JPH03122051A - ウイスカ複合ダイヤモンド焼結体およびその製造法 - Google Patents

ウイスカ複合ダイヤモンド焼結体およびその製造法

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JPH03122051A
JPH03122051A JP1258740A JP25874089A JPH03122051A JP H03122051 A JPH03122051 A JP H03122051A JP 1258740 A JP1258740 A JP 1258740A JP 25874089 A JP25874089 A JP 25874089A JP H03122051 A JPH03122051 A JP H03122051A
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diamond
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の製造法によって製造したウィスカ複合ダイヤモ
ンド焼結体は、通常のダイヤモンド焼結体と同じ切削作
業の分野において利用される工具用材である。
〔従来の技術〕
従来工具用材として使用されているダイヤモンド焼結体
の製造は、ダイヤモンド粉末の結合剤としてコバルト粉
末を使用し、其のコバルト粉末をダイヤモンド粉末に混
合した混合粉末を使用する結合剤がダイヤモンド粒子に
液相焼結する温度にて加熱すると同時に其の加熱温度に
対応するダイヤモンド安定領域における圧力にて加圧し
てダイヤモンド焼結体を生成する方法であって、結合材
としてコバルト粉末を使用する場合は、コバルトの融点
である1、490℃より高い温度にて加熱すると同時に
、其の1,490℃より高い加熱温。
度に対応するダイヤモンドの安定領域における圧力であ
る5 6,000 K9/c肩より高い圧力にて加圧し
てダイヤモンド焼結体を製造する方法をとっている。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
前項にて説明したように、従来のダイヤモンド焼結体は
ダイヤモンド粉末とコバルト粉末との混合粉末を1,4
90℃以上の温度にて加熱すると同時に56,000K
g/−以上の圧力にて加圧する高温高圧下で焼結して製
造さレテいる。其の焼結体を構成しているダイヤモンド
粒子と結合材金属組織とが夫々Ic固有の膨脹率を有し
ていることにより、夫々が相互に異る膨脹度を生成して
いて、其の焼結体の内部に歪を生じている。斯様に焼結
体の内部に歪が生成していることにより其の焼結体は脆
性を内蔵していることになる。即ち、ダイヤモンド焼結
体の内部に歪による脆性を内蔵しているということが、
焼結体を工具として使用する場合に於ける衝撃により大
小の亀裂あるいは大小の欠損が誘発される原因となって
おり、其の原象の発生を抑制する方法が開発されていな
いことが本発明が解決しようとする問題点である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明においては、問題点を解決するための手段として
、ダイヤモンド粉末に結合材とスルコバルト粉末・ニツ
ケル粉末・鉄粉末・コバルト系合金粉末・ニツケル系合
金粉末・鉄系合金粉末のうちより選択した金属粉末と分
散複合材とする硬質物ウィスカと、分散複合助材とする
硬質物微粉末と、の混合物を、加えた混合物を焼結用原
料として使用することによってダイヤモンド焼結体の脆
さを原因とする亀裂あるいは欠損の発生を抑制する手段
として問題点を解決しようとするものである。更に、其
の詳細について説明すれば、分散複合材とする硬質物ウ
ィスカ2次凝集物の集合物ンこ分散複合助材とする硬質
物の微粉末を加えた混合物を極性の高い水またはメチル
アルコール等の溶媒の中に投入し混合し攪拌し解繊して
分散液を生成し、次いで其の分散液より溶媒を気化させ
た分散混合物をダイヤモンド粉末に焼結用の結合材とす
るコバルト粉末等の金属粉末を混合した混合粉末に、添
加し混合し攪拌して均等分散混合物を生成し、其の生成
した均等分散混合物をダイヤモンド焼結体製造用の焼結
用原料とし、其の焼結用原料を1,200℃以上の温度
と48,0OOK9/d以上の圧力とより選定したダイ
ヤモンドの安定条件を満足する温度と圧力とにて加熱加
圧して、硬質物ウィスカ単繊維の多数個を分散したダイ
ヤモンド焼結体を生成することによってダイヤモンド焼
結体の脆さに基く亀裂あるいは欠損の発生を防止し、問
題点な解決しようとするものである。
〔作  用〕
高い抗張力を有する炭化珪素ウィスカまたは窒化珪素ウ
ィスカ等の硬質物ウィスカのうちより分散複合材として
選択した硬質物ウィスカの2次凝集物の集合物と、炭化
珪素微粉末または窒化珪素微粉末等の硬質物微粉末のう
ちより分散複合助材として選択した硬質物微粉末と、を
混合した混合物を、極性の高い溶媒である水またはメチ
ルアルコール等の溶媒の中に投入し混合し攪拌し解繊し
て分散液を生成し、次いで其の分散液より溶媒を気化に
より除いた分散混合物を生成し、次いで其の分散混合物
をダイヤモンド粉末と其ノダイヤモンド粉末の焼結用結
合材とするコバルト・ニツケル・鉄・コバルト系合金・
ニツケル系合金・鉄系合金のうちより選択した金属の粉
末との混合物に、加えた混合物を生成し、次いで其の生
成した混合物を攪拌して均等分散混合物を生成し、其の
生成した均等分散混合物をウィスカ複合ダイヤモンド焼
結体を製造する焼結用原料とする。次いで生成した均等
分散混合物である焼結用原料を1.200℃以上の温度
と48,000Kg/i以上の圧力とより選定したダイ
ヤモンドの安定条件を満足する温度と圧力とにて加熱加
圧して、ダイヤモンド粒子の多数個と分散複合材とする
硬質物ウィスカ単繊維の多数個と分散複合助材とする硬
質物微粒子の多数個との均等分散混合体における個々の
粒子と個々の単繊維とに溶融した結合材金属が液相焼結
して液相焼結体を生成し、次いで加えていた圧力は保持
したままで加熱のみを停止し、更に冷却して固相焼結体
を生成し、次いで、保持していた圧力を常圧にもどし、
次いで生成した固相焼結体であるウィスカ複合ダイヤモ
ンド焼結体を加圧加熱室内より取り出す。得られるウィ
スカ複合ダイヤモンド焼結体は、高圧力と高温度とのも
とで行われた焼結作業において生成した焼結体である。
しかも其の、焼結体を構成しているダイヤモンド粒子の
多数個と分散複合材である硬質物ウィスカ単繊維の多数
個と分散複合助材である硬質物粉粒子の多数個と結合材
である金属組織とは夫々に固有の膨張率を有しているの
で、ウィスカ複合ダイヤモンド焼結体の内部に歪を生じ
ていると共に其の焼結体の内部に均等に分散している硬
質物ウィスカの多数個が個々の粒子に結合しているので
其の焼結体の内部に生じている歪による亀裂あるいは欠
損の発生を防止しているのである。次いで、斯様な焼結
体を用いて製作した工具をもって切削作業を行うときに
は、切削作業の衝撃によって工具を形成している焼結体
に内蔵している歪が誘発されて亀裂あるいは欠損を発生
せんとする現象を分散している硬質物ウィスカが抑制す
る作用を働くのである。
〔実施例〕
実施例 1゜ 分散複合材とする硬質物ウィスカとして炭化珪素ウィス
カ2次凝集物の集合物を50重量%と分散複合助材とす
る炭化珪素微粉末を50重量%との割合にて混合した混
合物を、極性の高い溶媒である水の中に投入し混合し攪
拌し解繊して分散液を生成し、次いで其の分散液を加熱
して水を気化させて除いて分散混合物を生成した。次い
で、其の生成した分散混合物を10重量%と、ダイヤモ
ンド粉末を82重量%と、コバルト粉末を8重量%との
割合にて混合した混合物を焼結用原料とした。次いで斯
様に配合した焼結用原料を、高温高圧発生プレス装置を
使用して58,000Kg/−の圧力にて加圧すると同
時に1,550℃の温度にて加熱して焼結体を生成し、
次いで加えていた圧力は保持したままで加熱のみを停止
し、外部より冷却して焼結体の温度が300℃にまで降
温した後に保持していた圧力を常圧にもどして生成した
焼結体を取り出した。得た焼結体は、ダイヤモンド粒子
の多数個と炭化珪素ウィスカ単繊維の多数個と炭化珪素
微粒子の多数個との混合体における個々の粒子および個
々の単繊維に溶融コバルトが液相焼結して複合焼結組織
体を構成しているウィスカ複合ダイヤモンド焼結体であ
った0実施例 2゜ 分散複合材とする硬質物ウィスカとして炭化珪素ウイス
カ2次凝集物の集合物を50重量%と分散複合助材とす
る炭化珪素微粉末を50重量%との割合にて混合した混
合物を、極性の高い溶媒である水の中に投入し混合し攪
拌し解繊して分散液を生成し、次いで、其の生成した分
散液を加熱して水を気化させて除いて分散混合物を生成
した。次いで、其の生成した分散混合物を10重量%と
、ダイヤモンド粉末を82重量%と、ニッケル粉末を8
重量%と、の割合にて混合した混合物を焼結用原料とし
た。次いで、斯様に配合した焼結用原料を、高温高圧発
生プレス装置を使用して56,500Kg/iの圧力に
て加圧すると同時に1,510℃の温度にて加熱して焼
結体を生成し、次いで加えていた圧力を保持したままで
加熱のみを停止し、冷却して、加圧加熱室内の温度が3
00℃にまで降温した後に保持していた圧力を常圧にも
どして生成した焼結体を取り出した。得た焼結体は、ダ
イヤモンド粒子の多数個と炭化珪素ウィスカ単繊維の多
数個と炭化珪素微粒子の多数個との混合体における個々
の粒子および個々の単繊維に溶融ニッケルが液相焼結し
て複合焼結組織体を構成しているウィスカ複合ダイヤモ
ンド焼結体であった。
〔発明の効果〕
以上に説明した本発明の方法により製造した本発明のウ
ィスカ複合ダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド粒子の
多数個と分散複合材とする硬質物ウィスカ単繊維の多数
個と分散複合助材とする硬質物微粒子の多数個との混合
体における個々の粒子および個々の単繊維に溶融した結
合材である金属が液相焼結して複合焼結組織体を構成し
て成るものであって其の複合焼結組織体を構成している
ダイヤモンド粒子の多数個と分散複合材である硬質物ウ
ィスカ単繊維の多数個と分散複合助材である硬質物微粒
子の多数個と結合材である金属の組織とが、夫々の固有
の膨脂率を有していることにより、ウィスカ複合ダイヤ
モンド焼結体の内部に歪を生じていると共襄其の焼結7
体の内部に均等に分散している硬質物ウィスカの多数個
が個々の粒子に結合しているので其の焼結体の内部に生
じている歪による亀裂あるいは欠損の発生を防止してい
るのである。
斯様な焼結体を用いて製作した工具をもって切削作業を
行うときは、其の切削作業等の衝撃によって工具を形成
している焼結体に内蔵している歪によって誘発される亀
裂あるいは欠損か発生せんとする現象を分散している硬
質物ウィスカの多数個か抑制する作用を発揮することと
なる。従って、本発明のウィスカ複合ダイヤモンド焼結
体をもって製作した工具は亀裂や欠損の発生が抑制され
ているので工具の有効利用率を著しく高める効果を奏す
ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭化珪素ウイスカまたは窒化珪素ウイスカ等の硬
    質物ウイスカのうちより分散複合材として選択した硬質
    物ウイスカの2次凝集物の集合物を50重量%乃至90
    重量%と、炭化珪素微粉末または窒化珪素微粉末等の硬
    質物微粉末のうちより分散複合助材として選択した硬質
    物微粉末を50重量%乃至10重量%と、の割合範囲内
    より選定した割合にて混合した混合物を、極性の高い水
    またはメチルアルコール等の溶媒の中に投入し混合し攪
    拌し解繊して均等分散液を生成し、次いで其の均等分散
    液より溶媒を気化させて生成した均等分散混合物を30
    重量%乃至5重量%と、ダイヤモンド粉末を50重量%
    乃至90重量%と、結合材とするコバルト・ニツケル・
    鉄・コバルト系合金・ニツケル系合金・鉄系合金のうち
    より選択した金属の粉末を20重量%乃至5重量%と、
    の割合範囲内より選定した割合にて混合した混合物を1
    ,200℃以上の温度と48,000Kg/cm^2以
    上の圧力とより選定したダイヤモンドの安定条件を満足
    する温度と圧力とにて焼結した焼結体において、ダイヤ
    モンド粒子の多数個と硬質物ウイスカ単繊維の多数個と
    分散複合助材粒子の多数個との混合体における個々の粒
    子および個々の単繊維に溶融した結合材金属が液相焼結
    して複合焼結組織体を構成していることを特徴とするウ
    イスカ複合ダイヤモンド焼結体。
  2. (2)炭化珪素ウイスカまたは窒化珪素ウイスカ等の硬
    質物ウイスカのうちより分散複合材として選択した硬質
    物ウイスカの2次凝集物の集合物を50重量%乃至90
    重量%と、炭化珪素微粉末または窒化珪素微粉末等の硬
    質物微粉末のうちより分散複合助材として選択した硬質
    物微粉末を50重量%乃至10重量%と、の割合範囲内
    より選定した割合にて混合した混合物を、極性の高い水
    またはメチルアルコール等の溶媒の中に投入し混合し攪
    拌し解繊して均等分散液を生成し、次いで其の均等分散
    液より溶媒を気化させて生成した均等分散混合物を30
    重量%乃至5重量%と、ダイヤモンド粉末を50重量%
    乃至90重量%と、結合材とするコバルト・ニツケル・
    鉄・コバルト系合金・ニツケル系合金・鉄系合金のうち
    より選択した金属の粉末を20重量%乃至5重量%と、
    の割合範囲内より選定した割合にて混合した混合物を1
    ,200℃以上の温度と48.000Kg/cm^2以
    上の圧力とより選定したダイヤモンド安定条件を満足す
    る温度と圧力とにて加熱加圧して、ダイヤモンド粒子の
    多数個と硬質物ウイスカ単繊維の多数個と分散複合助材
    粒子の多数個との混合体における個々の粒子および個々
    の単繊維に溶融した結合材金属が液相焼結して液相焼結
    体を生成し、次いで加えていた圧力は保持したままで加
    熱のみを停止し、更に冷却して固相焼結体を生成し、次
    いで保持していた圧力を常圧にもどして安定した固相焼
    結体である複合焼結組織体を生成することを特徴とする
    ウイスカ複合ダイヤモンド焼結体の製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0699642A3 (en) * 1994-08-29 1996-09-18 Smith International Whisker or fiber reinforced polycrystalline cubic boron nitride or diamond
US8828899B2 (en) 2010-02-12 2014-09-09 Element Six Limited Superhard element, method of using same and method of making same

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EP0699642A3 (en) * 1994-08-29 1996-09-18 Smith International Whisker or fiber reinforced polycrystalline cubic boron nitride or diamond
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