JPH05186845A - 高密度相窒化ホウ素を含む焼結体 - Google Patents
高密度相窒化ホウ素を含む焼結体Info
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- JPH05186845A JPH05186845A JP4020545A JP2054592A JPH05186845A JP H05186845 A JPH05186845 A JP H05186845A JP 4020545 A JP4020545 A JP 4020545A JP 2054592 A JP2054592 A JP 2054592A JP H05186845 A JPH05186845 A JP H05186845A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超高圧装置を用いなくても、ホットプレス法
又は熱間静水圧処理法でもって焼結できる焼結体であっ
て、低廉価と、かつ耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐
衝撃性の向上を達成させた高密度相窒化ホウ素を含む焼
結体を提供する。 【構成】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化
ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，
Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体
の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞され
た複合硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であっ
て、該被膜が平均層厚さ２．１μｍ以上でなる高密度相
窒化ホウ素を含む焼結体。 【効果】 ホットプレス法又は熱間静水圧処理法で焼結
でき、低廉価が達成できたという効果、及び焼結体の破
壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼結体又は本発明
の焼結体から外れた比較の焼結体に比べて約３７〜１４
１％も向上するという効果がある。
又は熱間静水圧処理法でもって焼結できる焼結体であっ
て、低廉価と、かつ耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐
衝撃性の向上を達成させた高密度相窒化ホウ素を含む焼
結体を提供する。 【構成】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化
ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，
Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体
の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞され
た複合硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であっ
て、該被膜が平均層厚さ２．１μｍ以上でなる高密度相
窒化ホウ素を含む焼結体。 【効果】 ホットプレス法又は熱間静水圧処理法で焼結
でき、低廉価が達成できたという効果、及び焼結体の破
壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼結体又は本発明
の焼結体から外れた比較の焼結体に比べて約３７〜１４
１％も向上するという効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、旋削工具，フライス工
具，ドリル，エンドミル等に代表される切削工具、又は
ダイス，切断刃等に代表される耐摩耗工具に適する高密
度相窒化ホウ素を含む焼結体に関する。
具，ドリル，エンドミル等に代表される切削工具、又は
ダイス，切断刃等に代表される耐摩耗工具に適する高密
度相窒化ホウ素を含む焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】立方晶窒化ホウ素及びウルツ鉱型窒化ホ
ウ素は、六方晶窒化ホウ素に比べて高密度であることか
ら、高密度相窒化ホウ素と呼称されている。この高密度
相窒化ホウ素に金属及び／又はセラミックスの結合相を
介在させて、超高圧，高温で焼結した超高圧焼結材料が
実用されている。従来から実用されている超高圧焼結材
料は、主として高密度相窒化ホウ素の硬質相と結合相と
の比率、又は結合相の材質を調整することにより耐摩耗
性，靭性，強度及び耐熱衝撃性を高めるための検討が行
われている。
ウ素は、六方晶窒化ホウ素に比べて高密度であることか
ら、高密度相窒化ホウ素と呼称されている。この高密度
相窒化ホウ素に金属及び／又はセラミックスの結合相を
介在させて、超高圧，高温で焼結した超高圧焼結材料が
実用されている。従来から実用されている超高圧焼結材
料は、主として高密度相窒化ホウ素の硬質相と結合相と
の比率、又は結合相の材質を調整することにより耐摩耗
性，靭性，強度及び耐熱衝撃性を高めるための検討が行
われている。
【０００３】しかしながら、この従来の超高圧焼結材料
は、硬質相の粉末と結合相の粉末を混在させたものであ
ることから、結合相粒子間，硬質相粒子間及び硬質相粒
子と結合相粒子の粒界の結合が不充分になって、不完全
結合が欠陥として残存しやすくなっていること、このた
めに、硬質相と結合相との比率、又は結合相の材質を調
整し、耐摩耗性を高めようとすると、靭性，強度もしく
は耐熱衝撃性が低下すること、逆に靭性，強度もしくは
耐熱衝撃性を高めようとすると、耐摩耗性が低下すると
いう問題がある。この問題を解決したものとして、提案
されている代表的なものに、特開昭５８−５８２４７号
公報，特開昭５８−６０６７８号公報及び特開昭５８−
６１２５３号公報がある。
は、硬質相の粉末と結合相の粉末を混在させたものであ
ることから、結合相粒子間，硬質相粒子間及び硬質相粒
子と結合相粒子の粒界の結合が不充分になって、不完全
結合が欠陥として残存しやすくなっていること、このた
めに、硬質相と結合相との比率、又は結合相の材質を調
整し、耐摩耗性を高めようとすると、靭性，強度もしく
は耐熱衝撃性が低下すること、逆に靭性，強度もしくは
耐熱衝撃性を高めようとすると、耐摩耗性が低下すると
いう問題がある。この問題を解決したものとして、提案
されている代表的なものに、特開昭５８−５８２４７号
公報，特開昭５８−６０６７８号公報及び特開昭５８−
６１２５３号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】特開昭５８−５８２４７
号公報には、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒ及び
Ｍｏの１種以上のホウ化物と炭化物とでなる結合相を含
有した組成で、かつ０．１〜２μｍの平均層厚でなる該
ホウ化物が立方晶窒化ホウ素を包囲した組織になってい
る切削及び耐摩耗工具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結
材料が記載されている。
号公報には、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒ及び
Ｍｏの１種以上のホウ化物と炭化物とでなる結合相を含
有した組成で、かつ０．１〜２μｍの平均層厚でなる該
ホウ化物が立方晶窒化ホウ素を包囲した組織になってい
る切削及び耐摩耗工具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結
材料が記載されている。
【０００５】また、特開昭５８−６０６７８号公報に
は、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ及びＳｉの１種以上
の窒化物と炭化物とでなる結合相を含有した組成で、か
つ０．１〜２μｍの平均層厚でなる該窒化物が立方晶窒
化ホウ素を包囲した組織になっている切削及び耐摩耗工
具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されてい
る。
は、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ及びＳｉの１種以上
の窒化物と炭化物とでなる結合相を含有した組成で、か
つ０．１〜２μｍの平均層厚でなる該窒化物が立方晶窒
化ホウ素を包囲した組織になっている切削及び耐摩耗工
具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されてい
る。
【０００６】さらに、特開昭５８−６１２５３号公報に
は、立方晶窒化ホウ素にＡｌと、Ａｌの酸化物及び窒化
物の１種又は２種とを含有した組成で、かつ０．１〜１
μｍの平均層厚でなるＡｌ、もしくはＡｌとＡｌの酸化
物及び窒化物の１種又は２種とが立方晶窒化ホウ素を包
囲した組織になっている切削及び耐摩耗工具用高靭性窒
化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されている。
は、立方晶窒化ホウ素にＡｌと、Ａｌの酸化物及び窒化
物の１種又は２種とを含有した組成で、かつ０．１〜１
μｍの平均層厚でなるＡｌ、もしくはＡｌとＡｌの酸化
物及び窒化物の１種又は２種とが立方晶窒化ホウ素を包
囲した組織になっている切削及び耐摩耗工具用高靭性窒
化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されている。
【０００７】これらの公報に記載されている超高圧焼結
材料は、従来の超高圧焼結材料における硬質相粒子間，
結合相粒子間及び硬質相粒子と結合相粒子の粒界に存在
していたマイクロポアや未結合の欠陥が立方晶窒化ホウ
素を包囲した被膜により解消されて、耐摩耗性と靭性を
兼ね備え、切削試験においても優れた耐欠損性を有し、
かつ高硬度で，耐熱性及び高温強度にも優れているとい
うものである。しかしながら、これらの公報に記載され
ている超高圧焼結材料は、従来と同様に、超高圧装置を
用いて４０ｋｂ以上の圧力、１２００℃以上の温度で焼
結したもので、量産化が困難であること、大型形状品の
製造が困難であること、及び製造コストが高くなるとい
う問題があること、また、材料的には、被膜の厚さと被
膜材質から、被膜内欠陥が生じやすいこと、及び被膜と
被膜を除いた他の結合相との界面、もしくは被膜と被膜
との界面に欠陥を生じやすく、被膜を形成する工程を加
えて製造コストが高くなる割には寿命の向上がみられな
いという問題がある。
材料は、従来の超高圧焼結材料における硬質相粒子間，
結合相粒子間及び硬質相粒子と結合相粒子の粒界に存在
していたマイクロポアや未結合の欠陥が立方晶窒化ホウ
素を包囲した被膜により解消されて、耐摩耗性と靭性を
兼ね備え、切削試験においても優れた耐欠損性を有し、
かつ高硬度で，耐熱性及び高温強度にも優れているとい
うものである。しかしながら、これらの公報に記載され
ている超高圧焼結材料は、従来と同様に、超高圧装置を
用いて４０ｋｂ以上の圧力、１２００℃以上の温度で焼
結したもので、量産化が困難であること、大型形状品の
製造が困難であること、及び製造コストが高くなるとい
う問題があること、また、材料的には、被膜の厚さと被
膜材質から、被膜内欠陥が生じやすいこと、及び被膜と
被膜を除いた他の結合相との界面、もしくは被膜と被膜
との界面に欠陥を生じやすく、被膜を形成する工程を加
えて製造コストが高くなる割には寿命の向上がみられな
いという問題がある。
【０００８】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、立方晶窒化ホウ素及び／又はウル
ツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相の粒子の表面に、ホット
プレス（ＨＰ）又は熱間静水圧（ＨＩＰ）処理条件であ
っても硬質相が六方晶窒化ホウ素へ逆変換しないような
被膜を形成し、かつ被膜による欠陥も生じないようにし
て、耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐衝撃性を高めた
高密度相窒化ホウ素を含む焼結体の提供を目的とする。
もので、具体的には、立方晶窒化ホウ素及び／又はウル
ツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相の粒子の表面に、ホット
プレス（ＨＰ）又は熱間静水圧（ＨＩＰ）処理条件であ
っても硬質相が六方晶窒化ホウ素へ逆変換しないような
被膜を形成し、かつ被膜による欠陥も生じないようにし
て、耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐衝撃性を高めた
高密度相窒化ホウ素を含む焼結体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、立方晶窒
化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相
と、金属及び／又はセラミックスの結合相とでなる高密
度相窒化ホウ素焼結体の低廉価と、かつ諸特性の向上に
ついて検討していた所、高密度相窒化ホウ素の粒子表面
に膜質及び膜厚を選定し、緻密な被膜を形成すると、Ｈ
Ｐ又はＨＩＰ処理条件において、高密度相窒化ホウ素か
ら六方晶窒化ホウ素への逆変換が生じ難くなること、か
つ被膜厚さを制御すると得られる焼結体の諸特性が向上
するという知見を得た。本発明は、この知見に基づいて
完成するに至ったものである。
化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相
と、金属及び／又はセラミックスの結合相とでなる高密
度相窒化ホウ素焼結体の低廉価と、かつ諸特性の向上に
ついて検討していた所、高密度相窒化ホウ素の粒子表面
に膜質及び膜厚を選定し、緻密な被膜を形成すると、Ｈ
Ｐ又はＨＩＰ処理条件において、高密度相窒化ホウ素か
ら六方晶窒化ホウ素への逆変換が生じ難くなること、か
つ被膜厚さを制御すると得られる焼結体の諸特性が向上
するという知見を得た。本発明は、この知見に基づいて
完成するに至ったものである。
【００１０】本発明の高密度相窒化ホウ素を含む焼結体
は、立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素
の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ａｌ，
Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞された複合
硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であって、該被
膜が平均層厚さ２．１μｍ以上からなることを特徴とす
る。
は、立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素
の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ａｌ，
Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の
少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞された複合
硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であって、該被
膜が平均層厚さ２．１μｍ以上からなることを特徴とす
る。
【００１１】本発明の焼結体における硬質相の粒子表面
を囲繞してなる被膜は、具体的には、例えばＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，ＨｆＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，
ＨｆＢ2，ＭｏＢ，Ｍｏ2Ｂ3，Ａｌ Ｂ2，Ａｌ Ｂ12，（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｎ，Ｔｉ（Ｂ，Ｎ），（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ，
（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを挙げることができる。これらの被膜
は、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変換を防止する作
用をするが、被膜厚さが２．１μｍ未満では焼結時に液
相を伴う反応又は高密度相窒化ホウ素が熱力学的に不安
定な領域で焼結される場合、硬質相の逆変換を生じる可
能性が高くなるために被膜厚さが２．１μｍ以上必要で
ある。また、この被膜は、硬質相粒子表面から被膜内部
へ向って組成成分が変化した、所謂、傾斜組成にするこ
とにより、硬質相粒子と被膜との界面及び被膜内の粒界
における密着強度が高くなり好ましいことである。被膜
内における傾斜組成は、具体的には、例えば、硬質相粒
子表面の近傍がＢ及び／又はＮ元素の含有量の多い非化
学量論組成であって、被膜内部及び被膜外部へ向かうほ
どＢ及び／又はＮ元素の含有量の少ない非化学量論組成
でなっている場合が特に被膜の強度上から好ましい。
を囲繞してなる被膜は、具体的には、例えばＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，ＨｆＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，
ＨｆＢ2，ＭｏＢ，Ｍｏ2Ｂ3，Ａｌ Ｂ2，Ａｌ Ｂ12，（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｎ，Ｔｉ（Ｂ，Ｎ），（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ，
（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを挙げることができる。これらの被膜
は、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変換を防止する作
用をするが、被膜厚さが２．１μｍ未満では焼結時に液
相を伴う反応又は高密度相窒化ホウ素が熱力学的に不安
定な領域で焼結される場合、硬質相の逆変換を生じる可
能性が高くなるために被膜厚さが２．１μｍ以上必要で
ある。また、この被膜は、硬質相粒子表面から被膜内部
へ向って組成成分が変化した、所謂、傾斜組成にするこ
とにより、硬質相粒子と被膜との界面及び被膜内の粒界
における密着強度が高くなり好ましいことである。被膜
内における傾斜組成は、具体的には、例えば、硬質相粒
子表面の近傍がＢ及び／又はＮ元素の含有量の多い非化
学量論組成であって、被膜内部及び被膜外部へ向かうほ
どＢ及び／又はＮ元素の含有量の少ない非化学量論組成
でなっている場合が特に被膜の強度上から好ましい。
【００１２】本発明の焼結体は、出発物質に混在してい
るか又は製造工程上から混入してくる不可避不純物と複
合硬質相とでなる焼結体であっても優れた諸特性を発揮
するが、さらに金属及び／又はセラミックスからなる結
合相を加えることにより、それぞれの用途に適した焼結
体にすることができる。
るか又は製造工程上から混入してくる不可避不純物と複
合硬質相とでなる焼結体であっても優れた諸特性を発揮
するが、さらに金属及び／又はセラミックスからなる結
合相を加えることにより、それぞれの用途に適した焼結
体にすることができる。
【００１３】結合相の混在した焼結体の場合は、複合硬
質相が１０体積％以上と、残りが結合相と不可避不純物
とからなる焼結体であって、結合相は、周期律表の４
ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ
の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，希土類金属の酸
化物，窒化物及びこれらの相互固溶体、又はＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏの中の少なくとも１種からなる場合が特に好ま
しい。
質相が１０体積％以上と、残りが結合相と不可避不純物
とからなる焼結体であって、結合相は、周期律表の４
ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ
の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，希土類金属の酸
化物，窒化物及びこれらの相互固溶体、又はＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏの中の少なくとも１種からなる場合が特に好ま
しい。
【００１４】本発明の焼結体における結合相は、具体的
には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，
ＴａＣ，ＷＣ，Ｍｏ2Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，ＳｉＣ，ＴｉＮ，
ＺｒＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＣｒＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ
3Ｎ4，Ｆｅ3Ｃ，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＮｉＯ，ＣｏＯ，ＴｉＢ2，ＴａＢ2，ＷＢ，Ａｌ
Ｂ2，Ｙ2Ｏ3，ＹＮ，Ｄｙ2Ｏ3，ＣｅＯ，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ，
（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ，Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ），Ｔｉ（Ｎ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ，Ｏ），（Ｓｉ，Ａｌ）（Ｏ，Ｎ），Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，（Ｆｅ，Ｎｉ）合金，（Ｎｉ，Ｃｏ）合金，（Ｆ
ｅ，Ｃｏ）合金，（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）合金を挙げるこ
とができる。この結合相は、結合相の１０〜７５体積％
が、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｉ，Ｓｉの
炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種のウイスカーからなる場合、
具体的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＷＣ，Ｓ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴａＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，
Ａｌ2Ｏ3，ＴａＢ2，ＡｌＢ2，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），のウイ
スカーでなる場合には、焼結体の強度及び靭性が高くな
るので特に好ましいことである。また、焼結体中に含有
させるウイスカーは、平均太さ０．００３〜３μｍ，平
均長さ０．０１〜３００μｍ，アスペクト比３以上から
なる場合に焼結体内のクラックの伝播抑制効果が高く、
高靭性及び高強度焼結体が得られやすいことから、特に
好ましい。
には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，
ＴａＣ，ＷＣ，Ｍｏ2Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，ＳｉＣ，ＴｉＮ，
ＺｒＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＣｒＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ
3Ｎ4，Ｆｅ3Ｃ，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＮｉＯ，ＣｏＯ，ＴｉＢ2，ＴａＢ2，ＷＢ，Ａｌ
Ｂ2，Ｙ2Ｏ3，ＹＮ，Ｄｙ2Ｏ3，ＣｅＯ，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ，
（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ，Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ），Ｔｉ（Ｎ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ，Ｏ），（Ｓｉ，Ａｌ）（Ｏ，Ｎ），Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，（Ｆｅ，Ｎｉ）合金，（Ｎｉ，Ｃｏ）合金，（Ｆ
ｅ，Ｃｏ）合金，（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）合金を挙げるこ
とができる。この結合相は、結合相の１０〜７５体積％
が、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｉ，Ｓｉの
炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種のウイスカーからなる場合、
具体的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＷＣ，Ｓ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴａＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，
Ａｌ2Ｏ3，ＴａＢ2，ＡｌＢ2，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），のウイ
スカーでなる場合には、焼結体の強度及び靭性が高くな
るので特に好ましいことである。また、焼結体中に含有
させるウイスカーは、平均太さ０．００３〜３μｍ，平
均長さ０．０１〜３００μｍ，アスペクト比３以上から
なる場合に焼結体内のクラックの伝播抑制効果が高く、
高靭性及び高強度焼結体が得られやすいことから、特に
好ましい。
【００１５】本発明の焼結体は、立方晶窒化ホウ素及び
／又はウルツ鉱型窒化ホウ素の粉末の表面に、例えば化
学蒸着法（ＣＶＤ法），物理蒸着法（ＰＶＤ法）又は湿
式メッキによって被膜を形成した出発物質を用いて、非
酸化性雰囲気でのホットプレス（ＨＰ），熱間静水圧処
理（ＨＩＰ）もしくは従来の超高圧装置でもって焼結す
ることにより作製することができる。また、結合相の含
有した焼結体の場合は、結合相となる物質と上述の被膜
の形成された窒化ホウ素の粉末を、従来の粉末冶金法に
よって処理し、上述の方法でもって焼結することにより
作製することができる。
／又はウルツ鉱型窒化ホウ素の粉末の表面に、例えば化
学蒸着法（ＣＶＤ法），物理蒸着法（ＰＶＤ法）又は湿
式メッキによって被膜を形成した出発物質を用いて、非
酸化性雰囲気でのホットプレス（ＨＰ），熱間静水圧処
理（ＨＩＰ）もしくは従来の超高圧装置でもって焼結す
ることにより作製することができる。また、結合相の含
有した焼結体の場合は、結合相となる物質と上述の被膜
の形成された窒化ホウ素の粉末を、従来の粉末冶金法に
よって処理し、上述の方法でもって焼結することにより
作製することができる。
【００１６】
【作用】本発明の焼結体は、硬質相の表面を囲繞した被
膜が焼結過程時に、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変
換を阻止する作用をし、焼結後には、硬質相相互間を緻
密に結合する作用をしている。また、結合相を含有した
本発明の焼結体の場合は、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ
族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの炭化物，窒化
物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少
なくとも１種の結合相が焼結体の高温化学的安定性，耐
摩耗性及び耐溶着性を向上させる作用をし、希土類金属
の酸化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中の少なく
とも１種の結合相が焼結体内のマイクロポアを消滅させ
て焼結体の緻密化促進作用をし、ウイスカーがクラック
の伝播阻止作用をし、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅが靭性及び強度
を向上させる作用をしているものである。
膜が焼結過程時に、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変
換を阻止する作用をし、焼結後には、硬質相相互間を緻
密に結合する作用をしている。また、結合相を含有した
本発明の焼結体の場合は、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ
族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの炭化物，窒化
物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少
なくとも１種の結合相が焼結体の高温化学的安定性，耐
摩耗性及び耐溶着性を向上させる作用をし、希土類金属
の酸化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中の少なく
とも１種の結合相が焼結体内のマイクロポアを消滅させ
て焼結体の緻密化促進作用をし、ウイスカーがクラック
の伝播阻止作用をし、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅが靭性及び強度
を向上させる作用をしているものである。
【００１７】
【実施例１】表１に示した市販の立方晶窒化ホウ素（Ｃ
ＢＮ）粉末を用いて、ＣＢＮ粉末の表面に、従来から行
われているＣＶＤ処理により表１に併記した被膜を被覆
し、複合ＣＢＮ粉末を作製した。この複合ＣＢＮ粉末を
粉末圧粉体とした後、（２種類の複合ＣＢＮ粉末を用い
た試料は、よく混合し）表１に併記した焼結条件で焼結
し、本発明品１〜３を得た。
ＢＮ）粉末を用いて、ＣＢＮ粉末の表面に、従来から行
われているＣＶＤ処理により表１に併記した被膜を被覆
し、複合ＣＢＮ粉末を作製した。この複合ＣＢＮ粉末を
粉末圧粉体とした後、（２種類の複合ＣＢＮ粉末を用い
た試料は、よく混合し）表１に併記した焼結条件で焼結
し、本発明品１〜３を得た。
【００１８】比較に、表１に併記した複合ＣＢＮ粉末を
作製し、これを表１に併記した条件で焼結し、比較品１
〜３を得た。
作製し、これを表１に併記した条件で焼結し、比較品１
〜３を得た。
【００１９】こうして得た本発明品１〜３及び比較品１
〜３の破壊靭性値を測定し、その結果を表１に併記し
た。（ただし、表１の膜質の欄にとあるのは、ＣＢ
Ｎの表面にの被膜を被覆し、の被膜の表面にの被
膜を被覆したことを表す。）
〜３の破壊靭性値を測定し、その結果を表１に併記し
た。（ただし、表１の膜質の欄にとあるのは、ＣＢ
Ｎの表面にの被膜を被覆し、の被膜の表面にの被
膜を被覆したことを表す。）
【００２０】
【表１】
【００２１】
【実施例２】実施例１と同様にして得た表２に示した複
合ＣＢＮ粉末に表２に併記した市販の粉末（焼結後結合
相となる）を混合し、表３に示した焼結条件で焼結して
本発明品４〜６を得た。（ただし表２の膜質欄の
は、表１と同様であり、ＳｉＣ（Ｗ）は、ＳｉＣウイス
カーを表わす。）こうして得た本発明品４〜６と市販の
ＣＢＮ焼結体の２種類をそれぞれ比較品４，５とし、そ
れぞれの破壊靭性値を求めて表３に併記した。
合ＣＢＮ粉末に表２に併記した市販の粉末（焼結後結合
相となる）を混合し、表３に示した焼結条件で焼結して
本発明品４〜６を得た。（ただし表２の膜質欄の
は、表１と同様であり、ＳｉＣ（Ｗ）は、ＳｉＣウイス
カーを表わす。）こうして得た本発明品４〜６と市販の
ＣＢＮ焼結体の２種類をそれぞれ比較品４，５とし、そ
れぞれの破壊靭性値を求めて表３に併記した。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【発明の効果】本発明の高密度相窒化ホウ素を含む焼結
体は、超高圧装置を用いなくてもＨＰ又はＨＩＰにて焼
結できることから低廉化が達成できたという効果がある
こと、及び破壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼結
体及び本発明の焼結体から外れた比較品に対して約３７
〜１４１％も向上するという効果がある。
体は、超高圧装置を用いなくてもＨＰ又はＨＩＰにて焼
結できることから低廉化が達成できたという効果がある
こと、及び破壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼結
体及び本発明の焼結体から外れた比較品に対して約３７
〜１４１％も向上するという効果がある。
Claims (3)
- 【請求項１】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型
窒化ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍ
ｏ，Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞
された複合硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であ
って、該被膜が平均層厚さ２．１μｍ以上でなることを
特徴とする高密度相窒化ホウを含む焼結体。 - 【請求項２】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型
窒化ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍ
ｏ，Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞
された複合硬質相１０体積％以上と、残り結合相と不可
避不純物とからなる焼結体であって、該被膜の平均層厚
さが２．１μｍ以上からなり、かつ該結合相が周期律表
の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，
Ｃｏの炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，希土類金属
の酸化物，窒化物及びこれらの相互固溶体、又はＦｅ，
Ｎｉ，Ｃｏの中の少なくとも１種からなることを特徴と
する高密度相窒化ホウ素を含む焼結体。 - 【請求項３】 上記結合相は、該結合相の１０〜７５体
積％が周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ
の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互
固溶体の中の少なくとも１種のウイスカーからなること
を特徴とする請求項２記載の高密度相窒化ホウ素を含む
焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4020545A JPH05186845A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 高密度相窒化ホウ素を含む焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4020545A JPH05186845A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 高密度相窒化ホウ素を含む焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05186845A true JPH05186845A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12030127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4020545A Withdrawn JPH05186845A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 高密度相窒化ホウ素を含む焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05186845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6008153A (en) * | 1996-12-03 | 1999-12-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-pressure phase boron nitride base sinter |
| CN106242576A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-12-21 | 中原工学院 | 一种陶瓷基Mo(Si，Al)2‑CBN超硬材料的制备方法 |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP4020545A patent/JPH05186845A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6008153A (en) * | 1996-12-03 | 1999-12-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-pressure phase boron nitride base sinter |
| CN106242576A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-12-21 | 中原工学院 | 一种陶瓷基Mo(Si，Al)2‑CBN超硬材料的制备方法 |
| CN106242576B (zh) * | 2016-08-09 | 2023-11-24 | 中原工学院 | 一种陶瓷基Mo(Si，Al)2-CBN超硬材料的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |