JPS59563B2 - ダイヤモンド焼結体の製造法 - Google Patents
ダイヤモンド焼結体の製造法Info
- Publication number
- JPS59563B2 JPS59563B2 JP56171247A JP17124781A JPS59563B2 JP S59563 B2 JPS59563 B2 JP S59563B2 JP 56171247 A JP56171247 A JP 56171247A JP 17124781 A JP17124781 A JP 17124781A JP S59563 B2 JPS59563 B2 JP S59563B2
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- Japan
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- diamond
- powder
- sintered body
- graphitized
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はダイヤモンド焼結体の製造法に関する。
ダイヤモンド焼結体は高強度、超硬質で耐摩耗性に富ん
でいるので、切削工具用刃先や線引きダイスとして使用
されている。
でいるので、切削工具用刃先や線引きダイスとして使用
されている。
従来、ダイヤモンド焼結体の製造法としては、（１）ダ
イヤモンドと各種金属の混合粉末、（２）ダイヤモンド
と炭化物、硼化物、窒化物等との混合粉末、（３）ダイ
ヤモンドとセラミックとの混合粉末を、それぞれ出発原
料として使用し、高温高圧処理して焼結する方法が知ら
れている。
イヤモンドと各種金属の混合粉末、（２）ダイヤモンド
と炭化物、硼化物、窒化物等との混合粉末、（３）ダイ
ヤモンドとセラミックとの混合粉末を、それぞれ出発原
料として使用し、高温高圧処理して焼結する方法が知ら
れている。
しかし、これらの方法によって得られる焼結体は、いず
れも、ダイヤモンドを含む複合焼結体であって、これを
切削工具用刃先や線引きダイスとして使用すると、複合
体で結合力が弱いため、刃こぼれ等が起る欠点がある。
れも、ダイヤモンドを含む複合焼結体であって、これを
切削工具用刃先や線引きダイスとして使用すると、複合
体で結合力が弱いため、刃こぼれ等が起る欠点がある。
本発明はこの欠点を改善せんとするものであり、従来の
ような複合焼結体でなく、実質的にダイヤモンドのみか
らなる焼結体を製造する方法を提供するにある。
ような複合焼結体でなく、実質的にダイヤモンドのみか
らなる焼結体を製造する方法を提供するにある。
本発明者らはダイヤモンド粒子を直接結合させる方法に
ついて研究の結果、 ■）ダイヤモンド粉末のみを高温高圧下、熱力学的にダ
イヤモンドが安定な領域にさらしても、ダイヤモンドの
一部分が黒鉛に変換し、高強度焼結体は得られなかった
。
ついて研究の結果、 ■）ダイヤモンド粉末のみを高温高圧下、熱力学的にダ
イヤモンドが安定な領域にさらしても、ダイヤモンドの
一部分が黒鉛に変換し、高強度焼結体は得られなかった
。
２）前記のダイヤモンドが黒鉛へ転移するのを防止する
目的で、溶融状態でダイヤモンド粒子間をうめることが
可能な金属、例えばＮｉ、Ｃ。
目的で、溶融状態でダイヤモンド粒子間をうめることが
可能な金属、例えばＮｉ、Ｃ。
等を添加しても、ダイヤモンド粒子は殆んど前記金属を
介して結合し、高強度焼結体は得られなかった。
介して結合し、高強度焼結体は得られなかった。
３）特公昭４６−５２０４号公報に開示されている方法
、すなわち、主としてダイヤモンドからなる層と、Ｃｏ
ｙＦｅ、ＮｉｙＭｎ、Ｃｒ等の遷移金属を含むカーバイ
ト層を積層させて、ダイヤモンドの安定領域の高温高圧
にさらすと、カーバイド層から前記遷移金属がダイヤモ
ンド層に移動し、ダイヤモンド粒子間に介在し、ダイヤ
モンド粒子を結合させる方法が知られている。
、すなわち、主としてダイヤモンドからなる層と、Ｃｏ
ｙＦｅ、ＮｉｙＭｎ、Ｃｒ等の遷移金属を含むカーバイ
ト層を積層させて、ダイヤモンドの安定領域の高温高圧
にさらすと、カーバイド層から前記遷移金属がダイヤモ
ンド層に移動し、ダイヤモンド粒子間に介在し、ダイヤ
モンド粒子を結合させる方法が知られている。
しかし、ダイヤモンド層がダイヤモンドのみにより構成
する場合は、前記遷移金属の移動は、ダイヤモンド粒子
径が約２０μｍ以上のものが約７０容量係以上存在する
場合においてのみ行われる。
する場合は、前記遷移金属の移動は、ダイヤモンド粒子
径が約２０μｍ以上のものが約７０容量係以上存在する
場合においてのみ行われる。
しかし、その強度は満足し得られる程度のものではなか
った。
った。
しかし、前記３）の方法で、ダイヤモンド層に２０容量
％以上の黒鉛を添加した場合は、ダイヤモンド粉末のみ
の場合と著しく異なる結果が得られた。
％以上の黒鉛を添加した場合は、ダイヤモンド粉末のみ
の場合と著しく異なる結果が得られた。
すなわち、ダイヤモンド層に黒鉛が存在すると、カーバ
イド層からの遷移金属の移動が顕著となると同時に非常
に強固な焼結体が得られ、焼結ダイヤモンド層には全く
黒鉛が認められず、添加した黒鉛は全てダイヤモンドに
変換することが分った。
イド層からの遷移金属の移動が顕著となると同時に非常
に強固な焼結体が得られ、焼結ダイヤモンド層には全く
黒鉛が認められず、添加した黒鉛は全てダイヤモンドに
変換することが分った。
更に研究の結果、ダイヤモンド粉末に黒鉛を添加すると
、前記の如く強固なダイヤモンド焼結体は得られるが、
これらの焼結体の組織を詳細に調べたところ、しばしば
異常に大きく成長したダイヤモンド粒子が観察される。
、前記の如く強固なダイヤモンド焼結体は得られるが、
これらの焼結体の組織を詳細に調べたところ、しばしば
異常に大きく成長したダイヤモンド粒子が観察される。
このような焼結体組織の不均質性は工具用刃先等として
使用する場合、刃こぼれや欠けをおこす欠点が生ずる。
使用する場合、刃こぼれや欠けをおこす欠点が生ずる。
しかるに、ダイヤモンド粉末を例えば真空中または不活
性ガス中で高温処理して、その表面を黒鉛化したものを
一定割合で混合したものを出発原料として使用し、ダイ
ヤモンド安定温度、圧力領域下で加熱すると、ダイヤモ
ンド焼結体組織に異常に大きく成長したダイヤモンド粒
子を生成することがなく、その組織が極めて均質なもの
となることを知見し得た。
性ガス中で高温処理して、その表面を黒鉛化したものを
一定割合で混合したものを出発原料として使用し、ダイ
ヤモンド安定温度、圧力領域下で加熱すると、ダイヤモ
ンド焼結体組織に異常に大きく成長したダイヤモンド粒
子を生成することがなく、その組織が極めて均質なもの
となることを知見し得た。
この知見に基づいて本発明を完成したものである。
本発明はダイヤモンド粉末と、ダイヤモンド粉末表面を
４０〜１００容量係黒鉛化したダイヤモンド粉末２０〜
７５容量係との混合粉末を、ダイヤモンド安定温度圧力
領域で少くとも１３５０℃以上で加熱処理する方法であ
る。
４０〜１００容量係黒鉛化したダイヤモンド粉末２０〜
７５容量係との混合粉末を、ダイヤモンド安定温度圧力
領域で少くとも１３５０℃以上で加熱処理する方法であ
る。
本発明の方法で使用するダイヤモンド粉末の粒径は、な
るべく微粒子であることが好ましいが、黒鉛化過程の制
御の容易さから、特に黒鉛化ダイヤモンド粉末の径は平
均粒径が１／２〜１２μｍのものを７０係以上含むもの
であることが好ましい。
るべく微粒子であることが好ましいが、黒鉛化過程の制
御の容易さから、特に黒鉛化ダイヤモンド粉末の径は平
均粒径が１／２〜１２μｍのものを７０係以上含むもの
であることが好ましい。
その径が余り太きいと粒子の異常成長がみられる。
表面を黒鉛化したダイヤモンド粉末はダイヤモンド粉末
を真空中または不活性ガス中で高温処理することによっ
て得られる。
を真空中または不活性ガス中で高温処理することによっ
て得られる。
例えば、ダイヤモンド粉末を５×１０−６トールで１４
６０℃以上で２０分間処理すると７５容量係程度黒鉛化
したものが得られる。
６０℃以上で２０分間処理すると７５容量係程度黒鉛化
したものが得られる。
黒鉛化が４０容量係より少いと、焼結体が弱くなる。
黒鉛化ダイヤモンド粉末とダイヤモンド粉末の混合割合
は、２０〜７５容量％である。
は、２０〜７５容量％である。
２０容量％より少くなると、低強度の焼結体しか得られ
ないし、時には添加黒鉛化ダイヤモンドが完全にダイヤ
モンドに転換しない。
ないし、時には添加黒鉛化ダイヤモンドが完全にダイヤ
モンドに転換しない。
また７５容量係を超えると、容器または基体から鉄、コ
バルト、ニッケル等の浸入が著しく、焼結組織中に金属
プールを形成しやすく、また靭性が低下する等の問題が
生じやすい。
バルト、ニッケル等の浸入が著しく、焼結組織中に金属
プールを形成しやすく、また靭性が低下する等の問題が
生じやすい。
黒鉛化したダイヤモンドの黒鉛のダイヤモンドへの変換
は、約５０〜８０キロバールの圧力範囲において、少く
とも１３５０℃以上に加熱する。
は、約５０〜８０キロバールの圧力範囲において、少く
とも１３５０℃以上に加熱する。
この場合、原料混合粉末を鉄、ニッケル、コバルトの少
くとも１種を含む合金、例えば金属合金、炭化物合金、
窒化物合金、硼化物合金から選ばれた合金からなる合金
容器中に充填するか、あるいは該合金基体と原料混合物
を積層した状態で加熱処理することが好ましい。
くとも１種を含む合金、例えば金属合金、炭化物合金、
窒化物合金、硼化物合金から選ばれた合金からなる合金
容器中に充填するか、あるいは該合金基体と原料混合物
を積層した状態で加熱処理することが好ましい。
これにより黒鉛のダイヤモンド化が促進される。
本発明の方法によると、ダイヤモンド粒子が直接結合し
た実質的にダイヤモンドのみからなる焼結体が容易に得
られ、得られた焼結体は均質な組織を有し、高強度で、
切削時の刃先として使用した場合、刃こほれ等がなく、
長寿命である優れた効果を有する。
た実質的にダイヤモンドのみからなる焼結体が容易に得
られ、得られた焼結体は均質な組織を有し、高強度で、
切削時の刃先として使用した場合、刃こほれ等がなく、
長寿命である優れた効果を有する。
実施例
５〜１２μｍ粒径のダイヤモンド粉末を５×１Ｏ−６）
−ルで１８００℃の温度で加熱して、粉末表面を黒鉛化
した黒鉛化ダイヤモンドを使用し、ダイヤモンド粉末と
の混合割合を変えて混合物を作り、この混合物を通常の
方法で圧粉体を作った。
−ルで１８００℃の温度で加熱して、粉末表面を黒鉛化
した黒鉛化ダイヤモンドを使用し、ダイヤモンド粉末と
の混合割合を変えて混合物を作り、この混合物を通常の
方法で圧粉体を作った。
この圧粉体を、ＷＣ−１６重量％ｃｏ粉体からなる成形
体を作り、これと積層して、５８キロバールの圧力下で
１５００℃で加熱して焼結体を作った。
体を作り、これと積層して、５８キロバールの圧力下で
１５００℃で加熱して焼結体を作った。
なお、比較例としてＰ、Ｖ、Ｃ（ポリビニルクロライド
）を２０００℃で処理して得た黒鉛粉末、フラン樹脂を
１８００℃で処理して得た黒鉛粉末および分光分析黒鉛
をダイヤモンド粉末と混合して、前記と同様にしてまた
同一条件下で焼結した。
）を２０００℃で処理して得た黒鉛粉末、フラン樹脂を
１８００℃で処理して得た黒鉛粉末および分光分析黒鉛
をダイヤモンド粉末と混合して、前記と同様にしてまた
同一条件下で焼結した。
その結果は次の通りであった。本発明の方法で得られた
１、２．３の焼結体を工具刃先形状に加工し、鋳鉄の切
削時における摩耗量を測定したところ、市販品の２倍以
上の耐摩耗性を示した。
１、２．３の焼結体を工具刃先形状に加工し、鋳鉄の切
削時における摩耗量を測定したところ、市販品の２倍以
上の耐摩耗性を示した。
比較例である４、５．６の焼結体の耐摩耗性は本発明実
施例１，２．３とほぼ同等であったが、ｋｌ−８ｉ合金
の切削仕上面あらさは１，２，３に比べて２倍以上あら
い結果が得られた。
施例１，２．３とほぼ同等であったが、ｋｌ−８ｉ合金
の切削仕上面あらさは１，２，３に比べて２倍以上あら
い結果が得られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ダイヤモンド粉末と、ダイヤモンド粉末表面を４０
〜１００容量係黒鉛化した黒鉛化ダイヤモンドの２０〜
７５容量係との混合粉末を、鉄、コバルト、ニッケルの
少くとも１種の金属を５重量係以上含む金属合金、炭化
物合金、窒化物合金、硼化物合金から選ばれた合金容器
に充填しまたはこれらの合金基体に積層させた状態で、
ダイヤモンド安定温度圧力領域で、少くとも１３５０℃
以上の温度で加熱して焼結することを特徴とするダイヤ
モンド焼結体の製造法。 ２ 黒鉛化するダイヤモンド粒径が平均１／２〜１２μ
ｍである特許請求の範囲第１項記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171247A JPS59563B2 (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171247A JPS59563B2 (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873735A JPS5873735A (ja) | 1983-05-04 |
| JPS59563B2 true JPS59563B2 (ja) | 1984-01-07 |
Family
ID=15919772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171247A Expired JPS59563B2 (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59563B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0174546B1 (en) * | 1984-09-08 | 1991-07-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond sintered body for tools and method of manufacturing the same |
| JPS62274034A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-11-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 反応焼結による多結晶ダイヤモンド焼結体の製造法 |
| KR100568971B1 (ko) * | 2004-01-13 | 2006-04-07 | 일진다이아몬드(주) | 고경도 소결체의 제조방법 |
| KR100568970B1 (ko) * | 2004-01-13 | 2006-04-07 | 일진다이아몬드(주) | 고경도 소결체의 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54131611A (en) * | 1978-04-04 | 1979-10-12 | Sumitomo Electric Industries | Production of diamond sintered body |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171247A patent/JPS59563B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54131611A (en) * | 1978-04-04 | 1979-10-12 | Sumitomo Electric Industries | Production of diamond sintered body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5873735A (ja) | 1983-05-04 |
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