JPS60204674A - 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法 - Google Patents
立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法Info
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- JPS60204674A JPS60204674A JP59063473A JP6347384A JPS60204674A JP S60204674 A JPS60204674 A JP S60204674A JP 59063473 A JP59063473 A JP 59063473A JP 6347384 A JP6347384 A JP 6347384A JP S60204674 A JPS60204674 A JP S60204674A
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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】
〔技術分野〕
本発明は、立方晶錯化ホウ素焼結体の製造方法に関する
。
。
従来、立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法としては、大
きく別けて２つの方法がある。その１つは、六万晶輩化
ホウ素と触媒との混合物を高圧高温反応により立方晶蓋
化ホウ素に転換後、触媒と未反応により残留した六方晶
窒化ホウ素を化学的手法により除去して得た立方晶窒化
ホウ素を出発原料として、これに金属及び金属化合物な
どを加え、再び高圧高温反応により立方晶窒化ホウ素焼
結体にするという間接法であり、他の１つは、六方晶窒
化ホウ素と触媒との混合物を高圧高温反応により立方晶
窒化ホウ素に転換させると同時に立方晶窒化ホウ素焼結
体にするという直接法である。
きく別けて２つの方法がある。その１つは、六万晶輩化
ホウ素と触媒との混合物を高圧高温反応により立方晶蓋
化ホウ素に転換後、触媒と未反応により残留した六方晶
窒化ホウ素を化学的手法により除去して得た立方晶窒化
ホウ素を出発原料として、これに金属及び金属化合物な
どを加え、再び高圧高温反応により立方晶窒化ホウ素焼
結体にするという間接法であり、他の１つは、六方晶窒
化ホウ素と触媒との混合物を高圧高温反応により立方晶
窒化ホウ素に転換させると同時に立方晶窒化ホウ素焼結
体にするという直接法である。
この２つの方法の内、前者の間接法が最も費用のかかる
高圧高温の手段を２度も利用するのに対し、後者の直接
法が１度で済むという点で後者の直接法が望ましい方法
であるが、しかし現実に工業的に実用化されているのは
、はとんど全部が前者の佃接法である。その理由は、極
めて明瞭である。
高圧高温の手段を２度も利用するのに対し、後者の直接
法が１度で済むという点で後者の直接法が望ましい方法
であるが、しかし現実に工業的に実用化されているのは
、はとんど全部が前者の佃接法である。その理由は、極
めて明瞭である。
すなわち、後者の直接法では、六方晶窒化ホウ素から立
方晶窒化ホウ素への転換が！００係行なわれることがほ
とんどなく、未反応によって残留した六方晶窒化ホウ素
が焼結体の性質、性能を著しく損うという問題がある。
方晶窒化ホウ素への転換が！００係行なわれることがほ
とんどなく、未反応によって残留した六方晶窒化ホウ素
が焼結体の性質、性能を著しく損うという問題がある。
本発明は、上記のような従来の立方晶窒化ホウ素焼結体
の製造方法における問題点を解決したもので、具体的に
は、ボラジン及び／又はボラジン誘導体を熱分解して得
られる２化ホウ素（以下、ボラジンによる窒化ホウ素と
略記する）を金属及び／又は金属化合物からなる触媒（
以下、触媒と略記する）の作用妊よって立方晶窒化ホウ
素に転換すると同時に立方晶窒化ホウ素と触媒とを含む
焼結体にするという直接法による立方晶窒化ホウ素焼結
体の製造方法の提供を目的とする。
の製造方法における問題点を解決したもので、具体的に
は、ボラジン及び／又はボラジン誘導体を熱分解して得
られる２化ホウ素（以下、ボラジンによる窒化ホウ素と
略記する）を金属及び／又は金属化合物からなる触媒（
以下、触媒と略記する）の作用妊よって立方晶窒化ホウ
素に転換すると同時に立方晶窒化ホウ素と触媒とを含む
焼結体にするという直接法による立方晶窒化ホウ素焼結
体の製造方法の提供を目的とする。
本発明の発明者らは、原料窒化ホウ素から立方晶窒化ホ
ウ素への転換：４圧最も大きな影響をもたらす因子が、
原料窒化ホウ素の結晶度と原料窒化ホウ素の酸素の含有
量であることをつきとめた。
ウ素への転換：４圧最も大きな影響をもたらす因子が、
原料窒化ホウ素の結晶度と原料窒化ホウ素の酸素の含有
量であることをつきとめた。
しかして原料８化ホウ素中の酸素含有量を必要な限度以
下に押え込み強靭な立方晶窒化ホウ素焼結体を得る方法
として特公昭５８−３４４２９に１つの提案をしている
。すなわち、原料窮化ホウ素としての六方晶窒化ホウ素
とこの六方晶窒化ホウ素の立方晶窒化ホウ素への転換反
応に触媒作用として働く窒化アルミニウムを混合し、こ
の混合物を容器ニ充填し、更にキシレン、トルエン、エ
チールフルコールなどの有機溶媒を容器に注入して混合
物を覆う程度以上に添加するか、もしくは容器内雰囲気
を窒素、アルゴンなどの不活性力スで置換することによ
って容器内の酸素量が２容器％以下になるように１４整
し、その後、容器を高圧高温下で処理して立方晶窒化ホ
ウ素焼結体を得る方法である。
下に押え込み強靭な立方晶窒化ホウ素焼結体を得る方法
として特公昭５８−３４４２９に１つの提案をしている
。すなわち、原料窮化ホウ素としての六方晶窒化ホウ素
とこの六方晶窒化ホウ素の立方晶窒化ホウ素への転換反
応に触媒作用として働く窒化アルミニウムを混合し、こ
の混合物を容器ニ充填し、更にキシレン、トルエン、エ
チールフルコールなどの有機溶媒を容器に注入して混合
物を覆う程度以上に添加するか、もしくは容器内雰囲気
を窒素、アルゴンなどの不活性力スで置換することによ
って容器内の酸素量が２容器％以下になるように１４整
し、その後、容器を高圧高温下で処理して立方晶窒化ホ
ウ素焼結体を得る方法である。
本発明では、立方晶窒化ホウ素への転換率を高めるため
のもう１つの課題である原料８化ホウ素の結晶度―関Ｌ
１新規な発明を提供しようとするものである。すなわち
、本発明の発明者ら匠よると立方晶窒化ホウ素への転換
率は、原料窒化ホウ素の結晶度が低い程高く、ボラジン
の加圧下熱分解によって得られる窒化ホウ素は、上記酸
素含有量について望ましい状態にあり、特に結晶度が低
い点において正に理想的であることが知らハだものであ
る。この点に関し、以下更に詳しく述べる。
のもう１つの課題である原料８化ホウ素の結晶度―関Ｌ
１新規な発明を提供しようとするものである。すなわち
、本発明の発明者ら匠よると立方晶窒化ホウ素への転換
率は、原料窒化ホウ素の結晶度が低い程高く、ボラジン
の加圧下熱分解によって得られる窒化ホウ素は、上記酸
素含有量について望ましい状態にあり、特に結晶度が低
い点において正に理想的であることが知らハだものであ
る。この点に関し、以下更に詳しく述べる。
先づホラジンなβ−トリク＋＝＋ｐボラジンの還元によ
って得た後、これを金のカプセル中に密封し、水熱合成
装置を用いて、１００ ＭＰａ 、 ７００℃までの加
圧加熱下で熱分解し、高純度窒化ホウ素を調製した。得
られた上記高純度窒化ホウ素を粉末Ｘ紛回折法、赤外線
吸収スペクトル分光法、透】６ｓ Ｔ＆ −７−顕微鏡
によって結晶性と結合を調査した。その結果、１００
ＭＰａ 、 ７００℃までの加熱によって生成した窒化
ホウ素は第１図に示すように非晶質であり、一方走査電
子顕微鏡によって上記高純度窒化ホウ素の形態な詞べた
所、球状又は繊維状を有する窒化ホウ素であった。これ
らの結果は、ボラジンの加圧下熱分解が気相と液相の共
存下でボラジン環の開裂反応と縮合反応が併行している
ことを示している。
って得た後、これを金のカプセル中に密封し、水熱合成
装置を用いて、１００ ＭＰａ 、 ７００℃までの加
圧加熱下で熱分解し、高純度窒化ホウ素を調製した。得
られた上記高純度窒化ホウ素を粉末Ｘ紛回折法、赤外線
吸収スペクトル分光法、透】６ｓ Ｔ＆ −７−顕微鏡
によって結晶性と結合を調査した。その結果、１００
ＭＰａ 、 ７００℃までの加熱によって生成した窒化
ホウ素は第１図に示すように非晶質であり、一方走査電
子顕微鏡によって上記高純度窒化ホウ素の形態な詞べた
所、球状又は繊維状を有する窒化ホウ素であった。これ
らの結果は、ボラジンの加圧下熱分解が気相と液相の共
存下でボラジン環の開裂反応と縮合反応が併行している
ことを示している。
又、ボラジンの加圧下熱分解によって合成した非晶質窒
化ホウ素と２０モル％窒化アルミニウムの混合物の６．
５ ＧＰａ下における転換率を第２図に示す。
化ホウ素と２０モル％窒化アルミニウムの混合物の６．
５ ＧＰａ下における転換率を第２図に示す。
更に非晶質屋化ホウ素は、結晶性窒化ホウ素に比べて容
易に立方晶窒化ホウ素に転換し、転換の活性化エネルギ
ーは、結晶性窒化ホウ素の６０ ｋｃａｌ／ｍｏｌに対
して２０ ｋｃａｌ ／ ｍｏｌと低い値である。以上
の研究結果が本発明の根幹をなしているものである。
易に立方晶窒化ホウ素に転換し、転換の活性化エネルギ
ーは、結晶性窒化ホウ素の６０ ｋｃａｌ／ｍｏｌに対
して２０ ｋｃａｌ ／ ｍｏｌと低い値である。以上
の研究結果が本発明の根幹をなしているものである。
すなわち、本発明の立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法
は、ボラジンによる窒化ホウ素と、この窒化ホウ素を立
方晶窒化ホウ素へ転換促進させる作用をする触媒との混
合物を圧力３ ＧＰａ以上、温度７００℃以上で反応さ
せ、ボラジンによる窒化ホウ素を立方晶窒化ホウ素に転
換すると同時に、この立方晶窒化ホウ素と触媒を含む焼
結体にする製造方法である。
は、ボラジンによる窒化ホウ素と、この窒化ホウ素を立
方晶窒化ホウ素へ転換促進させる作用をする触媒との混
合物を圧力３ ＧＰａ以上、温度７００℃以上で反応さ
せ、ボラジンによる窒化ホウ素を立方晶窒化ホウ素に転
換すると同時に、この立方晶窒化ホウ素と触媒を含む焼
結体にする製造方法である。
本発明の立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法を更に８￥
細に説明すると、ボラジンによる窒化ホウ素に触媒を鏑
コ１１添加したものを所定量秤及し、Ｖ型ミキサーなど
の混合機で混合し、得られた混合物をＺｒ 、 Ｐｔな
どの金屑、或は六方晶窒化ホウ素。
細に説明すると、ボラジンによる窒化ホウ素に触媒を鏑
コ１１添加したものを所定量秤及し、Ｖ型ミキサーなど
の混合機で混合し、得られた混合物をＺｒ 、 Ｐｔな
どの金屑、或は六方晶窒化ホウ素。
酸化アルミニウムなどの無機質化合物で作られた容器内
に充填し、この容器内の昇囲気を畳索、アルゴンなどの
不活性ガスで置換した後、ガードル型、ベルト型などの
高圧高温装置中に設置し、圧力を３ ＧＰａ以上好まし
くは５．０〜Ｂ、ＯＧＰａに加圧するとともに、温度を
７００℃以上好ましくは１２００℃〜２０００℃まで昇
温し、１分間以上好ましくは５〜３０分間保持後、降温
、降圧して立方晶窒化ホウ素焼結体を得る方法である。
に充填し、この容器内の昇囲気を畳索、アルゴンなどの
不活性ガスで置換した後、ガードル型、ベルト型などの
高圧高温装置中に設置し、圧力を３ ＧＰａ以上好まし
くは５．０〜Ｂ、ＯＧＰａに加圧するとともに、温度を
７００℃以上好ましくは１２００℃〜２０００℃まで昇
温し、１分間以上好ましくは５〜３０分間保持後、降温
、降圧して立方晶窒化ホウ素焼結体を得る方法である。
この本発明に用いるボラジンは、化学式がＨ３ＮＢ Ｌ
で、ボラジン誘導体としては、化学式がＢｘＮ）ｒＨｚ
（ｘ ＋ ）’ ＋ Ｚはそれぞれ整数を表わす）で
表示されるホウ素と窒素と水素からなるホウ素化合物で
ある、ボラジン誘導体としてのホウ素化合物は、気体状
、液体状又は固体状のものがあるけれども取扱上から液
体状又は固体状のものが好ましく、例えばボラゾナフタ
レン（Ｈ６Ｈ６ＨＢ ） ＋ボラゾビフェニル（Ｂｓ
Ｎ＋ Ｈ＋ｏ ）２．４−ジアミノボラジン（ＢｓＮ、
Ｈ８）などがある。このボラジン及び／又はボラジン
誘導体は、無機環状化合物からなるホウ素化合物、例え
ばボラジ／のような六員環状化合物、ホラゾナフタレン
のよ５な抜穴員環状化合物が好ましい。
で、ボラジン誘導体としては、化学式がＢｘＮ）ｒＨｚ
（ｘ ＋ ）’ ＋ Ｚはそれぞれ整数を表わす）で
表示されるホウ素と窒素と水素からなるホウ素化合物で
ある、ボラジン誘導体としてのホウ素化合物は、気体状
、液体状又は固体状のものがあるけれども取扱上から液
体状又は固体状のものが好ましく、例えばボラゾナフタ
レン（Ｈ６Ｈ６ＨＢ ） ＋ボラゾビフェニル（Ｂｓ
Ｎ＋ Ｈ＋ｏ ）２．４−ジアミノボラジン（ＢｓＮ、
Ｈ８）などがある。このボラジン及び／又はボラジン
誘導体は、無機環状化合物からなるホウ素化合物、例え
ばボラジ／のような六員環状化合物、ホラゾナフタレン
のよ５な抜穴員環状化合物が好ましい。
ボラジンによる窒化ホウ素に添加する触媒は、従来、立
方晶窒化ホウ素への転換に使用されている触媒、例えば
ｒ、ｉ ＋ Ｎａ ＋ Ｋ ＋Ｒｂ ＋ Ｃｓ ＋ Ｆ
ｒのアルカリ金属、Ｃａ 、 Ｓｒ ｓ Ｂａ 、Ｒａ
＋ Ｂｅ ＋ Ｍｇの７アルカリ土類金属、Ａｔ！
Ｓ＋ ＋ ’ＩＪ 、Ｚｒ ＋ Ｈｆ ＋Ｖ 、 Ｎｂ
＋ Ｔａ 、 Ｃｒ 、 Ｍｏ ＋ Ｗ ＋ Ｓｂ
＋ Ｓｎ 、 Ｐｂなどの金屑、これらの合金並びにＬ
ＩＢＮ ＋ Ｌｉ３ＢＮ２ ＨＮａ、Ｎ ＋ Ｎａ３Ｂ
Ｎ２ 、 Ｃａ８Ｎ、＋ ＭｇａＮ２＋ ＡｔＮなどの
金属化合物から選んで使用することができ、特に密化ア
ルミニウムを触媒とすると、立方晶窒化ホウ素への転換
を促進する作用が高（なり、低い圧力温度捺件でもって
緻密で高硬度な立方晶雪化ポシイξ焼結体が得られやす
いことから好ましい。この触媒としての背化アルミニウ
ムの混合添加割合は、ボラジンによる窒化ホウ素と富化
アルミニウムの合ｆｉｔ ＪＭが１０〇七ルチとしたと
きに、窒化アルミニウムの晶合址が５モル％〜５０モル
係好ましくは１０モル％〜４０モル頭である。この理由
は、５モルチ未満では、窒化アルミニウムの触媒作用が
低くて、立方晶窒化ホウ素と窒化アルミニウムを含む焼
結体を製造する７こめの圧力、温度条件を高くする必要
が生じて実用的でなり、５０モル襲を超えて多くなると
窒化アルミニウムの触媒作用が飽和に達し、イむられる
焼結体の硬度が低下して、耐摩耗性も劣り好ましくない
ためである。
方晶窒化ホウ素への転換に使用されている触媒、例えば
ｒ、ｉ ＋ Ｎａ ＋ Ｋ ＋Ｒｂ ＋ Ｃｓ ＋ Ｆ
ｒのアルカリ金属、Ｃａ 、 Ｓｒ ｓ Ｂａ 、Ｒａ
＋ Ｂｅ ＋ Ｍｇの７アルカリ土類金属、Ａｔ！
Ｓ＋ ＋ ’ＩＪ 、Ｚｒ ＋ Ｈｆ ＋Ｖ 、 Ｎｂ
＋ Ｔａ 、 Ｃｒ 、 Ｍｏ ＋ Ｗ ＋ Ｓｂ
＋ Ｓｎ 、 Ｐｂなどの金屑、これらの合金並びにＬ
ＩＢＮ ＋ Ｌｉ３ＢＮ２ ＨＮａ、Ｎ ＋ Ｎａ３Ｂ
Ｎ２ 、 Ｃａ８Ｎ、＋ ＭｇａＮ２＋ ＡｔＮなどの
金属化合物から選んで使用することができ、特に密化ア
ルミニウムを触媒とすると、立方晶窒化ホウ素への転換
を促進する作用が高（なり、低い圧力温度捺件でもって
緻密で高硬度な立方晶雪化ポシイξ焼結体が得られやす
いことから好ましい。この触媒としての背化アルミニウ
ムの混合添加割合は、ボラジンによる窒化ホウ素と富化
アルミニウムの合ｆｉｔ ＪＭが１０〇七ルチとしたと
きに、窒化アルミニウムの晶合址が５モル％〜５０モル
係好ましくは１０モル％〜４０モル頭である。この理由
は、５モルチ未満では、窒化アルミニウムの触媒作用が
低くて、立方晶窒化ホウ素と窒化アルミニウムを含む焼
結体を製造する７こめの圧力、温度条件を高くする必要
が生じて実用的でなり、５０モル襲を超えて多くなると
窒化アルミニウムの触媒作用が飽和に達し、イむられる
焼結体の硬度が低下して、耐摩耗性も劣り好ましくない
ためである。
本発明の立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法は、出発原
料が酸素及び炭素などの不純物を含有してない高純度で
、しかも結晶度の低い微細な窒化ホウ素と触媒とを含む
ために立方晶窒化ホウ素への転換を容易にするとともに
緻密で高硬度な立方晶窒化ホウ素焼結体にする。
料が酸素及び炭素などの不純物を含有してない高純度で
、しかも結晶度の低い微細な窒化ホウ素と触媒とを含む
ために立方晶窒化ホウ素への転換を容易にするとともに
緻密で高硬度な立方晶窒化ホウ素焼結体にする。
又、本発明の立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法は、直
接法による製造方法にかかわらず低い圧力、温度条件で
もって立方晶窒化ホウ素へ転換するという転換効率の高
さと、すぐれた焼結性とから出発原料としてボラジンに
よる窒化ホウ素と触媒とを含む混合物の中に、更に触媒
以乞の、Ｆｅ。
接法による製造方法にかかわらず低い圧力、温度条件で
もって立方晶窒化ホウ素へ転換するという転換効率の高
さと、すぐれた焼結性とから出発原料としてボラジンに
よる窒化ホウ素と触媒とを含む混合物の中に、更に触媒
以乞の、Ｆｅ。
Ｎｉ 、 Ｃｏの金夙群及びＴＩ ＊ Ｚｒ ＋ Ｈｆ
＋ Ｖ’ ＋ Ｎｂ ！Ｔａ ＋ Ｃｒ ＋ Ｍｏ
＋ Ｗ ＋ ８１の金属化合物！！￥（例えば、これら
の金屑の炭化物、皆化物、ホウ化物、ケイ化物、酸化物
及びこれらの相互固溶体）の両群より選ばれろ少なくと
も１種を添加しても緻密で高硬度な焼結体を得ることが
できる。
＋ Ｖ’ ＋ Ｎｂ ！Ｔａ ＋ Ｃｒ ＋ Ｍｏ
＋ Ｗ ＋ ８１の金属化合物！！￥（例えば、これら
の金屑の炭化物、皆化物、ホウ化物、ケイ化物、酸化物
及びこれらの相互固溶体）の両群より選ばれろ少なくと
も１種を添加しても緻密で高硬度な焼結体を得ることが
できる。
更に、ボラジンによる窒化ホウ素と触媒又は必要ならば
触媒以外の金属及び全１＝Ａ化合物を添加した混合粉末
を容器に充填するときに超硬合金などの基材に接触させ
る状態で一緒に充填して、これらを高圧高温処理するこ
とによって超硬合金基材と立方晶窒化ポウ索焼結体とか
らなる積層状の複合硬質体にすることもできる。
触媒以外の金属及び全１＝Ａ化合物を添加した混合粉末
を容器に充填するときに超硬合金などの基材に接触させ
る状態で一緒に充填して、これらを高圧高温処理するこ
とによって超硬合金基材と立方晶窒化ポウ索焼結体とか
らなる積層状の複合硬質体にすることもできる。
本発明の製造方法によって得る立方晶窒化ホウ素焼結体
は、立方晶窒化ホウ素への転換効率の高い製造方法によ
る焼結体で、しかも緻密な焼結体であるために従来のも
のより熱伝導性にすぐれている。もので、このすぐれた
熱伝導性のために、例えば切削工具として使用しても刃
先に発生する熱が工具ボルダ−側に伝達するために耐溶
着性及び耐熱性にもすぐれており、又、高硬度であるた
めに耐摩耗性にすぐれ、しかも緻密で結晶粒子間の結合
強度が高いために高靭性の焼結体になっている。
は、立方晶窒化ホウ素への転換効率の高い製造方法によ
る焼結体で、しかも緻密な焼結体であるために従来のも
のより熱伝導性にすぐれている。もので、このすぐれた
熱伝導性のために、例えば切削工具として使用しても刃
先に発生する熱が工具ボルダ−側に伝達するために耐溶
着性及び耐熱性にもすぐれており、又、高硬度であるた
めに耐摩耗性にすぐれ、しかも緻密で結晶粒子間の結合
強度が高いために高靭性の焼結体になっている。
実施例１
ボラジンを１００ＭＰａのアルゴン雰囲気中、７００℃
で分解して得た窒化ホウ素８０モルチと窒化アルミニウ
ム２０モル裂を全ｉ ５５０ ｑとなるように秤量し、
アルゴンを澗したグループボックス内のメノウ乳鉢で混
合し、ジルコニウム製の容器１１ｃＲ。
で分解して得た窒化ホウ素８０モルチと窒化アルミニウ
ム２０モル裂を全ｉ ５５０ ｑとなるように秤量し、
アルゴンを澗したグループボックス内のメノウ乳鉢で混
合し、ジルコニウム製の容器１１ｃＲ。
填した。次いでこの容器をデシケータ−中に移し、真空
ポンプで脱気後、デシケータ−内をアルゴン芽囲気とし
た。デシケータ−中で容器に蓋をして口を封止した後、
容器をデシケータ−より増り出し、ガードル型高圧高温
装置内に設置し、この高圧高温装置の圧力を６．５ Ｇ
Ｐａ 、温度１３００ ℃で１５分間保持して本発明の
製造方法による試料ｌを作製した。こうして得た試料１
の焼結体は、Ｘ線回折の結果、六方晶窓化ホウ素の存在
が認められず、１００チの立方晶窒化ホウ素の回折線で
あった。又この試料ｌの焼結体は、緻密な焼結体で、そ
の硬さはマイクロビッカースで６０００ Ｋｇ／Ｊ Ｍ
Ｖであった。
ポンプで脱気後、デシケータ−内をアルゴン芽囲気とし
た。デシケータ−中で容器に蓋をして口を封止した後、
容器をデシケータ−より増り出し、ガードル型高圧高温
装置内に設置し、この高圧高温装置の圧力を６．５ Ｇ
Ｐａ 、温度１３００ ℃で１５分間保持して本発明の
製造方法による試料ｌを作製した。こうして得た試料１
の焼結体は、Ｘ線回折の結果、六方晶窓化ホウ素の存在
が認められず、１００チの立方晶窒化ホウ素の回折線で
あった。又この試料ｌの焼結体は、緻密な焼結体で、そ
の硬さはマイクロビッカースで６０００ Ｋｇ／Ｊ Ｍ
Ｖであった。
比較の目的で市販の六万晶蟹化ホウ素８０モルチと窒化
アルミニウム２０モル裂を同様の高圧高温処理下の直接
法によって作製した比較品ｌの焼結体は、Ｘ線回折の結
果、立方晶電化ホウ素と六方晶窒化ホウ素の両方が認め
られ、その硬さは３０００ｈ／ｍｊ Ｉｌｖであった。
アルミニウム２０モル裂を同様の高圧高温処理下の直接
法によって作製した比較品ｌの焼結体は、Ｘ線回折の結
果、立方晶電化ホウ素と六方晶窒化ホウ素の両方が認め
られ、その硬さは３０００ｈ／ｍｊ Ｉｌｖであった。
実施例２
ボラジンをｌｏＯＭＰａのアルゴン雰囲気中、９００℃
で分解して得た窒化ホウ素９０モルチと債化アルミニウ
ムｌＯモルチを合わせて５００〜になるように秤量し、
これにチタン・タンタル窒化物固溶体（Ｔｌ 、 ’ｌ
’ａ ） ＮＯＡ ＢＯＷとＡｔ１ＯｑとＮ＋１０１Ｗ
を添加した混合粉末を実施例１と同様にして調整し、高
圧高温装置内に設置した。次いで、この高圧高温装置の
圧力５．ＯＧＰ＠、温度１８００℃で５分間保持して本
発明の製造方法による試料２を作製した。
で分解して得た窒化ホウ素９０モルチと債化アルミニウ
ムｌＯモルチを合わせて５００〜になるように秤量し、
これにチタン・タンタル窒化物固溶体（Ｔｌ 、 ’ｌ
’ａ ） ＮＯＡ ＢＯＷとＡｔ１ＯｑとＮ＋１０１Ｗ
を添加した混合粉末を実施例１と同様にして調整し、高
圧高温装置内に設置した。次いで、この高圧高温装置の
圧力５．ＯＧＰ＠、温度１８００℃で５分間保持して本
発明の製造方法による試料２を作製した。
こうして得た試料２の焼結体は、Ｘ線回折の結果六方晶
屋化ホウ累の存在が認められず、１００ ％立方晶窒化
ホウ素の回折線であった。又、この試料２の焼結体は、
繊密な焼結体で、その硬さは５３００”ｊ／ｒｄ Ｉｌ
ｖであった、 比較の目的で市販の六方晶窒化ホウ素９０モルチと窒化
アルミニウム１０モル裂を合わせて５００■になるよう
に秤貸し、これにチタン・タンタル窒化物固溶体（ＴＩ
、Ｔａ ） Ｎｏ、６８０ ”９とＡｔ１０ｍ？とＮ
ｉ１ＯＷを添加した混合粉末を同様の高圧高温条件下の
直接法によって作製した比較品２の焼結体は、Ｘ線回折
の結果、立方晶窒化ホウ素と六方晶窒化ホウ素の両方が
認められ、その硬さは２４００に９／ｙｕＡ ＨＶ ｆ
あ−ｚ だ。
屋化ホウ累の存在が認められず、１００ ％立方晶窒化
ホウ素の回折線であった。又、この試料２の焼結体は、
繊密な焼結体で、その硬さは５３００”ｊ／ｒｄ Ｉｌ
ｖであった、 比較の目的で市販の六方晶窒化ホウ素９０モルチと窒化
アルミニウム１０モル裂を合わせて５００■になるよう
に秤貸し、これにチタン・タンタル窒化物固溶体（ＴＩ
、Ｔａ ） Ｎｏ、６８０ ”９とＡｔ１０ｍ？とＮ
ｉ１ＯＷを添加した混合粉末を同様の高圧高温条件下の
直接法によって作製した比較品２の焼結体は、Ｘ線回折
の結果、立方晶窒化ホウ素と六方晶窒化ホウ素の両方が
認められ、その硬さは２４００に９／ｙｕＡ ＨＶ ｆ
あ−ｚ だ。
実施例３
実施例五のボラジンの代りにボラゾナフタレンを使用し
て実施例１と同様に熱分解して得た窒化ホウ素７０モル
チと窒化アルミニウム３０モル俤の合計４５０ ＷにＴ
ｌＮｏ、、 Ｃｏ、、の固溶体１００〜とＷｃ２０ｍ７
とＮｌ １５〜とＭｏ１５ｑを添加した混合粉末を実施
例１と同様にして調整した。この混合粉末を１０賜Ｘ２
ｍの超硬合金（Ｗｅ −６チＣＯ合金）Ｋ接触させてジ
ルコニウム製容器にセットし、高圧高温装置に設置した
。次いで、この高圧高温装置の圧力８．０ ＧＰａ 、
温度１４００℃で１０分間保持して、本発明の製造方法
による立方晶窒化ホウ素焼結体と超硬合金とが積層した
複合硬質体の試料３を作製した。
て実施例１と同様に熱分解して得た窒化ホウ素７０モル
チと窒化アルミニウム３０モル俤の合計４５０ ＷにＴ
ｌＮｏ、、 Ｃｏ、、の固溶体１００〜とＷｃ２０ｍ７
とＮｌ １５〜とＭｏ１５ｑを添加した混合粉末を実施
例１と同様にして調整した。この混合粉末を１０賜Ｘ２
ｍの超硬合金（Ｗｅ −６チＣＯ合金）Ｋ接触させてジ
ルコニウム製容器にセットし、高圧高温装置に設置した
。次いで、この高圧高温装置の圧力８．０ ＧＰａ 、
温度１４００℃で１０分間保持して、本発明の製造方法
による立方晶窒化ホウ素焼結体と超硬合金とが積層した
複合硬質体の試料３を作製した。
こうして得た試料３０立方晶窒化ホウ素焼結体部分は、
ｘｉ回折の結果、六方晶窒化ホウ素の存在が認められず
、１００ ％立方晶窒化ホウ素の回折線であった。又硬
さは、 ５０００ Ｋｙ／ｒＩＡ）ｌｖであった。
ｘｉ回折の結果、六方晶窒化ホウ素の存在が認められず
、１００ ％立方晶窒化ホウ素の回折線であった。又硬
さは、 ５０００ Ｋｙ／ｒＩＡ）ｌｖであった。
実施例４
実施例Ｊ 、２．３で得た各焼結体をＷＣ−１０％Ｃｏ
合金によって作製されたＪＩＳ規格のＴＮＰ ３３２の
刃先に銀ロー付けして、下記の条件によって切削試験を
行／１つだ。
合金によって作製されたＪＩＳ規格のＴＮＰ ３３２の
刃先に銀ロー付けして、下記の条件によって切削試験を
行／１つだ。
旋削による切削試験
被削羽ＳＫＨ３（ＨＲｃ ５９〜６２焼入れ鋼）切削速
度 ９０ ｍ／履 切込みｆｊ Ｏ，３闘 送りｉ’ｌ Ｏｌｌ ｍｍ／ ｒｅｖ 切削時間 ２０ Ｍ 切削試験の結果、本発明の製造方法による試料１．２．
３の損傷形態は、そス１ぞれ正常か摩耗で、切刃にも微
少チッピングが生じてなかったのｌτ対し、比較品ｌ及
び２は、逃げ面摩耗量が約３倍と大きく、しかも境界摩
耗も生じて、切刃にはチッピングが起っていた。
度 ９０ ｍ／履 切込みｆｊ Ｏ，３闘 送りｉ’ｌ Ｏｌｌ ｍｍ／ ｒｅｖ 切削時間 ２０ Ｍ 切削試験の結果、本発明の製造方法による試料１．２．
３の損傷形態は、そス１ぞれ正常か摩耗で、切刃にも微
少チッピングが生じてなかったのｌτ対し、比較品ｌ及
び２は、逃げ面摩耗量が約３倍と大きく、しかも境界摩
耗も生じて、切刃にはチッピングが起っていた。
以上の結果、本発明の立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方
法は、焼結性にすぐれているために低い圧力温度条件で
、緻密で高硬度な立方晶窒化ホウ素焼結体が得られ、し
かも出発原料として立方晶窒化ホウ素を使用せず、高圧
高温手段を１度使用するという直接法によるものである
ことから安価で経済性のあるものである。又、本発明の
製造方法によって得る立方晶窒化ホウ素焼結体は、高硬
度であることから耐摩耗性にすぐれており、しかも緻密
な焼結体であることから靭性にすぐわている。このよう
な焼結体の性質から旋削工具及びν〜マ、エンドミル、
ドリル、などの穴あけ工具としての回転工具を含めた切
削用工具、又は切断工具９機械部品治工具などの耐摩耗
用工具にオ０用でき、更に立方晶窒化ホウ素の高い熱伝
導性と高い電気抵抗性によってｔ子回路におけるヒート
シンクにも応用できるもので産業上の有用性が極めて高
いものである。
法は、焼結性にすぐれているために低い圧力温度条件で
、緻密で高硬度な立方晶窒化ホウ素焼結体が得られ、し
かも出発原料として立方晶窒化ホウ素を使用せず、高圧
高温手段を１度使用するという直接法によるものである
ことから安価で経済性のあるものである。又、本発明の
製造方法によって得る立方晶窒化ホウ素焼結体は、高硬
度であることから耐摩耗性にすぐれており、しかも緻密
な焼結体であることから靭性にすぐわている。このよう
な焼結体の性質から旋削工具及びν〜マ、エンドミル、
ドリル、などの穴あけ工具としての回転工具を含めた切
削用工具、又は切断工具９機械部品治工具などの耐摩耗
用工具にオ０用でき、更に立方晶窒化ホウ素の高い熱伝
導性と高い電気抵抗性によってｔ子回路におけるヒート
シンクにも応用できるもので産業上の有用性が極めて高
いものである。
【図面の簡単な説明】
第五図は、ボラジンを熱分解して得た窒化ホウ素の結晶
性を示す赤外腺吸収スペクトルによる回折図。第２図は
、圧力６．５ ＧＰａにおけるボラジンを熱分解して得
た窒化ホウ素の立方晶窒化ホウ素への転換率の説明図。 特許出願人 東芝タンガｐイ株式会社 同 上 日本硝子株式会社 第１図 第２図 ５ １０Ｉｓ ｆホ拝祷聞
性を示す赤外腺吸収スペクトルによる回折図。第２図は
、圧力６．５ ＧＰａにおけるボラジンを熱分解して得
た窒化ホウ素の立方晶窒化ホウ素への転換率の説明図。 特許出願人 東芝タンガｐイ株式会社 同 上 日本硝子株式会社 第１図 第２図 ５ １０Ｉｓ ｆホ拝祷聞
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （皇） ボラジン及び／又はボラジン酵導体を熱分解し
て得られる雪化ホ２素と金私及び／又は金属化合物から
なる触媒とを含む混合物を圧力３ ＧＰａ以上、温度７
００℃以上で反応させ、前記窒化ホウ素を立方晶窒化ホ
ウ素に転換すると同時に該立方晶窒化ホウ素と前記触ｎ
とを宮む焼結体にすることを特徴とする立方晶窒化ホウ
素焼結体の製造方法。 （２上記混合物がボラジン及び／又はボラジン誘導体を
熱分解して得られる窒化ホウ素と金４及び／又は金属化
合物からなる解織とＦｅ。 Ｎｌ 、 Ｃｏの金Ｍ群及びＴＩ 、 Ｚｒ 、 Ｉｌ
ｆ 、 Ｖ 。 Ｎｂ ＋ Ｔａ ＋ Ｃｒ ＋ Ｍｏ ＋ Ｗ ＋ Ｓ
ｔの金属化合物（ｔＴｉの両群より選ばれる少なくとも
ｉ ｆｌｌｉどからなることを特徴とする特許請求の範
囲ｆＷ １項記載の立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法
。 （３） 上記ボラジン及び／又はボラジン誘導体を熱分
解して得られる窒化ホウ素と金属及び／又は金属化合物
からなる触媒が該窒化ホウ素５０モル９６〜９５モルチ
と該触媒としての窒化アルミニウム５モルチル５０モル
チであることを特徴とする特許請求の範囲の第１項及び
第２項記載の立方晶麓化ホウ素焼結体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063473A JPS60204674A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法 |
| US06/667,802 US4545968A (en) | 1984-03-30 | 1984-11-02 | Methods for preparing cubic boron nitride sintered body and cubic boron nitride, and method for preparing boron nitride for use in the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063473A JPS60204674A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204674A true JPS60204674A (ja) | 1985-10-16 |
| JPH0144672B2 JPH0144672B2 (ja) | 1989-09-28 |
Family
ID=13230232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063473A Granted JPS60204674A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 立方晶窒化ホウ素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60204674A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108718A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 立方晶窒化ほう素焼結体の製造方法 |
| JPS62108772A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | 電気化学工業株式会社 | 立方晶窒化ほう素の素焼結体の製造方法 |
| JPS62212204A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Tatsuro Kuratomi | 立方晶窒化硼素粉末の製造法 |
| JP2015202981A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 住友電気工業株式会社 | 立方晶窒化ホウ素複合焼結体およびその製造方法、ならびに切削工具、耐摩工具および研削工具 |
| JP2015202980A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 住友電気工業株式会社 | 立方晶窒化ホウ素複合焼結体およびその製造方法、ならびに切削工具、耐摩工具および研削工具 |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59063473A patent/JPS60204674A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108718A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 立方晶窒化ほう素焼結体の製造方法 |
| JPS62108772A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | 電気化学工業株式会社 | 立方晶窒化ほう素の素焼結体の製造方法 |
| JPH0438685B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1992-06-25 | ||
| JPH0445474B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1992-07-24 | Denki Kagaku Kogyo Kk | |
| JPS62212204A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Tatsuro Kuratomi | 立方晶窒化硼素粉末の製造法 |
| JP2015202981A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 住友電気工業株式会社 | 立方晶窒化ホウ素複合焼結体およびその製造方法、ならびに切削工具、耐摩工具および研削工具 |
| JP2015202980A (ja) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | 住友電気工業株式会社 | 立方晶窒化ホウ素複合焼結体およびその製造方法、ならびに切削工具、耐摩工具および研削工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0144672B2 (ja) | 1989-09-28 |
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