JPH0331668B2 - - Google Patents
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- JPH0331668B2 JPH0331668B2 JP61102450A JP10245086A JPH0331668B2 JP H0331668 B2 JPH0331668 B2 JP H0331668B2 JP 61102450 A JP61102450 A JP 61102450A JP 10245086 A JP10245086 A JP 10245086A JP H0331668 B2 JPH0331668 B2 JP H0331668B2
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- titanium
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本発明は高強度、高硬度を有し切削工具や機械
部品材料として多くの用途を有する炭化チタニウ
ム・ハフニウム−ホウ化金属基セラミツクス焼結
材料に関するものである。 ＜従来の技術及びその問題点＞ 炭化ハフニウムは化学的に安定で多くの優れた
性質を有するが、難焼結性でしかも高価である為
に幅広い工業用材料として用いられるには至つて
いない。 上記炭化ハフニウムの優れた性質を損なう事な
く、より安価でしかも焼結性が良好な材料として
炭化チタニウム・ハフニウムが知られている。こ
の炭化チタニウム・ハフニウムは融点、硬度が高
く耐摩耗性に富み、切削工具材料や耐摩耗性機械
部材としての用途が期待されてはいるが、これの
みの単味の焼結体は抗析強度が小さく、靭性に乏
しいので未だ実用されるには至つていない。 ＜発明の目的及び手段＞ 本発明では上記炭化チタニウム・ハフニウム焼
結体の欠点を解消し、靭性が大で高強度の焼結体
を得る事を目的とする。 上記目的を達成する為に、炭化チタニウム・ハ
フニウムに対し種々のセラミツクス粉末を添加混
合し、得られた焼結体の特性を調べた結果、添加
混合するセラミツクス粉末としてMB2型あるい
はM2B5型（Ｍは金属を示す）で現わされるホウ
化金属が好ましい事を見出し、この知見に基づき
本発明をなすに至つた。 即ち、本発明はハフニウムが、ハフニウムとチ
タニウムの合計に対し、その原子数比で20〜50％
である炭化チタニウム・ハフニウム粉末に対し、
TiB2、CrB2、TaB2、MnB2、MoB2、VB2、
NbB2、HfB2、AlB2、ZrB2、W2B5、Mo2B5の
中から選ばれている１種以上のホウ化金属粉末を
全量に対し５〜95重量％添加混合した混合粉末を
焼結して成る炭化チタニウム・ハフニウム−ホウ
化金属基セラミツクス材料（以下第１発明とい
う）であり、この第１発明の成分にTiの炭化物、
窒化物又は炭窒化物を69重量％以下（０は含ま
ず）添加混合した混合粉末を焼結したセラミツク
ス材料（以下第２発明という）並びに第１発明の
成分及び第２発明の成分のそれぞれに更に炭化ハ
フニウム、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、
炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化モリブデン、炭
化タングステンの中から選ばれる１種以上の炭化
物粉末を10重量％以下（０は含まず）添加混合し
た混合粉末を焼結したセラミツクス材料（以下第
３発明及び第４発明という）も上記第１発明及び
第２発明と同等あるいはそれ以上の抗折力及び靭
性を有している。 本発明で用いる炭化チタニウム・ハフニウム
は、ハフニウムが、ハフニウムとチタニウムの合
計に対し、その原子数比で20〜50％の範囲で適用
可能であり、その粉末は平均粒径2μｍ以下の微
粉末を用いるのが好ましい。又本発明で用いるホ
ウ化金属もその平均粒径は2μｍ以下、更には1μ
ｍ以下の微粉末を用いるのが好ましい。このホウ
化金属の添加量を５重量％未満としたのでは得ら
れる焼結体の強度向上効果が少なく、又95重量％
を越えると炭化チタニウム・ハフニウムの占める
割合が少なくなり過ぎて炭化チタニウム・ハフニ
ウムが本来具備する利点が無くなると共に、得ら
れる焼結体の強度も低下するのでホウ化金属の量
は全量の５〜95重量％とする。 本発明の第２発明及び第２発明及び第４発明で
用いるTiの炭化物、窒化物又は炭窒化物は全量
の69重量％を越えると焼結体の硬度が低下するの
でその添加量は69重量％以下とする。 次に本発明の第３発明及び第４発明で用いる炭
化ハフニウムや炭化ジルコニウム等の炭化物は、
材料の焼結性を向上せしめる働きをなすが、あま
り多量となると焼結体の強度を低下せしめるので
その添加量は10重量％以下とする。 本発明のセラミツクス材料は、前記各成分を混
合し、これまで知られているセラミツクス材料の
場合と同じような方法によつて製造することがで
きる。 例えば、原料粉末混合物を金型に充填して0.5
〜10ton／cm2程度のプレス圧により冷間圧縮し、
次いでラバープレスによりさらに0.5〜10ton／cm2
程度の静水圧で成形する。勿論どちらか一方で成
形してもよいし、また泥漿法により成形してもよ
い。次にこのようにして得られた圧粉体を真空中
又はアルゴン、水素などの非酸化性雰囲気中に於
いて、1400〜2300℃の温度で30〜300分間焼結す
る。さらに必要であれば、熱間静水圧焼成法によ
りアルゴンガスなどによる2ton／cm2以下程度の圧
力のもとで、1300〜2000℃で５〜300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のち、真空中又は
アルゴン、水素等の非酸化性雰囲気中に於いて、
ダイ圧力50〜300Kg／cm2、温度1300〜2300℃の条
件で、10〜200分間加熱焼結する、所謂ホツトプ
レス法を用いて焼結できる。 このようにして、切削工具などとして好適なセ
ラミツクス材料が得られる。 ＜実施例＞ 以下本発明の実施例を比較例と共に示す。 実施例 １ 下記第１表に示す如き各種割合に配合した原料
粉末から成る試料を、金型成型及びラバープレス
（3ton／cm2）により圧粉体となし、該圧粉体を第
１表に示す条件で90分間常圧を行ない、得られた
焼結体の特性を測定した結果を同じく第１表に示
す。焼結体特性の項目中で組織中の気孔の状態は
電子顕微鏡観察に依つた。なお第１表中＊を付す
試料No.１−１、１−４、、及び１−18は比較例を
示す。
部品材料として多くの用途を有する炭化チタニウ
ム・ハフニウム−ホウ化金属基セラミツクス焼結
材料に関するものである。 ＜従来の技術及びその問題点＞ 炭化ハフニウムは化学的に安定で多くの優れた
性質を有するが、難焼結性でしかも高価である為
に幅広い工業用材料として用いられるには至つて
いない。 上記炭化ハフニウムの優れた性質を損なう事な
く、より安価でしかも焼結性が良好な材料として
炭化チタニウム・ハフニウムが知られている。こ
の炭化チタニウム・ハフニウムは融点、硬度が高
く耐摩耗性に富み、切削工具材料や耐摩耗性機械
部材としての用途が期待されてはいるが、これの
みの単味の焼結体は抗析強度が小さく、靭性に乏
しいので未だ実用されるには至つていない。 ＜発明の目的及び手段＞ 本発明では上記炭化チタニウム・ハフニウム焼
結体の欠点を解消し、靭性が大で高強度の焼結体
を得る事を目的とする。 上記目的を達成する為に、炭化チタニウム・ハ
フニウムに対し種々のセラミツクス粉末を添加混
合し、得られた焼結体の特性を調べた結果、添加
混合するセラミツクス粉末としてMB2型あるい
はM2B5型（Ｍは金属を示す）で現わされるホウ
化金属が好ましい事を見出し、この知見に基づき
本発明をなすに至つた。 即ち、本発明はハフニウムが、ハフニウムとチ
タニウムの合計に対し、その原子数比で20〜50％
である炭化チタニウム・ハフニウム粉末に対し、
TiB2、CrB2、TaB2、MnB2、MoB2、VB2、
NbB2、HfB2、AlB2、ZrB2、W2B5、Mo2B5の
中から選ばれている１種以上のホウ化金属粉末を
全量に対し５〜95重量％添加混合した混合粉末を
焼結して成る炭化チタニウム・ハフニウム−ホウ
化金属基セラミツクス材料（以下第１発明とい
う）であり、この第１発明の成分にTiの炭化物、
窒化物又は炭窒化物を69重量％以下（０は含ま
ず）添加混合した混合粉末を焼結したセラミツク
ス材料（以下第２発明という）並びに第１発明の
成分及び第２発明の成分のそれぞれに更に炭化ハ
フニウム、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、
炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化モリブデン、炭
化タングステンの中から選ばれる１種以上の炭化
物粉末を10重量％以下（０は含まず）添加混合し
た混合粉末を焼結したセラミツクス材料（以下第
３発明及び第４発明という）も上記第１発明及び
第２発明と同等あるいはそれ以上の抗折力及び靭
性を有している。 本発明で用いる炭化チタニウム・ハフニウム
は、ハフニウムが、ハフニウムとチタニウムの合
計に対し、その原子数比で20〜50％の範囲で適用
可能であり、その粉末は平均粒径2μｍ以下の微
粉末を用いるのが好ましい。又本発明で用いるホ
ウ化金属もその平均粒径は2μｍ以下、更には1μ
ｍ以下の微粉末を用いるのが好ましい。このホウ
化金属の添加量を５重量％未満としたのでは得ら
れる焼結体の強度向上効果が少なく、又95重量％
を越えると炭化チタニウム・ハフニウムの占める
割合が少なくなり過ぎて炭化チタニウム・ハフニ
ウムが本来具備する利点が無くなると共に、得ら
れる焼結体の強度も低下するのでホウ化金属の量
は全量の５〜95重量％とする。 本発明の第２発明及び第２発明及び第４発明で
用いるTiの炭化物、窒化物又は炭窒化物は全量
の69重量％を越えると焼結体の硬度が低下するの
でその添加量は69重量％以下とする。 次に本発明の第３発明及び第４発明で用いる炭
化ハフニウムや炭化ジルコニウム等の炭化物は、
材料の焼結性を向上せしめる働きをなすが、あま
り多量となると焼結体の強度を低下せしめるので
その添加量は10重量％以下とする。 本発明のセラミツクス材料は、前記各成分を混
合し、これまで知られているセラミツクス材料の
場合と同じような方法によつて製造することがで
きる。 例えば、原料粉末混合物を金型に充填して0.5
〜10ton／cm2程度のプレス圧により冷間圧縮し、
次いでラバープレスによりさらに0.5〜10ton／cm2
程度の静水圧で成形する。勿論どちらか一方で成
形してもよいし、また泥漿法により成形してもよ
い。次にこのようにして得られた圧粉体を真空中
又はアルゴン、水素などの非酸化性雰囲気中に於
いて、1400〜2300℃の温度で30〜300分間焼結す
る。さらに必要であれば、熱間静水圧焼成法によ
りアルゴンガスなどによる2ton／cm2以下程度の圧
力のもとで、1300〜2000℃で５〜300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のち、真空中又は
アルゴン、水素等の非酸化性雰囲気中に於いて、
ダイ圧力50〜300Kg／cm2、温度1300〜2300℃の条
件で、10〜200分間加熱焼結する、所謂ホツトプ
レス法を用いて焼結できる。 このようにして、切削工具などとして好適なセ
ラミツクス材料が得られる。 ＜実施例＞ 以下本発明の実施例を比較例と共に示す。 実施例 １ 下記第１表に示す如き各種割合に配合した原料
粉末から成る試料を、金型成型及びラバープレス
（3ton／cm2）により圧粉体となし、該圧粉体を第
１表に示す条件で90分間常圧を行ない、得られた
焼結体の特性を測定した結果を同じく第１表に示
す。焼結体特性の項目中で組織中の気孔の状態は
電子顕微鏡観察に依つた。なお第１表中＊を付す
試料No.１−１、１−４、、及び１−18は比較例を
示す。
【表】
【表】
実施例 ２
下記第２表に示す如き各種割合に配合した原料
粉末から成る試料を、黒鉛型に充填し、第２表に
示す条件で60分間ホツトプレス焼結を行ない、得
られた焼結体の特性を同じく第２表に示す。焼結
体の気孔の状態は同じく電子顕微鏡観察に依つ
た。なお第２表中＊を付す試料No.２−４は比較例
を示す。
粉末から成る試料を、黒鉛型に充填し、第２表に
示す条件で60分間ホツトプレス焼結を行ない、得
られた焼結体の特性を同じく第２表に示す。焼結
体の気孔の状態は同じく電子顕微鏡観察に依つ
た。なお第２表中＊を付す試料No.２−４は比較例
を示す。
【表】
【表】
＜発明の効果＞
以上述べて来た如く本発明によれば、炭化チタ
ニウム・ハフニウム単味の焼結体と比べその抗折
力が大幅に向上している。即ち炭化チタニウム・
ハフニウム単味から成る焼結体（第１表中試料No.
１−４はその抗折力が25Kg／mm2しかなく、しかも
焼結体の組織中には多量の気孔が存在している
が、本発明材料はそれよりも相当大きな抗折力と
示し組織中に気孔は見られず硬さ、靭性とも十分
な値を示している。 従つて本発明材料は炭化チタニウム・ハフニウ
ムの有する安価で焼結性に富むという利点をその
まゝ活かしつゝ硬さ、強度共に大きな材料として
多くの用途に用いる事が出来るものである。
ニウム・ハフニウム単味の焼結体と比べその抗折
力が大幅に向上している。即ち炭化チタニウム・
ハフニウム単味から成る焼結体（第１表中試料No.
１−４はその抗折力が25Kg／mm2しかなく、しかも
焼結体の組織中には多量の気孔が存在している
が、本発明材料はそれよりも相当大きな抗折力と
示し組織中に気孔は見られず硬さ、靭性とも十分
な値を示している。 従つて本発明材料は炭化チタニウム・ハフニウ
ムの有する安価で焼結性に富むという利点をその
まゝ活かしつゝ硬さ、強度共に大きな材料として
多くの用途に用いる事が出来るものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ハフニウムがハフニウムとチタニウムの合計
に対し、その原子数比で20％〜50％である炭化チ
タニウム・ハフニウム粉末に対し、TiB2、
CrB2、TaB2、MnB2、MoB2、VB2、NbB2、
HfB2、AlB2、ZrB2、W2B5、Mo2B5の中から選
ばれる１種以上のホウ化金属粉末を全量に対し５
〜95重量％添加混合した混合粉末を焼結して成る
炭化チタニウム・ハフニウム−ホウ化金属基セラ
ミツクス材料。 ２ ハフニウムが、ハフニウムとチタニウムの合
計に対し、その原子数比で20〜50％である炭化チ
タニウム・ハフニウム粉末に対し、TiB2、
CrB2、TaB2、MnB2、MoB2、VB2、NbB2、
HfB2、AlB2、ZrB2、W2B5、Mo2B5の中から選
ばれる１種以上のホウ化金属粉末を全量に対し５
〜95重量％添加混合した混合粉末に、Tiの炭化
物、窒化物又は炭窒化物を全量に対し69重量％以
下（０は含まず）添加混合した混合粉末を焼結し
て成る炭化チタニウム・ハフニウム−ホウ化金属
基セラミツクス材料。 ３ ハフニウムが、ハフニウムとチタニウムの合
計に対し、その原子数比で20〜50％である炭化チ
タニウム・ハフニウム粉末に対し、TiB2、
CrB2、TaB2、MnB2、MoB2、VB2、NbB2、
HfB2、AlB2、ZrB2、W2B5、Mo2B5の中から選
ばれる１種以上のホウ化金属粉末を全量に対し５
〜95重量％添加混合した混合粉末に、炭化ハフニ
ウム、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化
ニオブ、炭化タンタル、炭化モリブデン、炭化タ
ングステンの中から選ばれる１種以上の炭化物粉
末を全量に対し10重量％以下（０は含まず）添加
混合した混合粉末を焼結して成る炭チタニウム・
ハフニウム−ホウ化金属基セラミツクス材料。 ４ ハフニウムが、ハフニウムとチタニウムの合
計に対し、その原子数比で20〜50％である炭化チ
タニウム・ハフニウム粉末に対し、TiB2、
CrB2、TaB2、MnB2、MoB2、VB2、NbB2、
HfB2、AlB2、ZrB2、W2B5、Mo2B5の中から選
ばれる１種以上のホウ化金属粉末を全量に対し５
〜95重量％添加混合した混合粉末に、Tiの炭化
物、窒化物又は炭窒化物を全量に対し69重量％以
下（０は含まず）添加混合し、更に炭化ハフニウ
ム、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化ニ
オブ、炭化タンタル、炭化モリブデン、炭化タン
グステンの中から選ばれる１種以上の炭化物粉末
を全量に対し10重量％以下（Ｏは含まず）添加混
合した混合粉末を焼結して成る炭チタニウム・ハ
フニウム−ホウ化金属基セラミツクス材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102450A JPS62260775A (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61102450A JPS62260775A (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62260775A JPS62260775A (ja) | 1987-11-13 |
| JPH0331668B2 true JPH0331668B2 (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=14327807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61102450A Granted JPS62260775A (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62260775A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07100626B2 (ja) * | 1987-02-20 | 1995-11-01 | 東芝セラミックス株式会社 | ＴｉＢ▲下２▼基セラミックスの製造方法 |
| JPH0679978B2 (ja) * | 1987-12-25 | 1994-10-12 | 株式会社エス・ティー・セラミックス研究所 | ホウ化チタンセラミックス焼結体 |
-
1986
- 1986-05-01 JP JP61102450A patent/JPS62260775A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62260775A (ja) | 1987-11-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |