[发明专利]陶瓷烧结体

说明书

相关申请的交叉参考

本国际申请要求2012年6月28日在日本专利局提交的日本专利申请2012-145676号的权益，并通过参考将日本专利申请2012-145676号的完整内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及能够用于例如切削工具等的陶瓷烧结体。

背景技术

耐热合金(heat resistant super alloys)具有优异的耐热性，而其非常难以加工。因此，要求用于切削耐热合金的工具具有高的物理性质和耐热性。包含碳化硅晶须(下文中称作SiC晶须)的氧化铝基材料具有高的硬度、韧度和耐热性，由这种材料制成的工具在切削耐热合金时显示比其他工具更优异的性能。然而，存在的问题是SiC晶须昂贵。

因此，已经考虑了SiC晶须之外的材料。专利文献1和2公开了其中向氧化铝添加碳化物、氮化物和/或碳氮化物所得的材料(所谓的黑陶瓷)。黑陶瓷由于其中通过将碳化物等分散在氧化铝中从而对烧结体进行增强的分散增强，因而具有比氧化铝更高的强度。其中，使用极硬的碳化钨的黑陶瓷是具有高硬度和优异耐磨性的材料。

专利文献3和4公开了其中将氧化锆分散在氧化铝中的材料(所谓的白陶瓷)。白陶瓷由于分散了氧化锆而具有提高的强度。尽管白陶瓷与黑陶瓷相比具有较低的硬度，但是白陶瓷由于使用部分稳定化的氧化锆所赋予的相变增韧而具有提高的韧度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3145470号公报

专利文献2：日本特许第4177493号公报

专利文献3：日本特许第2511700号公报

专利文献4：日本特开2000-128626号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1～4中公开的材料对于例如在高负载和高温条件下实施的切削耐热合金中的应用具有不足的耐破损性和耐磨性。在本发明的一方面中，期望提供一种具有优异耐破损性和耐磨性的陶瓷烧结体。

解决问题的手段

根据本发明一方面的陶瓷烧结体的特征在于：所述陶瓷烧结体包含碳化钨、氧化锆和氧化铝；所述碳化钨的含量为20～50体积％；所述氧化锆的含量为5～25体积％；所述氧化锆的晶相为正方晶或者为正方晶与单斜晶的混晶；所述陶瓷烧结体实质上不含Ti化合物；且所述碳化钨的平均粒径、所述氧化锆的平均粒径和所述氧化铝的平均粒径都为1μm以下。

根据本发明一方面的陶瓷烧结体即使在高负载和高温条件下仍具有优异的耐破损性和耐磨性。

在根据本发明一方面的陶瓷烧结体中，所述碳化钨的平均粒径优选为0.7μm以下。在这种情况中，耐破损性和耐磨性还进一步提高。

在根据本发明一方面的陶瓷烧结体中，锆元素优选分布在所述氧化铝与所述碳化钨之间的晶界处。在这种情况中，耐破损性和耐磨性还进一步提高。

根据本发明一方面的接合体可以是由上述陶瓷烧结体制成的第一构件和由超硬合金或金属陶瓷制成的第二构件接合在一起的所得物。这种接合体即使在高负载和高温条件下仍具有优异的耐破损性和耐磨性。

附图说明

图1A是显示第一构件1和第二构件3的构造的透视图，且图1B是显示接合体5的构造的透视图。

图2A是显示第一构件1和第二构件3的构造的透视图，且图2B是显示接合体5的构造的透视图。

附图标记

1：第一构件；3：第二构件；3A、3B：顶点；5：接合体

具体实施方式

下文中将对本发明的实施方式进行说明。

根据本发明一个实施方式的陶瓷烧结体包含氧化铝。在根据本发明的陶瓷烧结体中，碳化钨和氧化锆之外的剩余物可以为例如氧化铝。通过包含氧化铝，陶瓷烧结体变得化学稳定，由此具有还进一步提高的耐磨性。碳化钨、氧化锆和氧化铝的平均粒径优选为1μm以下。在这种情况中，陶瓷烧结体具有更高的硬度和强度，且还具有更高的耐破损性。在本发明中平均粒径是指通过截距法测得的值，所述截距法是基于通过利用SEM对经过蚀刻处理的镜面研磨的烧结体进行观察而得到的图像实施的。

根据本发明的陶瓷烧结体可以通过包含20～50体积％的碳化钨而产生如下效果。碳化钨的含量是在将全部陶瓷烧结体定义为100体积％时的含量。

·碳化钨的均匀分散效果能够抑制晶粒生长。结果，陶瓷烧结体具有提高的强度和硬度。

·实现了陶瓷烧结体的高韧度、低热膨胀和高热导率。

·陶瓷烧结体通过包含50体积％以下的碳化钨而具有高烧结性和耐氧化性。