JPH01261270A - 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム系セラミックス - Google Patents

金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム系セラミックス

Info

Publication number
JPH01261270A
JPH01261270A JP63087778A JP8777888A JPH01261270A JP H01261270 A JPH01261270 A JP H01261270A JP 63087778 A JP63087778 A JP 63087778A JP 8777888 A JP8777888 A JP 8777888A JP H01261270 A JPH01261270 A JP H01261270A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium carbonitride
chromium carbide
weight
sintering
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63087778A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0583514B2 (ja
Inventor
Tadahiko Watanabe
忠彦 渡辺
Takeshi Michitsu
道津 毅
Tadashi Yagishita
柳下 紀
Hideki Yamamoto
秀樹 山本
Yukio Kai
甲斐 由紀夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKYO KOUKIYUU ROZAI KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Original Assignee
TOKYO KOUKIYUU ROZAI KK
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOKYO KOUKIYUU ROZAI KK, Agency of Industrial Science and Technology filed Critical TOKYO KOUKIYUU ROZAI KK
Priority to JP63087778A priority Critical patent/JPH01261270A/ja
Priority to US07/334,219 priority patent/US4948425A/en
Publication of JPH01261270A publication Critical patent/JPH01261270A/ja
Publication of JPH0583514B2 publication Critical patent/JPH0583514B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/58007—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides
    • C04B35/58014—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides based on titanium nitrides, e.g. TiAlON
    • C04B35/58021—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on refractory metal nitrides based on titanium nitrides, e.g. TiAlON based on titanium carbonitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/04—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbonitrides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〉 本発明は、高密度、高強度、高硬度及び高靭性など優れ
た機械的性質を有する新規なセラミック材料もしくはサ
ーメット材料に関するものであり、切削工具材料や高耐
熱耐麿耗性機械部品用材料等多くの用途があるものであ
る。
〈従来の技術〉 この種の用途に供される材料として、超硬合金。
サーメット、本発明者らが提案した「炭窒化チタン−硼
化金属系セラミック材料」 (特許1243609号)
や「炭窒化チタン系セラミック材料」 (特開昭59−
270943号公報)などがある。
〈発明が解決しようとする課題〉 超硬合金、サーメットは切削工具として使用されている
が、さらに高性能な材料の開発が求められている。一方
、前記「炭窒化チタン−硼化金属系セラミック材料」 
(特許1243609号)、「炭窒化チタン系セラミッ
ク材料」 (特開昭59−270943号公報)は、耐
熱性1耐食性、耐摩耗性の点で、上記超硬合金、サーメ
ットより優れている。なお、この「炭窒化チタン系セラ
ミック材料」 (特開昭59−270943号公報)は
本特許の基本特許であり、この特許に記述されたTiC
N−炭化クロム系セラミックスは、耐摩耗性の点では、
「炭窒化チタン−硼化金属系セラミック材料」 (特許
1243609号)より優れた結果を得ている。しかし
ながら現在この炭窒化チタン−炭化クロム系セラミック
スは、靭性1強度、硬度など機械的特性が幾分低く、前
述の利用分野での広範囲で十分な活用が妨げられており
、より一層の物性改善が求められている現状である。本
発明はこの様な要求を十分に満たし、切削工具以外の広
範な耐摩材として用いる事が可能なセラミックス材料を
提供する事を目的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉 TiCN−炭化クロム系の物性改善を行うため、種々の
添加効果を検討していたが、添加物の内、■。
V、■、■族の遷移金属Ti、 Zr、 Hf、 V 
、 Nb、 Ta。
Cr、 Mo、 W 、 Mn、鉄族金属のFe、 C
o、 NiS貴金1であるCu、 Ag、さらには半金
属であるSiの内1種以上を添加すると添加効果が著し
いこと、さらにこれらの金属と一緒に炭化硼素(B、C
)を添加しても同様の添加効果かそれ以上の添加効果が
あることを見出し、これらの知見に基づいて本発明を成
すに至った。
すなわち、本発明が提供する材料は、炭素と窒素との比
率が種々なる炭窒化チタンの中から選ばれた少なくも1
種の炭窒化チタン粉末に、炭化クロム粉末を全量に対し
1〜90重量%加えたものを基本成分Aとし、IV、 
V、 Vl、■族の遷移金属Ti。
Zr、 Hf、 V 、 Nb、 Ta、 Cr、 M
o、 H、Mn、鉄族金属Fe、 Co、 Ni、貴金
属であるCu、 Ag、半金属であるSiの中から選ば
れた少なくとも1種以上を全量の0.05〜40重量%
添加した混合粉末を焼結して成る炭窒化チタン−炭化ク
ロム系セラミック材料であり、 さらに上記基本成分Aに、TV、 V、 Vl、■族の
遷移金属Ti、 Zr、 Hf、 V 、 Nb、 T
a、 Cr、 Mo、 H、Mn。
鉄族金属のFe、 Co、 Ni、貴金属であるCu、
 Ag、さらには半金属であるSiの中から選ばれた少
なくとも1種以上を全量の0.05〜40重量%添加し
た混合粉末を基本成分Bとし、それに炭化硼素(84C
)を全量の5重量%以下の量添加した混合粉末を焼結し
て成る炭窒化チタン−炭化クロム系セラミック材料であ
る。
本発明の主成分である炭窒化チタンの炭素と窒素の割合
(α:β)は10:90〜90:10までの範囲のもの
が適当である。この炭窒化チタン粉末は平均粒径2μm
以下、望ましくは1μm以下がよい。
また、用いる炭化クロムとしてはCr5Cx 、 Cr
)BC6、Cr7C3の単味もしくは2種以上を混合し
てもよく、平均粒径は2μm以下、望ましくは1μl以
下がよい。また、本発明の添加成分である金属粉末は0
.05〜40重量%の添加により著しく材料結晶の緻密
化を促進し、物性改善効果がある。ここで添加量を0.
05〜40重量%にしたのは、0.05重量%未満では
添加効果が殆どなく、逆に40重景%を越えると緻密化
し難くなったり、強度、硬度の著しい低下をまねくから
である。また請求項2の発明で添加成分として加える炭
化硼素は5重量%以下の添加量が良(,5重量%を越え
ると著しく焼結性が悪くなり、緻密化し難くなる。
本発明のセラミック材料はこれまで知られているセラミ
ック材料と同じような方法によって製造することができ
る。
例えば、原料粉末混合粉を金型に充填して、0.5〜1
0ton/cm程度のプレス圧により冷間圧縮し、つい
でラバープレスにより、さらに0.5〜10ton/c
f程度の圧力のもとで、圧縮成型した圧粉体を真空中ま
たはアルゴン中など中性もしくは還元性雰囲気中で13
00〜1900°Cで30〜300分間焼結する。
また別の方法によると、原料粉末混合物を例えば、黒鉛
型などの型に充填した後、真空中またはアルゴン中など
の中性もしくは還元性雰囲気中に於イテ、ダイ圧力50
〜300 kg / ci 、温度12oo〜1700
°Cの条件で、10〜200分間加熱焼結するホットプ
レス法を用いても焼結できる。
また、HIPによっても勿論製造する事ができる。
〈実施例〉 以下、本発明のセラミック材料をその実施例により更に
詳述する。
実施例1 第1表に示す如く、T i Ca5Na%粉末に対し、
CraCz、さらにTi、 Zr、 Cr、 Mo、 
Co、 Nis及びStを種々の割合で配合した混合粉
末を十分に混合した後、金型成型とラバープレス成型を
行い圧粉体を得た。
この圧粉体を真空中にて1650’C,90分間焼結し
て得られたセラミック焼結体について、抗折力、ビッカ
ース硬度及び破壊靭性を測定した結果を同じく第1表に
示す。
なお、第1表中★を付した試料Nα1及びNα34は比
較例である。
この第1表に示す結果から、試料Nal、Nα34のい
ずれの材料も前記の金属粉末を添加することにより、さ
らに緻密な焼結体が得られ、機械的特性が改善されてい
ることがわかる。
実施例2 T iCB%NoJ末94重量%とCr1Cz粉末5重
量%さらにCu粉末1.0重量%の混合粉末を黒鉛型に
充填して、真空中にてグイ圧力200 kg/ c4.
1500’Cの条件下で60分間焼結して得られたセラ
ミック焼結の抗折力は65kg/ mmzと高強度であ
った。なお、95重量%T i CaJas  5重量
%Cr5C五の同条件下での抗折力は45kg/ mm
”程度である。
実施例3 第2表に示す如(、T 1CosNus粉末に対し、C
r5Cz粉末とNt粉末とを加え、さらに炭化硼素(I
l14C)を添加した例を述べ志。
表2に示すような割合で配合した混合粉末を十分に混合
した後、金型成型とラバープレスにより圧粉体を得た。
この圧粉体をアルゴン雰囲気にて1400℃の温度で9
0分間焼結して得られた焼結体について、抗折力、ビッ
カース硬度及び破壊靭性を測定した結果を同じく表2に
示す。
この表2に示す結果から、試料Nα4.No、5.Nα
6で明らかな如く炭化硼素(B、C)を添加することに
より、なお−層機械的性質が改善されるようである。
なお、上記実施例1〜3に示した例で用いた添加金属の
添加効果は電子の配列に関連があるもので、それに替え
同族の金属を添加しても同様の効果が得られるものであ
る。
〈発明の効果〉 以上、述べて来た如く、本発明によれば高密度で、高強
度、高硬度及び高靭性な炭窒化チタン−炭化クロム系セ
ラミック材料が得られ切削工具材料や耐摩耗性材料とし
て使用できる。
特許出願人 工業技術院長(他1名) 復代理人  有  吉  教  晴

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.炭素と窒素との比率が種々なる炭窒化チタンに炭化
    クロム1〜90重量%を加えたものを基本成分とし、そ
    れにIV,V,VI,VII族の遷移金属Ti,Zr,Hf,
    V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn、また鉄族金属
    Fe,Co,Ni、及び貴金属であるCu,Ag、さら
    には半金属であるSiの中から選ばれた少なくとも1種
    以上を全量の0.05〜40重量%添加した混合粉末を
    焼結して成る金属含有炭窒化チタン−炭化クロム系セラ
    ミックス。
  2. 2.炭素と窒素との比率が種々なる炭窒化チタンに炭化
    クロム1〜90重量%を加え、それにIV,V,VI,VII
    族の遷移金属Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr
    ,Mo,W,Mn、また鉄族金属Fe,Co,Ni、及
    び貴金属であるCu,Ag、さらには半金属であるSi
    の中から選ばれた少なくとも1種以上を、0.05〜4
    0重量%添加したものを基本成分とし、それに炭化硼素
    を全量の5重量%以下の量添加した混合粉末を焼結して
    成る金属含有炭窒化チタン−炭化クロム系セラミックス
    。
JP63087778A 1988-04-09 1988-04-09 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム系セラミックス Granted JPH01261270A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63087778A JPH01261270A (ja) 1988-04-09 1988-04-09 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム系セラミックス
US07/334,219 US4948425A (en) 1988-04-09 1989-04-06 Titanium carbo-nitride and chromium carbide-based ceramics containing metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63087778A JPH01261270A (ja) 1988-04-09 1988-04-09 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム系セラミックス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01261270A true JPH01261270A (ja) 1989-10-18
JPH0583514B2 JPH0583514B2 (ja) 1993-11-26

Family

ID=13924439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63087778A Granted JPH01261270A (ja) 1988-04-09 1988-04-09 金属を含有した炭窒化チタン−炭化クロム系セラミックス

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4948425A (ja)
JP (1) JPH01261270A (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545248A (en) * 1992-06-08 1996-08-13 Nippon Tungsten Co., Ltd. Titanium-base hard sintered alloy
JPH0725589B2 (ja) * 1992-10-12 1995-03-22 工業技術院長 高靭性炭窒化チタン−酸化ジルコニウム系セラミックス材料
JP2792391B2 (ja) * 1993-05-21 1998-09-03 株式会社神戸製鋼所 サーメット焼結体
US7015789B1 (en) 1999-05-13 2006-03-21 Honeywell International Inc. State validation using bi-directional wireless link
US7413591B2 (en) * 2002-12-24 2008-08-19 Kyocera Corporation Throw-away tip and cutting tool
US7754350B2 (en) 2006-05-02 2010-07-13 United Technologies Corporation Wear-resistant coating
US8530050B2 (en) 2007-05-22 2013-09-10 United Technologies Corporation Wear resistant coating
CN107587022B (zh) * 2017-08-10 2019-10-18 东莞华晶粉末冶金有限公司 一种金属陶瓷刀具材料、刀具及制造方法
CN109576545B (zh) * 2018-12-12 2020-09-25 南京航空航天大学 一种具有混晶结构的Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法
CN110004346B (zh) * 2019-05-20 2020-04-10 石家庄铁道大学 一种Cr-C-N基金属陶瓷及其制备方法
CN113929463B (zh) * 2021-10-15 2022-08-16 哈尔滨理工大学 一种烧结法制备钛副族碳氮化物固溶体复相陶瓷材料的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52135805A (en) * 1976-05-10 1977-11-14 Toshiba Corp Sintered body and its preparation for cutting tool

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823457B2 (ja) * 1977-08-11 1983-05-16 三菱マテリアル株式会社 強靭サ−メット
JPS61201751A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Nippon Oil & Fats Co Ltd 高硬度焼結体およびその製造方法
US4769070A (en) * 1986-09-05 1988-09-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. High toughness cermet and a process for the production of the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52135805A (en) * 1976-05-10 1977-11-14 Toshiba Corp Sintered body and its preparation for cutting tool

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0583514B2 (ja) 1993-11-26
US4948425A (en) 1990-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100976731B1 (ko) 초고경도 복합 물질 및 그 제조 방법
JP2668955B2 (ja) 複硼化物基焼結体及びその製造方法
JPH055152A (ja) 耐熱硬質焼結合金
EP0477685A2 (en) Cermets and their production and use
JPH0583514B2 (ja)
JPH0698540B2 (ja) 耐摩耗性のすぐれたサ−メツト製切削工具の製造法
JPH1053823A (ja) 高強度を有する炭化タングステン基超硬合金の製造方法
JPH0530881B2 (ja)
JPH0114985B2 (ja)
JPS60103148A (ja) 硼化物系高強度超硬質材料の製造方法
JP2564857B2 (ja) ニツケル・モルブデン複硼化物焼結体
JPH0585503B2 (ja)
JPH0122233B2 (ja)
JPS63143236A (ja) 複硼化物焼結体
JPS613861A (ja) 熱間工具用超耐熱耐摩焼結合金
JPS60166266A (ja) 窒化ケイ素系焼結体およびその製造方法
JPS62260775A (ja) 炭化チタニウム・ハフニウム―ホウ化金属基セラミックス材料
JPH01126272A (ja) 炭窒化チタン―炭化クロム系セラミックス材料
JPS647141B2 (ja)
JPH0578776A (ja) サーメツト合金及びその製造方法
JP3230138B2 (ja) チップ材が高い接合強度を有する内燃機関タペット部材
JPH06299282A (ja) 硬質材料
JPS63111154A (ja) 鉄族金属を微量含有した炭窒化チタン系セラミツク材料
JPS61163237A (ja) ZrB↓2系焼結体
JPS60221364A (ja) 高密度炭窒化チタン系セラミツクス材料及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term