｚ Ｏ
ｓマトリックスとＳＩＣ粒子との熱膨張差により、焼結
後の冷却過程において亀裂又は内部残留応力を発生させ
、これらが工具使用時に発生し進展するクツツクの破壊
エネルギーを吸収するためであると考えられる。かかる
ＳｉＣ粒子の作用は、β型結晶よシもα型結晶の方が顕
著である。α型は板状あるいはくさび状の角ばった形を
した粒子を得やすく、このような粒子はマイクロクフッ
キングを起こしやすく、エネルギー吸収に一段と有効に
なると考えられるからである。１μｍ未満の微粒では残
留応力の発生が小さく靭性が低い。また１０μｍを超え
ると亀裂の発生が激しくなシ、絶対強度が低下する。
１．５〜６μｍとしたのは、その範囲で焼結体の破壊靭
性値が最も高くなるからである。これはＡ １ ｚ Ｏ
ｓマトリックスとＳＩＣ粒子との熱膨張差により、焼結
後の冷却過程において亀裂又は内部残留応力を発生させ
、これらが工具使用時に発生し進展するクツツクの破壊
エネルギーを吸収するためであると考えられる。かかる
ＳｉＣ粒子の作用は、β型結晶よシもα型結晶の方が顕
著である。α型は板状あるいはくさび状の角ばった形を
した粒子を得やすく、このような粒子はマイクロクフッ
キングを起こしやすく、エネルギー吸収に一段と有効に
なると考えられるからである。１μｍ未満の微粒では残
留応力の発生が小さく靭性が低い。また１０μｍを超え
ると亀裂の発生が激しくなシ、絶対強度が低下する。
炭化ケイ素の一部の形態をウィスカーとすると耐摩耗性
が向上する。但し、その量が炭化ケイ素全体の５％に満
たないと、耐摩耗作用に乏しく８０チを超えると焼結性
を阻害する。ウィスカーが耐摩耗作用をする理由は明確
でないが物理的摩耗に対してはその形状が、化学的摩耗
に対しては結晶の完全性にもとづき化学的安定性の高い
ことが寄与していると考えられる。
が向上する。但し、その量が炭化ケイ素全体の５％に満
たないと、耐摩耗作用に乏しく８０チを超えると焼結性
を阻害する。ウィスカーが耐摩耗作用をする理由は明確
でないが物理的摩耗に対してはその形状が、化学的摩耗
に対しては結晶の完全性にもとづき化学的安定性の高い
ことが寄与していると考えられる。
なお、本発明の対象とする焼結体成分のうち炭化ケイ素
を除く残部をアルミナのみの場合に限らず、主としてア
ルミナとしたのは、ＭｇＯ。
を除く残部をアルミナのみの場合に限らず、主としてア
ルミナとしたのは、ＭｇＯ。
ＣａＯｒ Ｚｒ０ｚ ＋ Ｓｔｏｗ ＋ Ｙ２Ｏ３＋
ＤｙｚＯｓ等の焼結助剤をｌＯチ以下の範囲で添加含有
させても上記の作用を同様に奏するからである。
ＤｙｚＯｓ等の焼結助剤をｌＯチ以下の範囲で添加含有
させても上記の作用を同様に奏するからである。
「実施例」
α−Ａ １ ｚ Ｏｓ・・・平均粒径０．７μｍ１純度
９９．９％。
９９．９％。
α−８ＩＣ・・・第１果に示す平均粒径、純度９３％以
上、遊離Ｃ，５ｉＣ４％ 以下、５ｉＯｚ８％以下。
上、遊離Ｃ，５ｉＣ４％ 以下、５ｉＯｚ８％以下。
β−８ｉＣ・・・平均粒径８．３μｍ、純度９８％以上
、遊離Ｃ，Ｓｉ０．５チ以下、 ５ｉＯｚ０．２％以下。
、遊離Ｃ，Ｓｉ０．５チ以下、 ５ｉＯｚ０．２％以下。
ＭｇＯ、ＣａＯＩ Ｙ２Ｏ３＊ Ｄ’１ｚＯｓ ”・平
均粒径２４μｍ１純度９９％以上。
均粒径２４μｍ１純度９９％以上。
α−８ｉＣウイスカー・・・長さ３０〜８０μｍ１太さ
０．４μｍ。
０．４μｍ。
β−８ＩＣウイスカー・・・長さ８０〜８０μｍ。
太さ０．６μｍ０
上記の原料粉末を第１表の組成に配合し、ボールミルを
用いてエタノール中で混合し乾燥ののち素地とした。こ
の素地粉末を第１表に示す焼結法によって焼結した。
用いてエタノール中で混合し乾燥ののち素地とした。こ
の素地粉末を第１表に示す焼結法によって焼結した。
焼結法の詳細を以下に示す。
（１） Ｈ−Ｐ法
黒鉛型に素地粉末を詰め、圧力２００１に／ｃ１第１表
の焼結温度にて１５分保持する加圧焼結法。
の焼結温度にて１５分保持する加圧焼結法。
（２）Ｎ−８法
素地粉末１００重量部に８重電部のパフフィンを添加し
たのち１．５ｔ／ｄの圧力にて金型成形し、５００°Ｃ
で２時間脱脂後、減圧アルゴン雰囲気中、第１表の焼結
温度で１時間保持する普通焼結法。
たのち１．５ｔ／ｄの圧力にて金型成形し、５００°Ｃ
で２時間脱脂後、減圧アルゴン雰囲気中、第１表の焼結
温度で１時間保持する普通焼結法。
（８）ＨＩＰ法
第１表に示す温度による普通焼結法にて作られた予備焼
結体を１６００”Ｃ１５００気圧で２時間保持する熱間
静水圧加圧法。
結体を１６００”Ｃ１５００気圧で２時間保持する熱間
静水圧加圧法。
得られた焼結体をダイヤモンド砥石によって５ＮＧＮ４
８２ＴＮ形状、表面８８以下（ＪＩＳ規格）に研磨し、
第２表及び第８表に示す条件でそれぞれ切削テストＩ及
び切削テス）ＩＩを行った。
８２ＴＮ形状、表面８８以下（ＪＩＳ規格）に研磨し、
第２表及び第８表に示す条件でそれぞれ切削テストＩ及
び切削テス）ＩＩを行った。
また焼結体について、ビッカース硬度（荷重１ｏｉｂ）
、抗折強度（８Ｘ４Ｘ８０（スパン）諺）及び破壊靭性
値を測定した。破壊靭性値はを用いた。
、抗折強度（８Ｘ４Ｘ８０（スパン）諺）及び破壊靭性
値を測定した。破壊靭性値はを用いた。
以上の結果を第１表に示す。
第１表かられかるように本発明焼結体−１〜−１８は高
強度、高靭性で、切削性能も優れたものであった。そし
て焼結体Ｎ１６〜ｒｌ＆１８とＮｌＲ３との比較から、
全ＳＩＣ中のＳＩＣウィスカーの含有量が少量でもＳｉ
Ｃウィスカー添加効果が大きいことがわかった。−９の
切削性能が劣っているのは普通焼結法を用いたためと考
えられる。
強度、高靭性で、切削性能も優れたものであった。そし
て焼結体Ｎ１６〜ｒｌ＆１８とＮｌＲ３との比較から、
全ＳＩＣ中のＳＩＣウィスカーの含有量が少量でもＳｉ
Ｃウィスカー添加効果が大きいことがわかった。−９の
切削性能が劣っているのは普通焼結法を用いたためと考
えられる。
「効果」
耐摩耗性が向上する。
第１図及び第２図は、本発明耐摩耗性セラミック焼結体
を切削工具に応用して切削テストを行りているところを
示す図である。 １・・・耐摩耗性セラミック焼結体、２・・・測面凸凹
付九棒、８・・・円筒 特許出願人 日本特殊陶業株式会社１．−１代表者鈴木
亭−。 第 １ 図 λ 第 ９ 図
を切削工具に応用して切削テストを行りているところを
示す図である。 １・・・耐摩耗性セラミック焼結体、２・・・測面凸凹
付九棒、８・・・円筒 特許出願人 日本特殊陶業株式会社１．−１代表者鈴木
亭−。 第 １ 図 λ 第 ９ 図
Claims (1)
- 炭化ケイ素５〜４５体積％、残部主としてα型アルミ
ナよりなるものにおいて、前記炭化ケイ素のうち５〜８
０％がウィスカーであって、残りが平均粒径１〜１０μ
ｍの粒子であることを特徴とする耐摩耗性セラミック焼
結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271049A JPS63129059A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 耐摩耗性セラミツク焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61271049A JPS63129059A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 耐摩耗性セラミツク焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63129059A true JPS63129059A (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=17494691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61271049A Pending JPS63129059A (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | 耐摩耗性セラミツク焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63129059A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6479063A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-24 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Aluminum oxide-based sintered body having superior wear resistance |
| JPS6487551A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Koichi Niihara | Sic-al2o3 composite sintered body and its production thereof |
| JP2003089573A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-28 | Kyocera Corp | 非磁性セラミックスとその製造方法及びこれを用いた磁気ヘッド用基板 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174165A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | 株式会社 リケン | 切削工具用チップ及びその製造方法 |
| JPS6355169A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 炭化ケイ素強化アルミナ焼結体 |
-
1986
- 1986-11-14 JP JP61271049A patent/JPS63129059A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174165A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | 株式会社 リケン | 切削工具用チップ及びその製造方法 |
| JPS6355169A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 炭化ケイ素強化アルミナ焼結体 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6479063A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-24 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Aluminum oxide-based sintered body having superior wear resistance |
| JPS6487551A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Koichi Niihara | Sic-al2o3 composite sintered body and its production thereof |
| JP2003089573A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-28 | Kyocera Corp | 非磁性セラミックスとその製造方法及びこれを用いた磁気ヘッド用基板 |
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