JPH04238884A - ダイヤモンド含有燒結材料 - Google Patents
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Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダイヤモンド含有燒結材
料に関し、さらに詳しく言うと、基材である燒結体とそ
の表面を被覆するダイヤモンド膜との密着性に優れ、高
い切削性能および研磨性能に優れたダイヤモンド含有燒
結材料に関する。
料に関し、さらに詳しく言うと、基材である燒結体とそ
の表面を被覆するダイヤモンド膜との密着性に優れ、高
い切削性能および研磨性能に優れたダイヤモンド含有燒
結材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、切削工具、ダイス等の高い硬度や
耐摩耗性の要求される工具類を製造するのに、金属、超
硬合金、セラミックス等からなる硬質材料の表面に気相
法によりダイヤモンドを被覆する技術が多く提案されて
いる。しかしながら、かかる技術を利用して製造される
工具類においては、硬質材料とダイヤモンド膜との密着
性が十分でないという欠点がある。すなわち、前記工具
を使用すると短時間の内にダイヤモンド膜が剥離してし
まって、工具寿命が短いのである。
耐摩耗性の要求される工具類を製造するのに、金属、超
硬合金、セラミックス等からなる硬質材料の表面に気相
法によりダイヤモンドを被覆する技術が多く提案されて
いる。しかしながら、かかる技術を利用して製造される
工具類においては、硬質材料とダイヤモンド膜との密着
性が十分でないという欠点がある。すなわち、前記工具
を使用すると短時間の内にダイヤモンド膜が剥離してし
まって、工具寿命が短いのである。
【0003】一方、工具基材として、ダイヤモンド粉末
と燒結助剤とを燒結してなるダイヤモンド燒結体の表面
に、気相法によりダイヤモンド膜を被覆する技術も提案
されている。ところがダイヤモンド燒結体は、一般に高
価であり、しかも靭性が十分でなく欠損し易いと言う問
題点がある。このような状況の下で、ダイヤモンド燒結
体へのダイヤモンド膜の被覆に関して以下のような技術
が提案されている。
と燒結助剤とを燒結してなるダイヤモンド燒結体の表面
に、気相法によりダイヤモンド膜を被覆する技術も提案
されている。ところがダイヤモンド燒結体は、一般に高
価であり、しかも靭性が十分でなく欠損し易いと言う問
題点がある。このような状況の下で、ダイヤモンド燒結
体へのダイヤモンド膜の被覆に関して以下のような技術
が提案されている。
【0004】すなわち、特開昭60−90884号公報
には、その特許請求の範囲に、『ダイヤモンド基燒結材
料の表面に、気相合成法によるダイヤモンド被覆層を0
.2〜20μmの平均膜厚で形成してなる切削工具およ
び耐摩耗工具用表面被覆ダイヤモンド基燒結材料』が記
載されている。
には、その特許請求の範囲に、『ダイヤモンド基燒結材
料の表面に、気相合成法によるダイヤモンド被覆層を0
.2〜20μmの平均膜厚で形成してなる切削工具およ
び耐摩耗工具用表面被覆ダイヤモンド基燒結材料』が記
載されている。
【0005】特開昭62−297299号公報には、そ
の特許請求の範囲に、『ダイヤモンド含有燒結体の表面
にダイヤモンド薄膜を形成したものであることを特徴と
するダイヤモンド放熱体』が記載されている。
の特許請求の範囲に、『ダイヤモンド含有燒結体の表面
にダイヤモンド薄膜を形成したものであることを特徴と
するダイヤモンド放熱体』が記載されている。
【0006】特開昭63−69971号公報には、その
特許請求の範囲に、『鉄属金属とダイヤモンドとを含有
した燒結体の表面から少なくとも2μmの深さまで存在
している鉄族金属を除去後、もしくは該鉄族金属を除去
した部分に鉄族金属以外の物質を埋設後、前記燒結体の
表面に気相合成法によりダイヤモンド被覆層を形成させ
ることを特徴とするダイヤモンド被覆燒結体の製造方法
』が記載されている。
特許請求の範囲に、『鉄属金属とダイヤモンドとを含有
した燒結体の表面から少なくとも2μmの深さまで存在
している鉄族金属を除去後、もしくは該鉄族金属を除去
した部分に鉄族金属以外の物質を埋設後、前記燒結体の
表面に気相合成法によりダイヤモンド被覆層を形成させ
ることを特徴とするダイヤモンド被覆燒結体の製造方法
』が記載されている。
【0007】特開昭63−185859号公報には、そ
の特許請求の範囲に、『燒結ダイヤモンドを収納し真空
にした容器内に炭化水素ガスと水素ガスを導入しつつ、
前記容器内を排気して該容器内の圧力を維持すると共に
、前記燒結ダイヤモンドを加熱して該燒結ダイヤモンド
の表面にダイヤモンドを析出させ被膜形成することを特
徴とする燒結ダイヤモンドにおけるダイヤモンド被膜形
成方法』および『燒結ダイヤモンドにダイヤモンドを被
膜してなることを特徴とするダイヤモンド被膜燒結ダイ
ヤモンド』が記載されている。
の特許請求の範囲に、『燒結ダイヤモンドを収納し真空
にした容器内に炭化水素ガスと水素ガスを導入しつつ、
前記容器内を排気して該容器内の圧力を維持すると共に
、前記燒結ダイヤモンドを加熱して該燒結ダイヤモンド
の表面にダイヤモンドを析出させ被膜形成することを特
徴とする燒結ダイヤモンドにおけるダイヤモンド被膜形
成方法』および『燒結ダイヤモンドにダイヤモンドを被
膜してなることを特徴とするダイヤモンド被膜燒結ダイ
ヤモンド』が記載されている。
【0008】しかしながら、これらの公報に記載されて
いるダイヤモンド燒結体は、いずれもダイヤモンドを5
0容量%以上の割合で含有しているダイヤモンドを主成
分とする燒結体である。しかも、これら公報に記載の技
術は、基材としてのダイヤモンド燒結体の改良に関し、
また、ダイヤモンド燒結体の表面の微視的な表面凹凸や
ひび発生部を、気相合成によるダイヤモンドで被覆する
ことにより平滑化することに関するものであることから
、ダイヤモンド燒結体の有する問題点の本質的な解決法
ではない。
いるダイヤモンド燒結体は、いずれもダイヤモンドを5
0容量%以上の割合で含有しているダイヤモンドを主成
分とする燒結体である。しかも、これら公報に記載の技
術は、基材としてのダイヤモンド燒結体の改良に関し、
また、ダイヤモンド燒結体の表面の微視的な表面凹凸や
ひび発生部を、気相合成によるダイヤモンドで被覆する
ことにより平滑化することに関するものであることから
、ダイヤモンド燒結体の有する問題点の本質的な解決法
ではない。
【0009】さらに、これらに開示されている基材とし
てのダイヤモンド燒結体は、燒結助剤として、Co、N
i、Feなど鉄族金属を一般に用いたものであり、被覆
ダイヤモンド膜との密着性が悪く、例えば前記特開昭6
3−69971号公報に記載の前処理を必要とする問題
点を有している。
てのダイヤモンド燒結体は、燒結助剤として、Co、N
i、Feなど鉄族金属を一般に用いたものであり、被覆
ダイヤモンド膜との密着性が悪く、例えば前記特開昭6
3−69971号公報に記載の前処理を必要とする問題
点を有している。
【0010】したがって、前記公報に記載の技術による
ダイヤモンド燒結体は、耐摩耗性には優れてはいるが、
その靭性は十分ではなく、切削時のチッピング摩耗を生
じ易く、工具としての安定した使用を保証することがで
きない、と言う問題点を有している。
ダイヤモンド燒結体は、耐摩耗性には優れてはいるが、
その靭性は十分ではなく、切削時のチッピング摩耗を生
じ易く、工具としての安定した使用を保証することがで
きない、と言う問題点を有している。
【0011】本発明は、前記事情を改善するためになさ
れたものである。
れたものである。
【0012】本発明の目的は、基材として高硬度、高靭
性の燒結体を用い、燒結体と気相合成法で形成されたダ
イヤモンド膜あるいはダイヤモンド粒子との密着性が高
く、高性能で耐久性に優れた、たとえば、切削工具、研
磨工具等の超硬工具、耐摩耗性部材等として使用するこ
とのできる寿命の長い高強度燒結材料を提供することに
ある。
性の燒結体を用い、燒結体と気相合成法で形成されたダ
イヤモンド膜あるいはダイヤモンド粒子との密着性が高
く、高性能で耐久性に優れた、たとえば、切削工具、研
磨工具等の超硬工具、耐摩耗性部材等として使用するこ
とのできる寿命の長い高強度燒結材料を提供することに
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的をを達成するた
めの請求項1に記載の本発明は、ダイヤモンド粉を40
容量%以下の割合で含有する燒結体の表面に、気相合成
法で形成されたダイヤモンドを有することを特徴とする
ダイヤモンド含有燒結材料であり、また請求項2に記載
の本発明は、前記ダイヤモンドが膜状に形成されてなる
前記請求項1に記載のダイヤモンド含有燒結材料であり
、また請求項3に記載の本発明は、前記燒結体が40容
量%以下のダイヤモンド粉と、60容量%を越える割合
の、金属、ケイ素、およびホウ素、ならびにこれらの炭
化物、酸化物、窒化物、および硼化物よりなる群から選
択される少なくとも一種の粉末とを含有する燒結体であ
る前記請求項1に記載のダイヤモンド含有燒結材料であ
る。
めの請求項1に記載の本発明は、ダイヤモンド粉を40
容量%以下の割合で含有する燒結体の表面に、気相合成
法で形成されたダイヤモンドを有することを特徴とする
ダイヤモンド含有燒結材料であり、また請求項2に記載
の本発明は、前記ダイヤモンドが膜状に形成されてなる
前記請求項1に記載のダイヤモンド含有燒結材料であり
、また請求項3に記載の本発明は、前記燒結体が40容
量%以下のダイヤモンド粉と、60容量%を越える割合
の、金属、ケイ素、およびホウ素、ならびにこれらの炭
化物、酸化物、窒化物、および硼化物よりなる群から選
択される少なくとも一種の粉末とを含有する燒結体であ
る前記請求項1に記載のダイヤモンド含有燒結材料であ
る。
【0014】以下、本発明について詳細に説明する。
【0015】−燒結体−
(1)ダイヤモンド粉
本発明においては、本発明のダイヤモンド含有燒結材料
の基材に用いられる燒結体におけるダイヤモンドの含有
割合は、40容量%以下、好ましくは35〜1容量%、
さらに好ましくは30〜2容量%の範囲にある。
の基材に用いられる燒結体におけるダイヤモンドの含有
割合は、40容量%以下、好ましくは35〜1容量%、
さらに好ましくは30〜2容量%の範囲にある。
【0016】ダイヤモンド粉が40容量%を超える割合
で燒結体中に含有されていると、燒結体の主成分が著し
く高い硬さを有するダイヤモンドで構成されているため
に、それ自体を切削工具として使用した場合、優れた耐
摩耗性を示すものの、十分な靭性を備えることができな
くなる。したがって、かかる燒結体を利用してダイヤモ
ンド膜を表面に被覆した工具にあっても、この靭性不足
が原因になって切削時に工具にチッピング摩耗を起こし
易く、この結果、ダイヤモンドが本来具備している優れ
た耐摩耗性を十分に発揮することができなくなることが
ある。
で燒結体中に含有されていると、燒結体の主成分が著し
く高い硬さを有するダイヤモンドで構成されているため
に、それ自体を切削工具として使用した場合、優れた耐
摩耗性を示すものの、十分な靭性を備えることができな
くなる。したがって、かかる燒結体を利用してダイヤモ
ンド膜を表面に被覆した工具にあっても、この靭性不足
が原因になって切削時に工具にチッピング摩耗を起こし
易く、この結果、ダイヤモンドが本来具備している優れ
た耐摩耗性を十分に発揮することができなくなることが
ある。
【0017】本発明のダイヤモンド含有燒結材料に用い
られる燒結体の原料となる前記ダイヤモンド粉の粒子径
は通常、0.1〜50μm、好ましくは0.2〜20μ
m、さらに好ましくは0.2〜10μmである。
られる燒結体の原料となる前記ダイヤモンド粉の粒子径
は通常、0.1〜50μm、好ましくは0.2〜20μ
m、さらに好ましくは0.2〜10μmである。
【0018】本発明においては、ダイヤモンド粉の配合
量およびその粒径は燒結体の表面に気相合成法により析
出するダイヤモンドの状態に影響を与える。蓋然的に言
うと、(1)ダイヤモンド粉の粒径が大きく、配合量が
少ないときには、燒結体の表面に露出するダイヤモンド
粉の分布密度が小さいので、そのような表面に、気相合
成されるダイヤモンドが点状に析出することになる傾向
があり、また、(2)ダイヤモンド粉の粒径が小さくそ
の配合量が多いときには燒結体表面に露出するダイヤモ
ンド粉の分布密度が大きく、析出核発生点が多くなるの
で、そのような表面には、気相合成されるダイヤモンド
が膜状に析出することになる傾向がある。あるいは、(
3)ダイヤモンド粉の粒径分布が大きくなるときには、
燒結体表面には、気相合成されるダイヤモンドが凹凸の
ある膜状に析出することになる傾向がある。このように
、ダイヤモンド粉の粒径とその配合量とによって燒結体
の表面に析出するダイヤモンドの状態が相違するので、
ダイヤモンド含有燒結材料は、ダイヤモンドの析出状態
に応じた用途に供せられる。たとえば、前記(1)およ
び(3) の場合は、ダイヤモンド燒結材料は、研磨材
としての用途があり、前記(2)の場合には、ダイヤモ
ンド燒結材料は、切削工具や耐摩耗部品などとしての用
途がある。
量およびその粒径は燒結体の表面に気相合成法により析
出するダイヤモンドの状態に影響を与える。蓋然的に言
うと、(1)ダイヤモンド粉の粒径が大きく、配合量が
少ないときには、燒結体の表面に露出するダイヤモンド
粉の分布密度が小さいので、そのような表面に、気相合
成されるダイヤモンドが点状に析出することになる傾向
があり、また、(2)ダイヤモンド粉の粒径が小さくそ
の配合量が多いときには燒結体表面に露出するダイヤモ
ンド粉の分布密度が大きく、析出核発生点が多くなるの
で、そのような表面には、気相合成されるダイヤモンド
が膜状に析出することになる傾向がある。あるいは、(
3)ダイヤモンド粉の粒径分布が大きくなるときには、
燒結体表面には、気相合成されるダイヤモンドが凹凸の
ある膜状に析出することになる傾向がある。このように
、ダイヤモンド粉の粒径とその配合量とによって燒結体
の表面に析出するダイヤモンドの状態が相違するので、
ダイヤモンド含有燒結材料は、ダイヤモンドの析出状態
に応じた用途に供せられる。たとえば、前記(1)およ
び(3) の場合は、ダイヤモンド燒結材料は、研磨材
としての用途があり、前記(2)の場合には、ダイヤモ
ンド燒結材料は、切削工具や耐摩耗部品などとしての用
途がある。
【0019】本発明における燒結体中に含有されるダイ
ヤモンド粉は、天然のダイヤモンドであっても合成ダイ
ヤモンドであっても制限なく使用することができる。人
工ダイヤモンドは、公知の方法により製造することがで
きる。
ヤモンド粉は、天然のダイヤモンドであっても合成ダイ
ヤモンドであっても制限なく使用することができる。人
工ダイヤモンドは、公知の方法により製造することがで
きる。
【0020】好ましいその製造方法を挙げると、たとえ
ば、高圧合成法、低圧合成法等がある。
ば、高圧合成法、低圧合成法等がある。
【0021】(2)他の組成原料
本発明においては、本発明のダイヤモンド含有燒結材料
に用いられる燒結体は、60容量%を越える割合の、好
ましくは70〜99容量%の割合の、金属、ケイ素、お
よびホウ素、ならびにこれらの炭化物、酸化物、窒化物
、および硼化物よりなる群から選択される少なくとも一
種の粉末を含有する。
に用いられる燒結体は、60容量%を越える割合の、好
ましくは70〜99容量%の割合の、金属、ケイ素、お
よびホウ素、ならびにこれらの炭化物、酸化物、窒化物
、および硼化物よりなる群から選択される少なくとも一
種の粉末を含有する。
【0022】前記金属としては、周期律表のIII a
またはIII b族に属する金属例えばY、Al、IV
a族の金属例えばTi、Zr、Hf、Va族金属例えば
V、Nb、Ta、およびVIa属の金属例えばCr、M
o、Wを挙げることができる。好ましい前記金属の具体
例としては、Al、Y、Ti、Ta、Mo、W等を挙げ
ることができる。
またはIII b族に属する金属例えばY、Al、IV
a族の金属例えばTi、Zr、Hf、Va族金属例えば
V、Nb、Ta、およびVIa属の金属例えばCr、M
o、Wを挙げることができる。好ましい前記金属の具体
例としては、Al、Y、Ti、Ta、Mo、W等を挙げ
ることができる。
【0023】前記金属やケイ素およびホウ素の炭化物、
酸化物、窒化物、硼化物、そして複合物の具体例として
は、Al2 O3 、Y2 O3 、Si3 N4 、
SiC、WC、タングステン酸化物、TaC、TiC、
VC、HfC、NbC、NbN、TiN、VN、RaN
、ZrN、c−BN、h−BN、サイアロンなどを挙げ
ることができる。
酸化物、窒化物、硼化物、そして複合物の具体例として
は、Al2 O3 、Y2 O3 、Si3 N4 、
SiC、WC、タングステン酸化物、TaC、TiC、
VC、HfC、NbC、NbN、TiN、VN、RaN
、ZrN、c−BN、h−BN、サイアロンなどを挙げ
ることができる。
【0024】なお、本発明における燒結体においては、
必要により、上記以外のほかの成分を添加することもで
きる。たとえば、熱膨張係数が2.5X10−6/℃以
下のセラミックス、具体的には、β−ユークリプタイト
、β−スポジューメン、コージュライトなどがあり、こ
れら成分の添加によって燒結対の熱膨張係数をダイヤモ
ンドに近似させることができる。周期律表のIII a
、III b族、IVa族、Va族、およびVIa属の
金属やケイ素の炭化物、窒化物または硼化物は燒結時に
粒界拡散を促進させて強固な粒子間結合を形成するとと
もに、それ自体が燒結性に優れたものであるため、緻密
な組織を形成して靭性を向上させる作用がある。
必要により、上記以外のほかの成分を添加することもで
きる。たとえば、熱膨張係数が2.5X10−6/℃以
下のセラミックス、具体的には、β−ユークリプタイト
、β−スポジューメン、コージュライトなどがあり、こ
れら成分の添加によって燒結対の熱膨張係数をダイヤモ
ンドに近似させることができる。周期律表のIII a
、III b族、IVa族、Va族、およびVIa属の
金属やケイ素の炭化物、窒化物または硼化物は燒結時に
粒界拡散を促進させて強固な粒子間結合を形成するとと
もに、それ自体が燒結性に優れたものであるため、緻密
な組織を形成して靭性を向上させる作用がある。
【0025】また、いずれもそれ自身高融点および高硬
度を有し、かつダイヤモンドに比し高温における耐酸化
性にも優れた成分である。
度を有し、かつダイヤモンドに比し高温における耐酸化
性にも優れた成分である。
【0026】また、酸化物はいずれも高融点、高硬度を
有し、しかもダイヤモンドおよび炭化物、窒化物に比し
て著しく優れた高温酸化性(耐熱性)を有する。
有し、しかもダイヤモンドおよび炭化物、窒化物に比し
て著しく優れた高温酸化性(耐熱性)を有する。
【0027】本発明に用いられるダイヤモンド含有燒結
体の原料としては、鉄族金属、例えばニッケル、コバル
ト、鉄等を必要により含有させることもできるが含有量
を少なくするか、望ましくは含有しないほうがよい。
体の原料としては、鉄族金属、例えばニッケル、コバル
ト、鉄等を必要により含有させることもできるが含有量
を少なくするか、望ましくは含有しないほうがよい。
【0028】上記これらの金属やケイ素、ホウ素の炭化
物、酸化物、窒化物および硼化物、そしてそれらの複合
物は、その一種以上を燒結体の原料として使用すること
ができる。
物、酸化物、窒化物および硼化物、そしてそれらの複合
物は、その一種以上を燒結体の原料として使用すること
ができる。
【0029】そしてこの含有量が60容量%未満では、
前記作用に所望の効果が得られないばかりでなく、それ
自体のもつ特性を材料に十分付与することができない。
前記作用に所望の効果が得られないばかりでなく、それ
自体のもつ特性を材料に十分付与することができない。
【0030】上記金属やケイ素の炭化物、酸化物、窒化
物、硼化物、そして複合物等の粒子径は、微細であるの
が好ましく、通常0.01〜10μm、好ましくは2μ
m以下である。上記範囲の微粉は優れた燒結性を有し、
低温燒結のため好ましい。
物、硼化物、そして複合物等の粒子径は、微細であるの
が好ましく、通常0.01〜10μm、好ましくは2μ
m以下である。上記範囲の微粉は優れた燒結性を有し、
低温燒結のため好ましい。
【0031】(3)成形および燒結方法この発明のダイ
ヤモンド含有の燒結体は粉末冶金法やホットプレス、H
IP、ガス圧燒結法等の公知の方法により製造すること
ができる。
ヤモンド含有の燒結体は粉末冶金法やホットプレス、H
IP、ガス圧燒結法等の公知の方法により製造すること
ができる。
【0032】例えば、通常の粉末冶金法により、公知の
超高圧超高温発生装置を使用して製造することができる
。
超高圧超高温発生装置を使用して製造することができる
。
【0033】すなわち、原料粉末としてダイヤモンド粉
末および他の成分を所定割合に配合し、この配合粉末を
鉄製ボ−ルミルなどの混合機において長時間混合して均
質な混合粉末とし、次いでこの混合粉末を例えば特公昭
36−23464号公報に記載されたような超高圧高温
発生装置における銅製あるいは高融点金属性の容器内に
封入し、圧力および温度を上昇させ、最高圧力54〜7
0kb、最高温度1,200〜1,800℃の範囲内の
圧力および温度に数分〜数10分保持した後、冷却し、
最終的に圧力を解放することからなる基本的工程によっ
て、ダイヤモンド含有の燒結体を製造することができる
。
末および他の成分を所定割合に配合し、この配合粉末を
鉄製ボ−ルミルなどの混合機において長時間混合して均
質な混合粉末とし、次いでこの混合粉末を例えば特公昭
36−23464号公報に記載されたような超高圧高温
発生装置における銅製あるいは高融点金属性の容器内に
封入し、圧力および温度を上昇させ、最高圧力54〜7
0kb、最高温度1,200〜1,800℃の範囲内の
圧力および温度に数分〜数10分保持した後、冷却し、
最終的に圧力を解放することからなる基本的工程によっ
て、ダイヤモンド含有の燒結体を製造することができる
。
【0034】なお、燒結条件としては、ダイヤモンドの
熱力学的安定または準安定領域で行なうことが好ましい
。なお、ダイヤモンドの準安定領域、すなわち準安定な
圧力・温度の燒結条件としては、特開平2−30236
7号公報に記載されている条件を例示できる。
熱力学的安定または準安定領域で行なうことが好ましい
。なお、ダイヤモンドの準安定領域、すなわち準安定な
圧力・温度の燒結条件としては、特開平2−30236
7号公報に記載されている条件を例示できる。
【0035】なお、ホットプレス、HIP、ガス圧燒結
法等を採用するときには、公知の圧力および温度等を適
宜に採用すれば良い。
法等を採用するときには、公知の圧力および温度等を適
宜に採用すれば良い。
【0036】−気相法ダイヤモンドの合成−本発明にお
ける前記ダイヤモンド含有燒結材料は、燒結体の表面に
気相合成法によりダイヤモンドを一面の膜状に、あるい
は粒分散状に被覆してなるものである。
ける前記ダイヤモンド含有燒結材料は、燒結体の表面に
気相合成法によりダイヤモンドを一面の膜状に、あるい
は粒分散状に被覆してなるものである。
【0037】本発明のダイヤモンド含有燒結材料におい
て、膜状のダイヤモンドの厚みは、一面の膜状のダイヤ
モンド(以下、ダイヤモンド膜と呼ぶ)と燒結体との明
確な境界面を決めることが困難である等の理由によって
、厳密に規定することができないのであるが、通常、切
削工具の場合0.5〜500μm程度、好ましくは、2
〜200μm程度である。このダイヤモンド膜があまり
薄いと、燒結体の表面を充分に被覆することができない
ことがあり、一方、ダイヤモンド膜の厚みがあまり大き
いと、燒結体からダイヤモンド膜が剥離することがある
。
て、膜状のダイヤモンドの厚みは、一面の膜状のダイヤ
モンド(以下、ダイヤモンド膜と呼ぶ)と燒結体との明
確な境界面を決めることが困難である等の理由によって
、厳密に規定することができないのであるが、通常、切
削工具の場合0.5〜500μm程度、好ましくは、2
〜200μm程度である。このダイヤモンド膜があまり
薄いと、燒結体の表面を充分に被覆することができない
ことがあり、一方、ダイヤモンド膜の厚みがあまり大き
いと、燒結体からダイヤモンド膜が剥離することがある
。
【0038】なお、本発明においては、ダイヤモンド膜
と言うとき、それはダイヤモンドの他に、ダイヤモンド
状炭素を一部において含有するダイヤモンドおよびダイ
ヤモンド状炭素を含むものである。
と言うとき、それはダイヤモンドの他に、ダイヤモンド
状炭素を一部において含有するダイヤモンドおよびダイ
ヤモンド状炭素を含むものである。
【0039】前記ダイヤモンドの析出方法としては、気
相合成法を用いる限り、公知の方法が適用可能であるが
、通常は、以下に示す方法を好適に使用することができ
る。
相合成法を用いる限り、公知の方法が適用可能であるが
、通常は、以下に示す方法を好適に使用することができ
る。
【0040】すなわち、次に示す方法によって、前記燒
結体上に所望のダイヤモンドを膜状にあるいは粒分散状
に析出させることができる。
結体上に所望のダイヤモンドを膜状にあるいは粒分散状
に析出させることができる。
【0041】ダイヤモンドは公知のダイヤモンド合成法
により形成することができ、中でも、炭素源ガスを励起
して得られるプラズマガスを燒結体表面に接触させる気
相法ダイヤモンド合成法が好ましい。
により形成することができ、中でも、炭素源ガスを励起
して得られるプラズマガスを燒結体表面に接触させる気
相法ダイヤモンド合成法が好ましい。
【0042】具体的に説明すると、炭素源ガスを含有す
る原料ガスを励起して得られるガスを前記ダイヤモンド
含有の燒結体表面に、反応室内で接触させることにより
、前記ダイヤモンド含有燒結体上にダイヤモンド膜を形
成する方法が好ましい。
る原料ガスを励起して得られるガスを前記ダイヤモンド
含有の燒結体表面に、反応室内で接触させることにより
、前記ダイヤモンド含有燒結体上にダイヤモンド膜を形
成する方法が好ましい。
【0043】なお、ダイヤモンド膜の被覆形成に先立ち
、ダイヤモンド燒結体表面は研磨処理、あるいは洗浄を
施しても良い。
、ダイヤモンド燒結体表面は研磨処理、あるいは洗浄を
施しても良い。
【0044】前記原料ガスは、少なくとも炭素源ガスを
含有するものであればよいが、炭素原子と水素原子とを
含むガスが好ましい。
含有するものであればよいが、炭素原子と水素原子とを
含むガスが好ましい。
【0045】具体的には、前記原料ガスとして、たとえ
ば炭素源ガスと水素ガスとの混合ガスを挙げることがで
きる。
ば炭素源ガスと水素ガスとの混合ガスを挙げることがで
きる。
【0046】また、所望により、前記原料ガスとともに
、不活性ガス等のキャリヤーガスを用いることもできる
。
、不活性ガス等のキャリヤーガスを用いることもできる
。
【0047】前記炭素源ガスとしては、各種炭化水素、
含ハロゲン化合物、含酸素化合物、含窒素化合物等のガ
ス、あるいはグラファイトなどの炭素をガス化したもの
を使用することができる。
含ハロゲン化合物、含酸素化合物、含窒素化合物等のガ
ス、あるいはグラファイトなどの炭素をガス化したもの
を使用することができる。
【0048】炭化水素化合物としては、例えばメタン、
エタン、プロパン、ブタン等のパラフィン系炭化水素;
エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン系炭化
水素;アセチレン、アリレン等のアセチレン系炭化水素
;ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素;シクロプロ
パン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン
等の脂環式炭化水素;シクロブタジエン、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、ナフタレン等の芳香族炭化水素など
を挙げることができる。
エタン、プロパン、ブタン等のパラフィン系炭化水素;
エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン系炭化
水素;アセチレン、アリレン等のアセチレン系炭化水素
;ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素;シクロプロ
パン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン
等の脂環式炭化水素;シクロブタジエン、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、ナフタレン等の芳香族炭化水素など
を挙げることができる。
【0049】含ハロゲン化合物としては、たとえば、ハ
ロゲン化メタン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼ
ン等の含ハロゲン化炭化水素、四塩化炭素等を挙げるこ
とができる。
ロゲン化メタン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼ
ン等の含ハロゲン化炭化水素、四塩化炭素等を挙げるこ
とができる。
【0050】含酸素化合物としては、例えばメタノール
、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコー
ル類;メチルエーテル、エチルエーテル、エチルメチル
エーテル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエ
ーテル、フェノールエーテル、アセタール、環式エーテ
ル(ジオキサン、エチレンオキシド等)のエーテル類;
アセトン、ジエチルケトン、ピナコリン、芳香族ケトン
(アセトフェノン、ベンゾフェノン等)、ジケトン、環
式ケトン等のケトン類;ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアル
デヒド類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、酪酸
、シュウ酸、酒石酸、ステアリン酸等の有機酸類;酢酸
メチル、酢酸エチル等の酸エステル類;エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール等の二価アルコール類;一
酸化炭素、二酸化炭素等を挙げることができる。
、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコー
ル類;メチルエーテル、エチルエーテル、エチルメチル
エーテル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエ
ーテル、フェノールエーテル、アセタール、環式エーテ
ル(ジオキサン、エチレンオキシド等)のエーテル類;
アセトン、ジエチルケトン、ピナコリン、芳香族ケトン
(アセトフェノン、ベンゾフェノン等)、ジケトン、環
式ケトン等のケトン類;ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアル
デヒド類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、酪酸
、シュウ酸、酒石酸、ステアリン酸等の有機酸類;酢酸
メチル、酢酸エチル等の酸エステル類;エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール等の二価アルコール類;一
酸化炭素、二酸化炭素等を挙げることができる。
【0051】含窒素化合物としては、例えばトリメチル
アミン、トリエチルアミンなどのアミン類等を挙げるこ
とができる。
アミン、トリエチルアミンなどのアミン類等を挙げるこ
とができる。
【0052】これらの炭素源ガスの中でも、常温で気体
または蒸気圧の高いメタン、エタン、プロパン等のパラ
フィン系炭化水素;あるいはアセトン、ベンゾフェノン
等のケトン類、メタノール、エタノール等のアルコール
類、一酸化炭素、二酸化炭素ガス等の含酸素化合物が好
ましく、一酸化炭素は特に好ましい。
または蒸気圧の高いメタン、エタン、プロパン等のパラ
フィン系炭化水素;あるいはアセトン、ベンゾフェノン
等のケトン類、メタノール、エタノール等のアルコール
類、一酸化炭素、二酸化炭素ガス等の含酸素化合物が好
ましく、一酸化炭素は特に好ましい。
【0053】前記炭素源ガスの全ガス中における濃度は
、通常0.1〜80容量%である。
、通常0.1〜80容量%である。
【0054】前記原料ガスを構成する水素は、励起され
ると原子状水素を形成する。
ると原子状水素を形成する。
【0055】この原子状水素は、詳細なメカニズムは不
明であるが、ダイヤモンド形成反応を活性化する触媒的
作用をするものと考えられる。さらにはダイヤモンドの
析出と同時に析出するグラファイトやアモルファスカー
ボン等の非ダイヤモンド成分を除去する作用を有する。
明であるが、ダイヤモンド形成反応を活性化する触媒的
作用をするものと考えられる。さらにはダイヤモンドの
析出と同時に析出するグラファイトやアモルファスカー
ボン等の非ダイヤモンド成分を除去する作用を有する。
【0056】前記原料ガスを励起する手段としては、た
とえばマイクロ波プラズマCVD法、RFプラズマCV
D法、DCプラズマCVD法、有磁場プラズマCVD法
(ECR条件を含む)、熱フィラメント法、熱プラズマ
CVD法、光CVD法、レーザー誘起CVD法、燃焼炎
法、スパッタリング法、イオンビーム法、クラスターイ
オンビーム法、イオンプレーティング法などを挙げるこ
とができる。
とえばマイクロ波プラズマCVD法、RFプラズマCV
D法、DCプラズマCVD法、有磁場プラズマCVD法
(ECR条件を含む)、熱フィラメント法、熱プラズマ
CVD法、光CVD法、レーザー誘起CVD法、燃焼炎
法、スパッタリング法、イオンビーム法、クラスターイ
オンビーム法、イオンプレーティング法などを挙げるこ
とができる。
【0057】これらの中でも、好ましいのは各種CVD
法であり、より好ましいはプラズマCVD法である。
法であり、より好ましいはプラズマCVD法である。
【0058】上述した各原料ガスと各励起手段との組み
合わせにおいて、本発明の目的に特に好ましいのは、一
酸化炭素ガスと水素ガスとの混合ガスおよびマイクロ波
プラズマCVD法(有磁場CVD法を含む)である。
合わせにおいて、本発明の目的に特に好ましいのは、一
酸化炭素ガスと水素ガスとの混合ガスおよびマイクロ波
プラズマCVD法(有磁場CVD法を含む)である。
【0059】前記気相法において、ダイヤモンド膜を被
覆する際の前記部材の温度は、前記原料ガスの励起方法
により異なるので、一概に決定することはできないが、
通常、300〜1, 200℃、好ましくは500〜1
,100℃である。
覆する際の前記部材の温度は、前記原料ガスの励起方法
により異なるので、一概に決定することはできないが、
通常、300〜1, 200℃、好ましくは500〜1
,100℃である。
【0060】前記の温度が300℃より低いと、ダイヤ
モンドの析出速度が遅くなったり、析出物の結晶性が失
われることがある。
モンドの析出速度が遅くなったり、析出物の結晶性が失
われることがある。
【0061】一方、1, 200℃より高くしても、そ
れに見合った効果は奏されず、エネルギー効率の点で不
利になるとともに、被覆されたダイヤモンドがエッチン
グされてしまうことがある。
れに見合った効果は奏されず、エネルギー効率の点で不
利になるとともに、被覆されたダイヤモンドがエッチン
グされてしまうことがある。
【0062】また、ダイヤモンド膜を被覆する際の反応
圧力は、通常、10−6〜103 torr、好ましく
は10−5〜800torrである。反応圧力が10−
6torrよりも低い場合には、ダイヤモンドの析出速
度が遅くなったり、それが析出しなくなったりする。一
方、103 torrより高い場合にはグラファイトの
発生量が多くなる。
圧力は、通常、10−6〜103 torr、好ましく
は10−5〜800torrである。反応圧力が10−
6torrよりも低い場合には、ダイヤモンドの析出速
度が遅くなったり、それが析出しなくなったりする。一
方、103 torrより高い場合にはグラファイトの
発生量が多くなる。
【0063】反応時間は、前記部材の表面温度、反応圧
力、必要とする膜厚などにより相違するので一概に決定
することはできず、適宜に決定すればよい。
力、必要とする膜厚などにより相違するので一概に決定
することはできず、適宜に決定すればよい。
【0064】このようにして形成される前記ダイヤモン
ド膜の厚みについては、ダイヤモンド膜を被覆してなる
燒結材料の用途により種々変化するので特に制約はない
が、通常は0.3μm以上、好ましくは0.5〜500
μmより好ましくは1〜200μmである。
ド膜の厚みについては、ダイヤモンド膜を被覆してなる
燒結材料の用途により種々変化するので特に制約はない
が、通常は0.3μm以上、好ましくは0.5〜500
μmより好ましくは1〜200μmである。
【0065】以上のようにして本発明のダイヤモンド含
有燒結材料を製造することができる。
有燒結材料を製造することができる。
【0066】本発明のダイヤモンド含有燒結材料は、セ
ラミックス系基材や超硬合金基材上にダイヤモンド膜を
形成して得られる従来のダイヤモンド被覆部材と比べて
、特に膜状あるいは粒分散状に析出したダイヤモンドと
基材である燒結体との密着性が著しく優れており、たと
えば、切削工具など硬度や耐摩耗性を要求される研磨工
具等の各種工具類等の部材として実用に供した際に、高
い性能と優れた耐久性を発揮することができ、特に、厳
しい条件で使用される切削工具として用いた際にも、そ
の切削寿命を大幅に延長させることができる。
ラミックス系基材や超硬合金基材上にダイヤモンド膜を
形成して得られる従来のダイヤモンド被覆部材と比べて
、特に膜状あるいは粒分散状に析出したダイヤモンドと
基材である燒結体との密着性が著しく優れており、たと
えば、切削工具など硬度や耐摩耗性を要求される研磨工
具等の各種工具類等の部材として実用に供した際に、高
い性能と優れた耐久性を発揮することができ、特に、厳
しい条件で使用される切削工具として用いた際にも、そ
の切削寿命を大幅に延長させることができる。
【0067】したがって、本発明のダイヤモンド含有燒
結材料は、たとえばバイト、エンドミル、ドリル、カッ
ターなどの切削工具、ダイス、線引きダイス、ゲージ、
ボンディングツールのヘッド等の超硬工具や耐摩耗性工
具、耐摩耗性部材等として、あるいは電子材料等のダイ
ヤモンド膜の特性もしくは機能を活用する各種の機能性
材料などとして好適に利用することができる。
結材料は、たとえばバイト、エンドミル、ドリル、カッ
ターなどの切削工具、ダイス、線引きダイス、ゲージ、
ボンディングツールのヘッド等の超硬工具や耐摩耗性工
具、耐摩耗性部材等として、あるいは電子材料等のダイ
ヤモンド膜の特性もしくは機能を活用する各種の機能性
材料などとして好適に利用することができる。
【0068】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。
【0069】(実施例1)ダイヤモンド粒子(粒径1〜
5μm)を20容量%、窒化ケイ素超微粉(平均粒子径
0.08μm)を65容量%およびアルミナ粉末(平均
粒子径0.2μm)を15容量%の割合で湿式混合した
のち、ホットプレス燒結法により窒素雰囲気中、燒結温
度1, 200℃、プレス圧力300kg/cm2 で
焼結をおこなった。
5μm)を20容量%、窒化ケイ素超微粉(平均粒子径
0.08μm)を65容量%およびアルミナ粉末(平均
粒子径0.2μm)を15容量%の割合で湿式混合した
のち、ホットプレス燒結法により窒素雰囲気中、燒結温
度1, 200℃、プレス圧力300kg/cm2 で
焼結をおこなった。
【0070】この燒結体についてアルキメデス法により
燒結密度を測定したところ、理論密度の99%であった
。
燒結密度を測定したところ、理論密度の99%であった
。
【0071】この燒結体チップを基材としてマイクロ波
プラズマCVD法によりダイヤモンドコ−ティングを実
施した。基材をマイクロ波プラズマCVD装置の反応容
器内に設置し、基材温度1,000℃、圧力40tor
rの条件下で、反応容器への原料ガス流量を一酸化炭素
ガス15sccm、水素ガス85sccmに設定し、マ
イクロ波(周波数2.45GHz) の出力を400W
設定して、反応を5時間行って、前記の基材上に厚み約
10μmのダイヤモンドを被覆した。
プラズマCVD法によりダイヤモンドコ−ティングを実
施した。基材をマイクロ波プラズマCVD装置の反応容
器内に設置し、基材温度1,000℃、圧力40tor
rの条件下で、反応容器への原料ガス流量を一酸化炭素
ガス15sccm、水素ガス85sccmに設定し、マ
イクロ波(周波数2.45GHz) の出力を400W
設定して、反応を5時間行って、前記の基材上に厚み約
10μmのダイヤモンドを被覆した。
【0072】この気相合成燒結ダイヤモンドを超硬合金
スロ−アウェイチップ基体上にロウ付けしてダイヤモン
ド工具を作成した。
スロ−アウェイチップ基体上にロウ付けしてダイヤモン
ド工具を作成した。
【0073】次に、こうして得られたダイヤモンド工具
を用いて下記の条件で湿式の切削テスト(JISW2種
)を行なった。
を用いて下記の条件で湿式の切削テスト(JISW2種
)を行なった。
【0074】被削材 :18重量%ケイ素含有アルミ
ニウム合金 A390 切削速度:285m/min 送り :f=0.15mm/rev切り込み:0
.25mm/rev 加工液 :水性エマルジョン油 その結果、切削距離20,000mの切削試験後も逃げ
面摩耗幅は0.03mm以下であった。
ニウム合金 A390 切削速度:285m/min 送り :f=0.15mm/rev切り込み:0
.25mm/rev 加工液 :水性エマルジョン油 その結果、切削距離20,000mの切削試験後も逃げ
面摩耗幅は0.03mm以下であった。
【0075】(実施例2)ダイヤモンド粒子(粒径1〜
5μm)を20容量%、窒化ケイ素超微粉(平均粒子径
0.48μm)を65容量%、アルミナ粉末(平均粒子
径0.2μm)を13容量%およびニッケル粉末(平均
粒子径0.2μm)を2容量%の割合で湿式混合したの
ち、ホットプレス燒結を実施した。燒結条件は実施例1
と同様に行なった。
5μm)を20容量%、窒化ケイ素超微粉(平均粒子径
0.48μm)を65容量%、アルミナ粉末(平均粒子
径0.2μm)を13容量%およびニッケル粉末(平均
粒子径0.2μm)を2容量%の割合で湿式混合したの
ち、ホットプレス燒結を実施した。燒結条件は実施例1
と同様に行なった。
【0076】この燒結体についてアルキメデス法により
燒結密度を測定したところ、理論密度の98%であった
。
燒結密度を測定したところ、理論密度の98%であった
。
【0077】この燒結体チップを基材として実施例1と
同様に成膜、工具製造、切削試験を行なった。
同様に成膜、工具製造、切削試験を行なった。
【0078】その結果、切削距離20,000mの切削
試験後も逃げ面摩耗幅は0.03mm以下であった。
試験後も逃げ面摩耗幅は0.03mm以下であった。
【0079】(実施例3)ダイヤモンド粒子(粒径1〜
5μm)を28容量%、アルミナ粉末(平均粒子径0.
2μm)を70容量%およびコバルト粉末を2容量%の
割合で湿式混合したのち、ホットプレス燒結を実施した
。燒結条件は実施例1と同様に行なった。
5μm)を28容量%、アルミナ粉末(平均粒子径0.
2μm)を70容量%およびコバルト粉末を2容量%の
割合で湿式混合したのち、ホットプレス燒結を実施した
。燒結条件は実施例1と同様に行なった。
【0080】この燒結体についてアルキメデス法により
燒結密度を測定したところ、理論密度の99.5%であ
った。
燒結密度を測定したところ、理論密度の99.5%であ
った。
【0081】この燒結体チップを基材としてア−ク放電
プラズマジェットCVD法により50μmのダイヤモン
ド膜を合成し、気相合成燒結ダイヤモンドを製造し、超
硬合金製スロ−アウェイチップ基体上にロウ付けしてダ
イヤモンド工具を作製した。
プラズマジェットCVD法により50μmのダイヤモン
ド膜を合成し、気相合成燒結ダイヤモンドを製造し、超
硬合金製スロ−アウェイチップ基体上にロウ付けしてダ
イヤモンド工具を作製した。
【0082】この工具を用いて実施例1と同様に成膜、
工具製造、切削試験を行なった。
工具製造、切削試験を行なった。
【0083】その結果、切削距離20,000mの切削
試験後も逃げ面摩耗幅は0.03mm以下であった。
試験後も逃げ面摩耗幅は0.03mm以下であった。
【0084】(実施例4)実施例1で作成した気相合成
燒結ダイヤモンドを超硬合金製リ−マにロウ付けし、ダ
イヤモンドリ−マを作製した。
燒結ダイヤモンドを超硬合金製リ−マにロウ付けし、ダ
イヤモンドリ−マを作製した。
【0085】このダイヤモンドリ−マを次の条件でガジ
ョンピン穴(Al−Si18%合金;A390)加工に
使用した。
ョンピン穴(Al−Si18%合金;A390)加工に
使用した。
【0086】V :63m/min送り
:0.2mm/rev 切り込み:0.8mm/φ 湿式(JISW2種)の加工条件で350,000個加
工しても、仕上げ面粗さが 1.5Sであった。
:0.2mm/rev 切り込み:0.8mm/φ 湿式(JISW2種)の加工条件で350,000個加
工しても、仕上げ面粗さが 1.5Sであった。
【0087】(実施例5)実施例3で作製した気相合成
燒結ダイヤモンドを用いて、10mm角のボンディング
ツ−ルを作製した。
燒結ダイヤモンドを用いて、10mm角のボンディング
ツ−ルを作製した。
【0088】このボンディングツ−ルを用いて、ツール
温度500℃、圧力80/バンプ、時間0.05sec
の条件にて、実装試験を行なっても40g/バンプ以上
の強固な接合が得られ、破断モードもリード破断で問題
はなかった。
温度500℃、圧力80/バンプ、時間0.05sec
の条件にて、実装試験を行なっても40g/バンプ以上
の強固な接合が得られ、破断モードもリード破断で問題
はなかった。
【0089】(実施例6)ダイヤモンド粒子(粒径1μ
m以下)を15容量%、窒化ケイ素超微粉(平均粒子径
(0.48μm)を65容量%、アルミナ粉末(平均粒
子径0.2μm)を18容量%およびニッケル粉末(平
均粒子径0.2μm)を2容量%の割合で湿式混合した
のち、プレス成形、CIP成形を実施した。
m以下)を15容量%、窒化ケイ素超微粉(平均粒子径
(0.48μm)を65容量%、アルミナ粉末(平均粒
子径0.2μm)を18容量%およびニッケル粉末(平
均粒子径0.2μm)を2容量%の割合で湿式混合した
のち、プレス成形、CIP成形を実施した。
【0090】その後ガス圧燒結を行なった。燒結条件は
窒素雰囲気中、燒結温度1, 200℃、ガス圧9.5
kg/cm2 で焼結をおこなった。
窒素雰囲気中、燒結温度1, 200℃、ガス圧9.5
kg/cm2 で焼結をおこなった。
【0091】この燒結体についてアルキメデス法により
燒結密度を測定したところ、理論密度の98.5%であ
った。
燒結密度を測定したところ、理論密度の98.5%であ
った。
【0092】その後、実施例1と同様の方法でダイヤモ
ンド工具を作製し、この工具を用いて実施例1と同様に
成膜、工具製造、切削試験を行なった。
ンド工具を作製し、この工具を用いて実施例1と同様に
成膜、工具製造、切削試験を行なった。
【0093】その結果、切削距離20,000mの切削
試験後の逃げ面摩耗幅は0.03mm以下であった。
試験後の逃げ面摩耗幅は0.03mm以下であった。
【0094】(実施例7)ダイヤモンド粒子(平均径7
μm)を10容量%、アルミナ粉末(平均粒子径0.2
μm)を90容量%からなる原料をCIP(4t/cm
2 )で成形後、1,400℃で4時間燒結した燒結体
に、実施例 1に準じてダイヤモンドを合成した。この
ものは部分的に凸状にダイヤモンドが形成されていた。
μm)を10容量%、アルミナ粉末(平均粒子径0.2
μm)を90容量%からなる原料をCIP(4t/cm
2 )で成形後、1,400℃で4時間燒結した燒結体
に、実施例 1に準じてダイヤモンドを合成した。この
ものは部分的に凸状にダイヤモンドが形成されていた。
【0095】(実施例8)ダイヤモンド粒子(粒径1〜
5μm)20容量%、アルミナ粉末(平均粒径0.2μ
m)40容量%、タングステンカーバイド30容量%、
コージュライト8容量%、イットリア2容量%からなる
原料を湿式混合した後、実施例1に準じて燒結体を得た
。
5μm)20容量%、アルミナ粉末(平均粒径0.2μ
m)40容量%、タングステンカーバイド30容量%、
コージュライト8容量%、イットリア2容量%からなる
原料を湿式混合した後、実施例1に準じて燒結体を得た
。
【0096】次いで、同様にしてダイヤモンドの被覆、
切削テストを行なった。その結果、切削距離20,00
0mの切削テスト後も、逃げ面摩耗は、0.03mm以
下であった。
切削テストを行なった。その結果、切削距離20,00
0mの切削テスト後も、逃げ面摩耗は、0.03mm以
下であった。
【0097】
【発明の効果】本発明によると、高硬度、高靭性の燒結
体の表面に、気相合成法による膜状もしくは粒分散状の
ダイヤモンドを析出することにより、ダイヤモンド膜類
と燒結体との密着性が高く、切削性能および研磨性能に
優れた高強度燒結材料を提供することができる。
体の表面に、気相合成法による膜状もしくは粒分散状の
ダイヤモンドを析出することにより、ダイヤモンド膜類
と燒結体との密着性が高く、切削性能および研磨性能に
優れた高強度燒結材料を提供することができる。
【0098】また、本発明によると燒結体に用いるダイ
ヤモンド粉の使用量が少量で、かつ燒結体の表面に形成
されるダイヤモンドの形状を制御することができるので
、用途に応じた高品質のダイヤモンド含有燒結材料を安
価に製造することができる。
ヤモンド粉の使用量が少量で、かつ燒結体の表面に形成
されるダイヤモンドの形状を制御することができるので
、用途に応じた高品質のダイヤモンド含有燒結材料を安
価に製造することができる。
【0099】また、ダイヤモンド粉末がダイヤモンド析
出の核となるので傷付処理による核発生と異なり、プラ
ズマ等により消失するおそれがないため、気相合法とし
てDCプラズマ法など幅広く採用できる。
出の核となるので傷付処理による核発生と異なり、プラ
ズマ等により消失するおそれがないため、気相合法とし
てDCプラズマ法など幅広く採用できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 ダイヤモンド粉を40容量%以下の割
合で含有する燒結体の表面に、気相合成法で形成された
ダイヤモンドを有することを特徴とするダイヤモンド含
有燒結材料。 - 【請求項2】 前記ダイヤモンドが膜状に形成されて
なる前記請求項1に記載のダイヤモンド含有燒結材料。 - 【請求項3】 前記燒結体が、40容量%以下の割合
のダイヤモンド粉と、60容量%を越える割合の、金属
、ケイ素、およびホウ素、ならびにこれらの炭化物、酸
化物、窒化物、および硼化物よりなる群から選択される
少なくとも一種の粉末とを含有する燒結体である前記請
求項1に記載のダイヤモンド含有燒結材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3002336A JP3053652B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | ダイヤモンド含有燒結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3002336A JP3053652B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | ダイヤモンド含有燒結材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04238884A true JPH04238884A (ja) | 1992-08-26 |
JP3053652B2 JP3053652B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=11526468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3002336A Expired - Fee Related JP3053652B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | ダイヤモンド含有燒結材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3053652B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009071154A1 (de) * | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Burgmann Industries Gmbh & Co.Kg | Gleitring einer gleitringdichtungsanordnung |
CN105992835A (zh) * | 2014-01-24 | 2016-10-05 | Ii-Vi有限公司 | 包括金刚石层以及金刚石和碳化硅以及任选的硅的复合层的基板 |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP3002336A patent/JP3053652B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009071154A1 (de) * | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Burgmann Industries Gmbh & Co.Kg | Gleitring einer gleitringdichtungsanordnung |
US20100259011A1 (en) * | 2007-12-04 | 2010-10-14 | Joachim Otschik | Seal ring of a mechanical seal assembly |
JP2011505532A (ja) * | 2007-12-04 | 2011-02-24 | イーグルブルクマン ジャーマニー ゲセルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | メカニカルシールアセンブリのシールリング |
CN105992835A (zh) * | 2014-01-24 | 2016-10-05 | Ii-Vi有限公司 | 包括金刚石层以及金刚石和碳化硅以及任选的硅的复合层的基板 |
JP2017508699A (ja) * | 2014-01-24 | 2017-03-30 | トゥー‐シックス・インコーポレイテッド | ダイヤモンド層と、ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含み、かつ任意にケイ素を含む複合層とを備える基材 |
CN114411118A (zh) * | 2014-01-24 | 2022-04-29 | Ii-Vi有限公司 | 包括金刚石层以及金刚石和碳化硅以及任选的硅的复合层的基板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3053652B2 (ja) | 2000-06-19 |
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