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
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- 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
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- 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
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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- 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
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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、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。
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。
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。
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、■。
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。
、 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。
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。
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。
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。
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。
(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。
)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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.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
。
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)
| 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 |
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| 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 |
-
1988
- 1988-04-09 JP JP63087778A patent/JPH01261270A/ja active Granted
-
1989
- 1989-04-06 US US07/334,219 patent/US4948425A/en not_active Expired - Fee Related
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| 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 |
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