JPH0432032B2 - - Google Patents
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- JPH0432032B2 JPH0432032B2 JP62214906A JP21490687A JPH0432032B2 JP H0432032 B2 JPH0432032 B2 JP H0432032B2 JP 62214906 A JP62214906 A JP 62214906A JP 21490687 A JP21490687 A JP 21490687A JP H0432032 B2 JPH0432032 B2 JP H0432032B2
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- zirconium
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- chromium carbide
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- sintered body
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- Expired - Lifetime
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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、高耐摩耗性でかつ
高密度を有する新規なセラミツクスに関するもの
であり、切削工具材料や高耐摩耗性機械部品用材
料等多くの用途に使用出来るものである。 ＜従来の技術＞ 現在、切削工具や耐摩工具のような分野におけ
る材料として超硬合金、サーメツト、あるいは本
発明者らが提案した「炭窒化チタン−硼化金属系
セラミツクス」（特公昭59−89749号公報）、「炭窒
化チタン系セラミツクス材料」（特開昭61−
151065号公報）がある。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 前記「特公昭59−89749号公報」で示されるセ
ラミツクは超硬合金、サーメツトなどの問題点で
ある耐摩耗性、高温での硬度低下等をかなり解決
した材料ではあるが、実用において高温での耐酸
化性、それに起因する耐摩耗性、又耐食性等でな
お十分とはいえず、工業的に広範囲な利用を妨げ
る要因となつている。本発明は、このような問題
点を解決することを目的とするものである。 ＜問題点を解決する為の手段＞ 炭窒化ジルコニウム粉末（Zr（CN））はZrCや
ZrNとは全く違う物質であることがＸ線回折法等
により確認でき、一般に融点、硬度、靭性が高い
が、その単味焼結体を得ることは難しい。また
Cr3C2、Cr7C2及びCr4Cの炭化クロム粉末は、高
融点で耐熱衝撃性、高温特性、耐酸化性、耐摩耗
性、溶融金属に対する耐食性及び加工性等、優れ
た特性を持ち、最近、エンジニアリングセラミツ
クスなどの利用に期待されている材料であるが、
やはり、難焼結性であり、高強度、高密度単味焼
結体を得るのは難しい。そこで、本発明者らは、
炭窒化ジルコニウムと炭化クロムの複合化を検討
し、種々の焼結実験を行つた結果、この両者によ
る複合効果の著しいことを見出し、この知見に基
づいて本発明をなすに至つた。 即ち本発明は、炭窒化ジルコニウム粉末に対
し、Cr3C2、Cr7C2及びCr4Cの炭化クロム粉末１
種以上を全量当り20〜99重量％添加してなるジル
コニウム−炭化クロム系セラミツクス複合材料に
係るものである。 本発明に於いて、炭窒化ジルコニウムZr（C〓
N〓）とは炭化ジルコニウムに窒素が固溶したも
のか、窒化ジルコニウムに炭素が固溶したもので
あり、炭素と窒素との割合（α：β）は10：90〜
90：10までの範囲のものである。なおα／α＋β
が0.1以下若しくは0.9以上の場合はZrCやZrNと
殆ど同じになるので、その様な範囲は避けるべき
である。この炭窒化ジルコニウム粉末は平均粒径
2μｍ以下、望ましくは1μｍ以下が好ましい。ま
た本発明に用いる炭化クロム粉末も平均粒径2μ
ｍ以下、望ましくは1μｍ以下が好ましい。炭窒
化ジルコニウム粉末に対しこのような炭化クロム
粉末を、全量に対し20〜99重量％添加すれば、高
強度、高硬度かつ高密度で高耐摩耗性を有する焼
結体が得られる。ここで炭化クロムの添加量を20
〜99重量％にしたのは、５重量％＜添加量＜２重
量％では、炭窒化ジルコニウムの粒成長が著し
く、また５重量％未満、あるいは99重量％を超え
る範囲では添加による高強度化や高硬度化の効
果、即ち両者を併用する事の複合効果は見られな
いからである。 本発明のセラミツクスは、原料混合粉末を例え
ば黒鉛型のような型に充填し、真空中又は窒素、
アルゴン、水素のような中性若しくは還元性雰囲
気に於いて、ダイ圧力50〜300Kg／cm2の下に1300
〜1700℃で10〜200分間加熱焼結することにより
得られる。また通常知られた普通焼結法、HIP法
等を使用して焼結することもできる。 ＜実施例＞ 以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 炭素と窒素の比率が60：40の炭窒化ジルコニウ
ム粉末20重量％と炭化クロム80重量％とを十分に
混合し、この混合粉末を黒鉛型に充填した。この
黒鉛型を1400℃、60分間ダイ圧力200Kg／cm2で加
圧しながら真空中で焼結した。得られた焼結体
は、抗折力80Kg／mm2、ビツカース硬度1750Kg／mm2
を有していた。この焼結体の走査型電気顕微鏡に
よる組織観察では空孔はみられなかつた。この結
果も含め第１表に炭化クロムの添加量をかえた
種々の焼結体の特性及び比較例として他の焼結体
の特性を示す。
高密度を有する新規なセラミツクスに関するもの
であり、切削工具材料や高耐摩耗性機械部品用材
料等多くの用途に使用出来るものである。 ＜従来の技術＞ 現在、切削工具や耐摩工具のような分野におけ
る材料として超硬合金、サーメツト、あるいは本
発明者らが提案した「炭窒化チタン−硼化金属系
セラミツクス」（特公昭59−89749号公報）、「炭窒
化チタン系セラミツクス材料」（特開昭61−
151065号公報）がある。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 前記「特公昭59−89749号公報」で示されるセ
ラミツクは超硬合金、サーメツトなどの問題点で
ある耐摩耗性、高温での硬度低下等をかなり解決
した材料ではあるが、実用において高温での耐酸
化性、それに起因する耐摩耗性、又耐食性等でな
お十分とはいえず、工業的に広範囲な利用を妨げ
る要因となつている。本発明は、このような問題
点を解決することを目的とするものである。 ＜問題点を解決する為の手段＞ 炭窒化ジルコニウム粉末（Zr（CN））はZrCや
ZrNとは全く違う物質であることがＸ線回折法等
により確認でき、一般に融点、硬度、靭性が高い
が、その単味焼結体を得ることは難しい。また
Cr3C2、Cr7C2及びCr4Cの炭化クロム粉末は、高
融点で耐熱衝撃性、高温特性、耐酸化性、耐摩耗
性、溶融金属に対する耐食性及び加工性等、優れ
た特性を持ち、最近、エンジニアリングセラミツ
クスなどの利用に期待されている材料であるが、
やはり、難焼結性であり、高強度、高密度単味焼
結体を得るのは難しい。そこで、本発明者らは、
炭窒化ジルコニウムと炭化クロムの複合化を検討
し、種々の焼結実験を行つた結果、この両者によ
る複合効果の著しいことを見出し、この知見に基
づいて本発明をなすに至つた。 即ち本発明は、炭窒化ジルコニウム粉末に対
し、Cr3C2、Cr7C2及びCr4Cの炭化クロム粉末１
種以上を全量当り20〜99重量％添加してなるジル
コニウム−炭化クロム系セラミツクス複合材料に
係るものである。 本発明に於いて、炭窒化ジルコニウムZr（C〓
N〓）とは炭化ジルコニウムに窒素が固溶したも
のか、窒化ジルコニウムに炭素が固溶したもので
あり、炭素と窒素との割合（α：β）は10：90〜
90：10までの範囲のものである。なおα／α＋β
が0.1以下若しくは0.9以上の場合はZrCやZrNと
殆ど同じになるので、その様な範囲は避けるべき
である。この炭窒化ジルコニウム粉末は平均粒径
2μｍ以下、望ましくは1μｍ以下が好ましい。ま
た本発明に用いる炭化クロム粉末も平均粒径2μ
ｍ以下、望ましくは1μｍ以下が好ましい。炭窒
化ジルコニウム粉末に対しこのような炭化クロム
粉末を、全量に対し20〜99重量％添加すれば、高
強度、高硬度かつ高密度で高耐摩耗性を有する焼
結体が得られる。ここで炭化クロムの添加量を20
〜99重量％にしたのは、５重量％＜添加量＜２重
量％では、炭窒化ジルコニウムの粒成長が著し
く、また５重量％未満、あるいは99重量％を超え
る範囲では添加による高強度化や高硬度化の効
果、即ち両者を併用する事の複合効果は見られな
いからである。 本発明のセラミツクスは、原料混合粉末を例え
ば黒鉛型のような型に充填し、真空中又は窒素、
アルゴン、水素のような中性若しくは還元性雰囲
気に於いて、ダイ圧力50〜300Kg／cm2の下に1300
〜1700℃で10〜200分間加熱焼結することにより
得られる。また通常知られた普通焼結法、HIP法
等を使用して焼結することもできる。 ＜実施例＞ 以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 炭素と窒素の比率が60：40の炭窒化ジルコニウ
ム粉末20重量％と炭化クロム80重量％とを十分に
混合し、この混合粉末を黒鉛型に充填した。この
黒鉛型を1400℃、60分間ダイ圧力200Kg／cm2で加
圧しながら真空中で焼結した。得られた焼結体
は、抗折力80Kg／mm2、ビツカース硬度1750Kg／mm2
を有していた。この焼結体の走査型電気顕微鏡に
よる組織観察では空孔はみられなかつた。この結
果も含め第１表に炭化クロムの添加量をかえた
種々の焼結体の特性及び比較例として他の焼結体
の特性を示す。
【表】
【表】
(注) ＊は比較例である。
＜発明の効果＞ 以上述べて来た如く、本発明によれば第１表で
明らかな様に、炭窒化ジルコニウム系単味、ある
いは炭化クロム単味の焼結体が相当に高い焼結温
度で焼結したにも拘らず、空孔が多く、小さな抵
抗折力しか有さないのに比し、それと同程度ある
いは低温で焼結しても緻密で強靭な焼結体が得ら
れる。 又、この焼結体の酸化試験を行つてみたとこ
ろ、TiCN−Cr3C2、TiCN−TiB2系等より酸化
開始温度は高くなることが判つた。 従つて切削工具材料をはじめ各種機械用部材と
して広範な用途に使用出来るものである。
＜発明の効果＞ 以上述べて来た如く、本発明によれば第１表で
明らかな様に、炭窒化ジルコニウム系単味、ある
いは炭化クロム単味の焼結体が相当に高い焼結温
度で焼結したにも拘らず、空孔が多く、小さな抵
抗折力しか有さないのに比し、それと同程度ある
いは低温で焼結しても緻密で強靭な焼結体が得ら
れる。 又、この焼結体の酸化試験を行つてみたとこ
ろ、TiCN−Cr3C2、TiCN−TiB2系等より酸化
開始温度は高くなることが判つた。 従つて切削工具材料をはじめ各種機械用部材と
して広範な用途に使用出来るものである。
Claims (1)
- １ Cr3C2、Cr7C2、Cr4Cの中の１種以上を20〜
99重量％、残部炭窒化ジルコニウムなる組成を特
徴とする炭窒化ジルコニウム−炭化クロム系セラ
ミツクス焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214906A JPS6456367A (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | Zirconium carbonitride-based ceramic sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214906A JPS6456367A (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | Zirconium carbonitride-based ceramic sintered body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6456367A JPS6456367A (en) | 1989-03-03 |
| JPH0432032B2 true JPH0432032B2 (ja) | 1992-05-28 |
Family
ID=16663522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62214906A Granted JPS6456367A (en) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | Zirconium carbonitride-based ceramic sintered body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6456367A (ja) |
-
1987
- 1987-08-27 JP JP62214906A patent/JPS6456367A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6456367A (en) | 1989-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |