JPS63317601A - サ−メット製造用Ｃｏ−Ｎｉ系合金粉末バインダ− - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は焼結性を損わずに耐熱性を向上することのでき
るサーメット製造用のＣｏ−Ｎｉ系合金粉末バインダー
に関するものである。

［従来の技術］ サーメットは主にセラミックスと金属とからなる複合材
料であり、セラミックスの硬さと耐熱性に金属の強靭性
を兼備させた材料であり広範囲の用途が期待されている
。例えば従来知られているＷＣ−Ｃｏ系やＴ　ｉ　Ｃ−
Ｎ　ｉ系のサーメットは硬度や靭性が優れていることに
よって良好な耐摩耗性を発揮するので切削工具、金型、
ダイス、ロール等の治工具用材料として開発されてきた
。このようにサーメットにおける従来の開発課題はもっ
ばらサーメットの特性に着目した用途開発と材料自体の
高硬性および高強靭性の一層の向上にあった。特に後者
の材料特性の向上については、ＷＣやＴｉｃ等の硬質化
粒子の微粒化或はＴａＣ。

ＴｉＮ、ＮｂＣの添加等が行なわれてきた。

一方、サーメットの耐熱性の向上も重要な課題であり、
金属成分としてＣｒを添加する方法が検討されてきたが
、耐熱性の向上にもかかわらず焼結時にＣｒの酸化が起
こり、焼結性を低下させてしまうという問題があった。

［発明が解決しようとする問題点コ そこで本発明においてはサーメットの焼結性を損わずに
耐熱性を向上できるバインダー成分について検討した。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決することのできた本発明のサーメット
製造用Ｃｏ−Ｎｉ、％合金粉末バインダーとはＮｉ含有
量が２５〜７５％で残部がｃ。

および不可避不純物からなり、平均粒径が１０μｍ以下
であることを構成要旨とするものである。

［作用］ サーメットの耐熱性を向上させるには元々高耐熱性であ
るセラミックス成分をそれ以上改質するよりもセラミッ
クス微粒子間のバインダーとして作用する金属成分の耐
熱性の向上が要求される。

そこでこの金属成分について種々検討した結果、Ｎｉ分
が２５〜７５％で残部がＣｏおよび不可避不純物からな
り、平均粒径が１０μｍ以下のＣｏ−Ｎｉ合金粉末をバ
インダーとして使用すれば焼結性を損うことなく耐熱性
の良好なサーメットが得られるという知見を得たのであ
る。ＣｏとＮｉはもともと炭化物や窒化物と配合してサ
ーメットを製造する際のバインダーとして使用されてい
るものであり、焼結性が良好なものである。

このうち特にＮｉは耐熱超合金の主成分として用いられ
ているものであり、また耐酸化性に優れており、たとえ
酸化されてもＮｉ酸化物がＣｒ酸化物のように安定では
ないので焼結の進行につれて熱分解を受は金属Ｎｉに戻
ってバインダー機能を示すから、結果として焼結性を阻
害することはない。

第１図に、ＷＣ粉末にＣｏ−Ｎｉ合金粉末を１０％混合
してサーメットを製造した際のＣｏ−Ｎｉ合金粉末中の
Ｎｉ含有量と曲げ強度ならびに大気中、８００℃で１０
時間加熱したときの酸化増量の関係を示す。Ｃｏ−Ｎｉ
合金粉末中のＮｉ量が２５〜７５％では酸化増量が少な
く、また曲げ強度（機械的強度）がやや向上しておりこ
の範囲では焼結性が良好であることがわかる。

尚、第１図中・印で示されているのはＣｏ粉末５０％と
Ｎｉ粉末５０％をプレミックスしたものをバインダーと
して混合し製造したサーメットであり、酸化増量も多く
曲げ強度が低くなっている。これはプレミックス粉では
ＮｉとＣｏの均一分散性が不十分なためであり、Ｎｉ粉
およびＣ。

粉が別々に独立して存在するものをマトリックス中に混
合したものよりも合金化したものを混合した方が均一性
の点で良いことがわかる。

第２図にＷＣ粉末とＣｏ−５０％Ｎｉ合金粉末をバイン
ダーとして１０％混合し、サーメットを製造した際のＣ
ｏ−Ｎｉ合金粉末の平均粒径と曲げ強度ならびに酸化増
量との関係を示す。第２図から明らかなように平均粒径
が１０μｍを超えると酸化増量が顕著になり、また曲げ
強度も低下しており焼結性が不良となることがわかる。

前記したＣｏ−Ｎｉ合金粉末中のＮｉ量および平均粒径
に由来する性質はセラミックス成分がＷＣである場合に
特定されるものではなく、その他サーメット用原料とし
て使用されている他のセラミックス材料、例えばＴｉＮ
、Ｔｉｃ。

ＴａＣ，Ｖｃ等の１種または２種以上の混合系に対して
も同様な結果が得られる。

さらにサーメットを製造する際にはセラミックス微粒子
と本発明で規制したＣｏ−Ｎｉ合金粉末とをボールミル
、振動ミル、アトライター等任意の方法で混合して（混
合時溶媒を使用した場合にはこれを乾燥除去して）　、
０．５　ｔｏｎ／ｃｍ２未満では保形性が悪く、成形体
密度が不十分となり、３ｔｏｎ／ｃ＋ｉ”を超えると成
形体密度が飽和するので０．５〜３　ｔｏｎ／ｃｍ’の
圧力下で成形する。また１０００℃未満では焼結が進ま
ず、１０００℃以上ではフリーカーボンの調整が難しく
、組織が粗大化するので真空中ｔｏｏｏ〜１５００’Ｃ
で焼結するのが好ましい。

［実施例］ 実施例Ｉ Ｎｉ量の異なるＣｏ−Ｎｉ合金粉末をアトマイズ法によ
って製造し、篩にかけて粒径５μｍ以下の粉末のみを集
めた。このＣｏ−Ｎｉ合金粉末を市販のＷＣ粉末に１０
％添加したものをアセトン中ボールミルで７２時間混合
した。この混合粉末を乾燥し１　ｔｏｎ／ｃｍ’の圧力
で金型成形し、真空中１３７５℃で１時間焼結した。得
られた焼結体の曲げ強度および大気中、ａＯＯ℃で１０
時間加熱したときの酸化増量の測定結果を第１図に示す
。

実施例２ ５０％Ｃｏ−５０％Ｎｉ合金粉末をアトマイズ法により
製造し、種々の粒度に分級した。各粒度の合金とＷＣ粉
末とを実施例１と同様に処理して焼結体を得た。この焼
結体の曲げ強度、および８００℃における酸化増量の測
定結果を第２図に示す。

実施例３ 市販のＴｉｃ粉末５０％およびＷＣ粉末２０％に実施例
２で製造した平均粒径１０μｍの５０％Ｃｏ−５０％Ｎ
ｉ合金粉末を３０％添加し、実施例１と同様に処理して
Ｔ　Ｌ　Ｃ−ＷＣ−Ｃｏ−Ｎ　ｉ系焼結体を得た。また
比較のため市販のＣｏ粉末、Ｎｉ粉末を各１５％プレミ
ックスしたものをバインダーとして混合して同様の焼結
体を得た。

これらの焼結体の曲げ強度および大気中８００℃で１０
時間加熱したときの酸化増量の測定結果を第１表に示す
。

［発明の効果コ 以上のように本発明のサーメット製造用バインダーを用
いて製造したサーメットは焼結性を損わずに耐熱性を向
上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＷＣ粉末とＣｏ−Ｎｉ粉末でサーメットを製造
した際のＣｏ−Ｎｉ金合金粉末中ｉ含有量と酸化増量な
らびに曲げ強度との関係図、第２図はＷＣ粉末とＣｏ−
Ｎｉ粉末でサーメットを製造した際のＣｏ−Ｎｉ合金粉
末の平均粒径と酸化増量ならびに曲げ強度との関係図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｎｉ含有量が２５〜７５％（重量％の意味、以下同じ）
   で残部がＣｏおよび不可避不純物からなり、平均粒径が
   １０μｍ以下であることを特徴とするサーメット製造用
   Ｃｏ−Ｎｉ系合金粉末バインダー。