JPS60239364A - 耐熱・耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクス - Google Patents
耐熱・耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクスInfo
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- JPS60239364A JPS60239364A JP59096095A JP9609584A JPS60239364A JP S60239364 A JPS60239364 A JP S60239364A JP 59096095 A JP59096095 A JP 59096095A JP 9609584 A JP9609584 A JP 9609584A JP S60239364 A JPS60239364 A JP S60239364A
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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〕
この発明は、切削工具や耐摩耗工具などとして用いた場
合に著しくすぐれた耐摩耗性を示し、更に高温強度及び
耐熱衝撃性の特に良好なサイアロン基セラミックスに関
するものである。
合に著しくすぐれた耐摩耗性を示し、更に高温強度及び
耐熱衝撃性の特に良好なサイアロン基セラミックスに関
するものである。
近年、切削工具用および摩摩耗工具用材料として、窒化
けい素Ｃ以下、Ｓｉ３Ｎ４で示す）基セラミックスが注
目されているが、このセラミックスは、Ｓｉ３Ｎ４が共
有結合性の強い化合物であることから、焼結性が悪く、
したがって、その製造に際してはホットプレス法を用い
る場合が多く、この場合複雑な形状のものを製造するこ
とは難しく、かつ生産性の低（・ものとなる。
けい素Ｃ以下、Ｓｉ３Ｎ４で示す）基セラミックスが注
目されているが、このセラミックスは、Ｓｉ３Ｎ４が共
有結合性の強い化合物であることから、焼結性が悪く、
したがって、その製造に際してはホットプレス法を用い
る場合が多く、この場合複雑な形状のものを製造するこ
とは難しく、かつ生産性の低（・ものとなる。
さらに、Ｓｉ３Ｎ４よりも焼結性が高く、かつ耐熱衝撃
性および耐酸化性などにもすぐれた、β−８ｉ３Ｎ４格
子のＳｉの一部をＡｌで、Ｎの一部をＯで置換した化合
物、すなわち組成式： Ｓｘａ、−２ＡＧＯ２Ｎｓ ｚ （ただし０＜２≦４．
３）で表わされるβ−サイアロンを主成分とするサイア
ロン基セラミックスを、切削工具や耐摩耗工具として用
いる試みもなされているが、このサイアロン基セラミッ
クスは、靭性は高いものの、硬さがロックウェル硬さＡ
スケールで９２程度とあまり高くないため、所望の耐摩
耗性を示さないのが現状である。
性および耐酸化性などにもすぐれた、β−８ｉ３Ｎ４格
子のＳｉの一部をＡｌで、Ｎの一部をＯで置換した化合
物、すなわち組成式： Ｓｘａ、−２ＡＧＯ２Ｎｓ ｚ （ただし０＜２≦４．
３）で表わされるβ−サイアロンを主成分とするサイア
ロン基セラミックスを、切削工具や耐摩耗工具として用
いる試みもなされているが、このサイアロン基セラミッ
クスは、靭性は高いものの、硬さがロックウェル硬さＡ
スケールで９２程度とあまり高くないため、所望の耐摩
耗性を示さないのが現状である。
そこで、本出願人は、先に、
組成式： ５ｉ６−ｚＡＡｚｏｚＮＢ −ｚ （ただ′
Ｌ Ｏ＜ Ｚ≦４．３）で表わされるβ−サイアロンと
、組成式：Ｍｘ（Ｓｉ。
Ｌ Ｏ＜ Ｚ≦４．３）で表わされるβ−サイアロンと
、組成式：Ｍｘ（Ｓｉ。
Ａｌ）、。（０，Ｎ）、６（ただし０ ＜ ｘ≦２．
Ｍ ： Ｌｉ 、Ｎａ。
Ｍ ： Ｌｉ 、Ｎａ。
Ｃａ１Ｍｇ、Ｙ、希土類元素のうちの１種または２種以
上を示す）で表わされるα−サイアロンとを主成分とし
、このほかに 分散相形成成分としてのＴｉ 、 Ｚｒ 、およびＨｆ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物のうち
の１種または２種以上：１〜４０容量チと、結合相形成
成分としての上記Ｍに含まれる元素。
上を示す）で表わされるα−サイアロンとを主成分とし
、このほかに 分散相形成成分としてのＴｉ 、 Ｚｒ 、およびＨｆ
の炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物のうち
の１種または２種以上：１〜４０容量チと、結合相形成
成分としての上記Ｍに含まれる元素。
上記分散相を構成する金属元素＋ｓＬ およびＡｊの酸
化物および窒化物のうちの１種または２種以上＝１〜２
０容量チ、 を含有し、上記α−サイアロン／β−サイアロンの容量
比が２５／７５〜９５１５の範囲にあることを特徴とす
る耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミックス を提案した。
化物および窒化物のうちの１種または２種以上＝１〜２
０容量チ、 を含有し、上記α−サイアロン／β−サイアロンの容量
比が２５／７５〜９５１５の範囲にあることを特徴とす
る耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミックス を提案した。
この提案されたサイアロン基セラミックスにおいては、
β−サイアロンと共に、α−８ｉ ３Ｎ４格子のＳｉの
一部をＡｌで、Ｎの一部をＯで置換し、さらに同格子間
にＬｉ 、Ｎａ、Ｃａ ＋Ｍｇ、Ｙ＋および希土類元素
のうちの１種または２種以上（以下、これらの元素を総
合してＭで示す）が侵入し固溶した構造をもつ化合物、
すなわち組成式： ＭＸ（Ｓｉ、Ａｌ）１□（０，Ｎ）１６（ただしＯ＜ｘ
≦２）で表わされるα−サイアロンを共存させるので、
得られたセラミックスは、硬さが向上するのであり、さ
らに、α−サイアロンとβ−サイアロンとが共存するセ
ラミックスに、分散相形成成分としてＴｉ等の炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物のうちの１種また
は２種以上を含有させるので、焼結時におけるサイアロ
ンの粒成長が抑制されるようになると共に、焼結性も向
上するようになるから、得られたセラミックスの硬さは
さらに向上し、耐摩耗性も一層改善されるようになるの
である。
一部をＡｌで、Ｎの一部をＯで置換し、さらに同格子間
にＬｉ 、Ｎａ、Ｃａ ＋Ｍｇ、Ｙ＋および希土類元素
のうちの１種または２種以上（以下、これらの元素を総
合してＭで示す）が侵入し固溶した構造をもつ化合物、
すなわち組成式： ＭＸ（Ｓｉ、Ａｌ）１□（０，Ｎ）１６（ただしＯ＜ｘ
≦２）で表わされるα−サイアロンを共存させるので、
得られたセラミックスは、硬さが向上するのであり、さ
らに、α−サイアロンとβ−サイアロンとが共存するセ
ラミックスに、分散相形成成分としてＴｉ等の炭化物、
窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化物のうちの１種また
は２種以上を含有させるので、焼結時におけるサイアロ
ンの粒成長が抑制されるようになると共に、焼結性も向
上するようになるから、得られたセラミックスの硬さは
さらに向上し、耐摩耗性も一層改善されるようになるの
である。
〔発明が解決しようとする問題点及び知見事項〕本発明
者らは、上記の先に提案されたサイアロン基セラミック
スについて、その後さらに試験研究を重ねた所、原料粉
末であるＴｌの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒
酸化物のうちの１種または２種以上Ｃ以下、これらの化
合物を総合してＳｌで示す）の粉末の粒度及び配合割合
に依り、得られるセラミックスの高温強度及び耐熱衝撃
性が大きく左右されることがわかった。そこで、さらに
精査した結果、原料粉末であるＳ１粉末の粒度が細かく
、その配合割合も多くない場合には、得られたセラミッ
クスの高温強度や耐熱衝撃性が特にすぐれていること、
そして、その作用は、得られたセラミックスの組織の顕
微鏡による観察などから、原料粉末であるＳ１粉末の粒
度が細かいと、その結果得られたセラミックス中の分散
相形成成分としての８１の粒度も細かくなり、又、Ｓｌ
の配合割合が多くない場合、得られたセラミックス中の
分散相形成成分としての８１の含有量も多くないので、
サイアロン本来の熱膨張係数が小さいという特性を活か
すことができ、したがってこれら両者が相俟って高温強
度と耐熱衝撃性の特にすぐれたセラミックスとなること
、それ故、製造されたセラミックス中の分散相形、酸成
分としての８１の粒度が特定の粒度以下であり、しかも
、前記の８１の含有量が特定の含有量以下の場合に、高
温強度と耐熱衝撃性の特にすぐれたセラミックスとなる
ことを見い出した。
者らは、上記の先に提案されたサイアロン基セラミック
スについて、その後さらに試験研究を重ねた所、原料粉
末であるＴｌの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒
酸化物のうちの１種または２種以上Ｃ以下、これらの化
合物を総合してＳｌで示す）の粉末の粒度及び配合割合
に依り、得られるセラミックスの高温強度及び耐熱衝撃
性が大きく左右されることがわかった。そこで、さらに
精査した結果、原料粉末であるＳ１粉末の粒度が細かく
、その配合割合も多くない場合には、得られたセラミッ
クスの高温強度や耐熱衝撃性が特にすぐれていること、
そして、その作用は、得られたセラミックスの組織の顕
微鏡による観察などから、原料粉末であるＳ１粉末の粒
度が細かいと、その結果得られたセラミックス中の分散
相形成成分としての８１の粒度も細かくなり、又、Ｓｌ
の配合割合が多くない場合、得られたセラミックス中の
分散相形成成分としての８１の含有量も多くないので、
サイアロン本来の熱膨張係数が小さいという特性を活か
すことができ、したがってこれら両者が相俟って高温強
度と耐熱衝撃性の特にすぐれたセラミックスとなること
、それ故、製造されたセラミックス中の分散相形、酸成
分としての８１の粒度が特定の粒度以下であり、しかも
、前記の８１の含有量が特定の含有量以下の場合に、高
温強度と耐熱衝撃性の特にすぐれたセラミックスとなる
ことを見い出した。
〔発明の構成に欠くことができない事項〕この発明は、
上記知見に基いて発明された耐摩耗性、高温強度及び耐
熱衝撃性のすぐれたサイアロン基セラミックスであり、 組成式： ５ｉ６−２ＡＩＪ２０２ＮＢ−２（ただし０
＜２≦４３）で表わされるβ−サイアロンと、組成式：
Ｍｘ（Ｓ ｉ 。
上記知見に基いて発明された耐摩耗性、高温強度及び耐
熱衝撃性のすぐれたサイアロン基セラミックスであり、 組成式： ５ｉ６−２ＡＩＪ２０２ＮＢ−２（ただし０
＜２≦４３）で表わされるβ−サイアロンと、組成式：
Ｍｘ（Ｓ ｉ 。
ＡＡ）１□（０，Ｎ）、６ （ただしｏ＜ｘ≦２． Ｍ
： Ｌｉ、 Ｎａ。
： Ｌｉ、 Ｎａ。
Ｃａ、 Ｍｇ、 Ｙ、希土類元素のうちの１種または２
種以上を示す）で表わされるα−サイアロンとを主成分
とし、このほかに、 分散相形成成分としての、平均粒径０．０５〜０５μｍ
の、Ｔ】の炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化
物のうちの１種または２種以上：１〜２０容量チと、 結合相形成成分としての上記Ｍに含まれる元素。
種以上を示す）で表わされるα−サイアロンとを主成分
とし、このほかに、 分散相形成成分としての、平均粒径０．０５〜０５μｍ
の、Ｔ】の炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸化
物のうちの１種または２種以上：１〜２０容量チと、 結合相形成成分としての上記Ｍに含まれる元素。
Ｔｉ、Ｓｉ、およびＡｌの酸化物並びに酸窒化物のうち
ｊ の１種また（１２種以上：１〜２０容量係を含有し
、上記α−サイアロン／β−サイアロンの容量比が２５
／７５〜９５１５の範囲にあることを特徴とするもので
ある。
ｊ の１種また（１２種以上：１〜２０容量係を含有し
、上記α−サイアロン／β−サイアロンの容量比が２５
／７５〜９５１５の範囲にあることを特徴とするもので
ある。
この発明のサイアロン基セラミックスの構成について、
以下詳しく説明する。
以下詳しく説明する。
ＮｌＳｉの粒度及び含有量
セラミックス中の８１の平均粒径は０．０５〜０．５μ
ｍでしかも、含有量は１〜２０容量係であることが必要
である。
ｍでしかも、含有量は１〜２０容量係であることが必要
である。
というのは、サイアロンの熱膨張係数が３．４〜３．８
Ｘ１０’／℃であるのに対し、Ｓｌのそれは８〜ｌ０Ｘ
ＩＯ−６／℃と大きい。このため、Ｓｌの含有量が多く
なればなる程、全体の熱膨張係数が大きくなってしまい
、熱変化や熱衝撃に対して弱くなってしまう。つまり、
前記のＳ、の含有量が２０容量係を超えると、高温強度
の低下が著しく、さらに熱衝撃を受けたときの強度の低
下が大きくなりすぎ、逆に、１容量チ未満では、サイア
ロンに対する粒成長抑制効果が不足しサイアロン粒が粗
くなり、硬度及び強度の低下を招くので、その含有量を
１〜２０容量チと定めた。
Ｘ１０’／℃であるのに対し、Ｓｌのそれは８〜ｌ０Ｘ
ＩＯ−６／℃と大きい。このため、Ｓｌの含有量が多く
なればなる程、全体の熱膨張係数が大きくなってしまい
、熱変化や熱衝撃に対して弱くなってしまう。つまり、
前記のＳ、の含有量が２０容量係を超えると、高温強度
の低下が著しく、さらに熱衝撃を受けたときの強度の低
下が大きくなりすぎ、逆に、１容量チ未満では、サイア
ロンに対する粒成長抑制効果が不足しサイアロン粒が粗
くなり、硬度及び強度の低下を招くので、その含有量を
１〜２０容量チと定めた。
セラミックス中の８１の平均粒径は実際上０．０５μｍ
未満とすることは困難であり、逆に、平均粒径が０１５
μｍを超えると、熱衝撃を受けたときの強度の低下が著
しくなり、しかも、高温強度も低下するので、００５μ
ｍから０．５μｍと定めた。
未満とすることは困難であり、逆に、平均粒径が０１５
μｍを超えると、熱衝撃を受けたときの強度の低下が著
しくなり、しかも、高温強度も低下するので、００５μ
ｍから０．５μｍと定めた。
セラミックス中の８１の平均粒径は好ましくは０．３μ
ｍ以下である。
ｍ以下である。
（１１）結合相形成成分の作用及び含有量結合相形成成
分として、上記Ｍに含まれる元素。
分として、上記Ｍに含まれる元素。
Ｔｉ、Ｓｉ、およびＡｌの酸化物並びに酸窒化物のうち
の１種または２種以上を含有させると、これらの結合相
形成成分は、低融点を有し、したがって焼結時に液相を
形成して焼結を促進し、かつ焼結後はサイアロンの粒界
部にガラス質または結晶質として存在するようになるこ
とから、セラミックスは十分に緻密化し、より高い強度
を持つようになる。
の１種または２種以上を含有させると、これらの結合相
形成成分は、低融点を有し、したがって焼結時に液相を
形成して焼結を促進し、かつ焼結後はサイアロンの粒界
部にガラス質または結晶質として存在するようになるこ
とから、セラミックスは十分に緻密化し、より高い強度
を持つようになる。
この場合、上記結合相形成成分の含有量は、１〜２０容
量係とすることが必要で、これは、その含有量が１容量
チ未満では所望の高密度化をはかることかできず、一方
、２０容量係を超えると、セラミックスの強度が低下す
るようになるという理由によるものである。
量係とすることが必要で、これは、その含有量が１容量
チ未満では所望の高密度化をはかることかできず、一方
、２０容量係を超えると、セラミックスの強度が低下す
るようになるという理由によるものである。
（ｉｉｉｌα−サイアロン／β−サイアロンの容量比α
−サイアロンとβ−サイアロンの比率（α／β）は、容
量比で２５／７５〜９５１５とすることが必要で、これ
はサイアロン中のα−サイアロンの割合が２５容量係未
満では所望の硬さ向上効果が得られず、一方、９５容量
係を越えた割合になると焼結性が低下するようになると
いう理由にもとづくものである。
−サイアロンとβ−サイアロンの比率（α／β）は、容
量比で２５／７５〜９５１５とすることが必要で、これ
はサイアロン中のα−サイアロンの割合が２５容量係未
満では所望の硬さ向上効果が得られず、一方、９５容量
係を越えた割合になると焼結性が低下するようになると
いう理由にもとづくものである。
この発明のセラミックスは、原料粉末として、■ Ｓｉ
３Ｎ４粉末＋Ａｌ２Ｏ３粉末＋ＡｌＮ粉末、■ ５１３
Ｎ４粉末＋ＳｉＯ２粉末＋ＡＡＮ粉末、■ Ｓｌ。ＯＮ
２粉末十ＡＩＮ粉末、 以上■〜■のいずれかに組合せたαおよびβ−サイアロ
ン形成化合物粉末、 α−サイアロンに固溶し、また結合相も形成し得るＭの
酸化物および酸窒化物粉末のうちの１８種または２種以
上、 分散相を形成するＳｌの粉末、 さらに、必要に応じて結合相形成成分として、Ｔｌの酸
化物粉末および酸窒化物粉末のうちの１種または２種を
用意し、 これら原料粉末を、所定組成に配合し、この場合β−サ
イアロンの組成式から計算されるものよりＡｌおよびＮ
が多くなるように配合し、混合し、ついで、この混合粉
末を、１５５０〜１８００℃の範囲内の温度でホットプ
レスするか、あるいは前記混合粉末より成形した圧粉体
を前記温度で焼結することによって製造する際に、 上記の８１の粉末として、後の混合工程の条件にもよる
が、平均粒径０．１〜１．１μｍの原料粉末を、およそ
１〜２０容量チの配合割合で用いることにより、製造す
ることができる。
３Ｎ４粉末＋Ａｌ２Ｏ３粉末＋ＡｌＮ粉末、■ ５１３
Ｎ４粉末＋ＳｉＯ２粉末＋ＡＡＮ粉末、■ Ｓｌ。ＯＮ
２粉末十ＡＩＮ粉末、 以上■〜■のいずれかに組合せたαおよびβ−サイアロ
ン形成化合物粉末、 α−サイアロンに固溶し、また結合相も形成し得るＭの
酸化物および酸窒化物粉末のうちの１８種または２種以
上、 分散相を形成するＳｌの粉末、 さらに、必要に応じて結合相形成成分として、Ｔｌの酸
化物粉末および酸窒化物粉末のうちの１種または２種を
用意し、 これら原料粉末を、所定組成に配合し、この場合β−サ
イアロンの組成式から計算されるものよりＡｌおよびＮ
が多くなるように配合し、混合し、ついで、この混合粉
末を、１５５０〜１８００℃の範囲内の温度でホットプ
レスするか、あるいは前記混合粉末より成形した圧粉体
を前記温度で焼結することによって製造する際に、 上記の８１の粉末として、後の混合工程の条件にもよる
が、平均粒径０．１〜１．１μｍの原料粉末を、およそ
１〜２０容量チの配合割合で用いることにより、製造す
ることができる。
前記のような平均粒径Ｓ１の粉末（原料粉末）としては
、次のようなものが挙げられる。
、次のようなものが挙げられる。
即ち、通常市販されているｓｌの粉末をサイアロンボー
ルやアルミナボールを使ったボールミルなどで粉砕した
もの（この場合、ボールからの異成分の混入がある）、 プラズマアーク法やＣＶＤ法などで作った超微粉（例え
ば、サイアロン形成用原料である５ｉ３Ｎ４と、Ｔｉの
窒化物を同一炉で同時にアークを使って作った超微粉混
合物なども）。
ルやアルミナボールを使ったボールミルなどで粉砕した
もの（この場合、ボールからの異成分の混入がある）、 プラズマアーク法やＣＶＤ法などで作った超微粉（例え
ば、サイアロン形成用原料である５ｉ３Ｎ４と、Ｔｉの
窒化物を同一炉で同時にアークを使って作った超微粉混
合物なども）。
また、Ｔｉと他の金属との複合金属窒化物、炭窒化物、
炭窒酸化物粉末を配合原料とし焼結中に分解させること
により、セラミックス中にＴｉの窒化物、炭窒化物、炭
窒酸化物の微粉末を生成させて、その結果この微粉末を
含有させる方法もある。例エバ、Ｔｔ２ＡｌＮを配合原
料として用い、焼結中にＴｉＮを析出させる方法がある
。場合によっては、’ｒｉ 、、Ｎなどが生成しないよ
う、オートクレーブによって、あるいは熱間静水圧加圧
焼結法において、高い窒素圧で焼結を行うことが好ま、
しい。
炭窒酸化物粉末を配合原料とし焼結中に分解させること
により、セラミックス中にＴｉの窒化物、炭窒化物、炭
窒酸化物の微粉末を生成させて、その結果この微粉末を
含有させる方法もある。例エバ、Ｔｔ２ＡｌＮを配合原
料として用い、焼結中にＴｉＮを析出させる方法がある
。場合によっては、’ｒｉ 、、Ｎなどが生成しないよ
う、オートクレーブによって、あるいは熱間静水圧加圧
焼結法において、高い窒素圧で焼結を行うことが好ま、
しい。
以下、比較例とともに実施例により、この発明の構成及
び効果を詳しく述べる。
び効果を詳しく述べる。
実施例及び比較例
原料粉末として、平均粒径０．８μｍのＳｉ３Ｎ４粉末
、同０．６μｍのα−Ａ１２０３の粉末およびＭｇＯ粉
末、同１．５ ｐ ｍのＡＡＮ粉末、同１、Ｑ ｐ ｍ
ｌ７）Ｙ２Ｏ２粉、末およびＬｉＯ２粉末、同Ｑ、５
μｍのＴｉＣ粉末およびＴｉＮ粉末、同１．１７１ ｍ
のＴｉｃＮ粉末、同０．４μｍのＴｉＣＮ０粉末、同２
．５ ｐ ｍのＴ１２ＡｌＮ粉末、比較用に同３．５μ
ｍのＴｉＮ粉末を用意し、これら原料粉末を第４・１表
に示される配合組成に配合し、湿式ボールミルにて７２
時間混合粉砕した後、乾燥し、１．５ｔ／ｃ／ｌの圧力
でプレス成型し圧粉体とした後、得られた圧粉体を常圧
の窒素雰囲気中において１７００℃で２時間焼結し、更
に１７００℃、圧力１５００ Ｋｇ ／ ｃｄｌの窒素
中で１時間熱間静水圧加圧焼結することによって、本発
明セラミックス１〜６と比較セラミックス１〜２を製造
した。
、同０．６μｍのα−Ａ１２０３の粉末およびＭｇＯ粉
末、同１．５ ｐ ｍのＡＡＮ粉末、同１、Ｑ ｐ ｍ
ｌ７）Ｙ２Ｏ２粉、末およびＬｉＯ２粉末、同Ｑ、５
μｍのＴｉＣ粉末およびＴｉＮ粉末、同１．１７１ ｍ
のＴｉｃＮ粉末、同０．４μｍのＴｉＣＮ０粉末、同２
．５ ｐ ｍのＴ１２ＡｌＮ粉末、比較用に同３．５μ
ｍのＴｉＮ粉末を用意し、これら原料粉末を第４・１表
に示される配合組成に配合し、湿式ボールミルにて７２
時間混合粉砕した後、乾燥し、１．５ｔ／ｃ／ｌの圧力
でプレス成型し圧粉体とした後、得られた圧粉体を常圧
の窒素雰囲気中において１７００℃で２時間焼結し、更
に１７００℃、圧力１５００ Ｋｇ ／ ｃｄｌの窒素
中で１時間熱間静水圧加圧焼結することによって、本発
明セラミックス１〜６と比較セラミックス１〜２を製造
した。
なお、比較セラミックス１および２は、それぞれ分散相
形成成分としての８１の粒度あるいは成分含有量（第１
表に本印を付しである）がこの発明の範囲から外れたも
のである。
形成成分としての８１の粒度あるいは成分含有量（第１
表に本印を付しである）がこの発明の範囲から外れたも
のである。
この結果得られた本発明セラミックス１〜６および比較
セラミックス１〜２について、顕微鏡観察およびＸ線回
折などにより組成を調べると共Ｋ。
セラミックス１〜２について、顕微鏡観察およびＸ線回
折などにより組成を調べると共Ｋ。
硬さくロックウェル硬さＡスケール）を測定し、また、
ＪＩＳ規格３朔×４晒×４０叫（スパン間距離： ３０
ａｍ ）の抗折力試験片を切り出し、１０００℃での
高温抗折力の測定を行い、それらの結果を第１表に示し
た。
ＪＩＳ規格３朔×４晒×４０叫（スパン間距離： ３０
ａｍ ）の抗折力試験片を切り出し、１０００℃での
高温抗折力の測定を行い、それらの結果を第１表に示し
た。
さらに、本発明セラミックス１〜６および比較セラミッ
クス１〜２から５ＮＧ４３２に則した切削チップを切り
出し、 被削材：ＦＣＤ４５（ブリネル硬さ＝２９０）切削速度
：３００ｍ／分 一刀当りの送り二０２８調／刃 切込み量：２咽 切削時間：１５分 の条件の湿式フライス切削試験を行い、切刃の逃げ面摩
耗幅、チッピング、クラックなどを測定ないし観察した
。この結果も第１表に示す。
クス１〜２から５ＮＧ４３２に則した切削チップを切り
出し、 被削材：ＦＣＤ４５（ブリネル硬さ＝２９０）切削速度
：３００ｍ／分 一刀当りの送り二０２８調／刃 切込み量：２咽 切削時間：１５分 の条件の湿式フライス切削試験を行い、切刃の逃げ面摩
耗幅、チッピング、クラックなどを測定ないし観察した
。この結果も第１表に示す。
第１表に示される結果から、本発明セラミックス１〜６
は、いずれも高い硬さと、約１１０ Ｋｐ／ ｘｉｌ以
上という高温での高い抗折力を示し、しかもすぐれた耐
摩耗性を有するのに対して、比較セラミックス１〜２に
見られるように、分散相粒度がこの発明の範囲より粗か
ったり、分散相形成成分含有量がこの発明の範囲よりも
多かったりすると、高温での抗折強度は大巾に低下し、
熱衝撃によりクラックが発生し、やがては欠損するので
、前記のような条件の１５分間の切削に耐えることがで
きないことが明きらかである。
は、いずれも高い硬さと、約１１０ Ｋｐ／ ｘｉｌ以
上という高温での高い抗折力を示し、しかもすぐれた耐
摩耗性を有するのに対して、比較セラミックス１〜２に
見られるように、分散相粒度がこの発明の範囲より粗か
ったり、分散相形成成分含有量がこの発明の範囲よりも
多かったりすると、高温での抗折強度は大巾に低下し、
熱衝撃によりクラックが発生し、やがては欠損するので
、前記のような条件の１５分間の切削に耐えることがで
きないことが明きらかである。
実施例からもわかるように、この発明のサイアロン基セ
ラミックスは、高〜・硬度、ひいては高い耐摩耗性と特
にすぐれた高温強度及び耐熱衝撃性を有しているので、
実施例記載のような切削工具として、又、耐摩耗工具と
しても用いることができる有用な材料である。
ラミックスは、高〜・硬度、ひいては高い耐摩耗性と特
にすぐれた高温強度及び耐熱衝撃性を有しているので、
実施例記載のような切削工具として、又、耐摩耗工具と
しても用いることができる有用な材料である。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 １）和 夫 外１名
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一 組成式：５１６−２Ａ１２０□Ｎ８−２（ただし０
くｚ≦４．３）で表わされるβ−サイアロンと、組成式
二ＭＸ（Ｓｉ、ＡＡ）Ｈ２（０，Ｎ）＋ａ （ただしＯ
，＜Ｘ６２９Ｍ：Ｌｉ、 Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ 、 ｙ
、希土類元素のうちの１種または２種以上を示す）で表
わされるα−サイアロンとを主成分とし、このほかに、 分散相形成成分としての、平均粒径０．０５〜０．５μ
ｍの、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、および炭窒酸
化物のうちの１種または２種以上：１〜２０容量チと、 結合相形成成分としての上記Ｍに含まれる元素。 Ｔｉ、、３１ ａおよびＡｌの酸化物並びに酸窒化物の
うち０１種または２種以上：１〜２０容量チを含有し、
上記α−サイアロン／β−サイアロンの容量比が２’
５ ／ ７５〜９５１５の範囲にあることを特徴とする
耐摩耗性、高温強度及び耐熱衝撃性のすぐれたサイアロ
ン基セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096095A JPS60239364A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 耐熱・耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096095A JPS60239364A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 耐熱・耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60239364A true JPS60239364A (ja) | 1985-11-28 |
| JPH0116793B2 JPH0116793B2 (ja) | 1989-03-27 |
Family
ID=14155831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59096095A Granted JPS60239364A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 耐熱・耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60239364A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1939155A3 (en) * | 2006-12-27 | 2011-04-13 | Sandvik Intellectual Property AB | Ceramic material and cutting tools made thereof for toughness demanding operations |
| WO2026028998A1 (ja) * | 2024-07-30 | 2026-02-05 | Ａｇｃ株式会社 | 焼結体、ベアリングボール、及びベアリング |
-
1984
- 1984-05-14 JP JP59096095A patent/JPS60239364A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1939155A3 (en) * | 2006-12-27 | 2011-04-13 | Sandvik Intellectual Property AB | Ceramic material and cutting tools made thereof for toughness demanding operations |
| WO2026028998A1 (ja) * | 2024-07-30 | 2026-02-05 | Ａｇｃ株式会社 | 焼結体、ベアリングボール、及びベアリング |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0116793B2 (ja) | 1989-03-27 |
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