烧结材料、包含烧结材料的工具以及烧结材料制造方法技术

[问题]提供了一种烧结体，其具有优异的耐磨性和耐缺损性，并且还具有优异的耐氧化性。[解决手段]包含第一化合物的烧结体，所述第一化合物包含Ti、Al、Si、O和N。

Sintered material, tool containing sintered material, and method for producing sintered material

[problem] provides a sintered body with excellent abrasion resistance and defect resistance, and also has excellent oxidation resistance. [solution] comprises a sintered body of a first compound comprising Ti, Al, Si, O, and N.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烧结材料、包含烧结材料的工具以及烧结材料制造方法
本专利技术涉及烧结材料、包含烧结材料的工具以及烧结材料制造方法。
技术介绍
常规上，通过使用由烧结材料形成的工具来进行钢、铸件等的切削加工。在切削加工期间，由于工具的刀刃暴露于高温环境，因此除了耐磨性和耐崩裂性等特性之外，还要求工具具有耐氧化性。作为预期具有这种特性的烧结体，已知由Ti、Al和N形成的烧结体。例如，日本专利公开No.05-078107(专利文献1)披露了制造由Ti0.5Al0.5N形成的烧结材料的方法，该烧结材料通过以下方法制造，即，使用机械合金化(MA)法制备由Ti0.5Al0.5N形成的粉末，并烧结该粉末。日本专利公开No.10-182233(专利文献2)披露了制造氮化钛铝类烧结材料的方法，该烧结材料通过以下方法制造，即，采用物理气相沉积(PVD)法制备由Ti1-xAlxN(x＝0.05至0.70)形成的粉末，并烧结该粉末。日本专利公开No.2007-131493(专利文献3)公开了制造添加有Al的TiN块体的方法，该块体通过以下方法制造，即，采用自蔓延高温合成(SHS)法制备由Ti、Al和N形成的混合物，并烧结该混合物。引用列表专利文献专利文献1：日本专利公开No.05-078107专利文献2：日本专利公开No.10-182233专利文献3：日本专利公开No.2007-131493
技术实现思路
技术问题然而，在如上所述的由Ti、Al和N形成的烧结材料中，倾向于难以将耐氧化性方面的性能提高到所需的水平。因此，本专利技术的目的在于提供耐氧化性优异、并且耐磨性和耐崩裂性也优异的烧结材料，包含该烧结材料的工具以及该烧结材料制造方法。解决问题的方案根据本专利技术的一个方面的烧结材料是包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物的烧结材料。根据本专利技术的一个方面的工具是包含上述烧结材料的工具，该烧结材料包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物。根据本专利技术的一个方面的烧结材料制造方法包括以下步骤：制备包含元素Ti、Al和Si的第一粒子；处理该第一粒子，以制备由元素Ti、Al、Si、O和N形成的第二粒子；以及烧结该第二粒子，以制备包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物的烧结材料，并且，制备该第二粒子的步骤包括加热该第一粒子的步骤，以及快速冷却加热后的该第一粒子的步骤。专利技术的有益效果根据上述方法，可提供具有优异的耐氧化性以及耐磨性和耐崩裂性的烧结材料、包含该烧结材料的工具以及该烧结材料制造方法。附图说明图1为用于说明根据第三实施方案的烧结材料制造方法的流程图。图2为用于说明处理步骤的流程图。图3为用于说明根据第四实施方案的烧结材料制造方法的流程图。具体实施方式[本专利技术实施方案的说明]首先，通过列出本专利技术的实施方案来进行说明。[1]根据本专利技术的一个方面的烧结材料包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物。由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物可以具有由Ti、Al、Si、O和N形成的化合物(以下称为“TiAlSiON化合物”)，因此其能够具有高耐氧化性、高耐磨性和高耐崩裂性。因此，根据本专利技术的一个方面的烧结材料能够具有优异的耐氧化性、以及优异的耐磨性和耐崩裂性的特性。[2]在上述烧结材料中，优选的是，第一化合物包含Ti(1-a-b)AlaSibOxNy，并且Ti(1-a-b)AlaSibOxNy中的a、b、x和y分别满足0.01≤a≤0.70、0.01≤b≤0.55、0.06≤a+b≤0.88、0.005≤x≤0.6、0.4≤y≤0.995以及0.5<x+y≤1。因此，烧结材料在上述特性方面更加优异。[3]在上述烧结材料中，优选的是，第一化合物的含量为10体积％以上100体积％以下。当烧结材料中的第一化合物的含量小于10体积％时，烧结材料的上述特性趋于劣化。[4]上述烧结材料还优选地包含选自由第二化合物、第三化合物、第四化合物以及第一金属构成的组中的至少一者。所述第二化合物为立方氮化硼，所述第三化合物为由选自Al和Si中的至少一种元素，以及选自由B、C、N和O构成的组中的至少一种元素所形成的化合物，所述第四化合物为由选自由在日本使用的元素周期表中的第4族元素、第5族元素和第6族元素构成的组中的至少一种元素、以及选自由B、C、N和O构成的组中的至少一种元素所形成的化合物，并且所述第一金属为由选自由Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Al、Sn、Si、Zr、Nb、Mo、Ag、Hf、Ta、W和Pb构成的组中的至少一者所形成的金属。在这种情况下，通过适当地调节第二化合物、第三化合物、第四化合物和第一金属各自在烧结材料中的组成和含量比，从而可以调节烧结材料的各种特性之间的平衡，由此可以提供适合于各种需要的烧结材料。[5]根据本专利技术的一个方面的工具为包含上述烧结材料的工具。由于上述烧结材料在包括耐磨性、耐崩裂性和耐氧化性的特性方面是优异的，因而包含烧结材料的工具也能够具有这些优异的特性。因此，与常规工具相比，根据本专利技术的一个方面的工具可以具有更长的使用寿命。[6]根据本专利技术的一个方面的制造烧结材料的方法包括以下步骤：制备包含元素Ti、Al和Si的第一粒子；处理所述第一粒子，以制备由元素Ti、Al、Si、O和N形成的第二粒子；以及烧结所述第二粒子，以制备包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物的烧结材料，并且制备所述第二粒子的步骤包括加热所述第一粒子的步骤、以及快速冷却加热后的所述第一粒子的步骤。对于根据本专利技术的一个方面的烧结材料制造方法，可制造包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物的烧结材料。这样的第一化合物在包括耐磨性、耐崩裂性和耐氧化性的特性方面也是优异的，因此，包含第一化合物的烧结材料也能够具有这些优异的特性。[7]优选的是，上述制造方法包括在制备所述烧结材料的步骤之前，将所述第二粒子与第三粒子混合的步骤。所述第三粒子由选自第五化合物、第六化合物、第七化合物、以及第二金属所构成的组中的至少一者形成。所述第五化合物为立方氮化硼。所述第六化合物为由选自Al和Si中的至少一种元素、以及选自由B、C、N和O构成的组中的至少一种元素所形成的化合物。所述第七化合物为由选自由在日本使用的元素周期表中的第4族元素、第5族元素、以及第6族元素构成的组中的至少一种元素、以及选自由B、C、N和O构成的组中的至少一种元素所形成的化合物。所述第二金属为由选自由Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Al、Sn、Si、Zr、Nb、Mo、Ag、Hf、Ta、W和Pb构成的组中的至少一者所形成的金属。在这种情况下，在烧结步骤中，烧结第二粒子和第三粒子的混合物，并且所制造的烧结材料除了具有上述第一化合物之外，还能够具有所需的第二化合物。因此，可以调节烧结材料的各种特性之间的平衡，从而可以提供适合于各种需要的烧结材料。[8]在上述制造方法中，优选的是，混合步骤以这样的方式进行，所述第三粒子在所述第二粒子和所述第三粒子的混合粒子中的含量为90体积％以下。其结果是，可以制造这样的烧结材料，该烧结材料另外具有第二化合物所具有的特性，并且同时充分保持第一化合物所具有的特性。[本专利技术的实施方案的详细说明]以下，将对本专利技术的实施方案进行具体的说明。除非另有说明，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结材料，包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 JP 2014-1750731.一种烧结材料，包含由Ti、Al、Si、O和N形成的第一化合物。2.根据权利要求1所述的烧结材料，其中所述第一化合物包含Ti(1-a-b)AlaSibOxNy，并且所述Ti(1-a-b)AlaSibOxNy中的a、b、x和y分别满足0.01≤a≤0.70、0.01≤b≤0.55、0.06≤a+b≤0.88、0.005≤x≤0.6、0.4≤y≤0.995以及0.5<x+y≤1。3.根据权利要求1或2所述的烧结材料，其中所述烧结材料中的所述第一化合物的含量为10体积％以上100体积％以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的烧结材料，其中所述烧结材料还包含选自由第二化合物、第三化合物、第四化合物以及第一金属构成的组中的至少一者，所述第二化合物为立方氮化硼，所述第三化合物为由选自Al和Si中的至少一种元素，以及选自由B、C、N和O构成的组中的至少一种元素所形成的化合物，所述第四化合物为由选自由在日本使用的元素周期表中的第4族元素、第5族元素和第6族元素构成的组中的至少一种元素、以及选自由B、C、N和O构成的组中的至少一种元素所形成的化合物，并且所述第一金属为由选自由Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Al、Sn、Si、Zr、Nb、Mo、Ag、Hf、Ta、W和Pb构成的组中的至少一者所形成的金属。5.一种工具，其包含根...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸口浩也，原田高志，久木野晓，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP