DE3016971C2

DE3016971C2 -

Info

Publication number: DE3016971C2
Application number: DE19803016971
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Nakai; Yuichiro Kono; Shuji Yazu; Akio Itami Hyogo Jp Hara
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1979-05-01
Filing date: 1980-05-02
Publication date: 1988-05-26
Also published as: DE3016971A1; JPS55144473A; US4389465A; GB2049654B; GB2049654A; JPS6012991B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gesintertes Preßstück für äußerst harte Werkzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Ein derartiges Preßstück ist aus der DE-OS 27 56 512 bekannt. Der keramische Stoff, der zugleich das Bindemittel bildet, besteht dabei im wesentlichen aus Carbiden, Nitriden und Carbonitriden der Metalle der Gruppe IVa, Va und VIa des Periodensystems.

Ein aus dem bekannten Preßstück hergestelltes Werkzeug zeigt jedoch eine relativ starke Haftung am zu bearbeitenden Werkstück, insbesondere wenn es aus Gußeisen besteht. Darunter leidet die Glätte der bearbeiteten Oberfläche und das Werkzeug unterliegt einem relativ starken Verschleiß. Auch läßt die Dimensionsgenauigkeit der Bearbeitung mit einem mit dem bekannten Preßstück versehenen Werkzeug zu wünschen übrig.

Aus der US-PS 27 45 763 geht ein Preßstück für Zapfen und Lager hervor, das aus 93 bis 98% Aluminiumoxid und 2 bis 7% Bornitrid bei 0,7 kbar und ca. 2000°C gepreßt wird. Ferner ist aus der GB-PS 7 84 704 ein Preßstück bekannt, das aus bis zu 30% Bornitrid und wenigstens 70% eines feuerfesten Oxids besteht und bei 1,4 kbar und ca. 1700°C gepreßt wird. Unter diesen Preßbedingungen entsteht jedoch hexagonales Preßstück, das graphitähnliche Eigenschaften besitzt, also insbesondere sehr weich ist.

Gußeisen wird im allgemeinen mit einem Sintercarbidwerkzeug der Serien K nach der JIS-Klassifikation mit einer Schneidgeschwindigkeit von etwa 70 bis 150 m/min spanabhebend bearbeitet, während mit einem keramischen Werkzeug, das im wesentlichen aus Al₂O₃ besteht, die Schneidgeschwindigkeit 300 bis 600 m/min beträgt.

Anders als im allgemeinen bei Stählen weist Gußeisen in seinem Inneren ausgefälltes Graphit auf. Da seine Struktur sozusagen nicht gleichmäßig ist, ist die bearbeitete Oberfläche, verglichen mit der von Stahl, weniger glatt. Dies stellt insbesondere bei der Nachbearbeitung ein ernstes Problem dar. Es besteht daher ein erhebliches Bedürfnis nach einem Werkzeug, durch das eine bessere Oberflächenbearbeitung möglich ist.

Darüber hinaus können sehr viele Gußeisenteile, beispielsweise Gehäuse, sehr dünne Abschnitte aufweisen. Es ist jedoch schwierig, die Dimension genau beizubehalten, und zwar wegen der Deformation oder Formänderung während der spanabhebenden Bearbeitung. Dadurch ergibt sich ein weiteres Problem.

Aus diesen Gründen weisen die herkömmlichen Werkzeuge folgende Nachteile auf.

Wenn ein Sintercarbid-Werkzeug eingesetzt wird, ist es schwierig, eine zufriedenstellende Oberflächenbearbeitung zu erhalten. Außerdem wird das Werkzeug schnell abgenutzt und wertlos, wenn es bei einer Geschwindigkeit um 300 bis 600 m/min eingesetzt wird. Obgleich ein keramisches Werkzeug, das im wesentlichen aus Al₂O₃ besteht, eine spanabhebende Bearbeitung mit einer ziemlich zufriedenstellenden Oberflächenbearbeitung bei hoher Geschwindigkeit gestattet, ist es für die Nachbehandlung wegen der mangelnden Stabilität der Genauigkeit der Dimensionen des bearbeiteten Produkts ungeeignet. Wenn es im Bedarfsfall benutzt wird, muß sich der spanabhebenden Bearbeitung ein weiteres Verfahren, beispielsweise ein Honen oder dergleichen anschließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Preßstück für äußerst harte Werkzeuge bereitzustellen, welches insbesondere bei der Bearbeitung von Gußeisen praktisch keine Haftung zeigt und zu einer hohen Dimensionsgenauigkeit der Bearbeitung führt.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Preßstück nach dem Anspruch 1 erreicht. In den Ansprüchen 2 bis 4 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Preßstücks gekennzeichnet. Der Anspruch 5 gibt ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Preßstücks an.

Mit dem erfindungsgemäßen Preßstück ist eine hervorragende spanabhebende Oberflächenbearbeitung von Gußeisen möglich, und zwar bei einer hohen Geschwindigkeit von 300 bis 600 m/min. Ferner wird eine hohe Dimensionsgenauigkeit bei der Bearbeitung dünner Teile erreicht.

Eine derartige glatte Oberflächenbearbeitung ist darauf zurückzuführen, daß sowohl das Bornitrid in der Hochdruckform wie das Al₂O₃, durch die das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück hauptsächlich gebildet wird, einer Haftung oder Adhäsion einen großen Widerstand entgegensetzen. Die Möglichkeit der spanabhebenden Bearbeitung bei hoher Geschwindigkeit ist also darin begründet, daß sowohl das Bornitrid in der Hochdruckform wie das Al₂O₃ bei hohen Temperaturen beständig sind, wobei Al₂O₃ einen glasartigen Film mit einem niedrigen Schmelzpunkt zusammen mit Fe, Si usw. in dem Gußeisen bildet, das spanabhebend bearbeitet wird und dadurch das Werkzeug schützt. Der Grund für die Dimensionsgenauigkeit ist nicht so leicht zu erklären. Als Ergebnis einer genauen Untersuchung der Kante des Werkzeuges nach der spanabhebenden Bearbeitung ist man jedoch zu folgender vorläufiger Schlußfolgerung gelangt:

Ein herkömmliches Werkzeug aus keramischem Material, das hauptsächlich aus Al₂O₃ besteht, weist durch seinen Verschleiß eine leicht auseinandergedrückte Kante auf, die stumpf ist gegenüber ihrer ursprünglichen Schärfe und relativ abgerundet. Demgegenüber behält die Kante eines erfindungsgemäßen gesinterten Preßstücks Schärfe bei, auch wenn sie abgenutzt ist. Das keramische, hauptsächlich aus Al₂O₃ bestehende Werkzeug ist vermutlich wegen einer Verminderung der Schärfe und einer Zunahme des Schneidwiderstandes aufgrund des Abstumpfens der Kante nicht in der Lage, mit Präzision zu arbeiten.

Es ist vorstellbar, daß das Abstumpfen der Kante eines keramischen Al₂O₃-Werkzeuges aufgrund einer plastischen Verformung bei hoher Temperatur während des Schneidens erfolgt, während das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück solche Verformungen nicht aufweist, da es hauptsächlich aus der Hochdruckform des Bornitrids besteht, das eine große Temperaturbeständigkeit besitzt.

Die Erfinder haben eine genauere Untersuchung eines erfindungsgemäßen Preßstücks, das aus CBN und Al₂O₃ bestand, durchgeführt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß die Eigenschaften des Werkzeuges nicht nur durch den Gehalt an CBN und Al₂O₃ in dem gesinterten Preßstück stark beeinflußt waren, sondern ebenso die halbe Breite des (116)-Reflexes der Röntgenstrahlungsbeugung der CuK-alpha-Strahlung der Al₂O₃-Kristalle in dem gesinterten Preßstück. Dies sei nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In Fig. 1 ist die Beziehung zwischen der Sintertemperatur und der halben Breite des (116)-Reflexes der Röntgenstrahlungsbeugung in einem gesinterten CBN-Al₂O₃-Preßstück, das unter einem Druck von 50 bis 60 kbar gesintert wurde, dargestellt. In der Zeichnung bedeuten (a) ein gesintertes Preßstück, das bei 1200°C gesintert wurde und (b) ein gesintertes Preßstück, das bei 1080°C gesintert wurde, wobei das Al₂O₃-Pulver gegen ein anderes Pulvermaterial ausgetauscht wurde.

Fig. 2 betrifft die Herstellungsbedingungen des erfindungsgemäßen gesinterten Preßstücks. Darin ist der stabile Bereich in dem Druck-Temperatur-Phasen-Diagramm des CBN dargestellt.

Die halbe Breite des Reflexes eines Materials bei der Röntgenstrahlungsbeugung hängt im allgemeinen von der Teilchengröße dieses Materials sowie von dem Spannungs- oder Bindungszustand mit anderen Materialien ab.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, fällt die halbe Breite des (116)-Reflexes des Al₂O₃ in dem gesinterten CBN-Al₂O₃-Preßstücks, das unter einem Druck von 50 bis 60 kbar gesintert wurde, obgleich sie bis B konstant ist, danach ab, und zwar entsprechend der Erhöhung der Sintertemperatur. Genauer gesagt, es wird keine Verminderung der halben Breite zwischen A und B beobachtet, da eine Umsetzung zwischen CBN und Al₂O₃ oder zwischen den letzteren kaum erfolgt, während es den Anschein hat, daß zwischen B und C die halbe Breite aufgrund des Entstehens einer Reaktion zwischen CBN und Al₂O₃ oder zwischen den letzteren im Verlauf des Sinterns abnimmt. Wenn die Temperatur C übersteigt, ist eine Verminderung der halben Breite jedoch kaum noch zu beobachten, trotz der Reaktion zwischen CBN und Al₂O₃ oder zwischen den letzteren.

Es wurden spanabhebende Werkzeuge aus dem gesinterten Preßstück nach Fig. 1 hergestellt und verschiedenen Tests unterworfen. Jene innerhalb des Bereichs zwischen A und B, d. h. jene, deren halbe Breiten in der Gegend von 0,65 deg liegen, wurden schnell abgenutzt, so als ob das gesinterte Preßstück in seine Teilchen zerfällt.

Der Verschleiß war nach einer bestimmten Zeitspanne der spanabhebenden Bearbeitung außerordentlich groß.

Die gesinterten Preßstücke in dem Bereich zwischen A und B, d. h. jene, die halbe Breiten unter 0,6 deg haben, werden im Vergleich dazu weniger abgenutzt. Die abgenutzte Oberfläche war verhältnismäßig glatt und ein Herausfallen von Teilchen wurde nicht andeutungsweise festgestellt. Bei einer genaueren Untersuchung stellte sich jedoch heraus, daß der Verschleiß zunahm, wenn die halbe Breite von 0,3 deg auf 0,2 deg herabgesetzt wurde. Insbesondere wenn die halbe Breite kleiner als 0,14 deg war, war das Ausmaß des Verschleißes erheblich größer als bei 0,2 deg. Weiterhin wurde ein gesintertes Preßstück (b), das unter dem gleichen Druck von 50 kbar unter Einsatz eines anderen Pulvermaterials als Al₂O₃-Pulver gesintert wurde, jedoch die gleiche halbe Breite wie das gesinterte Preßstück (a) der Fig. 1 besaß, Schneidtests unterworfen. Als Ergebnis zeigte sich, daß beide gesinterten Preßstücke praktisch die gleichen Eigenschaften aufweisen.

Wenn auch die Beziehung zwischen der halben Breite und den Eigenschaften des Werkzeuges nicht völlig klar ist, kann dafür jedoch folgende Erklärung gegeben werden.

Wie vorstehend beschrieben, erfolgt in den gesinterten Preßstücken in dem Bereich zwischen A und B mit halben Breiten um 0,65 deg, was durch die Sintertemperatur nicht variiert wird, das Sintern kaum zwischen CBN und Al₂O₃ oder zwischen den letzteren. Derartige gesinterte Preßstücke haben dabei den Anschein, als ob sie zu Teilchen zerfallen würden und werden stark abgenutzt. Auf der anderen Seite wird zwischen B und C die halbe Breite mit fortschreitendem Sintern reduziert, wobei in der Praxis zufriedenstellende Werkzeugeigenschaften dann erhalten werden, wenn die halbe Breite unter 0,600 deg liegt. Da das Teilchenwachstum des Al₂O₃ jedoch gleichzeitig mit Fortschreiten des Sinterns verläuft, scheinen die Werkzeugeigenschaften sich zu verschlechtern, wenn die halbe Breite unter 0,200 deg abfällt. Es ist auch denkbar, daß Reaktionsprodukte (beispielsweise AlB₂, AlBO_x usw.), die an den CBN-Al₂O₃-Berührungsflächen gebildet werden, mit ansteigender Sintertemperatur zunehmen. Diese Reaktionsprodukte, die spröde sind, führen dann dazu, daß die CBN-Teilchen während der spanabhebenden Bearbeitung leicht wegfliegen.

Um dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück daher die Möglichkeit zu geben, seine Eigenschaften voll zu entfalten, sollte die halbe Breite der Röntgenstrahlungsbeugung der CuKa-Strahlung des Al₂O₃ (116) in dem gesinterten Preßstück im Bereich zwischen 0,600 deg und 0,200 deg liegen. Es gehört zum Fachwissen, daß die Eigenschaften des gesinterten Preßstücks durch eine Verminderung der Größe seiner Teilchen verbessert werden können. Dazu ist es erforderlich, daß das Pulvermaterial als Teilchen sehr kleiner Größe vorliegt. Es sind verschiedene gesinterte Preßstücke hergestellt worden, in denen die Teilchengröße des CBN geändert wurde. Als Ergebnis dieser Tests wurde festgestellt, daß die Werkzeugeigenschaften sehr zufriedenstellend sind, wenn die Teilchengröße kleiner als 5 µm ist. Schneidtests mit verschiedenen Materialien haben gezeigt, daß ein gesintertes Preßstück, das 20 bis 55 Vol.-% CBN enthält, besonders zufriedenstellende Schneideigenschaften bezüglich Gußeisen aufweist.

Wenn das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück als Schneidwerkzeug verwendet wird, reicht es aus, wenn die Kante des Werkzeuges eine harte Schicht aufweist, die BN in der Hochdruckform mit hoher Verschleißfestigkeit enthält.

Es ist deshalb in Hinblick auf die Kosten und die Festigkeit des Werkzeuges von Vorteil, ein zusammengesetztes gesintertes Preßstück herzustellen, indem eine harte Schicht an einen Träger aus Sintercarbid oder Sintermetall gebunden wird.

Die Dicke der harten Schicht des zusammengesetzten gesinterten Preßstücks sollte den Betriebsbedingungen des Schneidwerkzeuges und an die Form des Werkzeuges angepaßt werden. Im allgemeinen ist es jedoch für das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück ausreichend, wenn die Schicht eine Dicke von mehr als 0,5 mm aufweist.

Das Sintercarbid oder Sintermetall, das als Träger verwendet wird, ist vorzugsweise ein Sintercarbid bzw. Sintermetall auf WC-Basis mit einer hohen Stabiltät, Wärmeleitfähigkeit und Zähigkeit. Um ein solches zusammengesetztes Preßstück zu erhalten, wird zunächst der Träger aus Sintercarbid in der vorgegebenen Form aus Sintercarbid hergestellt. Ein Pulvergemisch, das im wesentlichen aus zusammengesetztem keramischem Material besteht und Bornitrid in der Hochdruckform sowie Al₂O₃ oder ein hauptsächlich aus Al₂O₃ bestehendes Pulver enthält, um die harte Schicht zu ergeben, die die Kante des Werkzeugs darstellt, wird mit dem Träger entweder in Pulverform oder nach dem Pressen in Berührung gebracht, worauf das Ganze in einer Höchstdruckvorrichtung heiß gepreßt wird, wodurch die harte Schicht in die Lage versetzt wird, zu sintern und gleichzeitig sich mit dem Sintercarbidträger zu verbinden.

Der Sintercarbidträger enthält ein Metall, wie Co oder dergleichen, als Bindemittelphase. Dieses Bindemittelmetall schmilzt, wenn die Temperatur, bei der die flüssige Phase auftrifft, überschritten wird während des Heißpressens. Wenn der Gehalt des Bornitrids in der Hochdruckform in dem Pulver, das die harte Schicht bildet, größer ist als im Falle des erfindungsgemäßen gesinterten Preßstücks, beispielsweise wenn das Pulver nur aus Bornitrid in der Hochdruckform besteht, weisen die Bornitridteilchen der Hochdruckform eine sehr große Stabilität auf und sind nicht leicht zu verformen. Die Teilchen bleiben demzufolge auch unter hohem Druck im Abstand voneinander, um es der vorstehend erwähnten flüssigen Phase des Sintercarbidträgers zu ermöglichen, einzudringen. Beim erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück ist das Bornitrid in der Hochdruckform durch Al₂O₃ bzw. keramische Stoffe, die im wesentlichen aus Al₂O₃ bestehen und Carbide, Nitride, Carbonitride von Metallen der Gruppen IVa, Va und VIa des Periodensystems oder Aluminiumnitrid (AlN) aufweisen, gebunden, welche Bindemittelmaterialien eine kontinuierliche Bindemittelphase in dem gesinterten Preßstück bilden. Da Al₂O₃ und die zusammengesetzten keramischen Stoffe weniger stabil sind als das Bornitrid in der Hochdruckform, werden sie unter extrem hohem Druck verformt und einem Pulverpreßkörper einverleibt, so daß praktisch kein freier Raum darin zurückbleibt, bevor die flüssige Phase in dem Träger aus Sintercarbid auftritt. Demnach tritt bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück dasjenige Phänomen nicht auf, daß die flüssige Phase, die in dem Träger aus Sintercarbid während des Heißpreßvorganges unter extrem hohem Druck entsteht, in die harte Schicht eindringt und dadurch die Struktur der harten Schicht verändert, so daß deren Verschleißfestigkeit abnimmt.

Um ein zusammengesetztes gesintertes Preßstück aus Bornitrid in der Hochdruckform sowie Al₂O₃ oder einem im wesentlichen aus Al₂O₃ bestehenden keramischen Material herzustellen, werden Bornitridpulver in der Hochdruckform und Al₂O₃-Pulver bzw. ein Pulver eines keramischen Materials, das hauptsächlich aus Al₂O₃ besteht, mit einer Kugelmühle oder dergleichen vermischt, worauf das Pulvergemisch, so wie es ist, oder nach dem Pressen in eine bestimmte Form bei Normaltemperatur gesintert wird, und zwar unter hohem Druck und hoher Temperatur in einer Höchstdruckvorrichtung. Die Höchstdruckvorrichtung ist vom Gürtel- oder Riementyp oder dergleichen, wie sie zur Synthese von Diamanten verwendet wird.

Ein Graphitrohr wird als Heizung verwendet, in die ein Isolator, wie Talk, NaCl oder dergleichen hineingesteckt wird, so daß er das Pulvergemisch aus Bornitrid in der Hochdruckform umgibt. Um die Graphitheizung wird ein Druckmedium angebracht, wie Pyrophelit oder dergleichen. Der Sinterdruck und die Sintertemperatur werden vorzugsweise im stabilen Bereich des kubischen Bornitrids gehalten, wie in Fig. 2 dargestellt. Dieser stabile Bereich stellt jedoch nur eine Bezugsgröße dar, da die exakten Gleichgewichtslinien nicht genau genug bekannt sind. In Fig. 2 stellt (A) den stabilen Bereich des kubischen Bornitrids dar, und (B) den stabilen Bereich des hexagonalen Bornitrids. Das Merkmal, welches das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück kennzeichnet und den Nutzen der Erfindung ausmacht, besteht darin, daß die temperaturbeständige Zusammensetzung des Al₂O₃ oder die Zusammensetzung des keramischen Materials, das im wesentlichen aus Al₂O₃ besteht, dem gesinterten Preßstück eine kontinuierliche Phase verleihen.

Genauer gesagt, nimmt bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück ein zähes temperaturbeständiges Material die Form einer kontinuierlichen Bindemittelphase an, indem es zwischen die Teilchen des extrem harten Bornitrids in der Hochdruckphase hineinfließt, sowie eine metallische Co-Phase, die die Bindemittelphase in WC-Co-Sintercarbiden darstellt, wodurch dem gesinterten Preßstück Zähigkeit verliehen wird. Um ein gesintertes Preßstück zu erhalten, das eine derartige Struktur aufweist, hat es sich experimentell als erforderlich herausgestellt, den Gehalt des Bornitrids in der Hochdruckform unterhalb 80 Vol.-% festzulegen. Die untere Grenze des Gehalts des Bornitrids in der Hochdruckform in dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück beträgt 20 Vol.-%. Falls der Gehalt des Bornitrids unter diese Grenze absinkt, können die Eigenschaften, die das Bornitrid in der Hochdruckform verleiht, von dem Werkzeug nicht mehr erwartet werden. Insbesondere bei der spanabhebenden Bearbeitung von Gußeisen zeigt das gesinterte Preßstück, das 20 bis 55 Vol.-% Bornitrid in der Hochdruckform enthält, hervorragende Schneideigenschaften.

Insbesondere wenn das gesinterte Preßstück für die Verwendung in einem Schneidwerkzeug bestimmt ist, ist die Größe der Kristallteilchen vorzugsweise kleiner als einige µm. Ein feines Pulver von einigen µm oder unter 1 µm enthält Sauerstoff in großer Menge. Der meiste Sauerstoff liegt dabei im allgemeinen auf der Oberfläche des Pulvers als Verbindung vor, die einem Hydroxyd mehr oder weniger ähnlich ist. Diese einem Hydroxyd ähnliche Verbindung löst sich durch Erhitzen auf und entweicht als Gas. Das Gas kann von dem System leicht entfernt werden, wenn das zu sinternde Material nicht abgeschlossen ist. Wenn das Material dagegen unter extrem hohem Druck gesintert wird, wie es bei der Erfindung der Fall ist, ist es indessen für das Gas fast unmöglich, aus dem Heizsystem zu entweichen. Es gehört zum Fachwissen in der Pulvermetallurgie, daß eine vorausgehende Entgasungsbehandlung in einem solchen Fall durchzuführen ist. Wenn die Entgasungstemperatur jedoch nicht genügend erhöht werden kann, ergibt sich ein schwieriges Problem und einen solchen Fall stellt die Erfindung dar. Mit anderen Worten, wenn eine mögliche Umwandlung von Bornitrid in der Hochdruckform in die Niederdruckform berücksichtigt wird, ist die Entgasungstemperatur an ihrer oberen Grenze.

Das Pulver wird durch folgende Schritte entgast. Zunächst werden physikalisch absorbiertes Gas und Feuchtigkeit bei niedriger Temperatur entfernt, dann werden chemisch absorbiertes Gas und Hydroxyde aufgelöst, so daß die Oxyde zurückbleiben. Da Bornitrid in der Hochdruckform bis etwa 1100°C stabil ist, kann es zumindest so weit vorerwärmt werden. Falls eine vorhergehende Entgasung durch Erhitzen erfolgt, bleibt also der restliche Teil des Gases in Form eines Oxyds zurück. Zum Rückgängigmachen werden vorzugsweise die gesamte Feuchtigkeit und der Sauerstoff bei der Vorbehandlung entfernt, da es wünschenswert ist, daß in dem gesinterten Preßstück so wenig an gasförmigen Bestandteilen vorliegen, wie nur möglich. Deshalb wird die Entgasungsbehandlung bei einer Temperatur unter 1100°C im Vakuum nach der Erfindung durchgeführt.

Bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück werden Al₂O₃ oder eine temperaturbeständige Verbindung, die hauptsächlich aus Al₂O₃ besteht, als Bindemittel für das Bornitrid in der Hochdruckform verwendet. Weiterhin kann eine Metallphase, wie Mo, W, Ti, Ni, Co, Fe usw. als dritte Phase zusätzlich zu der temperaturbeständigen Verbindung enthalten sein. Den Hauptbestandteil der Bindemittelphase stellt jedoch die temperaturbeständige Verbindung dar, die hauptsächlich aus Al₂O₃ besteht. Der Volumenanteil der Metallphase sollte geringer sein als der der Phase aus der temperaturbeständigen Verbindung. Wenn der Gehalt der Metallphase den der Verbindungsphase übertrifft, so verschlechtert sich die Temperaturbeständigkeit und Verschleißfestigkeit des gesinterten Preßstücks und es weist nicht mehr die für ein Werkzeug erforderlichen Eigenschaften auf. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück als Zusatz solche Elemente enthalten, wie sie für die Synthese von Bornitrid in der Hochdruckform verwendet werden und von denen man annimmt, daß sie unter hohem Druck gegenüber hexagonalem Bornitrid oder Bornitrid in der Hochdruckform löslich sind, beispielsweise Alkalimetalle, wie Li usw., Erdalkalimetalle, wie Mg. usw., P, Sn, Sb, Al, Cd, Si und die vorstehend erwähnten Verbindungen, wie MgO, AlN oder dergleichen.

Das Nitrid in der Hochdruckform, das als Material für das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück verwendet wird, wird durch Synthese aus hexagonalem Bornitrid unter extrem hohem Druck erhalten. Demnach besteht die Möglichkeit, daß hexagonales Bornitrid als Verunreinigung in dem Pulver des Bornitrids in der Hochdruckform zurückbleibt. Da die Teilchen des Bornitrids in der Hochdruckform dem hydrostatischem Druck nicht ausgesetzt sind, bis das Bindemittelmaterial zwischen jedes der Teilchen hineinfließt, wenn das Sintern unter extrem hohem Druck erfolgt, besteht weiterhin die Möglichkeit, daß eine Rückbildung in das hexagonale Bornitrid als Ergebnis des Erwärmens auftritt. Wenn das erwähnte Element, das einen katalytischen Effekt auf das hexagonale Bornitrid ausübt, dem Pulvergemisch zugesetzt wird, kann diese Rückbildung wirksam ausgeschlossen werden.

Das erfindungsgemäße gesinterte Preßstück mit seiner hohen Härte, Zähigkeit, Temperaturbeständigkeit und Verschleißfestigkeit ist für die verschiedensten Werkzeuge geeignet, beispielsweise als Durchzugmatrize, Überzugsmatrize, Bohrerspitze oder dergleichen, von spanabhebenden Werkzeugen ganz zu schweigen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Das Material in den Beispielen ist in allen Fällen kubisches Bornitrid. Jedoch wird praktisch das gleiche Ergebnis erhalten, wenn CBN ersetzt wird durch Wurtzitbornitrid (WBN), einem Gemisch aus CBN und WBN oder wenn CBN teilweise durch Diamanten ersetzt wird.

Beispiel 1

CBN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 7 µm und Al₂O₃-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm wurden in einem Verhältnis von 60 Vol.-% zu 40 Vol.-% gemischt und in einem Mörser vollständig vermischt. Das Pulvergemisch, dem 2% Kampfer zugegeben wurden, wurde zu einem Probestück mit einem äußeren Durchmesser von 10 mm und einer Höhe von 1,5 mm gepreßt. Das Probestück wurde in einen Behälter aus nicht rostendem Stahl gegeben. Der Behälter wurde durch Erhitzen in einem Vakuumofen mit einem Vakuum von 1,33 × 10^-4 mbar und bei einer Temperatur von 1100°C 20 min entgast. Danach wurde der Behälter in eine Höchstdruckvorrichtung vom Gürteltyp gegeben. Als Druckmedium wurde Pyrophelit verwendet, während ein Graphitrohr die Heizung bildete. Zwischen die Graphitheizung und das Probestück wurde NaCl gesteckt. Der Druck wurde auf 55 kbar erhöht, und dann die Temperatur auf 1400°C. Nachdem dieser Zustand 30 min aufrechterhalten worden war, wurde die Temperatur erniedrigt und der Druck langsam gesenkt. Das so erhaltene gesinterte Preßstück wies einen Außendurchmesser von etwa 10 mm und eine Dicke von etwa 1 mm auf. Das gesinterte Preßstück wurde zu einer ebenen Fläche mit einer Diamantenschleifeinrichtung geschliffen und dann mit Diamantenpaste poliert.

Bei der mikroskopischen Betrachtung der polierten Oberfläche stellte sich heraus, daß das gesinterte Preßstück eine vollkommen kompakte Struktur mit zwischen die CBN-Teilchen geflossenem Al₂O₃ aufwies. Die Härte des gesinterten Preßstücks wurde mit einem Mikro-Vickers-Härtemeßgerät gemessen. Der Mittelwert betrug 3200. Das gesinterte Preßstück wurde mit einem Diamantschneidwerkzeug geschnitten, um ein Schneidfragment oder -stückchen zu ergeben. Das Schneidstückchen wurde auf einen Metallträger aufgeschweißt.

Zu Vergleichszwecken wurde ein Schneidwerkzeug der gleichen Form aus Sintercarbid K10 nach der JIS-Klassifikation hergestellt. Die Schneidtests wurden mit FC20-Gußeisen durchgeführt, das eine Härte von H _RB220 aufwies, und zwar unter den folgenden Bedingungen: Schneidgeschwindigkeit 100 m/min, Schnittiefe: 0,2 mm, Vorschub 0,1 mm/U. Als Ergebnis stellte sich heraus, daß die Oberflächenrauhigkeit bei K10 15 µm R _MAX betrug, während sie bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück 6 µm R _MAX war, das nach 100 min langem Schneiden sich leicht auf 7 µm verschlechterte. Eine Betrachtung der Kante des Werkzeuges nach dem Schneiden zeigte, daß an dem Freiwinkel des K10-Werkzeuges zähe Aufbackungen vorhanden waren, während bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück solche Aufbackungen nicht beobachtet wurden.

Beispiel 2

Entsprechend den Zusammensetzungen, die in Tabelle 1 angegeben sind, wurden CBN-Pulver und keramisches Pulver vermischt. Das CBN-Pulver wies eine mittlere Teilchengröße von 4 µm auf.

Tabelle 1

In der in Beispiel 1 beschriebenen Weise wurden aus diesem Pulvergemisch Probepreßstücke hergestellt. Die Probestücke wurden in aus Mo hergestellte Behälter gegeben und der gleichen Vorbehandlung wie im Beispiel 1 unterworfen. Danach wurden die Probestücke in einer Höchstdruckeinrichtung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 gesintert. Die Temperatur wurde 20 min bei allen Probestücken aufrechterhalten.

In der gleichen Weise wie nach dem Beispiel 1 wurden Schneidstückchen hergestellt. Jedes Stückchen wurde an eine Ecke eines rechteckigen Stücks aus Sintercarbid angeschweißt. Zu Vergleichszwecken wurde ein im Handel erhältliches keramisches Werkzeug (das als W bezeichnet wird) hergestellt, das im wesentlichen aus Al₂O₃ bestand, sowie ein keramisches Al₂O₃-Werkzeug (das als B bezeichnet wird), das TiC enthielt.

Die Schneidtests wurden mit FC25-Gußeisen mit einer Härte von H _RB250 durchgeführt. Das Werkstück wurde zu einem Rohr mit einem Außendurchmesser von 80 mm, einem Innendurchmesser von 70 mm und einer Dicke von 5 mm geformt, so daß die Dimensionsgenauigkeit nach der spanabhebenden Bearbeitung untersucht werden konnte. Die spanabhebende Bearbeitung wurde an dem Innendurchmesserteil unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Schneidgeschwindigkeit 400 m/min, Schnittiefe 0,1 mm, Vorschub 0,1 mm/U. Nach der spanabhebenden Bearbeitung wurde die Rundabweichung und Oberflächenrauhigkeit des Innendurchmesserteils untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Beispiel 3

Es wurden Pulvergemische hergestellt, die jeweils 60 Vol.-% CBN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 7 µm aufwiesen, wobei der Rest die in Tabelle 3 angegebenen Komponenten enthielt.

Tabelle 3

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde das zu Probestücken gepreßte Pulvergemisch in Mo-Behälter gegeben und anschließend unter den in Tabelle 3 angegebenen Bedingungen gesintert. Die so erhaltenen gesinterten Preßstücke wurden mit Diamantenpaste poliert. Jedes gesinterte Preßstück wies eine kompakte Struktur auf.

Beispiel 4

Zu Al₂O₃-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm wurden 2 Gew.-% MgO-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm gegeben. Zu diesem Pulvergemisch wurden ferner 65 Vol.-% bzw. 35 Vol.-% CBN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 4 µm gegeben, um ein gesintertes Preßstück mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einer Dicke von 1 mm in der in Beispiel 1 geschilderten Weise zu erhalten, außer daß der Sinterdruck 50 kbar und die Temperatur 1300°C betrug. In der gleichen Weise wie im Beispiel 1 wurden Schneidwerkzeuge hergestellt. Die Schneideigenschaften mit denjenigen aus handelsüblichem schwarzem keramischem Material aus Al₂O₃-30% TiC verglichen. Die Schneidtests wurden mit FC20 30 min lang unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Schneidgeschwindigkeit 400 m/min, Schnittiefe 2 mm, Vorschub 0,36 mm/U. Die Seitenverschleißbreite des Werkzeugs aus schwarzem keramischem Material betrug 0,30 mm, während diejenige des erfindungsgemäßen gesinterten Preßstücks 0,21 mm im Falle von 65% CBN und 0,19 mm im Falle von 35% CBN betrug.

Beispiel 5

Ein Kohlenstoffnitridpulver, das aus Ti(N_0,5C_0,4)_0,9, Al₂O₃-Pulver, metallischem Al-Pulver und metallischem Ti-Pulver zusammengesetzt war, wurde im Verhältnis von 25, 70, 30 und 2 Gew.-% vermischt. Das Pulvergemisch wurde gepreßt, in einem Vakuumofen 30 min bei 100°C gehalten und dann abkühlen gelassen. Das so erhaltene Probestück wurde mit einer Kugelmühle pulverisiert, um ein feines Pulver zu ergeben, das eine mittlere Teilchengröße von 0,3 µm aufwies. CBN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 µm wurde mit diesem Pulver vermischt, das hauptsächlich aus Al₂O₃ besteht, so daß der CBN-Gehalt 60 Vol.-% betrug. Das Pulvergemisch wurde zu einem Preßstück mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 1,5 mm gepreßt, das mit einer Scheibe mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 3 mm in Berührung gebracht wurde, die aus WC-6%Co-Sintercarbid hergestellt worden war. Das Ganze wurde in einer Höchstdruckvorrichtung unter einem Druck von 40 kbar und bei einer Temperatur von 1200°C 20 min lang in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gesintert. Das so erhaltene gesinterte Preßstück bestand aus einer CBN-haltigen Schicht mit einem Durchmesser von 1 mm, die fest mit der Scheibe aus Sintercarbid verbunden war. Das gesinterte Preßstück wurde zerschnitten, auf einen Träger aus Sintercarbid aufgeschweißt und anschließend poliert, um ein Schneidstückchen zu erhalten. Ein Schneidtest mit einem CF20-Äquivalent zeigte, daß die Seitenverschleißbreite 0,15 mm betrug.

Beispiel 6

CBN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 2 µm Al₂O₃-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm wurden in einem Verhältnis von 45 : 55 Vol.-% gemischt und dann in einem Mörser gleichmäßig vermischt. Das Pulver wurde in einen nicht rostenden Stahlbehälter gestopft, der am Boden einen Innendurchmesser von 10,0 mm und einen Außendurchmesser von 14,0 mm aufwies. Eine WC-15%-Legierung-Scheibe mit einem Innendurchmesser von 9,9 mm und einer Dicke von 3 mm wurde darüber angeordnet. Weiterhin wurde darauf ein luftdurchlässiger Körper mit einem Außendurchmesser von 10,0 mm und einer Dicke von 2 mm angeordnet, der aus -100 mesh bis +200 mesh Eisenpulver bestand. Das Rohr aus nicht rostendem Stahl wurde verstopft und eine Platte aus reinem Kupfer wurde darauf angeordnet. Das Ganze wurde bei 100°C unter einem Vakuum von 1,33 × 10^-1 mbar in einem Vakuumofen erhitzt. Nach dem Entgasen, wozu dieser Zustand eine Stunde aufrechterhalten wurde, wurde die Temperatur erhöht und 10 min bei 1100°C gehalten, was dazu führte, daß das Kupfer in den Eisenpulverpreßkörper eindrang und das Pulvermaterial in einem luftdichten Zustand aufrechterhielt.

Das Ganze wurde in eine Höchstdruckvorrichtung vom Gürteltyp gegeben. Pyrophelit wurde als Druckmedium verwendet, während ein Graphitrohr die Heizung bildete. NaCl wurde zwischen das Probestück und die Graphitheizung gestopft. Der Druck wurde zunächst auf 55 kbar erhöht, und danach die Temperatur, die 20 min auf 1100°C gehalten wurde. Die Temperatur wurde erniedrigt und dann der Druck langsam gesenkt. Das so erhaltene gesinterte Preßstück wies einen Außendurchmesser von etwa 10 mm und eine Dicke von etwa 1 mm auf. Es war mit dem WC-15%Co-Sintercarbid fest verbunden. Das gesinterte Preßstück wurde mit einer Diamantenschleifeinrichtung zu einer ebenen Fläche geschliffen und danach mit Diamantenpaste poliert. Die Betrachtung unter einem optischen Mikroskop zeigte, daß das gesinterte Preßstück eine vollkommen kompakte Struktur mit zwischen den CBN-Teilchen fließendem Al₂O₃ aufwies. Als halbe Breite der Beugung der CuKα-Strahlung des Al₂O₃ (116) des gesinterten Preßstücks wurden 0,525 deg gemessen. Eine Untersuchung mit einem Mikro-Vickers-Härte-Meßgerät zeigte, daß das gesinterte Preßstück eine mittlere Härte von 3400 aufwies. Das gesinterte Preßstück wurde mit einem Diamantschneidwerkzeug zu einem Schneidfragment oder -stückchen geschnitten, welches auf einen Stahlträger aufgeschweißt wurde.

Zu Vergleichszwecken wurde ein Schneidwerkzeug der gleichen Form aus K10-Sintercarbid nach der JIS-Klassifikation hergestellt. Es wurde ein Schneidtest mit CF20-Gußeisen mit einer Härte von H _RB 220 unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Schneidgeschwindigkeit 100 m/min, Schnittiefe 0,2 mm, Vorschub 0,1 mm/U. Es ergab sich, daß die Oberflächenrauhigkeit bei der spanabhebenden Bearbeitung mit dem K10-Werkzeug 15 µm R _MAX betrug, während sie bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück 4 µm R _MAX betrug. Die Oberflächenrauhigkeit verschlechterte sich nur gering auf 6 µm R _MAX nach einer spanabhebenden Bearbeitung von 120 min. Eine Betrachtung der Kante des Werkzeugs nach der spanabhebenden Bearbeitung zeigte, daß an dem Freiwinkel des K10-Werkzeuges zähe Aufbackungen vorhanden waren, während bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück solche Aufbackungen nicht beobachtet wurden.

Beispiel 7

Entsprechend den Zusammensetzungen, die in Tabelle 4 angegeben sind, wurden CBN-Pulver und Al₂O₃-Pulver vermischt. Die mittlere Teilchengröße des Al₂O₃ betrug 1 µm. Die Pulvergemische wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 6 vorbehandelt und anschließend in einer Höchstdruckvorrichtung unter den in Tabelle 4 angegebenen Bedingungen gesintert. Die Wärmeeinwirkungsdauer betrug jeweils 20 min. In Tabelle 5 sind die Ergebnisse der Schneidtests und Messungen der halben Breite der CuKα-Strahlungsbeugung des Al₂O₃ (116) angegeben.

Tabelle 4

Die Schneidtests wurden mit FC25-Gußeisen durchgeführt, das eine Härte von H _RB250 aufwies und zu einem Rohr mit einem Außendurchmesser von 150 mm und einem Innendurchmesser von 70 mm geformt war, und zwar jeweils 15 min unter folgenden Bedingungen: Schneidgeschwindigkeit 400 m/min, Schnittiefe 0,1 mm, Vorschub 0,15 mm/U.

Tabelle 5

Zum Vergleich sind in Tabelle 5 auch die Ergebnisse von Versuchen mit einem handelsüblichen keramischen Werkzeug (weißes keramisches Material), das im wesentlichen aus Al₂O₃ besteht, sowie mit einem keramischen Al₂O₃-Werkzeug (schwarzes keramisches Material), das TiC enthält, angegeben. Die Tabelle verdeutlicht die Überlegenheit der erfindungsgemäßen gesinterten Preßstücke, deren halbe Breite des Al₂O₃ (116) im Bereich zwischen 0,600 deg und 0,200 deg liegt.

Beispiel 8

Entsprechend den Zusammensetzungen, die in Tabelle 6 angegeben sind, wurden CBN-Pulver und Al₂O₃-Pulver vermischt. Die mittlere Teilchengröße des Al₂O₃ betrug 1 µm. Das Pulvergemisch wurde nach der gleichen Vorbehandlung wie im Beispiel 6 in einer Höchstdruckvorrichtung unter den in Tabelle 6 angegebenen Bedingungen gesintert. Die Betrachtung des so erhaltenen gesinterten Preßstücks zeigte, daß das Al₂O₃ im kontinuierlichen Zustand vorlag und die Struktur kompakt war. Die Tabelle 6 gibt auch die Messungen der halben Breite der Beugung der CuKα-Strahlung der gesinterten Preßstücke wieder.

Zur Durchführung der Schneidversuche wurden Schneidwerkzeuge in der gleichen Weise hergestellt wie im Beispiel 6. Als Werkstücke wurde vergüteter SKD11-Stahl mit einer Härte von H _RC63 verwendet. Die Versuchsbedingungen waren folgendermaßen: Schneidgeschwindigkeit 100 m/min, Schnittiefe 0,1 mm, Vorschub 0,10 mm/U. Zum Vergleich wurde KO1-Sintercarbid nach der JIS-Klassifikation gleichzeitig getestet. Nach 10 min langer spanabhebender Bearbeitung wurde bei den erfindungsgemäßen gesinterten Preßstückn L, M und N eine Seitenverschleißbreite von 0,08 mm bzw. 0,1 mm bzw. 0,12 mm gemessen, während diejenige, die bei den gesinterten Preßstücken J und K gemessen wurde, 0,2 mm bzw. 0,3 mm betrug. KO1-Sintercarbid war nicht in der Lage, vollständig zu schneiden.

Tabelle 6

Beispiel 9

Zu Al₂O₃-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm wurden 2 Gew.-% MgO-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm und dann 50 Vol.-% CBN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 4 µm gegeben. Das Pulvergemisch, dem 2% Kampfer zugesetzt worden war, wurde zu einem Probestück mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einer Höhe von 1,5 mm gepreßt. Das gepreßte Probestück wurde in einen aus Mo hergestellten Behälter gegeben, entgast und anschließend in der gleichen Weise wie im Beispiel 6 gesintert, um ein gesintertes Preßstück mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einer Dicke von 1 mm zu erhalten. Das Sintern wurde mit einem Druck von 50 kbar und bei einer Temperatur von 1300°C durchgeführt. Als halbe Breite des Al₂O₃ (116) wurden 0,380 deg gemessen.

Das so erhaltene gesinterte Preßstück wurde mit einem Diamantschneidwerkzeug zerschnitten, um ein Schneidstückchen zu ergeben. Die Schneideigenschaften des Stückchens wurden mit jenen eines handelsüblichen, kaltgepreßten, im wesentlichen aus Al₂O₃ bestehenden, keramischen Werkzeug verglichen. Die Versuche wurden mit FC20 unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Schneidgeschwindigkeit 400 m/min, Schnittiefe 2 mm, Vorschub 0,36 mm/U, Schneiddauer 30 min. Die Seitenverschleißbreite, die gemessen wurde, betrug 0,30 mm, während sie bei dem erfindungsgemäßen gesinterten Preßstück 0,02 mm betrug.

Beispiel 10

Zu Al₂O₃-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1 µm wurden 10 Gew.-% AlN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm und dann 45 Vol.-% CBN-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 µm gegeben. Das Pulvergemisch wurde in einen aus Mo hergestellten Behälter gegeben, entgast und bei 55 Kb und 1250°C in der gleichen Weise wie im Beispiel 6 gesintert. Die halbe Breite des Al₂O₃ (116), die bei dem gesinterten Preßstück durch Beugung der CuKα-Strahlung gemessen wurde, betrug 0,400 deg.

Das so erhaltene gesinterte Preßstück wurde mit einem Diamantschneidwerkzeug zerschnitten, um ein Schneidstückchen zu erhalten. Das Schneidstückchen wurde mit FC35 unter folgenden Bedingungen 15 min lang getestet: Schneidgeschwindigkeit 300 m/min, Schnittiefe 1 mm, Vorschub 0,30 mm/U. Zum Vergleich wurde TiC-haltiges keramisches Al₂O₃-Material unter den gleichen Bedingungen einem Test unterworfen. Bei dem handelsüblichen keramischen Material ergab sich eine Seitenverschleißbreite von 0,45 mm, während die des erfindungsgemäßen gesinterten Preßstücks 0,19 mm betrug.

Claims

1. Gesintertes Preßstück für äußerst harte Werkzeuge aus 20 bis 80 Vol.-% Bornitrid in Hochdruckform, wobei der Rest aus einem keramischen Stoff besteht, der gegebenenfalls Carbide und Nitride der Metalle der Gruppen IVa, Va, VIa des Periodensystems der Elemente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Stoff aus Aluminiumoxid oder ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Carbiden und Nitriden der Metalle IVa, Va, VIa des Periodensystems der Elemente besteht.

2. Preßstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Dicke von mehr als 0,5 mm aufweist und direkt mit einem Träger verbunden ist, der aus Sintercarbid hergestellt ist.

3. Preßstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bornitrid als kubisches Bornitrid vorliegt und die halbe Breite des (116)-Reflexes der Röntgenstrahlungsbeugung einer CuK_alpha-Strahlung der Al₂O₃-Kristalle in dem gesinterten Preßstück im Bereich zwischen 0,600 und 0,200 deg liegt, wobei die Teilchengröße des kubischen Bornitrids kleiner als 5 µm ist.

4. Preßstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kubische Bornitrid 20 bis 55 Vol.-% ausmacht.

5. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Preßstücks nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulvergemisch aus 20 bis 80 Vol.-% eines Pulvers aus Bornitrid in der Hochdruckform mit einer Teilchengröße kleiner als 5 µm und aus Al₂O₃-Pulver oder einem Pulver aus einem keramischen Stoff, welcher im wesentlichen aus Al₂O₃-Pulver besteht und Carbide und Nitride der Metalle der Gruppen IVa, Va, VIa des Periodensystems der Elemente enthält, hergestellt und mit einem Druck von 50 bis 60 kbar bei einer Temperatur von 1000 bis 1500°C mit einer Höchstdruckvorrichtung gepreßt wird.