JPH05105560A - 多粒状研磨粒子 - Google Patents

多粒状研磨粒子

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JPH05105560A
JPH05105560A JP4053006A JP5300692A JPH05105560A JP H05105560 A JPH05105560 A JP H05105560A JP 4053006 A JP4053006 A JP 4053006A JP 5300692 A JP5300692 A JP 5300692A JP H05105560 A JPH05105560 A JP H05105560A
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JP
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abrasive particles
particles
coating material
active coating
granules
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JP4053006A
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David Earl Slutz
デビツト・イール・スルツ
Francis R Corrigan
フランシス・レイモンド・コリガン
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンド粉粒体を含
む改善された多粒状研磨粒子及びその製造法の提供。 【構成】立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンドの微細粉粒
体を活性被覆物質の一層又はそれ以上の層の焼結マトリ
ックスによって結合してなる多粒状研磨粒子及びそれか
ら製造される物品が提供される。活性被覆物質はその下
層の表面に化学的に結合される。研磨粒子は被覆された
粉粒体を同様の寸法の単結晶状研磨粒子を形成するに必
要な条件と比較して相対的に温和な条件下で焼結するこ
とによって得られる。この方法は化学的蒸着法から製造
されたダイヤモンド粉末の使用についても満足に適合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は立方晶窒化ホウ素又はダ
イヤモンド粉粒体を含む改善された多粒状研磨粒子及び
その製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】研削砥石、ドリルビット及びのこ刃のよ
うな研削及び切削工具の製造及び使用において、立方晶
窒化ホウ素及びダイヤモンドは優れた研磨材として認め
られている。それらの緻密な結晶構造及び強力な共有結
合はそれらを研削及び切削用の用途に使用する際に高い
硬度、高い耐磨耗性及び有利な破壊特性を与える。これ
らの材料はまた優れた熱伝導体であり、切削及び研磨作
業中に工具の切刃から発生する熱を効率よく伝達せしめ
る。立方晶窒化ホウ素及びダイヤモンドはたとえば研削
砥石のような工具中で樹脂又は金属マトリックスによっ
て結合された特定寸法の粒子の形でしばしば使用され
る。これらはまた固体塊状又は成形体の形で、結合用媒
体を使用し又は使用することなしに、相互に結合された
結晶のクラスターとしても使用される。この成形体は切
削工具に取付けてもよく又は支持体上に直接形成しても
よい。
【０００３】研削工具の用途に有効であるためには、こ
れら立方晶窒化ホウ素及びダイヤモンドの粒子は使用さ
れるべき工具の切削表面から突出するに足る寸法をもつ
ものでなければならない。適当な寸法に調整された粒子
を得ることは難かしい。立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）及
び工業用ダイヤモンドは別の結晶構造の物質、すなわち
六方晶窒化ホウ素（ＨＢＮ）及びグラファイトからそれ
ぞれ合成される。これらの物質は触媒の存在又は不存在
下で高圧及び高温の条件下で製造される（たとえば、米
国特許第４，２８９，５０３号、同第４，１８８，１９
４号及び同第３，９１８，２１９号明細書参照）。所望
寸法の多結晶状粒子は、同様の、ただしより大きい寸法
の出発物質（ＨＢＮ）を高温及び高圧条件下で使用する
直接転化法によって得ることができる。別法によれば、
ダイヤモンド又はＣＢＮ粉末から、触媒を使用して高温
及び高圧条件下で１５分を超え、１時間程度までの時間
処理することによって大きい多結晶塊を形成することが
でき、これらの多結晶塊をついで所望メッシュ寸法の粒
子に粉砕することができる。
【０００４】本出願人自身の１９８９年６月１４日付米
国特許出願Ｓ．Ｎ．０７／３６５，８８３号明細書（発
明の名称：被覆された六方晶窒化ホウ素からの立方晶窒
化ホウ素の製造法及びそれから製造された研磨粒子及び
製品）には、六方晶窒化ホウ素粒子を多結晶質ＣＢＮに
転化するに先立って酸化物による汚染を防止する層で被
覆する方法が記載されている。この保護層は成形体の形
で得られる多結晶質ＣＢＮ内部に化学的に結合される。
この成形体は制御された破壊特性をもつ所望の寸法の研
磨粒子に粉砕することができる。しかしながら、この方
法はＨＢＮの転化のために高温及び高圧を利用するもの
である。さらに、該米国特許出願ＳＮ．０７／３６５，
８８３号明細書は得られるＣＢＮ研磨粒子を別の多粒状
塊に焼結し得ることを記載しているが、その当初の被覆
の一部はＣＢＮ成形体の粉砕時に失なわれる旨述べられ
ている。
【０００５】所望寸法の研磨粒子を従来技術の方法によ
って製造することはこれらの技術が長いサイクル時間を
必要とするために多大のエネルギー消費を必要としかつ
高圧装置についての重要な要件を生ずるという点でコス
ト高となる。適当な寸法をもつ研磨粒子を形成するに必
要なサイクル時間を短縮することが望ましくかつより低
い温度及び圧力条件で操作することも望ましい。
【０００６】集合体状砥粒の製造法として、米国特許第
４，０２４，６７５号明細書には研磨粉、結晶性金属合
金粉末（Ca，Sn，Ni，Co，Fe）及び粘着活性剤（触媒）
の混合物を焼結して気孔をもつ多孔質ケークを形成し、
ついでこれを粉砕して所望寸法の研磨粒子を製造する方
法が記載されている。この方法は長時間にわたって高圧
及び高温を使用するものではないが、それによって製造
された研磨粒子は金属合金が研磨材に被覆、結合されて
いないので高い靱性及び熱安定性を示さない。さらに、
得られた研磨粒子の破壊特性を調節することについては
何等記載されておらず、その可能性は認められない。
【０００７】前述したところから明らかなごとく、高圧
／高温装置をより効率的に使用する技術又はかゝる装置
を全く必要としない技術によってＣＢＮ及びダイヤモン
ドの強靱な耐熱性の研磨粒子を製造することが有利であ
ろう。焼結技術を使用する場合には、触媒（粘着活性
剤）を使用することなしに、かゝる多粒状研磨粒子を提
供することが特に有利であろう。さらに、高温及び高圧
に長時間暴露する必要のない方法によって制御された破
壊特性をもつ多粒状研磨粒子を製造することも有利であ
ろう。
【０００８】研削砥石及び類似の凝集結合体のような研
磨工具のマトリックス中における研磨粒子の結合保留性
が種々の金属及び金属の合金によって増強されることは
既知である。たとえば、ニッケルの被覆を研磨粒子に施
し、これらの粒子を樹脂又は金属マトリックスと結合さ
れる研削砥石又は類似の結合体中に使用する。当該技術
において既知の適当な被覆技術は電着、無電解めっき、
スパッタリング、真空蒸着及び金属／粒子混合物の熱処
理法を包含する（Pipkinの米国特許第４，３９９，１６
７号明細書参照）。現在までのところ、被覆された粉粒
体及び粉末は高い靱性及び耐熱性をもつより大きい寸法
の研磨粒子の提供のためには効率的に使用されていな
い。
【０００９】
【発明の概要】したがって、本発明の一目的は高圧／高
温装置中で長いサイクル時間を必要としない多粒状研磨
粒子を製造する改良法を提供するにある。本発明の別の
目的はより低い圧力及び温度を使用する多粒状研磨粒子
を製造する改良法を提供するにある。
【００１０】本発明の別の目的は下層の表面に化学的に
結合する物質で被覆された微細な研磨粒子の焼結塊又は
結合体を含んでなる多粒状研磨粒子を提供するにある。
本発明のさらに別の目的は制御された破壊特性をもつ多
粒状研磨粒子を提供するにある。本発明の別の目的は高
圧、高温装置外で製造し得る立方晶窒化ホウ素及びダイ
ヤモンドの多粒状粒子を提供するにある。
【００１１】本発明の別の形態においては、本発明の一
目的は化学的蒸着技術によって製造された微細なダイヤ
モンド粒子及び／又は粉末から多粒状研磨粒子を製造す
る方法及びそれから得られる研磨粒子を提供するにあ
る。本発明の別の目的は本発明の多粒状研磨粒子を結合
した成形体及び物品を提供するにある。
【００１２】本発明のさらに別の目的及び利点は以下の
詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。本発
明によれば、立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンドの微細
粉粒体に、下層の表面に化学的に結合する活性被覆物質
の少なくとも一つの層を施す工程を含んでなりかつ該微
細粉粒体上に施された外側層が焼結性のものであ＊＊＊
この部分は復旧できませんでした。＊＊＊たダイヤモン
ド粉末から研磨粒子を製造する場合にも満足に適合す
る。この方法の実施態様の範囲内には、微細粉粒体の寸
法、被覆の厚み及び組成を得られる研磨粒子の粒子間結
合強度を決定するように選定することによる制御された
破壊特性をもつ研磨粒子の製造法が包含される。高圧／
高温装置内での所要処理時間を１０分未満に短縮して所
望寸法の多粒状研磨粒子を製造する方法も本発明の方法
の実施態様の範囲内である。
【００１３】さらに本発明によれば、活性被覆物質の一
層又はそれ以上の層から誘導された焼結マトリックスに
よって結合された立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンドの
微細粉粒体の焼結体を含んでなる直径１−１０００ミク
ロンの粒度をもつ多粒状研磨粒子が提供される。これら
の微細粉粒体上の被覆物質の外側層は焼結性である。活
性被覆物質は微細粉粒体の表面に化学的に結合するもの
であり、好ましくは窒化チタン又は炭化チタンである。
ある実施態様においては研磨粒子の破壊特性（粒子間結
合強度）は所望の最終用途に応じて予め決定される。本
発明によって提供される研磨粒子の範囲内には化学的蒸
着技術によって製造された微細ダイヤモンド粉末から得
られる研磨粒子も包含される。
【００１４】本発明の研磨粒子を導入した研磨剤成形体
構造物及び工具も提供される。かかる成形体は好ましく
は焼結された活性被覆物質によって結合された焼結金属
マトリックス及び立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンド微
細粉粒体の多粒状研磨粒子を含んでなる。
【００１５】
【発明の好ましい実施態様の詳細な開示】本発明の方法
に使用される微細な研磨剤粒子の寸法及び形状は広範囲
に変動し得る。１ミクロン未満の粒度、すなわち直径約
０．１ミクロン、の粉粒体又は粉末も適当であり、また
直径１０００ミクロン程度の粒子も適当である。小さ過
ぎる粉粒体及び粉末は、活性被覆物質を施す場合、得ら
れる研磨粒子内部の研磨剤が過度に薄くなり、その結果
研磨粒子は研削及び切削工具中に使用するに役立たなく
なる。大き過ぎる粉粒体はすでに使用するに適当な寸法
のものであり得るので、この方法を利用する利益はほと
んどない。使用される粉粒体は０．２５ミクロンないし
２００ミクロンの範囲の寸法をもつものであることが好
ましい。本発明の方法は化学的蒸着法によって製造され
たダイヤモンドの粉粒体及び／又は粉末からなる多粒状
粒子を提供するためにも満足に適合するものである。こ
れらの粉末は典型的には高温及び高圧下で触媒を使用し
て大きい寸法の単結晶体に転化することなしに利用する
には小さ過ぎるものである。
【００１６】適当な微細研磨剤粒子は天然ダイヤモンド
及び化学的蒸着法によって製造されたダイヤモンドのよ
うな合成ダイヤモンドを包含する。また、米国特許第
２，９４７，６１７号明細書に記載されるごとき六方晶
窒化ホウ素から触媒を用いて製造された立方晶窒化ホウ
素粉粒体又は米国特許第３，２１２，８５２号及び同第
４，２８９，５０３号明細書に記載されるごとく六方晶
窒化ホウ素から触媒を使用せずに製造された立方晶窒化
ホウ素粉粒体も包含される。立方晶窒化ホウ素は二つの
型の六方晶窒化ホウ素、すなわち熱分解窒化ホウ素及び
グラファイト型窒化ホウ素、から製造し得る。米国特許
第４，１８８，１９４号明細書に記載されるごとき方法
が適当である。本明細書において使用する用語“立方晶
窒化ホウ素”は硬質のウルツ鉱型（六方晶形）窒化ホウ
素（ＷＢＮ）を包含することを意図するものである。使
用される微細粉粒体は好ましくは転化法から直接得られ
る。しかしながら、ＣＢＮ又はダイヤモンドの成形体の
粉砕又は微粉砕によって得られる粉粒体を利用すること
も本発明の範囲内である。他の工具に使用されるべきか
ゝる成形体を粉砕又は微粉砕する際に副生物として生ず
る微粒子を利用することも望ましいことである。
【００１７】かゝる粉粒体をたとえば真空焼成のような
予備処理に付して酸化物、水分及び／又は他の揮発性物
質を包含する表面不純物を除去することが必須ではない
が好ましい。この真空焼成に先立って酸溶液による洗滌
及びそれに続く脱イオン水による洗滌からなる慣用の洗
滌技術によって金属及び／又は有機不純物を除去するこ
とも好ましい。
【００１８】本明細書において述べる慣用の技術及び当
該技術において既知の他の方法によって研磨剤粉粒体か
ら酸化物及び／又は他の不純物のすべてを除去すること
は実用的ではないが、酸化物及び／又は他の混入不純物
の実質的に含まない、すなわち活性被覆物質による被覆
を可能にするに十分低い酸化物及び他の混入不純物含量
をもつ粉粒体を提供するに十分な量の酸化物及び／又は
他の不純物を除去することが好ましい。本明細書におい
て使用する用語“実質的に酸化物を含まない”は活性被
覆物質の被覆を高い結合強度で施し得るように低減され
た量の酸化物及び／又は他の混入不純物を有する粉粒体
を意味するためのものである。一般に、本発明の好まし
い実施態様においては、約９０重量％まで、より好まし
くは約９０−９８重量％の酸化物及びその他の揮発性混
入物又は不純物を予備処理工程において粉粒体から除去
して実質的に酸化物を含まない粉粒体を形成する。金属
及び／又は有機混入不純物の除去は慣用の技術によって
達成し得る。粉粒体の真空焼成は酸化物不純物を含むＨ
ＢＮ粒子から揮発性不純物を除去するに必要な真空及び
温度条件を記載している米国特許第４，２８９，５０３
号明細書に教示されるごとく行ない得る。これらの粉粒
体は酸化物を除去するために熱分解温度に焼成する必要
はない。
【００１９】本発明の方法に従えば、好ましくは酸化物
及び不純物を含まない立方晶窒化ホウ素又はダイヤモン
ドの粉粒体を、下層の表面と化学的に結合する活性被覆
物質の少なくとも一つの層で被覆する。その第一層は研
磨剤粉粒体の表面に化学的に結合する活性物質である。
次後の層はそれぞれその下にある被覆に結合しなければ
ならない。
【００２０】第一の被覆層は酸化物及び他の揮発性混入
不純物を粉粒体から除去するために使用されると同じ装
置中で、活性被覆物質を化学的蒸着技術によって施す場
合のごとくに施される。酸化物を包含する揮発性不純物
はたとえば米国特許第４，２８９，５０３号明細書に記
載されるごとく化学的蒸着（ＣＶＤ）室内で粉粒体の表
面から除去することができる。
【００２１】活性被覆物質を施すための別の方法は当該
技術において周知である他の真空蒸着法、電着法及び／
又は無電解めっき法を包含する。個々特定の被覆を活性
被覆物質がその下層の表面と化学的に結合するような方
法で形成するために必要な方法及び条件は当業者によっ
て容易に決定し得るであろう。化学的蒸着技術は基体
（粉粒体）の表面上でガス状物質を化学的に反応させる
ことによって該基体上に実質的に均一な被覆を得ること
ができる点で好ましいものである。活性被覆物質の一層
又はそれ以上の層を、各層がその下層の表面に化学的に
結合されるように施すことができる。
【００２２】活性被覆物質はそれを施す際研磨剤粉粒体
の表面又はその上に施された被覆表面と化学的に結合す
る任意の金属又は合金であり得る。好ましい金属はチタ
ン、ジルコニウム、ハフニウム、コバルト、バナジウ
ム、ニオブ、タンタル、珪素、銅、クロム、ニッケル、
モリブデン、タングステン等又はそれらの混合物を包含
する。これらの種々の金属のホウ化物、窒化物、炭化物
及び酸化物も適当である。この群の好ましい種類の例は
チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、モリブデン、クロム、タングステン及び
珪素のホウ化物、窒化物及び炭化物を包含する。特に好
ましい活性被覆物質は炭化チタン、窒化チタン及びタン
グステンを包含する。
【００２３】粉粒体に施される活性被覆物質の被覆の厚
み及び／又は該活性物質の量は臨界的ではない。しかし
ながら、活性被覆物質を、得られる研磨粒子が研削又は
切削工具中に使用される場合に効果がなくなるほど該研
磨粒子中の研磨剤粉粒体の濃度を過度に薄めるような量
で使用することは望ましくない。最小厚み、すなわち
０．０１ミクロン未満の厚みをもつ均一な被覆が適当で
ある。被覆の合計厚みは０．０１ないし５．０ミクロン
の範囲であることが好ましく、０．１ないし１．０ミク
ロンの範囲の合計厚みがもっとも好ましい。活性被覆物
質の一層又はそれ以上の層の厚みは、本発明の方法に従
って、得られる研磨粒子の粒子破壊特性に関係する粉粒
体間結合強度を変動しかつ制御するように変えることが
できる。多くの場合、活性被覆物質の合計厚みが大であ
るほど粉粒体間の粒子間結合強度は小さくなる。意図す
る最終用途にとって適当かつ好ましい活性被覆物質、そ
の粉粒体の寸法及び被覆の合計厚みの決定は当業者が日
常的な調査、検討によって容易になし得るところであ
る。
【００２４】活性被覆物質又は結合剤の層を施すに使用
される被覆法は施される被覆に応じて決まる。かゝる被
覆法は被覆が金属ホウ化物、金属炭化物、金属窒化物、
金属酸化物又は金属のいずれであるかによって変わるで
あろう。金属炭化物のようなある種の被覆は化学的蒸着
法によって施すのがもっとも適当である。これらの他の
被覆物質は慣用の被覆方法によって被覆され、個々の所
望の被覆の施用のために適当な技術及び条件は当業者に
は明らかであろう。研磨剤粉粒体を被覆する一方法は米
国特許第４，３９９，１６７号明細書に記載されてい
る。この方法においては、研磨剤粉粒体を実質的に酸化
物を含まない形の金属粉末の存在下で加熱する。この熱
処理は金属の焼結が起るのを最低限に抑制するように金
属の融点より低い温度で行なわれる。原則として、熱処
理は６０分未満の時間行ないかつ被覆の＊＊＊この部分
は復旧できませんでした。＊＊＊は多数の別々の被覆層
の一つであることもできる。この焼結性被覆は活性被覆
物質について前記したと同じ技術、すなわち無電解めっ
き、電着、真空蒸着及び化学的蒸着技術によって施すこ
とができる。適当な焼結性物質はニッケル、コバルト、
銅及びチタン、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、
ハフニウム、タングステン、バナジウム、クロム、ニオ
ブ及び珪素のホウ化物、窒化物及び炭化物を包含する。
【００２５】好ましい実施態様においては、研磨剤粉粒
体は化学的蒸着（ＣＶＤ）、より好ましくは低圧化学蒸
着（ＬＰＣＶＤ）法によって活性被覆物質で被覆され
る。かゝる方法は当該技術において周知であり、特に金
属炭化物、ホウ化物、窒化物及び酸化物、特に前記した
好ましい金属、特にチタンについて周知である。炭化チ
タン被覆は四塩化チタン及びメタンガスから減圧及び高
温における化学的蒸着（ＬＰＣＶＤ）によって誘導され
る。窒化チタン被覆は窒素ガス及び四塩化チタンを、Ｃ
ＶＤ処理工程の間研磨剤の粉粒体上に窒化チタンを形成
するに足る温度及び圧力に保持することによって誘導さ
れる。窒化チタン被覆はまたＣＢＮ粒子の表面上に窒化
ホウ素から窒化チタンを誘導するという方法によっても
得ることができる。窒化タングステン及び炭化タングス
テン被覆を形成するためには四塩化チタンの代りにＷＦ
6 又はＷCl5 を使用する。典型的なＣＶＤ及びＬＰＣＶ
Ｄの方法、その反応系及び装置はKirk-Othmer,Encyclop
edia of Chemical Technology ，第１５巻、第２６２−
２６４頁（１９８１）に記載されている。
【００２６】電着及び無電解めっきの技術及び装置も適
当であり、これらはKirk-Othmer,Encyclopedia of Chem
ical Technology 、第１５巻、第２４１−２７４頁（１
９８１）に記載されている。研磨剤粉粒体を少なくとも
一つの活性被覆物質で被覆しかつ焼結性外面被覆を施し
た後、これらの被覆された粉粒体は次後に使用するため
に貯蔵することができ、あるいは直ちに焼結工程に使用
して相互に結合された研磨剤粉粒体を含み、その上に焼
結された外側被覆をもつ多粒状塊体を形成させることも
できる。
【００２７】この多粒状塊体は任意の寸法をもつ研磨粒
子に粉砕し得る。直径１ミクロンないし約１０００ミク
ロンの範囲の粒度が好ましく、さらにこの多粒状塊体を
直径１０ミクロンないし約２００ミクロンの範囲の粒度
の粒子に転化することがより好ましい。多粒状塊体を粉
砕すると、得られる粒子は相互に集合体又は焼結体とし
て結合された微細ＣＢＮ又はダイヤモンド研磨剤粉粒体
からなる。好ましい実施態様においては、これらの研磨
粒子はそれを構成する粉粒体の寸法、使用される活性被
覆物質及びこの被覆の厚みによって決定される破壊特性
をもつであろう。
【００２８】これらの多粒状塊体を粉砕する方法に対す
る別法としては、被覆された研磨剤粉粒体をスクリーン
のような適当な焼結障壁を用いて焼結して直接所望寸法
の研磨粒子を製造する方法がある。この方法は高圧、高
温装置の外で焼結する場合に特に有用である。被覆され
た粒子は慣用の技術によって焼結することができる。５
０キロバール以下の圧力、もっとも好ましくは約２００
０psi の圧力において、約１５００℃の温度を使用する
ことが好ましい。焼結は高圧、高温装置中で行なうこと
ができる。この装置を用いた場合のサイクル時間は短時
間、すなわち１０分未満であり、これは単結晶状研磨粒
子を形成するのに要する時間よりも著しく短かいもので
ある。焼結工程は本発明にとって臨界的ではないが、こ
の焼結は５分未満の短時間で行なうことが好ましい。焼
結は約３分未満で行なうことがもっとも好ましい。サイ
クル時間が短かいほど、焼結工程はより経済的かつ効率
的である。
【００２９】好ましい温度及び圧力は研磨粒子上の被覆
に応じて変動する。被覆物質は被覆された研磨剤粉粒体
の焼結に高圧／高温ダイ又はプレスを使用する必要がな
いように選択し得る。選定された特定の被覆について適
当な焼結温度及び必要な適当な圧力は当業者には明らか
であろう。一般に、０．１−５０キロバールの範囲の圧
力を用いる場合には７５０℃ないし２０００℃の範囲の
温度が適当である。ニッケル、窒化チタン及び炭化チタ
ンの被覆を焼結するためには、約２，０００psi （０．
１４キロバール）の圧力及び１０００℃の温度が満足な
ものであり、これらの条件は高圧、高温装置外で得るこ
とができる。本明細書において使用する用語“焼結”又
は“焼結性の”もしくは“焼結し得る”は研磨剤粉粒体
上の金属又は他の保護被覆を活性被覆物質の融点より低
い温度で焼結すること又は焼結し得ることを意味するも
のであり、かゝる焼結温度は当業者によって容易に決定
し得る。
【００３０】本発明によって得られる多粒状研磨粒子は
樹脂又は金属結合用マトリックスを利用して任意所望の
形の物品、たとえば切削又は研削工具、に形成すること
ができる。別の場合には、研磨粒子はそれらを焼結性の
金属粉末又は合金と混合しそしてこの混合物を焼結して
“成形体”を提供するという方法によって成形体の製造
に利用することができる。粉末状金属又は合金対研磨粒
子の重量比は１０：１ないし０．１：１の範囲となし得
る。適当な金属及び合金はニッケル、コバルト、銅、タ
ングステン及び炭化タングステンを包含する。この成形
体は工具の切削又は研削表面、たとえばのこ刃及びドリ
ルビット、中に一体構造として結合、たとえばろう付け
され得る。これらの工具はそれに一体結合された多粒状
研磨粒子によって付与されるごとき使用時の改善された
耐摩耗性及び破壊特性を有するであろう。これらの切削
及び研削工具及び前述した成形体の製造には慣用の方法
を使用し得る。さらに本発明の多粒状研磨粒子を用いて
複合成形体を製造する場合にも慣用の方法を使用し得
る。この目的のためには、研磨粒子は典型的には焼結性
物質と混合しそして支持体上で焼結させて所望の物品を
製造するものである。
【００３１】上述したところに基づき、当業者はこれ以
上の詳細な説明を必要とすることなしに、本発明を完全
な程度に利用し得るものと信じられる。したがって、つ
ぎに示す好ましい特定の実施態様は単に例証のためのも
のであって、何等本発明を限定するものではない。前述
の詳細な開示及びつぎの実施例において、すべての温度
は摂氏（℃）でありそして特に示さない限り、すべての
部及びパーセント表示は重量によるものである。
【００３２】
【実施例の記載】実施例１ 約５０ｇの１８／２０メッシュ立方晶窒化ホウ素５５０
をＬＰＣＶＤ装置中に裝入する。この系を約１トル以下
に減圧し、ついで水素ガスをこの系に流通させることに
よってガス洗滌する。系を真空下に保持しつつ、ＣＢＮ
の温度を約１０００℃まで上昇させてホウ素酸化物及び
その他の揮発性混入不純物を除去した後に被覆処理を行
なう。すなわち、この系を通じて、水素、メタン及び四
塩化チタンガスと水素ガスとの混合物の別々のガス流を
１０００℃及び約１０トルの条件下で約２時間流通させ
ることによって、これらの粒子を炭化チタンで被覆す
る。四塩化チタン、全水素ガス及びメタンガスの流速は
それぞれ１００ＳＣＣＭ、６００ＳＣＣＭ及び３００Ｓ
ＣＣＭである。真空下で冷却した後、ＣＢＮ粒子を装置
からとり出しそしてこれら粒子の炭化チタン被覆が得ら
れたことを示す灰／黒色の外観について検査する。これ
はＸ線回析技術によって確認し得る。被覆粒子の重量増
加を測定することによって被覆の厚みは約０．６ミクロ
ンであることが算出される。
【００３３】炭化チタンで被覆された１８／２０メッシ
ュＣＢＮ５５０の試料をついでＷＡＴＴＳ溶液（硫酸ニ
ッケル／塩化ニッケル）の浴中で１２００アンペア分電
着処理することによって約３０ミクロン厚みのニッケル
被覆をその上に形成させる。 実施例２ 約５０ｇの４０／５０メッシュＣＢＮ５５０を、実施例
１に述べた装置及び方法を用いて、ＬＰＣＶＤ法で、約
０．４ミクロン厚の炭化チタンで被覆する。この被覆が
上首尾に形成されたことはＣＢＮ粒子の灰／黒色の外観
によって認められる。実施例３ 実施例１に述べた装置及び方法を用いて、たゞし水素
流、メタン流及び四塩化チタン／水素流の流速をそれぞ
れ３００ＳＣＣＭとして、約２０．５ｇの２７０／３２
５メッシュＣＢＮ５５０に炭化チタンをＬＰＣＶＤ法で
被覆する。上首尾に被覆が形成されたことはＣＢＮ粒子
の灰／黒色の外観によって認められる。
【００３４】かく被覆されたＣＢＮを高圧／高温プレス
中で５０キロバールの圧力及び１５００℃の温度で多粒
子塊体に上首尾に焼結させる。この成形体をついで手動
衝撃ミルで粉砕して１０００ミクロンから３０ミクロン
未満までの範囲の多粒状メッシュ寸法の粒子を形成す
る。前述した実施例において使用した研磨剤粉粒体、反
応剤及び／又は操作条件をさきに一般的に述べた又は特
定的に述べた粉粒体、反応剤及び／又は操作条件に替え
て前記実施例の方法を反復して同様の望ましい結果を得
ることができる。
【００３５】以上詳述したところから、当業者は本発明
の本質的な特徴を容易に確認することができ、本発明の
技術思想及びその範囲から逸脱することなしに本発明を
種々の用途及び条件に適合せしめるように、本発明の種
々の変更及び修正をなし得るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 41/90 Ｃ 6971−4Ｇ Ｃ０９Ｃ 1/68 6904−4Ｊ ＰＡＡ 6904−4Ｊ ＰＢＤ 6904−4Ｊ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンドの粉
    粒体を、該粉粒体上の被覆から誘導された焼結マトリッ
    クスによって結合してなる粒子であり、該被覆は下層の
    表面に化学的に結合された活性被覆物質の一層又はそれ
    以上の層からなるものである、１ないし１０００ミクロ
    ンの直径をもつ多粒状研磨粒子。
  2. 【請求項２】 活性被覆物質の少なくとも一つの層がチ
    タン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
    ブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、珪
    素又はそれらの炭化物、ホウ化物、窒化物又は酸化物で
    ある請求項１記載の多粒状研磨粒子。
  3. 【請求項３】 焼結性の外側層がニッケル、コバルト、
    銅又はチタン、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、
    バナジウム、クロム、ニオブ、タングステン、ハフニウ
    ム又は珪素の炭化物又は窒化物である請求項１記載の多
    粒状研磨粒子。
  4. 【請求項４】 活性被覆物質の少なくとも二つの層をも
    ち、該粉粒体上の活性被覆物質の合計厚みが０．０１な
    いし５．０ミクロンである請求項１記載の多粒状研磨粒
    子。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の多粒状研磨粒子を焼結条
    件下で焼結された粉末状金属又は合金によって結合して
    なり、多粒状研磨粒子対粉末状金属又は合金の重量比が
    １０：１ないし０．１：１である研磨剤成形体構造物。
  6. 【請求項６】 樹脂マトリックス又は焼結金属マトリッ
    クス内に結合された請求項１記載の多粒状研磨粒子を含
    んでなる研削工具。
  7. 【請求項７】 立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンドの微
    細粉粒体に、活性被覆物質の少なくとも一つの層を施し
    （その際該活性被覆物質は下層の表面に化学的に結合す
    るものでありかつ該微細粉粒体上の活性被覆物質の外側
    層は焼結性のものである）、かく被覆された微細粉粒体
    を焼結して多粒状塊体を形成し；そして該多粒状塊体を
    所望寸法の粒子に転化することからなる多粒状研磨粒子
    の製造法。
  8. 【請求項８】 活性被覆物質の一層ないし三層を該微細
    粉粒体上に化学的蒸着、電着及び／又は無電解めっきに
    よって施す請求項７記載の製造法。
  9. 【請求項９】 活性被覆物質の一つより多い層を該微細
    粉粒体に施しかつそれが５０キロバールより低い圧力及
    び約１０００℃の温度で焼結性である請求項７記載の製
    造法。
  10. 【請求項１０】 立方晶窒化ホウ素又はダイヤモンドの
    微細粉粒体を触媒を使用せずに、０．１ないし５０キロ
    バールの範囲の圧力及び２０００℃より低い温度で１０
    分より短かい時間焼結処理する請求項７記載の製造法。
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