JPS6389464A - 耐衝撃用工具およびその製造方法 - Google Patents
耐衝撃用工具およびその製造方法Info
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- JPS6389464A JPS6389464A JP61232203A JP23220386A JPS6389464A JP S6389464 A JPS6389464 A JP S6389464A JP 61232203 A JP61232203 A JP 61232203A JP 23220386 A JP23220386 A JP 23220386A JP S6389464 A JPS6389464 A JP S6389464A
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Links
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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、導電性サイアロン焼結体からなる耐衝撃用工
具およびその製造方法に関するものである。
具およびその製造方法に関するものである。
導電性サイアロンは、放電加工性に優れ、かつ本来のβ
サイアロンが持つ耐酸化性、耐熱衝撃性の劣化を最小限
に抑制したもので従来のサイアロンでは不可能であった
複雑形状の穴加工等が可能となり、ダイス、構造用部材
として応用されつつあるが、従来の製造方法は、例えば
特開昭５９−２０７８８１号に開示されるように所定の
組成を有する粉末を混合、成形し、この成形体を１６０
０〜２０００℃において、常圧または加圧窒素中で焼結
、製造されるが、耐衝撃用工具に用いる場合、焼結体の
強度にバラツキがあり５強度の弱い部分を起点とし、破
壊が起り寿命が短いという問題点がある。
サイアロンが持つ耐酸化性、耐熱衝撃性の劣化を最小限
に抑制したもので従来のサイアロンでは不可能であった
複雑形状の穴加工等が可能となり、ダイス、構造用部材
として応用されつつあるが、従来の製造方法は、例えば
特開昭５９−２０７８８１号に開示されるように所定の
組成を有する粉末を混合、成形し、この成形体を１６０
０〜２０００℃において、常圧または加圧窒素中で焼結
、製造されるが、耐衝撃用工具に用いる場合、焼結体の
強度にバラツキがあり５強度の弱い部分を起点とし、破
壊が起り寿命が短いという問題点がある。
〔発明が解決しようとする問題点３
以上説明したように、従来の導電性サイアロン焼結体は
耐衝撃用として十分な特性を有していなかった。
耐衝撃用として十分な特性を有していなかった。
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、導電性
サイアロンの予備焼結体をさらに熱間静水圧プレス処理
（以後ＨＩＰと記す）することによって、焼結体内部に
残存する気孔径を減少または消滅、緻密化し、それによ
って焼結体強度のバラツキを減少した耐衝撃用工具およ
びその製造方法の提供を目的とする。
サイアロンの予備焼結体をさらに熱間静水圧プレス処理
（以後ＨＩＰと記す）することによって、焼結体内部に
残存する気孔径を減少または消滅、緻密化し、それによ
って焼結体強度のバラツキを減少した耐衝撃用工具およ
びその製造方法の提供を目的とする。
本発明は、主として３０〜７５容量％のβサイアロン（
Ｓｉｓ−ｚＡ１４ｏｚＮｓ−Ｊ相と２５−７０容積％の
ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族元素の酸化物、窒化物、炭化物
のうち１種以上の化合物からなる導電性を有する相とか
らなり、Ｓｉ、Ａｌ、１種以上のｍａ族元素（希土類を
含む）、０３Ｎからなる粒界相を有する導電性サイアロ
ン焼結体から構成され、かつＨＩＰが施されていること
を特徴とする耐衝撃用工具、および５１３Ｎ４粉末、Ａ
ｌ２Ｏ３粉末、ＡＩＮポリタイプ粉末、Ｓｉｎ、粉末お
よび１種以上のｍａ族元素の酸化物、窒化物、炭化物の
うち１種以上の化合物粉末を１秤取゛上添加、混合成形
後、常圧または加圧窒素中１５５０〜１９５０℃で予備
焼結して密度９３％以上としたのち、ＨＩＰを施すこと
を特徴とする耐衝撃用工具の製造方法である。なお、Ｈ
ＩＰの条件は１００気圧以上、１６００〜１９００℃の
高温、高圧Ｎ２ガス下で行なわれる。
Ｓｉｓ−ｚＡ１４ｏｚＮｓ−Ｊ相と２５−７０容積％の
ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族元素の酸化物、窒化物、炭化物
のうち１種以上の化合物からなる導電性を有する相とか
らなり、Ｓｉ、Ａｌ、１種以上のｍａ族元素（希土類を
含む）、０３Ｎからなる粒界相を有する導電性サイアロ
ン焼結体から構成され、かつＨＩＰが施されていること
を特徴とする耐衝撃用工具、および５１３Ｎ４粉末、Ａ
ｌ２Ｏ３粉末、ＡＩＮポリタイプ粉末、Ｓｉｎ、粉末お
よび１種以上のｍａ族元素の酸化物、窒化物、炭化物の
うち１種以上の化合物粉末を１秤取゛上添加、混合成形
後、常圧または加圧窒素中１５５０〜１９５０℃で予備
焼結して密度９３％以上としたのち、ＨＩＰを施すこと
を特徴とする耐衝撃用工具の製造方法である。なお、Ｈ
ＩＰの条件は１００気圧以上、１６００〜１９００℃の
高温、高圧Ｎ２ガス下で行なわれる。
本発明においては、βサイアロンと■ａ、Ｖａ、ＶＩａ
族元素の化合物の比率としては、 ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩ
ａ族元素化合物の比率を２５〜７０容量％とし、残部を
βサイアロンとすることが望ましい。ここで導電性物質
のうちＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族元素の酸化物、窒化物、
炭化物のうち１種以上の化合物を選ぶのは、これらが高
融点化金物であり、硼化物等に比較して、サイアロンの
焼結性、特性に及ぼす影響が少ないからである。そして
、これら化合物の添加量を２５〜７０容量％とするのは
、２５容量％未満では導電性粒子の相互接触が不ヒ分で
電気抵抗率を低くすることができず、また抵抗率のバラ
ツキも非常に大きなものとなり、また７０容量％を越え
るとβサイアロンの本来の特長である耐酸化性、高温強
度等の低下が著しいからである。より好ましくは３０〜
５０容量％である。また、これら化合物としてはＴｉの
化合物を用いる場合に最も良好な特性が得られる。
族元素の化合物の比率としては、 ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩ
ａ族元素化合物の比率を２５〜７０容量％とし、残部を
βサイアロンとすることが望ましい。ここで導電性物質
のうちＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族元素の酸化物、窒化物、
炭化物のうち１種以上の化合物を選ぶのは、これらが高
融点化金物であり、硼化物等に比較して、サイアロンの
焼結性、特性に及ぼす影響が少ないからである。そして
、これら化合物の添加量を２５〜７０容量％とするのは
、２５容量％未満では導電性粒子の相互接触が不ヒ分で
電気抵抗率を低くすることができず、また抵抗率のバラ
ツキも非常に大きなものとなり、また７０容量％を越え
るとβサイアロンの本来の特長である耐酸化性、高温強
度等の低下が著しいからである。より好ましくは３０〜
５０容量％である。また、これら化合物としてはＴｉの
化合物を用いる場合に最も良好な特性が得られる。
本発明製造方法において、焼結温度を１５５０−１９５
０℃とするのは、１５５０℃未満の焼結温度では緻密化
が十分に進まず、焼結温度が１９５０℃を越える場合に
は高圧の窒素ガス中で焼結した場合でも焼結体からの分
解ガスの発生を完全には抑制できなくなるためである。
０℃とするのは、１５５０℃未満の焼結温度では緻密化
が十分に進まず、焼結温度が１９５０℃を越える場合に
は高圧の窒素ガス中で焼結した場合でも焼結体からの分
解ガスの発生を完全には抑制できなくなるためである。
予備焼結後の焼結体密度を９３％以上とするのは、これ
未満では後にＨＩＰ処理を施しても強度の向上、強度の
バラツキ減少の効果が十分に得られないからである。
未満では後にＨＩＰ処理を施しても強度の向上、強度の
バラツキ減少の効果が十分に得られないからである。
ＨＩ Ｐは本発明において最も重要な要件である。
ＨＩ Ｐは焼結体内部の残存気孔を減少あるいは消滅さ
せ、その結果焼結体強度のバラツキを減少させ、耐衝撃
性の向上に寄与するものである。
せ、その結果焼結体強度のバラツキを減少させ、耐衝撃
性の向上に寄与するものである。
ＨＩＰの圧力媒体としては、焼結体からの分解ガスの発
生を抑制するためにＮ２ガスを採用する必要がある。加
圧力は１００気圧以上でないと焼結体の緻密化に寄与せ
ず、また温度は１６００〜１９００℃の範囲で実施され
るのが望ましい。
生を抑制するためにＮ２ガスを採用する必要がある。加
圧力は１００気圧以上でないと焼結体の緻密化に寄与せ
ず、また温度は１６００〜１９００℃の範囲で実施され
るのが望ましい。
以下本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。
実施例Ｉ
Ｓｉ３Ｎ４粉末（粒度０．７μ閣、α化率９３％）、Ａ
ＩＮポリタイプ粉末（結晶型２１Ｒ１粒度２μｍ、９８
．８％）。
ＩＮポリタイプ粉末（結晶型２１Ｒ１粒度２μｍ、９８
．８％）。
ＡＩ２Ｏ３粉末（粒度０．５ μｍ、９９．５％）、Ｙ
２Ｏ，粉末（粒度１ ｐ ＋ａ、９９．９９％）を用い
、βサイアロン（Ｓｉ、−。
２Ｏ，粉末（粒度１ ｐ ＋ａ、９９．９９％）を用い
、βサイアロン（Ｓｉ、−。
Ａ１ｚＯｚＮ＊−ｚ）において、ｚ＝０．５となるよう
に配合した（Ｙ２Ｏ２量は８％一定）。これに対し、平
均粒度０．５μｍのＴｉＮ粉末を２０〜７５容量％添加
し原料粉末とした。これらを混合、成形後１７５０℃、
３時間、１気圧窒素雰囲気中で予備焼結し、密度９３％
以上とし、次にこの予備焼結体をＮ□ガス中１６５０℃
、１４５０ａｔｍ、１時間の条件でＨＩＰ処理を施した
（Ｎｏ、４〜７）。
に配合した（Ｙ２Ｏ２量は８％一定）。これに対し、平
均粒度０．５μｍのＴｉＮ粉末を２０〜７５容量％添加
し原料粉末とした。これらを混合、成形後１７５０℃、
３時間、１気圧窒素雰囲気中で予備焼結し、密度９３％
以上とし、次にこの予備焼結体をＮ□ガス中１６５０℃
、１４５０ａｔｍ、１時間の条件でＨＩＰ処理を施した
（Ｎｏ、４〜７）。
また比較例として、上記混合粉末を成形後１７００℃で
４時間、１気圧窒素雰囲気で焼結したもの（Ｎｏ、１．
２）、１４５０℃で１時間、１気圧窒素雰囲気で焼結し
た後Ｎ２ガス中１６５０℃、１４５０ａｔｍ、１時間の
条件でＨＩＰ処理した焼結体（Ｎｏ、３）を得た。
４時間、１気圧窒素雰囲気で焼結したもの（Ｎｏ、１．
２）、１４５０℃で１時間、１気圧窒素雰囲気で焼結し
た後Ｎ２ガス中１６５０℃、１４５０ａｔｍ、１時間の
条件でＨＩＰ処理した焼結体（Ｎｏ、３）を得た。
上記焼結体の相対密度および耐衝撃用工具として重要な
要求特性の１つである抗折強度の結果を第１表に示す。
要求特性の１つである抗折強度の結果を第１表に示す。
第１表
ＪＩＳ Ｒ１６０１−１９８１の３点曲げ試験法による
＊Ｒ＝ｍａｘ−ｗｉｎ、 Ｘ ：試験片２０本の平均値
第１表から５本発明に係る焼結体は、従来法により裏通
された焼結体に比べ、抗折強度が５〜１０ｋｇ／躊１向
上し、さらに抗折強度のバラツキも低減されており、衝
撃用工具として良好な特性を有していることがわかる。
＊Ｒ＝ｍａｘ−ｗｉｎ、 Ｘ ：試験片２０本の平均値
第１表から５本発明に係る焼結体は、従来法により裏通
された焼結体に比べ、抗折強度が５〜１０ｋｇ／躊１向
上し、さらに抗折強度のバラツキも低減されており、衝
撃用工具として良好な特性を有していることがわかる。
以上説明したように、本発明によれば、高強度でバラツ
キの少ない耐衝撃用工具を得ることが可能であり、工業
上非常に有益である。
キの少ない耐衝撃用工具を得ることが可能であり、工業
上非常に有益である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主として３０〜７５容量％のβサイアロン（Ｓｉ＿
６＿−＿ｚＡｌ＿ｚＯ＿ｚＮ＿３＿−＿ｚ）相と２５〜
７０容積％のＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族元素の酸化物、窒
化物、炭化物のうち１種以上の化合物からなる導電性を
有する相とからなり、Ｓｉ、Ａｌ、１種以上のＩＩＩａ
族元素（希土類を含む）、Ｏ、Ｎからなる粒界相を有す
る導電性サイアロン焼結体から構成され、熱間静水圧プ
レス処理が施されていることを特徴とする耐衝撃用工具
。 ２ Ｓｉ＿３Ｎ＿４粉末、Ａｌ＿２Ｏ＿３粉末、ＡＩＮ
ポリタイプ粉末、ＳｉＯ＿２粉末および１種以上のＩＩ
Ｉａ族元素の酸化物、窒化物、炭化物のうち１種以上の
化合物粉末を１種以上添加、混合成形後、常圧または加
圧窒素中１５５０〜１９５０℃で予備焼結して密度９３
％以上としたのち、熱間静水圧プレス処理を施すことを
特徴とする耐衝撃用工具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232203A JPS6389464A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 耐衝撃用工具およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232203A JPS6389464A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 耐衝撃用工具およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389464A true JPS6389464A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=16935601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61232203A Pending JPS6389464A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 耐衝撃用工具およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389464A (ja) |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61232203A patent/JPS6389464A/ja active Pending
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