JPH04104957A - 高靭性炭窒化チタン系セラミックス材料 - Google Patents
高靭性炭窒化チタン系セラミックス材料Info
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- JPH04104957A JPH04104957A JP2223355A JP22335590A JPH04104957A JP H04104957 A JPH04104957 A JP H04104957A JP 2223355 A JP2223355 A JP 2223355A JP 22335590 A JP22335590 A JP 22335590A JP H04104957 A JPH04104957 A JP H04104957A
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Landscapes
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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
た機械的性質を存する新規なセラミックス材料に関する
ものであり、切削工具材料や耐摩材料あるいは高耐熱性
機械部品材料など、多（の用途がある。
た機械的性質を存する新規なセラミックス材料に関する
ものであり、切削工具材料や耐摩材料あるいは高耐熱性
機械部品材料など、多（の用途がある。
〈従来の技術〉
この種の用途に供される材料として、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ス材料」（
特公昭５９−１８３４９号）、「高強度炭窒化チタン系
セラミックス材料」 （特公昭６］−４３３０８号）、
「炭窒化チタン系セラミックス材料」 （特公昭６３
−３２７５０号）がある。
した「炭窒化チタン−硼化金属系セラミックス材料」（
特公昭５９−１８３４９号）、「高強度炭窒化チタン系
セラミックス材料」 （特公昭６］−４３３０８号）、
「炭窒化チタン系セラミックス材料」 （特公昭６３
−３２７５０号）がある。
特に、 「炭窒化チタン系セラミックス材料」 （特公
昭６３−３２７５０号）は、本発明の基本特許であり、
Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）と炭化クロムとの複合セラミックスに関
するものである。
昭６３−３２７５０号）は、本発明の基本特許であり、
Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）と炭化クロムとの複合セラミックスに関
するものである。
これらのセラミックスは耐摩性が良好で、耐摩材などに
使用できるものであるが、さらにＵ性を改善すると、さ
らに使用範囲が広がると期待されている。
使用できるものであるが、さらにＵ性を改善すると、さ
らに使用範囲が広がると期待されている。
（発明が解決しようとする問題点）
特公昭５９−１８３４９号公報、特公昭６１−４３３０
８号公報に記載されているＴｉ（Ｃ，Ｎ）と硼化物との
複合セラミックスは機械的強度に優れた耐摩材料として
利用されているが、これらよりざらに耐摩性に優れてい
るのが、本特許の基本特許である特許第１４８７３７３
号のＴｉ（Ｃ，Ｎ）と炭化クロムとの複合セラミックス
である。しかしながら、これらのセラミックスは、いず
れも、靭性が低く、利用範囲に制限を受けており、特に
靭性の改善が求められている。
８号公報に記載されているＴｉ（Ｃ，Ｎ）と硼化物との
複合セラミックスは機械的強度に優れた耐摩材料として
利用されているが、これらよりざらに耐摩性に優れてい
るのが、本特許の基本特許である特許第１４８７３７３
号のＴｉ（Ｃ，Ｎ）と炭化クロムとの複合セラミックス
である。しかしながら、これらのセラミックスは、いず
れも、靭性が低く、利用範囲に制限を受けており、特に
靭性の改善が求められている。
本発明は、このような要求を十分に満たし、切削工具材
、耐摩材あるいは機械部品として広範囲に使用できるセ
ラミックスを提供することを目的とする。
、耐摩材あるいは機械部品として広範囲に使用できるセ
ラミックスを提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）−炭化クロム系の靭性改善を行うため、
種々の添加物効果を検討していたが、特にｚ「０２の添
加による靭性改善効果が大きいことを見いだし、これら
の知見に基づいて本発明をなすに至った。
種々の添加物効果を検討していたが、特にｚ「０２の添
加による靭性改善効果が大きいことを見いだし、これら
の知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち、本発明が提供する材料は、炭素と窒素との比
率が種々になる炭窒化チタンの中から選ばれた少なくと
もＩＩの炭窒化チタン粉末に炭化クロムを１〜ｌＯ重間
％添加したものを基本成分とし、それに部分安定化もし
くは安定化されたＺｒＯ２粉末又は繊維を５〜８０重四
％添加した混合物を焼結するか、あるいは上記の炭窒化
チタン粉末に炭化クロムを３〜５０重量％とＢａＣを５
Ｍ量％未満添加した混合粉末を基本成分とし、それに部
分安定化もしくは安定化されたＺｒＯ２粉末および繊維
をｌＯ〜８０！置％添加した混合物を焼結して成る高靭
性炭窒化チタン系セラミックス材料である。
率が種々になる炭窒化チタンの中から選ばれた少なくと
もＩＩの炭窒化チタン粉末に炭化クロムを１〜ｌＯ重間
％添加したものを基本成分とし、それに部分安定化もし
くは安定化されたＺｒＯ２粉末又は繊維を５〜８０重四
％添加した混合物を焼結するか、あるいは上記の炭窒化
チタン粉末に炭化クロムを３〜５０重量％とＢａＣを５
Ｍ量％未満添加した混合粉末を基本成分とし、それに部
分安定化もしくは安定化されたＺｒＯ２粉末および繊維
をｌＯ〜８０！置％添加した混合物を焼結して成る高靭
性炭窒化チタン系セラミックス材料である。
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までの範囲の物が
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までの範囲の物が
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Ｃｒ３Ｃ２、Ｃｒ２３
Ｃ６、Ｃｒ７Ｃ３の単味もしくは２種以上を混合した
もので、平均粒径は２μｍ以下、望ましくは１μｍ以下
がよい。また、本発明の添加成分であるＺｒＯ２粉末と
繊維はＹ２０ａ 、 ＣａＯで部分安定化もしくは安定
化したものである。ＺｒＯ２はできれば０゜２μｍ以下
が望ましく、また繊維も１０μｍ以下の細いものが望ま
しい。 請求項第１項の発明で、炭化クロムの添加量
を１〜１０重間％と制限をしたが、この範囲の炭化クロ
ムは、焼結中にほとんどＴｉ（Ｃ，Ｎ）中に固溶すると
同時に一部は蒸発し、焼結体中には炭化クロムとして残
留するのは、わずかな間となる。１０重間％以上の炭化
クロムを添加すると、焼結体中に残留する炭化クロム量
が多くなり、焼結体気孔が多（なる。そのため、機械的
強度の低下が著しくなる。また１重量％未満の炭化クロ
ムの添加では、耐摩性の向上が十分でない。またＺｒ
０２の５重量％未満の添加では靭性改善効果が十分でな
いし、８０重量％を超えた添加では、焼結が困難となり
、焼結体はしばしば、クラックを有し、セラミック材料
として使用できな（なる。
Ｃ６、Ｃｒ７Ｃ３の単味もしくは２種以上を混合した
もので、平均粒径は２μｍ以下、望ましくは１μｍ以下
がよい。また、本発明の添加成分であるＺｒＯ２粉末と
繊維はＹ２０ａ 、 ＣａＯで部分安定化もしくは安定
化したものである。ＺｒＯ２はできれば０゜２μｍ以下
が望ましく、また繊維も１０μｍ以下の細いものが望ま
しい。 請求項第１項の発明で、炭化クロムの添加量
を１〜１０重間％と制限をしたが、この範囲の炭化クロ
ムは、焼結中にほとんどＴｉ（Ｃ，Ｎ）中に固溶すると
同時に一部は蒸発し、焼結体中には炭化クロムとして残
留するのは、わずかな間となる。１０重間％以上の炭化
クロムを添加すると、焼結体中に残留する炭化クロム量
が多くなり、焼結体気孔が多（なる。そのため、機械的
強度の低下が著しくなる。また１重量％未満の炭化クロ
ムの添加では、耐摩性の向上が十分でない。またＺｒ
０２の５重量％未満の添加では靭性改善効果が十分でな
いし、８０重量％を超えた添加では、焼結が困難となり
、焼結体はしばしば、クラックを有し、セラミック材料
として使用できな（なる。
請求項第２項の発明で、炭化硼素の添加量を５重量％未
満としたが、この炭化硼素は、焼結中に残留する炭化ク
ロムと反応し、ＣｒＢ２を生成する。その結果、焼結後
の焼結体中に残留する炭化クロム量は少なくなり、気孔
の形成を防止する。炭化硼素を５重量％以上添加し、炭
化クロムを５０重１％以上添加すると生成するＣｒ８２
Ｎが多量となり、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）の特性が低下するの
で、８４Ｃ量を５重量％以下と制限したし、また炭化ク
ロム閂を５０重間％以下と制限した。
満としたが、この炭化硼素は、焼結中に残留する炭化ク
ロムと反応し、ＣｒＢ２を生成する。その結果、焼結後
の焼結体中に残留する炭化クロム量は少なくなり、気孔
の形成を防止する。炭化硼素を５重量％以上添加し、炭
化クロムを５０重１％以上添加すると生成するＣｒ８２
Ｎが多量となり、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）の特性が低下するの
で、８４Ｃ量を５重量％以下と制限したし、また炭化ク
ロム閂を５０重間％以下と制限した。
本発明のセラミックス材料は、これまで知られているセ
ラミックス材料と同じような方法によって製造すること
ができる。
ラミックス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、原料混合物を黒鉛型に充填し、真空中もしくは
中性あるいは還元ガス中で１００〜３００Ｋｇ／ｃ−２
の圧縮力でプレスしながら１３００℃〜１６００℃で３
０〜１２０ ｗｉｎホットプレスすることで焼結体を得
ることが出来るし、また、普通焼結法や旧Ｐ法によって
ももちろん、製造することが出来る。
中性あるいは還元ガス中で１００〜３００Ｋｇ／ｃ−２
の圧縮力でプレスしながら１３００℃〜１６００℃で３
０〜１２０ ｗｉｎホットプレスすることで焼結体を得
ることが出来るし、また、普通焼結法や旧Ｐ法によって
ももちろん、製造することが出来る。
（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
記述する。
記述する。
実施例１． Ｔｉ（Ｃａ、ｓ、Ｎａ、１）６５重量％と
Ｃｒ５Ｃ２５重量％を基本成分とし、それに２履０１％
のＹ２Ｏ３で部分安定化したＺｒ（１２を３０重重量添
加し、よく均一に混合したのち、黒鉛ダイスに充填した
。その黒鉛ダイスを真空中で、グイ圧力２００Ｋｇ／ｃ
■２のもとでプレスしながら１４００°Ｃで１ｈ焼結し
た。
Ｃｒ５Ｃ２５重量％を基本成分とし、それに２履０１％
のＹ２Ｏ３で部分安定化したＺｒ（１２を３０重重量添
加し、よく均一に混合したのち、黒鉛ダイスに充填した
。その黒鉛ダイスを真空中で、グイ圧力２００Ｋｇ／ｃ
■２のもとでプレスしながら１４００°Ｃで１ｈ焼結し
た。
得られた焼結体の物性を調べたところ、抗折カフ００Ｍ
Ｐａ。
Ｐａ。
ビッカース硬度１６８０、Ｋ＋ｃ ４．４ＭＰａ・ｍ”
２で気孔は全く見あたらなかった。この例を第１表の試
料Ｎｏ、 １に示して〜する。
２で気孔は全く見あたらなかった。この例を第１表の試
料Ｎｏ、 １に示して〜する。
実施例２． Ｔｉ（Ｃｓ、ｓ、Ｎｓ、ａ） ３８重
量％、Ｃｒ３ ｃ２２０重重量、ＺｒＯ２４０重量％、
ＢａＣ２重量％を均一混合し、黒鉛ダイスにその混合物
を充填したのち、真空中で、グイ圧力２００Ｋｇ／ｃ１
２のもとでプレスしながら１４００°Ｃでｌｈ焼結した
。
量％、Ｃｒ３ ｃ２２０重重量、ＺｒＯ２４０重量％、
ＢａＣ２重量％を均一混合し、黒鉛ダイスにその混合物
を充填したのち、真空中で、グイ圧力２００Ｋｇ／ｃ１
２のもとでプレスしながら１４００°Ｃでｌｈ焼結した
。
得られた焼結体の物性を調べたところ、抗折カフ００Ｍ
Ｐａ。
Ｐａ。
ビッカース硬度１５５０、Ｋ＋ｃ４．５ＭＰａ１”２で
、気孔は全く見られなかった。この例を第１表のＮｏ、
１２に示す。なお、Ｎｏ、 ６とＮｏ、 ７は比較例
として示している。
、気孔は全く見られなかった。この例を第１表のＮｏ、
１２に示す。なお、Ｎｏ、 ６とＮｏ、 ７は比較例
として示している。
Claims (1)
- １．炭窒化チタンに炭化クロム１〜１０重量％を加えた
ものを基本成分とし、それに部分安定化もしくは安定化
されたＺｒＯ＿２粉末又は繊維を５〜８０重量％添加し
た混合物を焼結して成る高靭性炭窒化チタン系セラミッ
クス材料２．炭窒化チタンに炭化クロム３〜５０重量％
と炭化ホウ素０．５〜５重量％以下を添加した混合粉末
を基本成分とし、それに部分安定化もしくは安定化され
たＺｒＯ＿２粉末又は繊維を１０〜８０重量％添加した
混合物を焼結して成る高靭性炭窒化チタン系セラミック
ス材料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223355A JPH0717450B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 高靭性炭窒化チタン系セラミックス材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223355A JPH0717450B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 高靭性炭窒化チタン系セラミックス材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104957A true JPH04104957A (ja) | 1992-04-07 |
| JPH0717450B2 JPH0717450B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=16796860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2223355A Expired - Lifetime JPH0717450B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 高靭性炭窒化チタン系セラミックス材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717450B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387561A (en) * | 1992-10-12 | 1995-02-07 | Agency Of Industrial Science And Technology | Titanium carbide/nitride-zirconium oxide-based high-toughness ceramics |
| CN113004041A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-22 | 贵州木易精细陶瓷有限责任公司 | 梯度碳化物陶瓷及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01126272A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭窒化チタン―炭化クロム系セラミックス材料 |
-
1990
- 1990-08-23 JP JP2223355A patent/JPH0717450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01126272A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 炭窒化チタン―炭化クロム系セラミックス材料 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5387561A (en) * | 1992-10-12 | 1995-02-07 | Agency Of Industrial Science And Technology | Titanium carbide/nitride-zirconium oxide-based high-toughness ceramics |
| CN113004041A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-22 | 贵州木易精细陶瓷有限责任公司 | 梯度碳化物陶瓷及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0717450B2 (ja) | 1995-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |