DE2232225A1

DE2232225A1 - PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF CUBIC BORNITRIDE

Info

Publication number: DE2232225A1
Application number: DE2232225A
Authority: DE
Inventors: William Achillo Rocco; Jun Robert Henry Wentorf
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-07-01
Filing date: 1972-06-30
Publication date: 1973-01-18
Also published as: NL174714C; SE7600140L; IT956917B; DE2232225C3; CH573867A5; ZA724056B; DK144415B; JPS4818200A; FR2143954A1; SE393588B; ATA571272A; GB1391665A; JPS5517000B2; FR2143954B1; DE2232225B2; BE785770A; NL7208866A; CA982541A; SE418962B; DK144415C

Description

"Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid""Process for the production of cubic boron nitride"

Aus der US-PS 2 947 61 7 ist bereits ein Verfahren zum Umwandeln von hexagonal em Bornitrid in kubisches Bornitrid bekannt, bei dem als Katalysator mindestens ein Stoff der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Blei, Antimon, Zinn und Nitride dieser Metalle umfassenden Stoffgruppe eingesetzt wird. Weiterhin ist es bereits bekannt (Abhandlung "Synthesis of Cubic Boron Nitride" von Saito u.a. in Yogyo-Kyokai Shi, Vol. 78, No. 893) Fe Al und bestimmte Silber-From US Pat. No. 2,947,617, a process for converting hexagonal boron nitride into cubic boron nitride is known in which as a catalyst at least one substance of the alkali metals, alkaline earth metals, lead, antimony, tin and nitrides of these metals Substance group is used. Furthermore, it is already known (treatise "Synthesis of Cubic Boron Nitride" by Saito et al. In Yogyo-Kyokai Shi, Vol. 78, No. 893) Fe Al and certain silver

Kadmium-Legierungen als Katalysatoren bei der Umwandlung von hexagonal em Bornitrid in kubisches Bornitrid einzusetzen.Use cadmium alloys as catalysts in the conversion of hexagonal boron nitride into cubic boron nitride.

209883/1073209883/1073

~" 2 —~ "2 -

Es hat sich nun herausgestellt, dass bestimmte Aluminiumlegierungen, nämlich Legierungen aus Aluminium und Kobalt, Nickel und/oder Mangan als Katalysatoren zur Umwandlung von hexagonal em Bornitrid in kubisches Bornitrid geeignet sind. Besonders wirksam sind Nickel-Al uminiu- und Kobalt-Aluminium-Legierungen. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von kubischem Bornitrid, bei dem hexagonal es Bornitrid in Gegenwart eines Katalysators gleichzeitig Drücken und Temperaturen ausgesetzt wird, die in dem Bereich des Zustandsdiagramms von Bornitrid liegen, in dem kubisches Bornitrid die stabile Phase ist, und bei denn als Katalysator erfindungsgemäss mindestens eine Legierung aus Aluminium und mindestens einem Metall der Kobalt-Nickel und Mangan umfassenden Gruppe verwendet wird.It has now been found that certain aluminum alloys, namely alloys of aluminum and cobalt, nickel and / or manganese as catalysts for the conversion of hexagonal em boron nitride in cubic boron nitride are suitable. Nickel-aluminum and cobalt-aluminum alloys are particularly effective. object The invention is therefore a process for the production of cubic boron nitride, in which hexagonal it is boron nitride in the presence of a catalyst is simultaneously exposed to pressures and temperatures that are in the range of the phase diagram of boron nitride, in which cubic boron nitride is the stable phase, and in the case of at least one alloy made of aluminum as a catalyst according to the invention and at least one metal from the group consisting of cobalt-nickel and manganese is used.

Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to drawings, in which show:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen, 1 shows an embodiment of a device suitable for carrying out the method according to the invention for generating high pressures and high temperatures,

Fig. 2 eine Ausführungsform einer Füllung, mit der die Vorrichtung nach Fig. 1 bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung beschickt werden kann,FIG. 2 shows an embodiment of a filling with which the device according to FIG. 1 is used when carrying out the Process according to the invention can be charged,

209883/1073 ~³"209883/1073 ~ ³ "

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Füllung, mit der die Vorrichtung nach Fig. 1 zur Herstellung eines Werkzeugeinsatzes beschickt werden kann,Fig. 3 shows another embodiment of a filling with which the device according to FIG. 1 for producing a Tool insert can be loaded,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht dines aus kubischem Bornitrid und Sinterhartmetall bestehenden Werkzeugeinsatzes, 4 shows a perspective view of the tool insert consisting of cubic boron nitride and cemented carbide;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie XX oder YY in Fig. 4,FIG. 5 shows a section along the line XX or YY in FIG. 4,

Fig. 6 und 7 schematische Ansichten von aus kubischem Bornitrid und Sinterhartmetall zusammengesetzten Werkzeugeinsätzen, die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt worden sind und6 and 7 are schematic views of cubic boron nitride and cemented carbide composite tool inserts made by the method of the invention have been made and

Fig. 8 im Schnitt einen Teil einer Beschickungsanordnung zur Herstellung der Einsätze nach den Fig. 4, 6 und 7.8 shows a part of a loading arrangement in section for producing the inserts according to FIGS. 4, 6 and 7.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird vorzugsweise die in der US-PS 2 941 248 beschriebene Vorrichtung zum Erzeugen von hohen Drücken und hohen Temperaturen verwendet, die daher nachstehend anhand von Fig. 1 kurz erläutert wird.To carry out the method according to the invention is preferred uses the device described in US Pat. No. 2,941,248 for generating high pressures and high temperatures, which is therefore briefly explained below with reference to FIG.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 10 weist zwei aus Sinterhartmetall bestehende Stempel 11 und 11' auf, zwischen denen ein aus dem gleichen Material bestehendes gürteiförmiges Matrizenteil 12 vorgesehen ist, das eine Öffnung 13 aufweist, in der ein Reaktionsgefäss 14 angeordnet wird. Zwischen jedem der Stempel 11 und 11' und dem Matrizenteil 12 sind Dichtungsanordnungen 15, 15' vorge-The device 10 shown in Fig. 1 has two punches 11 and 11 ' made of cemented carbide, between which a belt-shaped die part 12 made of the same material is provided, which has an opening 13 in which a reaction vessel 14 is arranged. Sealing arrangements 15, 15 'are provided between each of the punches 11 and 11 ' and the die part 12.

■2 09883/1073 _₄_■ 2 09883/1073 _ ₄ _

sehen, von denen jede aus zwei wärmeisolierenden und nicht leitenden Pyrophyllitteilen 16 und 17 besteht, zwischen denen eine Metalleinlage 18 angeordnet ist.see, each of which consists of two heat-insulating and non-conductive There is pyrophyllite parts 16 and 17, between which a metal insert 18 is arranged.

Das Reaktionsgefäss 14 besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Hohlzylinder 19 aus Salz. Der Hohlzylinder 19 kann auch aus einem anderen Material, beispielsweise Talk, bestehen, das a) bei den beim Betrieb auftretenden hohen Drücken und hohen Temperaturen nicht in einen festeren und steiferen Zustand (durch Phasenübergang und/oder Verdichtung) umgewandelt wird und b) im wesentlichen frei von Volumendiskontinuitäten ist, die bei der Anwendung von hohen Drücken und Temperaturen beispielsweise bei Pyrophyllit und porösem Aluminiumoxyd auftreten können. Werkstoffe, die die vorstehend angeführten Kriterien erfüllen und sich daher für die Herstellung des Hohlzylinders 19 eignen, sind in der US-PS 3 030 662, Spalte 1, Zeile 59 - Spalte 2, Zeile 2, angeführt.In a preferred embodiment, the reaction vessel 14 consists of a hollow cylinder 19 made of salt. The hollow cylinder 19 can also consist of another material, for example talc, which a) at the high pressures and high pressures occurring during operation Temperatures is not converted into a more solid and stiffer state (by phase transition and / or compression) and b) im is essentially free of volume discontinuities that occur when high pressures and temperatures are used, for example Pyrophyllite and porous aluminum oxide can occur. Materials, which meet the criteria listed above and are therefore suitable for the production of the hollow cylinder 19 are in the U.S. Patent 3,030,662, column 1, line 59 - column 2, line 2, cited.

Im Zylinder 19 ist ein als elektrisches Widerstandsheizelement dienendes Graphitrohr 20 angeordnet, das am Zylinder anliegt. Innerhalb des Graphitrohres 20 ist wiederum ein zylindrisches Futter 21 aus Salz konzentrisch angeordnet. Das Futter 21 ist am unteren und oberen Ende mit aus Salz bestehenden Stopfen 22 bzw. 22' versehen. Wie weiter unten näher erläutert wird, kann das Futter 21 einen zylindrischen Hohlraum zur Aufnahme einer gegebenenfalls mehrteiligen Füllung aufweisen oder das Futter kann auch zur Herstellung der in den Fig. 4, 6 und 7 dargestellten Einsätze aus einer Reihe von übereinandergeschichteten Formaggregaten bestehen. An jedem Ende des Zylinders 19 ist eine aus elektrisch leitendem Metall bestehende Endscheibe 23 bzw. 23' vorgesehen, über die StromIn the cylinder 19 is an electrical resistance heating element Serving graphite tube 20 is arranged, which rests against the cylinder. Inside the graphite tube 20 there is again a cylindrical lining 21 made of salt arranged concentrically. The lining 21 is provided with stoppers 22 and 22 'made of salt at the lower and upper ends. As will be explained in more detail below, the chuck 21 can have a cylindrical cavity for receiving an optionally have multi-part filling or the lining can also be used to produce the inserts shown in FIGS. 4, 6 and 7 from a Series of stacked molding units exist. At each end of the cylinder 19 there is one made of electrically conductive metal existing end plate 23 or 23 'provided over the current

20988 3/1073 ~⁵ ~ 20988 3/1073 ~ ⁵ ~

zur Aufheizung des Graphitrohres 20 zugeführt werden kann. Im Anschluss an jede der Endscheiben 23 bzw. 23 ^} ist eine Abschlusskappe 24 bzw. 24* vorgesehen, die aus einer Pyrophyllitscheibe 25 besteht, die von einem elektrisch leitendem Ring 26 umschlossen ist.can be supplied to heat the graphite tube 20. In connection with each of the end disks 23 or 23 ^} , an end cap 24 or 24 * is provided, which consists of a pyrophyllite disk 25 which is enclosed by an electrically conductive ring 26.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung kann in bekannter Weise eine im Reaktionsgefäss angeordnete Füllung gleichzeitig hohen Drücken und hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung können natürlich auch andere Vorrichtungen verwendet werden, mit denen die beim Verfahren nach der Erfindung erforderlichen hohen Drücke und hohen Temperaturen erzeugt werden können.With the device shown in Fig. 1 can in a known manner a filling arranged in the reaction vessel can be exposed to high pressures and high temperatures at the same time. Instead of In Fig. 1 shown device, of course, other devices can be used with which the method according to the high pressures and high temperatures required by the invention can be generated.

In Fig. 2 ist schematisch eine Ausführungsform einer Füllung für die Umwandlung von hexagonalem Bornitrid in kubisches Bornitrid schematisch dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die Aluminiumlegierung in situ gebildet, wenn sie mit Hilfe der Vorrichtung 10 Drücken und Temperaturen unterworfen wird, bei denen kubisches Bornitrid als stabile Modifikation vorliegt. Die Füllung 30 passt in den Hohlraum 31 der Vorrichtung nach Fig. 1 . der Maßstab für die Fig. 1 und 2 wurde aus Platzersparnisgründen unterschiedlich gewählt.In Fig. 2 is an embodiment of a filling for the conversion of hexagonal boron nitride into cubic boron nitride is shown schematically. In this embodiment, the Aluminum alloy formed in situ when it is subjected to pressures and temperatures by means of the device 10 at which cubic boron nitride is present as a stable modification. The filling 30 fits into the cavity 31 of the device according to FIG. 1. the scale for Figs. 1 and 2 was different to save space chosen.

Die in Fig. 2 dargestellte Füllung 30 enthält eine Scheibe 32 aus Kobalt, Nickel oder Mangan und eine kleinere Scheibe 33 aus Aluminium. Die Scheiben 32 und 33 sind von relativ reinem hexagonalem Bornitrid 34 umschlossen.The filling 30 shown in Fig. 2 contains a disc 32 made of cobalt, nickel or manganese and a smaller disc 33 made of aluminum. The disks 32 and 33 are enclosed by relatively pure hexagonal boron nitride 34.

-Q--Q-

209883/107 3209883/107 3

Anstelle der beiden Scheiben 32 und 33 können natürlich auch vorgebildete Legierungen verwendet werden, beispielsweise eine Legierung aus 13 % Aluminium und 87 % Nickel. Das Verhältnis Aluminium:Legierungskomponente liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 1 Gewichtsteil Aluminium pro 2 Gewichtsteile Legierungskomponente bis 1 Gewichtsteil Aluminium pro 100 Gewichtsteile Legierungskomponente. Der Katalysator kann auch pulverförmig vermischt mit dem hexagonal en Bornitrid in Form der einzelnen Legierungskomponenten oder der vorgeformten Legierung eingesetzt werden.Instead of the two disks 32 and 33, pre-formed alloys can of course also be used, for example an alloy of 13% aluminum and 87 % nickel. The aluminum: alloy component ratio is preferably within a range from 1 part by weight of aluminum per 2 parts by weight of alloy component to 1 part by weight of aluminum per 100 parts by weight of alloy component. The catalyst can also be used in powder form mixed with the hexagonal boron nitride in the form of the individual alloy components or the preformed alloy.

Das hexagonale Bornitrid und der Katalysator sind von einem Zylinder 36 umschlossen, der durch Abschlußscheiben 37 und 37' abgeschlossen ist. Der Zylinder 36 und die Abschlußscheiben 37 und 37^J bestehen aus einem Metall, das den Eintritt von Sauerstoff verhindert und die Entfernung von Sauerstoff begünstigt. Für diese Zwecke geeignete Metalle werden später bei der Beschreibung von Fig. 3 angeführt. Stopfen 38 und 39, die aus dem gleichen Material wie der Zylinder 19 bestehen, füllen das zur Füllung des Innenraumes 31 erforderliche restliche Volumen aus.The hexagonal boron nitride and the catalyst are enclosed by a cylinder 36 which is closed off by cover disks 37 and 37 '. The cylinder 36 and the cover disks 37 and 37 ^J are made of a metal that prevents the entry of oxygen and favors the removal of oxygen. Metals suitable for this purpose will be mentioned later in the description of FIG. Plugs 38 and 39, which are made of the same material as the cylinder 19, fill the remaining volume required to fill the interior space 31.

example 1

Es wurde die in Fig. 2 dargestellte Füllanordnung verwendet, wobei die Scheibe 32 aus Kobalt bestand. Das hexagonale Bornitrid wurde vor Einbringen in die Füllanordnung eine Stunde lang bei 900 C in Ammoniak gebrannt, um den Sauerstoffgehalt soweit wie möglich zu verringern. Die Füllanordnung wurde dann 60 Minuten lang einem Druck von ungefähr 55 kb und einer Temperatur vonThe filling arrangement shown in FIG. 2 was used, wherein the disk 32 was made of cobalt. The hexagonal boron nitride was left at for one hour before being placed in the filling assembly Burned 900 C in ammonia to reduce the oxygen content as much as possible. The filling arrangement was then 60 minutes long a pressure of about 55 kb and a temperature of

209883/107 3209883/107 3

ungefähr 1500 C ausgesetzt, worauf die Aufheizung abgebrochen und der Druck auf Atmosphärendruck'verringert wurde. Es hatten sich kubische Bornitridkristalle traubenförmig rund um den Bereich gebildet, in dem sich Kobalt und Aluminium legiert hatten. Die gebildeten kubischen Bornitridkristalle wurden durch Röntgenstrahlenbeugungsbilder identifiziert. Die gebildeten kubischen Bornitridkristalle besassen eine braune Farbe und hatten eine grösste Abmessung von ungefähr 10 bis 100 Mikrometer. Der Habitus des Kristallwachstums war im allgemeinen säulenförmig und die Kristalle waren oft ineinander verwachsen.exposed to about 1500 C, whereupon the heating stopped and the pressure was reduced to atmospheric pressure. Cubic boron nitride crystals had clustered around the area formed in which cobalt and aluminum had alloyed. The formed cubic boron nitride crystals were determined by X-ray diffraction patterns identified. The cubic boron nitride crystals formed were brown in color and one of the largest Dimension from approximately 10 to 100 micrometers. The habitus of the Crystal growth was generally columnar and the crystals were often fused together.

In den folgenden Beispielen sind die Ergebnisse einer Verschleissprüfung angegeben, bei der ein aus Rene 41 (Superlegierung auf N ick el basis) bestehender Stab mit einem Durchmesser von 3£ mm, der mit 2000 Umdrehungen pro Minute rotiert, gegen den Pressling aus kubischem Bornitrid gedrückt wurde. Es wurde dann die Tiefe der aus dem Pressling herausgefressenen Verschleissnarbe gemessen. The following examples are the results of a wear test specified, in which a made of Rene 41 (superalloy on Nickel base) existing rod with a diameter of 3 £ mm, which rotates at 2000 revolutions per minute, was pressed against the compact made of cubic boron nitride. It then became the depth measured from the wear scar eroded from the pellet.

Example 2

Ein aus Molybdän bestehender Becher (Dicke 0,5 mm, Durchmesser 6,3 5 mm) wurde mit einem Pulvergemisch (0,05 g hexagonal es Bornitrid, 0,003 g Al und 0,014 g WC) und einer Scheibe aus Co (0,034 g) gefüllt und dann mit einer aus Molybdän bestehenden Scheibe (Dicke OfB mm) abgedeckt. Diese Anordnung wurde dann 70 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1550 C ausgesetzt. Das gesamte hexagonale Bornitrid wurde dabei in kubisches Bornitrid umgewandelt, das als harteA beaker made of molybdenum (thickness 0.5 mm, diameter 6.3.5 mm) was filled with a powder mixture (0.05 g hexagonal boron nitride, 0.003 g Al and 0.014 g WC) and a disk made of Co (0.034 g) and then covered with a disk made of molybdenum (thickness OfB mm). This arrangement was then subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1550 ° C. simultaneously for 70 minutes. The entire hexagonal boron nitride was converted into cubic boron nitride, which is called hard

2 0 9S83/1073 ~⁸~2 0 9S83 / 1073 ~ ⁸ ~

_ ο _ ο

feste Masse aus ineinandergewachsenen, säulenförmigen Kristallen vorlag.solid mass of intergrown, columnar crystals was present.

Example 3

Es wurde die Anordnung nach Fig. 2 verwendet. Der Zylinder 36 bestand aus Mo (Durchmesser 6,35 mm) und die Abdeckscheiben 37 und 37' bestanden ebenfalls aus Mo (Dicke OfB mm). Die Scheibe 33 war ein Span (ungefähr 0,02 g) aus Inconel 718, das die folgende Zusammensetzung aufweist:The arrangement according to FIG. 2 was used. The cylinder 36 consisted of Mo (diameter 6.35 mm) and the cover disks 37 and 37 'were also made of Mo (thickness OfB mm). The disk 33 was a chip (approximately 0.02 g) of Inconel 718, which is the following Composition has:

52,5 % Ni 0,6 % Al52.5% Ni 0.6% Al

0,2 % Mn- 19% Cr0.2% Mn-19% Cr

18 % Fe 3 % Mo18% Fe 3% Mo

5,2 % Cb 0,8% Ti5.2% Cb 0.8% Ti

Die Scheibe 32 bestand aus Mo (Dicke opömm). Die Füllanordnung wurde 60 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1500 C ausgesetzt. Die Heizung wurde dann unterbrochen und der Druck auf Atmosphärendruck verringert. Der aus Inconel bestehende Span 33 war geschmolzen und hatte sich mit der Molybdänscheibe legiert. Rund um die legierten Metalle war. eine Schicht aus kubischen Bornitridkristallen gewachsen. Diese Kristalle waren dunkel und dentritisch und hatten eine Grosse von bis zu 0,1 mm.The disk 32 was made of Mo (thickness opomm). The filling arrangement was simultaneously exposed to a pressure of 54 kb and a temperature of 1500 C for 60 minutes. The heater was then interrupted and the pressure reduced to atmospheric pressure. The Inconel chip 33 had melted and had become with it alloyed with the molybdenum disk. Around the alloyed metals was. a layer of cubic boron nitride crystals has grown. These Crystals were dark and dendritic and had a size of up to 0.1 mm.

Example 4

Ein Molybdänzylinder (Länge 1,8 mm, Durchmesser 6,35 mm) mit zwei aus Molybdän bestehenden Abschlußscheiben (Dicke 0,5 mm)A molybdenum cylinder (length 1.8 mm, diameter 6.35 mm) with two cover plates made of molybdenum (thickness 0.5 mm)

209883/1073209883/1073

wurde mit zwei Massen aus hexagonatem Bornitrid gefüllt, die durch eine Scheibe aus Co (Dicke 0,13 mm, Gewicht 0,034 g) getrennt waren, mit der ein Ring aus Al (Aussendurchmesser 6,22 mm, Innendurchmesser 4*7 mm, Dicke 0,13 mm, Gewicht 0,005 g) in Berührung stand. Die Anordnung wurde 60 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 55 kb und einer Temperatur von 1550 C ausgesetzt. Am Co bildeten sich in der Nähe des Al Klumpen aus polykristallinem kubischen Bornitrid. Das kubische Bornitrid ritzte einen Prüf block aus BC und Röntgenstrahlenbeugungsbilder identifiziert.was filled with two masses of hexagonate boron nitride, which were passed through a disc of Co (thickness 0.13 mm, weight 0.034 g) were separated, with which a ring made of Al (outer diameter 6.22 mm, inner diameter 4 * 7 mm, thickness 0.13 mm, weight 0.005 g) was in contact. The assembly was subjected to a pressure of 55 kb and a temperature simultaneously for 60 minutes exposed to 1550 C. On the Co formed near the Al Lump of polycrystalline cubic boron nitride. The cubic Boron nitride scratched a test block from BC and identified x-ray diffraction patterns.

Bornitrid ritzte einen Prüfblock aus BC und wurde weiter durchBoron nitride scratched a test block from BC and was further through

Example 5

Ein Zylinder aus Mo (Durchmesser 6,35 mm) mit zwei aus Mo bestehenden Abschlußkappen wurde, gefüllt mit einer Masse aus hexagonalem Bornitrid (0,04 g), einer Scheibe aus Ni (0,034 g) und einer Scheibe aus Al (0,004 g). Die Aluminiumscheibe besass eine geringere Fläche als die Nickelscheibe und wurde über dieser derart angeordnet, dass sie* die Wandung des Molybdänzylinders berührte. Die Anordnung wurde 59 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1550 C ausgesetzt. Der grösste Teil des hexagonal en Bornitrids wurde in kubisches Bornitrid umgewandelt. Es wurden säulenförmige und dentritische Agglomerate gebildet, die voneinander gespalten werden konnten.One cylinder made of Mo (diameter 6.35 mm) with two made of Mo existing end caps were filled with a mass of hexagonal boron nitride (0.04 g), a disk made of Ni (0.034 g) and a disk made of Al (0.004 g). The aluminum disc had a smaller area than the nickel disc and was above it arranged in such a way that it * touched the wall of the molybdenum cylinder. The arrangement was one at a time for 59 minutes Subject to pressure of 54 kb and a temperature of 1550 C. Most of the hexagonal boron nitride became cubic boron nitride converted. Columnar and dendritic agglomerates were formed which could be split from one another.

Example 6

Es wurde ein Becher aus Mo mit einer Abdeckscheibe aus Mo (Dicke 0/)5mm) verwendet. Ein Pulvergemisch aus hexagonalemA cup made of Mo with a cover disk made of Mo (thickness 0 /) 5 mm) was used. A powder mix of hexagonal

- 10 -- 10 -

209883/1073209883/1073

Bornitrid (0,04 g) und NiAl (0,008 g) wurde in Form einer kalter Boron nitride (0.04 g) and NiAl (0.008 g) were in the form of a cold

verpressten Pille eine Stunde lang bei 980 C in NH gebrannt undpressed pill for one hour at 980 C in NH and burned

dann zusammen mit drei dünnen Kobaltscheiben (Gesamtgewicht 0,18 g), die eine Stunde lang bei 700 C in H gebrannt worden waren, in den Molybdänbecher gegeben. Die Anordnung wurde 70 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1580 C ausgesetzt. Der grösste Teil des hexagonal en Bornitrids wurde in kubisches Bornitrid mit feiner Korngrösse (maximal 3Ou) umgesetzt, das mit einer Metallphase durchsetzt war. Bei der Verschleissprüfung ergab eich eine Tiefe der Verschleissnarbe von 16,5 jj).then together with three thin cobalt slices (total weight 0.18 g) that had been burned in H for one hour at 700 C were placed in the molybdenum cup. The assembly was subjected to simultaneous pressure of 54 kb and temperature for 70 minutes exposed to 1580 C. Most of the hexagonal boron nitride became cubic boron nitride with a fine grain size (maximum 3Ou) implemented, which was interspersed with a metal phase. During the wear test, calibrated a depth of the wear scar from 16.5 yy).

Example 7

Ein Zylinder aus Mo (Durchmesser 6,35 mm) mit Abschlußscheiben aus Mo (Dicke 0,05 mm) wurde mit einer Schicht aus hexagonalem Bornitrid (0,03 g) und einer damit in Berührung stehenden Schicht aus grobkörnigen (23-40 Maschen/cm) Metallpulvern (0,005 g Al, 0,025 g Mn) gefüllt. Die Anordnung wurde 61 Minuten lang gleich-A cylinder made of Mo (diameter 6.35 mm) with cover disks made of Mo (thickness 0.05 mm) was covered with a layer of hexagonal Boron nitride (0.03 g) and a layer of coarse-grained (23-40 mesh / cm) metal powders (0.005 g Al, 0.025 g Mn) filled. The arrangement was the same for 61 minutes.

o zeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1480 C ausgesetzt. Aus dem der Al-Mn-Legierung am nächsten liegenden hexagonalen Bornitrid wurden schwarze krustige Massen aus kubischem Bornitrid gebildet.o at a pressure of 54 kb and a temperature of 1480 C exposed. The hexagonal boron nitride, which is closest to the Al-Mn alloy, became black, crusty, cubic masses Boron nitride formed.

Example 8

Ein dem im Beispiel 7 verwendeten Behälter entsprechender Behälter wurde mit zwei Schichten aus hexagonalem Bornitrid gefüllt, die durch eine Scheibe (0,034 g) aus einer Legierung aus 87 % NiA container corresponding to the container used in Example 7 was filled with two layers of hexagonal boron nitride, which were covered by a disk (0.034 g) made of an alloy of 87 % Ni

209883/107 3209883/107 3

und 13 % Al getrennt waren. Die Anordnung wurde 119 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 55 kb und einer Temperatur von 1570 C ausgesetzt. Das hexagonale Bornitrid wurde vollständig in eine Masse aus dentritischen, ineinandergeschachtelten, säulenförmigen Kristallen aus'kubischem Bornitrid umgewandelt.and 13% Al was separated. The arrangement was 119 minutes long simultaneously exposed to a pressure of 55 kb and a temperature of 1570 C. The hexagonal boron nitride was completely in converted into a mass of dendritic, nested, columnar crystals of cubic boron nitride.

Example 9

Ein Becher aus Zr (Dicke 0,05mm, Durchmesser 6,35 mm) wurde zusammen mit einer Abdeckscheibe aus Mo (Dicke 0,o5mm) als Behälter verwendet. Der Behälter wurde mit zwei getrennten Schichten aus hexagonalem Bornitrid gefüllt, die voneinander durch eine Schicht (Dicke 1,3 mm) aus Sinterhartmetall (93 % WC, 6 % Co) getrennt waren. Ein Ring aus Al.(Dicke 0,13 mm, Innendurchmesser 47 mm, Aussendurchmesser 6>22 mm) wurde in Berührung mit der oberen Schicht aus hexagonalem Bornitrid und in Berührung mit der benachbarten Fläche der Sinterhartmetallschicht angeordnet. Einige kleine Klumpen aus Al (Gesamtgewicht 0,004 g, Korngrösse 23 Maschen/cm) wurden in Berührung mit der unteren Schicht aus hexagonalem Bornitrid und in Berührung mit der benachbarten Fläche der Sinterhartmetall schicht angeordnet. Die Anordnung wurde 60 Minuten lang gleichzeitig einem Druck vonA cup made of Zr (thickness 0.05 mm, diameter 6.35 mm) was used together with a cover disk made of Mo (thickness 0.05 mm) Container used. The container was filled with two separate layers of hexagonal boron nitride, separated from each other a layer (thickness 1.3 mm) made of cemented carbide (93% WC, 6% Co) were separated. A ring made of Al. (Thickness 0.13 mm, internal diameter 47 mm, external diameter 6> 22 mm) was made into Contact with the top layer of hexagonal boron nitride and in contact with the adjacent surface of the cemented carbide layer arranged. Some small lumps of Al (total weight 0.004 g, grain size 23 meshes / cm) were in contact with the lower layer of hexagonal boron nitride and placed in contact with the adjacent surface of the cemented carbide layer. The assembly was pressed simultaneously for 60 minutes

ο
54 kb und einer Temperatur von 1500 C ausgesetzt. Auf der oberen Fläche der Sinterhartmetallschicht wurde innerhalb des Aluminiumringes eine grosse Masse aus kubischem Bornitrid gebildet. Diese Masse wurde poliert und geprüft, wobei sich ergab, dass die kubischen Bornitridkristalle ineinandergewachsen waren und einen dentritischen Kristallhabitus aufwiesen. Bei der Versehteissprüfuhg wurde eine Verschleissnarbentiefe von 8,9,u gemessen. Klumpenο
54 kb and exposed to a temperature of 1500 C. A large mass of cubic boron nitride was formed within the aluminum ring on the upper surface of the cemented carbide layer. This mass was polished and tested, which revealed that the cubic boron nitride crystals had grown into one another and had a dendritic crystal habit. A wear scar depth of 8.9 u was measured during the Versehteissprüfuhg. Lump

1073 ¹² 1073 ¹²

aus polykristallinem kubischem Bornitrid wurden auch auf der unteren Seite der Sinterhartmetallschicht im Bereich der Aluminiumklumpen gebildet.Polycrystalline cubic boron nitride were also used on the lower Side of the cemented carbide layer formed in the area of the aluminum lumps.

Die im Ausgangsmaterial vorgesehene Aluminiummenge kann von ungefähr 2 bis ungefähr 40 Gew.% des hexagonal en Bornitrids reichen, während die Legierungskomponente (Nickel, Kobalt, Mangan) von ungefähr 4 bis ungefähr 100 Gew.% des hexagonalen Bornitrids reichen kann. Die als Matrixmaterial im gebildeten kubischen Bornitrid verbleibende Menge dieser Legierungsmetalle hängt vom angewendeten Druck und davon ab, wie lange der hohe Druck und die hohe Temperatur angewendet werden. In jedem Falle beträgt der Anteil des Aluminiums und der Legierungskomponente im Presskörper aus kubischem Bornitrid über ungefähr 1 Gew.% des kubischen Bornitrids. Anstelle der zur Legierungsbildung an Ort und Stelle vorgesehenen getrennten Scheiben können natürlich auch vorgeformte Aluminiumlegierungen verwendet werden.The amount of aluminum provided in the starting material can range from about 2 to about 40% by weight of the hexagonal boron nitride, while the alloy component (nickel, cobalt, manganese) ranges from about 4 to about 100 weight percent of the hexagonal boron nitride can. The amount of these alloy metals remaining as matrix material in the cubic boron nitride formed depends on the used Pressure and how long the high pressure and high temperature are applied. In any case, the proportion of aluminum is and the alloy component in the cubic boron nitride compact for about 1% by weight of the cubic boron nitride. Instead of the separate disks provided on site for the formation of an alloy, it is of course also possible to use preformed aluminum alloys be used.

Reines Aluminium oder reines Kobalt, Nickel oder Mangan könnten allein nicht als Katalysator für die Umwandlung von hexagonal em Bornitrid in kubisches Bornitrid wirken.Pure aluminum or pure cobalt, nickel or manganese alone could not act as a catalyst for the conversion of hexagonal em Boron nitride act in cubic boron nitride.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, mit der erfindungsgemäss eine Reihe von Scheiben oder pillenförmigen Schichtkörpern hergestellt werden können, die aus einer Sinterhartmetallunterlage bestehen, auf der eine Schicht aus gesintertem kubischem Bornitrid aufgebracht ist. Wie die Füllanordnung 30 nach Fig. 2 passt auch die Füllanordnung 40 nach Fig. 3 in den Innenraum 31 der Vorrichtung nach Fig.1 .3 shows an arrangement with which, according to the invention, a series of disks or pill-shaped laminated bodies can be produced, which consist of a sintered hard metal substrate on which a layer of sintered cubic boron nitride is applied. Like the filling arrangement 30 according to FIG. 2, the filling arrangement 40 according to FIG. 3 also fits into the interior space 31 of the device according to FIG.

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20 9 883/107320 9 883/1073

Die in Fig. 3 dargestellte Füllanordnung 40 weist einen Abschirmzylinder 41 aus einem Abschirmmetall zur Verhinderung des Zutritts von und zur Entfernung von Sauerstoff auf. Als Abschirmmetall ist Zirkonium, Titan, Tantal, Wolfram und Molybdän geeignet. Innerhalb des Abschirmzylinders 41 sind eine Reihe von Teilfüllungen vorgesehen, die voneinander durch Scheiben 42 getrennt sind, die aus dem auch für den Zylinder 19 verwendeten Material bestehen. Die Teilfüllungen sind oben und unten durch Abschirmscheiben 43 geschützt, die aus Titan, Zirkonium, Molybdän, Tantal oder Wolfram bestehen. Jede auf diese Weise auf allen Seiten abgeschirmte Teilfüllung besteht aus einer grösseren Masse 44, einer kleineren Masse 46 und Metall scheiben 47 und 48. Jede Masse 46 besteht zum grossen Teil oder vollständig aus hexagonalem Bornitrid. Der Habitus und die Grosse der aus dem hexagonalen Bornitrid gebildeten Kristalle kann durch Zumischen von Teilchen aus kubischem Bornitrid (beispielsweise mit einer Korngrösse von 1-10.u) oder Sinterhartmetallkarbidpulver (Korngrösse 1-5jS) zum hexagonalen Bornitrid geändert werden. Vorzugsweise wird das hexagonale Bornitrid zur Entfernung von Sauerstoff vorbehandelt.The filling arrangement 40 shown in FIG. 3 has a shielding cylinder 41 made of a shielding metal for preventing the entry of and removing oxygen. Zirconium, titanium, tantalum, tungsten and molybdenum are suitable as shielding metals. A number of partial fillings are provided within the shielding cylinder 41 and are separated from one another by disks 42 made of the same material used for the cylinder 19. The partial fillings are protected at the top and bottom by shielding disks 43 made of titanium, zirconium, molybdenum, tantalum or tungsten. Each partial filling shielded in this way on all sides consists of a larger mass 44, a smaller mass 46 and metal disks 47 and 48. Each mass 46 consists largely or entirely of hexagonal boron nitride. The habit and size of the crystals formed from the hexagonal boron nitride can be changed by adding particles of cubic boron nitride (for example with a grain size of 1-10 u) or cemented carbide powder (grain size 1-5 μs) to the hexagonal boron nitride. The hexagonal boron nitride is preferably pretreated to remove oxygen.

Jede Masse 44 besteht aus einer Sinterhartmetall scheibe, die vorzugsweise aus einem Gemisch aus Wolframkarbidpulver und Kobaltpulver hergestellt ist. Gegebenenfalls kann Sinterhartmetall pulver verwendet werden, wobei dann die Sinterhartmetallscheibe in situ bei der Herstellung des Schichtkörpers aus Sinterhartmetall und kubischem Bornitrid gebildet wird.Each mass 44 consists of a cemented carbide disc, which is preferably is made from a mixture of tungsten carbide powder and cobalt powder. If necessary, cemented carbide can be powder are used, in which case the cemented carbide disk is in situ during the production of the laminated body made of cemented carbide and cubic boron nitride is formed.

Die eine der beiden Metallscheiben 47 und 48 besteht aus Aluminium und die andere aus Kobalt, Nickel oder Mangan. Wenn diese Teil-One of the two metal disks 47 and 48 is made of aluminum and the other made of cobalt, nickel or manganese. If this part

20988 3/107320988 3/1073

füllungen gleichzeitig Drücken und Temperaturen innerhalb des Bereiches im Zustandsdiagramm von kubischem Bornitrid ausgesetzt werden, in dem kubisches Bornitrid die stabile Phase ist, wird das hexagonale Bornitrid in kubisches Bornitrid umgewandelt, wobei ein zur spanabhebenden Material bearbeitung geeigneter Körper gebildet wird, der mit der aus Sinterhartmetall bestehenden Unterlage eine Einheit bildet.fillings at the same time pressures and temperatures within the range in the phase diagram of cubic boron nitride, in which cubic boron nitride is the stable phase the hexagonal boron nitride is converted into cubic boron nitride, with a body suitable for machining material is formed, which forms a unit with the base made of cemented carbide.

Falls für die Masse 46 lediglich im wesentlichen reines hexagonales Bornitrid verwendet wird, neigen die kubischen Bornitridkristalle, die in einer mit der Sinterhartmetallschicht verbundenen Schicht gebildet werden, zu einem Habitus in Form von schlanken Dentriten mit einem Durchmesser von ungefähr 10-20 u und einer Länge von ungefähr 50-10Ow. Wo die so gebildeten kubischen Bornitridkristalle nicht aufgrund ihres dentritischen Habitus ineinandergreifen, sind die Kristalle fest miteinander durch Metall aus den Scheiben 47 und 48 und aus der Masse 44 verbunden.If it is used for the mass 46 only substantially pure hexagonal boron nitride, cubic boron nitride crystals, which are formed in a connected to the cemented carbide layer layer tend u to a habit in the form of slender dendrites with a diameter of about 10-20 and a length from about 50-10Ow. Where the cubic boron nitride crystals formed in this way do not interlock due to their dendritic habit, the crystals are firmly connected to one another by metal from the disks 47 and 48 and from the mass 44.

Das Aussehen eines polierten Schnitts eines Presslings aus kubischem Bornitrid, dessen Kristalle in situ nach der vorliegenden Erfindung gebildet wurden, unterscheidet sich vom Aussehen eines polierten Schnitts eines Pressling aus kubischem Bornitrid, der aus vorgebildeten kubischen Bornitridkristallen hergestellt worden ist. Im ersten Fall sind die Kristalle langgestreckt und verlaufen überwiegend in einer einzigen Richtung (säulenförmig) und können auch abzweigende Fortsätze (Dentriten) besitzen. Im letzteren Fall sind die Kristalle klotziger. Im ersteren Fall ist das Längen-Breiten-Verhältnis der Kristalle überwiegend grosser als 1,5:1, während im letzteren Fall das Längen-Breiten-Verhältnis überwiegend kleiner als 1,4:1 ist.The appearance of a polished section of a cubic compact Boron nitride, the crystals of which have been formed in situ according to the present invention, differs in appearance from one polished section of a compact made of cubic boron nitride, which has been produced from preformed cubic boron nitride crystals. In the first case, the crystals are elongated and predominantly run in a single direction (columnar) and can too have branching processes (dendrites). In the latter case, the crystals are chunkier. In the former case is the aspect ratio of the crystals predominantly larger than 1.5: 1, while in the latter case the length-to-width ratio is predominantly less than 1.4: 1.

20988 3/1073 ~^l5~20988 3/1073 ~ ^l5 ~

Falls zur Herstellung der Masse 46 dem hexagonalen Bornitrid ein fein zerteilter kristalliner Hartstoff (beispielsweise kubisches Bornitrid, WC, Al O , Si N usw.) zugemischt wird, der a) bei denIf a finely divided crystalline hard material (for example cubic boron nitride, WC, Al O, Si N, etc.) is admixed, the a) in the

cd ο ο 4cd ο ο 4

zur Anwendung gelangenden Drücken und Temperaturen fest bleibt und b) einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der annähernd dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von kubischem Bornitrid entspricht, besitzen die sich bildenden kubischen Bornitridkristalle eine maximale Länge von 2-10 u und sind säulenförmig oder blockförmig. Die kristalline Masse ist frei von Hohlräumen und die Zwischenräume zwischen den kubischen Bornitridkristallen sind mit Metall und/oder mit kristallen Hartstoff teilchen ausgefüllt, falls solche zugesetzt werden. Die Verbindung der Kristalle miteinander und mit dem Sinterkarbid erfolgt überwiegend durch Metall aus den Scheiben 47 und 48 und aus der Masse 44 und durch das gegebenenfalls verwendete Sinterkarbidpulver.remains fixed for the application entering pressures and temperatures, and b) has a thermal expansion coefficient which corresponds approximately to the thermal expansion coefficient of cubic boron nitride forming cubic boron nitride crystals have a maximum length of 2-10 u, and are columnar or block-shaped. The crystalline mass is free of voids and the spaces between the cubic boron nitride crystals are filled with metal and / or with crystalline hard material particles, if such are added. The connection of the crystals to one another and to the cemented carbide is mainly carried out by metal from the disks 47 and 48 and from the mass 44 and by the cemented carbide powder that may be used.

Es wurden auch Schichtkörper unter Verwendung einer in den Zeichnungen nicht gezeigten Teil anordnung hergestellt, die aus einer Sinterkarbidscheibe und einer mit deren Oberseite in Berührung stehenden Scheibe aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestand, wobei diese beiden Scheiben von einer Masse aus hexagonalem Bornitrid bedeckt waren, in der kein zusätzliches Katalysatormetall vorhanden war. Es stelltesich heraus, dass Kobalt aus dem Sinterkarbid in ausreichender Menge verfügbar war, um zusammen mit dem Aluminium aus der Aluminiumscheibe die erforderliche Katalysatorlegierung zu bilden. In ähnlicher Weise kann anstelle des vorgesinterten Karbids ein pulverförmiges Sinterhartmetall (bestehend aus Karbid und Sintermittel) verwendet werden.There have also been laminated bodies using one shown in the drawings Part assembly, not shown, made up of a cemented carbide disk and one with the top side in contact The standing disk was made of aluminum or an aluminum alloy, these two disks being made up of a mass of hexagonal Boron nitride in which no additional catalyst metal was present. It was found that cobalt was produced from the Cemented carbide was available in sufficient quantity to get the required along with the aluminum from the aluminum disc Form catalyst alloy. Similarly, instead of the Presintered carbide a powdered cemented carbide (consisting of carbide and sintering agent) can be used.

2 0 988 3/Ί0732 0 988 3 / Ί073

Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Teilfüllung steht Kobalt aus der Masse 44 an der Grenzfläche zwischen der Masse 44 und den in der Masse 46 gebildeten kubischen Bornitridkristallen zur Verfügung und ergibt ein komplexes Matrixsystem, das eine ausgezeichnete Bindung zwischen dem gebildeten kubischen Bornitrid und dem Sinterkarbid gewährleistet.In the partial filling shown in FIG. 3, there is cobalt from the Mass 44 at the interface between mass 44 and the cubic boron nitride crystals formed in mass 46 are available and results in a complex matrix system that has an excellent bond between the cubic boron nitride formed and the Cemented carbide guaranteed.

Zwischen der gebildeten Schicht aus hochfestem kubischem Bornitrid und der Unterlage, die im Vergleich zur Schicht aus kubischem Bornitrid merklich grosser ist, erfolgt also bei der Herstellung eine unmittelbare Bindung, so dass keine Zwischenschicht aus Weichlot oder Hartlot erforderlich ist. Da der an kubischem Bornitrid reiche Schneid- bzw. Schleifkantenbereich unmittelbar mit der steifen und unnachgiebigen Unterlage verbunden ist, wird die Bruchgefahr für die kubische Bornitrid masse wesentlich verringert und die Verbindung des Schichtkörpers mit einem anderen Körper, beispielsweise mit einem Werkzeugschaft, erleichtert.Between the formed layer of high strength cubic boron nitride and the base, which is noticeably larger in comparison to the layer of cubic boron nitride, is therefore made during manufacture a direct bond, so that no intermediate layer of soft solder or hard solder is required. Since the cubic boron nitride rich cutting or grinding edge area is directly connected to the stiff and unyielding base, the The risk of breakage for the cubic boron nitride mass is significantly reduced and the connection of the layered body with another body, for example with a tool shank, facilitated.

Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren der Erfindung hergestellte Schichtkörper wurden bei der Druckentlastung des Reaktionsgefässes manchmal zufällig zerbrochen. Der Buch verläuft dabei im wesentlichen rechtwinklig zur vertikalen Achse der Füllanordnung. Bei den mit der Füllanordnung nach Fig. 3 hergestellten Schichtkörpern verläuft die Grenzfläche zwischen der kubischen Bornitridmasse und der Sinterhartmetall masse in der gleichen Richtung. Die hohe Qualität der Verbindung an dieser Grenzfläche zeigt sich dadurch, dass die Bruchlinie in den meisten Fällen gewöhnlich durch die kubische Bornitridschicht verlief. Nur in seltenen Fällen konnte ein Bruch an der Grenzfläche zwischen kubischem BornitridPrepared by the method of the invention described above Laminated bodies were sometimes accidentally broken when the reaction vessel was depressurized. The book goes essentially at right angles to the vertical axis of the filling arrangement. In the case of those produced with the filling arrangement according to FIG. 3 Laminated bodies, the interface between the cubic boron nitride mass and the cemented carbide mass runs in the same direction. The high quality of the connection at this interface is shown by the fact that the fault line is common in most cases passed through the cubic boron nitride layer. Only in rare cases could a break at the interface between cubic boron nitride occur

209883/1073 "^1?~209883/1073 " ^1? ~

und Hartmetall beobachtet werden, wobei in diesen Fällen die Bruchfläche einen irregulären Verlauf aufwies und teilweise durch das kubische Bornitrid, teilweise durch das Hartmetall und teilweise entlang der Grenzfläche verlief. Die Grenzfläche ist also im allgemeinen fester als die Zugfestigkeit von kubischen Bornitridkristallen.and cemented carbide can be observed, in these cases the fracture surface exhibited an irregular course and partly due to the cubic boron nitride, partly due to the hard metal and partly ran along the interface. The interface is therefore generally stronger than the tensile strength of cubic boron nitride crystals.

Bei der mikroskopischen Untersuchung (300-fache Vergrösserung) der polierten Kanten von zu Werkzeugeinsätzen geformten Schichtkörpern wurde die Ursache für die ungewöhnlich feste Verbindung zwischen der Schicht mit kubischem Bornitrid und der Unterlage festgestellt. Bei einer guten Bindung.stehen die kubischen Bornitridkörner an der Grenzfläche enb/veder direkt mit dem Sinterkarbid in Verbindung oder weisen eine dünne Reaktionsschicht auf, die zwischen den kubischen Bornitridkörnern und dem Sinterkarbid ver-^ läuft. Die Reaktionsschicht ist in jedem Falle dünner als 1Ou, was darauf hindeutet, dass das Sinterkarbidgefüge in jedem Fall nur geringfügig angegriffen wird. Die Grenzfläche ist frei von Hohlräumen und unregelmässig in Mikrometergrössenordnung (1-IOOij), da das kubische Bornitrid in den Sinterkarbid hineingedrückt und/oder plastisch deformierter Sinterkarbid in die Zwischenräume zwischen benachbarte kubische Bornitridkristalle hineingepresst worden ist. Eine derartig ineinandergreifende Grenzfläche lässt sich offensichtlich nicht erzielen, wenn ein vorgeformter Pressling aus kubischem Bornitrid auf eine Sinterkarbidscheibe gelötet wird.During microscopic examination (300x magnification) the polished edges of the laminated bodies formed into tool inserts became the cause of the unusually strong connection found between the cubic boron nitride layer and the substrate. With a good bond, the cubic boron nitride grains stand at the interface enb / veder directly with the cemented carbide in Compound or have a thin reaction layer between the cubic boron nitride grains and the cemented carbide runs. The reaction layer is thinner than 10u in each case, which suggests that the cemented carbide structure is only is slightly attacked. The interface is free of voids and irregular in the order of micrometers (1-IOOij), because the cubic boron nitride is pressed into the cemented carbide and / or plastically deformed cemented carbide has been pressed into the spaces between adjacent cubic boron nitride crystals. Obviously, such an interlocking interface cannot be achieved when a preformed compact of cubic Boron nitride is soldered onto a cemented carbide disc.

Bei der Herstellung von Werkzeugeinsätzen nach dem Verfahren der Erfindung wird die Füllanordnung 30 oder 40 in die Vorrichtung 10 eingesetzt, unter Druck gesetzt und dann aufgeheizt. Die Füllung wird während einer Zeitspanne von über 3 Minuten einer TemperaturDuring the manufacture of tool inserts according to the method of the invention, the filling arrangement 30 or 40 is inserted into the device 10 used, pressurized and then heated. The filling is kept at temperature for a period of over 3 minutes

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im Bereich von ungefähr 1300-1600 C ausgesetzt, um das Karbid-Kobalt-Gemisch zu sintern, wobei die Füllung gleichzeitig sehr hohen Drücken ausgesetzt wird, beispielsweise in der Grössenordnung von 50 Kilobar, damit thermodynamisch stabile Bedingungen für die Bildung von kubischem Bornitrid aus hexagonal em Bornitrid gewährleistet sind. Bei einer Temperatur von 1300 C sollte der Mindestdruck ungefähr 40 kb und bei einer Temperatur von 1600°C sollte der Mindestdruck mindestens ungefähr 50 kb betragen.exposed in the range of approximately 1300-1600 C to the carbide-cobalt mixture to sinter, the filling being exposed to very high pressures at the same time, for example of the order of magnitude of 50 kilobars, thus thermodynamically stable conditions for the formation of cubic boron nitride from hexagonal boron nitride are guaranteed. At a temperature of 1300 C the minimum pressure should be around 40 kb and at a temperature of 1600 ° C the minimum pressure should be at least about 50 kb.

Das zur Herstellung der vorgesinterten Masse 44 verwendete oder als Masse 44 eingesetzte Pulvergemisch besteht vorzugsweise aus einem Wolframkarbid-Hartmetallpulver (Gemisch aus Wolframkarbidpulver und Kobaltpulver), das im Handel in Korngrössen von 1 -5 .u erhältlich ist. Gegebenenfalls kann Wolframkarbid ganz oder zum Teil durch Titankarbid und/oder Tantalkarbid ersetzt werden. Da auch als Bindemetall Nickel und Eisen verwendet worden sind, können als Bindemetall für die Karbidteilchen Kobalt, Nickel, Eisen und Gemische dieser Metalle verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man jedoch als Bindemetall Kobalt. Aluminiumlegierungen der drei vorstehend genannten Metalle wirken als Katalysatorlösungsmittel für die Synthese von kubischem Bornitrid bei der Herstellung der aus kubischem Bornitrid und Sinterhartmetall bestehenden Schichtkörper für Werkzeuge. Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind Sinterhartmetallpulvergemische geeignet, die ungefähr 75-97 Gew.% Karbid und 3-25 Gew.% Kobalt enthalten.The powder mixture used to produce the pre-sintered mass 44 or used as mass 44 preferably consists of a tungsten carbide hard metal powder (mixture of tungsten carbide powder and cobalt powder), which is commercially available in grain sizes of 1 -5 .u is available. Optionally, tungsten carbide can be whole or can be partly replaced by titanium carbide and / or tantalum carbide. Since nickel and iron have also been used as binding metals, can be used as the binder metal for the carbide particles cobalt, nickel, iron, and mixtures of these metals. Used preferably However, cobalt is the binding metal. Aluminum alloys of the three metals mentioned above act as catalyst solvents for the synthesis of cubic boron nitride in the manufacture of those consisting of cubic boron nitride and cemented carbide Laminated bodies for tools. Sintered hard metal powder mixtures are used for carrying out the method according to the invention containing about 75-97 wt.% carbide and 3-25 wt.% cobalt.

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2098ft3/10732098ft3 / 1073

In den nachstehenden Beispielen sind die Ergebnisse einer Verschleissprüfung angeführt, bei der ein mit 2000 Umdrehungen pro Minute rotierender Stab aus der Superlegierung Ren£ 41 mit einem Durchmesser von 32 mm gegen die kubisches Bornitrid enthaltende Schicht des Schichtkörpers aus kubischem Bornitrid und Sinterhartmetall gepresst wurde. Die Tiefe der im kubischen Bornitrid erzeugten Verschleissnarbe wurde gemessen und ist in den nachstehenden Beispielen angeführt.The examples below are the results of a wear test in which a rod made of the superalloy Ren £ 41 rotating at 2000 revolutions per minute a diameter of 32 mm against the layer of the laminated body made of cubic boron nitride and containing cubic boron nitride Cemented carbide was pressed. The depth of the cubic boron nitride The wear scar produced was measured and is shown in the examples below.

Example 10

Ein Molybdän-Becher (Durchmesser 6,3 5 mm) wurde mit einem Gemisch aus gemahlenen kubischen Bornitridkristallen (1 -ϊΟχι, 0,017 g), hexagonalem Bornitrid (0,05 g) und NiAl (Teilchengrösse 30 jj, 0,013 g) gefüllt und über dem Pulvergemisch wurde eine Scheibe (Dicke o,13 mm) aus Sinterhartmetall (Carboloy 883) angeordnet. Das Pulvergemisch wurde vor dem Eindringen in den Molybdän-Becher eine Stunde lang in NH_ bei 820 C gebrannt. DieA molybdenum cup (diameter 6.3.5 mm) was fitted with a Mixture of ground cubic boron nitride crystals (1 -ϊΟχι, 0.017 g), hexagonal boron nitride (0.05 g) and NiAl (particle size 30 jj, 0.013 g) and was poured over the powder mixture a disk (thickness 0.13 mm) made of cemented carbide (Carboloy 883) is arranged. The powder mixture was before penetrating into the Molybdenum cup burned in NH_ at 820 C for one hour. the

Anordnung wurde 69 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 55 kb und einer Temperatur von 1550 C ausgesetzt. Dabei wurde ein Schichtkörper gebildet. Die auf der Hartmetall scheibe gebildete Masse bestand aus einem innigen Gemisch aus Metall und kubischen Bornitridteilchen. Die kubischen Bornitridteilchen waren überwiegend kleiner als 4Ou. Der Schichtkörper konnte gut poliert werden. Bei der Verschleissprüfung wurde eine Verschleissnarbentiefe von 22,8,U gemessen.The assembly was subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1550 C simultaneously for 69 minutes. It was a laminated body is formed. The one formed on the hard metal disc The mass consisted of an intimate mixture of metal and cubic boron nitride particles. The cubic boron nitride particles were predominant less than 4Ou. The laminate could be polished well. During the wear test, a wear scar depth of 22.8, U measured.

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20988 3/107?20988 3/107?

Example 11

Ein Molybdän-Becher (Dicke 0,05 mm, Durchmesser 6,35 mm) wurde mit einem Pulvergemisch aus hexagonal em Bornitrid (0,051 g), Hartmetallpulver (Carboloy 883, 0,033 g), Aluminium (0,005 g) und Nickel (0,010 g) beschickt und über dem Gemisch wurde eine Scheibe (Dicke 1 j²7 mm) aus Hartmetall (Carboloy 883) angeordnet. Die Anordnung wurde 124 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1500 C ausgesetzt. Es wurde ein Schichtkörper aus einer auf der Hartmetall scheibe fest haftenden Masse aus kubischem Bornitrid gebildet. Die kubischen Bornitridteilchen besassen eine säulenförmige Gestalt, waren jedoch viel kleiner als die kubischen Bornitridteilchen, die erzielt werden, wenn ohne Zusatz von Sinterhartmetallpulver gearbeitet wird. Die kubischen Bor nitridteil chen wurden fest in einer metallischen Matrix festgehalten. Bei der Verschleissprüfung wurde eine Verschleissnarbentiefe von 12,7,u gemessen.A molybdenum cup (thickness 0.05 mm, diameter 6.35 mm) was filled with a powder mixture of hexagonal boron nitride (0.051 g), hard metal powder (Carboloy 883, 0.033 g), aluminum (0.005 g) and nickel (0.010 g) and a disk (thickness 1 ^{x 2} 7 mm) made of hard metal (Carboloy 883) was placed over the mixture. The assembly was simultaneously subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1500 C for 124 minutes. A layered body was formed from a mass of cubic boron nitride firmly adhering to the hard metal disk. The cubic boron nitride particles were columnar in shape but were much smaller than the cubic boron nitride particles obtained when no cemented carbide powder was added. The cubic boron nitride particles were firmly held in a metallic matrix. During the wear test, a wear scar depth of 12.7 u was measured.

Example 12

Ein Zirkonium-Becher (Dicke 0,05 mm, Durchmesser 8,89 mm) wurde mit einem Pulvergemisch aus hexagonalem Bornitrid (0,1 g)A zirconium cup (thickness 0.05 mm, diameter 8.89 mm) was with a powder mixture of hexagonal boron nitride (0.1 g)

und NiAl (0,02 g) gefüllt und das Pulvergemisch wurde mit einer 3and NiAl (0.02 g) and the powder mixture was mixed with a 3

Scheibe (Dicke 2,92 mm) aus Sinterhartmetall (Carboloy 883) abgedeckt. Das Pulvergemisch wurde vor dem Eindringen in den Zirkonium-Becher in kaltem Zustand zu einer Pille verpresst und eine Stunde lang bei 900 C in NH gebrannt. Die Anordnung wurde 62 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1500 C ausgesetzt. An der Hartmetallscheibe wurdenDisc (thickness 2.92 mm) made of cemented carbide (Carboloy 883) covered. Before entering the zirconium cup, the powder mixture was pressed into a pill in a cold state and Fired in NH at 900 C for one hour. The assembly was simultaneously subjected to 54 kb pressure and temperature for 62 minutes exposed to 1500 C. Were on the hard metal disc

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209RR3/1073209RR3 / 1073

aus dem aus hexagonalem Bornitrid und NiAl bestehenden Gemischfrom the mixture consisting of hexagonal boron nitride and NiAl

Knötchen aus kubischem Bornitrid gebildet.Nodules formed from cubic boron nitride.

Example 13

Ein Molybdän-Becher (Dicke 0,05 mm, Durchmesser 6,35 mm) wurde mit einem Pulvergemisch (mit der Siebgrösse von unter 130 Maschen/cm) beschickt, das aus hexagonalem Bornitrid (0,05 g), Co (0,012 g), W (0,003 g), Al (0,003 g) bestand. Über dem Pulvergemisch wurde eine Scheibe (Dicke 1, 2 7 mm) aus Hartmetall (Carboloy 883) angeordnet. Die Anordnung wurde 120 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 54 kb und einer Temperatur von 1460 C ausgesetzt. Es wurde ein fester Schichtkörper gebildet, der ein gutes Poliervermögen zeigte. Der Belag aus kubischem Bornitrid bestand aus kleinen Bornitridteilchen (unter 30,u) mit zwischen den Teilchen liegenden dünnen MetalIschichten. Bei der Verschleissprüfung wurde eine Verschleissnarbentiefe von 10u gemessen.A molybdenum can (thickness 0.05 mm, diameter 6.35 mm) was charged with a powder mixture (with a sieve size of less than 130 meshes / cm), which consists of hexagonal boron nitride (0.05 g), Co (0.012 g), W (0.003 g), Al (0.003 g). Above the powder mixture a disk (thickness 1.2 7 mm) made of hard metal (Carboloy 883) was placed. The arrangement was 120 minutes long at the same time a pressure of 54 kb and a temperature of 1460 C exposed. A solid laminate showing good polishing ability was formed. The cubic boron nitride coating consisted of small boron nitride particles (under 30, u) with between the Particles lying thin metal layers. During the wear test a wear scar depth of 10u was measured.

Example 14

Ein Molybdän-Becher (Durchmesser 8,89 mm) wurde mit einem Pulvergemisch aus hexagonalem Bornitrid (0,1 g), Ni₀Al (0,01 g) und Mo (0,007 g) beschickt. Über dem Pulvergemisch wurde eine Scheibe (Dicke 3,05 mm) aus Hartmetall (Carboloy 883) angeordnet. Vor dem Einbringen des Pulvergemisches in den Molybdän-Becher wurde dieses in kaltem Zustand zu einer Pille verpresst und eine Stunde lang in Wasserstoff bei 800°C gebrannt. Die Anordnung wurde 70 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 55 kb und einer Temperatur von 1500 C ausgesetzt. Es wurde ein Schichtkörper mit einer auf der Hartmetall unterlage fest haftenden Masse gebildet. DasA molybdenum beaker (diameter 8.89 mm) was charged with a powder mixture of hexagonal boron nitride (0.1 g), Ni ₀ Al (0.01 g) and Mo (0.007 g). A disk (thickness 3.05 mm) made of hard metal (Carboloy 883) was placed over the powder mixture. Before the powder mixture was placed in the molybdenum beaker, it was pressed into a pill in a cold state and burned in hydrogen at 800 ° C. for one hour. The assembly was subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1500 C simultaneously for 70 minutes. A layered body was formed with a mass firmly adhering to the hard metal base. That

■ 209 883/1073 "²²~■ 209 883/1073 " ²² ~

Poliervermögen des Schichtkörpers war gut. Die auf der Hartmetallunterlage haftende Masse bestand aus feinen kubischen Bornitridkristallen, die in einer metallischen Matrix eingebettet sind. The polishing ability of the laminated body was good. The one on the hard metal backing Adhesive mass consisted of fine cubic boron nitride crystals embedded in a metallic matrix.

Example 15

Ein Behälter aus einem Molybdän-Zylinder (DickeO,O25 mm, Durchmesser 6,35 mm) und eine Molybdänscheibe (Dicke 0,05 mm) wurde mit einer Nickelscheibe (0,034 g), einer an der Nickelscheibe anliegenden Aluminiumscheibe (0,004 g), einer Hartmetallscheibe (Dicke 1,25 mm, Carboloy 883) und einem Pulvergemisch aus hexagonalem Bornitrid (0,025 g) und kubischen Bornitridkristallen (1-10,u, 0,025 g) beschickt. Das Pulvergemisch wurde zwischen der Hartmetall scheibe und den beiden anderen MetalIscheiben angeordnet. Der Behälter wurde 60 Minuten lang gleichzeitig einem Druck von 55 kb und einer Temperatur von 1550 C unterworfen. Es wurde ein Schichtkörper gebildet, der aus einer Hartmetallunterlage besteht, auf dem eine harte Masse fest haftet. Die harte Masse besteht aus im wesentlichen säulenförmigen kubischen Bornitridkristallen, die in einer metallischen Matrix eingebettet sind. Bei der Verschleissprüfung wurde eine Verschleissnarbentiefe von 30,51J gemessen.A container made from a molybdenum cylinder (thickness 0.15 mm, Diameter 6.35 mm) and a molybdenum disk (thickness 0.05 mm) was fitted with a nickel disk (0.034 g), one on the nickel disk attached aluminum disc (0.004 g), a hard metal disc (thickness 1.25 mm, Carboloy 883) and a powder mixture made of hexagonal boron nitride (0.025 g) and cubic boron nitride crystals (1-10, u, 0.025 g) are charged. The powder mixture was between the hard metal disc and the other two metal discs. The container was simultaneously subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1550 ° C. for 60 minutes. A layered body was formed which consists of a hard metal base to which a hard mass adheres firmly. The hard one The mass consists of essentially columnar cubic boron nitride crystals which are embedded in a metallic matrix. During the wear test, a wear scar depth of 30.51J was measured.

Zur Herstellung der in den Fig. 4, 6 und 7 dargestellten Schichtkörper, die als Werkzeugeinsätze verwendet werden, ist eine modifizierte Ausführungsform des Salzfutters 21 und der Stopfen 22 und 22' erforderlich, da die Werkzeugeinsätze eine nicht scheibenförmige, sondern eine viereckige Form aufweisen. Zur Herstellung von viereckigen Schichtkörpern kann die innerhalb des HeizrohresTo produce the laminated bodies shown in FIGS. 4, 6 and 7, which are used as tool inserts is a modified embodiment of the salt liner 21 and the plugs 22 and 22 'required because the tool inserts have a non-disk-shaped, but rather have a square shape. The inside of the heating pipe can be used to produce square laminated bodies

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2098R3/107?2098R3 / 107?

20 vorgesehene Anordnung entsprechend Fig. 8 ausgestaltet werden, wobei eine Reihe von zylindrischen Blöcken vorgesehen sind, um Formen zu bilden, die mit einem vorgeformten Sinterhartmetallkörper 52 (oder mit einem zur Herstellung eines Sinterhartmetall körpers geeigneten Pulvergemisch),einer Masse 53 aus hexagonalem Bornitrid (oder hexagonalem Bornitrid und einem Zusatz von feinen kubischen Bornitridteilchen) oder einem Pulvergemisch aus hexagonalem Bornitrid und Karbid und mit dem Legierungskatalysator gefüllt werden. Beispielsweise weist der in Fig.. 8 dargestellte Salzblock 21a eine Aussparung 54 auf, die eine dem gewünschten Werkzeugeinsatz entsprechende Form aufweist. Die Aussparung 54 wird mit Abschirmmetall 56 ausgekleidet und dann mit den Massen 52 und 53 beschickt. Der Legierungskatalysator für die Masse 53 kann in Form eines Pulvergemisches aus Aluminium und der Legierungskomponente (Kobalt, Nickel und Mangan) vorgesehen werden, das mit dem hexagonal en Bornitrid vermischt ist, oder in Form von Scheiben (nicht gezeigt),die an einer Aussenfläche der Masse 53 vorgesehen werden. Der zur Abdeckung vorgesehene Salzblock 21b weist ebenfalls eine Aussparung auf, die zur Aufnahme eines Abdeckbleches zur Vervollständigung der Metallabschirmung der Pulvermasse und vorzugsweise zur Aufnahme eines Hartmetallblockes SC dient, der das Abdeckblech 57 vor Zerstörung schützt. Es kann eine Reihe von übereinandergestapelten Salzblöcken 21 a und 21 b in die Vorrichtung zur Erzeugung von hohen Drücken und hohen Temperaturen eingesetzt werden.20 can be configured according to FIG. 8, wherein a series of cylindrical blocks are provided in order to form shapes which are formed with a preformed cemented carbide body 52 (or with a powder mixture suitable for producing a cemented carbide body), a mass 53 of hexagonal boron nitride ( or hexagonal boron nitride and an addition of fine cubic boron nitride particles) or a powder mixture of hexagonal boron nitride and carbide and filled with the alloy catalyst. For example, the salt block 21a shown in FIG. 8 has a recess 54 which has a shape corresponding to the desired tool insert. The recess 54 is lined with shielding metal 56 and then charged with the masses 52 and 53. The alloy catalyst for the mass 53 can be provided in the form of a powder mixture of aluminum and the alloy component (cobalt, nickel and manganese), which is mixed with the hexagonal boron nitride, or in the form of disks (not shown) which are attached to an outer surface of the Mass 53 are provided. The salt block 21b provided for covering also has a recess which serves to receive a cover sheet to complete the metal shielding of the powder mass and preferably to hold a hard metal block SC which protects the cover sheet 57 from destruction. A number of stacked salt blocks 21 a and 21 b can be used in the device for generating high pressures and high temperatures.

Bei dem Werkzeugeinsatz 60 nach Fig. 4 sind die Stirnflächen 61 und 62 des Hartmetallblockes 63 und der Einlage 64 aus kubischem Bornitrid in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise geneigt, damit die ■In the tool insert 60 according to FIG. 4, the end faces 61 and 62 of the hard metal block 63 and the insert 64 are made of cubic Boron nitride inclined in the manner shown in FIG. 5, so that the ■

2 0 9883/1073 ~²⁴~ 2 0 9883/1073 ~ ²⁴ ~

Schneidkanten der Einlage 64 aus kubischem Bornitrid ohne Schwierigkeiten an ein Werkstück herangebracht werden können.Cutting edges of the insert 64 made of cubic boron nitride can be brought up to a workpiece without difficulty.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Werkzeugeinsätze 72 und 82 weisen dünne Schichten 71 und 81 aus kubischem Bornitrid auf, die fest mit den Hartmetallkörpern 73 und 83 verbunden sind. Die Dicke der Schichten beträgt mindestens ungefähr 0p25 mm und höchstens 1,5 mm, obwohl auch Schichtdicken in der Grössenordnung bis ungefähr 2 mm realisiert werden können. Die Schichten 71 und 81 werden absichtlich so dünn ausgeführt, damit a) die aus kubischem Bornitrid bestehenden Schichten 71 und 81 als Spanbrechflächen wirken können.und b) die Werkzeugeinsätze 72 und 82 leichter geschärft werden können. Im Idealfall sind die Eigenschaften der Schicht aus kubischem Bornitrid und der Unterlage aus Hartmetall so aufeinander abgestimmt, dass die aus kubischem Bornitrid bestehende Schneidkante etwas weniger schnell verschleisst als das Hartmetall; in diesem Falle steht ein kleiner Anteil der Schicht aus kubischem Bornitrid immer etwas über den Hartmetall körper vor und bildet eine Schneidkante, wodurch die vorhandene Menge an kubischem Bornitrid im richtigen Verhältnis zur Lebensdauer des Werkzeuges steht.The tool inserts 72 and 82 shown in FIGS. 6 and 7 have thin layers 71 and 81 of cubic boron nitride, which are firmly connected to the hard metal bodies 73 and 83. the Thickness of the layers is at least about 0 ~ 25 mm and at most 1.5 mm, although layer thicknesses in the order of magnitude up to about 2 mm can be realized. The layers 71 and 81 are deliberately made so thin that a) the out Cubic boron nitride existing layers 71 and 81 can act as chip breaking surfaces. and b) the tool inserts 72 and 82 can be sharpened more easily. Ideally, the properties of the cubic boron nitride layer and the substrate are made of hard metal so coordinated that the cutting edge made of cubic boron nitride wears a little less quickly than the hard metal; in this case a small portion of the layer of cubic boron nitride is always slightly above the Carbide body in front and forms a cutting edge, whereby the The amount of cubic boron nitride present is in the correct relationship to the service life of the tool.

Nach Anwendung des hohen Druckes und der hohen Temperatur wird zunächst die Temperatur und dann der Druck verringert. Das fest an den Aussenflächen des gebildeten Werkzeugeinsatzes haftende Abschirmmetall lässt sich an den gewünschten Stellen leicht abschleifen. After applying the high pressure and the high temperature, first the temperature and then the pressure is decreased. That Shielding metal firmly adhering to the outer surfaces of the tool insert formed can easily be sanded off at the desired points.

Die Eigenschaften der kubisches Bornitrid enthaltenden Schicht können durch Einführen von Wolfram verändert werden. Zu diesemThe properties of the layer containing cubic boron nitride can be changed by introducing tungsten. To this

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Zweck kann Wolfram absichtlich in metallischer Form oder in Form von Wolframkarbid dem hexagonalen Bornitrid zugesetzt werden.Purpose, tungsten can be intentionally added in metallic form or in the form of tungsten carbide to the hexagonal boron nitride will.

Nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Schichtkörper werden gewöhnlich an einem grösseren Körper, beispielsweise an einem Werkzeugschaft oder an einer Bohrspitze befestigt,
wo sie dann zur Bearbeitung eines Werkstückes dienen.Laminated bodies produced by the method of the invention are usually attached to a larger body, for example to a tool shank or to a drill bit,
where they are then used to machine a workpiece.

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Claims

PATENT CLAIM E:

1 . Method of converting hexagonal boron nitride to cubic Boron nitride, in which hexagonal boron nitride is simultaneously exposed to pressures and temperatures in the presence of a catalyst which lie in the area of the phase diagram of boron nitride in which cubic boron nitride is the stable phase, characterized in that at least one alloy of aluminum with at least one metal of the from as catalyst Cobalt, nickel and manganese existing group is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst is formed in situ.

3. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst is used in a pre-formed form.

4. The method according to claim 1, characterized in that the catalyst is used in powder form mixed with the hexagonal boron nitride.

5. Method according to claim 1, characterized in that a pressure of at least about 50 kilobars and a temperature of at least about 1400 C is applied.

6. The method according to claim 1, characterized in that the hexagonal boron nitride with a pre-sintered carbide body

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- 27 is in contact.

7. The method according to claim 1, characterized in that the hexagonal boron nitride with a mass of carbide sintered powder is in contact.

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