JPS6191344A - 高硬度焼結体 - Google Patents
高硬度焼結体Info
- Publication number
- JPS6191344A JPS6191344A JP21316884A JP21316884A JPS6191344A JP S6191344 A JPS6191344 A JP S6191344A JP 21316884 A JP21316884 A JP 21316884A JP 21316884 A JP21316884 A JP 21316884A JP S6191344 A JPS6191344 A JP S6191344A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- sintered body
- cubic boron
- diamond
- boron nitride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
〔発明の技術分野〕
1ltI!引ダイスを含む耐摩耗工具の素材として有用
な高硬度焼結体に関する。
な高硬度焼結体に関する。
切削工具、細引ダイスを含む耐摩耗工具の分野では、高
硬度でかつ長寿命の材料への鮫望が強まっている。この
要望に応える材料として、ダイヤそ/ドの焼結体や立方
晶窒化ホウ素焼結体は大きな期待を集め、その一部は実
用に供てれている。
硬度でかつ長寿命の材料への鮫望が強まっている。この
要望に応える材料として、ダイヤそ/ドの焼結体や立方
晶窒化ホウ素焼結体は大きな期待を集め、その一部は実
用に供てれている。
例えば、ダイヤモンド焼結体の場合、ダイヤモンドの粉
1粒にコバルト、サーメットのような数分を所定量配合
して焼結する。このとき、ダイヤ七/ド以外の成分の配
合量が少ない船台には、ダイヤモンド粉1粒相互間の結
合+ム会が多くなるので、得られた焼結体の硬度、耐摩
耗性に顕著に優れたものとなるが、しかし、その7″C
めには超高圧、高温という過酷な焼結条件を必要とする
ので焼結困離性が増し、用いる装置の損耗も厳しくなっ
て全体としてコスト上昇全招く。しかも、得られた焼結
体を完成工具の形状に研削加工することが困N r S
ス − 一方、ダイヤモンド以外の成分の配合it多くして焼結
すると、ダイヤモンド粉1粒相互間の結合機会は少なく
なって、得られた焼結体の組織構造はタ゛イヤモ/ド以
外の成分が連続し、その連続相の中にダイヤモンド相が
分散しているという態様をとる。このような組織]「・
7造の場合には、ダイヤモンド以外の成分の性質が発現
するようになって、焼結体に全体としてその靭性が向上
する。しかし同時に他方では、逆に硬度、耐摩耗性は低
下する。
1粒にコバルト、サーメットのような数分を所定量配合
して焼結する。このとき、ダイヤ七/ド以外の成分の配
合量が少ない船台には、ダイヤモンド粉1粒相互間の結
合+ム会が多くなるので、得られた焼結体の硬度、耐摩
耗性に顕著に優れたものとなるが、しかし、その7″C
めには超高圧、高温という過酷な焼結条件を必要とする
ので焼結困離性が増し、用いる装置の損耗も厳しくなっ
て全体としてコスト上昇全招く。しかも、得られた焼結
体を完成工具の形状に研削加工することが困N r S
ス − 一方、ダイヤモンド以外の成分の配合it多くして焼結
すると、ダイヤモンド粉1粒相互間の結合機会は少なく
なって、得られた焼結体の組織構造はタ゛イヤモ/ド以
外の成分が連続し、その連続相の中にダイヤモンド相が
分散しているという態様をとる。このような組織]「・
7造の場合には、ダイヤモンド以外の成分の性質が発現
するようになって、焼結体に全体としてその靭性が向上
する。しかし同時に他方では、逆に硬度、耐摩耗性は低
下する。
また、高硬度焼結体の材料としてダイヤモンド焼結体と
同様に注目を集めている立方晶窒化ホウ素の焼結体につ
いても、前記したと同様な問題点が指摘されている。
同様に注目を集めている立方晶窒化ホウ素の焼結体につ
いても、前記したと同様な問題点が指摘されている。
このようなことから、現在、工業化しやすい高圧高温の
焼結条件下で製造することができ、かつ硬度、it摩耗
性に優れるとともに靭性も大きい高硬度焼結体の開発が
強く求められている。
焼結条件下で製造することができ、かつ硬度、it摩耗
性に優れるとともに靭性も大きい高硬度焼結体の開発が
強く求められている。
本発明は、前記した従来の組織構造とはその構成を全く
別異にした組織構造を有し、硬度、耐摩耗性が優れると
同時に靭性も大きく、かつ比較的容易な焼結条件で製造
することのできる高硬度焼結体の提供を目的とする。
別異にした組織構造を有し、硬度、耐摩耗性が優れると
同時に靭性も大きく、かつ比較的容易な焼結条件で製造
することのできる高硬度焼結体の提供を目的とする。
本発明者らは、従来の焼結体における前記問題点を解決
すべく鋭意研究を重ねた結果、比較的靭性に冨む後述の
金属1合金、金属化合物の粉、粒体を芯材とし、この思
料の表面を多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素又は
これら両者の混合物で所定の厚みに被覆して一種の複合
粉末又は複合粒体tp製し、これを焼結すればダイヤモ
ンドや立方晶窒化ホウ素から成る硬質相が連結して焼結
体は全体に高硬度になり、しかも、この硬質相の存在割
合(それは上記芯材への被覆工程でその被覆層の厚みを
調製することによって可能となる)を所定の範囲に調節
すれば芯材の靭性が有効に発揮し得るものとの着想を得
、本発明の焼結体を開発するに到った。
すべく鋭意研究を重ねた結果、比較的靭性に冨む後述の
金属1合金、金属化合物の粉、粒体を芯材とし、この思
料の表面を多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素又は
これら両者の混合物で所定の厚みに被覆して一種の複合
粉末又は複合粒体tp製し、これを焼結すればダイヤモ
ンドや立方晶窒化ホウ素から成る硬質相が連結して焼結
体は全体に高硬度になり、しかも、この硬質相の存在割
合(それは上記芯材への被覆工程でその被覆層の厚みを
調製することによって可能となる)を所定の範囲に調節
すれば芯材の靭性が有効に発揮し得るものとの着想を得
、本発明の焼結体を開発するに到った。
すなわち1本発明の高硬度焼結体は、多結晶質ダイヤモ
ンド若しくは立方晶窒化ホウ素のいずれか1椙又は両種
から成る硬質相20〜70容積チと、残部が金絹1合金
、金属化合物の群から選ばれる少なくとも1種から成る
結合相である焼結体であって、該硬質相が連続している
ことを特徴とする。
ンド若しくは立方晶窒化ホウ素のいずれか1椙又は両種
から成る硬質相20〜70容積チと、残部が金絹1合金
、金属化合物の群から選ばれる少なくとも1種から成る
結合相である焼結体であって、該硬質相が連続している
ことを特徴とする。
本発明の焼結体において、そこに存在させる硬質相の割
合は、容積にして20〜70%の範囲に設定される。
合は、容積にして20〜70%の範囲に設定される。
これが20容積チより少ない場合には、焼結体中の硬質
相の存在割合が少ないので焼結体はその硬度、耐摩耗性
を低下せしめる。また、焼結体において硬質相の割合が
20容積−未満ということは、焼結体の製造時に後述の
結合相を構成する金属、合金、金属化合物を被覆してい
るダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素の量が少なく、完全
に被覆した状態にはなり補いということであり、それゆ
え、焼結時において硬質相が連結して形成されないとい
うことを意味する。
相の存在割合が少ないので焼結体はその硬度、耐摩耗性
を低下せしめる。また、焼結体において硬質相の割合が
20容積−未満ということは、焼結体の製造時に後述の
結合相を構成する金属、合金、金属化合物を被覆してい
るダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素の量が少なく、完全
に被覆した状態にはなり補いということであり、それゆ
え、焼結時において硬質相が連結して形成されないとい
うことを意味する。
ンド及び/又は立方晶窒化ホウ素の粉、粒が焼結温尻で
ブリッジを形成し焼結を妨げるため、工り高圧又は高温
を必要とするようになる。又、得られた焼結体は、硬匪
bits耗性がある程度高くなるけれども、しかし緻密
な焼祠体を得るのか困硅であるため脆い傾向が強くなる
。
ブリッジを形成し焼結を妨げるため、工り高圧又は高温
を必要とするようになる。又、得られた焼結体は、硬匪
bits耗性がある程度高くなるけれども、しかし緻密
な焼祠体を得るのか困硅であるため脆い傾向が強くなる
。
本発明の焼結体の残部に結合相ヲ朽成する成分でおるが
、こ牡は、製造時に訃いては硬質相の成分(多結晶質ダ
イヤモンド、立方晶Δ化ホウ素)で被覆される芯材に和
尚する。
、こ牡は、製造時に訃いては硬質相の成分(多結晶質ダ
イヤモンド、立方晶Δ化ホウ素)で被覆される芯材に和
尚する。
用いる金属としては、レリえば、Fe + Co r
NLTi 、 Zr 、 Hf 、 V 、 Nb 、
Ta 、 Or 、 Mo 、 W 。
NLTi 、 Zr 、 Hf 、 V 、 Nb 、
Ta 、 Or 、 Mo 、 W 。
人1.Si、合金としては例えば、鉄族金/jit主体
とした合金、同期体表iVa 、 Va 、 Vla族
金属を主体とした合金、 A/を主体とした合金、5i
ffi主体とした合金をあげることができる。また、金
し1化合物としては1周期律4■a、Va、■a族に属
する金属元素の炭化物、窒化物、ホウ化物、酸化物。
とした合金、同期体表iVa 、 Va 、 Vla族
金属を主体とした合金、 A/を主体とした合金、5i
ffi主体とした合金をあげることができる。また、金
し1化合物としては1周期律4■a、Va、■a族に属
する金属元素の炭化物、窒化物、ホウ化物、酸化物。
ケイ化物;炭化ホウ素;炭化ケイ素;窒化ケイ素:ルコ
ニウム;蒙化ホウ素;若しくはこれらの相互同浴体化合
物をあげることができる。これらの金属、合金、金A−
1化合物の群から選ばnる少なくともIN4に使用する
ことができる。これらのうち、金属としては、Co 、
Ni + AI、 SI 、Ti :合金としてi’
!、 N15AJ 、 N1AA’ r NhAls
、 NlT1 。
ニウム;蒙化ホウ素;若しくはこれらの相互同浴体化合
物をあげることができる。これらの金属、合金、金A−
1化合物の群から選ばnる少なくともIN4に使用する
ことができる。これらのうち、金属としては、Co 、
Ni + AI、 SI 、Ti :合金としてi’
!、 N15AJ 、 N1AA’ r NhAls
、 NlT1 。
Nl3TI * N+Ti2 HNl3A/’11
:金属化合物としては、 TIC、TIN 、Tl
N0 、TIB、 、 入1xos + A/
N。
:金属化合物としては、 TIC、TIN 、Tl
N0 、TIB、 、 入1xos + A/
N。
WO、HfO、H4N 、などが好適である。
これらの物質は、焼結体の製造時に推粉2粒体の形で存
在するが、焼結後にあっては、前記した連続する硬質相
の中で微小ブロック状で又は個々に独立して分散する相
として存在する。
在するが、焼結後にあっては、前記した連続する硬質相
の中で微小ブロック状で又は個々に独立して分散する相
として存在する。
本発明の灯結体;11例えば第1図、第2図に示した装
置例を用いて次のような方法で製造することができる。
置例を用いて次のような方法で製造することができる。
その方法に、結合相成分の粉1粒体にプラズマ化学蒸着
法を適用して、該扮1粒体の表面にダイヤモンド、立方
晶窒化ホウ素の被覆層を形成せしめ、得られたこの複合
粉、粒体に焼結処理を施すことを骨子とする。
法を適用して、該扮1粒体の表面にダイヤモンド、立方
晶窒化ホウ素の被覆層を形成せしめ、得られたこの複合
粉、粒体に焼結処理を施すことを骨子とする。
第1図は、高周波プラズマを用い、かつ、結合相の粉、
粒体を音波によって流動させる装置の19りであり、第
2図はマイクロ波プラズマを用い、かつ粉1粒体を機械
的手段で流動させる装置の1例である。
粒体を音波によって流動させる装置の19りであり、第
2図はマイクロ波プラズマを用い、かつ粉1粒体を機械
的手段で流動させる装置の1例である。
両図で、1は低周波発振器、2は増幅器、3は拡声器、
4は振動板、5は高周波発振器、6は同軸ケーブル、7
は高周波コイル、8はプラズマ発生器、91”を結合相
になる物質の扮、粒体、10に粉、粒体9の表面を被覆
して焼結時には硬質相になる物質の原料ガスを供給する
ためのガス供給製置、IIH混合ガス供給管、12は排
気製置。
4は振動板、5は高周波発振器、6は同軸ケーブル、7
は高周波コイル、8はプラズマ発生器、91”を結合相
になる物質の扮、粒体、10に粉、粒体9の表面を被覆
して焼結時には硬質相になる物質の原料ガスを供給する
ためのガス供給製置、IIH混合ガス供給管、12は排
気製置。
13.14,15,16はいずれもガス調整弁、17は
マイクロ波発振器、18は導波管、そして19は電磁石
である。
マイクロ波発振器、18は導波管、そして19は電磁石
である。
まず、プラズマ発生室8に結合相になる物質の粉、粒体
9全いれ、排気装置12を作動してプラズマ発生室8内
を減圧にしたのち、A整弁13゜14.15を調節して
ガス供給装置10がら所定の原料ガスとキャリアガスと
の混合ガスを混合ガス供給管11i介してプラズマ発生
室8内に供給して室内を所定の圧力に保持する。ついで
、低周波発振器1、増幅器2を作動し、かつ拡声器3(
第1図の場合)又は電磁石19(第2図の場合)によっ
て振動板4を振動場せ、低周波発振器1の周波数、増・
幅器2の出力を調節して粉、粒体9を適切な状態で流動
させる。
9全いれ、排気装置12を作動してプラズマ発生室8内
を減圧にしたのち、A整弁13゜14.15を調節して
ガス供給装置10がら所定の原料ガスとキャリアガスと
の混合ガスを混合ガス供給管11i介してプラズマ発生
室8内に供給して室内を所定の圧力に保持する。ついで
、低周波発振器1、増幅器2を作動し、かつ拡声器3(
第1図の場合)又は電磁石19(第2図の場合)によっ
て振動板4を振動場せ、低周波発振器1の周波数、増・
幅器2の出力を調節して粉、粒体9を適切な状態で流動
させる。
その彼、第11に例示の装置においては、高周波発振器
5を作動してその出力を高周波コイルに与え流動1−で
いる粉1粒体の中にプラズマを誘発逼せる。第2図の装
置例の場合は、iイクロ波発振器17を作動してその出
力を導波管18を介してプラズマ発生室8内に入射し、
流動する粉1粒体の中にプラズマ発生器させる。
5を作動してその出力を高周波コイルに与え流動1−で
いる粉1粒体の中にプラズマを誘発逼せる。第2図の装
置例の場合は、iイクロ波発振器17を作動してその出
力を導波管18を介してプラズマ発生室8内に入射し、
流動する粉1粒体の中にプラズマ発生器させる。
上記した操作において、プラズマ発生室8内に供給する
混合ガス、つまりl’St原料ガスの種類を変えること
により、粉1粒体の表面には多結晶質ダイヤモンド、立
方晶窒化ホウ素、又はこれらが適宜に混在する混合物が
被着して、その被膜形成が辿む。かくして、芯材である
粉1粒体の表面は、硬質相になる物質で被覆されてここ
に複合粉1粒体が製造される。
混合ガス、つまりl’St原料ガスの種類を変えること
により、粉1粒体の表面には多結晶質ダイヤモンド、立
方晶窒化ホウ素、又はこれらが適宜に混在する混合物が
被着して、その被膜形成が辿む。かくして、芯材である
粉1粒体の表面は、硬質相になる物質で被覆されてここ
に複合粉1粒体が製造される。
この複合粉、粒体において、被膜の厚みを適宜に調節す
ることにより、焼結体中の硬質相の存在割合がAliさ
nる。被膜の厚み、すなわち多結晶質ダイヤモンド、立
方晶窒化ホウ素又はこ九らの混合物の粉2粒体表面への
析出量a、用いる原料ガスの種類、混合ガス内の各成分
の混合比、混合ガスの流量、プラズマ発生室内の圧力、
高周波若しくはマイクロ波の周波数1反応時間、などの
各糧の操作条件又は粉1粒体の大きさなどによって適宜
に変化させることができる。し九がって、被膜の厚みは
、この複合粉%粒体を焼結したとき焼結体中における硬
質相の占有容積が20〜7o容積チになるような厚みで
あり、それは上記した条件を適宜に選定することによっ
て可能になる。
ることにより、焼結体中の硬質相の存在割合がAliさ
nる。被膜の厚み、すなわち多結晶質ダイヤモンド、立
方晶窒化ホウ素又はこ九らの混合物の粉2粒体表面への
析出量a、用いる原料ガスの種類、混合ガス内の各成分
の混合比、混合ガスの流量、プラズマ発生室内の圧力、
高周波若しくはマイクロ波の周波数1反応時間、などの
各糧の操作条件又は粉1粒体の大きさなどによって適宜
に変化させることができる。し九がって、被膜の厚みは
、この複合粉%粒体を焼結したとき焼結体中における硬
質相の占有容積が20〜7o容積チになるような厚みで
あり、それは上記した条件を適宜に選定することによっ
て可能になる。
複合粉1粒体、において被膜が多結晶質ダイヤモンドで
構成される場合は、原料ガスとしてはメタン、エタン、
ブタン、アセチレンなど低分子量の炭化水素が好ましい
。とくに、メタンに安価であり入手容易という点で好適
である。このとき、キャリアガスとして(μ通常水素が
用いられる。
構成される場合は、原料ガスとしてはメタン、エタン、
ブタン、アセチレンなど低分子量の炭化水素が好ましい
。とくに、メタンに安価であり入手容易という点で好適
である。このとき、キャリアガスとして(μ通常水素が
用いられる。
上記した炭化水素と水素との混合ガスを用いる的合、前
者が0,1〜95容積チの割合、好ましくは05〜15
容積チである。また、プラズマ発生室の室内圧力は1×
10〜760 Torr、好ましく1’to、05〜4
00 Torrに保持する。プラズマ発生のために入射
する高周波、マイクロ波の周波数1d13.56MHz
以上であることが好ましい。
者が0,1〜95容積チの割合、好ましくは05〜15
容積チである。また、プラズマ発生室の室内圧力は1×
10〜760 Torr、好ましく1’to、05〜4
00 Torrに保持する。プラズマ発生のために入射
する高周波、マイクロ波の周波数1d13.56MHz
以上であることが好ましい。
被膜を立方晶窒化ホウ素で構成する場合、用いる混合ガ
スとしてはジボラン(B富H@)とアンモニア(又Fi
窒素)と水素;又は塩化ホウ素(BOIs )とアンモ
ニア(又hg素)と水素:ヲあげることができる。前者
の混合ガスにおける各ガスの混合割合は、BIH,0,
5〜10容fi!!チ、アンモニア(又#′i畳素ン1
〜20容績%、残は水素でるり、また後者の混合ガスの
場合に、 BOI、0.5〜10容積チ。
スとしてはジボラン(B富H@)とアンモニア(又Fi
窒素)と水素;又は塩化ホウ素(BOIs )とアンモ
ニア(又hg素)と水素:ヲあげることができる。前者
の混合ガスにおける各ガスの混合割合は、BIH,0,
5〜10容fi!!チ、アンモニア(又#′i畳素ン1
〜20容績%、残は水素でるり、また後者の混合ガスの
場合に、 BOI、0.5〜10容積チ。
アンモニア(又tit窒素)0.2〜4容積チ、残は水
素である。プラズマ反応座の室内圧力はI X 10−
3〜760 Torr 、好ましく II’@0.05
〜400 Torr。
素である。プラズマ反応座の室内圧力はI X 10−
3〜760 Torr 、好ましく II’@0.05
〜400 Torr。
入射させる高周波、マイクロ波の周波数は1356MH
z以上である。また、複合粉1粒体の製造時の温度は3
00〜1300℃、好ましくは700〜1000℃であ
る。
z以上である。また、複合粉1粒体の製造時の温度は3
00〜1300℃、好ましくは700〜1000℃であ
る。
多結晶質ダイヤモンドと立万晶蒙化ホウ素とが混在した
被膜を構成する場合には、それぞれを単独で被覆する際
の条件を適宜に組曾わぜnは工い。
被膜を構成する場合には、それぞれを単独で被覆する際
の条件を適宜に組曾わぜnは工い。
この工うにして製造さnた複合粉%粒体全焼結すnげ、
不発明の高硬度焼結体が得られる。
不発明の高硬度焼結体が得られる。
その際の焼結方法は格別限定さtLるものでになく、常
法に従って行なえば工い。
法に従って行なえば工い。
例えば、多結晶質ダイヤモンドで被覆され乏抜金粉1粒
体の焼結条件は、温度1000C以上、圧力37 KB
ar以上であることが好1しく特別に過酷な条件ではな
い。また、立方晶窒化ホウ素で被覆されたものの焼結条
件は、温度が同じ< 1000℃以上、圧力31 KB
ar以上であれば工い。
体の焼結条件は、温度1000C以上、圧力37 KB
ar以上であることが好1しく特別に過酷な条件ではな
い。また、立方晶窒化ホウ素で被覆されたものの焼結条
件は、温度が同じ< 1000℃以上、圧力31 KB
ar以上であれば工い。
なおこのとき、焼結性を高めるために、多結晶質ダイヤ
モンド、立方晶仝化ホウ′Aから成る連続した硬質相が
破壊されてその連続性が寸断さnない程度に、コバルト
、アルミニウムのような成分を焼結時に配合又は浸透せ
しめてもよい。
モンド、立方晶仝化ホウ′Aから成る連続した硬質相が
破壊されてその連続性が寸断さnない程度に、コバルト
、アルミニウムのような成分を焼結時に配合又は浸透せ
しめてもよい。
実施例1
第2図の装置において、粉体9として平均粒径5μmの
TiN 、反応ガスとしてメタンと水素の混合ガスを使
用した。
TiN 、反応ガスとしてメタンと水素の混合ガスを使
用した。
まず、排気装置12′t−作動してプラズマ発生室8内
を充分排気したのち、調整弁13,14゜15.16を
それぞれ調節してガス供給装置10からメタンガス濃度
工容積チ、残は水素である混合ガスをプラズマ発生室8
内に導入した。混合ガスは室内の圧力が40 Torr
となるJうに流速50crn/mlnで供給し続けた。
を充分排気したのち、調整弁13,14゜15.16を
それぞれ調節してガス供給装置10からメタンガス濃度
工容積チ、残は水素である混合ガスをプラズマ発生室8
内に導入した。混合ガスは室内の圧力が40 Torr
となるJうに流速50crn/mlnで供給し続けた。
つぎに、低周波発振器1.増幅器2を作動して電磁石1
9を動がして振動板4を振動させ、粉体9を流動させた
。
9を動がして振動板4を振動させ、粉体9を流動させた
。
600Wの出力で周波数2450MHzのマイクロ波を
発生源せ、これをプラズマ発BENsに入射して、流動
する粉体9の中にプラズマを誘発させた。
発生源せ、これをプラズマ発BENsに入射して、流動
する粉体9の中にプラズマを誘発させた。
約0.5時間、粉体9をプラズマ中で流動させたところ
、平均粒径約7μmの粉末が得られた。この粉末は1表
面が厚み約1μmの多結晶質ダイヤモンドで被覆された
複合粉であった。したがって多結晶質ダイヤモンドから
成る硬質相の容積は、複合粉全体の容積の63:6%に
なる。
、平均粒径約7μmの粉末が得られた。この粉末は1表
面が厚み約1μmの多結晶質ダイヤモンドで被覆された
複合粉であった。したがって多結晶質ダイヤモンドから
成る硬質相の容積は、複合粉全体の容積の63:6%に
なる。
得られた複合粉f60KBar%1500 ℃、 0.
5時間の条件で焼結した。焼結体の硬度(グイッヵース
、Hv)、#摩耗性、靭性を測定した。l1iIt厚粍
性、靭性は以下の仕棟に基づいて測定した。
5時間の条件で焼結した。焼結体の硬度(グイッヵース
、Hv)、#摩耗性、靭性を測定した。l1iIt厚粍
性、靭性は以下の仕棟に基づいて測定した。
it摩耗性:被削材A/−10チ81合金(HE11)
の乾式切削で、切削速度500 yn/min、切込み
0.5 m 、送?) 0.1 w/rev 、切削時
間20 minによる旋削試験による平均摩耗量(閣〕
を求めた。
の乾式切削で、切削速度500 yn/min、切込み
0.5 m 、送?) 0.1 w/rev 、切削時
間20 minによる旋削試験による平均摩耗量(閣〕
を求めた。
靭 性:ビツカース硬ざ試験用のダイヤモンド圧子に
エフ圧痕を付けて次式により破壊靭性値を求めた。
エフ圧痕を付けて次式により破壊靭性値を求めた。
l
(ただし1式中、圧痕荷重05〜5kiiI。
H:ビツカース硬さ、2&:圧痕の大きさ、2c:クラ
ックの長さ、である) 比較のために、平均粒径1μmの単結晶ダイヤモンド扮
636容積チと平均粒径5μmのTIN粉36.4容積
チから成る混合粉を実施例1の場合とIUJし条件で焼
結し、得られた焼結体についても硬度、耐摩耗性、靭性
を測定した。
ックの長さ、である) 比較のために、平均粒径1μmの単結晶ダイヤモンド扮
636容積チと平均粒径5μmのTIN粉36.4容積
チから成る混合粉を実施例1の場合とIUJし条件で焼
結し、得られた焼結体についても硬度、耐摩耗性、靭性
を測定した。
以上の結果を一括して第1表に示した。
第1表
実施例2
実施例1の複合粉に平均粒径1μmのコノ(ルト粉5容
状%鼠混合し、この混合粉末を60 KBar 。
状%鼠混合し、この混合粉末を60 KBar 。
1500℃、1時間の条件で焼結した。
比較のために、平均粒径1μmの単結晶タ°イヤモ/ド
粉604容積チと平均粒径5μmのTIN粉34.6’
l;f%と平均粒径1μmのコノ(ルト紛5容績チとか
ら成る混合粉を実施例1の場合と同じゃ件で焼結した。
粉604容積チと平均粒径5μmのTIN粉34.6’
l;f%と平均粒径1μmのコノ(ルト紛5容績チとか
ら成る混合粉を実施例1の場合と同じゃ件で焼結した。
実施例1と同様にして1両者の硬度、耐摩耗性。
靭性を測定し、それt一括して第2表に示した。
第 2 表
実施例3
TiN粉に代えて平均粒径5μmの立方晶穿化ホウ素8
0容積チと平均粒径1μmのTIN 20容積・藁の混
合粉を用いたことを除いては、実施例1と同様に多結晶
質ダイヤモンドで被膜され7′c複合粉を製造した。粒
径は約6μmで多粘品質ダイヤモンドは全体の42容漬
チであった。
0容積チと平均粒径1μmのTIN 20容積・藁の混
合粉を用いたことを除いては、実施例1と同様に多結晶
質ダイヤモンドで被膜され7′c複合粉を製造した。粒
径は約6μmで多粘品質ダイヤモンドは全体の42容漬
チであった。
この複合粉に平均粒径1μmのニッケル粉10荏積チと
人l粉10容積チ量を混合し、実施例2と同じ条件で焼
結した。
人l粉10容積チ量を混合し、実施例2と同じ条件で焼
結した。
比較のために、平均粒径1μmの単結晶ダイヤモンド粉
33.6容積チと平均粒径5μn1の立方晶窒化ホウ素
粉30.4容積チと平均粒径1μmのTIN粉16容積
チと平均粒径1μmのニッケル粉10荏積チとA/粉1
0容績チとから成る混合粉末を同様の条件で焼結した。
33.6容積チと平均粒径5μn1の立方晶窒化ホウ素
粉30.4容積チと平均粒径1μmのTIN粉16容積
チと平均粒径1μmのニッケル粉10荏積チとA/粉1
0容績チとから成る混合粉末を同様の条件で焼結した。
両者の特性を第3表に示した。ただし、耐摩耗性n、
被削材SKD 11(HRC!57〜5 g ) CD
湿式切削で切削iu度120フ2V/min、、切込み
0.5瓢、送F) 0.1 m/rev、切f!j1時
間2m1nの旋削試験による値であジ。
被削材SKD 11(HRC!57〜5 g ) CD
湿式切削で切削iu度120フ2V/min、、切込み
0.5瓢、送F) 0.1 m/rev、切f!j1時
間2m1nの旋削試験による値であジ。
靭性は実施例1と同様の方法による値でちる。
第3表
実施例4
第2図の装置において、粉体9として平均粒径511m
のTIN 1反応ガスとしてB2H,: NH,:H。
のTIN 1反応ガスとしてB2H,: NH,:H。
の容積比が5:15:80である混合ガスを使用した。
まず、排気装置12を作動してプラズマ発生基8内を充
分排気したのち、調整弁13,14゜15.16をそれ
ぞれ調節してガス供給装[10から上記混合ガスをプラ
ズマ発生蔓8内に導入し、該室内が45 Torrにな
るように混合ガスを流速!i 0 crn/minで供
給し続けた。
分排気したのち、調整弁13,14゜15.16をそれ
ぞれ調節してガス供給装[10から上記混合ガスをプラ
ズマ発生蔓8内に導入し、該室内が45 Torrにな
るように混合ガスを流速!i 0 crn/minで供
給し続けた。
ついで、を磁石19を作用させて振U1版4を振動させ
粉体9を流動させた。
粉体9を流動させた。
600Wの出力で周波数2450 MHzのマイクロ波
を発生させ、これをプラズマ発生基8内に入射して、流
動するTiN粉体9の中にプラズマを誘発させた。
を発生させ、これをプラズマ発生基8内に入射して、流
動するTiN粉体9の中にプラズマを誘発させた。
約1時間、 TIN粉体9をプラズマ中で流動させ之と
ころ、平均イ立径約7μmの粉末が得られた。
ころ、平均イ立径約7μmの粉末が得られた。
表面の被膜は、立方晶窒化ホウ素であることがX靭1回
折分析に工って確認でれた。
折分析に工って確認でれた。
この複合粉f50KBar、1500 ’C,1時間の
条件で焼結した。
条件で焼結した。
比較のl″Cめに、平均粒径1μmの立方品屋化ホウ素
粉63.64稙チと平均粒径5μmのTIN粉36.4
答稙係とから成る混合粉を実施例4の場合と同じ条件で
焼結した。
粉63.64稙チと平均粒径5μmのTIN粉36.4
答稙係とから成る混合粉を実施例4の場合と同じ条件で
焼結した。
両者の哲性を一括して第4表に示した。耐摩耗性#′i
災施例3.籾性は実施例1と同様の方法による値である
。
災施例3.籾性は実施例1と同様の方法による値である
。
第4表
実施例5
実施例4の複合粉に平均粒径2μmの窒化アルミニウム
粉5容積%新混合し、この混合粉f 50 KBar。
粉5容積%新混合し、この混合粉f 50 KBar。
1500℃11時間の条件で焼結した。
比較のために、平均粒径1μmの立方晶窒化ホウ素粉6
0,4容fAチと平均粒径5μmのTIN粉346容積
チと平均粒径2μmの窒化アルミニウム粉5容積チとか
ら成る混合物f6:克施例4の場合と同じ条件で焼結し
た。
0,4容fAチと平均粒径5μmのTIN粉346容積
チと平均粒径2μmの窒化アルミニウム粉5容積チとか
ら成る混合物f6:克施例4の場合と同じ条件で焼結し
た。
両者の特性を一括して第5表に示した。I!trJγ粍
性は実施例3.靭性は実施例1と同しの方法によ〔発明
の効果〕 以上の説明で明らかな工うに、本発明の焼結体は、芯材
でおる結合相の成分を包蔵する〃・たちで、多結晶質ダ
イヤモンド、立方晶窒化ホウ素又は両者の混合吻である
硬質相が連続して所定の割合で存在するので、全体とし
てその硬度が大きい。しかも、硬質相の存在割合が通正
範四にあるので。
性は実施例3.靭性は実施例1と同しの方法によ〔発明
の効果〕 以上の説明で明らかな工うに、本発明の焼結体は、芯材
でおる結合相の成分を包蔵する〃・たちで、多結晶質ダ
イヤモンド、立方晶窒化ホウ素又は両者の混合吻である
硬質相が連続して所定の割合で存在するので、全体とし
てその硬度が大きい。しかも、硬質相の存在割合が通正
範四にあるので。
芯材である金属1合金、金属化合物がその属性として有
する靭性は有効に発現し、焼結体の靭性も高まる。
する靭性は有効に発現し、焼結体の靭性も高まる。
また、この焼結体の製造に当り使用する複合粉。
粒体は、プラズマ化学蒸着法で調製されるので、焼結体
の硬質相に相幽する被膜と焼結体の結合相に和尚する芯
材との相互回着カも強くなp、焼結体全体の強度も向上
するという効果も生ずる。
の硬質相に相幽する被膜と焼結体の結合相に和尚する芯
材との相互回着カも強くなp、焼結体全体の強度も向上
するという効果も生ずる。
したがって1本発明の焼結体は、硬度、耐摩耗性及び靭
性のいずれもが充足していて、各種の超硬工具用の素材
としてその有用性は大である。
性のいずれもが充足していて、各種の超硬工具用の素材
としてその有用性は大である。
第1図、第2図はいずれも1本発明の高硬度焼結体を製
造する際に用いる装置の一例で、第1図1−を高周波を
、第2図はマイクロ波を用いるものである。 l・・・低周波発掘器、2・・・増幅器、3川拡声器。 4・・・振動板、5・・・高周波発振器、6・・・同軸
ケーブル、7・・・高周波コイル、8・・・プラズマ発
生器、9・・・粉体、10・・・ガス供給装置、11・
・・混合ガス供給管、12・・・排気装置、13,14
,15,16・・・ガス調整弁、17・・・マイクロt
t発振器、 1s・・・導波管、19・・・電磁石。
造する際に用いる装置の一例で、第1図1−を高周波を
、第2図はマイクロ波を用いるものである。 l・・・低周波発掘器、2・・・増幅器、3川拡声器。 4・・・振動板、5・・・高周波発振器、6・・・同軸
ケーブル、7・・・高周波コイル、8・・・プラズマ発
生器、9・・・粉体、10・・・ガス供給装置、11・
・・混合ガス供給管、12・・・排気装置、13,14
,15,16・・・ガス調整弁、17・・・マイクロt
t発振器、 1s・・・導波管、19・・・電磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、多結晶質ダイヤモンド若しくは立方晶窒化ホウ素の
いずれか1種又は両種から成る硬質相20〜70容積%
と、残部が金属、合金、金属化合物の群から選ばれる少
なくとも1種からなる結合相である焼結体であつて、該
硬質相が連続していることを特徴とする高硬度焼結体。 2、該金属化合物が、周期律表IVa、Va、VIa族に属
する金属元素の炭化物、窒化物、ホウ化物、酸化物、ケ
イ化物;炭化ホウ素;炭化ケイ素;窒化ケイ素;酸化ア
ルミニウム;窒化アルミニウム;二酸化ジルコニウム;
若しくはこれらの相互固溶体化合物の群から選ばれる少
なくとも1種である特許請求の範囲第1項記載の高硬度
焼結体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21316884A JPS6191344A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 高硬度焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21316884A JPS6191344A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 高硬度焼結体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6191344A true JPS6191344A (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=16634683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21316884A Pending JPS6191344A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 高硬度焼結体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6191344A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005305475A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Vector Co Ltd | マーキング装置用振動ペンおよびマーキング装置用振動ペンのスタイラス |
US20130130513A1 (en) * | 2010-07-21 | 2013-05-23 | Tokyo Electron Limited | Interlayer insulating layer forming method and semiconductor device |
CN105986158A (zh) * | 2015-02-12 | 2016-10-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高导热金刚石-金属复合材料及其制备方法 |
WO2017130283A1 (ja) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | 株式会社 ティクスTsk | ダイヤモンド超硬複合材料 |
CN107904473A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-13 | 广东新秀新材料股份有限公司 | 高韧性无电磁屏蔽陶瓷复合材料的制备方法 |
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 |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP21316884A patent/JPS6191344A/ja active Pending
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 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005305475A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Vector Co Ltd | マーキング装置用振動ペンおよびマーキング装置用振動ペンのスタイラス |
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CN105986158A (zh) * | 2015-02-12 | 2016-10-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高导热金刚石-金属复合材料及其制备方法 |
CN105986158B (zh) * | 2015-02-12 | 2018-03-06 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种高导热金刚石‑金属复合材料及其制备方法 |
WO2017130283A1 (ja) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | 株式会社 ティクスTsk | ダイヤモンド超硬複合材料 |
CN107904473A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-13 | 广东新秀新材料股份有限公司 | 高韧性无电磁屏蔽陶瓷复合材料的制备方法 |
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