JPS60184650A - 高圧相型窒化硼素焼結体の製造方法 - Google Patents
高圧相型窒化硼素焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPS60184650A JPS60184650A JP59039683A JP3968384A JPS60184650A JP S60184650 A JPS60184650 A JP S60184650A JP 59039683 A JP59039683 A JP 59039683A JP 3968384 A JP3968384 A JP 3968384A JP S60184650 A JPS60184650 A JP S60184650A
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- Japan
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- boron nitride
- pressure phase
- pressure
- sintered body
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）技術分野
この発明は切削工具等へして使用するのに適した高強度
でかつ耐摩耗性、靭性にすぐれた高圧相型窒化硼素焼結
体の製造方法に関りるものである。
でかつ耐摩耗性、靭性にすぐれた高圧相型窒化硼素焼結
体の製造方法に関りるものである。
（ロ）技術背景
高圧相型窒化硼素には立方晶型窒化硼素（以下ＣＢＮと
いう）とウルツ鉱型窒化硼素（以下ＷＢＮという）どの
２種があるが、いずれもダイヤモンドに次ぐ高い硬度を
有し、またダイ−７モンドに比べて鉄族金属どの反応性
が少ないため、？ｉＪｌ削や切削工具材料とし工極め−
（有望であり、既にかなり多く用いられている。
いう）とウルツ鉱型窒化硼素（以下ＷＢＮという）どの
２種があるが、いずれもダイヤモンドに次ぐ高い硬度を
有し、またダイ−７モンドに比べて鉄族金属どの反応性
が少ないため、？ｉＪｌ削や切削工具材料とし工極め−
（有望であり、既にかなり多く用いられている。
特に切削用途にはＣＢＮを６などで結合した焼結体が一
部使用されている。
部使用されている。
ＣＢＮは前記した如く、高硬度であり、耐熱性、耐摩耗
性にすぐれた物質である。このＣＢＮのみを焼結りる試
みは種々なされでいるが、これには例えば特公昭３９−
８９４８号公報に記載されている如く、約７０ｋｂ以上
、１９００℃以上の超高圧高温下で焼結りる必要がある
。
性にすぐれた物質である。このＣＢＮのみを焼結りる試
みは種々なされでいるが、これには例えば特公昭３９−
８９４８号公報に記載されている如く、約７０ｋｂ以上
、１９００℃以上の超高圧高温下で焼結りる必要がある
。
現状の超高圧高温装置では、このような高圧高温条イ１
を発生させることはできるが、工業的規模に装置を大型
化した場合、高圧高温発生部の耐用回数が制約され、実
用的でない。
を発生させることはできるが、工業的規模に装置を大型
化した場合、高圧高温発生部の耐用回数が制約され、実
用的でない。
また前述の如り、モなどの金属を結合材とした焼結体が
一部使用されでいるが、これを切削工具どしく使用した
場合 （１）金属結合相から摩耗が進行する。
一部使用されでいるが、これを切削工具どしく使用した
場合 （１）金属結合相から摩耗が進行する。
（２）金属相の存在のために焼結体全体の耐溶着性が低
下する。
下する。
という問題が生じる。これは以下の成因による金属相が
原因である。
原因である。
一般にＣＢＮ焼結体を作成する場合、まず圧ノＪを加え
て、その俊温度を上げる。そし工十分高温どなって溶り
た金属がＣＢＮ粒子間の隙間に浸入する 従って、圧力を加えた時ＣＢＮ粒子間でひっかかりを生
じ、いわゆる架橋現象を生Ｕｌｃ時には、この隙間が大
きくなっているため、大きな金属相をこの部分に形成Ｊ
る。この大きな金属相は、溶着現象を発生さ′ｔ！Ｉこ
りして、前述したように焼結体全体の性能を劣化させる
。
て、その俊温度を上げる。そし工十分高温どなって溶り
た金属がＣＢＮ粒子間の隙間に浸入する 従って、圧力を加えた時ＣＢＮ粒子間でひっかかりを生
じ、いわゆる架橋現象を生Ｕｌｃ時には、この隙間が大
きくなっているため、大きな金属相をこの部分に形成Ｊ
る。この大きな金属相は、溶着現象を発生さ′ｔ！Ｉこ
りして、前述したように焼結体全体の性能を劣化させる
。
（ハ）発明の開示
この発明は上記のような大きな金属相の偏析の発生を減
少させ、さらに高圧相型窒化硼素粒子間間隙を減少さｕ
１含有される金属量を低下させることにある。
少させ、さらに高圧相型窒化硼素粒子間間隙を減少さｕ
１含有される金属量を低下させることにある。
即ち、架橋を発生させない、もしくは一旦発生した架橋
を破壊することを考察したものである。
を破壊することを考察したものである。
その方法は次の２通りが考えられる。
１つは溶融金属の存在しないところで、これを行なうも
のであり、他の１つは結合材となる金属の溶融体存在下
でこれを行なうものである。
のであり、他の１つは結合材となる金属の溶融体存在下
でこれを行なうものである。
前者は高圧相型窒化硼素粒子の表面を低圧相型窒化硼素
（以下ｈＢＮという）に変換し、この表面に生成したｈ
ＢＮの強度の弱いことおよび詞滑性を右りることを利用
して架橋の発生をなくりというらのＣある。
（以下ｈＢＮという）に変換し、この表面に生成したｈ
ＢＮの強度の弱いことおよび詞滑性を右りることを利用
して架橋の発生をなくりというらのＣある。
予め常圧または減Ｆ１−下で高圧相型窒化硼素粒子の表
面をＩＩＢＮに変換しておく方法と、ホラＩ・プレス時
に図面のａｂｃｄｅの順ぐ示す−Ｊ：うに、高圧相型窒
化硼素不安定領域にさらし、表面をｉＢＮに゛変換Ｍる
方法とがある。
面をＩＩＢＮに変換しておく方法と、ホラＩ・プレス時
に図面のａｂｃｄｅの順ぐ示す−Ｊ：うに、高圧相型窒
化硼素不安定領域にさらし、表面をｉＢＮに゛変換Ｍる
方法とがある。
後者の方法は、ポットプレス時、例えば図面ａｂ’ｃ’
ｅに承りように、−口高粗相型窒化硼素の不安定領域内
の高圧下で結合材となるＮまたは八ＱとＮＬ、Ｃｏ’、
Ｆｅ 、 Ｃｒ 、 Ｍｎの合金から、選ばれた金属
を溶融し、これを高正相型窒化硼素粒子と接触せしめ、
粒子間の架橋を高圧相型窒化硼素粒子の一部を金属中に
溶かしこむこと、あるいはｈＢＮに変換せしめることぐ
減少ｕしめるものである。
ｅに承りように、−口高粗相型窒化硼素の不安定領域内
の高圧下で結合材となるＮまたは八ＱとＮＬ、Ｃｏ’、
Ｆｅ 、 Ｃｒ 、 Ｍｎの合金から、選ばれた金属
を溶融し、これを高正相型窒化硼素粒子と接触せしめ、
粒子間の架橋を高圧相型窒化硼素粒子の一部を金属中に
溶かしこむこと、あるいはｈＢＮに変換せしめることぐ
減少ｕしめるものである。
高圧相型窒化硼素粒子は互いに圧縮されているから条１
１さえ選べば、後者の方法の方が金属結合相量の少ない
焼結体を得る可能性がある。
１さえ選べば、後者の方法の方が金属結合相量の少ない
焼結体を得る可能性がある。
何れにしく−もボットプレスの最終工程は高圧相厄り
ン× イト ｕ■ ｆ鰻 １７ 索 ０百 １浦 ７−
行 １ｉ ｔ＞ ｈ−２−の で ７− の イト
１日 の特定の金属を結合材とすると、ＩＩＢＮに変換
した部分は再び＾粗相型璧化硼素に戻る。。
ン× イト ｕ■ ｆ鰻 １７ 索 ０百 １浦 ７−
行 １ｉ ｔ＞ ｈ−２−の で ７− の イト
１日 の特定の金属を結合材とすると、ＩＩＢＮに変換
した部分は再び＾粗相型璧化硼素に戻る。。
以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。
実施例１
冷製の容器に平均粒度４μのＣＢＮ粉末を充填し、この
粉末と容器内壁との間にＮ板を入れた。
粉末と容器内壁との間にＮ板を入れた。
上記ＣＯＮ粉末を充填した冷製容器をダイ−７モンド合
成に使用される超高圧高温装置を用い（ホットプレスし
た。
成に使用される超高圧高温装置を用い（ホットプレスし
た。
まず圧力を１５ ｋ ｂに上げた後、１３０（１℃に加
熱し５分間保持した。この領域はＣＢＮ不安定域ぐある
。
熱し５分間保持した。この領域はＣＢＮ不安定域ぐある
。
この後湯度を１３００℃に保持しｌ〔まま／１ｏｋｂま
で圧ツノをゆっくり上げ、１０分間保持したのら降温し
、さらに時圧しｌ〔。
で圧ツノをゆっくり上げ、１０分間保持したのら降温し
、さらに時圧しｌ〔。
得られ１ｃ焼結体（サンプルＡどづる）は、ＡＮが結合
材どして最低成金まれたもので、組織的にも金属は均一
に分布しており、また１１１３．Ｎ １．よ残存し゛（
いなかった。
材どして最低成金まれたもので、組織的にも金属は均一
に分布しており、また１１１３．Ｎ １．よ残存し゛（
いなかった。
この焼結体の比重は３．４５で結合金属量は３．５体積
％であったー この実施例の方法によらず、図面のａｂ″ｅのルー１へ
をとった時には得られＩＣ焼結体（ナンブルＢとづる）
の比重は３．３９となり、金属量も１１体積％と多く、
また結合材金属の偏析も認められた。
％であったー この実施例の方法によらず、図面のａｂ″ｅのルー１へ
をとった時には得られＩＣ焼結体（ナンブルＢとづる）
の比重は３．３９となり、金属量も１１体積％と多く、
また結合材金属の偏析も認められた。
上記リンプルΔ、Ｂおよび市販のθなどを結合（Ａどり
る焼結体を用いて、Ｆｅ１２を周速５００ｍ／ｍ目）、
切込み０．３ｍｍ、送り０．１ｍｍ ／ ｌ’ｅＶ １
乾式の条ｆ′１で切削したところ、逃げ面摩旺幅が０．
２ｍｍに達するまでリンプルＡ、Ｂ、市販品は各々９２
分、５１分、４８分であった。
る焼結体を用いて、Ｆｅ１２を周速５００ｍ／ｍ目）、
切込み０．３ｍｍ、送り０．１ｍｍ ／ ｌ’ｅＶ １
乾式の条ｆ′１で切削したところ、逃げ面摩旺幅が０．
２ｍｍに達するまでリンプルＡ、Ｂ、市販品は各々９２
分、５１分、４８分であった。
実施例２
小製の容器に平均粒度１μのＷＢＮ粉末を充填し、容器
内壁と粉末の間にＮ板を入れた。
内壁と粉末の間にＮ板を入れた。
この容器を実施例″１ど同じ装置を用いてホラ１〜プレ
スした。
スした。
まず、圧力を２０ｋｂに上げたのち、１３００℃に加熱
し−（１０分間保持した。ひの後圧ツノを４５ｋｂに上
げた後にさらに温度を１４００℃に上げて１５分間保持
し／ｊのら、降温、鋒圧し、試料を取出した（リンプル
Ｃとする）。
し−（１０分間保持した。ひの後圧ツノを４５ｋｂに上
げた後にさらに温度を１４００℃に上げて１５分間保持
し／ｊのら、降温、鋒圧し、試料を取出した（リンプル
Ｃとする）。
得られた焼結体の比重は３．４１で結合金属量は４体積
％′Ｃあった。
％′Ｃあった。
この焼結体と市販の６などを結合材とづる焼結体を用い
てＦＣｌ）４５を周速３００ｍ／ｍｉｎ、切込み０ 、
３ ｍｍ、送り０．１ｍｍ／ ｌ’ｅＶ 、 Ｐｉｉ１
式の条件で切削（）ｌこところ、逃げ面摩耗幅が０ 、
２ ｍｍに達ＪるまでにリンプルＣ１市販品は各々４３
分、１９分であった。
てＦＣｌ）４５を周速３００ｍ／ｍｉｎ、切込み０ 、
３ ｍｍ、送り０．１ｍｍ／ ｌ’ｅＶ 、 Ｐｉｉ１
式の条件で切削（）ｌこところ、逃げ面摩耗幅が０ 、
２ ｍｍに達ＪるまでにリンプルＣ１市販品は各々４３
分、１９分であった。
実施例３
第１表に示１粉末をＭｏ製容器に充填し、その粉末の土
に第１表に示プ金属板を積層した。
に第１表に示プ金属板を積層した。
しかるのち、この容器を実施例１ど同様にボッ１−プレ
スして焼結体を作成した。
スして焼結体を作成した。
これらの焼結体を用いＵＦＣ２！＋を周速５００ｍ／ｍ
ｉｎ 、切込み０ 、４ ｍｍ、送り０．２ｍｍ ／
ｒｅＶ 、乾式の条件で切削した。その結果は第１表の
通りであつＩこ。
ｉｎ 、切込み０ 、４ ｍｍ、送り０．２ｍｍ ／
ｒｅＶ 、乾式の条件で切削した。その結果は第１表の
通りであつＩこ。
なお比較として実施例１ど同じ市販品を用いた。
第 １ 表
実メｆ、Ｉ！例４
平均Ｈｉｔ ＩＮ ５１１ （７） ＣＢ Ｎ粉末を予
め１０ ｍｍ １−ｌ）の真空下で１３００℃に１０分
間保持しＴ’ ＣＢ Ｎ粒子の表面を１３ Ｎに変換し
た。この粉末を実施例２と同様にし−（焼結体を作成し
た。
め１０ ｍｍ １−ｌ）の真空下で１３００℃に１０分
間保持しＴ’ ＣＢ Ｎ粒子の表面を１３ Ｎに変換し
た。この粉末を実施例２と同様にし−（焼結体を作成し
た。
得られた焼結体の比重は３．４６で、結合金属ｍＬＪ
、５体（６％ぐあり、また金属は均一に分布してぃた。
、５体（６％ぐあり、また金属は均一に分布してぃた。
実施例５
高圧相型窒化硼素紛失Ｊ−合金粉末を予め第２表に承り
組成に混合し、これをＭｏ製容器に充填した。
組成に混合し、これをＭｏ製容器に充填した。
次いで実施例２ど同様にホラ１−プレスしく焼結体を作
成した。
成した。
この焼結体を用いて「Ｃ２５を周速５００ ＋＋＋ ／
ｍ ｉ １１、切込み０・３ｍｍ、送り０．１５ ｎ
ｕｎ ／ ｒｅＶ 、乾式の条４’Ｆ−で切削した。
ｍ ｉ １１、切込み０・３ｍｍ、送り０．１５ ｎ
ｕｎ ／ ｒｅＶ 、乾式の条４’Ｆ−で切削した。
その結果は第２表に示しＩこ。
なお、比較どして実施例１ど同じ市販品を用いた。
第 ２ 表
実施例６
り１２表に承り組成の合金粉末を２．５体積％ど平均検
電４ ｕ ａ）ＣＢ Ｎ粉末９７．５体積％を−１容器
に充填し、さらにこの粉末の上にＷＣ−Ｈ）％ＣＯの超
硬合金板を「１層した。
電４ ｕ ａ）ＣＢ Ｎ粉末９７．５体積％を−１容器
に充填し、さらにこの粉末の上にＷＣ−Ｈ）％ＣＯの超
硬合金板を「１層した。
この容器を実施例２ど同様にホラ１ヘプレスしｃ力１１
結体を作成した。
結体を作成した。
得られた焼結体には超硬合金板より６が侵入しくおり、
結合金属量は４体積％に増加していた。
結合金属量は４体積％に増加していた。
また金属層は全（均一に分Ｖ（ｉ シ’ｌいた。
これらの焼結体を用い（実施例５と同様の切削−ｊスト
を行なったどころ、第２表に示したとほぼ同じような良
好な性能を示した。
を行なったどころ、第２表に示したとほぼ同じような良
好な性能を示した。
図面はこの発明の方法の焼結体を得る製造条件を蓄１明
りるためのもの（゛、１１゛モ圧相型窒化硼素の圧力ー
濡痘相図上にＪ、Ｎノる熱力学的な安定領域を示した゛
しのである。 １・・・）”！一方晶−低圧粗相窒化硼素平衡線△・・
・高圧相型窒化硼素安定域 Ｂ・・・低圧相型窒化１１］１１素安定域特許出願人
住友電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 和 １Ｔ］ 昭
りるためのもの（゛、１１゛モ圧相型窒化硼素の圧力ー
濡痘相図上にＪ、Ｎノる熱力学的な安定領域を示した゛
しのである。 １・・・）”！一方晶−低圧粗相窒化硼素平衡線△・・
・高圧相型窒化硼素安定域 Ｂ・・・低圧相型窒化１１］１１素安定域特許出願人
住友電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 和 １Ｔ］ 昭
Claims (4)
- （１）高圧相型窒化硼素粒子または表面を高圧相型窒化
硼素の不安定温度、圧力範囲内で低圧相型窒化硼素に変
換さけた高圧相型窒化硼素数子を高圧相型窒化硼素の不
安定温度、圧力範囲内の高圧Ｆで溶融した結合金属ど接
触さけた俊、高圧相型窒化硼素の安定温度、圧力範囲内
で両者を焼結りることを特徴とりる高圧相型窒化硼素焼
結体の製造方法。 □ - （２）高圧相型窒化硼素が立方晶型窒化硼素であること
を特徴とする特Ｗ１請求の範囲第１項記載の高圧相型窒
化硼素焼結体の製造方法。 - （３） 結合金属がＡ＆またはＭとＮＬ、Ｃｏ、Ｆｅ、
Ｏｒ、Ｍｎからなる群より選択した少なくとも１種以上
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高
圧相型窒化硼素焼結体の製造方法。 - （４） 結合層がＭまたはＮとＮＬ、 Ｃｏ、 Ｆｅ、
Ｃｒ、 Ｍｎの合金および／または化合物からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高圧相型窒
化硼素焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039683A JPS60184650A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 高圧相型窒化硼素焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039683A JPS60184650A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 高圧相型窒化硼素焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60184650A true JPS60184650A (ja) | 1985-09-20 |
| JPH0474422B2 JPH0474422B2 (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=12559876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039683A Granted JPS60184650A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 高圧相型窒化硼素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60184650A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2483326A (en) * | 2010-07-09 | 2012-03-07 | Element Six Ltd | A polycrystalline cubic boron nitride material with a binder comprising aluminium |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59039683A patent/JPS60184650A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2483326A (en) * | 2010-07-09 | 2012-03-07 | Element Six Ltd | A polycrystalline cubic boron nitride material with a binder comprising aluminium |
| GB2483326B (en) * | 2010-07-09 | 2013-07-10 | Element Six Ltd | PCBN material, tool elements comprising same and method for using same |
| US8764876B2 (en) | 2010-07-09 | 2014-07-01 | Element Six Limited | PCBN material, tool elements comprising same and method for using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0474422B2 (ja) | 1992-11-26 |
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