JPS6060981A - 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
- JPS6060981A JPS6060981A JP58165633A JP16563383A JPS6060981A JP S6060981 A JPS6060981 A JP S6060981A JP 58165633 A JP58165633 A JP 58165633A JP 16563383 A JP16563383 A JP 16563383A JP S6060981 A JPS6060981 A JP S6060981A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- sintered body
- metal
- producing
- diamond sintered
- Prior art date
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- Granted
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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】
本発明は切削用バイト、線引きダイス等の特に大きな耐
摩耗性が要求される工具材としての使用に適したダイヤ
モンド焼結体の製造法に関する。
摩耗性が要求される工具材としての使用に適したダイヤ
モンド焼結体の製造法に関する。
ダイヤモンド粒子の工業的な焼結法としては、炭素を溶
解する金属たとえばコバルト、ニッケル等を媒体として
用い、該金属媒体の溶浸によって各粒子を結合させる液
相焼結が一般的である。特に比較的粗いダイヤモンド粒
子を焼結する場合には溶融金属の粒子間への溶浸を用い
た焼結法が有効であることが知られている。例えば特公
昭５２−１２１２６号公報には超硬合金の基材上にダイ
ヤモンド粉末が置かれ、超硬合金から供給されるコバル
トを主体とした共融合金の融液の作用によってダイヤモ
ンドを焼結することが記載されている。この場合基材と
なる超硬合金中のコバルト濃度の選択によって融液量を
制御することが可能であるが、融液なダイヤモンド層全
域に充分溶浸せしめるためにコバルト濃度の高い超硬合
金基材を用いると、ダイヤモンド粒子間の焼結は容易に
生じるが、粒子間に残存する金属が過剰になり、充分な
強度が得られない。一方コバルト濃度の低い超硬合金基
材を用いるとダイヤモンド粒子が粗い場合には残存金属
の量が少な（なり強度的にも良いが、粒子が細かい場合
にはかえってダイヤモンド層全域に融液を溶浸せしめる
のが困難になり、一体となった焼結体を得ることが困難
であるという欠点があった。このような傾向は上記のよ
うなダイヤモンド−超硬合金複合体の製造の際ばかりで
なく、例えばコバルト板上に置かれたダイヤモンド粉末
を溶浸法によって結合せしめ、ダイヤモンド単独の焼結
体を製造する際にも見られた。従ってダイヤモンド粒子
間に残存する金属量が少なく、かつ焼結部分の多い一体
となった焼結体を製造する方法が望まれていた。
解する金属たとえばコバルト、ニッケル等を媒体として
用い、該金属媒体の溶浸によって各粒子を結合させる液
相焼結が一般的である。特に比較的粗いダイヤモンド粒
子を焼結する場合には溶融金属の粒子間への溶浸を用い
た焼結法が有効であることが知られている。例えば特公
昭５２−１２１２６号公報には超硬合金の基材上にダイ
ヤモンド粉末が置かれ、超硬合金から供給されるコバル
トを主体とした共融合金の融液の作用によってダイヤモ
ンドを焼結することが記載されている。この場合基材と
なる超硬合金中のコバルト濃度の選択によって融液量を
制御することが可能であるが、融液なダイヤモンド層全
域に充分溶浸せしめるためにコバルト濃度の高い超硬合
金基材を用いると、ダイヤモンド粒子間の焼結は容易に
生じるが、粒子間に残存する金属が過剰になり、充分な
強度が得られない。一方コバルト濃度の低い超硬合金基
材を用いるとダイヤモンド粒子が粗い場合には残存金属
の量が少な（なり強度的にも良いが、粒子が細かい場合
にはかえってダイヤモンド層全域に融液を溶浸せしめる
のが困難になり、一体となった焼結体を得ることが困難
であるという欠点があった。このような傾向は上記のよ
うなダイヤモンド−超硬合金複合体の製造の際ばかりで
なく、例えばコバルト板上に置かれたダイヤモンド粉末
を溶浸法によって結合せしめ、ダイヤモンド単独の焼結
体を製造する際にも見られた。従ってダイヤモンド粒子
間に残存する金属量が少なく、かつ焼結部分の多い一体
となった焼結体を製造する方法が望まれていた。
本出願人は、上記のようなダイヤモンド層に溶浸する融
液の量を制御することを目的として、先に出願した特願
昭５６−６１２７１号（特開昭５７−１７９０７５号）
発明において、ダイヤモンド粒子集合体と溶浸材との間
に、両者の断面積の８５〜９７％の面積を有する高融点
金属の板を配置してダイヤモンド焼結体を製造する方法
を提案した。これによってダイヤモンド粒子間に過剰の
金属が残存して充分な強度が得られないという点は改良
されたが、ダイヤモンド粒子が細かい場合には充分に溶
浸するまでには至らず、依然として問題は解決されてい
なかった。
液の量を制御することを目的として、先に出願した特願
昭５６−６１２７１号（特開昭５７−１７９０７５号）
発明において、ダイヤモンド粒子集合体と溶浸材との間
に、両者の断面積の８５〜９７％の面積を有する高融点
金属の板を配置してダイヤモンド焼結体を製造する方法
を提案した。これによってダイヤモンド粒子間に過剰の
金属が残存して充分な強度が得られないという点は改良
されたが、ダイヤモンド粒子が細かい場合には充分に溶
浸するまでには至らず、依然として問題は解決されてい
なかった。
本発明はダイヤモンド層に予め炭化物形成金属を少量混
合しておくことによって、少量の融液で充分に焼結せし
め、使用するダイヤモンド粒子のサイズに関係なく充分
な強度を有するダイヤモンド焼結体の製造を可能にした
ものであって、その要旨とするところは、炭素を溶解し
得る金種を溶融しダイヤモンド粒子の集合体に溶浸させ
ることによって該粒子の結合体を製造する方法において
、予め炭化物形成金属をダイヤモンド粒子と混合してお
き、該混合物集合体を炭素を溶解し得る金属と接して配
置し、全体をダイヤモンドが熱力学的に安定な温度圧力
条件下で加熱加圧処理することを特徴とするダイヤモン
ド焼結体の製造法に存する。
合しておくことによって、少量の融液で充分に焼結せし
め、使用するダイヤモンド粒子のサイズに関係なく充分
な強度を有するダイヤモンド焼結体の製造を可能にした
ものであって、その要旨とするところは、炭素を溶解し
得る金種を溶融しダイヤモンド粒子の集合体に溶浸させ
ることによって該粒子の結合体を製造する方法において
、予め炭化物形成金属をダイヤモンド粒子と混合してお
き、該混合物集合体を炭素を溶解し得る金属と接して配
置し、全体をダイヤモンドが熱力学的に安定な温度圧力
条件下で加熱加圧処理することを特徴とするダイヤモン
ド焼結体の製造法に存する。
本発明においてダイヤモンド粒子と予め混合する炭化物
形成金属としてはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、
タンタル、ニオブ、タングステン、シリコンあるいはク
ロムが使用しうるが、中でもクロムが最適である。これ
らの金属をダイヤモンド粒子と混合しておくと効果的で
あるというその技術的な理由は正確にはわからないが、
これらの金属は炭化物を容易に形成する、換言すればダ
イヤモンド粒子との濡れが非常に良いために、炭素を容
解し得る金属の融液か少量であってもそれと共融してダ
イヤモンド層全体に溶浸するためであると思われる。
形成金属としてはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、
タンタル、ニオブ、タングステン、シリコンあるいはク
ロムが使用しうるが、中でもクロムが最適である。これ
らの金属をダイヤモンド粒子と混合しておくと効果的で
あるというその技術的な理由は正確にはわからないが、
これらの金属は炭化物を容易に形成する、換言すればダ
イヤモンド粒子との濡れが非常に良いために、炭素を容
解し得る金属の融液か少量であってもそれと共融してダ
イヤモンド層全体に溶浸するためであると思われる。
ダイヤモンド粒子と混合する炭化物形成金属の量はダイ
ヤモンドに対する重量比で２〜８％が適当である。これ
より多量であればダイヤモンド粒子間の残存金属量が多
くなって強度が低下し、又これより少量であれば溶浸を
容易にする効果が期待できず、一体となった焼結体が得
られない。
ヤモンドに対する重量比で２〜８％が適当である。これ
より多量であればダイヤモンド粒子間の残存金属量が多
くなって強度が低下し、又これより少量であれば溶浸を
容易にする効果が期待できず、一体となった焼結体が得
られない。
ＷＣ−ｓ％Ｃｏ１．５ｇの成型品の上に、５μのダイヤ
モンドと１μのクロムの混合比を種々変えた混合物０１
５ｇを載せ、５５，０００気圧、１５００℃、の条件に
１５分間保持したところ、ダイヤモンドに対づ−るクロ
ムの混合比と、得られた焼結体の硬度（ヌープ）との間
に次のような結果が得られた。
モンドと１μのクロムの混合比を種々変えた混合物０１
５ｇを載せ、５５，０００気圧、１５００℃、の条件に
１５分間保持したところ、ダイヤモンドに対づ−るクロ
ムの混合比と、得られた焼結体の硬度（ヌープ）との間
に次のような結果が得られた。
クロム 硬度（ヌープ）
１ ｗｔ％ ５５００ Ｋｙ／１ｎｒ１２ ５８４０
５ ６５００
８ ５８００
１０ ５３００
比較例Ｏｗｔ％ ５６００
ダイヤモンド層に接して配置される炭素を溶解し得る金
属としてはコバルトやニッケル、鉄、又はそれらを主体
とする合金、コバルト、ニッケル、を含有する超硬合金
等が好適であるが、要はダイヤモンド安定領域の温度・
圧力条件下でダイヤモンドを溶解・析出せしめて焼結さ
せるような金属の融液を供給し得るものであれば良い。
属としてはコバルトやニッケル、鉄、又はそれらを主体
とする合金、コバルト、ニッケル、を含有する超硬合金
等が好適であるが、要はダイヤモンド安定領域の温度・
圧力条件下でダイヤモンドを溶解・析出せしめて焼結さ
せるような金属の融液を供給し得るものであれば良い。
次に本発明を実施例によって説明する。
実施例１
直径９．２．のタンタル容器中に５μのダイヤモンド１
４２５■と１μのクロム７、５ ｍｆとの混合物を充填
して直径８．９ 、、、、厚さ０．０５ ｖｍのタンタ
ル板を置き、さらにＷＣ−ｃｏ ８ ％ ｔＴｒ ”＋
、 ５９焼成品を配置し、これに厚さ０、０５ ｍのモ
リブデン板で蓋をし、全体を５５．ＱＯＧ気圧、１５０
０℃、の条件下ＶＣｌ５分間保持した。
４２５■と１μのクロム７、５ ｍｆとの混合物を充填
して直径８．９ 、、、、厚さ０．０５ ｖｍのタンタ
ル板を置き、さらにＷＣ−ｃｏ ８ ％ ｔＴｒ ”＋
、 ５９焼成品を配置し、これに厚さ０、０５ ｍのモ
リブデン板で蓋をし、全体を５５．ＱＯＧ気圧、１５０
０℃、の条件下ＶＣｌ５分間保持した。
回収した反応生成物の周囲に付着している容器材料や残
存している溶浸材金属を研削除去した後、硬度を測定し
たところヌープ硬度で６５００ ’％ａの値を得た。又
ダイヤモンド粒子間の結合も多く、強固な一体品となっ
ている。ダイヤモンド焼結体部分の光学顕微鏡写真を図
１として添付するが、次の比較例で得られたダイヤモン
ド焼結体の光学顕微鏡写真（図２）に比べてダイヤモン
ド粒子間の結合部分が多いのがあきらかである。
存している溶浸材金属を研削除去した後、硬度を測定し
たところヌープ硬度で６５００ ’％ａの値を得た。又
ダイヤモンド粒子間の結合も多く、強固な一体品となっ
ている。ダイヤモンド焼結体部分の光学顕微鏡写真を図
１として添付するが、次の比較例で得られたダイヤモン
ド焼結体の光学顕微鏡写真（図２）に比べてダイヤモン
ド粒子間の結合部分が多いのがあきらかである。
写真においては灰色部分がダイヤモンドであるが、写真
１ではダイヤモンドが粒成長して大きくなり、かつ連続
的に結合している状態を示している。
１ではダイヤモンドが粒成長して大きくなり、かつ連続
的に結合している状態を示している。
比較例
実施例１のダイヤモンドとクロムとの混合物のかわりに
５μのダイヤモンドのみを用いて試料を構成し、実施例
１と同一条件で処理した。回収した反応生成物を同様に
研削して硬度を測定したところ、ヌープ硬度で５３００
Ｋｉ−であった。ダイヤモンド焼結体部分の光学顕微鏡
写真を図２に示す。
５μのダイヤモンドのみを用いて試料を構成し、実施例
１と同一条件で処理した。回収した反応生成物を同様に
研削して硬度を測定したところ、ヌープ硬度で５３００
Ｋｉ−であった。ダイヤモンド焼結体部分の光学顕微鏡
写真を図２に示す。
実施例２
実施例１σ）クロムのかわりにシリコンを混合して試料
を構成し、実施例１と同一条件で処理した。
を構成し、実施例１と同一条件で処理した。
回収した反応生成物を同様に研削し、その後硬度を測定
したところヌープ硬度で５９００ｉｆ％、であった。
したところヌープ硬度で５９００ｉｆ％、であった。
また焼結した組織を光学顕微鏡で観察した結果、クロム
を用いた実施例１の場合程ではないか、かなＩ１７貌結
が進んでいた。
を用いた実施例１の場合程ではないか、かなＩ１７貌結
が進んでいた。
図１は本願発明の実励厨端法によって得られたグ・イヤ
モンド１ｌＡ）１だ１体の光学顕微鏡写真、図２は比較
例によって得られたダイヤモンド焼結体の光’Ｐ ６ｋ
Ｑ ｋ ’、：ｆ’３． 写Ｘ 、（イ”；ｊｐ ａ
ａ ｏ ％ ）。 ４Ｓ許出願人 石 塚 博 図１ 図２
モンド１ｌＡ）１だ１体の光学顕微鏡写真、図２は比較
例によって得られたダイヤモンド焼結体の光’Ｐ ６ｋ
Ｑ ｋ ’、：ｆ’３． 写Ｘ 、（イ”；ｊｐ ａ
ａ ｏ ％ ）。 ４Ｓ許出願人 石 塚 博 図１ 図２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｔ 炭素を溶解し得る金属を溶融しタ゛イヤモンド粒子
の集合体に溶浸させることによって該粒子の結合体を製
造する方法圧おいて、予め炭化物形成金属をダイヤモン
ド粒子と混合しておき、該混合物集合体を炭素を溶解し
うる金属と接して配置し、全体をダイヤモンドが熱力学
的に安定な温度圧力条件下で加熱加圧処理することを特
徴とするダイヤモンド焼結体の製造法。 ２、上記炭化物形成金属がクロムである特許請求の範囲
第１項記載のダイヤモンド焼結体の製造法。 ３、 上記炭化物形成金属がチタン、ジルコニウム、ハ
フニウーム、タンタル、ニオブ、タングステン、あるい
はシリコンである特許請求の範囲第１項記載のダイヤモ
ンド焼結体の製造法。 ４、上記炭化物形成金属のダイヤモンド粉末に対する比
が２〜８重量％である特許請求の範囲第２項および第５
項記載のダイヤモンド焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165633A JPS6060981A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165633A JPS6060981A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060981A true JPS6060981A (ja) | 1985-04-08 |
| JPH0450271B2 JPH0450271B2 (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=15816067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58165633A Granted JPS6060981A (ja) | 1983-09-08 | 1983-09-08 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060981A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5212126A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-29 | Hitachi Chem Co Ltd | Process for preparation of methacrylic acid |
-
1983
- 1983-09-08 JP JP58165633A patent/JPS6060981A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5212126A (en) * | 1975-07-16 | 1977-01-29 | Hitachi Chem Co Ltd | Process for preparation of methacrylic acid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450271B2 (ja) | 1992-08-13 |
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