JPH0797257A - 複合焼結体 - Google Patents
複合焼結体Info
- Publication number
- JPH0797257A JPH0797257A JP5265646A JP26564693A JPH0797257A JP H0797257 A JPH0797257 A JP H0797257A JP 5265646 A JP5265646 A JP 5265646A JP 26564693 A JP26564693 A JP 26564693A JP H0797257 A JPH0797257 A JP H0797257A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum oxide
- sintered body
- dispersed
- composite
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910002077 partially stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 15
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000037998 chronic venous disease Diseases 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical group [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);dicarbonate Chemical group [Zr+4].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 酸化アルミニウムの粒内に分散させる分散相
の種類および含有量を調整し、切削工具として用いた場
合における耐クレータ摩耗性，耐フランク摩耗性，強
度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸化性に優れるようにし
た複合焼結体を提供する。 【構成】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％と、
Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互合金、Ｂ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化
物，酸化物，ホウ化物，Ａｌの炭化物，窒化物，ホウ化
物，安定化ジルコニア，部分安定化ジルコニアおよびこ
れらの相互固溶体の中の少なくとも１種の分散相とから
なる複合硬質相の焼結体であって、該分散相は、該酸化
アルミニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アルミニ
ウムの粒内に分散されている。
の種類および含有量を調整し、切削工具として用いた場
合における耐クレータ摩耗性，耐フランク摩耗性，強
度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸化性に優れるようにし
た複合焼結体を提供する。 【構成】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％と、
Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互合金、Ｂ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化
物，酸化物，ホウ化物，Ａｌの炭化物，窒化物，ホウ化
物，安定化ジルコニア，部分安定化ジルコニアおよびこ
れらの相互固溶体の中の少なくとも１種の分散相とから
なる複合硬質相の焼結体であって、該分散相は、該酸化
アルミニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アルミニ
ウムの粒内に分散されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化アルミニウムの粒
内に超微粒の異種物質を複合させた、複合酸化アルミニ
ウムを主成分とする複合焼結体に関し、例えば、旋削工
具，フライス工具，ドリル，エンドミルに代表される切
削工具やダイス，切断刃に代表される耐摩耗工具等の工
具部材、または靭性，耐熱性，耐摩耗性を必要とする自
動車用部材，機械用部材，電子産業用部材等の構造用部
材として適する複合焼結体に関する。
内に超微粒の異種物質を複合させた、複合酸化アルミニ
ウムを主成分とする複合焼結体に関し、例えば、旋削工
具，フライス工具，ドリル，エンドミルに代表される切
削工具やダイス，切断刃に代表される耐摩耗工具等の工
具部材、または靭性，耐熱性，耐摩耗性を必要とする自
動車用部材，機械用部材，電子産業用部材等の構造用部
材として適する複合焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐酸化性，耐熱性，耐摩耗性，耐食性，
電気絶縁性に優れるという長所を有する反面、強度，破
壊靭性，耐熱衝撃性が極端に劣るという短所を有する酸
化アルミニウムの粒界に異種物質を介在させて、上述の
短所をカバーしようという提案が、例えば特開昭５０−
８９４１０号公報，特開昭５６−１１４８６４号公報に
代表されるように、従来から多数行われているが、まだ
実用上満足できるまでに至ってないという問題がある。
電気絶縁性に優れるという長所を有する反面、強度，破
壊靭性，耐熱衝撃性が極端に劣るという短所を有する酸
化アルミニウムの粒界に異種物質を介在させて、上述の
短所をカバーしようという提案が、例えば特開昭５０−
８９４１０号公報，特開昭５６−１１４８６４号公報に
代表されるように、従来から多数行われているが、まだ
実用上満足できるまでに至ってないという問題がある。
【０００３】この問題を別の方向から解決しようとした
ものに、酸化アルミニウムの粒内にナノサイズの異種物
質を複合させる、いわゆるナノコンポジット材料があ
り、その代表的なものとして、特開平２−２２９７５６
号公報および特開平２−２２９７５７号公報がある。
ものに、酸化アルミニウムの粒内にナノサイズの異種物
質を複合させる、いわゆるナノコンポジット材料があ
り、その代表的なものとして、特開平２−２２９７５６
号公報および特開平２−２２９７５７号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】酸化アルミニウム粒内
に異種物質を複合させた代表例の内、特開平２−２２９
７５７号公報には、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有
するＡｌ2Ｏ3マトリックスの結晶粒内に粒子径２．０μ
ｍ以下のＴｉＮ微粒子を分散させたセラミックス複合材
料について記載されている。
に異種物質を複合させた代表例の内、特開平２−２２９
７５７号公報には、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有
するＡｌ2Ｏ3マトリックスの結晶粒内に粒子径２．０μ
ｍ以下のＴｉＮ微粒子を分散させたセラミックス複合材
料について記載されている。
【０００５】同公報に記載のセラミックス複合材料は、
ＴｉＮがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＣが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ焼結体に比
べて耐フランク摩耗性に劣るという問題がある。
ＴｉＮがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＣが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ焼結体に比
べて耐フランク摩耗性に劣るという問題がある。
【０００６】また、特開平２−２２９７５７号公報に
は、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有するＡｌ2Ｏ3マ
トリックスの結晶粒内に粒子径２．０μｍ以下のＴｉＣ
微粒子を分散させたセラミックス複合材料について記載
されている。
は、０．５〜１００μｍの結晶粒子を有するＡｌ2Ｏ3マ
トリックスの結晶粒内に粒子径２．０μｍ以下のＴｉＣ
微粒子を分散させたセラミックス複合材料について記載
されている。
【０００７】同公報に記載のセラミックス複合材料は、
ＴｉＣがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＮが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＮ焼結体に比
べて耐クレータ摩耗性に劣るという問題がある。
ＴｉＣがＡｌ2Ｏ3マトリックスの粒界相として存在して
いる従来の酸化アルミニウム基焼結体に比べて強度が向
上したというものではあるが、切削工具として用いた場
合に、ＴｉＮが添加されたＡｌ2Ｏ3−ＴｉＮ焼結体に比
べて耐クレータ摩耗性に劣るという問題がある。
【０００８】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、酸化アルミニウムの粒内に分散さ
せる分散相の種類および含有量を調整することにより、
切削工具として用いた場合における耐クレータ摩耗性，
耐フランク摩耗性，強度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸
化性に優れるようにした酸化アルミニウム基複合焼結体
の提供を目的とする。
もので、具体的には、酸化アルミニウムの粒内に分散さ
せる分散相の種類および含有量を調整することにより、
切削工具として用いた場合における耐クレータ摩耗性，
耐フランク摩耗性，強度，破壊靭性，耐熱衝撃性，耐酸
化性に優れるようにした酸化アルミニウム基複合焼結体
の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、酸化アルミ
ニウム基複合焼結体を切削工具として用いる場合におけ
る工具の寿命および信頼性の向上について検討していた
ところ、、酸化アルミニウムの粒内に微細な異種物質を
分散させると強度が向上すること、異種物質の種類，含
有量および酸化アルミニウムの粒径と異種物質の粒径と
の比を調整することにより、切削工具としての耐クレー
タ摩耗性，耐フランク摩耗性，靭性を高めることができ
ること、特に工具刃先温度が上昇する高速切削等の条件
下においては、これらの切削性能の効果が強く現れて、
工具の寿命および信頼性の向上になるという知見を得
て、本発明を完成するに至ったものである。
ニウム基複合焼結体を切削工具として用いる場合におけ
る工具の寿命および信頼性の向上について検討していた
ところ、、酸化アルミニウムの粒内に微細な異種物質を
分散させると強度が向上すること、異種物質の種類，含
有量および酸化アルミニウムの粒径と異種物質の粒径と
の比を調整することにより、切削工具としての耐クレー
タ摩耗性，耐フランク摩耗性，靭性を高めることができ
ること、特に工具刃先温度が上昇する高速切削等の条件
下においては、これらの切削性能の効果が強く現れて、
工具の寿命および信頼性の向上になるという知見を得
て、本発明を完成するに至ったものである。
【００１０】すなわち、本発明の複合焼結体は、酸化ア
ルミニウム８５〜９９．５体積％と、残りがＢ，Ｓｉ，
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗお
よびこれらの相互合金、Ｂ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化物，酸化物，
ホウ化物，Ａｌの炭化物，窒化物，ホウ化物，安定化ジ
ルコニア，部分安定化ジルコニアおよびこれらの相互固
溶体の中から選ばれた１種以上の分散相との複合硬質相
でなる焼結体であって、該分散相の粒径は、該酸化アル
ミニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アルミニウム
の粒内に分散されていることを特徴とする。
ルミニウム８５〜９９．５体積％と、残りがＢ，Ｓｉ，
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗお
よびこれらの相互合金、Ｂ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化物，酸化物，
ホウ化物，Ａｌの炭化物，窒化物，ホウ化物，安定化ジ
ルコニア，部分安定化ジルコニアおよびこれらの相互固
溶体の中から選ばれた１種以上の分散相との複合硬質相
でなる焼結体であって、該分散相の粒径は、該酸化アル
ミニウムの粒径よりも微細で、かつ該酸化アルミニウム
の粒内に分散されていることを特徴とする。
【００１１】本発明の複合焼結体における酸化アルミニ
ウムは、α−酸化アルミニウムでなり、できるだけ微細
な粒径でなることが好ましく、平均粒径１０μｍ以下、
好ましくは平均粒径５μｍ以下である。
ウムは、α−酸化アルミニウムでなり、できるだけ微細
な粒径でなることが好ましく、平均粒径１０μｍ以下、
好ましくは平均粒径５μｍ以下である。
【００１２】この酸化アルミニウムの粒内に分散される
分散相は平均粒径５００ｎｍ以下、好ましくは平均粒径
２００ｎｍ以下であること、酸化アルミニウムの粒径対
分散相の粒径の比が１０：１〜５００：１でなること、
特に５０：１〜２００：１でなることが好ましい。この
分散相は、化学量論組成または非化学量論組成であって
もよく、また、例えば酸化アルミニウムと接している分
散相の粒子の周辺部が炭窒酸化チタンで、芯部が炭窒化
チタンでなる複合の分散相として存在すること、もしく
は酸化アルミニウムと接している分散相の粒子の周辺部
が酸化ジルコニウムで、芯部が炭酸化ジルコニウムでな
る複合の分散相として存在することもある。この分散相
は、具体的には、例えばＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの金属、またはＢ
4Ｃ，ＳｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，Ｔａ
Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，ＷＣ，ＷＣ2，ＢＮ，Ｓｉ
3Ｎ4，ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，Ｃｒ
Ｎ，ＡｌＮ，Ｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＺｒＯ2，ＨｆＯ2，Ｖ
Ｏ2，Ｎｂ2Ｏ3，Ｔａ2Ｏ3，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，Ｈｆ
Ｂ2，ＡｌＢ6，（Ｔａ，Ｚｒ）Ｎ，（Ｔａ，Ｚｒ）Ｃ，
（Ｔａ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）または希土類金属の酸化物，
ＣａＯ，ＭｇＯの中の１種の安定化剤を含有した安定化
ジルコニウム，部分安定化ジルコニウムを挙げることが
できる。
分散相は平均粒径５００ｎｍ以下、好ましくは平均粒径
２００ｎｍ以下であること、酸化アルミニウムの粒径対
分散相の粒径の比が１０：１〜５００：１でなること、
特に５０：１〜２００：１でなることが好ましい。この
分散相は、化学量論組成または非化学量論組成であって
もよく、また、例えば酸化アルミニウムと接している分
散相の粒子の周辺部が炭窒酸化チタンで、芯部が炭窒化
チタンでなる複合の分散相として存在すること、もしく
は酸化アルミニウムと接している分散相の粒子の周辺部
が酸化ジルコニウムで、芯部が炭酸化ジルコニウムでな
る複合の分散相として存在することもある。この分散相
は、具体的には、例えばＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの金属、またはＢ
4Ｃ，ＳｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，Ｔａ
Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，Ｍｏ2Ｃ，ＷＣ，ＷＣ2，ＢＮ，Ｓｉ
3Ｎ4，ＺｒＮ，ＨｆＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，Ｃｒ
Ｎ，ＡｌＮ，Ｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＺｒＯ2，ＨｆＯ2，Ｖ
Ｏ2，Ｎｂ2Ｏ3，Ｔａ2Ｏ3，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，Ｈｆ
Ｂ2，ＡｌＢ6，（Ｔａ，Ｚｒ）Ｎ，（Ｔａ，Ｚｒ）Ｃ，
（Ｔａ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）または希土類金属の酸化物，
ＣａＯ，ＭｇＯの中の１種の安定化剤を含有した安定化
ジルコニウム，部分安定化ジルコニウムを挙げることが
できる。
【００１３】分散相を粒内に分散してなる酸化アルミニ
ウムの複合硬質相の焼結された本願発明の焼結体は、酸
化アルミニウムが連続した組織構造になっており、酸化
アルミニウムが８５体積％未満になると、切削工具とし
て用いた場合に、耐フランク摩耗性の低下が著しく、逆
に酸化アルミニウムが９９．５体積％を超えて多くなる
と、相対的に分散相の含有量が０．５体積％未満とな
り、その結果、強度および靭性の低下が著しくなる。
ウムの複合硬質相の焼結された本願発明の焼結体は、酸
化アルミニウムが連続した組織構造になっており、酸化
アルミニウムが８５体積％未満になると、切削工具とし
て用いた場合に、耐フランク摩耗性の低下が著しく、逆
に酸化アルミニウムが９９．５体積％を超えて多くなる
と、相対的に分散相の含有量が０．５体積％未満とな
り、その結果、強度および靭性の低下が著しくなる。
【００１４】この複合硬質相を６０体積％以上と、残り
がウイスカ，セラミックス，金属，合金の中の少なくと
も１種の粒界相とからなる酸化アルミニウム基複合焼結
体とすることも複合硬質相の効果を充分に引き出すこと
ができる。
がウイスカ，セラミックス，金属，合金の中の少なくと
も１種の粒界相とからなる酸化アルミニウム基複合焼結
体とすることも複合硬質相の効果を充分に引き出すこと
ができる。
【００１５】複合硬質相の粒界に存在する粒界相は、具
体的には、例えばＳｉＣウイスカ，カーボンウイスカ，
Ａｌ2Ｏ3ウイスカ，Ｓｉ3Ｎ4ウイスカ，ＴｉＣウイス
カ，ＴｉＮウイスカ等の中の少なくとも１種のウイス
カ、Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化物，酸化物，ＡｌＮ，希土
類酸化物，ＭｇＯ，ＣａＯおよびこれらの相互合金の中
の少なくとも１種のセラミックス、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，
Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互固溶体の中の少なくとも１
種の金属または合金を挙げることができる。この粒界相
は、酸化アルミニウムよりも微細であることが好まし
く、具体的には、平均粒径１．０μｍ以下、好ましくは
平均粒径０．５μｍ以下である。
体的には、例えばＳｉＣウイスカ，カーボンウイスカ，
Ａｌ2Ｏ3ウイスカ，Ｓｉ3Ｎ4ウイスカ，ＴｉＣウイス
カ，ＴｉＮウイスカ等の中の少なくとも１種のウイス
カ、Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗの炭化物，窒化物，酸化物，ＡｌＮ，希土
類酸化物，ＭｇＯ，ＣａＯおよびこれらの相互合金の中
の少なくとも１種のセラミックス、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，
Ｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互固溶体の中の少なくとも１
種の金属または合金を挙げることができる。この粒界相
は、酸化アルミニウムよりも微細であることが好まし
く、具体的には、平均粒径１．０μｍ以下、好ましくは
平均粒径０．５μｍ以下である。
【００１６】この複合硬質相と粒界相とからなる本発明
の複合焼結体は、複合硬質相が６０体積％未満になる
と、複合硬質相による強度および靭性を高める効果が低
下する。
の複合焼結体は、複合硬質相が６０体積％未満になる
と、複合硬質相による強度および靭性を高める効果が低
下する。
【００１７】本発明の複合焼結体は、従来からの粉末冶
金法，物理蒸着法（ＰＶＤ）および化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）を応用することにより作製することができる。具体
的には、例えば酸化アルミニウムの粉末とこの酸化アル
ミニウムよりも超微細な分散相形成粉末を選定して、従
来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法、酸化ア
ルミニウムの粉末の表面に従来から行われているＰＶＤ
処理またはＣＶＤ処理でもって分散相の被膜を被覆した
後、従来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法を
挙げることができる。
金法，物理蒸着法（ＰＶＤ）および化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ）を応用することにより作製することができる。具体
的には、例えば酸化アルミニウムの粉末とこの酸化アル
ミニウムよりも超微細な分散相形成粉末を選定して、従
来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法、酸化ア
ルミニウムの粉末の表面に従来から行われているＰＶＤ
処理またはＣＶＤ処理でもって分散相の被膜を被覆した
後、従来の粉末冶金法による工程を経て作製する方法を
挙げることができる。
【００１８】
【作用】本発明の複合焼結体は、分散相の超微細な粒子
が酸化アルミニウム粒内におけるクラックの進展の抑制
作用，偏向作用、酸化アルミニウムの粒内転位を妨げる
ピンニング作用、酸化アルミニウムの粒成長抑制作用を
し、粒界相が存在する場合には、粒界相が粒界における
クラックの進展の抑制作用，偏向作用をしており、その
結果，焼結体の硬度，強度，靭性を高めて、耐フランク
摩耗性，耐熱衝撃性，耐欠損性に優れ、高寿命化をもた
らしているものである。
が酸化アルミニウム粒内におけるクラックの進展の抑制
作用，偏向作用、酸化アルミニウムの粒内転位を妨げる
ピンニング作用、酸化アルミニウムの粒成長抑制作用を
し、粒界相が存在する場合には、粒界相が粒界における
クラックの進展の抑制作用，偏向作用をしており、その
結果，焼結体の硬度，強度，靭性を高めて、耐フランク
摩耗性，耐熱衝撃性，耐欠損性に優れ、高寿命化をもた
らしているものである。
【００１９】
【実施例】平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末と、平均
粒径４０〜７０ｎｍでなるＴａＮ，ＡｌＮ，Ｃｒ2Ｏ3，
２モル％Ｙ2Ｏ3を含んだＺｒＯ2の粉末と、平均粒径２
５０〜８００ｎｍでなるＴａＮ，ＡｌＮ，Ｃｒ2Ｏ3，Ｗ
Ｃ，２モル％Ｙ2Ｏ3を含んだＺｒＯ2の粉末と、ＳｉＣ
ウイスカー〔ＳｉＣ（Ｗ）と記載〕を用いて、表１に示
した本発明品１，２，３および比較品１，２の組成成分
になるように配合し、１２時間湿式ボールミル，乾燥
後、所定形状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれ
ぞれの焼結条件（ＨＰ＝ホットプレス、ＨＩＰ＝熱間静
水圧処理）にて焼結して本発明品１，２，３および比較
品１，２の焼結体を得た。
粒径４０〜７０ｎｍでなるＴａＮ，ＡｌＮ，Ｃｒ2Ｏ3，
２モル％Ｙ2Ｏ3を含んだＺｒＯ2の粉末と、平均粒径２
５０〜８００ｎｍでなるＴａＮ，ＡｌＮ，Ｃｒ2Ｏ3，Ｗ
Ｃ，２モル％Ｙ2Ｏ3を含んだＺｒＯ2の粉末と、ＳｉＣ
ウイスカー〔ＳｉＣ（Ｗ）と記載〕を用いて、表１に示
した本発明品１，２，３および比較品１，２の組成成分
になるように配合し、１２時間湿式ボールミル，乾燥
後、所定形状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれ
ぞれの焼結条件（ＨＰ＝ホットプレス、ＨＩＰ＝熱間静
水圧処理）にて焼結して本発明品１，２，３および比較
品１，２の焼結体を得た。
【００２０】また、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉末
の表面に、ＣＶＤ処理によりＶＣとＷＣおよびＴａＣ
0.5Ｎ0.5，付着させたそれぞれの複合粉末を用いて、表
１に示した本発明品４および比較品３の組成成分になる
ように配合し、６時間湿式ボールミル，乾燥後、所定形
状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれぞれの焼結
条件で焼結して本発明品４および比較品３の焼結体を得
た。
の表面に、ＣＶＤ処理によりＶＣとＷＣおよびＴａＣ
0.5Ｎ0.5，付着させたそれぞれの複合粉末を用いて、表
１に示した本発明品４および比較品３の組成成分になる
ように配合し、６時間湿式ボールミル，乾燥後、所定形
状の圧粉体とし、これらを表１に示したそれぞれの焼結
条件で焼結して本発明品４および比較品３の焼結体を得
た。
【００２１】さらに、平均粒径０．５μｍのＡｌ2Ｏ3粉
末の表面に、ＰＶＤ処理によりＷ，ＨｆＮとＮｂＣ，Ｔ
ａＮ，ＴｉＣを付着させたそれぞれの複合粉末を用い
て、表１に示した本発明品５，６，７および比較品４の
組成成分になるように配合し、６時間湿式ボールミル，
乾燥後、所定形状の圧粉体とし、これらを表１に示した
それぞれの焼結条件で焼結して本発明品５，６，７，お
よび比較品４の焼結体を得た。
末の表面に、ＰＶＤ処理によりＷ，ＨｆＮとＮｂＣ，Ｔ
ａＮ，ＴｉＣを付着させたそれぞれの複合粉末を用い
て、表１に示した本発明品５，６，７および比較品４の
組成成分になるように配合し、６時間湿式ボールミル，
乾燥後、所定形状の圧粉体とし、これらを表１に示した
それぞれの焼結条件で焼結して本発明品５，６，７，お
よび比較品４の焼結体を得た。
【００２２】このようにして得た本発明品１〜７および
比較品１〜４の焼結体の組成，平均粒径を透過型電子顕
微鏡，走査型透過電子顕微鏡，分析電子顕微鏡，走査電
子顕微鏡，Х線回折法，比電気抵抗により調べて、その
結果を表２に示した。表２の（ ）内の数値は、それぞ
れの平均粒径を示す。本発明品１〜７および比較品１〜
４の焼結体のそれぞれを形状ＳＮＧＮ１２０４０８
（０．１×−２５°のホーニング付）に形成し、被削
材：ＳＫＤ１１（ＨＣＲ６０〜６２），切削速度：１５
０ｍ／ｍｉｎ，切込み：０．５ｍｍ，送り：０．１ｍｍ
／ｒｅｖ乾式による外周連続旋削試験を行い、寿命にな
るまでの時間を求めて、その結果を表２に併記した。
比較品１〜４の焼結体の組成，平均粒径を透過型電子顕
微鏡，走査型透過電子顕微鏡，分析電子顕微鏡，走査電
子顕微鏡，Х線回折法，比電気抵抗により調べて、その
結果を表２に示した。表２の（ ）内の数値は、それぞ
れの平均粒径を示す。本発明品１〜７および比較品１〜
４の焼結体のそれぞれを形状ＳＮＧＮ１２０４０８
（０．１×−２５°のホーニング付）に形成し、被削
材：ＳＫＤ１１（ＨＣＲ６０〜６２），切削速度：１５
０ｍ／ｍｉｎ，切込み：０．５ｍｍ，送り：０．１ｍｍ
／ｒｅｖ乾式による外周連続旋削試験を行い、寿命にな
るまでの時間を求めて、その結果を表２に併記した。
【００２３】寿命の評価としては、平均フランク摩耗量
（ＶB）が０．３ｍｍ以上になるか、または欠損やチッ
ピングが発生した時を寿命とし、測定は、５分間切削ご
とに確認し、寿命評価に達した時間およびそのときの損
傷状態を表２に示した。
（ＶB）が０．３ｍｍ以上になるか、または欠損やチッ
ピングが発生した時を寿命とし、測定は、５分間切削ご
とに確認し、寿命評価に達した時間およびそのときの損
傷状態を表２に示した。
【００２４】また、市販の７０％Ａｌ2Ｏ3−２５％Ｔｉ
Ｃ焼結体および７０％Ａｌ2Ｏ3−２５％ＴｉＮ焼結体
（各ｖｏｌ％）をそれぞれ比較品５および６として、上
述と同様の旋削試験を行った結果、比較品５は、２５分
間で寿命となり、比較品６は、２０分間で寿命となっ
た。
Ｃ焼結体および７０％Ａｌ2Ｏ3−２５％ＴｉＮ焼結体
（各ｖｏｌ％）をそれぞれ比較品５および６として、上
述と同様の旋削試験を行った結果、比較品５は、２５分
間で寿命となり、比較品６は、２０分間で寿命となっ
た。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】本発明の複合焼結体は、従来のＡｌ2Ｏ3
の粒界にＴｉＣ，ＴｉＮの粒界相を存在させた酸化アル
ミニウム基焼結体および従来のＡｌ2Ｏ3粒内にＴｉＮ，
ＴｉＣの分散相を存在させた酸化アルミニウム基焼結体
に比べて、切削工具として用いた場合に耐熱衝撃性，耐
クレータ摩耗性および耐フランク摩耗性が顕著に優れて
おり、その結果工具寿命が約２．４倍〜３．７倍も向上
するという非常に優れた効果を有する。
の粒界にＴｉＣ，ＴｉＮの粒界相を存在させた酸化アル
ミニウム基焼結体および従来のＡｌ2Ｏ3粒内にＴｉＮ，
ＴｉＣの分散相を存在させた酸化アルミニウム基焼結体
に比べて、切削工具として用いた場合に耐熱衝撃性，耐
クレータ摩耗性および耐フランク摩耗性が顕著に優れて
おり、その結果工具寿命が約２．４倍〜３．７倍も向上
するという非常に優れた効果を有する。
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％
と、残りがＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互合金、Ｂ，Ｓ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭
化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，Ａｌの炭化物，窒化
物，ホウ化物，安定化ジルコニア，部分安定化ジルコニ
アおよびこれらの相互固溶体の中から選ばれた１種以上
の分散相との複合硬質相でなる焼結体であって、該分散
相の粒径は、該酸化アルミニウムの粒径よりも微細で、
かつ該酸化アルミニウムの粒内に分散されていることを
特徴とする複合焼結体。 - 【請求項２】 酸化アルミニウム８５〜９９．５体積％
と、残りがＢ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗおよびこれらの相互合金、Ｂ，Ｓ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの炭
化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，Ａｌの炭化物，窒化
物，ホウ化物およびこれらの相互固溶体の中から選ばれ
た１種以上の分散相との複合硬質相６０体積％以上と、
残部がウイスカ，セラミックス，金属，合金の中の１種
以上の粒界相とからなる焼結体であって、該分散相の粒
径は、該酸化アルミニウムの粒径よりも微細で、かつ該
酸化アルミニウムの粒内に分散されていることを特徴と
する複合焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5265646A JPH0797257A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5265646A JPH0797257A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 複合焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0797257A true JPH0797257A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17420033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5265646A Withdrawn JPH0797257A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 複合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797257A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015504406A (ja) * | 2011-11-04 | 2015-02-12 | コンセホ・スペリオール・デ・インベスティガシオネス・シエンティフィカス | 金属酸化物からなるナノ構造を有する複合材料、上記複合材料を得るための方法、および上記複合材料の利用 |
| WO2019208438A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 京セラ株式会社 | セラミック基板およびこれを用いた実装用基板ならびに電子装置 |
| JP2021119112A (ja) * | 2016-12-26 | 2021-08-12 | 京セラ株式会社 | セラミック部材及び切削工具 |
| CN113321504A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-08-31 | 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 | 一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷材料及其制备方法和应用 |
| CN120247536A (zh) * | 2025-05-30 | 2025-07-04 | 河北鼎瓷电子科技有限公司 | 耐热多层陶瓷基板及其制备方法 |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP5265646A patent/JPH0797257A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015504406A (ja) * | 2011-11-04 | 2015-02-12 | コンセホ・スペリオール・デ・インベスティガシオネス・シエンティフィカス | 金属酸化物からなるナノ構造を有する複合材料、上記複合材料を得るための方法、および上記複合材料の利用 |
| JP2021119112A (ja) * | 2016-12-26 | 2021-08-12 | 京セラ株式会社 | セラミック部材及び切削工具 |
| JP2023041692A (ja) * | 2016-12-26 | 2023-03-24 | 京セラ株式会社 | セラミック部材及び切削工具 |
| WO2019208438A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 京セラ株式会社 | セラミック基板およびこれを用いた実装用基板ならびに電子装置 |
| JPWO2019208438A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2021-06-10 | 京セラ株式会社 | セラミック基板およびこれを用いた実装用基板ならびに電子装置 |
| CN113321504A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-08-31 | 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 | 一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷材料及其制备方法和应用 |
| CN120247536A (zh) * | 2025-05-30 | 2025-07-04 | 河北鼎瓷电子科技有限公司 | 耐热多层陶瓷基板及其制备方法 |
| CN120247536B (zh) * | 2025-05-30 | 2025-08-05 | 河北鼎瓷电子科技有限公司 | 耐热多层陶瓷基板及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5100927B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法 | |
| CA2785696C (en) | Cubic boron nitride sintered body and cubic boron nitride sintered body tool | |
| JP6193207B2 (ja) | セラミック部材および切削工具 | |
| WO1994026469A1 (en) | Group ivb boride based cutting tools | |
| JP2523452B2 (ja) | 高強度立方晶窒化ホウ素焼結体 | |
| WO2022172729A1 (ja) | 超硬合金及びそれを基材として含む切削工具 | |
| JPH0797257A (ja) | 複合焼結体 | |
| JP2005097646A (ja) | 傾斜組織焼結合金およびその製造方法 | |
| US4710425A (en) | Abrasion resistant articles and composition utilizing a boron-doped refractory particle | |
| JP2020011870A (ja) | 立方晶窒化硼素焼結体、及び、立方晶窒化硼素焼結体を有する工具 | |
| JPH0816028B2 (ja) | 高靱性を有するセラミック焼結体及びセラミック工具と焼結体の製造方法 | |
| JPH07232980A (ja) | 被覆複合焼結体 | |
| JPH05186272A (ja) | 複合高密度相窒化ホウ素焼結体 | |
| JP7336063B2 (ja) | 立方晶窒化硼素焼結体及び被覆立方晶窒化硼素焼結体 | |
| JP2849055B2 (ja) | サイアロン基焼結体および被覆焼結体 | |
| JPH05186844A (ja) | 高密度相窒化ホウ素基焼結体 | |
| JP3092887B2 (ja) | 表面調質焼結合金及びその製造方法 | |
| JPH0797255A (ja) | 酸化アルミニウム基複合焼結体 | |
| JP4887588B2 (ja) | 分散強化ｃｂｎ基焼結体およびその製造方法 | |
| JP2596094B2 (ja) | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆セラミック製切削工具 | |
| JP4004024B2 (ja) | 炭化チタン基セラミックス工具とその製造方法 | |
| JPH1161315A (ja) | 粒内分散強化ｗｃ含有超硬合金およびその製法 | |
| JPH0780708B2 (ja) | 強度の高い酸化アルミニウム基焼結体及びその製造方法 | |
| JP7507582B2 (ja) | セラミックス焼結体、及び切削工具 | |
| JP2005097652A (ja) | 傾斜組織超硬合金およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |