JPH04144966A - ウイスカー複合立方晶窒化硼素焼結体およびその製造法 - Google Patents

ウイスカー複合立方晶窒化硼素焼結体およびその製造法

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JPH04144966A
JPH04144966A JP2263065A JP26306590A JPH04144966A JP H04144966 A JPH04144966 A JP H04144966A JP 2263065 A JP2263065 A JP 2263065A JP 26306590 A JP26306590 A JP 26306590A JP H04144966 A JPH04144966 A JP H04144966A
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boron nitride
cubic boron
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/583Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
    • C04B35/5831Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride based on cubic boron nitrides or Wurtzitic boron nitrides, including crystal structure transformation of powder

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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り製造した本発明のウィスカー複合
窒化硼素焼結体は、通常使用されている立方晶窒化硼素
焼結体と同じ分野において利用される工具材である。
〔従来の技術〕
従来工具材として使用されている立方晶窒化硼素焼結体
の製造は、立方晶窒化硼素粉末に結合材とするニッケル
粉末を添加して成る混合物をニッケル粉末が立方晶窒化
硼素粉末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立方晶窒化硼素の安定領域における
圧力にて加圧して立方晶窒化硼素焼結体を生成する方法
であって、−数的に行われている焼結作業は、立方晶窒
化硼素粉末にニッケル粉末を混合して成る混合粉末に窒
化チタン粉末を少量添加した混合物を47,000Kg
/c4以上の圧力にて加圧すると同時に1,500℃以
上の温度にて加熱して、立方晶窒化硼素焼結体を製造し
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、従来使用されている立方晶窒
化硼素焼結体は、立方晶窒化硼素粉末に結合材とするニ
ッケル粉末を添加した混合物を47,000Kg/cJ
以上の圧力と1,500℃以上の温度とのもとで焼結し
て得られる立方晶窒化硼素焼結体である。斯様に高圧高
温下で生成した立方晶窒化硼素焼結体を構成している立
方晶窒化硼素粒子の多数個と結合材であるニラ/ ケル粒子の多数個が液相焼結して生成したニッケル組織
とは、夫々に固有の膨張率を有している。従って、相互
に異る膨張度を形成しており、従って焼結体を生成した
立方晶窒化硼素焼結体の内部には歪を内蔵している。其
の歪を内蔵している立方晶窒化硼素焼結体を使用して製
造した切削工具を用いて切削作業を行う場合には、其の
切削作業時に起る衝撃により工具に内蔵している歪が其
の工具に大小の亀裂あるいは大小の欠損を誘発する原因
となる。斯様に工具を構成する立方晶窒化硼素焼結体に
内蔵している歪により誘発される大小の亀裂あるいは大
小の欠損の発生を抑制する手段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〕
前項にて説明したように、問題点を解決するために主材
とする立方晶窒化硼素粉末と焼結助材として選択した金
属粉末金属の粉末との混合粉末に各種硬質物ウィスカー
のうちより分散複合材として選択した硬質物ウィスカー
の単繊維集合体の集合物に分散複合助材とする立方晶窒
化硼素微粉末を加えた混合物を水またはメチルアルコー
ル等の分散媒の中に投入し機械的運動による撹拌と超音
波振動による撹拌とを行って生成したウィスカー分散混
合液より分散媒を気化させて除いて成るウィスカー分散
混合物を生成し、次いで、其のウィスカー分散混合物を
主材である立方晶窒化硼素粉末とコバルト・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
より焼結助材として選択した金属の粉末との混合粉末に
、加えて混合した混合物を焼結用原料とし、其の焼結用
原料を46,000に9 / cr1以上の圧力と1,
480℃以上の温度とより立方晶窒化硼素の安定条件を
満足する圧力と温度として選定した焼結用圧力と焼結用
温度とにて加圧加熱して硬質物ウィスカーの単繊維の多
数個を分散結合した立方晶窒化硼素焼結体な生成するこ
とによって、立方晶窒化硼素焼結体の内部に内蔵してい
る歪にともなう脆性にもとづく大小の亀裂あるいは大小
の欠損が発生する現象を抑制して、問題点を解決しよう
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ーまたは窒化珪素
ウィスカー等の硬質物ウィスカーのうちより分散複合材
として選択した硬質物ウィスカーの単繊維集合体の集合
物と立方晶窒化硼素微粉末と、を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分散媒の中に投入
し機械的運動による撹拌と超音波振動による撹拌とを行
ってウィスカー分散混合液を生成し、次いで其の生成し
たウィスカー分散混合液より分散媒を気化させて除いて
ウィスカー分散混合物を生成し、次いで其のウィスカー
分散混合物に、立方晶窒化硼素粉末とコバルト・ニツケ
ル・鉄・コバルト系合金・ニツケル系合金・鉄系合金の
うちより焼結助材として選択した金属の粉末との混合粉
末を加えて混合した混合物を焼°結用原料とし、其の焼
結用原料を高温高圧発生装置を使用して46,000K
y/c!1以上の圧力と1.480℃以上の温度とより
立方晶窒化硼素の安定条件を満足する圧力と温度として
選定した焼結用圧力と焼結用温度のもとにて加圧加熱し
て、硬質物ウィスカー単繊維の多数個と立方晶窒化硼素
微粒子の多数個と立方晶窒化硼素粒子の多数個との混合
体における個々の硬質物ウィスカー単繊維および個々の
立方晶窒化硼素微粒子および個々の立方晶窒化硼素粒子
が焼結助材金属粉末の溶融体の作用により相互に結合し
て形成した結合体の中の隙間に焼結助材金属粉末の溶融
体が充填して成る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を高温高圧発生装
置より取り出す。得られる固相焼結体は複合焼結組織体
を構成しているウィスカー複合窒化硼素焼結体である。
斯様にして生成したウィスカー複合立方晶窒化硼素焼結
体は高圧力と高温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り、且つ其の焼結体であるウィスカ
ー複合立方晶窒化硼素焼結体を構成している主材である
立方晶窒化硼素粒子の多数個と分散複合材である硬質物
ウィスカー単繊維の多数個と分散複合助材である立方晶
窒化硼素微粒子の多数個と焼結助材である金属粉末の金
属焼結組織とは夫々に固有の膨張率を有していることに
よって其のウィスカー複合立方晶窒化硼素焼結体の内部
には歪を内蔵している。其のウィスカー複合立方晶窒化
硼素焼結体の内部には硬質物ウィスカー単繊維の多数個
が分散結合しており、其のウィスカー複合立方晶窒化硼
素焼結体を使用して製作した切削工具等を用いて切削作
業等を行う場合に切削工具を形成しているウィスカー複
合立方晶窒化硼素焼結体が受ける衝撃が其の焼結体の内
部に内蔵している歪を原因とする大小の亀裂あるいは大
小の欠損が誘発することを其の切削工具を形成している
焼結体の内部に分散結合している硬質物ウィスカー単繊
維の多数個が抑制する作用を発揮することとなる。
〔実施例〕
実施例 1゜ 分散混合材とする炭化珪素ウィスカーの単繊維集合体の
集合物を60重量%と分散複合助材とする立方晶窒化硼
素微粉末を40重量%との割合にて混合した混合物を、
極性の高い分散媒である水の中に投入し機械的運動によ
る撹拌と超音波振動による撹拌とを行ってウィスカー分
散混合液を生成し、次いで其のウィスカー分散混合液を
加熱して水を気化させて除いてウィスカー分散混合物を
生成した。次いで其のウィスカー分散混合物を4重量%
と立方晶窒化硼素粉末を91重量%と焼結助材とするニ
ッケル粉末を5重量%と、の割合にて混合した混合物を
焼結用原料とした。次いで配合した焼結用原料を高温高
圧発生装置を使用して48,500に9/ad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、更に外部より冷却して、其の高温高
圧発生室内の温度が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高温高圧
発生室内より取り出した。得た焼結体は、立方晶窒化硼
素粒子の多数個と分散複合材とした炭化珪素ウィスカー
単繊維の多数個と分散複合助材とした立方晶窒化硼素微
粒子の多数個とが焼結助材である金属粉末の溶融体の作
用により相互に結合して形成した結合体の中の隙間に焼
結助材金属であるニッケル粉末の溶融体が充填して液相
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、更に外部より冷却し
て固相焼結体を生成し、次いで保持していた圧力を常圧
にもどして複合焼結組織体を構成したウィスカー複合立
方晶窒化硼素焼結体であった。
実施例 2゜ 分散複合材とする炭化珪素ウィスカーの単繊維集合体の
集合物を50重量%と分散複合助材とする立方晶窒化硼
素微粉末を50重量%との割合にて混合した混合物を、
極性の高い分散媒である水の中に投入し機械的運動によ
る撹拌と超音波振動による撹拌とを行ってウィスカー分
散混合液を生成し、次いで其のウィスカー分散混合液を
加熱して水を気化させて除いてウィスカー分散混合物を
生成した。次いでウィスカー分散混合物を5重量%と立
方晶窒化硼素粉末を90重量%と焼結助材とするニッケ
ル粉末を5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、其の配合した焼結用原料を高温高
圧発生装置を使用して48,500V4/i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、更に外部より冷却して其の高温高圧発
生室内の温度が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高温高圧発生
室内より取り出した。得た焼結体は、立方晶窒化硼素粒
子の多数個と分散複合材とした炭化珪素ウィスカー単繊
維の多数個と分散複合助材とした立方晶窒化硼素微粒子
の多数個とが焼結助材としたニッケル粉末の溶融体の作
用により相互に結合して形成した結合体の中の隙間に焼
結助材金属であるニッケル粉末の溶融体が充填して、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、更に外部より冷却
して固相焼結体を生成し、次いで保持していた圧力を常
圧にもどして複合焼結組織体を構成したウィスカー複合
立方晶窒化硼素焼結体であった。
〔発明の効果〕
以上に説明した本発明の製造法によって製造した本発明
のウィスカー複合立方晶窒化硼素焼結体は、立方晶窒化
硼素粒子の多数個と分散複合材とする硬質物ウィスカー
単繊維の多数個と分散複合助材とする立方晶窒化硼素微
粒子の多数個と焼結助材金属粉末の焼結組織とが複合し
て成る複合焼結組織体であって、其の複合焼結組織体を
構成している主材である立方晶窒化硼素粒子と分散複合
材である硬質物ウィスカー単繊維と分散複合”助材であ
る立方晶窒化硼素微粒子と焼結助材である金属粉末の焼
結組織とが夫々に固有の膨張率を有しているので、これ
らの構成材をもって成る複合焼結組織体であるウィスカ
ー複合立方晶窒化硼素焼結体の内部には歪が内蔵されて
いる。斯様なウィスカー複合立方晶窒化硼素焼結体を使
用して製作した工具等を用いた切削作業時には、其の切
削作業時に受ける衝撃によって其の工具を形成している
ウィスカー複合立方晶窒化硼素焼結体に内蔵されている
歪が大小の亀裂あるいは大小の欠損を誘発しようとする
のであるが、其の焼結体の内部に分散結合している抗張
力の高い硬質物ウィスカー単繊維の多数個が大tJXの
亀裂あるいは大小の欠損の発生を抑制する機能を発揮す
ることとなるので、其の工具の有効利用率を著しく高め
る効果を奏すことができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  各種硬質物ウイスカーのうちより分散複合材として選
    択した硬質物ウイスカーの単繊維集合体の集合物を60
    重量%乃至40重量%と、分散複合助材とする立方晶窒
    化硼素微粉末を40重量%乃至60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分散媒の中に投入し機
    械的運動による撹拌と超音派振動による撹拌とを行つて
    ウイスカー分散混合液を生成し、次いで其のウイスカー
    分散混合液より分散媒を気化させて除いてウイスカー分
    散混合物を生成し、其の生成したウイスカー分散混合物
    を20重量%乃至5重量%と、立方晶窒化硼素粉末を7
    4重量%乃至91重量%と、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
    焼結助材として選択した金属の粉末を6重量%乃至4重
    量%と、の割合範囲内より選定した割合にて混合した混
    合物を焼結用原料とし、其の焼結用原料を46,000
    Kg/cm^2以上の圧力と1,480℃以上の温度と
    より立方晶窒化硼素の安定条件を満足する圧力と温度と
    して選定した焼結用圧力と焼結用温度のもとにて加圧加
    熱して生成した焼結体において、立方晶窒化硼素微粒子
    の多数個および立方晶窒化硼素粒子の多数個および硬質
    物ウイスカー単繊維の多数個が焼結助材金属粉末の溶融
    体の作用により相互に結合して形成した結合体の中の隙
    間に焼結助材金属の溶融体が充填して液相焼結し次いで
    固化して複合焼結組織体を構成していることを特徴とす
    るウイスカー複合立方晶窒化硼素焼結体。 (2)各種硬質物ウイスカーのうちより分散複合材とし
    て選択した硬質物のウイスカー単繊維集合体の集合物を
    60重量%乃至40重量%と、分散複合助材とする立方
    晶窒化硼素微粉末を40重量%乃至60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分散媒の中に投入
    し機械的運動による撹拌と超音波振動による撹拌とを行
    つてウイスカー分散混合液を生成し、次いで其のウイス
    カー分散混合液より分散溶媒を気化させて除いてウイス
    カー分散混合物を生成し、其の生成したウイスカー分散
    混合物を20重量%乃至5重量%と立方晶窒化硼素粉末
    を74重量%乃至91重量%と、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
    より焼結助材として選択した金属の粉末を6重量%乃至
    4重量%と、の割合範囲内より選定した割合にて混合し
    た混合物を焼結用原料とし、其の焼結用原料を46,0
    00Kg/cm^2以上の圧力と1,480℃以上の温
    度とより立方晶窒化硼素の安定条件を満足する圧力と温
    度として選定した焼結用圧力と焼結用温度のもとにて加
    圧加熱して、硬質物ウイスカー単繊維の多数個と立方晶
    窒化硼素微粒子の多数個と立方晶窒化硼素粒子の多数個
    との混合体における個々の硬質物ウイスカー単繊維およ
    び個々の立方晶窒化硼素微粒子および個々の立方晶窒化
    硼素粒子が焼結助材金属粉末の溶融体の作用により相互
    に結合して形成した結合体の中の隙間に焼結助材金属の
    溶融体が充填して液相焼結して液相焼結体を生成し、次
    いで加え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、次いで保持した圧力を
    常圧にもどして複合焼結組織体を生成することを特徴と
    するウイスカー複合立方晶窒化硼素焼結体の製造法。
JP2263065A 1990-10-02 1990-10-02 ウイスカー複合立方晶窒化硼素焼結体およびその製造法 Expired - Lifetime JPH0674176B2 (ja)

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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
WO2011098556A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Element Six (Production) (Pty) Ltd Superhard element, method of using same and method of making same

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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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