JPS6369971A - ダイヤモンド被覆焼結体の製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド被覆焼結体の製造方法Info
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- JPS6369971A JPS6369971A JP21449686A JP21449686A JPS6369971A JP S6369971 A JPS6369971 A JP S6369971A JP 21449686 A JP21449686 A JP 21449686A JP 21449686 A JP21449686 A JP 21449686A JP S6369971 A JPS6369971 A JP S6369971A
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Landscapes
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は、切削工具又は耐摩耗工具などのＴ具部材に適
するダイヤモンド被覆焼結体の製造方法に関するもので
ある。
するダイヤモンド被覆焼結体の製造方法に関するもので
ある。
（従来の技術）
従来、ダイヤモンドの安定な高温高圧ドで作製されるダ
イヤモンドを含有した焼結体及びその製造方法につい工
は、多数の提案があり、その内、代表的なものに、特開
昭４６−５２０４号公報がある。これらのダイヤモンド
を含有した焼結体は、焼結後、切断及び研削加工を施し
て実用形状に仕−１−げているが、加工が困難であり、
加ｒ、後も微視的にみれば加工表面が凹凸をすし、場合
によっては微細なりラックが発生していて欠損の原因に
なるという問題がある。このような問題を解決したもの
として特開昭６０−９０８８４号公報がある。
イヤモンドを含有した焼結体及びその製造方法につい工
は、多数の提案があり、その内、代表的なものに、特開
昭４６−５２０４号公報がある。これらのダイヤモンド
を含有した焼結体は、焼結後、切断及び研削加工を施し
て実用形状に仕−１−げているが、加工が困難であり、
加ｒ、後も微視的にみれば加工表面が凹凸をすし、場合
によっては微細なりラックが発生していて欠損の原因に
なるという問題がある。このような問題を解決したもの
として特開昭６０−９０８８４号公報がある。
（Ｊ２明が解決しようとする問題点）
特開昭６０−９０８８４号公報は、ダイヤモンドを含有
した焼結体の表面に、気相合成法によりダイヤモンドの
被覆層を０．２〜２０ＩＬｍの平均層厚で形成してなる
ダイヤモンド被覆焼結体料である。この特開昭６０−９
０８８４号公報に開示されている製造方法は、ダイヤモ
ンドを含有した焼結体の表面に、直接気相合成法により
ダイヤモンドの被覆層を形成させる方法である。
した焼結体の表面に、気相合成法によりダイヤモンドの
被覆層を０．２〜２０ＩＬｍの平均層厚で形成してなる
ダイヤモンド被覆焼結体料である。この特開昭６０−９
０８８４号公報に開示されている製造方法は、ダイヤモ
ンドを含有した焼結体の表面に、直接気相合成法により
ダイヤモンドの被覆層を形成させる方法である。
一般には、ダイヤモンドを含有した焼結体は、ダイヤモ
ンドの安定な高温高圧ドで焼結するときにダイヤモンド
の生成触媒効果のある鉄族金属が含有されている。この
ために、ダイヤモンドを含有した焼結体の表面には鉄族
金属が所々存在し、この焼結体の表面に存在する鉄族金
属が気相合成法によるダイヤモンドの被覆層の形成を妨
げるという問題がある。また、ダイヤモンドの被覆層が
焼結体の表面に形成されたとしても、焼結体の表面に存
在する鉄族金属の影響で生じた軟質カーボンにより、焼
結体と被覆層との密着性が劣るのと、又は緻密な被覆層
が形成され難いという問題がある。
ンドの安定な高温高圧ドで焼結するときにダイヤモンド
の生成触媒効果のある鉄族金属が含有されている。この
ために、ダイヤモンドを含有した焼結体の表面には鉄族
金属が所々存在し、この焼結体の表面に存在する鉄族金
属が気相合成法によるダイヤモンドの被覆層の形成を妨
げるという問題がある。また、ダイヤモンドの被覆層が
焼結体の表面に形成されたとしても、焼結体の表面に存
在する鉄族金属の影響で生じた軟質カーボンにより、焼
結体と被覆層との密着性が劣るのと、又は緻密な被覆層
が形成され難いという問題がある。
本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具体
的には、ダイヤモンドを含有する焼結体の表面に存在す
る鉄族金属が気相合成法によるダイヤモンドの被覆層の
形成を妨げることのないようにすると共に、焼結体の表
面でダイヤモンドの被覆層が容易に形成され、しかも焼
結体と被覆層との密着性を高めることができたダイヤモ
ンド被覆焼結体の製造方法の提供を目的とするものであ
る。
的には、ダイヤモンドを含有する焼結体の表面に存在す
る鉄族金属が気相合成法によるダイヤモンドの被覆層の
形成を妨げることのないようにすると共に、焼結体の表
面でダイヤモンドの被覆層が容易に形成され、しかも焼
結体と被覆層との密着性を高めることができたダイヤモ
ンド被覆焼結体の製造方法の提供を目的とするものであ
る。
（問題点を解決するための１段）
未発１月者らは、各種の材料の表面にダイヤモンドの被
覆層を気相合成して、例えばエンドミルやミクロンドリ
ルなどの細径の穴あけ用切削工具としての検討を行なっ
ていた所、ダイヤモンドを含有した焼結体は超硬合金に
比較してダイヤモンドの被１’ｆ１層が形成されやすく
、しかも焼結体と被覆層との密着性がすぐれているとい
う知見を得たものである。この知見に引続いて、ダイヤ
モンドを含有した焼結体の組成とダイヤモンドの被覆層
の形成との関係について検討していた所、ダイヤモンド
の安定な高温高圧下でダイヤモンドを含有した焼結体を
作製するときには、含有鉄族金属がダイヤモンドの生成
触媒としての効果を発揮するのに対して、気相合成法に
よりダイヤモンドの被覆層を形成するときには、焼結体
の表面に存在している鉄族金属が合成ｙれたダイヤモン
ドの被覆層から軟質なグラファイトへの逆変７９の触媒
として作用するとの知見を得て１本発明を完成させるに
至ったものである。
覆層を気相合成して、例えばエンドミルやミクロンドリ
ルなどの細径の穴あけ用切削工具としての検討を行なっ
ていた所、ダイヤモンドを含有した焼結体は超硬合金に
比較してダイヤモンドの被１’ｆ１層が形成されやすく
、しかも焼結体と被覆層との密着性がすぐれているとい
う知見を得たものである。この知見に引続いて、ダイヤ
モンドを含有した焼結体の組成とダイヤモンドの被覆層
の形成との関係について検討していた所、ダイヤモンド
の安定な高温高圧下でダイヤモンドを含有した焼結体を
作製するときには、含有鉄族金属がダイヤモンドの生成
触媒としての効果を発揮するのに対して、気相合成法に
よりダイヤモンドの被覆層を形成するときには、焼結体
の表面に存在している鉄族金属が合成ｙれたダイヤモン
ドの被覆層から軟質なグラファイトへの逆変７９の触媒
として作用するとの知見を得て１本発明を完成させるに
至ったものである。
すなわち、本発明のダイヤモンド被覆焼結体の製造方法
は、鉄族金属とダイヤモンドとを含有した焼結体の表面
から少なくとも２ｐｍの深さまで存在している鉄族金属
を除去後、もしくは鉄族金属を除去した部分に鉄族金属
以外の物質を埋設後、前記焼結体の表面に気相合成法に
よりダイヤモンドの被覆層を形成させることことを特徴
とするものである。
は、鉄族金属とダイヤモンドとを含有した焼結体の表面
から少なくとも２ｐｍの深さまで存在している鉄族金属
を除去後、もしくは鉄族金属を除去した部分に鉄族金属
以外の物質を埋設後、前記焼結体の表面に気相合成法に
よりダイヤモンドの被覆層を形成させることことを特徴
とするものである。
未発：ｙＩのダイヤモンド被覆焼結体の製造方法におい
て用いる焼結体は、ダイヤモンドと鉄族金属とでなる成
形体、又はダイヤモンドと鉄族金属とその他、ケイ素、
窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、周期律表
の４ａ、５ａ、Ｓａ族金属の炭化物、窒化物、ケイ化物
及びこれらの相互固溶体などでなる成形体をダイヤモン
ドの安定な高温高圧ドで作製して得る焼結体である。こ
の焼結体の表面から少なくとも２ｇｍの深さ、望ましく
は少なくとも１０ｇｍの深さまで存在している鉄族金属
を除去して、ダイヤモンドの気相合成法時による影響を
遮断することが必要である。焼結体の表面に存在してい
る鉄族金属の除去は、熱的腐触法又は溶解法などがあり
、特に作業性及び除去深さのコントロールの容易性から
溶解法が好ましい、溶解法としては、鉄族金属を溶解す
る液、例えば塩酸、硝酸、熱硫酸、王水、弗硝醜などの
溶解液に焼結体を浸漬して、焼結体の表面に存在してい
る鉄族金属を除去する方法である。
て用いる焼結体は、ダイヤモンドと鉄族金属とでなる成
形体、又はダイヤモンドと鉄族金属とその他、ケイ素、
窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、周期律表
の４ａ、５ａ、Ｓａ族金属の炭化物、窒化物、ケイ化物
及びこれらの相互固溶体などでなる成形体をダイヤモン
ドの安定な高温高圧ドで作製して得る焼結体である。こ
の焼結体の表面から少なくとも２ｇｍの深さ、望ましく
は少なくとも１０ｇｍの深さまで存在している鉄族金属
を除去して、ダイヤモンドの気相合成法時による影響を
遮断することが必要である。焼結体の表面に存在してい
る鉄族金属の除去は、熱的腐触法又は溶解法などがあり
、特に作業性及び除去深さのコントロールの容易性から
溶解法が好ましい、溶解法としては、鉄族金属を溶解す
る液、例えば塩酸、硝酸、熱硫酸、王水、弗硝醜などの
溶解液に焼結体を浸漬して、焼結体の表面に存在してい
る鉄族金属を除去する方法である。
このようにして、焼結体の表面に存在している鉄族金属
を除去した後に、蒸留水、有機溶液などで洗浄及び乾燥
し、次いで、その焼結体の表面に従来からの気相合成法
によりダイヤモンドの被覆層を形成させる。また、焼結
体の表面に存在している鉄族金属の除去、洗浄及び乾鰻
後、焼結体の表面の鉄族金属の抜けた部分に鉄族金属以
外の物質１例えば周期律表の４ａ、５ａ、６ａ族金属又
はこれらの金属の窒化物、炭化物、硼化物、ケイ化物、
ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ア
ルミニウム及びこれらの相互固溶体の中の１種もしくは
２種以上で埋設した焼結体の表面に従来の気相合成法に
よりダイヤモンドの被覆層を形成させる。焼結体の表面
の鉄族金属を除去した部分に鉄族金属以外の物質を埋設
するには、鉄族金属を除去した焼結体の表面に、従来か
らの化学蒸着法又は物理蒸着法により鉄族金属以外の物
質でなる被覆膜を形成させた後、この被覆膜を研削又は
研摩により除去すると、鉄族金属が除去された部分には
鉄族金属以外の物質が埋設された状態で残っているので
ある。
を除去した後に、蒸留水、有機溶液などで洗浄及び乾燥
し、次いで、その焼結体の表面に従来からの気相合成法
によりダイヤモンドの被覆層を形成させる。また、焼結
体の表面に存在している鉄族金属の除去、洗浄及び乾鰻
後、焼結体の表面の鉄族金属の抜けた部分に鉄族金属以
外の物質１例えば周期律表の４ａ、５ａ、６ａ族金属又
はこれらの金属の窒化物、炭化物、硼化物、ケイ化物、
ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ア
ルミニウム及びこれらの相互固溶体の中の１種もしくは
２種以上で埋設した焼結体の表面に従来の気相合成法に
よりダイヤモンドの被覆層を形成させる。焼結体の表面
の鉄族金属を除去した部分に鉄族金属以外の物質を埋設
するには、鉄族金属を除去した焼結体の表面に、従来か
らの化学蒸着法又は物理蒸着法により鉄族金属以外の物
質でなる被覆膜を形成させた後、この被覆膜を研削又は
研摩により除去すると、鉄族金属が除去された部分には
鉄族金属以外の物質が埋設された状態で残っているので
ある。
（作用）
本発明のダイヤモンド被覆焼結体の製造方法は、焼結体
の表面に鉄族金属が存在していないために、気相合成法
によるダイヤモンドの被覆層の形成時において４１１−
賀カーボンの生成がなくなり、又焼結体の表面に存在す
るダイヤモンドが気相合成法によるダイヤモンドの被覆
層の形成時にダイヤモンドの核生成に促進し、縁布で密
着性のすぐれたダイヤモンドの被覆層の形成を容易にす
るものである。
の表面に鉄族金属が存在していないために、気相合成法
によるダイヤモンドの被覆層の形成時において４１１−
賀カーボンの生成がなくなり、又焼結体の表面に存在す
るダイヤモンドが気相合成法によるダイヤモンドの被覆
層の形成時にダイヤモンドの核生成に促進し、縁布で密
着性のすぐれたダイヤモンドの被覆層の形成を容易にす
るものである。
（実施例）
実施例！
高温高圧Ｆ条件により作成したｌＯマ０交％Ｃｏを含む
ダイヤモンド焼結体を硝酸溶液中に浸漬し、焼結体の表
面から５ｇｍ深さまでのＣｏを溶解除去し、次いで洗浄
及び乾燥後、焼結体をマイクロ波プラブマ法のダイヤモ
ンド気相合成法装置内に設置し、焼結体の表面に３ｇｍ
厚さのダイヤモンド被覆層を形成ぎせて試料ＮＯＩをＩ
すた。
ダイヤモンド焼結体を硝酸溶液中に浸漬し、焼結体の表
面から５ｇｍ深さまでのＣｏを溶解除去し、次いで洗浄
及び乾燥後、焼結体をマイクロ波プラブマ法のダイヤモ
ンド気相合成法装置内に設置し、焼結体の表面に３ｇｍ
厚さのダイヤモンド被覆層を形成ぎせて試料ＮＯＩをＩ
すた。
次に、比較として、上記と同一組成のダイヤモンド焼結
体を硝酸溶液によるＣＯの溶解除去工程を省略し、焼結
体の表面に上記と同様にしてダイヤモンド被覆層を形成
させて試料Ｎｏ２を得た。
体を硝酸溶液によるＣＯの溶解除去工程を省略し、焼結
体の表面に上記と同様にしてダイヤモンド被覆層を形成
させて試料Ｎｏ２を得た。
こうして得た試料Ｎｏ１及び試料Ｎｏ２を用いてＡ文−
２０％Ｓｉ合金を切削した所、試料Ｎｏｌの摩耗量は試
料Ｎｏ２の摩耗量の約１／３であった。
２０％Ｓｉ合金を切削した所、試料Ｎｏｌの摩耗量は試
料Ｎｏ２の摩耗量の約１／３であった。
試料Ｎｏｔと試料Ｎｏ２をそれぞれ顕微鏡で観察した所
、試料Ｎｏｌはダイヤモンドの被覆層が形成されている
のに対して、試料Ｎｏ２はグラファイトの層が相当形成
されていた。
、試料Ｎｏｌはダイヤモンドの被覆層が形成されている
のに対して、試料Ｎｏ２はグラファイトの層が相当形成
されていた。
実施例２
高温高圧Ｆ条件により作成した８マＯ立％ＣＯを含むダ
イヤモンド焼結体を硝酸溶液中に浸漬し、焼結体の表面
から２ルｍ深さまでのＣＯを溶解除去し１次いで洗浄及
び乾燥後、焼結体の表面に物理ノヘ着法により窒化ケイ
素の被覆層を形成させた。この窒化ケイ素の被覆層を形
成した焼結体の被覆層部を研磨してダイヤモンドの粒子
を露出させた後、実施例１と同様にした２用ｍ厚さのダ
イヤモンド被覆層を形成させて試料Ｎｏ３を得た。
イヤモンド焼結体を硝酸溶液中に浸漬し、焼結体の表面
から２ルｍ深さまでのＣＯを溶解除去し１次いで洗浄及
び乾燥後、焼結体の表面に物理ノヘ着法により窒化ケイ
素の被覆層を形成させた。この窒化ケイ素の被覆層を形
成した焼結体の被覆層部を研磨してダイヤモンドの粒子
を露出させた後、実施例１と同様にした２用ｍ厚さのダ
イヤモンド被覆層を形成させて試料Ｎｏ３を得た。
比較として、上記と同一組成のダイヤモンド焼結体を硝
酸溶液によるＣＯの溶解除去工程及び窒化ケイ素の被覆
層の形成工程を省略し、焼結体の表面に上記と同様にし
てダイヤモンド被覆層を形成させて試料Ｎｏ４を得た。
酸溶液によるＣＯの溶解除去工程及び窒化ケイ素の被覆
層の形成工程を省略し、焼結体の表面に上記と同様にし
てダイヤモンド被覆層を形成させて試料Ｎｏ４を得た。
こうして得た試料Ｎｏ３及び試料ＮＯ４を用いてＡｎ−
２０％Ｓｉ合金を切削した所、試料Ｎｏ３の）？！よし
量は試料ＮＯ４の摩耗量の約１／２であった。
２０％Ｓｉ合金を切削した所、試料Ｎｏ３の）？！よし
量は試料ＮＯ４の摩耗量の約１／２であった。
（発明の効果）
以北の結果１本発明のダイヤモンド被覆焼結体の製造方
法は、気相合成法によるダイヤモンドの被覆層の形成を
容易にし、被覆層内又は被覆層と焼結体との境界部に発
生しやすい軟質カーボンからなる欠陥が生成し難くなっ
たことから被覆層の耐剥離性、耐欠損性及び耐摩耗性に
すぐれたダイヤモンド被覆焼結体の作製を可染にしたも
のである。
法は、気相合成法によるダイヤモンドの被覆層の形成を
容易にし、被覆層内又は被覆層と焼結体との境界部に発
生しやすい軟質カーボンからなる欠陥が生成し難くなっ
たことから被覆層の耐剥離性、耐欠損性及び耐摩耗性に
すぐれたダイヤモンド被覆焼結体の作製を可染にしたも
のである。
このことから、本発明は、各種のすＪ削工具及び耐Ｗ耗
工共などの工具部材を作製するのに適する産業上イＩ用
な製造方法である。
工共などの工具部材を作製するのに適する産業上イＩ用
な製造方法である。
Claims (3)
- （１）鉄族金属とダイヤモンドとを含有した焼結体の表
面から少なくとも２μｍの深さまで存在している鉄族金
属を除去後、もしくは鉄族金属を除去した部分に鉄族金
属以外の物質を埋設後、前記焼結体の表面に気相合成法
によりダイヤモンドの被覆層を形成させることことを特
徴とするダイヤモンド被覆焼結体の製造方法。 - （２）上記鉄族金属の除去は、鉄族金属の溶解液中への
浸漬により除去することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のダイヤモンド被覆焼結体の製造方法。 - （３）上記鉄族金属以外の物質は、ケイ素、炭化ケイ素
、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化タンタル、炭化
タンタル及びこれらの相互固溶体の中の１種からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
ダイヤモンド被覆焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21449686A JPS6369971A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | ダイヤモンド被覆焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21449686A JPS6369971A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | ダイヤモンド被覆焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6369971A true JPS6369971A (ja) | 1988-03-30 |
Family
ID=16656668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21449686A Pending JPS6369971A (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | ダイヤモンド被覆焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6369971A (ja) |
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