JPH09254039A - 改善された特性を有する研磨材成形体の製造方法 - Google Patents

改善された特性を有する研磨材成形体の製造方法

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JPH09254039A
JPH09254039A JP8325776A JP32577696A JPH09254039A JP H09254039 A JPH09254039 A JP H09254039A JP 8325776 A JP8325776 A JP 8325776A JP 32577696 A JP32577696 A JP 32577696A JP H09254039 A JPH09254039 A JP H09254039A
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diamond particles
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フランシス・レイモンド・コリガン
Henry Samuel Marek
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General Electric Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩耗抵抗性および衝撃抵抗性の改善された金
属炭化物で支持された多結晶質ダイヤモンド（ＰＣＤ）
成形体およびかかる成形体を高温／高圧（ＨＴ／ＨＰ）
処理条件で製造する方法の提供。 【解決手段】 このＰＣＤ成形体はサブミクロン粒度の
ダイヤモンド粒子と大きい粒度のダイヤモンド粒子の混
合物を含むことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は高温／高圧（ＨＴ／ＨＰ）加工
条件の下で製造された、支持された多結晶質ダイヤモン
ド（ＰＣＤ）成形体に係わり、殊にダイヤモンド粒子同
士の結合が改善されそしてＰＣＤ成形体中のダイヤモン
ド密度が増大した、支持されたＰＣＤ成形体に係わる。
【０００２】ここに、成形体とはダイヤモンドやＣＢＮ
のような多結晶研磨材粒子の塊状体が焼結されて形成さ
れた、一体に結合された構造体として一般に特徴づける
ことができる。このような成形体は結合性の母材または
第二相の助けを必要とせずに自己結合することができる
が、一般には、米国特許第４，０６３，９０９および
４，６０１，４２３号明細書に論じられているように、
通常コバルト、鉄、ニッケル、白金、チタン、クロム、
タンタルまたはこれらの合金または混合物のような金属
である適当な結合性の母材を使用することが好ましい。
この結合性の母材は約１０−３０容量％で与えられ、更
に例えばＣＢＮに対してはアルミニウムあるいはダイヤ
モンドに対してはコバルトのような再結晶または生長触
媒を含むこともできる。
【０００３】多くの用途に対しては、この成形体は基体
材料に結合して積層体あるいは支持された成形体の配列
構造を形成することによって支持することが好ましい。
典型的には、この基体材料は焼結金属炭化物として与え
られ、この焼結金属炭化物は、例えばタングステン、チ
タンまたはタンタルの炭化物粒子あるいはこれらの混合
物が、コバルト、ニッケルまたは鉄あるいはこれらの混
合物か合金のような金属約６乃至約２５重量％の結合材
によって一体に結合されてなっている。例えば、米国特
許第３，３８１，４２８；３，８５２，０７８；および
３，８７６，７５１号明細書に示されているように、こ
れらの成形体および支持された成形体は、切削や仕上げ
工具に対する部品またはブランクとして、ドリルビット
として、および摩耗部品または摩耗面として広い用途に
受け入れられている。
【０００４】本発明に係わるタイプの多結晶質成形体お
よび支持された成形体を製造するための基本的なＨＴ／
ＨＰ法は、ＨＴ／ＨＰ装置の反応セル内に配置された保
護的に遮蔽された金属製エンクロージャの中にダイヤモ
ンドあるいはＣＢＮのような結晶性研磨材粒子の焼結前
の塊状体を置くことを必要とする。ＨＴ／ＨＰ装置は米
国特許第２，９４７，６１１；２，９４１，２４１；
２，９４１，２４８；３，６０９，８１８；３，７６
７，３７１；４，２８９，５０３；４，６７３，４１
４；および４，９５４，１３９号明細書に記載のタイプ
のものが使用できる。このエンクロージャ内には研磨材
粒子と共に更に、ダイヤモンド粒子の焼結が意図されて
いる場合には金属触媒、並びに研磨材粒子を支持しこれ
により支持された成形体を形成するために焼結金属炭化
物の予め成形された塊状体を配置することができる。次
いで、反応セルの内容物を、研摩材粒子の隣接する粒子
間での結晶間結合を達成し、随意には焼結粒子の焼結金
属炭化物支持体への結合を達成するために十分なように
選択された加工処理条件にかける。このような加工処理
条件は一般に少なくとも１３００℃の温度および少なく
とも２０kbarの圧力を約３−１２０分間かけることを伴
う。
【０００５】多結晶質ダイヤモンド成形体あるいは支持
された成形体の焼結には、触媒金属を結晶粒子に隣接さ
せて予め圧密化した形態で配置して用意することができ
る。例えば、金属触媒は、環状体の形状としこの中に研
磨材結晶粒子の円柱体を受容させたり、あるいはディス
クの形状としこれを結晶塊状体の上または下に配置する
ことができる。別法としては、金属触媒または溶媒（こ
うも呼ばれている）は、粉末の形態で研磨材結晶粒子と
混合した状態で提供できるし、あるいは燒結金属炭化物
あるいは冷間プレスにより成形することのできる炭化物
成形用の粉末とし、その焼結剤をダイヤモンドの再結晶
或いは生長のための触媒または溶媒として提供すること
ができる。典型的には、この金属触媒又は溶媒はコバル
ト、鉄あるいはニッケルまたはこれらの合金又は混合物
から選択されるが、ルテニウム、ロジウム、パラジウ
ム、クロム、マンガン、タンタル、およびこれらの合金
及び混合物のような他の金属も使用することができる。
【０００６】規定されたＨＴ／ＨＰ条件において、如何
なる形態で提供されているかに拘わらず、金属触媒は拡
散或いは毛管作用によって研磨材層中に浸透または「掃
引」するようにされ、これにより再結晶または結晶の相
互生長のための触媒または溶媒として利用される。ＨＴ
／ＨＰ条件はダイヤモンド相と黒鉛相の間の平衡領域の
上のダイヤモンド安定の熱力学的領域で動作し、これに
より隣接する結晶粒子の間で各結晶格子の部分が共有さ
れている結晶間のダイヤモンド−ダイヤモンド結合によ
り特徴づけられる研磨材結晶粒子の圧密が達成される。
好ましくは、成形体内または支持された成形体の研磨材
テーブル内のダイヤモンド濃度は少なくとも約７０容量
％である。ダイヤモンド成形体および支持された成形体
の製造方法は米国特許第３，１４１，７４６；３，７４
５，６２３；３，６０９，８１８；３，８５０，５９
１；４，３９４，１７０；４，４０３，０１５；４，７
９７，３２６；および４，９５４，１３９号明細書によ
り詳しく記載されている。
【０００７】多結晶質ＣＢＮ成形体および支持された成
形体に関しては、これらの成形体および支持された成形
体は概してダイヤモンド成形体に適した方法に従って製
造される。しかしながら、既述の「掃引−浸透」法によ
りＣＢＮ成形体を形成する際には、結晶塊状体中に掃引
拡散される金属はＣＢＮ再結晶のための触媒または溶媒
である必要は必ずしもない。従って、例えばコバルトは
ＣＢＮの再結晶に対して触媒でも溶媒でもないが、コバ
ルトの基体から結晶塊状体の間隙内への掃引浸透により
ＣＢＮの結晶塊状体は例えばコバルト焼結タングステン
炭化物の基体に結合されうる。むしろ、間隙内のコバル
トは多結晶質ＣＢＮ成形体と焼結タングステン炭化物基
体との間の結合材として作用する。
【０００８】ダイヤモンドに対してと同様に、ＣＢＮに
対するＨＴ／ＨＰ焼結プロセスはＣＢＮが熱力学的に安
定な相にある条件下で行われる。これらの条件では、隣
接する結晶粒子の間にも結晶間結合が達成されるものと
推測される。成形体内または支持された成形体の研磨材
テーブル内のＣＢＮ濃度は少なくとも約５０容量％であ
ることが好ましい。ＣＢＮ成形体および支持された成形
体の製造方法は米国特許第２，９４７，６１７；３，１
３６，６１５；３，２３３，９８８；３，７４３，４８
９；３，７４５，６２３；３，８３１，４２８；３，９
１８，２１９；４，１８８，１９４；４，２８９，５０
３；４，６７３，４１４；４，７９７，３２６；および
４，９５４，１３９号明細書により詳しく記載されてい
る。例えば米国特許第３，７６７，３７１号明細書に開
示されたＣＢＮ成形体の場合は約７０容量％より多いＣ
ＢＮと約３０容量％より少ないコバルトのような結合金
属を含んでいる。このような成形体はGeneral Electric
CompanyによりＢＺＮ６０００（登録商標）の名で商業
的に製造されている。
【０００９】米国特許第４，３３４，９２８号明細書に
記載されているように、直接あるいは結晶間の結合を必
ずしも示す必要のない別の形態の多結晶質成形体は、ダ
イヤモンドまたはＣＢＮ粒子の多結晶質塊状体に金属ま
たは合金、セラミックあるいはこれらの混合物の第二の
相が含まれていることに係わる。この第二の物質の相は
研磨材結晶粒子に対する結合材として機能するものと見
られる。第二の相の焼結炭化物を含んだ多結晶質ダイヤ
モンドおよび多結晶質ＣＢＮ成形体はこれらの「併合」
又は「複合」多結晶質研磨材成形体の例である。このよ
うな成形体は約７００℃より高い使用温度を有するので
金属含有成形体に比べて「熱的に安定」であると考える
ことができよう。米国特許第４，３３４，９２８号明細
書に記載されたような８０−１０容量％のＣＢＮと２０
−９０容量％の窒化物結合材例えば窒化チタンを含む成
形体も熱的に安定な物質の例と考えることができよう。
このようなＣＢＮ−ＴｉＮ成形体はGeneral Electric C
ompanyによりＢＺＮ８１００（登録商標）の名で商業的
に製造されている。
【００１０】支持された成形体に関しては、米国特許第
４，７９７，３２６号明細書に詳しく記載されているよ
うに、支持体の多結晶質研磨材塊状体への結合にはそれ
ぞれの相を形成する物質が相互作用をなすときに結合界
面に展開される化学的成分に加えて、物理的な成分も関
わっていると推測される。この結合の物理的成分は焼結
金属炭化物支持体層に比較して多結晶質研磨材層の比較
的に低い熱膨張係数（ＣＴＥ）により発現するものと見
られる。即ち、支持された成形体ブランクをＨＴ／ＨＰ
加工処理条件から周囲条上に冷却したときに、支持体層
が残留引張応力を保持し、これが支持体上に支持された
多結晶質成形体に半径方向の圧縮負荷を加えるものと観
察されている。この負荷が多結晶質成形体を圧縮状態に
維持し、これにより積層体の破壊靱性、衝撃特性および
剪断強度特性が改善される。
【００１１】支持された成形体の商業的な製造において
は、ＨＴ／ＨＰ装置の反応セルから取り出された生成物
即ちブランクは例えば電極放電機械加工やレーザによる
切削、フライス削り、そして特に成形体の外面から付着
したいかなる遮蔽金属をも除去する為の研削を含んだ各
種の仕上げ作業にかけられるのが普通である。このよう
な仕上げ作業は更に、ダイヤモンドやＣＢＮ研磨材テー
ブルの厚さおよび／または炭化物支持体の厚さに関する
製品規格を満たすような円柱状等の形状に機械加工する
のに使用される。特にダイヤモンドおよびＣＢＮの支持
された成形体に関しては、ブランク上の研磨材テーブル
は後に特定の用途に適合するように調整される例えば鋸
歯状にされたくさび形のごとき幾分精巧な形状を有する
最終製品にユーザーによってしばしば機械加工されるの
で、実質的に均一な厚さの研磨材層が望ましい。しか
し、このような仕上げ作業の際に、既にＨＴ／ＨＰ加工
処理および室温への冷却の間に熱サイクルに曝されてい
るブランクの温度が研削または切削作業による熱効果の
ために上昇される可能性があることが認められよう。更
には、ブランクまたはこれから仕上げられた製品はフィ
ラー合金を融解する為に約７５０乃至約８００℃の温度
を要するろう付けやはんだ付けを使用して種々の切削ま
たは穴あけ工具のスチール製シャンク上に取り付けるこ
とができるが、これにより再び成形体および支持体は熱
勾配および応力に曝される。支持されたブランクの熱サ
イクルの各々の間に、炭化物支持体は、熱膨張係数（Ｃ
ＴＥ）が比較的に高いために、その上に支持された研磨
材成形体よりも大きく膨張することになる。加熱および
冷却に際して発生された応力は主に研磨材テーブルの変
形を介して開放され、このために研磨材テーブルに応力
割れが生じたり、支持体から積層割れする結果が生じう
る。
【００１２】特にＰＣＤ成形体とその焼結金属炭化物支
持体との間の界面に於ける結合強度を改善するために、
ＰＣＤ層と炭化物層との間に中間の層を介在させる提案
がなされている。米国特許第４，４０３，０１５および
５，０３７，７０４号明細書に詳しく述べられているよ
うに、この中間層は約７０容量％未満のＣＢＮと残部の
窒化物例えばＴｉＮを含むように準備されて伝統的なＨ
Ｔ／ＨＰ法を使用することによりＰＣＤ層および炭化物
層の間に直接焼結されている。ＣＢＮ−ＴｉＮ結合層を
介在することにより、炭化物層からＰＣＤ層へのコバル
ト結合材の流れ込みまたは「掃引」が回避されることが
観察されている。この結合層の介在がない場合にはこの
コバルト結合材の「掃引」によりダイヤモンドの黒鉛へ
の逆転換が触媒されてＰＣＤ層と炭化物層との間の界面
が弱められることとなろう。
【００１３】支持されたＰＣＤ成形体に関しては、当業
界で、焼結ダイヤモンド成形体を形成するのに各種の粒
度の供給粉末を使用することが当業界で知られている。
しかし、微細なダイヤモンド粒子のみを使用すると高い
摩耗抵抗に対して受け入れ難い減少が通常引き起こされ
ている。一方、大きいダイヤモンド粒子のみを使用する
とダイヤモンドの密度およびダイヤモンド同士の結合が
低下する結果となる。当業界で今までに知られている支
持されたＰＣＤ成形体は切削および仕上げ工具、ドリル
ビットなどへの使用に広く支持を受けてきているので、
このような材料の強度および衝撃特性が更に改善される
ことは業界で歓迎されるであろうことが、認められよ
う。特に所望されるのは安定性、摩耗および摩損抵抗並
びに衝撃抵抗が改善された支持されたダイヤモンド成形
体であり、このような特性の改善は機械加工性、性能お
よび摩耗の諸特性を高めることによりこうした材料の用
途を拡張することになろう。このように、物理的諸特性
の改善された支持されたＰＣＤ成形体に対する必要性は
今尚残されている。
【００１４】
【発明の広義の既述】本発明は高温／高圧（ＨＴ／Ｈ
Ｐ）処理条件下で製造された支持された多結晶質ダイヤ
モンド（ＰＣＤ）成形体およびその製造方法に関わり、
特にダイヤモンド成形体の製造に供給される供給混合物
中に微細な粒度のダイヤモンド粒子を含ませた、熱安定
性、摩耗および摩損抵抗性並びに衝撃抵抗性の諸特性を
改善された支持されたＰＣＤ成形体に係わる。粒度差に
よる溶解度／溶解速度効果を多結晶質ダイヤモンド焼結
の駆動力として利用することにより、本発明の方法によ
ってただ大きい粒度のダイヤモンド粒子のみかあるいは
微細な粒度のダイヤモンド粒子のみしか使用されていな
い従来の支持されたＰＣＤ成形体に比べて物理的な諸特
性が改善された支持されたＰＣＤ成形体がもたらされる
結果となる。その上更に、本発明の支持された成形体
は、顕微鏡写真に実証されているように著しく空隙が少
ないので、単一のダイヤモンド粒度を有する従来の支持
された成形体よりも改善された剪断強さおよび衝撃特性
を示すことが観察された。
【００１５】それ故、本発明の特徴は改善された金属炭
化物支持ＰＣＤ成形体を提供することである。本発明に
よれば、焼結されたＰＣＤ成形体は、結合材金属中に金
属炭化物の粒子を含んでなる焼結金属炭化物支持層に結
合されるようにして提供される。本発明のＰＣＤ成形体
は比較的に大きい粒度のダイヤモンド粒子と微細なダイ
ヤモンド粒子との混合物を含むものとして特徴づけられ
る。
【００１６】更に、金属炭化物で支持された多結晶質ダ
イヤモンド（ＰＣＤ）成形体を製造するための高圧／高
温（ＨＰ／ＨＴ）法を提供することも本発明の特徴であ
る。本発明の方法によれば、種々の粒度のダイヤモンド
粒子の塊状体と、このダイヤモンド粒子の塊状体に隣接
して配置された、結合材金属中に金属炭化物の粒子を含
んでなる焼結金属炭化物支持層とを含む反応セルアセン
ブリが用意される。こうして準備された反応セルアセン
ブリを次いで、結合材金属を焼結金属炭化物支持層から
ダイヤモンド粒子の塊状体中に実質的に均一に掃引拡散
させることによりダイヤモンド粒子の塊状体をＰＣＤ成
形体層に焼結しそしてこのＰＣＤ成形体層を焼結金属炭
化物支持層に結合するのに効果的であるように選択され
たＨＴ／ＨＰ条件にかける。
【００１７】本発明の利点はＰＣＤ成形体中のダイヤモ
ンド含有量が増大されそしてダイヤモンドの結合が増大
された高性能の支持されたＰＣＤブランクの提供を包含
する。従って、このようなブランクは切削、穴あけおよ
びその他の用途にとって大いに望ましいであろう。本発
明の更なる利点は、研磨材テーブルと支持体との間の結
合強度が改善され、その結果応力割れ、積層割れ等の危
険を減少して、より高い使用温度を有し製品規格に適合
した機械加工、ろう付あるいはその他の仕上げ加工を容
易にするような、支持されたブランクを包含する。この
ような利点並びにその他の利点はここに開示された事項
に基づけば当業者に容易に明らかとなろう。
【００１８】本発明の特質および目的をより十分に理解
されるよう、添付の図面に関連してなされた以下の詳細
な記述を参照されたい。図面に関しては以下の発明の詳
細な記述と関連して更に記述する。
【００１９】
【発明の詳細な記述】本発明による金属炭化物で支持さ
れたＰＣＤ成形体は焼結ＰＣＤ成形体層を焼結金属炭化
物支持層に結合させてなっている。ＰＣＤ成形体層は比
較的大きい粒度のダイヤモンド粒子を微細な粒度のダイ
ヤモンド粒子中に分散させてなる混合物を含むダイヤモ
ンド粒子の粉末状の塊状体として用意するのが好まし
い。大きい粒度のダイヤモンド粒子の粒度範囲は約５乃
至約１００ミクロン、好ましくは約１０乃至約１００ミ
クロンそして最も好ましくは約１０乃至約４５ミクロン
である。一方、微細な粒度のダイヤモンド粒子の粒度範
囲は約０．０１乃至約１ミクロン、好ましくは約０．０
５乃至約１ミクロンそして最も好ましくは約０．１乃至
約１ミクロンである。微細な粒度のダイヤモンド粒子成
分は全ダイヤモンド粒子の２−１５重量％、好ましくは
２−８重量％そして最も好ましくは４−８重量％であ
る。
【００２０】広義には、燒結金属炭化物支持層は、約６
−２５重量％で提供されるコバルト、ニッケル、鉄また
はこれらの混合物または合金のような金属結合材の内部
に、炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタル、炭
化モリブデンまたはこれらの混合物のような金属炭化物
の粒子を保持してなるように選択される。ダイヤモンド
粒子をＰＣＤ成形体層に焼結するためには、しかしなが
ら、コバルト、鉄、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、
パラジウム、白金、クロム、マンガン、タンタル、オス
ミウム、イリジウム、またはこれらの混合物または合金
のような結合材金属をダイヤモンドの触媒あるいは溶媒
として用意することが好ましく、中でも性能および処理
を考慮するとコバルト、コバルト合金又は混合物が有利
である。
【００２１】ここに「結合されている」とは、ＰＣＤ成
形体層と金属炭化物支持層とが、ＨＴ／ＨＰ処理条件下
で、ろう付合金フィラー層等の手段を取ることなく、直
接化学的におよび／または物理的に隣接層に結合される
ことを意味する。また、「溶解度」とは、溶解されてい
るダイヤモンド粒子の存在下においてコバルト溶媒中に
含有することができる炭素溶質の濃度を意味する。
【００２２】反応セルは、ＰＣＤ層および炭化物層を装
入されたら、ＨＴ／ＨＰ装置のパンチの間に反応セルア
センブリとして配置することができる。別の方法として
は、セルは、複数の成形体を調製するために軸方向に整
列させて積み重ねて配列された多くのサブアセンブリセ
ルの一つとしてＨＴ／ＨＰ装置内に装入してもよい。Ｈ
Ｔ／ＨＰ装置内で達成されるＨＴ／ＨＰ条件下におい
て、結合材金属は拡散または毛管作用により支持層から
ＰＣＤ粉末層の中に浸入又は「掃引」されて、ダイヤモ
ンド粒子の再結晶または結晶相互生長によりＰＣＤ成形
体層を形成するための触媒または溶媒として利用され
る。成形体を形成する層中への均一な掃引拡散を促進す
るために、追加のダイヤモンド触媒または溶媒金属をＰ
ＣＤ成形体層を形成する粉末状のダイヤモンド粒子と混
合したりあるいはこのダイヤモンド粒子に隣接させて別
の層として配置することができる。一般に、成形体層を
形成するダイヤモンド粒子を焼結あるいは結晶間直接結
合して本質的に空隙のない完全一体の研磨材物体または
多結晶質成形体とし、そしてこれらの成形体を隣接する
層に直接結合するのに十分な時間にわたり、反応セルア
センブリにＨＴ／ＨＰ条件が加えられる。有利なこと
に、成形体を形成する層の間に於ける直接結合関係は、
層を隣接する層にろう付けまたははんだ付けするときに
生ずるような、これら相間への追加の結合層の介在の必
要性が排除される。広義には、ＨＴ／ＨＰ装置を作動さ
せるＨＴ／ＨＰ条件は、ダイヤモンドが安定相であり、
そして結晶ダイヤモンドの重大な再変換即ち黒鉛化が起
きない熱力学的領域内にあるように選択される。この点
に関して、装置は少なくとも約１０００℃、好ましくは
約１０００乃至約２０００℃の温度、および少なくとも
約３０kbar、好ましくは約４０乃至約８０kbarの圧力で
運転される。しかしながら、ここに規定されるこれらの
好適な温度および圧力は、ダイヤモンド処理に必要な高
い温度及び圧力の正確精密な測定に伴う困難のため、単
なる推定値であることに注意されるべきである。加うる
に、ここに規定される温度および圧力の値は処理中にお
いて一定である必要はないが、所定の加熱、冷却および
／または圧力計画を区画するために変動することができ
る。このような可変条件が得られる製品の最終的な物理
的特性に影響を与えうることが知られている。
【００２３】次に実施例を示すが、％および割合は別段
の明示なき限り、全て重量基準であり、これらの実施例
はここに開示された発明の実施の例示として示されてお
り、何等限定的な意味で解釈されるべきではない。実施例 次のサブミクロン粒度の粉末を含む４つの混合物はアル
コールをビヒクルとして使用して湿式ボールミルによっ
て調製した。
【００２４】混合物Ａ：サブミクロンを１５％／ＣＦ１
００を８５％ 混合物Ｂ：サブミクロンを２％／ＣＦ４５を９８％ 混合物Ｃ：サブミクロンを５％／ＣＦ４５を９５％ 混合物Ｄ：サブミクロンを８％／ＣＦ４５を９２％ サブミクロン粒度の粉末の平均粒度は０．５ミクロンで
ある。ＣＦ１００は５７−９７ミクロンの範囲の粒度を
有し、その平均粒度は約７０ミクロンである。ＣＦ４５
は１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し、その平均粒
度は約２８ミクロンである。
【００２５】３つの倍率の全てに於ける顕微鏡によるミ
クロ組織の比較により、５％および８％のサブミクロン
粒子を混合したサンプルに比べて標準のＣＦ４５サンプ
ルにより高い程度の多孔性（金属相の浸出に原因する）
がはっきりと示されている。このように、５％および８
％のサブミクロン粒子を混合したサンプルは高いダイヤ
モンド密度および改善された結合を有する。
【００２６】ここに開示した教示から逸脱することなく
本発明に或変更を加えることができることが予測される
からして、上記の記述に含まれた事項の全ては例示とし
て解釈されるべきで、限定的な意味で解釈されるべきで
ないと考えられる。また、ここに引用された文献は全て
明白に本明細書中に参考例として掲げられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子１
５％と５７−９７ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒
度が約７０ミクロンであるダイヤモンド粒子８５％との
混合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕
微鏡写真である。
【図２】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子１
５％と５７−９７ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒
度が約７０ミクロンであるダイヤモンド粒子８５％との
混合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕
微鏡写真である。
【図３】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子５
％と１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒度
が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子９５％との混
合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微
鏡写真である。
【図４】１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の
粒度が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子１００％
から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微鏡写
真である。
【図５】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子５
％と１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒度
が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子９５％との混
合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微
鏡写真である。
【図６】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子８
％と１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒度
が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子９２％との混
合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微
鏡写真である。
【図７】１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の
粒度が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子１００％
から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微鏡写
真である。
【図８】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子５
％と１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒度
が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子９５％との混
合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微
鏡写真である。
【図９】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子８
％と１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒度
が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子９２％との混
合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微
鏡写真である。
【図１０】１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均
の粒度が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子１００
％から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕微鏡
写真である。
【図１１】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子
５％と１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒
度が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子９５％との
混合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕
微鏡写真である。
【図１２】平均粒度０．５ミクロンのダイヤモンド粒子
８％と１０−４５ミクロンの範囲の粒度を有し平均の粒
度が約２８ミクロンであるダイヤモンド粒子９２％との
混合物から製造された焼結ＰＣＤ成形体の結晶構造の顕
微鏡写真である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）（ｉ）サブミクロンの粒度を有す
    るダイヤモンド粒子と大きい粒度を有するダイヤモンド
    粒子との混合物を含んだダイヤモンド粒子の塊状体、お
    よび（ii）前記ダイヤモンドの塊状体に隣接して配置さ
    れた、金属炭化物の粒子を含む焼結金属炭化物支持層を
    含んだ反応セルアセンブリを用意する工程、および
    （ｂ）前記ダイヤモンド粒子の塊状体を多結晶質ダイヤ
    モンド（ＰＣＤ）成形体層に焼結しそしてこのＰＣＤ成
    形体層を前記焼結金属炭化物支持層に結合するのに有効
    となるよう選択された高圧／高温（ＨＰ／ＨＴ）条件に
    前記反応セルアセンブリをかける工程からなる、金属炭
    化物で支持された多結晶質ダイヤモンド（ＰＣＤ）成形
    体を製造するための高圧／高温（ＨＰ／ＨＴ）法。
  2. 【請求項２】 焼結された多結晶質ダイヤモンド（ＰＣ
    Ｄ）成形体層と、この多結晶質ダイヤモンド（ＰＣＤ）
    成形体層に結合された、金属炭化物の粒子を含む焼結金
    属炭化物支持層とを含み、前記焼結された多結晶質ダイ
    ヤモンド（ＰＣＤ）成形体層がサブミクロンの粒度を有
    するダイヤモンド粒子と大きい粒度を有するダイヤモン
    ド粒子との混合物を有することを特徴とする、金属炭化
    物で支持された多結晶質ダイヤモンド（ＰＣＤ）成形
    体。
  3. 【請求項３】 前記サブミクロンの粒度を有するダイヤ
    モンド粒子が約０．０１乃至約１ミクロンの範囲の粒度
    を有する請求項２記載の成形体。
  4. 【請求項４】 前記サブミクロンの粒度を有するダイヤ
    モンド粒子が約０．０５乃至約１ミクロンの範囲の粒度
    を有する請求項３記載の成形体。
  5. 【請求項５】 大きい粒度を有するダイヤモンド粒子が
    約６乃至約１００ミクロンの範囲の粒度を有する請求項
    ２記載の成形体。
  6. 【請求項６】 大きい粒度を有するダイヤモンド粒子が
    約１０乃至約１００ミクロンの範囲の粒度を有する請求
    項５記載の成形体。
  7. 【請求項７】 大きい粒度を有するダイヤモンド粒子が
    約４０乃至約１００ミクロンの範囲の粒度を有する請求
    項６記載の成形体。
  8. 【請求項８】 前記焼結された多結晶質ダイヤモンド
    （ＰＣＤ）成形体層がサブミクロンの粒度を有するダイ
    ヤモンド粒子を約２乃至約１５重量％含む請求項２記載
    の成形体。
  9. 【請求項９】 前記焼結された多結晶質ダイヤモンド
    （ＰＣＤ）成形体層がサブミクロンの粒度を有するダイ
    ヤモンド粒子を約２乃至約８重量％含む請求項８記載の
    成形体。
  10. 【請求項１０】 前記焼結された多結晶質ダイヤモンド
    （ＰＣＤ）成形体層がサブミクロンの粒度を有するダイ
    ヤモンド粒子を約４乃至約８重量％含む請求項９記載の
    成形体。
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