JPH0625035B2 - 耐熱耐食性焼結体の製造方法 - Google Patents
耐熱耐食性焼結体の製造方法Info
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- JPH0625035B2 JPH0625035B2 JP63249785A JP24978588A JPH0625035B2 JP H0625035 B2 JPH0625035 B2 JP H0625035B2 JP 63249785 A JP63249785 A JP 63249785A JP 24978588 A JP24978588 A JP 24978588A JP H0625035 B2 JPH0625035 B2 JP H0625035B2
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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
- C04B35/515—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
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱耐食性焼結体の製造方法に関するもので
ある。本発明によって得られた焼結体は、加熱炉、均熱
炉などの工業用炉や溶融金属に対し優れた耐食性を備え
ているため熱電対の保護管等での使用が期待されるもの
である。
ある。本発明によって得られた焼結体は、加熱炉、均熱
炉などの工業用炉や溶融金属に対し優れた耐食性を備え
ているため熱電対の保護管等での使用が期待されるもの
である。
Cr3C2系セラミック材料は、従来、金属のニッケルやコ
バルトで結合焼結したものや、各種酸化物、窒化物、硼
化物、炭化物、リン化物を焼結助剤として焼結したもの
が提案されている。そして、焼結助剤の添加量は０．５
〜１０重量％で焼結温度は１５００℃以下とされてい
る。
バルトで結合焼結したものや、各種酸化物、窒化物、硼
化物、炭化物、リン化物を焼結助剤として焼結したもの
が提案されている。そして、焼結助剤の添加量は０．５
〜１０重量％で焼結温度は１５００℃以下とされてい
る。
（特開昭５９−１０７０５８号公報）。
しかしながら、耐食性が優れているだけでは実用上問題
が有り、耐熱衝撃性、耐摩耗性、高温強度等の物性が良
好であることが要求される。 Cr3C2系セラミックでこれ
らの条件を全て満すものは無く、本発明はこれらの点を
全て改善したものである。これ迄に１つの改善例として
Cr3C2 の耐熱衝撃性を高めるために各種ウイスカー、フ
アイバーを混入することが示されているが充分な効果が
得られていない。
が有り、耐熱衝撃性、耐摩耗性、高温強度等の物性が良
好であることが要求される。 Cr3C2系セラミックでこれ
らの条件を全て満すものは無く、本発明はこれらの点を
全て改善したものである。これ迄に１つの改善例として
Cr3C2 の耐熱衝撃性を高めるために各種ウイスカー、フ
アイバーを混入することが示されているが充分な効果が
得られていない。
耐熱衝撃性が良くないのは Cr3C2の熱膨張率が大きいた
めであるので、これを改善するためには複合材をある程
度以上添加して本質的に組織を変える必要がある。本発
明は複合材の添加と焼成温度を従来より高くすることに
よって物性の改良に成功したものである。
めであるので、これを改善するためには複合材をある程
度以上添加して本質的に組織を変える必要がある。本発
明は複合材の添加と焼成温度を従来より高くすることに
よって物性の改良に成功したものである。
すなわち、本発明は、ZrB2、TiB2、TiC 、SiC及び TiN
から選ばれた１種以上が０．５〜５０重量％で残部が実
質的に Cr3C2である混合物を温度１６００℃以上で焼成
することを特徴とする耐熱耐食性焼結体の製造方法であ
る。
から選ばれた１種以上が０．５〜５０重量％で残部が実
質的に Cr3C2である混合物を温度１６００℃以上で焼成
することを特徴とする耐熱耐食性焼結体の製造方法であ
る。
以下、さらに詳しく本発明について説明する。複合材と
して ZrB2 、 TiB2 、 TiC、SiC 、 TiNを選んだ理由
は、これらが Cr3C2の焼結性を促進する効果を有するだ
けでなく、耐食性、耐熱衝撃性、硬度、強度、破壊靱性
を高める働きをするからである。
して ZrB2 、 TiB2 、 TiC、SiC 、 TiNを選んだ理由
は、これらが Cr3C2の焼結性を促進する効果を有するだ
けでなく、耐食性、耐熱衝撃性、硬度、強度、破壊靱性
を高める働きをするからである。
本発明に用いる Cr3C2は純度９９％以上、平均粒径５μ
ｍ以下特に１μｍ以下が好ましく、同様に複合材の ZrB
2 、 TiB2 、 TiC、SiC 、 TiNについても純度９９％以
上、平均粒径１０μｍ以下特に５μｍ以下が好ましい。
ｍ以下特に１μｍ以下が好ましく、同様に複合材の ZrB
2 、 TiB2 、 TiC、SiC 、 TiNについても純度９９％以
上、平均粒径１０μｍ以下特に５μｍ以下が好ましい。
通常、これらの微粉末の混合物はそれぞれの微粉末を均
一に混合する事により得られるが、同時に粉砕混合して
も良い。混合物の粒度としては平均粒径１０μｍ以下好
ましくは１μｍ以下である。
一に混合する事により得られるが、同時に粉砕混合して
も良い。混合物の粒度としては平均粒径１０μｍ以下好
ましくは１μｍ以下である。
粉砕方法としては湿式、乾式が採用される。
本発明の焼結体は前記混合物を真空中、アルゴン、ヘリ
ウム、窒素などの中性あるいは還元性の雰囲気下でホッ
トプレス法かプレス成型後常圧焼結法によって得ること
ができる。炭化クロム系セラミックの焼成温度は、従来
１５００℃以下が良いとされていたが、本発明では１６
００℃以上の焼成温度が必要であることを見い出したも
のである。焼成時間については３０分〜１０時間程度で
あるが、原料組成、原料粒度により適宜選択される。ま
た焼結方法としては常圧焼結、ホツプレス焼結さらにＨ
ＩＰ法も有効である。
ウム、窒素などの中性あるいは還元性の雰囲気下でホッ
トプレス法かプレス成型後常圧焼結法によって得ること
ができる。炭化クロム系セラミックの焼成温度は、従来
１５００℃以下が良いとされていたが、本発明では１６
００℃以上の焼成温度が必要であることを見い出したも
のである。焼成時間については３０分〜１０時間程度で
あるが、原料組成、原料粒度により適宜選択される。ま
た焼結方法としては常圧焼結、ホツプレス焼結さらにＨ
ＩＰ法も有効である。
本発明の ZrB2 、 TiB2 、 TiC、SiC 、 TiNの少なくと
も１種以上からなる複合材の添加量は０．５〜５０重量
％である。０．５重量％未満では焼結性、強度、硬度な
どの面で充分でなく、一方、５０重量％をこえては Cr3
C2本来の性質が損われる。
も１種以上からなる複合材の添加量は０．５〜５０重量
％である。０．５重量％未満では焼結性、強度、硬度な
どの面で充分でなく、一方、５０重量％をこえては Cr3
C2本来の性質が損われる。
これら複合材の効果としては、焼結性の向上と CR3C2の
微細な結晶を析出させることによって高強度、高靱性化
するだけでなく複合材固有の性質である高融点、高硬
度、高耐食性等の性能を付与できるものである。本発明
の複合材の組み合せにより特性の異った焼結体を製造す
ることも可能である。
微細な結晶を析出させることによって高強度、高靱性化
するだけでなく複合材固有の性質である高融点、高硬
度、高耐食性等の性能を付与できるものである。本発明
の複合材の組み合せにより特性の異った焼結体を製造す
ることも可能である。
炭化クロムには Cr3C2以外に Cr7C3、 Cr4C 等が知らて
いるが、これらを本発明に用いることもできる。
いるが、これらを本発明に用いることもできる。
実施例１ 純度９９％以上の Cr3C2粉末（平均粒径４〜５μｍ）と
ZrB2 、 TiB2 、 TiC、SiC 、 TiNの各粉末（平均粒径
３〜４μｍ）の１種以上を所定量計量後ボールミル混合
した後ＣＩＰ（２．７ton ／cm2、３分間）成型し真空
雰囲気下において所定の温度、時間で常圧焼結した。得
られた焼結体の物性を表−１に示す。実験No.１〜８は
比較例、実験No.９〜２２は本発明例である。
ZrB2 、 TiB2 、 TiC、SiC 、 TiNの各粉末（平均粒径
３〜４μｍ）の１種以上を所定量計量後ボールミル混合
した後ＣＩＰ（２．７ton ／cm2、３分間）成型し真空
雰囲気下において所定の温度、時間で常圧焼結した。得
られた焼結体の物性を表−１に示す。実験No.１〜８は
比較例、実験No.９〜２２は本発明例である。
なお、表に示した物性は次のようにして測定した。
(1) 耐熱衝撃性は、急冷強度測定法で求めた。供試体
は３×４×４０mmの曲げ強度試験片を用い、電気炉内で
所定の温度で加熱し、一定時間（１時間）保持後炉の下
に設置してある０℃の水中へ降下させて試験片を急冷し
た。その試験片の曲げ強度を測定し強度が低下したとき
の加熱温度と水の温度（０℃）との差をΔＴとした。
は３×４×４０mmの曲げ強度試験片を用い、電気炉内で
所定の温度で加熱し、一定時間（１時間）保持後炉の下
に設置してある０℃の水中へ降下させて試験片を急冷し
た。その試験片の曲げ強度を測定し強度が低下したとき
の加熱温度と水の温度（０℃）との差をΔＴとした。
(2) 耐食性は、３×４×４０mmの試験片を４５０℃、
１時間Ar雰囲気下で鉛の溶湯に浸漬しその侵食量から判
定した。侵食量は腐食部分、スケール等を削り落した後
の重量減少とした。
１時間Ar雰囲気下で鉛の溶湯に浸漬しその侵食量から判
定した。侵食量は腐食部分、スケール等を削り落した後
の重量減少とした。
○……異状なし、△……やや侵食、×……かなり侵食 (3) 相対密度はアルキメデス法で測定した。
本実施例（実験No.９〜２２）は、比較例（実験No.１〜
８）に比べて耐熱衝撃性と耐食性が共に優れていること
がわかる。
８）に比べて耐熱衝撃性と耐食性が共に優れていること
がわかる。
実施例２ 実施例１の実験No.１３について焼成温度を変えて相対
密度を求めた。その結果を表−２に示す。実験No.２３
〜２５は比較例、実験No.２６〜２７は本発明例であ
る。これより焼成温度としては、１６００℃以上が必要
であることがわかる。
密度を求めた。その結果を表−２に示す。実験No.２３
〜２５は比較例、実験No.２６〜２７は本発明例であ
る。これより焼成温度としては、１６００℃以上が必要
であることがわかる。
〔発明の効果〕 本発明によって得られた耐熱耐食性焼結体は、高強度、
高耐食、耐熱衝撃性、導電性等に優れているので、熱電
対の保護管、金属加工用ダイス、ヒーター、温度センサ
ー等の幅広い分野で使用することができる。また、金属
と同様に放電加工ができるので複雑形状品にも容易に対
応することができる。
高耐食、耐熱衝撃性、導電性等に優れているので、熱電
対の保護管、金属加工用ダイス、ヒーター、温度センサ
ー等の幅広い分野で使用することができる。また、金属
と同様に放電加工ができるので複雑形状品にも容易に対
応することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 ZrB２、 TiB２、TiC 、SiC 及び TiNから
選ばれた１種以上が０．５〜５０重量％で残部が実質的
に Cr3C2である混合物を温度１６００℃以上で焼成する
ことを特徴とする耐熱耐食性焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249785A JPH0625035B2 (ja) | 1987-10-06 | 1988-10-05 | 耐熱耐食性焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-250727 | 1987-10-06 | ||
| JP25072787 | 1987-10-06 | ||
| JP63249785A JPH0625035B2 (ja) | 1987-10-06 | 1988-10-05 | 耐熱耐食性焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201076A JPH01201076A (ja) | 1989-08-14 |
| JPH0625035B2 true JPH0625035B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=26539487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63249785A Expired - Lifetime JPH0625035B2 (ja) | 1987-10-06 | 1988-10-05 | 耐熱耐食性焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625035B2 (ja) |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63249785A patent/JPH0625035B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01201076A (ja) | 1989-08-14 |
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