SE445839B - Polykristallin diamantkropp samt forfarande for dess framstellning - Google Patents

Description

Lä 7810972-5 2 steg, varvid man i en skyddande behållare eller bägare eller i ett hålrum anordnar en massa av en fast eutektikumbildande kiselrik legering, eller fasta komponenter för åstadkommande av en eutektikumbildande kiselrik legering, och en massa av diamantkristaller i kontakt med denna fasta massa av eutekti- kumbildande kiselrik legering, eller med minst en av komponen- terna för åstadkommande av en eutektikumbildande kiselrik legering, varvid den eutektikumbildande kiselrika legeringen innefattar kisel och en metall som bildar silicid med kisel, anordnar behållaren, bägaren resp. massan i ett trycköver- förande pulverformigt medium, som överför pâlagt tryck väsent- ligen oförminskat och förblir väsentligen osintrat under varm- pressningen, pålägger ett tillräckligt högt och väsentligen isostatiskt tryck på behållaren och dess innehåll via det pulverformiga mediet för väsentlig stabilisering av dimen- sionerna av behållaren och innehållet i huvudsak likformigt till bildning av ett format väsentligen isostatiskt system av en pulverinnesluten behållare, i vilken tätheten av den er- hållna sammanpressade massan av diamantkristaller överstiger 70 volymprocent av volymen av de sammanpressade diamantkris- tallerna, varmpressar det erhållna väsentligen isostatiska systemet till bildning av smält infiltrerande eutektikumbil- dande kiselrik legering och infiltrering av den flytande eutektikumbildande kiselrika legeringen genom mellanrummen i den sammanpressade massan av diamantkristaller, varvid varm- pressningen genomföres vid en varmpressningstemperatur under- stigande l6OO0C under ett varmpressningstryck som är till- räckligt för infiltrering av den flytande kiselrika lege- ,ringen i mellanrummen i den sammanpressade massan av diamant- kristaller, varvid den fasta eutektikumbildande kiselrika legeringen eller fasta komponenter för en eutektikumbildande kiselrik legering användes i en mängd som är tillräcklig för bildning av tillräcklig mängd-flytande eutektikumbildande kiselrik legering vid varmpressningstemperaturen för fyllning' av mellanrummen i den sammanpressade massan av diamantkris- taller, varvid varmpressningen genomföras i'en atmosfär som icke har någon väsentlig skadlig effekt på diamantkristallerna eller på infiltrering av den flytande kiselrika legeringen, 7810972-5 3 och varvid varmpressningen omvandlar mindre än 5 volymprocent av diamantkristallerna till elementärt icke-diamantkol och detta icke-diamantkol eller ytan av diamantkristallerna rea- gerar med den flytande infiltrerande kiselrika legeringen till bildning av karbid, och ett tillräckligt tryck upprätthâlles på det erhållna varmpressade väsentligen isostatiska systemet under kylning av detta så att man åtminstone väsentligen upp- rätthåller dimensionerna hos varmpressningssystemet, och till- varatager den erhållna polykristallina diamantkroppen inne- fattande diamantkristaller sammanbundna med ett bindemedel som är rikt på kiselatomer, i vilket diamantkristallerna förefinnes i en mängd av minst 70 volymprocent av kroppens totala volym.

Enligt en alternativ utföringsform av förfarandet enligt upp- finningen användes icke någon skyddande behållare eller bägare, och enligt denna utföringsform anordnas massan av fast eutektikumbildande kiselrik legering eller fasta kompo- nenter för åstadkommande av den eutektikumbildande kiselrika legeringen, samt massan av diamantkristaller direkt i ett för- format hålrum av förutbestämd storlek i det trycköverförande pulverformiga mediet. Hålrummet kan utformas i pulvret med ett flertal metoder. Såsom exempel kan det trycköverförande pulverformiga mediet anbringas i en matris, en fast form av önskad storlek kan införas i pulvret och det erhållna syste- met pressas vid rumstemperatur under tryck som är tillräckligt för att göra pulvret formstabilt, dvs. ge det pressade pulvret avsevärd styrka så att formen kan uttagas från pulvret med kvarlämnande av hålrummet som pressats i pulvret, så att detta verkar såsom en behållare för massan av diamanter och kisel- rik legering. Sedan massan av diamanter och kiselrik lege- ring anordnats i hålrummet tillföres ytterligare mängd tryck- överförande pulver för tillslutning av hålrummet och hela systemet kallpressas vid rumstemperatur för dimensionsstabili- sering av hålrummet och dess innehåll till bildning av ett väsentligen isostatiskt system av pulverinneslutet hålrum och innehåll.

En utförligare och bättre förståelse av uppfinningen erhålles 7810972-5 4 av den detaljerade beskrivning som följer under hänvisning till bifogade ritningsfigurer.

Figur l är en del av fasdiagrammet för kisel-zirkoniumlege~ ringar och visar jämviktsdiagrammet för en eutektikumbildande kiselrik zirkoniumlegering, som är användbar enligt uppfin- ningen.

Figur 2 är en tvärsektion genom en cell, dvs. behållare och innehåll, för genomförande av infiltrering av kiselrik lege- ring enligt uppfinningen.

Figur 3 visar schematiskt en anordning för anbringande av ett lätt tryck på cellen enligt figur 2, under det att cellen vibreras för ökande av tätheten av massan av diamantkristal- ler.

Figur 4 är en sektion genom en anordning för pâläggande av ett åtminstone väsentligen isostatiskt tryck på cellen med hjälp av ett trycköverförande pulverformigt medium för dimen- sionsstabilisering av cellen till bildning av ett väsentligen isostatiskt system.

Figur 5 är en sektion genom en grafitform för samtidig på- läggning av värme och tryck, dvs. varmpressning, på det väsentligen isostatiska systemet och visar cellen innesluten i detta.

Figur 6 är ett fotografi (förstoringsgrad 690 X) av en polerad tvärsektion genom en polykristallin diamantkropp framställd med förfarandet enligt uppfinningen.

Vid genomförande av förfarandet enligt uppfinningen under- kastas en massa av diamantkristaller i kontakt med en masse av fast eutektikumbildande kiselrik legering ett varmpress- ningssteg vid rumstemperatur eller omgivningstemperatur för 1 att i huvudsak stabilisera dessas dimensioner i huvudsak lik- formigt samt därefter ett varmpressningsstcg, varigenom kisel- 7810972-5 legeringen bildar en smält kiselrik legering, som infiltrerar genom massan av sammanpressade diamantkristaller.

Alternativt kan massan av diamantkristaller hållas i kontakt med åtminstone en av de komponenter som användes för fram- ställning av den eutektikumbildande kiselrika legeringen in situ, dvs. kisel eller legeringsmetall, och massan av diamant- kristaller samt komponenterna för beredning av den kiselrika legeringen underkastas ett kallpressningssteg vid rumstempe- ratur eller omgivningstemperaturen för väsentlig stabilisering av dessas dimensioner och därefter ett varmpressningssteg, varigenom flytande eutektikumbildande kiselrik legering bildas och infiltrerar genom massan av sammanpressade diamantkris- taller. Kcmponenterna för bildning av kisellegeringen anord- nas så att kisellegeringen bildas före varmpressningens igång- sättande, dvs. innan varmpressningstemperaturen uppnås.

Massan av diamantkristaller och massan av såsom utgângsmate- rial använd fast kiselrik legering, eller fasta komponenter för bildning av den kiselrika legeringen, kan föreligga i ett flertal former. Såsom exempel kan varje massa föreligga i form av ett skikt med det ena skiktet anbringat pa det andra.

Alternativt kan den såsom utgângsmaterial använda kiselrika legeringen föreligga i form av ett rör eller en cylinder med en kärna som sträcker sig därigenom, och diamantkristallerna kan vara packade i kärnan av cylindern av kiselrik legering.

Enligt ytterligare en utföringsform kan den såsom utgångs- material använda kiselrika legeringen föreligga i form av en stång som kan vara anordnad centralt i behållaren, och det omgivande utrymmet mellan den såsom utgångsmaterial använda kiselrika legeringen och innerväggen av behållaren kan vara packat med diamantkristaller.

Diamantkristallerna som användes vid förfarandet enligt upp- finningen kan vara av naturlig eller syntetisk härkomst, dvs. "man~made". De har en storlek varierande mellan en största dimension från ca lIflm till ca lOOAflm, och den speciella stor- lek eller storlekar som användes beror l stor utsträckning på 7810972-5 6 den speciella packning eller täthet av diamantkristaller som' önskas samt även på den speciella användningen för den fram- ställda kroppen. För exempelvis de flesta slipmedelsanvänd- ningar föredrages diamantkristaller som icke är större än ca 6O4um. Företrädesvis bör diamantkristallerna för maxime- ring av packningen vid förfarandet enligt uppfinningen vara kornstorleksgraderade och innehålla ett intervall av storle- kar, dvs. små, medelstora och stora kristaller. Företrädesvis har de kornstorleksgraderade kristallerna en storlek varieran- de från ca l_ym till ca 60,um och företrädesvis använder man inom detta område ca 60 till ca 80 volymprocent av den totala massan av kristaller som ligger inom området med större stor- lek inom detta intervall, ca 5 till ca 10 volymprocent utgöres av medelstorlek och återstoden utgöres av kristaller eller partiklar med ringa storlek.

Kornstorleksregleringen hos diamantkristallerna underlättas av strålmalningen av större diamantkristaller. Företrädesvis underkastas diamantkristallerna kemisk rengöring för avlägs- nande av eventuella oxider eller andra föroreningar från ytan innan de användes vid förfarandet enligt uppfinningen. Detta kan åstadkommas genom upphettning av diamantkristallerna i vätgas till ca 900°C under ca en timmes tid.

Enligt föreliggande uppfinning utgöres den såsom utgångsmate- rial använda fasta eutektikumbildande kiselrika legeringen, dvs. uttrycket legering innefattar härvid även intermetalliska föreningar, av kisel och en metall, dvs. legeringsmetall, som bildar en silicid med kisel. Företrädesvis utgöres den kisel- rika eutektikumbildande legeringen som användes enligt upp- finningen av kisel och en metall vald från gruppen bestående av kobolt Co, krom Cr, järn Fe, hafnium Hf, mangan Mn, molybden Mo, niob Nb, nickel Ni, palladium Pd, platina Pt, rhenium Re, Rodium Rh, rutenium Ru, tantal Ta, torium Th, titan Ti, uran U, vanadin V, volfram W, yttríum Y, zirkonium Zr och blandningar av dessa ämnen.

Den såsom utgångsmaterial använda eutektikumbildande kisel- 7810972-5 7 rika lcgeringen är fast vid rumstemperatur och innehåller mer än 50 atomprocent kisel. Vanligen innehåller legeringen maximalt ca 99,5 atomprocent kisel beroende i stor utsträck- ning på den specifika effekt som legeringsmetallen har på den erhållna kiselrika legeringen. Den enligt uppfinningen såsom utgângsmaterial använda kiselrika legeringen är eutektikum- bildande genom att den innehåller viss eutektisk struktur och kan vara hypoeutektisk, hypereutektisk eller av eutektisk sammansättning. Med användning av figur l såsom exempel ut- göres eutektikum (2) av en legering med specifik sammansätt- ning, som under jämviktsbetingelser vid kylning stelnar vid konstant temperatur till bildning av en fast komposition av minst två faser och som vid upphettning smälter fullständigt vid samma konstanta temperatur, varvid denna konstanta tempe- ratur benämnes den eutektiska temperaturen samt även anges vid (2). Eutektikum (2) utgöres av den sammansättning, vid vilken t'à nedåtgående smältkurvor (3) och (4) mötes vid en eutektisk punkt (2) och har därför lägre smältpunkt än intill- liggande hypoeutektiska eller hypereutektiska sammansätt- ningar. Liquidus är en kurva eller linje i ett fasdiagram som anger den temperatur under jämviktsbetingelser, vid vilken smältning slutar under upphettning av den kiselrika lege- ringen eller stelning börjar under kylning av denna. Spe- ciellt utgöres den såsom utgångsmaterial använda fasta eutek- tikumbildande kiselrika legeringen av någon av en serie av legeringar på en eutektisk horisontallinje (l), dvs. den horisontella linje som passerar genom den eutektiska punkten (2) och som sträcker sig från godtyckliga legeringar vilkas sammansättning ligger till vänster om den eutektiska punkten (2) i ett jämviktsdiagram och som innehåller viss eutektikum- struktur, dvs. hypoeutektiska legeringar, till godtyckliga legeringar vilkas sammansättning ligger till höger om den eutektiska punkten (2) i det mot jämvikt svarande tillstånds- diagrammet och som innehåller viss eutektisk struktur, dvs. hypereutektisk legering.

Den såsom utgångsmaterial använda fasta kiselrika legeringen kan eventuellt ha samma sammansättning som den infiltrerande 7810972-5 8 kiselrika legeringen. Om hela mängden såsom utgångsmaterial använd fast kiselrik legering blir flytande vid varmpress- ningstemperaturen, kommer den att ha samma sammansättning som den infiltrerande kiselrika legeringen. Om emellertid endast en del av den kiselrika utgångslegeringen, dvs. en hypoeutek- tisk eller hypereutektisk legering, blir flytande vid varm- pressningstempcraturen, har utgångslegeringen icke samma sammansättning som den flytande infiltrerande kiselrika lege- ringen och i sådant fall kommer den infiltrerande kiselrika legeringen att ha större halt av kisel än den hypoeutektiska utgângslegeringen men mindre halt av kisel än den hyper- eutektiska kiselrika utgångslegeringen.

Med hänvisning till figur l såsom exempel återfinnes samman- sättningen av den närvarande infiltrerande eutektifera kisel- rika legeringen och dess smälttemperatur på likviduskurvorna 3 och 4 samt innefattar den eutektiska punkten 2. Området 5 som definieras av l, 2 och 4 innefattar en fast fas (Si) och en smält fas, dvs. smält infiltrerande legeringsfas, varvid mängden fast fas ökar och mängden smält fas minskar motsva- rande ett ökande avstånd till höger från eutektiska punkten 2 längs den horisontella axeln 1, dvs. när mängden kisel i legeringen höjes från halten i den eutektiska legeringen. På liknande sätt kommer området 6, som definieras av l, 2 och 3, att innefatta en fast fas ZrSi2 och en smält fas, dvs. fly- tande infiltreringslegeringsfas, varvid mängden fast fas ökar och mängden flytande fas minskar i motsvarande mån när av- ståndet till vänster från eutektiska punkten 2 längs en hori- sontell linje l ökar, dvs. mängden kisel i legeringen sänkes från legeringen i den eutektiska punkten.

Vid genomförande av uppfinningen âterfinnes den önskade sam- mansättningen av den infiltrerande eutektifera kiselrika lege- ringen och dess smälttemperatur såsom en punkt på likvidus- kurvorna innefattande den eutektiska punkten i fasdiagrammet för den närvarande kiselrika legeringen, och varmpressnings- temperaturen är den temperatur vid vilken en sådan önskad infiltrerande kiselrik legeringskomposition har flytförmäga, 7810972-5 9 ivs. är tillräckligt flytande för att iníiltrera genom den sammanpressade diamantmassan. Vid användning av en fast kisel- rik legering såsom utgångsmaterial, vilken har samma samman- sättning som den önskade infiltreringslegeringen, är varm- pressningstemperaturen den temperatur vid vilken legeringen är flytande eller har flytbarhet och denna temperatur varie- rar från ca l0°C till företrädesvis ett maximum av ca IOOOC högre än legeringens smältpunkt, men i många fall är varm- pressningstemperaturer överstigande detta föredragna maximi- värde användbara beroende i stor utsträckning på den speciella legering som användes. Varmpressningstemperaturer översti- gande l600oC är emellertid icke lämpliga, eftersom så höga temperaturer har benägenhet att åstadkomma alltför kraftig grafitisering av diamanterna.

Om utgångslegeringen icke har samma sammansättning som den önskade infiltrerande legeringen men vid upphettning till smältpunkten för den önskade infiltrerande legeringen ger en sådan infiltrerande legering såsom smält fas, utgör varm- pressningstemperaturen en temperatur vid vilken denna infilt- rerande legeringsfas bildas i flytande form, dvs. ca lO°C högre än smältpunkten för den infiltrerande legeringsfasen.

Med användning av figur l såsom exempel återfinnes för en specifik infiltrerande legering med hypereutektisk samman- sättning dess smältpunkt på likviduslinjen 4. Om exempelvis den önskade infiltrerande hypereutektiska legeringen inne- håller 95 atomprocent Si, âterfinnes dess smältpunkt på likviduslinjen 4 och är ca l400°C, såsom visas med linjen 7.

När den kiselrika utgângslegeringen har samma sammansättning som den önskade infiltrerande legeringen som visas med linjen 7, är hela mängden utgångslegering smält vid smälttemperaturen 140000 och flyttemperaturen eller varmpressningstemperaturen bör variera från ca l4lO till företrädesvis ca l5lO°C eller om så önskas upp till under 1600°C. Om emellertid den kiselrika utgångslegeringen utgöres av en hypereutektisk legering till -| höger om linjen 1 utefter den horisontella linjen 1 i till- ståndsdiagrammet på figur l, utgöres varmpressningstemperature: 7810972-5 av den temperatur vid vilken den önskade infiltrerande lege- ringen av 95 atomprocent Si och 5 atomprocent Zr erhålles i flytande form, vilket är ca l4lO°C.

Vid varmpressningstemperaturen bör utgångslegeringen även ge den önskade infiltrerande legeringen i flytande form i en mängd som är tillräcklig för att fylla hälrummen i den samman- pressade diamantmassan med en kristalltäthet som överstiger 70 volymprccent. I praktiken bör den flytande infiltrerande legeringen föreligga vid varmpressningstemperaturen i en mängd av minst ca 1 volymprocent av den kiselrika utgångslegeringen.

Varmpressningen enligt uppfinningen genomföras vid en tempe- ratur vid vilken den infiltrerande kiselrika legeringen är flytande under ett tryck som endast behöver vara tillräckligt vid varmpressningstemperaturen för att bryta upp eldfasta skikt vid gränsytor i diamantmassan, vilka förhindrar penetre- ring av den flytande legeringen genom hålrummen i denna massa, och vanligen kräver detta ett minimitryck av ca 3,45 MPa.

Varmpressningstrycket kan i synnerhet variera från ca 3,45 till ca 138 MPa men ligger vanligen inom intervallet från ca 6,9 till ca 69 MPa. Varmpressningstryck vid förfarandet enligt uppfinningen som överstiger 138 MPa ger icke någon väsentlig fördel.

Med en temperatur vid vilken den infiltrerande legeringen är flytande avses en temperatur vid vilken den infiltrerande legeringen har god flytbarhet. Vid den smältpunkt som anges på likviduslinjen eller vid eutektiska punkten för en eutek- tisk legering utgöres den infiltrerande legeringen av en flytande tjock viskös substans, men när temperaturen höjes från smältpunkten blir den infiltrerande legeringen mindre viskös, och vid en temperatur som är_ca lO°C högre än smält- punkten blir den infiltrerande legeringen lättflytande, dvs. har fluiditet eller är en fluid (fluid). den temperatur vid vilken den infiltrerande kiselrika legeringen blir flytande är den temperatur vid vilken den infuserar eller infiltrerar genom kapillärpassager, mellanrum eller hâlrum i den samman- 7810972-5 ll pressade massan av diamantkristaller med en kristalltäthet överstigande 70 volymprocent. Med ytterligare ökning av tem- peraturen ökar flytbarheten hos den flytande infiltrerande kiselrika legeringen, vilket medför hastigare penetrering genom massan av diamantkristaller, och vid en temperatur av ca IOOOC överstigande smältpunkten uppvisar den infiltrerande legeringen vanligen den högsta flytbarheten och temperaturer som överstiger detta maximivärde behöver vanligen icke an- vändas.

Den enligt uppfinningen använda kiselrika legeringen med eutektisk sammansättning smälter vid en temperatur under ca l43OOC. För den föredragna gruppen av kiselrika lege- ringar varierar den eutektiska smältpunkten från 870oC för eutektisk legering SiPd¿ dvs. ca 56 atomprocent Si, till l4lOoC för den eutektiska sammansättningen av legeringen SiMo, dvs. ca 97 atomprocent Si. Såsom visas på figur l innehåller den eutektiska legeringen 2 av SiZr 90,4 atomprocent Si och har en eutektisk smältpunkt av l360°C. Huvudfasen i den fasta kiselrika eutektiska legeringen är i det närmaste rent kisel.

Den enligt uppfinningen använda infiltrerande eutektifera kiselrika legeringen har en smältpunkt under ca l5OOOC och vanligen från ca 850 till ca 145000 och den temperatur vid vilken legeringen blir flytande är minst ca lOOC högre än smältpunkten.

Den fasta kiselrika utgångslegeringen eller de fasta kompo- nenterna för framställning av den kiselrika legeringen som användes enligt uppfinningen kan föreligga i form av ett sammanhängande fast material eller i form av ett pulver.

Den använda mängden eller volymen av fast kiselrik utgångs- legering kan variera beroende på mängden smält infiltrerande kiselrik legering som bildas och utrustningens kapacitet.

I allmänhet varierar mängden infiltrerande kiselrik legering från ca 25 till ca 80 volymprocent, men företrädesvis och för bästa resultat varierar mängden från ca 30 till ca 60 volym- 7810972-5 12 procent av den närvarande sammanpressade massan av diamant- kristaller med en kristalltäthet överstigande 70 volymproccnt.

Varmpressningssteget enligt uppfinningen genomföres i en atmos- fär som icke har någon väsentlig skadlig effekt på diamant- kristallerna eller den infiltrerande kiselrika legeringen.

Speciellt kan varmpressningssteget genomföras i huvudsak i vakuum eller i en inert gas, exempelvis argon eller helium, eller också kan detta steg genomföras i kväve eller väte.

Varmpressningen genomföres tillräckligt hastigt, så att det icke förekommer någon väsentlig reaktion mellan den infilt- rerande kiselrika legeringen och kväve eller väte. Varmpress- ningssteget kan icke genomföras i luft, eftersom diamant lät grafitiseras i luft över SOOOC och den flytande infiltrerande kiselrika legeringen skulle oxideras och bilda fast kisel- dioxid innan någon väsentlig infiltrering av diamantmassan med den flytande legeringen erhållits.

Vid det arrangemang som visas på figur 2 utgöres cellen 10 av en bägare ll (rät cirkulär cylindrisk vägg med botten). I bägaren ll finnes anordnad en skiva 12 av eutektifer kiselrik legering, en massa 13 av diamantkristaller i kontakt med den kiselrika legeringen 12 samt en tjock plugg 14, exemgelvis en cylinder, som är tätt inpassad i bägaren ll och verkar såsom tillslutning i denna. Om så önskas kan en ytterligare skiva av den eutektifera kiselrika legeringen anbringas mellan diamantmassan 13 och pluggen l4.

Pluggen l4 är utförd av ett material som är väsentligen inert under varmpressningssteget, dvs. materialet har icke någon väsentlig försämrande effekt på egenskaperna hos diamant- kroppen. Materialet bildar icke heller någon in situ-bind- ning eller väsentligt stark bindning med diamantkroppen under processen. Pluggen 14 kan exempelvis utgöras av en kropp av sammanpressad hexagonal bornitrid eller en metall, exempelvis molybden. Pluggen 14 bör ha tillräcklig mekanisk hållfasthet för att åtminstone väsentligen bibehålla den flytande infilt- rerande kiselrika legeringen i behållaren. 7810972-5 13 Alternativt kan i stället för pluggen 14 ett lock (icke visat) med något större diameter än bägaren ll anordnas över den öppna änddelen av metallbägaren ll och verka såsom tillslut- ning för denna. Locket bör ge i huvudsak tät passning så att det åtminstone väsentligen bibehåller den flytande kiselrika legeringen i bägaren under varmpressningssteget.

Bägaren ll och locket är utförda av ett material som är vä- sentligen inert under varmpressningssteget, dvs. ett material som icke har någon väsentlig skadlig effekt på egenskaperna hos diamantkroppen. Ett sådant material kan vara icke-metal- liskt, exempelvis sammanpressad hexagonal bornitrid, men ut- göres företrädesvis av en metall och i synnerhet en metall vald från gruppen bestående av volfram, yttrium, vanadin, tantal och molybden.

Inget fritt utrymme bör kvarlämnas i behållaren eller den igensatta bägaren som skulle kunna tillåta en sammanblandning eller fri rörelse av innehållet i behållaren eller bägaren, så att innehållet åtminstone huvudsakligen i det ursprungliga läget underkastas det väsentligen isostatiska trycket vid kallpressningssteget. Ändamålet med användning av storleksgraderade diamantkristal- ler är att åstadkomma maximal tätpackning av diamantkristal- lerna. Alternativt eller dessutom är det på figur 3 visade arrangemanget lämpat för att öka tätheten eller tätpackningen av diamantkristallerna. Cellen lO anbringas på ett vibrerings- bord 16 och hålles på detta under lätt tryck (ca 3,45 MPa) under vibreringen av cellen 10 för att gynna en omfördelning av diamantkristallerna eller diamantpartiklarna så att dessa fyller tomrum och minskar tomrumsvolymen för ökning av tät- heten av diamantmassan till mer än 70 volymprocent av diamant- massan. Den erforderliga graden av sammanpressning eller för- tätning bestämmes med oberoende provning av diamanter av samma storlek i en matris med fixerad dimension.

Cellen lO underkastas ett kallpressningssteg såsom visas på 7810972-5 14 figur 4, som genomföres vid rumstemperatur eller omgivninçs- temperatur och varigenom endast så stort tryck behöver an- bringas att man åstadkommer ett dimensionsstabiliserat väsent- ligen isostatiskt system. I synnerhet anordnas cellen l0 i den cylindriska kärnan i en pressform 20, vilken omges av en massa 19 av mycket fina partiklar, företrädesvis storlek understigande 400 mesh och i synnerhet inom området från ca 2 till ca 20;mn av ett trycköverförande pulverformigt medium, som förblir väsentligen osintrat under tryck- och temperaturbetingelserna vid förfarandet enligt uppfinningen, exempelvis hexagonal bornitrid och kiselnitrid. Detta tryck- överförande partikelformiga eller pulverformiga medium möjlig- gör anbringande av approximativt eller väsentligen isostatiskt tryck på cellen lO, varigenom cellen 10 och innehållet i detta dimensionsstabiliseras, dvs. förtätas, väsentligen likformigt till bildning av ett format väsentligen isostatiskt system av pulveromsluten cell, varvid tätheten av det erhållna samman- pressade skiktet av kristaller är högre än 70 volymprocent av de sammanpressade kristallernas volym. Tryckformen 20 (ringen 22 och kolvarna 23, 23a) kan utföras av verktygsstål och om så önskas kan ringen 22 förses med en hylsa 22a av sintrad karbid vilket möjliggör anbringande av så höga tryck som l380 MPa.

Tryck högre än 1380 MPa ger icke någon väsentlig fördel. I utrymmet som avgränsas av kolven 23, hylsan 22a och kolven 23a âstadkommes ett tryck av företrädesvis inom omrâdet från ca 138 upp till ca 690 MPa och vanligen upp till ca 345 MPa på det trycköverförande pulverformiga mediet med kolvarna som påverkas på konventionellt sätt tills det pålagda trycket blir stabiliserat, såsom tillämpas vid konventionell pulver- packningsteknologi.

Det kallpressningstryck som användes i det speciella fallet kan bestämmas empiriskt och ett tryck som överstiger det tryck, som ger ett dimensionsstabiliserat väsentligen iso- statiskt system, ger icke någon väsentlig ytterligare för- tätning eller dimensionsstabilisering av cellen 10 och dess innehåll. 7810972-5 Arten av det trycköverförande pulverformiga mediet enligt :pp- finningen, exempelvis hexagonal bornitrid och kiselnitrid, är sådan att det ger en approximering av hydrostatisk verkan såsom en följd av ett enaxligt pålagt tryck, så att pulvret utövar ett väsentligen isostatiskt tryck över hela ytan av cellen 10.

Det antages att det pâförda trycket överföres i huvudsak oför- minskat till cellen 10. Kallpressningssteget minskar stor- leken av hålrummen och maximerar närvaron av hålrum av kapil- lärstorlek i diamantmassan samt ger den erforderliga tätheten hos diamantkristallerna överstigande 70 volymprocent av dia- mantmassans volym. Denna minskning av hålrumsvolymen minskar även det slutliga innehållet av icke-diamantmaterial i diamant- massan och ger flera mot varandra anliggande kristall-till- -kristallområden som är lämpligt lokaliserade för effektiv sammanbindning.

Efter avslutande av detta kallpressningssteg bör tätheten hos de sammanpressade diamantkristallerna i cellen 10 överstiga 70 % av kristallvolymen. I synnerhet bör tätheten hos det sammanpressade skiktet av massan av diamantkristaller variera från ca 71 upp till ca men mindre än 95 volymprocent och ofta från ca 75 till ca 90 volymprocent, räknat på volymen av diamantkristallerna. Ju högre tätheten hos kristallmassan är, desto mindre blir mängden närvarande icke-diamantmaterial mellan kristallerna, vilket medför en proportionellt hårdare diamantkropp.

Det i huvudsak isostatiska systemet 21 av pulverinkapslad behållare som erhålles vid kallpressningssteget underkastas därefter ett varmpressningssteg, varvid systemet underkastas inverkan av varmpressningstemperatur och -tryck samtidigt.

När kallpressningssteget avslutats kan endera av kolvarna 23, 23a uttagas och det erhållna sammanpressade väsentligen iso- statiskt formade systemet 21 pressas ut ur beklädnaden eller infodringen 22a och in i ett hål med identisk diameter i en grafitform 30, varvid det överförda systemet 21 förefinnes inuti väggarna i ett hål 31 mellan grafitkolvar 32, 32a. 7810972-5 16 Grafitformen 30 är försedd med termoelement 33 för att ge en indikation på den temperatur, som upprätthålles i det dimen- sionsstabiliseradc, väsentligen isostatiska systemet 21.

Formen 30 med det väsentligen isostatiska systemet Zl anordnas inuti en konventionell varmpressningsugn (icke visad). Ugns- kammaren evakueras eller evakueras i huvudsak fullständigt, så att systemet 21 innefattande cellen 10 evakueras och så att i systemet 21 och cellen 10 åstadkommes i huvudsak vakuum eller avsevärt vakuum vid vilket varmpressningssteget kan genomföras.

Om så önskas kan emellertid på detta stadium kväve eller väte eller en inert gas såsom argon tillföras till ugnskammaren liksom till systemet 21 innefattande det inre av cellen 10 såsom en lämplig varmpressningsatmosfär. Under det att kol- varna 32, 32a pålägger ett enaxligt tryck, dvs. varmpress- ningstrycket, på systemet 2l, höjes temperaturen i detta till en temperatur vid vilken den kiselrika legeringsskivan 12 ger en flytande infiltrerande kiselrik legering.

Vid varmpressningssteget bör varmpressningstemperaturen uppnås hastigt och denna temperatur upprätthållas under varmpress- ningssteget, vanligen under minst ca en minut, för att säker- ställa tillfredsställande infiltrering genom mellanrummen i diamantkristallmassan. I allmänhet är en varmpressningstid varierande från ca l till ca 5 minuter tillräcklig. Eftersom omvandling av diamant till icke-diamantkol beror i stor ut- sträckning på tiden och temperaturen, dvs. ju högre tempera- turen är och ju längre tiden är vid denna temperatur, desto sannolikare är omvandlingen till icke-diamantkol, varför varm- pressningssteget mäste genomföras innan 5 volymprocent av diamanten omvandlats till icke-diamantkol, vilket kan fast- ställas empiriskt. Omvandling av 5 % eller mer av diamant- volymen till elementärt icke-diamantkol medför sannolikt att elementär icke-diamantkolfas kvarlämnas i slutprodukten, vilket skulle medföra en avsevärd skadlig effekt på de meka- niska egenskaperna.

.Vid varmpressningssteget medför inverkan av varmpressnings- trycket på den flytande infiltrerande kiselrika legeringen en 7810972-5 17 uppbrytning av eldfasta skikt eller slagg vid gränsytorna, huvudsakligen oxid och karbid, som vanligen bildas mellan den flytande kiselrika legeringen och diamantytorna, så att det kapillära hålrumssystemet blir tillgängligt för den kiselrika legeringen, varefter impregnering genom kapillär verkan er- hålles. Försök har visat att om icke tillräckligt tryck på- lägges och upprätthålles under hela varmpressningen på syste- met 21 när den kiselrika legeringen är flytande, så att slaggen brytes upp, erhålles icke infiltrering av diamant- massan med den kiselrika legeringen.

Under varmpressningen kommer den flytande kiselrika legering- en som infiltrerar och flyter genom diamantmassan att in- kapsla ytorna av de sammanpressade diamantkristallerna och reagera med diamantytorna eller med eventuellt elementärt icke-diamantkol, som kan ha bildats, och bilda en karbid som åtminstone övervägande och vanligen i mycket hög grad utgöres av kiselkarbid. Den erhållna produkten utgöres av en samman- hängande väl bunden polykristallin kropp.

Under detta varmpressningssteg är det särskilt betydelsefullt att i huvudsak isostatiska betingelser upprätthålles, så att när den kiselrika legeringen omvandlas till flytande till- stånd, denna flytande legering icke är i stånd att passera mellan massan l3 och bägaren ll och bortgå i avsevärd grad utan tvingas att röra sig genom hela massan 13 av diamant- kristaller.

När varmpressningssteget avslutats bör under kylningen av det varmpressade systemet 21 ett tryck upprätthållas, som åtmin- stone är tillräckligt för att den varmpressade cellen lO skall utsättas för ett väsentligen isostatiskt tryck, som är till- räckligt för bibehållande av dimensionsstabilitet. Företrä- desvis tillåtes varmpressningssystemet 21 att svalna till rumstemperatur. Den varmpressade cellen 10 avlägsnas därefter från systemet och diamantkroppen tillvaratages. Eventuellt vidhäftande metall från skyddsbehâllaren och ett eventuellt utpressat överskott av kisellegering vid ytterytorna av den .7810972-5 18 polykristallina diamantkroppen kan avlägsnas med konventionella metoder, exempelvis slipning.

När förfarandet enligt uppfinningen genomföres med den kisel- rika legeringen och diamantkristallmassan i form av skikt anbringade på varandra, kan den erhållna produkten uppvisa minst en flat yta och kan föreligga i ett flertal olika former, exempelvis såsom en skiva eller kvadratisk eller rek- tangulär stång eller stav.

När förfarandet enligt uppfinningen genomföras med den kisel- rika legeringen i form av ett rör eller en cylinder med en kärna eller ett hål, som sträcker sig därigenom, samt dia- mantpartiklarna är packade i kärnan, kommer den kiselrika legeringen att infiltrera genom kärnan av sammanpressade diamantkristaller under varmpressningen och ge diamantkroppen enligt uppfinningen i form.av en cirkulär stång.

När förfarandet enligt uppfinningen genomföres med en stång av kiselrik legering anordnad centralt i metallbägaren och med utrymmet mellan stången av kiselrik legering och bägaren packad med diamantkristaller, kommer den kiselrika legeringen att infiltrera genom den omgivande massan av diamantkristaller och ge diamantkroppen enligt uppfinningen i form av ett rör eller ihålig cylinder.

Den polykristallina diamantkroppen enligt uppfinningen inne- fattar en massa av diamantkristaller, som är vidhäftande bund- na till varandra med ett kiselatomhaltigt bindemedel, varvid diamantkristallerna har en storlek varierande från ca l till ca lOOO_flm och tätheten av diamantkristallerna varierar från minst ca 70 volymprocent upp till ca men mindre än 90 volym- procent och ofta ca 89 volymprocent av kroppen, varvid det kiselatomhaltiga bindemedlet förefinnes i en mängd varierande upp till ca 30 volymprocent av kroppen och bindemedlet är fördelat åtminstone väsentligen likformigt inom hela den poly- kristallina diamantkroppen samt den del eller yta av binda- 7 medlet som står i kontakt med ytorna av de bundna diamanterna 7s1o972l5 19 åtminstone övervägande utgöres av kiselkarbid, dvs. mer än 50 volymprocent av delen eller ytan av bindemedlet i direkt kon- takt med ytorna av diamantkristallerna utgöres av kiselkarbid.

Företrädesvis utgöres den del eller yta av bindemedlet, som står i kontakt med ytorna av de bundna diamanterna, åtminstone övervägande eller så gott som helt av kiselkarbid, dvs. minst oa 85 volymprocent och företrädesvis 100 volymprocent av bindemedlet i direkt kontakt med ytorna av de bundna diamant- kristallerna utgöres av kiselkarbid. Diamantkroppen enligt uppfinningen är porfri eller åtminstone övervägande porfri.

Det kiselatomhaltiga bindemedlet enligt uppfinningen inne- _ håller alltid kiselkarbid. Enligt en utföringsform innefattar bindemedlet enligt uppfinningen kiselkarbid och metallsilicid.

Enligt en annan utföringsform innefattar bindemedlet kisel- karbid, metallsilicid och elementärt kisel. Enligt ytter- ligare en utföringsform innefattar bindemedlet enligt uppfin- ningen kiselkarbid, metallsilicid och metallkarbid. Enligt ytterligare en utföringsform innefattar bindemedlet enligt uppfinningen kiselkarbid, metallsilicid, metallkarbid och elementärt kisel. Enligt ytterligare en utföringsform inne- fattar bindemedlet enligt uppfinningen kiselkarbid, metall- karbid och elementärt kisel. Metallkomponenterna i metall- siliciden och metallkarbiden i bindemedlet enligt uppfinningen bildas av legeringsmetall eller legeringsmetaller som före- finnes i den infiltrerande legeringen.

Metallkomponenten i metallsiliciden som ingår i bindemedlet väljes företrädesvis från gruppen bestående av kobolt, krom, järn, hafnium, mangan, rhenium, rodium, rutenium, tantal, torium, titan, uran, vanadin, volfram, yttrium, zirkonium samt legeringar av dessa metaller.

Metallkomponenten i de närvarande metallkarbiderna i binde- medlet utgöres av en stark karbidbildare som bildar en stabil karbid och väljes företrädesvis från gruppen bestående av krom, hafnium, titan, zirkonium, tantal, vanadin, volfram, molybden och legeringar av dessa metaller. 7810972-5 Mängden elementärt kisel, om sådant närvarar, samt kiselkarbid i bindemedlet i diamantkroppen enligt uppfinningen kan varie- ra beroende på graden av reaktion mellan ytorna av diamant- kristallerna och den infiltrerande kiselrika legeringen samt reaktionen mellan elementärt icke-diamantkol och infiltrerande kiselrik legering. Med antagande av att alla andra faktorer är lika beror den mängd kiselkarbid som närvarar i binde- medlet i stor utsträckning på varmpressningstemperaturen som användes och tidrymden vid denna temperatur. I synnerhet gäller att med ökande tid och/eller temperatur ökar mängden kiselkarbid, under det att mängden elementärt kisel minskar eller reduceras till en icke mätbar mängd. Framställningen av en kropp av bundna diamantkristaller enligt uppfinningen med en speciellt önskad mängd kiselkarbid för uppnående av exempelvis vissa önskvärda egenskaper kan bestämmas empiriskt.

Särskilt gäller att bindemedlet alltid innehåller åtminstone en mätbar mängd kiselkarbid och åtminstone en mätbar mängd silicid och/eller karbid av legeringsmetall som förefinnes i infiltreringslegeringen. Metallsiliciden föreligger vanligen i form av disilicid beroende på den speciella infiltrerings- legering som användes. Bindemedlet kan även innehålla åtminstone en mätbar mängd elementärt kisel. Med en mätbar mängd kiselkarbid, metallsilicid, metallkarbid eller elementärt kisel avses härvid en mängd som kan fastställas med selektiv ytdiffraktionsanalys vid transmissionselektronmikroskopi på en tunn sektion av en kropp enligt uppfinningen. I allmänhet innehåller emellertid bindemedlet enligt uppfinningen kisel- karbid i en mängd varierande från ca l till ca 25 volym- procent av den polykristallina diamantkroppen och vanligen metallsilicid i en åtminstone mätbar mängd och ofta i en minimimängd av ca 0,1 volymprocent av den polykristallina diamantkroppen. Den speciella mängd metallsilicid som när~ varar beror i stor utsträckning på sammansättningen av den infiltrerande kiselrika legeringen. Metallsiliciderna är hårda och uppvisar ofta en lägre linjär värmeutvidgnings- 'koefficient än metallerna eller i vissa fall lägre än diamant, vilket exempelvis gäller för rhenium, och detta är en önskvärd 7810972-5 21 egenskap för en fas i en diamantkropp. Den använda mängden kiselkarbid och elementärt kisel som närvarar beror i stor utsträckning på sammansättningen av den infiltrerande kisel- rika legeringen samt graden av reaktion mellan den infiltre- rande kiselrika legeringen och diamant eller icke-diamantkol.

Den närvarande mängden metallkarbid beror i stor utsträckning på sammansättningen av den infiltrerande kiselrika legeringen.

Selektiv ytdiffraktionsanalys vid transmissionselektron- mikroskopi på en tunn sektion av en polykristallin diamant- kropp enligt uppfinningen visar även att den del av binde- medlet, som står i kontakt med ytorna av de bundna diamanterna, åtminstone övervägande utgöres av kiselkarbid.

Kroppen av bundna diamantkristaller är fri från porer och hål- rum eller åtminstone väsentligen porfri, dvs. den kan inne- hålla hålrum eller porer i en mängd understigande l volym- procent av kroppen, förutsatt att dessa hålrum eller porer är små, mindre än O,5_flm, och tillräckligt likformigt fördelade genom hela kroppen så att de icke har någon väsentligt skadlig effekt på de mekaniska egenskaperna. Halten av tomrum eller porer i kroppen enligt uppfinningen kan bestämmas med metal- lografiska metoder av standardtyp, exempelvis optisk under- sökning av en polerad tvärsektion av kroppen.

Diamantkroppen enligt uppfinningen är även fri från icke- -diamantkolfas genom att den icke innehåller elementär icke- -diamantkolfas i en mängd som kan fastställas genom röntgen- diffraktionsanalys.

En speciell fördel med uppfinningen är att den polykristallina diamantkroppen kan framställas med storlek och form inom ett vidsträckt intervall. Kroppen enligt uppfinningen kan exem- pelvis vara så bred eller så lång som 2,5 cm eller längre.

Polykristallina diamantkroppar med en längd av 2,5 cm eller mer och med diamanttätheten som uppnås enligt uppfinningen kan i praktiken icke alls framställas med metoder som ut- nyttjar det ultrahöga trycket och temperaturen inom det dia- 7810972-5 22 mantstabila området på grund av begränsningarna hos utrust- ningen som erfordras för upprätthållande av de krävande tryck-temperaturbetingelserna för den erforderliga tidrymden, dvs. utrustningen är så komplicerad och massiv att dess kapa- citet är begränsad. Å andra sidan kan den polykristallina diamantkroppen enligt uppfinningen vara så liten eller så tunn som önskas men innefattar alltid mer än ett enkelskikt av diamantkristaller.

För användning såsom slipmedel kan en del av diamantkroppen enligt uppfinningen lödas, hârdlödas eller på annat sätt bindas till ett lämpligt underlagsmaterial, exempelvis sint- rad eller varmpressad kiselkarbid, sintrad eller varmpressad kiselnitrid eller hårdmetall (bindemedelsbunden metallkarbid) eller en sådan metall som molybden såsom en verktygsinsats, vilken exempelvis kan fasthållas med ett verktygsskaft som är utformat för att hållas i ett maskinverktyg, varigenom de exponerade ytorna av diamantkroppen kan användas för direkt maskinbearbetning. Alternativt kan den polykristallina diamantkroppen enligt uppfinningen mekaniskt fastspännas i ett svarvverktyg för direkt maskinbearbetning med den blottlagda ytan av diamantkroppen.

Uppfinningen beskrivas i det följande närmare med utförings- exempel, varvid man om.icke annat anges gick tillväga på följande sätt: Pulver av hexagonal bornitrid med fin partikelstorlek, exem- pelvis med en storlek varierande från ca 211m till ca 20 pm, användes såsom trycköverförande medium.

Den använda utrustningen var i huvudsak densamma som den på figurerna 4 och 5 visade.

Kallpressningen av beskickningen genomfördes vid rumstempera- tur, såsom visas på figur 4, till ca 552 MPa.__ Mängden infiltrerande legering var tillräcklig för att full- 7810972-.5 23 ständigt infiltrera genom den sammanpressade diamantmassan.

Den infiltrerande legeringen var av eutektisk eller väsent- ligen eutektisk sammansättning med undantag av exempel 6.

Den polykristallina diamantkroppen framställdes i form av en skiva.

Med användning av en hammare och en kil spräcktes varje skiva i huvudsak i hälften och de spräckte tvärsektionsytorna under- söktes optiskt med förstoringsgraden ca 100 gånger under mikroskop.

Polering av den spruckna tvärsektionsytan av den polykristal- lina kroppen genomfördes på en gjutjärnsskiva.

När en viss diamanttäthet anges såsom volymprocent av kroppen bestämdes detta med en standardpunkträkningsmetod med använd- ning av ett mikrofotografi av den polerade tvärsektionsytan förstorad 690 gånger, och arean av den undersökta ytan var tillräckligt stor för att representera mikrostrukturen hos hela kroppen.

När diamanttätheten anges såsom ett intervall överstigande 70 volymprocent men understigande 90 volymprocent av den poly- kristallina kroppen är detta intervall baserat på erfarenhet, resultat av likartade försök samt utseendet av den polykris~ tallina kroppen såsom helhet liksom utseendet av dess tvär- sektionsytor samt även på volymen av den tillvaratagna ren- gjorda polykristallina diamantkroppen jämfört med volymen av det såsom utgångsmaterial använda diamantpulvret med antagande av att mindre än 5 volymprocent av diamantpulvret omvandlats till elementär icke-diamantkolfas.

Enligt exemplen l - 4, 12 och 13 utgjordes den infiltrerande kiselrika legeringen av en legering av kisel och zirkonium, som bildades in situ. 7810972-5 24 Exempel 1. . _ En gjuten kiselskiva med vikten 330 mg anordnades i en zirko- niumhylsa i en molybdenbägare. Ca 500 mg fint diamantpulver med partikollstor] ek varierande från l ,um till ca 60 pm med minst 40 viktprocent av diamantpulvret mindre än lO,um packa- des på kiselskivan. En molybdenbägare med något större dia- meter än utgångsbägaren, dvs. bägaren innehållande kisel och diamanter, anordnades över öppningen av den förstnämnda bäga- ren såsom lock.

Den erhållna behållaren inpackades därefter i pulver av hexa- gonal bornitrid såsom visas på figur 4 och hela beskickningen pressades vid rumstemperatur, dvs. kallpressades, i en stål- matris till ca 552 MPa, varvid behållaren och innehållet utsattes för ett väsentligen isostatiskt tryck tills trycket blev stabiliserat och gav ett dimensionsstabiliserat, format, väsentligen isostatiskt system av pulverinnesluten behållare.

Från tidigare försök var det känt att i den erhållna pressade enheten, dvs. i det erhållna formade, väsentligen isostatiska systemet av pulverinnesluten behållare, var tätheten av dia- mantkristallerna högre än ca 75 volymprocent av den samman- pressade diamantmassan. Mängden närvarande kisel var ca 80 volymprocent av den sammanpressade diamantmassan.

Den erhållna enheten 21 av den pulverinneslutna behållaren varmpressades därefter, dvs. trycktes in i en grafitform av samma diameter som stålmatrisen, såsom visas på figur 5, vilken infördes i en induktionsupphettningsanordning. Det inre av behållaren evakuerades och kvävgasatmosfär infördes genom evakuering av upphettningsanordningen till ca 10 torr före återfyllningen med kvävgas. Ett tryck av ca 3,4 MPa pâlades på den pressade enheten 2l och upprätthölls på denna med grafitmatrisen, vilken därefter upphettades till en tem- peratur av l500°C inom ca 7 minuters tid genom induktions- upphettningsanordningen. När enheten upphettats höjdes trycket även till ca 69 MPa på grund av systemets expansion.

När temperaturen nådde ca l350°C sänktes kolven 23a och 7 trycket föll till ca 34 MPa, vilket indikerar att kiselrik 7810972-5 zirkoniumlegering bildats, blivit flytande och infiltrerat genom den sammanpressade diamantmassan. Trycket höjdes till det maximala varmpressningstrycket 69 MPa och när temperaturen nådde l500°C hölls enheten vid den maximala varmpressnings- temperaturen l500°C vid 69 MPa under 1 minuts tid för att säkerställa fullständig infiltrering av legeringen i de små kapillärerna hos den sammanpressade diamantmassan. Effekt- tillförseln avstängdes därefter men något ytterligare tryck pålades icke. Detta gav ett fast tryck vid hög temperatur men sänkt tryck vid låg temperatur, vilket gav tillfreds- ställande geometrisk stabilitet, dvs. dimensionerna hos den varmpressade enheten bibehölls tills denna var tillräckligt kall för hantering.

Den erhållna polykristallina diamantkroppen tillvaratogs genom att behållarmetallen avlägsnades genom slipning och sand- blästring, dvs. molybdenbägaren och återstoden av zirkonium- hylsan, samt överskott av kisel vid ytterytorna av kroppen.

Den erhållna sammanhängande polykristallina diamantkroppen hade formen av en skiva med en tjocklek av ca 2,92 mm. Den föreföll vara väl infiltrerad och bunden.

Röntgendiffraktionsanalys av den rengjorda yta genom vilken legeringen inträngt visade att denna utgjordes av diamant, kiselkarbid och elementärt kisel, vilket indikerar att kisel- karbid och elementärt kisel närvarade i en mängd av minst 2 volymprocent av kroppen. Röntgendiffraktionsanalysen visade emellertid icke närvaro av någon elementär icke-diamantkolfas.

Undersökning av brottvärsektionsytorna hos skivan visade att brottet var transgranulärt snarare än intergranulärt, dvs. brottet hade passerat genom diamantkornen i stället för längs korngränsytorna. Detta visar att bindemedlet var i hög grad vidhäftande och var lika starkt som diamantkornen eller diamantkristallerna i sig.

Undersökning av brottytorna visade att dessa var porfria och 7810972-5 26 att bindemedlet var likformigt fördelat i hela kroppen.

Undersökning av den polerade tvärsektionsytan visade icke några strängar eller hål bildade av diamantfragment som lös- gjorts, vilket visar den starka bindningen och användbarheten såsom slipmedel.

Tätheten av diamantkristaller var ca 81 volymprocent av den polykristallina diamantkroppen.

Ett mikrofotografi av den polerade ytan med förstoringsgraden 690 gånger visade en vit fas. Röntgenspektralanalys av denna fas visade att den utgjordes av zirkonium och kisel, vilket indikerar att denna fas utgjordes av zirkoniumsilicid.

Exempel 2.

En gjuten kiselskiva med vikten 170 mg anordnades i en zirko- niumhylsa i en molybdenbägare. 250 mg diamantkristaller som utgjordes av en blandning av 75 volymprocent av 230/270 mesh diamanter, dvs. mindre än ca 62 pm men större än 53 pm, och volymprocent diamanter av Grade 3 (mesh 8000), dvs. ca l - Slpm diamantpulver packades på kiselskivan. I stället för det metallbägarlock som användes enligt exempel l användes en skiva av varmpressad hexagonal bornitrid såsom plugg, dvs. plugg 14, såsom visas på figur 2.

Den erhållna pluggade bägaren packades därefter i pulver av hexagonal bornitrid och hela beskickningen kallpressades pâ samma sätt och under samma betingelser som anges i exempel l.

Av tidigare experiment var det känt att i den erhållna pres- sade enheten, dvs. i det erhållna formade, väsentligen iso- statiska systemet av pulverinnesluten bägare, var diamant- kristalltätheten högre än ca 75 volymprocent av den samman- pressade diamantmassan. Mängden närvarande kisel var ca 80 volymprocent av den sammanpressade diamantmassan. Den er- hållna pressade enheten 21 av pulverinnesluten, pluggad bägare varmpressades därefter på det sätt och under de be- tingelser som anges i exempel l. 7810972-5 27 Den erhållna polykristallina diamantkroppen tillvaratogs på det_sätt som anges i exempel l. Ingen bindning till den hexa- gonala bornitridpluggen med skadlig effekt på den polykris- tallina diamantkroppen erhölls.

Den tillvaratagna sammanhängande polykristallina kroppen hade en likformig skivform med en tjocklek av ca 1,5 mm. Den före~ föll att vara välinfiltrerad och bunden. Den var mer lik- formig till formen än den polykristallina diamantkropp som framställdes enligt exempel l, eftersom pluggen 14 gav bättre geometrisk stabilitet för den färdiga kroppen än metallocket enligt exempel 1.

Undersökning av tvärsektionssprickytor hos skivan visade att brottet var transgranulärt snarare än intergranulärt, dvs. kroppen hade brustit genom diamantkornen i stället för längs korngränserna. Detta visar att bindemediet var starkt vid- häftande och var lika starkt som diamantkornen eller diamant- kristallerna själva.

Undersökning av brottytorna visade att dessa var porfria och att bindemedlet var likformigt fördelat inom hela kroppen.

Undersökning av den polerade tvärsektionsytan visade inga strängar av häl bildade av diamantfragment som rivits ut, vilket visar att stark bindning erhållits.

Diamantkristalltätheten var ca 73 volymprocent av kroppens volym.

Mikrofotografi av den polerade ytan visade en vit fas av zirkoniumsilicid.

Exempel 3.

Enligt detta exempel användes samma tillvägagångssätt som anges i exempel 2 med undantag av att pluggen 14 hade tjock- leken 3,2 mm och utgjordes av molybdenmetall. 7810972-5 28 Molybdenpluggen bands icke till den polykristallina kroppen och hade icke någon skadlig effekt på denna. Molybdenpluggen kunde lätt avlägsnas när kapslingsmetallen och överskottet av kisel slipades bort och kvarlämnade en polykristallin diamant- kropp med likformig tjocklek och med en god flat yta.

Undersökning av tvärsektionsbrottytan hos skivan visade att brottet var transgranulärt, dvs. brottet hade passerat genom diamantkornen i stället för längs korngränserna. Detta visar att bindemedlet var i hög grad vidhäftande och var lika starkt som diamantkornen eller kristallerna själva.

Undersökning av brottytorna visade att dessa var porfria.

Diamanttätheten var högre än 70 volymprocent men mindre än 90 volymprocent av den polykristallina diamantkroppen.

Exemnel 4.

Enligt detta exempel användes samma tillvägagångssätt som anges i exempel 2 med undantag av att pluggen l4 hade tjock- leken 3,2 mm och utgjordes av sintrad aluminiumoxid.

Den erhållna polykristallina diamantkroppen bands icke till aluminiumoxidpluggen, vilken lätt avlägsnades när kapslings- metallen och överskottet av kisel slipades bort och kvar- lämnade en diamantkropp med likformig tjocklek och med en god flat yta.

Undersökning av tvärsektionsbrottytor av skivan visade att brottet var transgranulärt. Detta visar att bindemedlet var i hög grad vidhäftande och var lika starkt som diamantkornen eller diamantkristallerna själva.

Undersökning av brottytorna visade att dessa var porfria.

Diamanttätheten var högre än 70 volymprocent men lägre än 90 volymprocent, räknat på volymen av den polykristallina diamant- kroppen. 7810972-5 29 Uppfinninpan beskrives närmare med tabell I. Enligt exemplen - 9 användes icke någon behållare eller beklädnad av metall men der använda utrustningen var väsentligen densamma som den som visas på figurerna 4 och 5. För genomförande av exemplen - 9 packades pulvret av hexagonal bornitrid i matrisen enligt figur 4 och en cylinder användes såsom form vilken pressades in i pulvret. Cylindern var tillverkad av hard- metall (sintrad metallkarbid) och hade en diameter av ca 8 9 mm samt en tjocklek av 6,4 mm. Cylinderaxeln var an- I ordnad approximativt i linje med matrisens centralaxel.

Sedan cylindern införts i pulvret anbrinqädeS ytterligare mängd pulver av hexagonal bornitrid i matrisen täckande cy- lindern fullständigt, och den erhållna pulverinneslutna cylindern pressades vid rumstemperatur under ett tryck av 340 MPa. Kolven 23a drogs därefter tillbaka och kolven 23 användes för att delvis pressa ut den erhållna pressade pulverinneslutna cylindern från matrisen.

Den blottlagda delen av det pressade pulvret avlägsnades så att cylindern exponerades delvis. Cylindern uttogs därefter kvarlämnande hålrummet som den inpressat. Enligt exemplen - 8 anbringades en skiva av gjuten kisellegering med an- given sammansättning och tjocklek och med i det närmaste samma diameter som innerdiametern i hålrummet på bottnen av hålrummet. Enligt exempel 9 krossades den gjutna legeringen till ett pulver och pulvret anordnades på bottnen av hål- rummet. Ett skikt av diamantpulver med angiven storlek, mängd och tjocklek anordnades ovanpå legeringen.

En skiva av varmpressat pulver av hexagonal bornitrid med ungefär samma diameter som innerdiametern hos hålrummet anord- nades i hålrummet på diamantpulvret såsom en plugg för att säkerställa att ytan av den erhållna polykristallina diamant- kroppen blev flat.

Hela massan sköts därefter in i centrum av matrisen med kolven 23a som därefter drogs tillbaka. En ytterligare mängd pulver 7810972-5 av hexagonal bornitrid tillfördes till matrisen för att täcka den varmpressade skivan av hexagonal bornitrid, så att hål- rummet och innehållet i detta inneslöts av den hexagonala bornitriden såsom visas på figur 4. Den erhållna beskick- ningen pressades därefter vid rumstemperatur, dvs. kallpres- sades, i stålmatrisen under ett tryck av 552 MPa, såsom visas på figur 4, varvid hålrummet och innehållet i detta utsattes för inverkan av väsentligen isostatiskt tryck, tills trycket stabiliserades och man erhöll ett dimensionsstabiliserat, format, väsentligen isostatiskt system av pulverinneslutet hålrum och innehåll i detta. Från föregående försök var det känt att i den erhållna pressade enheten, dvs. i det erhållna formade, väsentligen isostatiska systemet av pulverinneslutet hâlrum och innehåll i detta, var tätheten av diamantkristal- lerna högre än 75 volymprocent av den sammanpressade diamant- 11135 San .

Den erhållna pressade enheten av pulverinneslutet hålrum och innehåll i detta, som var väsentligen detsamma som 21 med undantag av att ingen metallbehållare användes, varmpressades därefter, dvs. sköts in i en grafitform med samma diameter som stålmatrisen, såsom visas på figur 5, och infördes i en induk- tionsupphettningsanordning. Det inre av hålrummet evakuerades och kväveatmosfär infördes i detta genom evakuering av upp- hettningsanordningen till ca 10 torr innan anordningen fylldes med strömmande torr kvävgas. Ett tryck av ca 34 MPa pålades på den pressade enheten och upprätthölls på denna med grafit- matrisen, vilken därefter upphettades med induktionsupphett- ningsanordningen med en hastighet som medförde att den givna maximala varmpressningstemperaturen uppnâddes inom en tidrymd av ca 5 - 7 minuter. När enheten upphettades ökades trycket till ett förutbestämt maximalt varmpressningstryck på grund av expansion av hela systemet.

Vid den givna temperatur vid vilken infiltreringen börjar eller kolven frammatas sjunker trycket till ca 34 MPa, vilket visar att legeringen smält och blivit flytande samt infilt- rerat diamantmassan. Trycket höjdes därefter åter till det 7810972-5 31 förutbestämda maximala varmpressningstrycket och hölls vid den givna maximala varmpressningstemperaturen under en minuts tid för att säkerställa fullständig infiltrering av de mindre kapillärerna med legeringen i den sammanpressade diamant- massan. Effekttillförseln avbröts därefter men inget ytter- ligare tryck pâlades. Detta gav ett högt tryck vid hög temperatur men minskat tryck vid lägre temperatur, vilket gav tillfredsställande geometrisk stabilitet. Den erhållna poly- kristallina diamantkroppen tillvaratogs vid rumstemperatur.

Pluggen bands icke till diamantkroppen. Efter avlägsnande av ytskikt av pulver av hexagonal bornitrid och överskott av legering genom slipning och sandblästring hade den erhållna sammanhängande polykristallina diamantkroppen formen av en skiva med den förutbestämda tjockleken.

Exemplen lO - l3 genomfördes på väsentligen samma sätt som exempel l med de undantag som anges i tabell I.

I tabell I är den varmpressningstemperatur vid vilken infilt- reringen börjar den temperatur vid vilken legeringen blir flytande och börjar infiltrera den sammanpressade diamant- massan. Den förutbestämda maximala varmpressningstempera- turen och maximala varmpressningstrycket upprätthölls sam- tidigt under en minuts tid för att säkerställa fullständig infiltrering av små kapillärer i den sammanpressade diamant- kristallmassan.

Enligt exemplen 5 - 10 i tabell I tillvaratogs den polykris- tallina diamantkroppen i form av en skiva.

Röntgenanalysvärdena i tabell I är baserade på den polykris- tallina diamantkroppen i krossad form. 7810972-5 , . ..-,-!f.!=..~.ï« fmdnH ßi f s. mLmsÉ om OH .Mm umwøwnum scäxmosmm Hwmfix om som mšsmm mmfsmwßloss mml møm mätas, os Eko E; mmflzåo 2 1 får w®uow|uN ||:.@ .xml HømHx1;!s Om cw®2%HO2 wummmnzum Ow.H wmm Eom H NßH umuflfiw NH m .xw sz Nm wß OH .Mm Eom OH .Nm Eom ßN_H mmm Eow H mmH Hm ww .HH H øHnnøxEmnwHo> uwmowunw mms m .xw oo m.wN E. smuøønnoo msmmmnöz mwå oom som H oom Hm mšß oH Hmcflsuömm Hwuww ßmmmouxv Hm> m .xw m .xw |HDm »mn mm m.wm om som mssmm awmš oïH omm som :wmmfiöm ooN Hm må» m m .xw m .Mm HB wH Om Eom mââmm Gwmcfi Ow_H Omm Eom H OHN Hm om m m .xw m .am HH wH Om Eøm mššmw QmmGH Ov.H Omw Eom H OON Hm ww ß m .xw m .xm mm m om som mssmm smmcH oïH omm som H oww .Hm mm m Ei OH wmvs: zm Hmsomsxwc w1uxH> >ø Hm>Hsm Om umcflâ mm OH om »mmmmsfisssfiš smmsH oïH ÄN .så omlH H så Hm om m. mmz mm:Hm @umHHm:wn EE mo Hmšv Aäiv så mo Hmšv vcwoouß sušfimmmmmsmms, -Sfims smüfiöfis å? smfiomm smïmofis ms? lsoë uHmEHxmE .>m Hm>H5m#cßEmHQ mGHnmmwH .xm wwsmumnuHHm:H .H flflümflfi 7810972-5 33 ^.w»How. H qqmm cømvfiflm >m vd ^1cuom«u@LcurV Ucficxm uum>om>a cøvmsfiflmfißumx 695 uxmuzox fl nwuhßcmâwfifl nm> _fim@m5flm@flQumx ^um:flQ Hfiflu wflcmn wxufl cow Eo :m>m S00 så .Hwv :I Umuwuøflflmcfl Hm> cwmmonxucmämfiü 0w.fi mwflfi mßmfi omflfl Hfl cmmwflfim >ß Unn xmwfinflmmnm um> wfinumx flmuuflflm Anmcfin >ß mmøflm fløä uxmunox fl mvh SQE OO _fimv || umuwuufifiwcfl Hw> cwmmogxpamamfln m>.H mmwfi ommfl oowfi ofl ß .Nm umflaco Eom mcfiuwuufiflwzfl mmflwnmum Nflwwm .Ufim ~ucmEmflo IHHSMO mšâmw wUmwfl> mnnouæwuonm Nm.H æomfi Nmmfi mfiwfl m Iwflwfla .Uflm .wcmñmflm Gmwcøn Hm> :oo wmuwnufiflwcfl Hm> mm.H Ommfi Owmfl mvmfi w Amcficmuoußw >m vcøum Unmfl ~GwUG§QHm> .www :w©Oum mm cmwfifiwøauæw |Hw»m _wnH~wu»Hfl«:« mflfixomufiflfiu _mfimmm >ß ummmcmvø .E w cm muøcflš .Hm>HømuQmE aw>mv .flm .mflmflslmflø pnfiw wme .a oofi mo xmfiuovw .uflm _ßcmEmflQ \noxoflm w@mwfl>mm5.mcnou%uu0nm Nm~a ommfi Ofiwfl mama ß flw >m Hmmm .ßflwwm wøwwuøumw .Ufim .pcmâmflo m .xm Eon mëñmm Nm.H Aommfiv mmvfl Ommfi m wmfixfluuwmøflnumx |Hmmflx >m wfiwuum >m :øaHw> flm Ica uwuuw Coflwoum >m :oHm>cwHw fim >m Hmmm ~Nflwwm >m wmmfi> uoxfiH> ~mfiw:wumwnwm:flQ fiwmwusumu ~Uflm _uflmEmflo |vßc umxuæë :oo mums .flumuom Nm.H Amwfifiv mwwfl mßmfl m mæfimcmøwvvnßm ummmxwcwmm ^EEv AOOV .måwu cmwumn f: mmonxßcmšmflø Cfiflfimnmflnxæfiom xm%mMM%@ .wwH.wm%%a% xrz .nufiflucfi vk ana Hmm Uo mßumnmmëmu uxcßmwfimßm lmmcflcwmmnmEum> 7810972-5 34 ^.m#H0wv H QQHQQE mflnøfiflmuwfiuxucæšmflw mnouw m@cm>:m øw fl noxufiumm mcfiu A umumu |vHfiw:fi mflmß Qwmcfinwmwflwfimwmëwwmfln zoo .namämflw ucwu0nmE>H0> Ow cm uwä øflmmH> :ofl»xmmHm>u ømumfiom .nømmøfim >m UmxHm>mm mxofl um> ~G®mmoHx >m m\N mo .m>@ ~cwmmoHx >m :mv |0umHmßm Gmš wmnmmflvfiwmum umflßmmux Hm> wflnumx flmuvcfim >m cømmøfim wwš || pxmpaox fi nwmmouxuawsøfiø >w nßvw |1 NH .xw som ommfi ommfi MH mnflnfiwmnmw mm nmxomu oømcxmm uøxuwuwnoz Uwš vxmßaox fl amy» ø@>@ .wflmuum mwcmum: umxoæš mncmø voâ umnmfiucmummnwnoflmouø mom vmxuæñ wUmmfl> :mo .HMH Axmflßxmuøm lxflßnflmwflnußxfiwmflg wms mnflflpmmfln HN @_m»«wV us Eocøm wwmnoflmcwu øwmmonxvcmëmfln || ommfi oomfl ommfl NH mmfimcmcmmunßm nwmmxmcomm nëäv . AWOV &%M% .Hmmw%%fi .xfl Q Ouxuflmšmflfl GflHHmuwflHxæH0m Mw%MflMw% .UOH wMw%fl% UO Hflßmhwmšwu lfifl Hmm |mmQHcmm®umEHm> pxcsmpfimew 7810972-5 Vid försöken enligt exempel 5 och 6 var de polykristallina diamantkropparna välinfiltrerade och väl bundna. Undersök- ning av brottytorna visade att de var porfria, att bindemedlet var likformigt fördelat inom kroppen och att brotten var transgranulära. Diamanttätheten i varje kropp var högre än 70 % men mindre än 90 % av kroppens volym.

Vid försöket enligt exempel 7 uppvisade brottytorna fickor med en storlek upp till ca 100 pm av fint diamantpulver, som var ofullständigt infiltrerat, och detta antages bero på olik- formigheten hos blandningen av diamantkristaller. Återstoden av kroppen var emellertid fullständigt infiltrerad och hade en täthet överstigande 70 volymprocent men understigande 90 volymprocent av kroppens volym.

Försöket enligt exempel 8 genomfördes på samma sätt som för- söket enligt exempel 7 men med högre varmpressningstempera- turer och dessa temperaturer medförde fullständig infiltrering genom den sammanpressade diamantmassan och gav en väl bunden, hård skiva. Undersökning av brottvärsektionsytorna visade att dessa var porfria, att bindemedlet var likformigt fördelat i hela kroppen och att brotten var transgranulära. Undersökning av den polerade tvärsektionsytan vid försöket enligt exempel 8 visade frånvaro av strängar av hål bildade genom lösgöring av diamantfragment, vilket åskådliggör den starka bindningen i kroppen. Den polerade tvärsektionsytan visas på figur 6 och tätheten av diamantkristallerna var ca 80 volymprocent av den polykristallina diamantkroppen.

Vid försöket enligt exempel 9 uppvisade brottytorna samma ofullständiga infiltrering som enligt exempel 7 men återstoden av kroppen var väl infiltrerad och väl bunden.

Exemplen lO, ll och 13 visar att koboltbunden volframkarbid icke är användbar såsom plugg vid förfarandet enligt uppfin- ningen. Vid vart och ett av försöken enligt exemplen 10, ll och l3 visade undersökning av de brottvärsektionsytor, som icke var påverkade av pluggen, att dessa var porfria, att 7810972-5 36 brottet var transgranulärt, att bindemedlet var likformigt fördelat i kroppen och att samtliga hade en diamanttäthet överstigande 70 volymprocent.

Vid exempel 12 visade undersökning av brottvärsektionsytorna att dessa var porfria samt att brottet var transgranulärt och att bindemedlet var likformigt fördelat i kroppen, vilka hade en täthet överstigande 70 % men understigande 90 a av kroppens volym.

Enligt exempel 13 visade undersökning av brottvärsektions~ ytorna att legeringen hade infiltrerat i fina sprickor, som kan uppträda i större kristaller under varmpressningen, vilket gav exceptionellt god bindning av dessa kristaller.

Det som anges i den amerikanska patentskriften 3.982.911 är avsett att utgöra en del av föreliggande beskrivning. I denna patentskrift anges ett förfarande för framställning av en kompositslipkropp av kubisk bornitrid genom angringande av kristaller av kubisk bornitrid tillsammans med ett substrat och bindemedelslegering i en skyddande metallbehållare samt anbringande av behållaren i ett trycköverförande pulverfor- migt medium, anbringande av väsentligen isostatiskt tryck på behållaren och innehållet i detta via det pulverformiga mediet, samt varmpressning av den erhållna pulverinneslutna behållaren.

Claims (11)

31 l7s1o972-5 PATENTKRAV

1. Väsentligen grafitfri osintrad polykristallin diamant- kropp innefattande en massa av diamantkristaller, som är vid- häftande sammanbundna med ett kiselatomhaltigt bindemedel, k ä n n e t e c k n a d därav, att diamantkristallerna inne- fattar en i förväg sammanpressad dimensionsstabil massa av kristaller med storlek varierande från ca l till ca lO00r4m, varvid halten av diamantkristallerna varierar från minst ca 70 upp till ca men mindre än 90 volymprocent av kroppen, samt det kiselatomhaltiga bindemedlet, som innehåller kiselkarbid och en karbid och/eller silicid av en metallkomponent som bildar en silicid med kisel, närvarar i en mängd varierande upp till ca 30 volymprocent av kroppen, varvid bindemedlet är fördelat åtminstone väsentligen likformigt inom hela kroppen och den del av bindemedlet som står i kontakt med ytorna av diamant- kristall åtminstone övervägande utgöres av kiselkarbid, var- vid diamantkroppen är åtminstone väsentligen porfri.

2. Polykristallin diamantkropp enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att bindemedlet även inne- ' håller elementärt kisel.

3. Polykristallin diamantkropp enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att halten av diamant- kristallerna uppgår till från ca 70 till ca 89 volymprocent av kroppen.

4. Polykristallin diamantkropp enligt något av patent- kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d därav, att kristallerna är kornstorleksgraderade från ca 1 till ca 60;¿m.

5. Polykristallin diamantkropp enligt något av patent- kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att metallkompo- nenten i siliciden är vald från gruppen bestående av kobolt, krom, järn, hafnium, mangan, molybden, niob, nickel, palladium, platina, rhenium, rodium, rutenium, tantal, torium, titan, uran, vanadin, volfram, yttrium, zirkonium samt legeringar av 7s1o972-se “ dessa ämnen, och/eller att metallkomponenten i metallkar- biden är vald från gruppen bestående av krom, hafnium, titan, zirkonium, tantal, vanadin, volfram, molybden och legeringar av dessa ämnen.

6. Förfarande för framställning av den polykristallina diamantkroppen enligt patentkrav 1, vilket innefattar varm- pressning tillsammans av diamantkristaller och ett kisel- haltigt bindemedel med mekaniska medel under betingelser som icke leder till bildning av någon väsentlig mängd grafit, k ä n n e t e c k n a t därav, att man (a) i en skyddande behållare eller bägare eller i ett hål- rum i ett trycköverförande pulverformigt medium, som överför pålagt tryck väsentligen oförminskat och förblir väsentligen osintrat under varmpressningen, anordnar en massa av fast eutektifer kiselrik legering eller fasta komponenter som ger eutektifer kiselrik legering samt en massa av diamantkristal- ler i kontakt med massan av fast eutektifer kiselrik legering eller i kontakt med minst en av komponenterna som ger eutek- tifer kiselrik legering, varvid den eutektifera kiselrika legeringen utgöres av kisel och en metall som bildar en silicid med kislet; (b) innesluter behållaren eller innehållet i hålrummet i det trycköverförande pulverformiga mediet; _ (c) pålägger ett tillräckligt högt väsentligen isostatiskt tryck med mekaniska medel på behållaren eller innehållet i hålrummet via det pulverformiga mediet, så att dimensionerna hos innehållet i behållaren eller hålrummet stabiliseras väsentligen likformigt till ett format, väsentligen dimen- sionsstabilt system av i pulver inneslutet innehåll i behål- laren eller innehåll i hålrummet, varvid halten av diamant- kristaller i den erhållna sammanpressade massan är högre än 70 volymprocent av volymen av de sammanpressade diamantkris- tallerna; I I Id) varmpressar det erhållna väsentligen isostatiska systemet till bildning av en flytande infiltrerande eutekti- fer kiselrik legering, som infiltrerar genom mellanrum och hålrum i den sammanpressade massan av diamantkristaller, var- 39 7810972-5 vid varmpressningen genomföres vid en varmpressningstempera- tur under ca 1600°C under ett varmpressningstryck som är tillräckligt för att infiltrera den flytande kiselrika lege- ringen genom mellanrum och hålrum i den sammanpressade massan av diamantkristaller, varvid den fasta eutektifera kiselrika legeringen eller de fasta komponenterna för åstadkommande av den eutektifera kiselrika legeringen användes i en mängd som är tillräcklig för att ge en mängd flytande eutektifer kiselrik legering vid varmpressningstemperaturen, som är tillräcklig för att fylla mellanrummen i den sammanpressade massan av diamantkristaller, och varvid varmpressningen genom- föres i en atmosfär som icke har någon väsentlig skadlig effekt pâ diamantkristallerna eller den infiltrerande fly- tande kiselrika legeringen, varvid vid varmpressningen mindre än 5 volymprocent av diamantkristallerna omvandlas till ele- mentärt icke-diamantkol samt icke-diamantkolet eller ytorna av diamantkristallerna reagerar med den flytande kiselrika legeringen under bildning av karbid; (e) =upprätthàller tillräckligt tryck på det erhållna varm- pressade väsentligen dimensionsstabila systemet under kylning av detta för att åtminstone väsentligen bibehålla dimensio- nerna hos det varmpressade systemet och (f) tillvaratager den erhållna polykristallina diamant- kroppen bestående av diamantkristaller sammanbundna med ett bindemedel som är rikt på kiselatomer, varvid diamantkristal- lerna närvarar i en mängd av minst 70 volymprocent av den totala volymen av kroppen.

7. Förfarande enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k - n a t därav, att diamantkristallerna är storleksgraderade med en storlek från ca 1 till ca 60;un.

8. Förfarande enligt patentkrav 6 eller 7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att mängden flytande infiltrerande kiselrik legering är från ca 25 till ca 80 volymprocent av den sammanpressade massan av diamantkristaller.

9. Förfarande enligt något av patentkraven 6-8, k ä n - 781Û972-5 n e t e c k n a t därav, att halten av den sammanpressade massan av diamantkristaller varierar från ca 71 till ca men mindre än 95 volymprocent av volymen av de sammanpressade diamantkristallerna.

10. Förfarande enligt något av patentkraven 6-9, k ä n f n e t e c k n a t därav, att massan av fast kiselrik lege- ring föreligger i form av ett skikt och att massan av dia- mantkristaller föreligger i form av ett skikt, som är an- bringat på skiktet av kiselrik legering, eller att massan av fast kiselrik legering föreligger i form av en stång som är anordnad väsentligen centralt i behållaren och att massan av diamantkristaller är packad i det omgivande utrymmet mellan den fasta kiselrika legeringen och behållaren eller att massan av fast kiselrik legering föreligger i form av en cylinder med en kärna, som sträcker sig genom denna cylinder, och att massan av diamantkristaller är packad i kärnan i kiselcylindern.

11. Förfarande enligt något av patentkraven 6-10, k ä n - n e t e c k n a t därav, att massan av fast kiselrik lege- . ring föreligger i partikelform.