JPH0790465A - 耐火物・金属複合体およびその製法 - Google Patents
耐火物・金属複合体およびその製法Info
- Publication number
- JPH0790465A JPH0790465A JP5273265A JP27326593A JPH0790465A JP H0790465 A JPH0790465 A JP H0790465A JP 5273265 A JP5273265 A JP 5273265A JP 27326593 A JP27326593 A JP 27326593A JP H0790465 A JPH0790465 A JP H0790465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractory
- metal
- pellets
- metal composite
- pellet
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】チタン等から選ばれる金属の炭化物等の耐火
物粒子が三次元的に接合して成る１乃至複数個の骨格構
造体、および各骨格構造体内乃至骨格構造体間の間隙に
存在する合金乃至金属間化合物から成る金属相を含有す
る、耐火物・金属複合体。Ａｌおよび／またはＮｉから
なる第一の金属の粉体および、この金属と合金乃至金属
間化合物を形成し得、かつ燃焼合成法により耐火化合物
を生成し得る第二の金属材と非金属との混合粉体を混合
し、全体を成型してペレット３化する第一段階、および
このペレット３を金型２に入れ、さらにペレット３と金
型２との間に耐熱加圧媒体４を充填した後、ペレット３
に着火して燃焼反応を開始し、反応熱により上記両金属
材を少なくとも部分的に溶融し流動化せしめることによ
り、耐火性化合物の骨格構造体を形成する一方、発生し
た流動化金属材により構造体間隙を充填する第二段階を
有する、耐火物・金属複合体の製造法。 【効果】研磨材、機能材として有用。
物粒子が三次元的に接合して成る１乃至複数個の骨格構
造体、および各骨格構造体内乃至骨格構造体間の間隙に
存在する合金乃至金属間化合物から成る金属相を含有す
る、耐火物・金属複合体。Ａｌおよび／またはＮｉから
なる第一の金属の粉体および、この金属と合金乃至金属
間化合物を形成し得、かつ燃焼合成法により耐火化合物
を生成し得る第二の金属材と非金属との混合粉体を混合
し、全体を成型してペレット３化する第一段階、および
このペレット３を金型２に入れ、さらにペレット３と金
型２との間に耐熱加圧媒体４を充填した後、ペレット３
に着火して燃焼反応を開始し、反応熱により上記両金属
材を少なくとも部分的に溶融し流動化せしめることによ
り、耐火性化合物の骨格構造体を形成する一方、発生し
た流動化金属材により構造体間隙を充填する第二段階を
有する、耐火物・金属複合体の製造法。 【効果】研磨材、機能材として有用。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は耐火物と金属との複合
体およびその製造法、特に燃焼法による製法に関する。
体およびその製造法、特に燃焼法による製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 耐火物と金属との複合体は、両材料の
特性を併せ持つ新素材として構造材その他としての用途
に有用である。このような複合体の製造法の一つとし
て、いわゆる燃焼合成（ＳＨＳ）法が公知である。これ
はある種の物質間の反応において、出発材料の一部分に
着火して反応をスタートさせると、以後は発生する強い
反応熱の伝達により未反応部分の温度が上昇し、これに
つれて反応が伝播して継続する現象を利用するものであ
る。この技術は、特に融点が約２０００℃以上の化合物
の調製が容易に行える点で有利なため、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔ
ａ、Ｓｉ等の第ＩＶ族またはＶ族金属の炭化物、窒化
物、ホウ化物、ケイ化物、酸化物、金属間化合物等、各
種の機能材料の合成に利用されている。
特性を併せ持つ新素材として構造材その他としての用途
に有用である。このような複合体の製造法の一つとし
て、いわゆる燃焼合成（ＳＨＳ）法が公知である。これ
はある種の物質間の反応において、出発材料の一部分に
着火して反応をスタートさせると、以後は発生する強い
反応熱の伝達により未反応部分の温度が上昇し、これに
つれて反応が伝播して継続する現象を利用するものであ
る。この技術は、特に融点が約２０００℃以上の化合物
の調製が容易に行える点で有利なため、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔ
ａ、Ｓｉ等の第ＩＶ族またはＶ族金属の炭化物、窒化
物、ホウ化物、ケイ化物、酸化物、金属間化合物等、各
種の機能材料の合成に利用されている。
【０００３】 この燃焼合成法においては、断熱に近い
状態で短時間に発生する大きな熱を利用して、上記高融
点材料の合成と焼結とが同時に、または経時的に加圧下
で実施される。加圧方法としては、プレス機械などを利
用した静圧加圧や衝撃加圧による方法や、ＨＩＰ装置を
用いた等方加圧方法、金型内に入れた鋳物砂を介して、
プレス機械による加圧力を成型物の周囲に作用させる擬
ＨＩＰ法が提案されている。
状態で短時間に発生する大きな熱を利用して、上記高融
点材料の合成と焼結とが同時に、または経時的に加圧下
で実施される。加圧方法としては、プレス機械などを利
用した静圧加圧や衝撃加圧による方法や、ＨＩＰ装置を
用いた等方加圧方法、金型内に入れた鋳物砂を介して、
プレス機械による加圧力を成型物の周囲に作用させる擬
ＨＩＰ法が提案されている。
【０００４】 燃焼合成反応の開始は、混合粉未を所定
の形状に加圧成型した成型体の一端に、電熱ヒーターな
どの熱源を接触させて着火する方法、成型体の一端に接
して、発熱反応を生じる混合粉末を着火剤として置き、
これに着火することによって生じた大きな熱源で、成型
体に着火する方法、成型体の周囲に配置した熱源（例え
ば電熱ヒーター）による加熱で、発火させる方法が知ら
れている。また燃焼反応による発熱量が少ない場合に
は、上記のように成型体の周囲に配置した熱源を補助熱
源として用い、主熱源による着火を容易にすることも広
く用いられている。
の形状に加圧成型した成型体の一端に、電熱ヒーターな
どの熱源を接触させて着火する方法、成型体の一端に接
して、発熱反応を生じる混合粉末を着火剤として置き、
これに着火することによって生じた大きな熱源で、成型
体に着火する方法、成型体の周囲に配置した熱源（例え
ば電熱ヒーター）による加熱で、発火させる方法が知ら
れている。また燃焼反応による発熱量が少ない場合に
は、上記のように成型体の周囲に配置した熱源を補助熱
源として用い、主熱源による着火を容易にすることも広
く用いられている。
【０００５】 燃焼合成反応による生成物が、反応熱に
よって溶融または軟化する場合には、上記の燃焼合成焼
結方法によって、緻密な焼結体を得ることが可能であ
る。しかし例えばチタン粉末とカーボン粉末との混合物
から炭化チタンの焼結体を作成する場合には、生成物は
多孔質となり、緻密な物質を得るのが困難である。この
理由は、炭化物の融点が高いことに加えて、比較的
低温においてもＴｉとＣとの固相反応によってＴｉＣが
生じ、これが比較的強固な網目構造を呈するためと考え
られる。この場合加圧によってある程度の緻密化はでき
ても、実質的に気孔のない焼結体を得ることは不可能で
あった。同様のことが、他の高融点材料の合成について
も言える。
よって溶融または軟化する場合には、上記の燃焼合成焼
結方法によって、緻密な焼結体を得ることが可能であ
る。しかし例えばチタン粉末とカーボン粉末との混合物
から炭化チタンの焼結体を作成する場合には、生成物は
多孔質となり、緻密な物質を得るのが困難である。この
理由は、炭化物の融点が高いことに加えて、比較的
低温においてもＴｉとＣとの固相反応によってＴｉＣが
生じ、これが比較的強固な網目構造を呈するためと考え
られる。この場合加圧によってある程度の緻密化はでき
ても、実質的に気孔のない焼結体を得ることは不可能で
あった。同様のことが、他の高融点材料の合成について
も言える。
【０００６】 したがって本発明の目的の一つは、上記
の炭化チタンのように燃焼合成法による緻密な焼結体の
製造が困難な耐火物の緻密化された焼結体、特に耐火物
の骨格間の間隙に、Ｔｉ−Ａｌ合金（金属間化合物）の
融液を溶浸によって充填させ、金属相で緻密化した構造
材料を得ることにある。また別の目的は、この際特に金
属相に超砥粒を分散させることにより、研摩材や機能材
として有用な新規な素材を得ることにある。
の炭化チタンのように燃焼合成法による緻密な焼結体の
製造が困難な耐火物の緻密化された焼結体、特に耐火物
の骨格間の間隙に、Ｔｉ−Ａｌ合金（金属間化合物）の
融液を溶浸によって充填させ、金属相で緻密化した構造
材料を得ることにある。また別の目的は、この際特に金
属相に超砥粒を分散させることにより、研摩材や機能材
として有用な新規な素材を得ることにある。
【０００７】 本発明の焼結体の製造に際しては、まず
耐火物を形成するための材料、例えば金属チタンと炭
素、それに（比較的低融点）合金形成のための添加元
素、例えばアルミニウムの混合粉末、或はチタンと炭
素、チタンとアルミニウムの混合粉末を用意する。これ
には必要に応じてダイヤモンドや立方晶窒化硼素のよう
な超砥粒を混合しておくことができる。
耐火物を形成するための材料、例えば金属チタンと炭
素、それに（比較的低融点）合金形成のための添加元
素、例えばアルミニウムの混合粉末、或はチタンと炭
素、チタンとアルミニウムの混合粉末を用意する。これ
には必要に応じてダイヤモンドや立方晶窒化硼素のよう
な超砥粒を混合しておくことができる。
【０００８】 上記混合粉末から金型成型により所定形
状のペレットを作成し、ペレットよりも多少大きい内寸
法を持つ焼結用の金型に入れ、この金型とペレットとの
隙間に鋳物砂を充填し、さらにペレットの一端に着火用
のヒーターを接触させる。
状のペレットを作成し、ペレットよりも多少大きい内寸
法を持つ焼結用の金型に入れ、この金型とペレットとの
隙間に鋳物砂を充填し、さらにペレットの一端に着火用
のヒーターを接触させる。
【０００９】 目的・用途に応じて金属相中全体、ある
いは表層部にダイヤモンドや立方晶窒化硼素等の超砥粒
を含有させることができる。これは原料粉末の混合の
際、或は作用面に超砥粒が分散して存在するように、ペ
レットを最終生成物の成型する際に成型金型中に配置す
ることにより行なうことができる。この方法は研摩材、
その他耐摩耗性の材料の作成に利用可能である。
いは表層部にダイヤモンドや立方晶窒化硼素等の超砥粒
を含有させることができる。これは原料粉末の混合の
際、或は作用面に超砥粒が分散して存在するように、ペ
レットを最終生成物の成型する際に成型金型中に配置す
ることにより行なうことができる。この方法は研摩材、
その他耐摩耗性の材料の作成に利用可能である。
【００１０】 ペレットの表面層に超砥粒層が含有され
ている場合には、ペレットと鋳物砂との間に、高融点金
属箔または板、または黒鉛板を配置することにより、ダ
イヤモンド含有層が鋳物砂に起因する不純物で汚染され
るのを防止する。また超砥粒層を、熱伝導性および熱容
量の大きな金属またはセラミックスに、直接または間接
に接触させて発生熱の一部を逃がす等の措置を採ること
により、多量の熱が超砥粒に伝わってダイヤモンドや立
方晶窒化硼素が低圧相へ転移するのを防止するのが好ま
しい。
ている場合には、ペレットと鋳物砂との間に、高融点金
属箔または板、または黒鉛板を配置することにより、ダ
イヤモンド含有層が鋳物砂に起因する不純物で汚染され
るのを防止する。また超砥粒層を、熱伝導性および熱容
量の大きな金属またはセラミックスに、直接または間接
に接触させて発生熱の一部を逃がす等の措置を採ること
により、多量の熱が超砥粒に伝わってダイヤモンドや立
方晶窒化硼素が低圧相へ転移するのを防止するのが好ま
しい。
【００１１】 材料の充填の終わった焼結金型を、加圧
装置内に置き、加圧を行わない状態または軽く加圧した
状態で、上記着火用のヒーターに通電して、ペレットの
燃焼を開始する。燃焼が始まって一定時間（数秒）の後
に、焼結金型を加圧して、溶融ないし半溶融状態のペレ
ットを圧縮・成型する。
装置内に置き、加圧を行わない状態または軽く加圧した
状態で、上記着火用のヒーターに通電して、ペレットの
燃焼を開始する。燃焼が始まって一定時間（数秒）の後
に、焼結金型を加圧して、溶融ないし半溶融状態のペレ
ットを圧縮・成型する。
【００１２】 最終製品の成型・焼結工程において、反
応による発熱量が小さい場合に発熱を補うために、ある
いは冷却速度を緩和するために、ペレットの周囲に補助
熱源を配置することも有効である。さらに、この目的の
ために燃焼反応を利用することも可能である。例えば成
型ペレットを焼結金型内に配置する際に、ＳＨＳ反応を
生じる混合粉末を、ペレットに隣接して周囲に、または
鋳物砂と混合して配置し、ペレットとほぼ同時に着火し
て、工程進行中の反応系に熱を補給し、或は冷却中に熱
を加えて生成物の徐冷を行なうことにより、急速な冷却
によって焼結ペレットが割れるのを防止する。なおこの
補助熱源の燃焼生成物は、鋳物砂と共に加圧媒体として
用いることができる。
応による発熱量が小さい場合に発熱を補うために、ある
いは冷却速度を緩和するために、ペレットの周囲に補助
熱源を配置することも有効である。さらに、この目的の
ために燃焼反応を利用することも可能である。例えば成
型ペレットを焼結金型内に配置する際に、ＳＨＳ反応を
生じる混合粉末を、ペレットに隣接して周囲に、または
鋳物砂と混合して配置し、ペレットとほぼ同時に着火し
て、工程進行中の反応系に熱を補給し、或は冷却中に熱
を加えて生成物の徐冷を行なうことにより、急速な冷却
によって焼結ペレットが割れるのを防止する。なおこの
補助熱源の燃焼生成物は、鋳物砂と共に加圧媒体として
用いることができる。
【００１３】 本発明の複合材において、緻密化は、骨
格間隙が金属相で充填されることにより進行する。した
がって原料の配合において十分な液相が得られるように
考慮することにより、緻密化のための加圧操作を省くこ
とができる。例えば、複合材としてＴｉ−Ａｌ−Ｃ系を
用いた場合、Ｔｉ−Ａｌ合金の融点が１４６０℃である
ことから、この系の燃焼合成反応による発熱は、系の温
度をＴｉＣの融点（３０７０℃）まで上げるには足りな
くても、通常ＴｉＡｌ合金の液相形成には十分である。
したがってこの場合、液相の介在および溶浸による緻密
化が達成される。
格間隙が金属相で充填されることにより進行する。した
がって原料の配合において十分な液相が得られるように
考慮することにより、緻密化のための加圧操作を省くこ
とができる。例えば、複合材としてＴｉ−Ａｌ−Ｃ系を
用いた場合、Ｔｉ−Ａｌ合金の融点が１４６０℃である
ことから、この系の燃焼合成反応による発熱は、系の温
度をＴｉＣの融点（３０７０℃）まで上げるには足りな
くても、通常ＴｉＡｌ合金の液相形成には十分である。
したがってこの場合、液相の介在および溶浸による緻密
化が達成される。
【００１４】 得られる複合材の緻密化の程度は、材料
中に含有される金属相成分の割合によって変化する。一
例としてＴｉＣ／ＴｉＡｌ複合材料の製作の場合につい
て、かさ密度のＴｉＡｌ成分の割合に対する変動を、理
論密度（破線）と共に図１に示す。ペレットへの荷重負
荷は１００ＭＰａとした。ここに示されているように、
ＴｉＡｌ含有率約３０〜８０モル％の範囲で、理論密度
に近い生成物が得られる。
中に含有される金属相成分の割合によって変化する。一
例としてＴｉＣ／ＴｉＡｌ複合材料の製作の場合につい
て、かさ密度のＴｉＡｌ成分の割合に対する変動を、理
論密度（破線）と共に図１に示す。ペレットへの荷重負
荷は１００ＭＰａとした。ここに示されているように、
ＴｉＡｌ含有率約３０〜８０モル％の範囲で、理論密度
に近い生成物が得られる。
【００１５】 本発明によりダイヤモンド含有工具を製
作する場合には、耐火物として炭化チタン、金属相とし
てＴｉＡｌ合金を用いるのが有効である。この場合、ダ
イヤモンド粒子は粒子表面に形成されたＴｉＣを介して
マトリックスと化学的に結合するので、強力な保持力が
達成される。従って粒子の脱落に到るまでの有効利用期
間が長くなると共に、粒子のマトリックスからの突き出
し量を大きくすることも可能で、切屑の除去や冷却液の
通路のために十分な空間を取ることができ、工具性能が
向上する。
作する場合には、耐火物として炭化チタン、金属相とし
てＴｉＡｌ合金を用いるのが有効である。この場合、ダ
イヤモンド粒子は粒子表面に形成されたＴｉＣを介して
マトリックスと化学的に結合するので、強力な保持力が
達成される。従って粒子の脱落に到るまでの有効利用期
間が長くなると共に、粒子のマトリックスからの突き出
し量を大きくすることも可能で、切屑の除去や冷却液の
通路のために十分な空間を取ることができ、工具性能が
向上する。
【００１６】 ダイヤモンド研削工具の製造において
は、砥粒粒子とマトリックスとの間に化学的結合を伴う
強力な接着が生じるので、ダイヤモンド粒子はマトリッ
クスへの埋込率が０に近い面接触の形態でも十分な保持
が行なわれるので、作用面全体が実貢的にダイヤモンド
のみからなる有効な工具を得ることができる。
は、砥粒粒子とマトリックスとの間に化学的結合を伴う
強力な接着が生じるので、ダイヤモンド粒子はマトリッ
クスへの埋込率が０に近い面接触の形態でも十分な保持
が行なわれるので、作用面全体が実貢的にダイヤモンド
のみからなる有効な工具を得ることができる。
【００１７】 従来のダイヤモンド研削工具の製造工程
において、ダイヤモンドをチタンと接触させて加熱する
と、ダイヤモンドの炭素原子とチタンとの反応によりダ
イヤモンドが侵食されて多数の空孔が形成され、その結
果、粒子強度の低下という問題がしばしば生じている。
しかし上記本発明方法においては高温反応が短時間で完
結するので、このようなダイヤモンド粒子の侵食はごく
僅かであり、粒子の強度低下というこの問題は、実質的
に解決されている。
において、ダイヤモンドをチタンと接触させて加熱する
と、ダイヤモンドの炭素原子とチタンとの反応によりダ
イヤモンドが侵食されて多数の空孔が形成され、その結
果、粒子強度の低下という問題がしばしば生じている。
しかし上記本発明方法においては高温反応が短時間で完
結するので、このようなダイヤモンド粒子の侵食はごく
僅かであり、粒子の強度低下というこの問題は、実質的
に解決されている。
【００１８】 また、金属ニッケルも高温では接触して
いるダイヤモンドを黒鉛化する有害な物質であるが、本
発明においてはニッケル含有粒子をマトリックスや工具
の支持材としてダイヤモンドと密着配置して高温処理し
ても、実質上黒鉛化の進行は認められない。これはダイ
ヤモンドの表面を覆っているＴｉＣ膜が、ＣおよびＮｉ
の拡散に対するバリヤーとして機能しているためと考え
られる。次に本発明の実施例を示す。
いるダイヤモンドを黒鉛化する有害な物質であるが、本
発明においてはニッケル含有粒子をマトリックスや工具
の支持材としてダイヤモンドと密着配置して高温処理し
ても、実質上黒鉛化の進行は認められない。これはダイ
ヤモンドの表面を覆っているＴｉＣ膜が、ＣおよびＮｉ
の拡散に対するバリヤーとして機能しているためと考え
られる。次に本発明の実施例を示す。
【実施例１】
【００１９】 粒径２２μｍＴｉ粉未、粒径７μｍの黒
鉛粉末、および粒度３００−メッシュのＡｌ粉末を、重
量比でＴｉ：Ｃ：Ａｌ＝７３：１１：１６秤取し、十分
に混合して出発材料とした。これはＴｉＣ／ＴｉＡｌ換
算で５０／５０ｖｏｌ％組成に相当する。この混合粉末
を金型に入れてプレス成型し、直径１６ｍｍ高さ４ｍｍ
のペレットを作成した。焼結には図２の焼結金型装置１
を用いた。本装置の雌型部２は内径３０ｍｍ、高さ６０
ｍｍであって、ペレット３の周囲には１ｍｍ厚さで、重
量％でＴｉ：Ｃ＝８０：２０の混合粉末４を配置し、残
りの空間には鋳物砂５を満たした。またペレットの上端
に接して黒鉛リボン６を配置し、点火用とした。
鉛粉末、および粒度３００−メッシュのＡｌ粉末を、重
量比でＴｉ：Ｃ：Ａｌ＝７３：１１：１６秤取し、十分
に混合して出発材料とした。これはＴｉＣ／ＴｉＡｌ換
算で５０／５０ｖｏｌ％組成に相当する。この混合粉末
を金型に入れてプレス成型し、直径１６ｍｍ高さ４ｍｍ
のペレットを作成した。焼結には図２の焼結金型装置１
を用いた。本装置の雌型部２は内径３０ｍｍ、高さ６０
ｍｍであって、ペレット３の周囲には１ｍｍ厚さで、重
量％でＴｉ：Ｃ＝８０：２０の混合粉末４を配置し、残
りの空間には鋳物砂５を満たした。またペレットの上端
に接して黒鉛リボン６を配置し、点火用とした。
【００２０】 組み立ての終わった焼結金型を一軸加圧
の油圧プレス装置に取り付け、加圧用のピストンを押し
付けない状態で黒鉛リボンに通電することにより、ペレ
ットに点火した。点火から５秒経過し、ペレット全体が
高温となった時点で油圧プレスにより急速加圧を行い、
約１００ＭＰａの荷重をペレットに３０秒間継続的に負
荷した。熱電対の指示によると、ペレットの最高温度は
瞬間的に１７００℃に達した。生成物は金属光沢を呈
し、研摩面における硬度はビッカース硬さ８〜１２ＧＰ
ａであった。またこの面には光学顕微鏡観察でポアの存
在は認められなかった。
の油圧プレス装置に取り付け、加圧用のピストンを押し
付けない状態で黒鉛リボンに通電することにより、ペレ
ットに点火した。点火から５秒経過し、ペレット全体が
高温となった時点で油圧プレスにより急速加圧を行い、
約１００ＭＰａの荷重をペレットに３０秒間継続的に負
荷した。熱電対の指示によると、ペレットの最高温度は
瞬間的に１７００℃に達した。生成物は金属光沢を呈
し、研摩面における硬度はビッカース硬さ８〜１２ＧＰ
ａであった。またこの面には光学顕微鏡観察でポアの存
在は認められなかった。
【００２１】 本実施例における、点火後の経過時間に
対するペレットの測定温度および負荷荷重を図３に示
す。
対するペレットの測定温度および負荷荷重を図３に示
す。
【実施例２】
【００２２】 実施例１と同じ出発材料を用いてペレッ
トを作成した。但しペレット成型の際に、平均粒径１０
０μｍの合成ダイヤモンド砥粒を、上記の混合粉末に対
して１５ｖｏｌ％添加し、十分に混合してから成型金型
へ充墳し、ペレットとした。焼結金型装置、焼結方法は
実施例１と同じものを用いた。得られた焼結ペレットの
研摩面について実施した光学顕微鏡観察では、マトリツ
クス中にダイヤモンド粒子がほぼ均一に分布しており、
ダイヤモンド粒子表面には黒鉛化が認められなかった。
またマトリックス部には、各ダイヤモンドについてボン
ドテールが観察され、本生成物によるマトリックスで、
ダイヤモンドの十分な保持ができることが明らかになっ
た。このペレットを保持具に取り付け、セラミツクスの
端面研削に供した。
トを作成した。但しペレット成型の際に、平均粒径１０
０μｍの合成ダイヤモンド砥粒を、上記の混合粉末に対
して１５ｖｏｌ％添加し、十分に混合してから成型金型
へ充墳し、ペレットとした。焼結金型装置、焼結方法は
実施例１と同じものを用いた。得られた焼結ペレットの
研摩面について実施した光学顕微鏡観察では、マトリツ
クス中にダイヤモンド粒子がほぼ均一に分布しており、
ダイヤモンド粒子表面には黒鉛化が認められなかった。
またマトリックス部には、各ダイヤモンドについてボン
ドテールが観察され、本生成物によるマトリックスで、
ダイヤモンドの十分な保持ができることが明らかになっ
た。このペレットを保持具に取り付け、セラミツクスの
端面研削に供した。
【実施例３】
【００２３】 実施例１と同じ出発材料を用いてペレッ
トを作成した。但しペレット成型の際に、成型金型の下
部に粒径１００μｍの合成ダイヤモンＦ３００ｍｇを予
め充填した。焼結金型装置、焼結方法も実施例１とほぼ
同じであるが、ペレットの下部（即ち合成ダイヤモンド
側）に、内径１６ｍｍ、縁の高さ２ｍｍの金属タンタル
製のコップ（板厚５０μｍ）を被せて、ダイヤモンドの
保護層とし、このコップの底に接して、直径１６ｍｍ高
さ１０ｍｍの焼結アルミナ製円盤を配置し、冷却体とし
た。得られた焼結ペレットは片面に約１ｍｍ厚さのダイ
ヤモンド含有層を有していた。光学顕微鏡による観察で
はダイヤモンド表面に黒鉛化は認められず、この場合も
マトリックスによるダイヤモンド保持強度が十分である
ことが推定された。得られたペレットは所定のサイズに
加工し、切削バイトとして用いたが、別の形状では厚み
測定装置の検出端、および台として使用した。
トを作成した。但しペレット成型の際に、成型金型の下
部に粒径１００μｍの合成ダイヤモンＦ３００ｍｇを予
め充填した。焼結金型装置、焼結方法も実施例１とほぼ
同じであるが、ペレットの下部（即ち合成ダイヤモンド
側）に、内径１６ｍｍ、縁の高さ２ｍｍの金属タンタル
製のコップ（板厚５０μｍ）を被せて、ダイヤモンドの
保護層とし、このコップの底に接して、直径１６ｍｍ高
さ１０ｍｍの焼結アルミナ製円盤を配置し、冷却体とし
た。得られた焼結ペレットは片面に約１ｍｍ厚さのダイ
ヤモンド含有層を有していた。光学顕微鏡による観察で
はダイヤモンド表面に黒鉛化は認められず、この場合も
マトリックスによるダイヤモンド保持強度が十分である
ことが推定された。得られたペレットは所定のサイズに
加工し、切削バイトとして用いたが、別の形状では厚み
測定装置の検出端、および台として使用した。
【図１】 本発明によるＴｉＣ／ＴｉＡｌ複合材料の製
作において、含有ＴｉＡ成分の割合に対する生成ペレッ
トのかさ密度の変動。
作において、含有ＴｉＡ成分の割合に対する生成ペレッ
トのかさ密度の変動。
【図２】 実施例で使用した焼結金型装置の概略断面
図。
図。
【図３】 点火後の経過時間に対して示した、実施例１
におけるペレットの測定温度および負荷荷重。
におけるペレットの測定温度および負荷荷重。
１ 焼結金型装置 ２ 雌型部 ３ ペレット ４ Ｔｉ−Ｃ混合粉末 ５ 鋳物砂 ６ 黒鉛リボン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大柳 満之 滋賀県大津市大萱１−９−14メゾンエイコ ー瀬田 903 (72)発明者 細見 暁 栃木県小山市駅東通り１−41−14−505
Claims (12)
- 【請求項１】 チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオ
ブ、ケイ素、クロム、タングステン、モリブデンから選
ばれる金属の炭化物、ホウ化物、窒化物、珪化物の１種
以上の耐火物粒子が三次元的に接合して成る１乃至複数
個の骨格構造体、および各骨格構造体内乃至骨格構造体
間の間隙を充填して存在する合金乃至金属間化合物から
成る金属相を含有する、耐火物・金属複合体。 - 【請求項２】 上記金属相がＴｉ−Ａｌ、Ｔｉ−Ｎｉお
よびＮｉ−Ａｌから選ばれる二元系合金または金属間化
合物を含有する、請求項１に記載の耐火物・金属複合
体。 - 【請求項３】 上記耐火物がチタンの炭化物、ホウ化
物、または窒化物であり、金属相がＴｉ−Ａｌ系であ
る、請求項１に記載の耐火物，金属複合体。 - 【請求項４】 上記構造体内または相互間の間隙に、全
体として１０容量％以上の超砥粒が分散含有されてい
る、請求項１に記載の耐火物・金属複合体。 - 【請求項５】 上記材料の露出表面積の６０％以上が分
散した超砥粒で覆われている請求項１に記載の耐火物・
金属複合体。 - 【請求項６】 Ａｌおよび／またはＮｉからなる第一の
金属の粉体および、この金属と合金乃至金属間化合物を
形成し得、かつ燃焼合成法により耐火化合物を生成し得
る第二の金属材と非金属との混合粉体を混合し、全体を
成型してペレット化する第一段階、およびこのペレット
を金型に入れ、さらにペレットと金型との間に耐熱加圧
媒体を充填した後、ペレットに着火して燃焼反応を開始
し、反応熱により上記両金属材を少なくとも部分的に溶
融し流動化せしめることにより、耐火性化合物の骨格構
造体を形成する一方、発生した流動化金属材により構造
体間隙を充填する第二段階を有する、耐火物・金属複合
体の製造法。 - 【請求項７】 上記第二段階を加圧下で行なう、請求項
６に記載の耐火物・金属複合体の製造法。 - 【請求項８】 上記混合粉体がダイヤモンドまたは高圧
相窒化硼素を含有する、請求項６に記載の耐火物・金属
複合体の製造法。 - 【請求項９】 上記第一段階において成型を行なう際
に、型内に超砥粒を敷布した後に混合粉体を充填する、
請求項６に記載の耐火物・金属複合体の製造法。 - 【請求項１０】 上記金型内に超砥粒を均一に分布させ
た後、金型にペレットを入れて第二段階を行なう、請求
項６に記載の耐火物・金属複合体の製造法。 - 【請求項１１】 上記第二段階において、ペレットの周
囲に燃焼反応を生じる混合粉末をペレットに接して、ま
たは鋳物砂と混合して配置し、燃焼反応を進行せしめ、
燃焼反応および／または冷却の際にペレットを周囲から
補助的に加熱する、請求項６に記載の耐火物・金属複合
体の製造法。 - 【請求項１２】 上記第一の金属がＡｌ、第二の金属が
Ｔｉ、非金属が炭素であり、かつＴｉＡｌ／ＴｉＣのモ
ル比が３０〜８０％である、請求項６に記載の耐火物・
金属複合体の製造法。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273265A JPH0790465A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 耐火物・金属複合体およびその製法 |
| UA96031095A UA42735C2 (uk) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | Структурний металокерамічний композиційний матеріал (варіанти) та спосіб виготовлення цього матеріалу (варіанти) |
| JP50969395A JP4156025B2 (ja) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | 複合材およびその製法 |
| PCT/JP1994/001570 WO1995008654A1 (fr) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | Materiau composite et procede pour sa production |
| DE69434085T DE69434085T2 (de) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | Kompositmaterial und verfahren zu dessen herstellung |
| US08/617,904 US6203897B1 (en) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | Sintered composites containing superabrasive particles |
| KR1019960701465A KR100260368B1 (ko) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | 복합재와 그의 제조방법 |
| EP94927096A EP0731186B1 (en) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | Composite material and process for producing the same |
| RU96107902A RU2146187C1 (ru) | 1993-09-24 | 1994-09-22 | Композит и способ его производства |
| US09/663,673 US6451249B1 (en) | 1993-09-24 | 2000-09-18 | Composite and method for producing the same |
| US09/663,671 US6500557B1 (en) | 1993-09-24 | 2000-09-18 | Composite and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5273265A JPH0790465A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 耐火物・金属複合体およびその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790465A true JPH0790465A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17525429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5273265A Pending JPH0790465A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 耐火物・金属複合体およびその製法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790465A (ja) |
| RU (1) | RU2146187C1 (ja) |
| UA (1) | UA42735C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101303871B1 (ko) * | 2011-12-28 | 2013-09-04 | 한국기계연구원 | 가압 공정을 위한 압력셀 구조 및 이를 이용한 철강 조직의 제어 방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2404021C2 (ru) | 2004-09-23 | 2010-11-20 | Элемент Сикс (Пти) Лтд. | Поликристаллические абразивные материалы и способ их изготовления |
| RU2479384C1 (ru) * | 2012-01-27 | 2013-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Ti-Al-C |
| EP2644312B1 (en) | 2012-03-28 | 2018-10-31 | Alfa Laval Corporate AB | A novel brazing concept |
| RU2691656C1 (ru) * | 2018-01-22 | 2019-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью "СВС-Композит" | Шихта и способ получения износостойкого материала с ее использованием методом СВС |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5273265A patent/JPH0790465A/ja active Pending
-
1994
- 1994-09-22 RU RU96107902A patent/RU2146187C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1994-09-22 UA UA96031095A patent/UA42735C2/uk unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101303871B1 (ko) * | 2011-12-28 | 2013-09-04 | 한국기계연구원 | 가압 공정을 위한 압력셀 구조 및 이를 이용한 철강 조직의 제어 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA42735C2 (uk) | 2001-11-15 |
| RU2146187C1 (ru) | 2000-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100260368B1 (ko) | 복합재와 그의 제조방법 | |
| US4241135A (en) | Polycrystalline diamond body/silicon carbide substrate composite | |
| US4124401A (en) | Polycrystalline diamond body | |
| US4171339A (en) | Process for preparing a polycrystalline diamond body/silicon carbide substrate composite | |
| US4168957A (en) | Process for preparing a silicon-bonded polycrystalline diamond body | |
| US6171709B1 (en) | Super-abrasive grain-containing composite material and method of making | |
| US4110084A (en) | Composite of bonded cubic boron nitride crystals on a silicon carbide substrate | |
| US4353714A (en) | Polycrystalline silicon-bonded cubic boron nitride body and method | |
| US4173614A (en) | Process for preparing a polycrystalline diamond body/silicon nitride substrate composite | |
| IE50056B1 (en) | Polycrystalline diamond body and method of making same | |
| JPS6213307B2 (ja) | ||
| US5382405A (en) | Method of manufacturing a shaped article from a powdered precursor | |
| JP4274588B2 (ja) | 複合材料の製造方法 | |
| US4234661A (en) | Polycrystalline diamond body/silicon nitride substrate composite | |
| US4401443A (en) | Polycrystalline silicon-bonded cubic boron nitride body and method | |
| JP4156025B2 (ja) | 複合材およびその製法 | |
| JPH0790465A (ja) | 耐火物・金属複合体およびその製法 | |
| USRE30503E (en) | Composite of bonded cubic boron nitride crystals on a silicon carbide substrate | |
| JPS6033336A (ja) | 硬質立方晶窒化硼素焼結体の製造法 | |
| RU2184644C2 (ru) | Алмазосодержащий слоистый композит и способ его получения | |
| JP7473149B2 (ja) | 高硬度ダイヤモンド基塊状工具素材およびその製法 | |
| JP3998872B2 (ja) | 超硬合金の製造方法 | |
| Sharin et al. | Efficiency of Hybrid Sintering Technology for Cemented Carbide Diamond-Containing Composites with Impregnation, Including Thermal Diffusion Metallization of Diamonds | |
| JPH11246848A (ja) | 超砥粒含有複合材およびその製法 | |
| CA1111664A (en) | Polycrystalline diamond body/silicon carbide or silicon nitride substrate composite |