JPS6317277A - 硬質層被覆サイアロンセラミツクスおよびその製造方法 - Google Patents
硬質層被覆サイアロンセラミツクスおよびその製造方法Info
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- JPS6317277A JPS6317277A JP16011886A JP16011886A JPS6317277A JP S6317277 A JPS6317277 A JP S6317277A JP 16011886 A JP16011886 A JP 16011886A JP 16011886 A JP16011886 A JP 16011886A JP S6317277 A JPS6317277 A JP S6317277A
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- sialon ceramics
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Landscapes
- Ceramic Products (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、表面に硬質被覆層を有するサイアロンセラミ
ックスおよびその製造方法に関し、ダイス、射出成形工
具、バルブ、ポンプ部品等の４磨用工具等に用いられて
、有効な硬質層被覆サイアロンセラミックスおよびその
製造方法に関するものである。
ックスおよびその製造方法に関し、ダイス、射出成形工
具、バルブ、ポンプ部品等の４磨用工具等に用いられて
、有効な硬質層被覆サイアロンセラミックスおよびその
製造方法に関するものである。
サイアロンセラミックスは耐摩耗性に優れているため、
ダイス等の分野で用いられつつある。
ダイス等の分野で用いられつつある。
しかし、ダイスの主流である超硬合金に比較し硬度がや
や低く、耐摩耗性も劣るという問題を有していた。
や低く、耐摩耗性も劣るという問題を有していた。
本願発明は以上の問題点に着目してなされたもので、従
来のサイアロンよりさらに耐摩耗性の向上をはかったサ
イアロンセラミックスおよびその製造方法の提供を目的
とする。
来のサイアロンよりさらに耐摩耗性の向上をはかったサ
イアロンセラミックスおよびその製造方法の提供を目的
とする。
本願発明は、サイアロンセラミックスの表面にＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｖ、Ｎｂの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種又
は２種以上より構成され、膜厚１０μｍ以下の被覆層を
設けることにより、前記問題点を解決するものである。
ｒ、Ｖ、Ｎｂの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種又
は２種以上より構成され、膜厚１０μｍ以下の被覆層を
設けることにより、前記問題点を解決するものである。
本願発明の硬質層被覆サイアロンセラミックスは、サイ
アロンセラミックスを窒化性ガス、炭化性ガスの１種又
は２種以上の分圧が合計で、１×ＬＯ−４−９Ｘ １０
〜’ Ｔｏｒｒの雰囲気中、 ４００〜７００℃の温度
範囲で１０分〜３時間保持してＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂの
窒化物、炭化物および炭窒化物の１種又は２種以上の被
覆層を蒸着法により形成することにより製造することが
できる。また、被覆層をより一層強固に密着させる場合
には、さらにＮ２ガス雰囲気中、１２５０〜１５５０°
Ｃで焼結すればよい。
アロンセラミックスを窒化性ガス、炭化性ガスの１種又
は２種以上の分圧が合計で、１×ＬＯ−４−９Ｘ １０
〜’ Ｔｏｒｒの雰囲気中、 ４００〜７００℃の温度
範囲で１０分〜３時間保持してＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂの
窒化物、炭化物および炭窒化物の１種又は２種以上の被
覆層を蒸着法により形成することにより製造することが
できる。また、被覆層をより一層強固に密着させる場合
には、さらにＮ２ガス雰囲気中、１２５０〜１５５０°
Ｃで焼結すればよい。
本願発明における硬質被覆層について説明する。
第１表には、βサイアロンおよび硬質被覆層となる物質
の硬さくＨｖ）、熱膨張率を示す。
の硬さくＨｖ）、熱膨張率を示す。
第 １ 表
本願発明ではサイアロンセラミックスの表面に第１表に
示すＴｉＮ、ＴｉＣ，ＺｒＮ等の硬質の物質を被覆する
ことに上り、耐摩耗性の向上を図るものである。なお、
被覆層の厚さが１０μｍを越えると被覆層の靭性が低下
し、耐塵工具として使用した場合には、剥離による摩耗
が起りやすくなるため、被覆層の厚さは１０μｍ以下と
する。
示すＴｉＮ、ＴｉＣ，ＺｒＮ等の硬質の物質を被覆する
ことに上り、耐摩耗性の向上を図るものである。なお、
被覆層の厚さが１０μｍを越えると被覆層の靭性が低下
し、耐塵工具として使用した場合には、剥離による摩耗
が起りやすくなるため、被覆層の厚さは１０μｍ以下と
する。
また、被覆層として用いる物質としては硬さの点からＴ
ｉＣ，ＺｒＣ等の炭化物が有効である。
ｉＣ，ＺｒＣ等の炭化物が有効である。
本願発明によると、母材のサイアロンセラミックスの表
面にＴｉＮ、ＴｉＣ等の窒化物、炭化物が密着性良く被
覆されるものであるが、これは蒸着中に金属蒸気がサイ
アロンと反応して金属窒化物を形成し、これらと蒸着物
質であるＴｉＮ、ＴｉＣ・・・が強固に結合するためと
推定される。
面にＴｉＮ、ＴｉＣ等の窒化物、炭化物が密着性良く被
覆されるものであるが、これは蒸着中に金属蒸気がサイ
アロンと反応して金属窒化物を形成し、これらと蒸着物
質であるＴｉＮ、ＴｉＣ・・・が強固に結合するためと
推定される。
特に蒸着の前段階あるいは蒸着時にＮ２、ＮＨ。
などの窒化性ガスやＣＨ，、Ｃ，Ｎ５などの炭化性ガス
あるいはこれらの混合ガス雰囲気中で、温度４００〜７
００℃、時間１０分−３時間保持すれば上記効果により
、被膜が形成される。この場合１反応性ガスは合計の分
圧がＩ Ｘ １０〜’ Ｔｏｒｒ未満では効果が実質的
にあられれず、一方９ Ｘ １０〜’ Ｔｏｒｒを越え
ると反応膜がポーラスになって逆に密着性が低下するの
で、ｌ×１０″−９Ｘ １Ｏ−１Ｔｏｒｒとなるように
流量調整を行なう。
あるいはこれらの混合ガス雰囲気中で、温度４００〜７
００℃、時間１０分−３時間保持すれば上記効果により
、被膜が形成される。この場合１反応性ガスは合計の分
圧がＩ Ｘ １０〜’ Ｔｏｒｒ未満では効果が実質的
にあられれず、一方９ Ｘ １０〜’ Ｔｏｒｒを越え
ると反応膜がポーラスになって逆に密着性が低下するの
で、ｌ×１０″−９Ｘ １Ｏ−１Ｔｏｒｒとなるように
流量調整を行なう。
さらに密着性の良い被膜とするためにＮ２ガス雰囲気中
（１ａｔｍ、１．０〜２．０ Ｑ ／ｗｉｎ）、１２５
０〜１５５０℃で熱処理し、サイアロン母材と拡散反応
することによってより強固な被膜を形成する。
（１ａｔｍ、１．０〜２．０ Ｑ ／ｗｉｎ）、１２５
０〜１５５０℃で熱処理し、サイアロン母材と拡散反応
することによってより強固な被膜を形成する。
Ｓｉ、Ｎ、（平均粒径０．３μ＋ｍ、α化率９０％）、
Ａｌ２Ｏ，（平均粒径０．３ ｐ ｍ、α化率９９．９
％）、ＡＩＮ固溶体（平均粒径３ｐｍ）、Ｙ２Ｏａ （
平均粒径１０μｍ、α化率９９．９９％）を一般式５ｉ
Ｇ−ｚＡｌ、Ｏ。
Ａｌ２Ｏ，（平均粒径０．３ ｐ ｍ、α化率９９．９
％）、ＡＩＮ固溶体（平均粒径３ｐｍ）、Ｙ２Ｏａ （
平均粒径１０μｍ、α化率９９．９９％）を一般式５ｉ
Ｇ−ｚＡｌ、Ｏ。
Ｎ、、でｚ＝０．５の組成となるようにし、高純度アル
ミナを媒体として得られたβサイアロン焼結体をダイヤ
モンド砥石（８１０００）で研磨後、ホローカソード方
式のイオンブレーティングによりＴｉＮとＴｉＣの被膜
処理を行った。製造条件は温度６００℃、Ｎ２分圧４
Ｘ １Ｏ−４Ｔｏｒｒで保持時間を３０分−５時間と変
えることにより、膜厚を変化させた硬質層被覆処理後の
ものをさらに、Ｎ２ガス雰囲気中（１ａｔｍ、１．２
Ｑ ／ｍ１ｎ）、１３５０℃Ｘ４１１ｒで熱処理した。
ミナを媒体として得られたβサイアロン焼結体をダイヤ
モンド砥石（８１０００）で研磨後、ホローカソード方
式のイオンブレーティングによりＴｉＮとＴｉＣの被膜
処理を行った。製造条件は温度６００℃、Ｎ２分圧４
Ｘ １Ｏ−４Ｔｏｒｒで保持時間を３０分−５時間と変
えることにより、膜厚を変化させた硬質層被覆処理後の
ものをさらに、Ｎ２ガス雰囲気中（１ａｔｍ、１．２
Ｑ ／ｍ１ｎ）、１３５０℃Ｘ４１１ｒで熱処理した。
膜厚は、硬質層被覆処理後切断し、顕微鏡で測定した。
そして、耐摩耗性の評価は大越式の摩耗テストで行った
。条件はリング材を５ＵＳ３０４、摺動速度０．９４ｍ
／ｓ、最終荷重２．１ｋｇ、摺動距離６００ｍで比摩耗
量を測定することにより評価した。その結果を第２表に
示すが、本発明にかかるＮｏ、１〜Ｎｏ、５の硬質層被
覆サイアロンセラミックスは、良好な耐摩耗性を示すこ
とがわかる。
。条件はリング材を５ＵＳ３０４、摺動速度０．９４ｍ
／ｓ、最終荷重２．１ｋｇ、摺動距離６００ｍで比摩耗
量を測定することにより評価した。その結果を第２表に
示すが、本発明にかかるＮｏ、１〜Ｎｏ、５の硬質層被
覆サイアロンセラミックスは、良好な耐摩耗性を示すこ
とがわかる。
第 ２ 表
〔発明の効果〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ サイアロンセラミックスの表面にＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種又は２種以
上より構成され、膜厚１０μｍ以下の被覆層を有するこ
とを特徴とする硬質層被覆サイアロンセラミックス。 ２ サイアロンセラミックスの表面にＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種又は２種以
上の被覆層を形成するにあたり、前記サイアロンセラミ
ックスを窒化性ガス、炭化性ガスの１種又は２種以上の
分圧が合計で１×１０＾−＾４〜９×１０＾−＾１Ｔｏ
ｒｒの雰囲気中、４００−７００℃で１０分〜３時間保
持して被覆層を形成することを特徴とする硬質層被覆サ
イアロンセラミックスの製造方法。 ３ サイアロンセラミックスの表面にＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、
Ｎｂの窒化物、炭化物および炭窒化物の１種又は２種以
上の被覆層を形成するにあたり、前記サイアロンセラミ
ックスを窒化性ガス、炭化性ガスの１種又は２種以上の
分圧が合計で１×１０＾−＾４〜９×１０＾−＾１Ｔｏ
ｒｒの雰囲気中、４００−７００℃で１０分〜３時間保
持して被覆層を形成し、さらにＮ＿２ガス雰囲気中（１
ａｔｍ１．０〜２．０ｌ／ｍｉｎ）、１２５０〜１５５
０℃で熱処理することを特徴とする硬質層被覆サイアロ
ンセラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16011886A JPS6317277A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 硬質層被覆サイアロンセラミツクスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16011886A JPS6317277A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 硬質層被覆サイアロンセラミツクスおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6317277A true JPS6317277A (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=15708250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16011886A Pending JPS6317277A (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 硬質層被覆サイアロンセラミツクスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6317277A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05246782A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-09-24 | Praxair St Technol Inc | 準化学量論的窒化ジルコニウム被覆 |
-
1986
- 1986-07-08 JP JP16011886A patent/JPS6317277A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05246782A (ja) * | 1991-07-11 | 1993-09-24 | Praxair St Technol Inc | 準化学量論的窒化ジルコニウム被覆 |
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