JPS6335587B2 - - Google Patents
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- JPS6335587B2 JPS6335587B2 JP57210940A JP21094082A JPS6335587B2 JP S6335587 B2 JPS6335587 B2 JP S6335587B2 JP 57210940 A JP57210940 A JP 57210940A JP 21094082 A JP21094082 A JP 21094082A JP S6335587 B2 JPS6335587 B2 JP S6335587B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は切削バイトチツプ、軸受等高い硬度、
耐摩耗性を要求する各種物品に使用するセラミツ
ク焼結体に関するものである。 従来より、Al2O3又はMgO等微量の粒成長抑制
剤を含むAl2O3焼結体は硬度、耐摩耗性が高く各
種の耐摩耗磁器として、特に切削用バイトチツプ
として高速切削や精密仕上げに広く利用されてい
るが、靭性に乏しいため使用領域が軽切削のみに
限定されている。このように欠点を除くために
TiCを添加した高靭性セラミツクスが開発され、
セラミツク工具の切削域を広めた。しかし、汎用
材質として用いられるに至つてはおらず、機械的
振動、衝撃を伴う重切削には、限られた領域のみ
用いられているにすぎない。 本発明は、このAl2O3−TiC系セラミツク焼結
体におけるTiC強化を目的とし、重量基準で
TiC15〜40％に第１添加物として、Nb、Ｖ、
Ta、Zr及びHfのうち一種以上の金属又は酸化物
１〜10％、第２添加物としてCaO、MgO、
Y2O3、SiO2、NiO、Dy2O3及び希土類元素の酸
化物のうち一種以上0.05〜3.0％残部Al2O3から成
ることを特徴とするセラミツク焼結体組成物を提
供するものである。 第１添加物としてNb、Ｖ、Zr、Ta及びHfの
うち一種以上の金属又は酸化物を添加する理由
は、TiCが微細で均一分散した組織を得ることが
でき、またこの結果、硬度が増し、耐摩耗性も向
上して工具としての性能を向上せしめるためであ
る。この場合Nb、Ｖ、Zr、Ta及びHfは金属添
加のみならず、金属酸化物又は有機化合物の形で
添加してもよく、要するに焼結中、金属又は酸化
物に変化する上記の物質ならば同様の効果が得ら
れる。この場合、金属は１部又は大半が酸化物に
変化する。そしてこの効果は１％以下では効果が
不十分であり、10％を超えると却つて靭性が乏し
くなる。 又、第２添加物としてCa、Mg、Ｙ、Si、Zr、
Ni、Dy及び希土類元素の酸化物のうち１種以上
を添加する理由は、これらがアルミナ結晶粒子の
成長を抑制し、同時に焼結を促進するためであ
る。その効果は0.05％以下では効果が乏しく3.0
％を超えると高温又は室温の耐摩耗性、靭性が低
下する。 次にその製造法を述べると、周知の窯業組成物
の製造法が利用できるが、焼成雰囲気は特に非酸
化性であることが必要で、酸素を多く含む雰囲気
中では、TiCが酸化し本来の特性を発揮しない。 以下実施例により一層具体的に説明するが、本
発明は実施例の範囲に限定されるものではない。 実施例 １ 粒径1μｍ以下が70％のα−Al2O3、平均粒径
1.2μｍ全炭素量19.4％のTiC及び325メツシユを通
過させた添加物を第１表に示す割合で配合し、ス
テンレスボールミル中でアセトンと共に約30時間
湿式粉砕し、そのアセトンを乾燥機で揮散し、乳
鉢で60メツシユ篩を全量通過するまで微粉砕して
素地粉末(A)（以下(A)と略称する）を調製する。(A)
にパラフイン５％を添加し、60メツシユ篩を全量
通過させた後、圧力1t／cm2で16×16×7.5mmの直
方体に加圧成形する。得られた成形体(B)（以下(B)
と略称する）を、減圧アルゴン雰囲気下第２表に
示す焼結温度で、１時間焼結（以下「普通焼結」
と称する）させる。得られた焼結体をダイヤモン
ド砥石によつて寸法SNGN432TN、表面3S以下
に研磨し、諸特性を測定した結果を第２表に示
す。 実施例 ２ 実施例１と同様に調製して得られた(A)を第２表
に示す焼結温度で、圧力200Kg／cm2、加圧焼成時
間15分の条件下で、加圧焼結法により黒鉛型内に
おいて13×13×６mmの角板に焼結させる。実施例
１と同様に研磨し、諸特性を測定した結果を第２
表に示す。 実施例 ３ 実施例１と同様に成形した(B)を減圧アルゴン雰
囲気下第２表に示す一次焼結温度、１時間の条件
で一次焼結体を作成し、これを第２表に示す焼結
温度、圧力1500Kg／cm2、保持時間１時間の条件で
等方加圧焼結法により焼結される。実施例１と同
様に研磨し、諸特性を測定した結果を第２表に示
す。 第２表に示すように本発明のセラミツク焼結体
はAl2O3単独、Al2O3−TiC系あるいは本発明に
規定する各組成物の配合量から外れたセラミツク
焼結体に比し、硬度及び切削性能を著しく改善
し、機械的振動や衝撃を伴う重切削を可能とする
ことを確かめた。 本発明組成により得られたセラミツク焼結体は
鋳物、高硬度材、高ニツケル合金以外の金属例え
ばアルミニウム、スチール等や非金属の切削工具
として使用でき、更には振動が激しくかかるある
いは高熱のかかる機械部品にも使用することがで
きる。
耐摩耗性を要求する各種物品に使用するセラミツ
ク焼結体に関するものである。 従来より、Al2O3又はMgO等微量の粒成長抑制
剤を含むAl2O3焼結体は硬度、耐摩耗性が高く各
種の耐摩耗磁器として、特に切削用バイトチツプ
として高速切削や精密仕上げに広く利用されてい
るが、靭性に乏しいため使用領域が軽切削のみに
限定されている。このように欠点を除くために
TiCを添加した高靭性セラミツクスが開発され、
セラミツク工具の切削域を広めた。しかし、汎用
材質として用いられるに至つてはおらず、機械的
振動、衝撃を伴う重切削には、限られた領域のみ
用いられているにすぎない。 本発明は、このAl2O3−TiC系セラミツク焼結
体におけるTiC強化を目的とし、重量基準で
TiC15〜40％に第１添加物として、Nb、Ｖ、
Ta、Zr及びHfのうち一種以上の金属又は酸化物
１〜10％、第２添加物としてCaO、MgO、
Y2O3、SiO2、NiO、Dy2O3及び希土類元素の酸
化物のうち一種以上0.05〜3.0％残部Al2O3から成
ることを特徴とするセラミツク焼結体組成物を提
供するものである。 第１添加物としてNb、Ｖ、Zr、Ta及びHfの
うち一種以上の金属又は酸化物を添加する理由
は、TiCが微細で均一分散した組織を得ることが
でき、またこの結果、硬度が増し、耐摩耗性も向
上して工具としての性能を向上せしめるためであ
る。この場合Nb、Ｖ、Zr、Ta及びHfは金属添
加のみならず、金属酸化物又は有機化合物の形で
添加してもよく、要するに焼結中、金属又は酸化
物に変化する上記の物質ならば同様の効果が得ら
れる。この場合、金属は１部又は大半が酸化物に
変化する。そしてこの効果は１％以下では効果が
不十分であり、10％を超えると却つて靭性が乏し
くなる。 又、第２添加物としてCa、Mg、Ｙ、Si、Zr、
Ni、Dy及び希土類元素の酸化物のうち１種以上
を添加する理由は、これらがアルミナ結晶粒子の
成長を抑制し、同時に焼結を促進するためであ
る。その効果は0.05％以下では効果が乏しく3.0
％を超えると高温又は室温の耐摩耗性、靭性が低
下する。 次にその製造法を述べると、周知の窯業組成物
の製造法が利用できるが、焼成雰囲気は特に非酸
化性であることが必要で、酸素を多く含む雰囲気
中では、TiCが酸化し本来の特性を発揮しない。 以下実施例により一層具体的に説明するが、本
発明は実施例の範囲に限定されるものではない。 実施例 １ 粒径1μｍ以下が70％のα−Al2O3、平均粒径
1.2μｍ全炭素量19.4％のTiC及び325メツシユを通
過させた添加物を第１表に示す割合で配合し、ス
テンレスボールミル中でアセトンと共に約30時間
湿式粉砕し、そのアセトンを乾燥機で揮散し、乳
鉢で60メツシユ篩を全量通過するまで微粉砕して
素地粉末(A)（以下(A)と略称する）を調製する。(A)
にパラフイン５％を添加し、60メツシユ篩を全量
通過させた後、圧力1t／cm2で16×16×7.5mmの直
方体に加圧成形する。得られた成形体(B)（以下(B)
と略称する）を、減圧アルゴン雰囲気下第２表に
示す焼結温度で、１時間焼結（以下「普通焼結」
と称する）させる。得られた焼結体をダイヤモン
ド砥石によつて寸法SNGN432TN、表面3S以下
に研磨し、諸特性を測定した結果を第２表に示
す。 実施例 ２ 実施例１と同様に調製して得られた(A)を第２表
に示す焼結温度で、圧力200Kg／cm2、加圧焼成時
間15分の条件下で、加圧焼結法により黒鉛型内に
おいて13×13×６mmの角板に焼結させる。実施例
１と同様に研磨し、諸特性を測定した結果を第２
表に示す。 実施例 ３ 実施例１と同様に成形した(B)を減圧アルゴン雰
囲気下第２表に示す一次焼結温度、１時間の条件
で一次焼結体を作成し、これを第２表に示す焼結
温度、圧力1500Kg／cm2、保持時間１時間の条件で
等方加圧焼結法により焼結される。実施例１と同
様に研磨し、諸特性を測定した結果を第２表に示
す。 第２表に示すように本発明のセラミツク焼結体
はAl2O3単独、Al2O3−TiC系あるいは本発明に
規定する各組成物の配合量から外れたセラミツク
焼結体に比し、硬度及び切削性能を著しく改善
し、機械的振動や衝撃を伴う重切削を可能とする
ことを確かめた。 本発明組成により得られたセラミツク焼結体は
鋳物、高硬度材、高ニツケル合金以外の金属例え
ばアルミニウム、スチール等や非金属の切削工具
として使用でき、更には振動が激しくかかるある
いは高熱のかかる機械部品にも使用することがで
きる。
【表】
【表】
【表】
Claims (1)
- １ 重量基準でTiC15〜40％に第１添加物として
Nb、Ｖ、Ta、Zr、及びHfのうち一種以上の金
属又は酸化物１〜10％、第２添加物としてCaO、
MgO、Y2O3、SiO2、ZrO2、NiO、Dy2O3、及び
希土類元素の酸化物のうち一種以上0.05〜3.0％
残部Al2O3から成る耐摩耗性及び靭性のすぐれた
セラミツク焼結体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210940A JPS59102863A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | セラミツク焼結体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210940A JPS59102863A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | セラミツク焼結体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59102863A JPS59102863A (ja) | 1984-06-14 |
| JPS6335587B2 true JPS6335587B2 (ja) | 1988-07-15 |
Family
ID=16597604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57210940A Granted JPS59102863A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | セラミツク焼結体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59102863A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5196385A (en) * | 1985-08-06 | 1993-03-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Process for the preparation of a heat-resistant and wear resistant ceramic material |
| US10822277B2 (en) * | 2015-06-17 | 2020-11-03 | National Institute For Materials Science | Oxidation-induced self-healing ceramic composition containing healing activator, method for producing same, use of same, and method for enhancing functionality of oxidation-induced self-healing ceramic compositions |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5391922A (en) * | 1977-08-12 | 1978-08-12 | Nippon Tungsten | Method of making material for ceramic tools |
| JPS5738369A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-03 | Mitsubishi Metal Corp | High strength and high hardness alumina ceramic |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP57210940A patent/JPS59102863A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5391922A (en) * | 1977-08-12 | 1978-08-12 | Nippon Tungsten | Method of making material for ceramic tools |
| JPS5738369A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-03 | Mitsubishi Metal Corp | High strength and high hardness alumina ceramic |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59102863A (ja) | 1984-06-14 |
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