JPH0450271B2 - - Google Patents
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- JPH0450271B2 JPH0450271B2 JP58165633A JP16563383A JPH0450271B2 JP H0450271 B2 JPH0450271 B2 JP H0450271B2 JP 58165633 A JP58165633 A JP 58165633A JP 16563383 A JP16563383 A JP 16563383A JP H0450271 B2 JPH0450271 B2 JP H0450271B2
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Landscapes
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は切削用バイト、線引きダイス等の特に
大きな耐摩耗性が要求される工具材としての使用
に適したダイヤモンド焼結体の製造法に関する。
大きな耐摩耗性が要求される工具材としての使用
に適したダイヤモンド焼結体の製造法に関する。
ダイヤモンド粒子の工業的な焼結法としては、
炭素を溶解する金属たとえばコバルト、ニツケル
等を媒体として用い、該金属媒体の溶浸によつて
各粒子を結合させる液相焼結が一般的である。特
に比較的粗いダイヤモンド粒子を焼結する場合に
は溶融金属の粒子間への溶浸を用いた焼結方が有
効であることが知られている。例えば特公昭52−
12126号公報には超硬合金の基材上にダイヤモン
ド粉末が置かれ、超硬合金から供給されるコバル
トを主体とした共融合金の融液の作用によつてダ
イヤモンドを焼結することが記載されている。こ
の場合基材となる超硬合金中のコバルト濃度の選
択によつて融液量を制御することが可能である
が、融液をダイヤモンド層全域に充分溶浸せしめ
るためにコバルト濃度の高い超硬合金基材を用い
ると、ダイヤモンド粒子間の焼結は容易に生じる
が、粒子間に残存する金属が過剰になり、充分な
強度が得られない。一方コバルト濃度の低い超硬
合金基材を用いるとダイヤモンド粒子が粗い場合
には残存金属の量が少なくなり強度的にも良い
が、粒子が細かい場合にはかえつてダイヤモンド
層全域に融液を溶浸せしめるのが困難になり、一
体となつた焼結体を得ることが困難であるという
欠点があつた。このような傾向は上記のようなダ
イヤモンド−超硬合金複合体の製造の際ばかりで
なく、例えばコバルト板上に置かれたダイヤモン
ド粉末を溶浸法によつて結合せしめ、ダイヤモン
ド単独の焼結体を製造する際にも見られた。従つ
てダイヤモンド粒子間に残存する金属量が少な
く、かつ焼結部分の多い一体となつた焼結体を製
造する方法が望まれていた。
炭素を溶解する金属たとえばコバルト、ニツケル
等を媒体として用い、該金属媒体の溶浸によつて
各粒子を結合させる液相焼結が一般的である。特
に比較的粗いダイヤモンド粒子を焼結する場合に
は溶融金属の粒子間への溶浸を用いた焼結方が有
効であることが知られている。例えば特公昭52−
12126号公報には超硬合金の基材上にダイヤモン
ド粉末が置かれ、超硬合金から供給されるコバル
トを主体とした共融合金の融液の作用によつてダ
イヤモンドを焼結することが記載されている。こ
の場合基材となる超硬合金中のコバルト濃度の選
択によつて融液量を制御することが可能である
が、融液をダイヤモンド層全域に充分溶浸せしめ
るためにコバルト濃度の高い超硬合金基材を用い
ると、ダイヤモンド粒子間の焼結は容易に生じる
が、粒子間に残存する金属が過剰になり、充分な
強度が得られない。一方コバルト濃度の低い超硬
合金基材を用いるとダイヤモンド粒子が粗い場合
には残存金属の量が少なくなり強度的にも良い
が、粒子が細かい場合にはかえつてダイヤモンド
層全域に融液を溶浸せしめるのが困難になり、一
体となつた焼結体を得ることが困難であるという
欠点があつた。このような傾向は上記のようなダ
イヤモンド−超硬合金複合体の製造の際ばかりで
なく、例えばコバルト板上に置かれたダイヤモン
ド粉末を溶浸法によつて結合せしめ、ダイヤモン
ド単独の焼結体を製造する際にも見られた。従つ
てダイヤモンド粒子間に残存する金属量が少な
く、かつ焼結部分の多い一体となつた焼結体を製
造する方法が望まれていた。
本出願人は、上記のようなダイヤモンド層に溶
浸する融液の量を制御することを目的として、先
に出願した特願昭56−61271号（特開昭57−
179073号）発明において、ダイヤモンド粒子集合
体と溶浸材との間に、両者の断面積の85〜97％の
面積を有する高融点金属の板を配置してダイヤモ
ンド焼結体を製造する方法を提案した。これによ
つてダイヤモンド粒子間に過剰の金属が残存して
充分な強度が得られないとう点は改良されたが、
ダイヤモンド粒子が細かい場合には充分に溶浸す
るまでには至らず、依然として問題は解決されて
いなかつた。
浸する融液の量を制御することを目的として、先
に出願した特願昭56−61271号（特開昭57−
179073号）発明において、ダイヤモンド粒子集合
体と溶浸材との間に、両者の断面積の85〜97％の
面積を有する高融点金属の板を配置してダイヤモ
ンド焼結体を製造する方法を提案した。これによ
つてダイヤモンド粒子間に過剰の金属が残存して
充分な強度が得られないとう点は改良されたが、
ダイヤモンド粒子が細かい場合には充分に溶浸す
るまでには至らず、依然として問題は解決されて
いなかつた。
本発明はダイヤモンド層に予め炭化物形成金属
を少量混合しておくことによつて、少量の融液で
充分に焼結せしめ、使用するダイヤモンド粒子の
サイズに関係なく充分な強度を有するダイヤモン
ド焼結体の製造を可能にしたものであつて、その
要旨とするところは、炭素を溶解し得る金属を溶
融しダイヤモンド粒子の集合体に溶浸させること
によつて該粒子の結合体を製造する方法におい
て、ダイヤモンド粒に対して２〜８重量％の炭化
物形成金属を予めダイヤモンド粒子と混合してお
き、該混合物集合体を炭素を溶解し得る金属と接
して配置し、全体をダイヤモンドが熱力学的に安
定な温度圧力条件下で加熱加圧処理することを特
徴とするダイヤモンド焼結体の製造法に存する。
を少量混合しておくことによつて、少量の融液で
充分に焼結せしめ、使用するダイヤモンド粒子の
サイズに関係なく充分な強度を有するダイヤモン
ド焼結体の製造を可能にしたものであつて、その
要旨とするところは、炭素を溶解し得る金属を溶
融しダイヤモンド粒子の集合体に溶浸させること
によつて該粒子の結合体を製造する方法におい
て、ダイヤモンド粒に対して２〜８重量％の炭化
物形成金属を予めダイヤモンド粒子と混合してお
き、該混合物集合体を炭素を溶解し得る金属と接
して配置し、全体をダイヤモンドが熱力学的に安
定な温度圧力条件下で加熱加圧処理することを特
徴とするダイヤモンド焼結体の製造法に存する。
本発明においてダイヤモンド粒子と予め混合す
る炭化物形成金属としてはチタン、ジルコニウ
ム、ハフニウム、タンタル、ニオブ、タングステ
ン、シリコンあるいはクロムが使用しうるが、中
でもクロムが最適である。これらの金属をダイヤ
モンド粒子と混合しておくと効果的であるという
その技術的な理由は正確にはわからないが、これ
らの金属は炭化物を容易に形成する。換言すれば
ダイヤモンド粒子との濡れが非常に良いために、
炭素を溶解し得る金属の融液が少量であつてもそ
れと共融してダイヤモンド層全体に溶浸するため
であると思われる。
る炭化物形成金属としてはチタン、ジルコニウ
ム、ハフニウム、タンタル、ニオブ、タングステ
ン、シリコンあるいはクロムが使用しうるが、中
でもクロムが最適である。これらの金属をダイヤ
モンド粒子と混合しておくと効果的であるという
その技術的な理由は正確にはわからないが、これ
らの金属は炭化物を容易に形成する。換言すれば
ダイヤモンド粒子との濡れが非常に良いために、
炭素を溶解し得る金属の融液が少量であつてもそ
れと共融してダイヤモンド層全体に溶浸するため
であると思われる。
ダイヤモンド粒子と混合する炭化物形成金属の
量はダイヤモンドに対する重量比で２〜８％が適
当である。これより多量であればダイヤモンド粒
子間の残存金属量が多くなつて強度が低下し、又
これより少量であれば溶浸を容易にする効果が期
待できず、一体となつた焼結体が得られない。
量はダイヤモンドに対する重量比で２〜８％が適
当である。これより多量であればダイヤモンド粒
子間の残存金属量が多くなつて強度が低下し、又
これより少量であれば溶浸を容易にする効果が期
待できず、一体となつた焼結体が得られない。
WC−８％Co1.5ｇの成型品の上に、5μのダイ
ヤモンドと1μのクロムの混合比を種々変えた混
合物0.15ｇを載せ、55000気圧、1500℃の条件に
15分間保持したところ、ダイヤモンドに対するク
ロムの混合比と、得られた焼結体の硬度（ヌー
ブ）との間に次のような結果が得られた。
ヤモンドと1μのクロムの混合比を種々変えた混
合物0.15ｇを載せ、55000気圧、1500℃の条件に
15分間保持したところ、ダイヤモンドに対するク
ロムの混合比と、得られた焼結体の硬度（ヌー
ブ）との間に次のような結果が得られた。
クロム 硬度（ヌーブ）
１ wt％ 5500Kg／mm2
２ 5840
５ 6500
８ 5800
10 5300
比較例 ０ wt％ 5300
ダイヤモンド層に接して配置される炭素を溶解
し得る金属としてはコバルトやニツケル、鉄、又
はそれらを主体とする合金、コバルト、ニツケ
ル、を含有する超硬合金等が好適であるが、要は
ダイヤモンド安定領域の温度・圧力条件下でダイ
ヤモンドを溶解・折出せしめて焼結させるような
金属の融液を供給し得るものであれば良い。
し得る金属としてはコバルトやニツケル、鉄、又
はそれらを主体とする合金、コバルト、ニツケ
ル、を含有する超硬合金等が好適であるが、要は
ダイヤモンド安定領域の温度・圧力条件下でダイ
ヤモンドを溶解・折出せしめて焼結させるような
金属の融液を供給し得るものであれば良い。
次に本発明を実施例によつて説明する。
実施例 １
直径9.2mmのタンタル容器中に5μのダイヤモン
ド142.5mgと1μのクロム7.5mgとの混合物を充填し
て直径8.9mm、厚さ0.05mmのタンタル板を置き、
さらにWC−Co8％の15ｇ焼成品を配置し、これ
に厚さ0.05mmのモリブデン板で蓋をし、全体を
55000気圧、1500℃の条件下に15分間保持した。
ド142.5mgと1μのクロム7.5mgとの混合物を充填し
て直径8.9mm、厚さ0.05mmのタンタル板を置き、
さらにWC−Co8％の15ｇ焼成品を配置し、これ
に厚さ0.05mmのモリブデン板で蓋をし、全体を
55000気圧、1500℃の条件下に15分間保持した。
回収した反応生成物の周囲に付着している容器
材料や残存している溶浸材金属を研削除去した
後、硬度を測定したところヌーブ硬度で6500Kg／
mm2の値を得た。又ダイヤモンド粒子間の結合も多
く、強固な一体品となつている。ダイヤモンド焼
結体部分の光学顕微鏡写真を図１として添付する
が、次の比較例で得られたダイヤモンド焼結体の
光学顕微鏡写真（図２）に比べてダイヤモンド粒
子間の結合部分が多いのがあきらかである。
材料や残存している溶浸材金属を研削除去した
後、硬度を測定したところヌーブ硬度で6500Kg／
mm2の値を得た。又ダイヤモンド粒子間の結合も多
く、強固な一体品となつている。ダイヤモンド焼
結体部分の光学顕微鏡写真を図１として添付する
が、次の比較例で得られたダイヤモンド焼結体の
光学顕微鏡写真（図２）に比べてダイヤモンド粒
子間の結合部分が多いのがあきらかである。
写真においては灰色部分がダイヤモンドである
が、写真１ではダイヤモンドが粒成長して大きく
なり、かつ連続的に結合している状態を示してい
る。
が、写真１ではダイヤモンドが粒成長して大きく
なり、かつ連続的に結合している状態を示してい
る。
比較例
実施例１のダイヤモンドとクロムとの混合物の
かわりに5μのダイヤモンドのみを用いて試料を
構成し、実施例１と同一条件で処理した。回収し
た反応生成物を同様に研削して硬度を測定したと
ころ、ヌーブ硬度で5300Kg／mm2であつた。ダイヤ
モンド焼結体部分の光学顕微鏡写真を図２に示
す。
かわりに5μのダイヤモンドのみを用いて試料を
構成し、実施例１と同一条件で処理した。回収し
た反応生成物を同様に研削して硬度を測定したと
ころ、ヌーブ硬度で5300Kg／mm2であつた。ダイヤ
モンド焼結体部分の光学顕微鏡写真を図２に示
す。
実施例 ２
実施例１のクロムの代わりにシリコンを混合し
て試料を構成し、実施例１と同一条件で処理し
た。回収した反応生成物を同様に研削し、その後
硬度を測定したところヌーブ硬度で5900Kg／mm2で
あつた。また焼結した組織を光学顕微鏡で観察し
た結果、クロムを用いた実施例１の場合程ではな
いが、かなり焼結が進んでいた。
て試料を構成し、実施例１と同一条件で処理し
た。回収した反応生成物を同様に研削し、その後
硬度を測定したところヌーブ硬度で5900Kg／mm2で
あつた。また焼結した組織を光学顕微鏡で観察し
た結果、クロムを用いた実施例１の場合程ではな
いが、かなり焼結が進んでいた。
図１は本願発明の実施例１方法によつて得られ
たダイヤモンド焼結体の光学顕微鏡写真、図２は
比較例によつて得られたダイヤモンド焼結体の光
学顕微鏡写真。（倍率400倍）。
たダイヤモンド焼結体の光学顕微鏡写真、図２は
比較例によつて得られたダイヤモンド焼結体の光
学顕微鏡写真。（倍率400倍）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭素を溶解し得る金属を溶融しダイヤモンド
粒子の集合体に溶浸させることによつて該粒子の
結合体を製造する方法において、ダイヤモンド粒
子に対して２〜８重量％の炭化物形成金属を予め
ダイヤモンド粒子と混合しておき、該混合物集合
体を炭素を溶解しうる金属と接して配置し、全体
をダイヤモンドが熱力学的に安定な温度圧力条件
下で加熱加圧処理することを特徴とするダイヤモ
ンド焼結体の製造法。 ２ 上記炭化物形成金属がクロムである特許請求
の範囲第１項記載のダイヤモンド焼結体の製造
法。 ３ 上記炭化物形成金属がチタン、ジルコニウ
ム、ハフニウム、タンタル、ニオブ、タングステ
ン、あるいはシリコンである特許請求の範囲第１
項記載のダイヤモンド焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165633A JPS6060981A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165633A JPS6060981A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060981A JPS6060981A (ja) | 1985-04-08 |
| JPH0450271B2 true JPH0450271B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=15816067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58165633A Granted JPS6060981A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060981A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5212126A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-29 | Hitachi Chem Co Ltd | Process for preparation of methacrylic acid |
-
1983
- 1983-09-08 JP JP58165633A patent/JPS6060981A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5212126A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-29 | Hitachi Chem Co Ltd | Process for preparation of methacrylic acid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6060981A (ja) | 1985-04-08 |
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