JPS60103078A - 導電性ジルコニア基焼結材料及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は靭性及び硬度が大で耐食耐摩耗性に優れ、本来
常温域では絶縁材料に属するジルコニアに導電性を付与
することにより多目的に使用し得る導電性ジルコニア基
焼結材料並びｔこその製造方法ｅこ関するものである。

近年ジルコニア（以下ｚｒ０２と示す）系材料は、Ｙ２
Ｏ３による部分安定化Ｚｒ０ｚ焼結材がｇ１１発されて
以来高強度を要求する構造部材や切削工具等の工具材料
その他に使用が試みられている。

しかしながらこれ等の安定化Ｚｒ０２（部分安に化を含
む以下同じ）は、強度が大である反面硬さが高々ＨＲＡ
　９０程度でありＡ／−，０，系材料より劣る為切削工
具材として用いた場合耐摩耗性の点でフこ用に供し得な
い場合が多い。又安定化ＺｒＯ２は熱伝導率が低く熱膨
張率が大きい９，５徴があり、用途によっては長所とな
る反面、耐熱Ｂｌｊ　ＩＮ性の点で不充分な特性を有し
ている。次ｔこ安疋化ＺｒＯ，焼結体は白色系材料であ
り装飾部利用材料としての黒色系用途には対応出来ない
欠点があった。

更に安定化ＺｒＯ□は１ＩＩＩ温域ではヒータ材料とし
て用いられているが、低温域では比抵抗値が非常ｔこ大
であり絶縁材料ｔこ属する為、自己発熱体として使用出
来ない欠点があると共に、安定化Ｚ　ｒ０２は他のセラ
ミック材料に比べ研削加工性が劣り、かつ孔あけ加工及
び複雑形状に加工する場合絶縁材料である為加工効率の
良い放電加工法を採用することが出来ず、もっばら超音
波加工法に頼らざるを得ない欠点があった。

本発明材料は上述した安定化ＺｒＯ２の欠点を解消する
為炭化物成分を配合して導７ｕ性を付与することにより
、靭性及び硬度が大で耐食酊」摩耗性に優れ、かつ耐熱
ひＪ撃性をも高めたＺ　ｒ０２基焼結祠料となし、自己
発熱可能なヒーター材料の他各種用途製品に加工する場
合に放電加工法の採用を可能となし、加工コストを大幅
に低減出来る材料を得んとするものであり、以下に本願
発明を構成する特徴ｔこついて詳述する。

第１に時計側やブレスレットやタイピン及びカフスボタ
ン或いはペンダントその他の各種装飾部材用材料ｔこつ
いては長期ｔこ渡り外観が美麗な光沢面を保持すること
が必要で、その為に耐摩耗性、耐食性及び耐破損性に富
むことが要求され、かつその製品製造渦１！Ｉ！におけ
る研削加工性並びに複雑な形状或いは孔あけ加工を一行
なり為の放電加工性を有することが高能率加工面で要求
される。

更にこれらの各１！Ｉ（装飾部材ｔこ要求される特性と
して、高価な製品が破損しない為に充分なるｌ１ｊＪ山
撃性なすることが製品の信頼性の点で最も要求されるの
は当然のことであり、その他装り１１部４ＱＪが］１１
過ぎない事も装身共として用いる場合ｅこ好ましい特性
として要求される。

上記諸特性が要求さｉする装飾部材用材料として従来超
硬工具系の材料やサーメット系又はステライト等が用い
られているが、強度的には優れているものの、重量が大
なものが多く、かつ金属成分を含む為にいずれの材料も
金属光沢をイアする材ネＩとなっており、黒色系の材料
をｆＬＩることは不可能であった。

一方美麗な色を有する着色装飾部祠として金ｒ（を含有
しないセラミ、り系材料が種々先受けられるが、この種
の材料は導電性が無い為に複雑な形状或いは孔加工を行
なう場合ｔこ多大な加工工数を要する他、強度が一般的
に低い為耐破損性に劣る欠点があった。

なお強度の強いセラミック材料としてＹ、０．等で安定
化（部分安定化を含む）されたＺ　ｒＯ２が報告されて
いるが、その研削加工性は非常に急く、かつ白色系の材
料となり装飾部材としての利用価値は少ないものであっ
た。

第２に抵抗発熱体（ヒーター材料）として一般に金属系
材料が主に用いられており、セラミック系抵抗発熱体と
しては絶縁性セラミック材料に導電発熱経路を接合した
ものや発熱体を埋込んだものの他ＳｉＣ系発熱体及び高
温用としてＺｒＯ，系発熱体が使用されている。

上記各種発熱体のうち金属系材料は耐食性、耐酸化性及
び耐摩耗性の点で劣る為、酸化性雰囲気や酸及びアルカ
リ性物’ｔ′Ｌ或いは塩分等に浸さｊする傾向があると
共に硬度が低い為１こ摩擦条件１で使用する発熱体とし
ては摩耗ｔこよる寿命短縮の線内となり、ＳｉＣ系発熱
体については強度が低い為に折損原因となる他４１す成
結晶粒子が粗大で組織が緻密でない為摩擦条件下での使
用に際しては平７１°ｉ　ｆｆ面が得られず粒子脱落摩
ルを及び相手材にイハを付ける等の欠点がある。又Ｚ　
ｒ０２糸抵抗抵抗体は低ル１域での導電性が殆んどｄｉ
ｊ（い為自己発熱体とはなり？Ｕず、他のヒーターで高
温ｔ−４まで予（４８加熱しなければ発熱体として使用
出来ない欠点があった。

第３に切削工具、冷間及び熱１「ｉ］加工用ダイス工具
、金型やベルトクリーナーその他の耐摩耗］：ＪＩ、等
の工具材料としては、相識が均一微細でＦｊｉ’！＝で
あり、硬度が高くて耐摩耗性があり、かつ強度が大で欠
損したり破損したりしないこと、更にはＧｅＪ熱急冷条
件下で使用１する場合の耐熱ｌｊロ８ｒ−性に優れるこ
とが必要であり、こｈらの特性も兼ね備えた材料が長寿
命で信頼性のある工具材料となる。

これらの工具材料として超硬工具材料やサーメット系材
料が拡く用いられているが、これらの材料は主成分がＷ
ＣやＴｉＣ等の炭化物で、かつ金属成分を含有している
ために、鉄剣材料或いは非鉄金属系の被加工物との親和
性が強い欠点がある他、耐摩耗性の点でも劣る場合があ
り、その解決策としてセラミック工具材料が効果的に利
用されると共に需要景は確実に増加して行く傾向にある
。

本発明材料の特徴として装飾部材用材料會こ於いては、
本来白色系材料でかつ絶縁材料である安定化Ｚ　ｒ０２
に適正量の炭化物を配合することｔこより黒褐色系又は
黄色系でしかも強靭で耐摩耗性のある材料とすると共に
導電性を付与することｔこより複雑形状に加工したり孔
あけ加工等を行なうに際し超音波加工よりも加工能率が
大幅に大である放電加工法を採用可能とするものであり
、又ヒーター材料に於いては前述の欠点を改良した材料
即ち耐食耐摩耗性に優れ、強靭でかつ耐熱８Ｊ撃性にも
αとれ、更には構成結晶粒子が微細で平滑な面がｉＵら
れると共に低温域でも自己発熱可能な材料と成し、材料
加工に際してはヒータ一端子取付孔加工等の特殊形状加
工を能率の良い放電加工法を採用可能とし、工具材料及
び耐摩耗耐食材料に対してはＭ、０．系セラ疋ツク材料
より強靭で耐衝撃性ｒ−殴れる他従来の安定化ＺｒＯ２
よりも耐摩耗性を改善し、かつ材料加工に際しては放ｆ
ｌｆ加工法或いは電解ｆｉ＋）側法を採用可能とするこ
とぐこより加工コストを大幅に低減し得る材料特性なイ
］するものである。

前述の各種用途にセラミ、り系材料の需要が拡大しつつ
あり、特ｔこ高硬度で耐摩耗性があるＡｌ、０゜或いは
強靭性の安定化Ｚ　ｒ０２等のセラミ、り相ｔ−１はそ
の硬さが大な為にダイヤモンド砥石による研削加工が主
流をなしているが、ダイヤモンド砥石による研削加工で
複？ｌＣな外形成いは内径加工や孔あけ加工等を行なう
ｔこは自ら一定の限度があり、放電加工や超音波加工に
よらざるを得ない場合が多ので放電加工法を採用すると
いう訳には行かず上述の如き複雑、特殊形状物の加工は
超音波加工法ｔこ頼らざるを得なかった。しかしその加
工能率は非常ｔこ悪いため、製品は必然的に高価なもの
となり、用途即発を行なう上において価格的に対応出来
ないことがある。

一方放電加工方法は超硬工具材料等に一般的に採用され
ており、超音波加工方法ｔこ比べ数倍以上の加工能率を
有しており、加工費面からはより良い加工方法であるが
、被加工物が導電性を有する小が必須条件である。

本発明は上記現状に鑑みジルコニア質セラミックに導電
性を付与し、放電加工法を採用可能となす導電性ジルコ
ニア基焼結材料並びζ・こその製造方法を提供せんとす
るものであり、その要旨は特許請求の範囲に記載してい
るが如き導電性ジルコニア基焼結材料及びその製造方法
である。

なお部分安定化ＺｒＯ，粉末はその製造方法によって異
なるが不純物としてのＡｌ２Ｏ３が０．０５亀ｊ、＋’
＋：　９６　ｑ：１度のものが通常ＰＪられる純度の尚
いｆｉｌｉ　類ｆこ属するが、その粉砕工程ｔこおいて
アルミナボールな使用する場合はＡｔ２０．が１　ｉｊ
’、＋量夕Ｃ捏度此人するのが通例である。

本発明では安に化（全部及び１１１１分安定化）　１ｒ
ｏ２の一部なＡ４０３で置換した場合の作力Ｊ効果を６
’ｌｊ　Ｍｊ　ｌ。

た結果、後で詳記する如＜Ａｔ、Ｏ，による１すＣ換Ｊ
＋ｔが２足置％以下においてはＩＹ性１ｒＯではとんど
λ−遁°がないことが判明したのでＺ　ｒ０２の２１（
Ｊｉ１％以−トをＡ−１２０ｓで置換したものをＪｂい
る小もある。

以下本発明を開発するｔこ至った実験と実施例及びその
結果を示す。

く実験１〉 安定化剤としてのＹ２Ｏ，以外の不純物が０．１％以下
の安定化（部分安定化を含む）処理さ九、かつ平均粒子
径が０．３μｍである第１表記載の各抽ＺｒＯ，粉末に
、純度が９９％で平均粒子径が１ｌｌＴｒＬのＴｉＣ及
びＷＣ粉末を各々２５容量％になるように秤量し、湿式
ボールミルで混合粉砕した後、必要に応じて成型用バイ
ンダを配合して乾燥整粒することにより焼結用原料を得
た。

上記焼結用原料を金型プレス成型機により５０ＣｋＶＷ
以上の圧力で成型した後、非酸化性雰囲気（Ａｒガス）
炉で１３００〜１６５０℃の温度下に１時間保持して、
相対密度が９４．５〜９８％の予備焼結体を得た。

なお上記予備焼結温度は各試料点毎に最適焼結温度が異
なる為、試料毎に相対密度が９４．５〜９８％になる温
度条件下で予備焼結体を得た。

次いで該予備焼結晶をＨＩＰ装置で不活性ガス（Ａｒ）
圧を１５００気圧とし、温度は各試料点の予備焼結温度
より１５０℃低目の温度条件で１時間保持することによ
り焼結素材を得た。

上記焼結体の特性調査試料としては、ダイヤモンド砥石
ｔこよる５Ｘ５Ｘ２５朝の研削試片とし第１表ｔこ示す
各種データを得た。− なお気孔率につい°〔は各試片をＱ曲うップ仕上げした
後、画他解析機ｔこより微細なスポットから大きなスポ
ットまで全てを解析することによりデータを得た。

第１表 ありだ。

〈実験２〉 Ｓ）ｉきイし 実ａｉの試料ム３に用いたのと同じＺ　ｒ０２粉末ｔこ
八 純度が９９％以上で平均粒子径が０．８〜１．０μｍの
各種カーバイド粉末を第２表記載の容量％になるように
秤量し、実験１と同様の方法で焼結用原料、予備焼結体
、ＨＩＰ焼結素材を得同様の方法で第２表記載の諸特性
値を得た。

なお本実験におけるＨＩＰ条件は予備焼結温度より１０
０℃低目の温度で、不活性ガス（Ａｒ）圧は１３００気
圧とし１時間保持を行なった。

また加圧力５０ｋｇ　／ｃｍＬ以上、温度１３００〜１
６５０　℃の範囲円でｇ２密焼ｔｆｊ体が得られるｍ適
条件で第２表の全試猫をホットプレス（以下即）法によ
りＲ４ＩＱした材料についても調査した結果、いづれも
第２表に示したのとほとんど同じ特性を得た。

実験１の試料Ａ３に用いたのと同じＺｒＯ，粉末にＡ 純度が９９％以上で平均粒子径が０．８〜１．０μｍの
各回カーバイド粉末を第３表記載の容量　Ｘ　ｒ−なる
ように秤新し、実験１と同様の方法で焼結用原料、予備
焼結素材、ＨＩＰｉ結素材を得、同様の方法で第４表記
載の諸特性を得た。

なお本実験におけるＨ工Ｐ条件は、最適予備焼結温度よ
り５０℃低目の温度とし、不活性ガス圧（Ａｒ）は１０
００気圧とし１時間保持を行なった。

ｊ（＋　３表 第４表 実験１の試料ル３に月」いたのと同じＺ　ｒ０２粉末に
純度が９９％以上で平均粒子径が０．８〜１．０７＋ｍ
の各種複合炭化物粉末を第５表記４（（の容九％ｔこな
るよ５ｔこ秤量し、実験１とｌ１ｌＪ様の方法で焼結用
原料、予イ〈１１焼結素材、ＨＩＰ焼結素材を得、同様
の方法で第５表記載のＭ特性をｔＵた。

な」６本実験におけるＨＩＰ条件は、温度が１２００℃
で不活性ガス圧（Ａｒ）は１８００気圧とし１時間ＣＩ
″、持を行なった。

第５表 注）　Ａ＝ＷＣ：ＴｉＣ＝５０：５０　純度＝９９％平
均粒子径＝　１．ＯｐｎＢ＝ＷＣ：　ＴｉＣ：ＴａＣ＝
５０：３０：２０純度＝９９Ｘ平均粒子？＆＝１．Ｏ１
１ｍＣ＝ＷＣ：ＮｂＣ＝３０ニア０　純度＝９９Ｘ平均
粒子径＝１．２μｍ（以下同じ） 用いたＺ　ｒ　０２は３モル％Ｙ２Ｏ３含有のもの〈実
験５〉 全ｍ＋　Ｈしくは部分安定〜化されたＺ　ｒｏ、へのｈ
ｔ２ｏ３の添加による作用効果を調べる為に、第６表に
示鈴 第６表 〔実施例１〕 装飾部材用材料の代表例として時１側を前記実ＭｌのＡ
２．４．７．９、実験２のＡ２．３．４．５．９．１４
．２０．２６．３１．３５、実験３の崖２．５．６．１
２．１５、及び実験４の黒２．５．９．１６の各材料で
試作し、内側及び段付部を放電加工した後仕上、加工を
行ないかつ外表面は研削ラップ仕上した時計側を高さ１
．５ｍの位置から木製床に繰返し落下テストした結果、
いずり、もＩ＆択することなく又ラップ曲の外観は（Ｊ
Ｋ３１が黄金色に近い色である他は）黒褐色系で均一美
麗な光沢面を有するものが得られた。

〔実施例２〕 前述の実施例１に示したのと同じ試料ＪＦＬに相当する
材料でセラミックヒータ−として１０Ｘ１．５Ｘ１００
司の形状品を作り、長手方向に５個直列に放電加工孔を
介して結線した後１０ボルトの電圧で昇温した結果いず
れも５分間以内で４００℃に達し１０個配列した各々の
ヒーター単、体も同一温度であり、かつ熱硬化性接着剤
の加熱炉の代りｔこ被接岩物を直接ヒーターに乗せ加熱
した結果、電気炉による間接加熱方式に比ベエネルギー
消費率は１０９６程度ｔこ節減出来る小が判ＩＩＩＪシ
た。

〔実施例３〕 前述の実験１〜４により肯た各種ｌ１８結体を切削工具
形状５ＰＧＮ４３２に研削加工し、切削条件を切削速度
４５０ｖ鋪、送り０，２評の、切込み０．５ｇ／ｒｅｖ
とし、１０％Ｓｉ含有Ａｔ合金を１０分向旋削した結果
、従来の３九Ｙ２０．　ｉこよる部分安定化ＺｒＯ２は
逃げ面肋耗１１ノが０．２５ｓｍであるのに対し、本発
明範囲外はいずれも０．１〜０．１５＋ｎ＋ｎと少なく
超硬質合金ＫＩＯと同程度であったが、旋削面の状１１
ＷはＫＩＯが溶着現象によりわ１面であるのｔこ対し本
発明品による面はいずれも光沢があり優れた性能を示し
た。

なお本発明範囲外のものは異當摩耗或いは欠損等のトラ
ブルを発生することが多く不満足な納采を示した。

〔実施例４〕 工具材料の一例として、押し出し成形用金型（ノズル）
を前記実験の試料滅１４の組成で作成し、外周部は研削
加工仕上げし、内径部は放電加工後、研削及びラップ仕
上げを施しベアリング部を＄　１，５０１副とし、押し
出し成形機に装着し試験した結果、従来使用していた焼
入れ鋼製ノズルは成型圧力８０ｋｉ７でＡｔ、Ｏ，にポ
リビニルアルコール１０％を配合混練した材料を重量１
０に９押し出し成型した後のベアリング部径は＄１，６
０７ｍと摩耗し大きくなったが、本発明品は同条件下で
ｊ；１，５０４咽となり、非常に耐摩耗性に優れた押し
出し成形用金型が得られた。

〔実施例５〕 耐摩耗材料用として超硬質合金に１０と９９Ｘ　Ａｔ２
０ｓ及び本発明の実験２の４８、実験３の５７、実験４
の崖８で鉄鉱石ベルトコンベア用ベルトクリーナーを作
成し、実用テストに供した結果、本発明品はＫＩＯに対
して５倍、９９％Ａ４０．　に対し”〔３むグの寿命を
示し非爪？こ耐摩耗性に２；工むことが判す」した。

〔実施例６〕 実験２のＡ３．４２０による材料でダイス径２．６開の
伸線用ダイスを作成し実用に供した結果、几′Ｉ岐質合
金材皿Ｇ１が伸線ｊ＋ｋ　２０　トンの寿命であるのに
対し本発明品は羨３が３２トン、Ａ２０が３０トンの伸
ｉ野命を示しかつ不発ｌ１ｌＪ品による線材表面光沢は
非常に美麗であり、従来の超硬合金Ｇ】による線材に比
べ著しく商品価値がＷＳまる結果をｔりた。

又上記と同じ試才ｉＡによるｌ１ｉｉ径１インチ肉厚２
割の鉤バイブ加工用ダイスに於いても従来のｊＪ′１６
’ｉ４質合金より１．３倍以上の寿命を示すことが判明
した。

以上示した実験結果及び実１！ｌＩＩ例を参酌し乍ら本
発明の導電性ジルコニア基焼結材料の組成や諸１．？性
並びにそれを得る為の製造方法条件について以下考察す
る。

近年部分安定化ＺｒＯ□関係の文献が多（、ＭｇＯやＹ
、０．で安定化されたＺｒＯ□焼結体の高強度特性がほ
ぼ解明されており、本発明においてもこれらの安定化剤
が２モル％未満においては、焼結体に単斜晶相が多く存
在し、微細クラ、り等が生じやすい為に強度の強い材料
が得難く、逆に５モル％を越える場合は結晶相転移によ
る強度取得効果が少なく、耐破損性の点で不満足な結果
を与える材料となることが判明した。

次ｌこ材料の結晶粒子径については、平均粒子径が２．
５μｍを越えると、強度は比較的に高い材料においても
、室温から数百℃まで加熱冷却サイクルを受ける使用条
件下では長期間の内に自然に単斜晶相が増加する場合が
あり、強度が自然劣化することがある。特？こ、この自
然劣化現象を防止するにはＺ　ｒ０２結晶粒子径を１μ
ｍ以下に抑えると共ｔこ、材料の平均結晶粒子径を２．
５μｍ以下より好ましくは２．０μｍ以下に抑えること
により達成される。

更に２．５　ｌｔｍを越える場合は、本発明品も一般的
に強度が低くなる傾向ｌこあり一１機械的山撃をこうむ
る工具材料の使用糸ｒ１−下では割れが発生したり欠損
或いは破損する可能性があり、かつ結晶粒径が大きい程
スポットが増加する傾向ｔこあり、又硬さも低下する傾
向があるため、〆■」摩耗性が劣るようになると共にラ
ップ仕上げした面が美麗でなくなる他、ダイス工具等の
場合はスポットを起点として溶着或いは摩耗が進行する
ことになる。

又焼結材料の気孔率が１客足％を越えると、低強度に起
因する損耗や、スポットによる美麗なラップ仕上面が得
られない等の弊害が多くなりｋｒ−１：しくない。

特に金型材料等においては機械幻術撃力を受ける場合が
多いため、強度の低いもの程破損しやすいことは当然の
ことである。

発明者等は上記現象における耐破損性は、セラミンク材
料に通常用いられている曲げ強さよりもシャルピー値の
方が耐破損性と関連性が高いこと、更ｔこはシャルピー
値が０．１ｋｇｆｍｌ−未満の場合は、装飾部材用材料
や切削工具材料や冷間、熱間加工用ダイス工具等におい
て破損する可能性があることを見出したものである。

この耐破損性は装飾部材用材料を落下テストによりｌｒ
ａ　をした結果からも得た結論であり、その落下距離は
人が取扱う高さ即ち１ｒｒＬから最高２ｍの範囲とした
。

次に材料の電気伝尋度１こついて、比抵抗値の大きさで
考察すれば、比抵抗値は低い方が放電加工性は容易とな
るが本願発明材料においては、カーバイド成分の配合紙
により必然的に限界がありカーバイド成分が、４０容愈
％の場合０．５ｍΩ＠σに相当する。

なおり−バイド成分を４０容景％配合した場合でも８！
ｉ！造方法によっては０．５ＷＬＱＩＩｃｎＴ以下の材
料を得ることが出来るが、その４．＋＋にして得た材料
はＺｒＯ２の斧、゛。

晶粒を粗大化させた試ネ１ｔこおいて認められる現象で
あり、強度及び頻度低下に伴なう破損や摩耗を急激に困
難となり特殊な形状に加工する場合に対応出来なくなる
。

なお実験５及びその結果を示す’８６表からも明らかな
如く、一部あるいは全部がＹ２Ｏ３やΔ４ｇＯの少なく
とも１種で安定化されたＺ　ｒＯ２の２　ｊｉｔ　＋＋
１５ざ以１をＭ２Ｏ３でト１換しても、その祠も１のｑ
）性向は殆んど変化の無い小が判明した。

次に製造方法時の条件につき考察すれはＨＰ時の加圧力
が５０１ｖ’ｍ未満の場合は、加圧力不足に什う緻密度
不足品が出来る頻度か多くなり、金型材料や装飾部材用
材料ｔこ於いてはラッピング面がくもったりナシ畑状と
なったり、スポットが存在する等の不良品が発生しやす
くなる他、工具材料に於いては外向低下の原因となる。

又加圧力の上限は）ＩＰ型として用いる黒鉛等の材料強
度ｔこ左右されるのは当然のことである。又焼結温度が
１３００℃未満の場合は緻密焼結体が得られ難＜、又緻
密に焼結する為には長時間の保持を要する等経済的では
ない。

一方焼結温度が１６５０℃を越える場合はモールドとの
反応接着等を起し、割れ不良品勢が発生しやすくなる他
、結晶粒径の均一微細な材料が得られず強度低下原因と
なる他、装飾部材用材料の外観及びダイス工具により加
工された製品の外観は美麗な光沢向が得にくくなる。

次に、ＨＩＰに供する予備焼結体の相対密度が９４．５
５６未満の場合は、予備焼結体に局部的な密度ムラが存
在する場合があり、　ＨＩＰ処理しても局部的な緻密度
不足品が得られることになり、均質な材料を得るために
は少なくとも９４．５％の相対密度を有する必要がある
。

又、ＨＩ’Ｐ時の保持圧力が５００気圧未満の場合は加
圧力不足に伴う緻密度不足品が出来る頻度が多くなり、
ラッピング１６１がくもったりナシ畑状となったり、ス
ポットが存在する等の不良品が発生し均や 質なラッピング簡を委求するダイス金型祠ＩＩ及びハ 装飾部材用材料としては不満足なものとなる。

ＨＩＰ時の温度が１２００℃未満の場合は、温瓜不足に
伴うＨＩＰ効果即ち緻密化が不足することｒこなる。

一方温度が１６５０℃を越えると、過焼結のため結晶粒
径が大きくなり、強度の高い製品カー１ノられなくなる
。

以上詳細に述べて来た如く、本発明材料はｒｒ＋　６’
Ｊ度で高強靭性である為長期ｔこ良り装飾部拐用月ネー
］の表面及び被加工物表面の美ＩＭ、な光沢面をｆ（１
＋持出来、しかも破損や欠損しｒｒｌ　＜　、かつ均−
徽細な７＋１織を有し、しかも黒褐色系及び黄金色系の
色調を旧 現出せしめる事が出来る為に各種装飾品に１Ｆ４〆した
場合、それ単独で用いても、又は他の色調な呈する部材
との組合せで用いてもすこぶる美的効果が大である他、
ヒーター材料や耐摩耗耐食材料や工具材料用として非常
に長寿命を示すと共ｔこ加工能率の良い放電加工法や電
解研削加工が可能となるため経済的効果が非常ｔこ大で
ある。

そして特に配合せしめるＴｉＣや他の炭化物及びその配
合量を上述の如く規制する串により導電性を（＝Ｊ与し
ているので放電加工をなす串が出来、′６１Ｒｓｔ形状
品や孔あけ加工が可能となり各種装飾品の累月及びヒー
ター材料として省エネルギー効果を与え、かつ従来の部
分安定化Ｚ　ｒ０２より硬度を高くすることが可能で、
工具材料を長寿命化する焼結材料として優れている。

特許出願人　日本タングステン株式会社第１頁の続き ０発　明　者　佐　々木　豊重　福岡市南区清；社内 ０発　明　者　古　賀　静　樹　福岡市南区清；社内 ０発　明　者　高　野　泰　実　福岡市南区清；社内 ０発　明　者　毛　利　茂　樹　福岡市南区清し社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　Ｔｉｃ　、　ＮｂＣ、Ｔｉｃ　、　Ｃｒ、Ｃ，、Ｚ
   ｒＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＷＣの中の少なくともｌＮｉ以上から
   成る炭化物成分が１７．５〜４０．０容量％と、残部が
   Ｙ２Ｏ，及び又はＭｇＯの２〜５モル％で安定化された
   ＺｒＯ２成分とから成り、しかもその比抵抗値が（０，
   ５〜６０）ＸＩＯ”’Ω−αであることを特徴とする導
   電性ジルコニア基焼結材料。 ２　平均粒子径が２．５ｆｉｌｎ以下で、気孔率が１容
   量％以下であることを特徴とする特許請求範囲第１項記
   載の導電性ジルコニア基焼結材料。 λ　シャルピー杓撃値が０．１ｋｓ＃ＩＶａｆＬ以上で
   あることを特徴とする特許請求範囲第１項若しくは第２
   項記載の導電性ジルコニア基焼結材料。 の少なくとも１種から成る炭化物成分が１７，５〜４０
   ．０容量％と、残部がＹ、０．及び又はＭｇＯの２〜５
   がＡＡ２０．で置換された組成を有し、しかもその比抵
   抗値が（０，５〜６０　）ＸＩＯ″Ω・αであることを
   特徴とする導電性ジルコニア基焼結祠料。 ＆　平均粒子径が２５１ｔｍ以下で、気孔率が工容Ｒタ
   Ｃ以下であることを特ｒＩＶＩとする特許請求師囲第４
   項記載の導電性ジルコニア基焼結材料。 α　シャルピー衝撃値が０，１ｋｇｆｍＡｍ以上である
   こと− を特徴とする特ｒ「請求範囲第４項若しくは第、４′項
   記載の２！）電性ジルコニアｈ（焼結材料。 ７、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｏｒ、Ｃ２，ＺｒＣ、λ
   ・１０□Ｃ９〜νＣの中の少なくとも１種以上から成る
   炭化物成分が１７．５〜４０．０容量％と、残部がＹ２
   Ｏ，及び又はＭｇＯ０２〜５モル％で安定化されたＺ　
   ｒ０２成分とから成−ｆ佃士７−１佑−お＾す４〜主か
   　所匹亀壮の型内で非酸化性雰囲気下でホットプレス焼
   結することを特徴とする導電性ジルコニア基焼結材料の
   製造方法。 ａ　ホットプレス焼結条件が、加圧力５０ｋｉＪ以上、
   温度１３００〜１６５０℃であることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の導電性ジルコニア基焼結材料の
   製造方法。 ９、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ、Ｃ，、ＺｒＣ、Ｎ
   ｏ２Ｃ、ＷＣの少なくとも１種から成る炭化成分が１７
   ．５〜４０．０容量％と、残部がＹ２Ｏ，及び又はＭｇ
   Ｏの２〜５モル％で安定化されたＺｒＯ２成分とから成
   る組成の均一混合粉末を所要形状に成型し、次いで該成
   型体を非酸化性雰囲気で相対密度が９４．５％以上とな
   るべく予備焼結した後、非酸化性雰囲気下で等方等圧加
   圧焼結（ＨＩＰ）することを特徴とする導電性ジルコニ
   ア基焼結材料の製造方法。 ｌａ　等方等圧加圧焼結（ＨＩＰ）条件が加圧力５００
   ｋｇ／ｒ、ｎｉ以上、温度１２００〜１６５σ℃である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の導電性ジ
   ルコニア基焼結材料の製造方法。 Ｌ　ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ５Ｃ２、ＺｒＣ、Ｍ
   ｏ２Ｃ、ＷＣの少なくとも１種から成る炭化物成分が１
   ７５〜４０１１容Ｈｐ（と、残部がＹ２Ｏ，及び又はＭ
   ｇＯの２〜５モル％で安定化されたＺｒＯ，成分とから
   成り、かつそＡ１２０３で植換された組成の均一混合粉
   末を、所要形状の型内で非酸化性雰囲気下でホットプレ
   ス焼結することを特徴とする導電性ジルコニア基焼結材
   料の製造方法。 １２　ホットプレス焼結条件が、加圧力５０ｋｑ／ｃｒ
   Ａ以」−１温度１３００〜１６５０℃であることを特徴
   とする特；゛１請求の範囲第１１Ｊ工゛ｌ記載の導１Ｒ
   性ジルコニア＾（４缶、結材料の製造方法。 ｌａ　ＴｉＣ、ＮｂＣ、’Ｉ’ａＣ、Ｃｒ３Ｃ２，Ｚｒ
   Ｃ、Ｍｏ２Ｃ、ＷＣの少なくとも１ε１（から成る炭化
   成分が１７５〜４０．０容量％と、残部がＹ２Ｏ，及び
   又はＭｇＯの２〜５モル％で安定化されたＺ　ｒ０２成
   分とから成り、かつ七Ａ４０３で置換された組成の均一
   配合粉末を所要形状に成型し、次いで該成型体を非酸化
   性雰囲気で相対密度が９４．５％以上となるべく予備焼
   結した後、非酸化性雰囲気下で等方等圧加圧焼結（ＨＩ
   Ｐ）することを特徴とする導電性ジルコニア基焼結材料
   の製造方法。 １４等方等圧加圧焼結（ＨＩＰ）条件が加圧力５００ｋ
   ｉＪ以上、温度１２００〜１６５０℃であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項記載の導電性ジルコニア
   基焼結材料の製造方法。