JPS6291469A - 高硬度、絶縁性ダイヤモンド焼結体の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高硬度、絶縁性ダ、イヤモンドの製造法に関す
る。ダイヤモンド焼結体は、その高硬度を高強度で耐摩
耗性に冨んでいるため、切削工具用刃先１線引きダイス
、ビット等に使用されている。

最近、ダイヤモンド焼結体工具を使用し、窒化けい素焼
結体りアルミナ焼結体等の硬いセラミックスの切削加工
が試みられるようにガつた。

しか１７、既存のダイヤモンド焼結体は、硬さ。

耐摩耗性が不足するので、これに適するダイヤモンド焼
結体が要望されている。

従来技術 従来のダイヤモンド焼結体の製造法としては、（１）各
種金属粉末Ｉ膨化物り硼化物ν窒化物、またけセラミッ
クスの粉末をダイヤモンド粉末に混合し、これを高温高
圧で処理する方法５２０４号公報） 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の硬さは
、ダイヤモンド単結晶の硬さが８８　ＧＰａ以上である
のに比べて、６３．７〜？、８　、４　ＧＰａ　程度で
ある。また、その電シ抵抗の比抵抗は、ダイ１、発明の
名称 本発明Ｖｉ従来法の欠虚を解消せんとするものであり、
その目的は高硬度で、絶縁性の高いダイヤモンド焼結体
の製造法を提供すイ）にある。

発明の構成 本発明者らは前記Ｌ１的を達成すべく研究の結果、ダイ
ヤモンド粉末の焼結に際し、粒径（１，１μｍ　Ｉ−１
下の鉄穿コバルト、ニッケルの晰独捷たはイ゛ねらの混
合物超微粉末を小社の特定針量に混合し、ここの知見に
邦いて本発明を完成した。

本発明の要旨は、ダイヤモンド粉末に、粒径０．１μｍ
以下の鉄、コバルト及びニッケルから選ばれた１種寸た
け２柚以上の超微粉末をダイヤモンド粉末に対し６〜２
容量％混合１〜、これをダイヤモンド安定領域で、少な
くノーも１８００℃の温度で焼結することを％徴とする
高碩度、絶縁ｆ１り゛イヤモンド焼結体の製造法。

本発明において使用する鉄、コバルト、ニック−ルは焼
結助剤々して作用し、その粒径が０．１μｍを超えると
、金属粉末の分散状態が悪く、不均質な焼１結体Ｉ７か
但らねず、その硬さ、比抵抗けいず第１も従来法と同程
度である。捷だその量はダイヤモンドに対し、６〜・２
容量％であることが必要である。Ｎｉ　＋　Ｇｏの単味
においては３市′菫％以上であることが好寸しい。３容
量％より少なくすると高硬度であるが、フラッフ層状側
れが生ず４）のでｌ ダイヤモンド粉末が少なくかり、高硬度、絶縁性の焼結
体は揚らねない。例えば８容量％のＮ１寸だけＣＯを混
合する２、６０−　７０ＧＰａの硬さ、比抵抗は数−１
−ｎΩＣＩＩ＋である。

また、ダイヤモンドの粉末の太きさは１〜１５μｎ１で
あることが奸才しい。焼結温度は１８００℃以上である
ことが必要であり、＋８００　Ｕ未満であると、優れた
焼結体は得られない。

本発明の方法で川られるダイヤモンド焼結体。

例えばダイヤモンド安定領域の２０００℃で焼結１〜だ
場合、その硬さｄ約１０ｏ　ＧＰａ、＋その比抵抗は１
００ＭΩＣｍと優れたものとなる。

実施例１ ダイヤモンド粉末（粒径２〜４μｍ）に６容量％のＣＯ
超微粉末（粒径３００ス）を添加し、ポリアセタールを
内張ゆしたポットを使用して振動ミルで十分混合した。

混合後乾燥し、焼入れ＠＊のルを除去した。この成形体
を第１図に示す構成を用い高温高圧装置を使用し、６．
５　ＧＰａ　ｌ　１ｓｏｏ　ｔ：：の条件下で１時間保
持し、その後徐冷した。

なお、第１図における１はＮ土板、２は黒鉛ヒーター、
３はＮａｐｌ−ＺｒＯ２粉末成形体、４けＭ。

板、５は通電管、６けスチールリング、７けダイヤモン
ド−金属超微粉混合粉体の成形体、８はｚｒｏｚ板を示
す。得られた焼結体をダイヤモンドホイールを使用して
研磨した。光学顕？１Ｈｆｔで観察した結果、均質な組
織からなる焼結体であることが確側された。焼結体の硬
さをビッカース硬度計（荷３１１　Ｎ９　）で測定した
ところ、９０　ＧＰａであった。その電、勿抵抗を測定
したところ、比抵抗が５０ＭΩ・ｃｍであった。ＧＯの
分布をＥＰＭＡで調べたところ、焼結体中に均一に分布
されていた。焼結体の破面な走査型電子顕微鏡で観察し
た結果、ＣＯ相は連結せず、ダイヤモンド粒子が強固に
結合し、：Ｖ、＋の粒界がけつきりし々い極めて強靭な
焼結体で閣１ 虜）つた。

゛］★施例２ ダイヤモンド粉末（粒径２〜４μｍ）に３容量％の旧−
超微粉末（粒径３ｏｏ　”）、　）を添加し、実施例１
と同様にして成形体を作った。

この成形体を７．７　ＧＰａ　、　２０００℃の条件下
で】時間保持Ｉ、た後徐冷した。得られた焼結体をダイ
ヤモンドホイールで研磨し、光学顕微鏡で観察したとこ
ろ、均質で緻密な焼結体であった。その硬さは１００　
ＧＰａ以上で、比抵抗は２００ＭΩ・ｃｍであった。

比較例１゜ ダイヤモンド粉末（粒径２〜４ｔｔｍ）に７容閂％のＮ
１超微粉末（粒径５００χ）を使用［７、実施例２と同
様にして焼結体を作った。　　　　　　（。

得られた焼結体を光学顕微鋳で観察ｌ−だとれろ、均質
な焼結体であった。ｌ−かＬ、その硬さはｔ。

ＧＰａで、その比抵抗は数十−猛・Ω・・・・であり、
＃４金属に近い良導体であった。破面をＳＥＭで調べた
とダイヤモンド粉末（粒径２〜４μｍ）に前Ｐ！ピと同
じＮｉを１．６容ｉｉ１％及び０．４　合綴％の超微粉
のＦｅを添加し、実施例２と同じ条件下で焼結体を作っ
た。

得られた焼結体の硬さはｔｏｏ　ＧＰａ以上で、その比
抵抗は３００　ＭΩ・ｃｒｎであった。破面のＳＥＭｉ
ｔ！察の結果、焼結体中に金属は存在するが、非常に少
なく、殆んどダイヤモンド粒子と直接結合されていた。

発明の効果 本発明の方法によると、粒径０．１μｍ　Ｌ）Ｊ下の超
微粒子のＣｏ　ｒ　Ｎｊ　＋　Ｆ’ｅの学独または混合
物を２〜６容量％の範囲の生計用いることにより、金属
の連続したものが殆んど存在せず、ダイヤモンド粒子と
直接結合された焼結体が得られる。その結果、？Ｍらね
る伸結体は高硬度で、且つ絶縁性の優れたものとなる効
果を奏し得られる。

′：、輸１図１図面単な説明 １　：　Ｎｉ板、　　　　　　２：黒鉛ヒーター、３　
：　ＮａＧ７−　ＺｒＯ２粉末成形体、４：ＭＯ板、　
　　　　　５：通電管、６：スチールリング、 ７：ダイヤモンド−金属混合粉末成形体、８　；ＺｒＯ
２板。

特許用１１人　相学技術庁無機相質研′究所沫　　。

後　　藤　　　　　　優　　　　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ダイヤモンド粉末に、粒径０．１μｍ以下の鉄、コバル
   ト及びニッケルから選ばれた１種または２種以上の超微
   粉末をダイヤモンド粉末に対し６〜２容量％混合し、こ
   れをダイヤモンド安定領域で、少なくとも１８００℃の
   温度で焼結することを特徴とする高硬度、絶縁性ダイヤ
   モンド焼結体の製造法。