Ti(C, N)-Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB>-Metal混合粉末の真空焼結
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概要
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Cutting tools of Ti(C, N)-Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB> ceramics have better wear resistance than those of TiC-TiN cermet and WC-Co alloy tools for carbon steel. Ceramics of this system have the fracture toughness K<SUB>1c</SUB> of 2.5 MPa⋅ m1/2. Higher fracture toughness is necessary for wider application. Therefore, addition of metal and B<SUB>4</SUB>C to Ti(C, N)-Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB> system was examined. The main results obtained are as follows:<BR>(1) Adding each small amount of Ni and Co powder can improve not only density but also K<SUB>1c</SUB> of Ti(C, N)-20 wt%Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB> ceramics.<BR>(2) Adding over 10 wt%Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB> to Ti(C, N)-Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB>-(2-4) wt%Ni system makes big chromium carbide lamps or slender pools in the structure. Adding 5 wt%Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB> to system, however, makes homogeneous materials.<BR>(3) These HIPed homogeneous materials have the transverse rupture strength of 900-1100 MPa and K<SUB>1c</SUB> of 3.5-4 MPa⋅m<SUP>1/2</SUP>. It is considered that the improvement of K<SUB>1c</SUB> was caused by Ni rich phase and the partial dissolution of Ni in the (Ti, Cr) (C, N) and chromium carbide phases.<BR>(4) Ti(C, N)-Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB>-B<SUB>4</SUB>C bodies containing over 10 wt%Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB> and 1-2 wt%B<SUB>4</SUB>C consist of (Ti, Cr) (C, N), CrB<SUB>2</SUB> and a small quantity of chromium carbide.<BR>(5) The sintered bodies of Ti(C, N)-20 wt%Cr<SUB>3</SUB>C<SUB>2</SUB>-2 wt%B<SUB>4</SUB>C-0.5 wt%Ni have the porosity of 0.1 vol%, the transverse rupture strength of 650 MPa and K<SUB>1c</SUB> of 3.8 MPa⋅m<SUP>1/2</SUP>. It is thought that the improvement of K<SUB>1c</SUB> is caused by the (Ti, Cr, Ni) (C, N) which is round grains, and a little chromium carbide and CrB<SUB>2</SUB> which penetrate among the (Ti, Cr, Ni) (C, N) grains.
- 社団法人 粉体粉末冶金協会の論文
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