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Al添加TiNのバルク体を製造する方法

国内特許コード P07A010720
整理番号 DP1190
掲載日 2007年10月11日
出願番号 特願2005-326928
公開番号 特開2007-131493
登録番号 特許第5093433号
出願日 平成17年11月11日(2005.11.11)
公開日 平成19年5月31日(2007.5.31)
登録日 平成24年9月28日(2012.9.28)
発明者
  • 廣田 健
  • 肥川 翔
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 Al添加TiNのバルク体を製造する方法
発明の概要

【課題】従来よりも短時間にかつ低コストでAl添加TiNのバルク体を製造する方法を提供する。
【解決手段】所定量の金属Ti粉末および所定量の金属Al粉末を混合した後、プレス成形して第1の成形体とする。第1の成形体を所定圧のN雰囲気中で自己燃焼合成させ、それによって得られた試料を粉砕して第1の粉体とする。第1の粉体をプレス成形して第2の成形体とする。第2の成形体を所定圧のN雰囲気中で自己燃焼合成させ、それによって得られた試料を粉砕して第2の粉体とする。第2の粉体をプレス成形して第3の成形体とする。第3の成形体を加圧焼結させることにより、Al添加TiNのバルク体を得る。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


TiN系化合物は、軽量であるにもかかわらず、高融点、高硬度並びに高耐食性、および高い化学的安定性等の優れた特性を有しており、また美しい金属光沢を示すので、機械部品や切削工具等あるいは宝飾部品に用いられている。
その一方で、TiN系化合物は難焼結性の物質であるから、緻密なバルク体を製造することが難しく、これまで、主として薄膜材料として使用されてきている。



従来技術として、TiN系化合物、特にAl添加TiNの粉末を焼結し、窒化チタンアルミ基焼結材を製造する方法が知られている(特許文献1参照)。
この従来の方法によれば、まず最初に、PVD法(スパッタリング法やイオンプレーティング法)や、プラズマCVD法を用いて、(Ti1-xAl)N(x=0.05~0.70)の粉末が製造される。そして、(Ti1-xAl)Nの粉末が、HP(ホットプレス)の他、例えば、HIP(熱間等方加圧焼結)、超高圧HIP等によって焼結され、窒化チタンアルミ基焼結材が得られる。



こうして得られた窒化チタンアルミ基焼結材は、高硬度であり、耐摩耗性、耐欠損性に優れ、例えば切削工具、掘削用ビット等に有効利用することができる。
しかしながら、この従来の方法では、原料となる(Ti1-xAl)Nの粉末を製造するために、PVD法やプラズマCVD法を使用するので、所定の組成x=0.05~0.70を得るために、複雑な処理プロセスを必要とする。したがって、この方法は、(Ti1-xAl)N(x=0.05~0.70)の粉末の製造に、時間とコストを要し、量産性が低いという欠点を有している。
加えて、この方法によれば、(Ti1-xAl)Nの粉末をHP、HIPおよび超高圧HIP等によって焼結するので、焼結体は、高い硬度を有している割に、曲げ強度が弱いという欠点を有している。




【特許文献1】特開平10-182233号公報

産業上の利用分野


本発明は、窒化チタン(TiN)系化合物、特にAl添加TiNのバルク体を製造する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
(1)所定量の金属Ti粉末および所定量の金属Al粉末を混合した後、プレス成形して第1の成形体とするステップと、
(2)前記第1の成形体を所定圧のN雰囲気中で自己燃焼合成させ、それによって得られた試料を粉砕して第1の粉体とするステップと、
(3)前記第1の粉体をプレス成形して第2の成形体とするステップと、
(4)前記第2の成形体を所定圧のN雰囲気中で自己燃焼合成させ、それによって得られた試料を粉砕して第2の粉体とするステップと、
(5)前記第2の粉体をプレス成形して第3の成形体とするステップと、
(6)前記第3の成形体を加圧焼結させることにより、Al添加TiNのバルク体を得るステップとからなり、前記金属Ti粉末および金属Al粉末の量を、前記Al添加TiNのバルク体の組成が(Ti1-xAl)N(0<x≦0.08)となるように選択することを特徴とするAl添加TiNのバルク体を製造する方法。

【請求項2】
前記加圧焼結は、通電加圧焼結であることを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記通電加圧焼結を、真空中において圧力10~50MPaを加えた状態で、50~200℃/分で1300~1900℃まで昇温し、その温度を3~20分間保持した後、50~100℃/分で降温するという条件下で実行することを特徴とする請求項2に記載の方法。
産業区分
  • 窯業
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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