JPH05194032A - 耐熱性にすぐれた切削工具用ダイヤモンド基超高圧焼結材料の製造法 - Google Patents
耐熱性にすぐれた切削工具用ダイヤモンド基超高圧焼結材料の製造法Info
- Publication number
- JPH05194032A JPH05194032A JP4031589A JP3158992A JPH05194032A JP H05194032 A JPH05194032 A JP H05194032A JP 4031589 A JP4031589 A JP 4031589A JP 3158992 A JP3158992 A JP 3158992A JP H05194032 A JPH05194032 A JP H05194032A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイヤモンド基超高圧焼結材料の耐熱性を向
上させる。 【構成】 特に切削工具として使用するのに適したダイ
ヤモンド基超高圧焼結材料が、超高圧焼結装置の超高圧
高温発生部内に、ダイヤモンド粉末と、全体に占める割
合で１〜２０容量％のＴｉ，Ｚｒ、およびＣｒのうちの
１種以上からなる金属粉末の混合粉末を装入し、 温度：１７００〜１９００℃、 圧力：６．５万気圧以上、 の条件で超高圧高温加熱して焼結体とし、ついで、上記
焼結体に２０００℃以上の温度で炭化反応を施すことに
より製造される。
上させる。 【構成】 特に切削工具として使用するのに適したダイ
ヤモンド基超高圧焼結材料が、超高圧焼結装置の超高圧
高温発生部内に、ダイヤモンド粉末と、全体に占める割
合で１〜２０容量％のＴｉ，Ｚｒ、およびＣｒのうちの
１種以上からなる金属粉末の混合粉末を装入し、 温度：１７００〜１９００℃、 圧力：６．５万気圧以上、 の条件で超高圧高温加熱して焼結体とし、ついで、上記
焼結体に２０００℃以上の温度で炭化反応を施すことに
より製造される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた耐熱性を有
し、したがって例えば高発熱を伴なうＳｉ：１０〜３０
重量％含有のＡｌ−Ｓｉ系合金やアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）焼結体などの難削材の高速切削などに切削工具
として用いた場合にすぐれた耐摩耗性を発揮するダイヤ
モンド基超高圧焼結材料の製造法に関するものである。
し、したがって例えば高発熱を伴なうＳｉ：１０〜３０
重量％含有のＡｌ−Ｓｉ系合金やアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）焼結体などの難削材の高速切削などに切削工具
として用いた場合にすぐれた耐摩耗性を発揮するダイヤ
モンド基超高圧焼結材料の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特公昭５２−１２１２６号
公報に記載される通り、超高圧焼結装置の超高圧高温発
生部内に、ダイヤモンド粉末層と鉄族金属粉末含有層と
を積層装入し、 温度：１３００〜１６００℃、 圧力：４．５万気圧以上、 の条件で超高圧加熱して、上記鉄族金属を上記ダイヤモ
ンド粉末層中に溶浸させると共に、この溶浸した鉄族金
属相によってダイヤモンド粉末相互の焼結をはかって、
ダイヤモンド素地に、全体に占める割合で１〜２０容量
％の鉄族金属を分散させた組織を有するダイヤモンド基
超高圧焼結材料を製造する方法が知られており、またこ
れらのダイヤモンド基超高圧焼結材料が上記のＡｌ−Ｓ
ｉ系合金やＡｌ2 Ｏ3 焼結体などの切削に切削工具とし
て用いられていることも知られている。
公報に記載される通り、超高圧焼結装置の超高圧高温発
生部内に、ダイヤモンド粉末層と鉄族金属粉末含有層と
を積層装入し、 温度：１３００〜１６００℃、 圧力：４．５万気圧以上、 の条件で超高圧加熱して、上記鉄族金属を上記ダイヤモ
ンド粉末層中に溶浸させると共に、この溶浸した鉄族金
属相によってダイヤモンド粉末相互の焼結をはかって、
ダイヤモンド素地に、全体に占める割合で１〜２０容量
％の鉄族金属を分散させた組織を有するダイヤモンド基
超高圧焼結材料を製造する方法が知られており、またこ
れらのダイヤモンド基超高圧焼結材料が上記のＡｌ−Ｓ
ｉ系合金やＡｌ2 Ｏ3 焼結体などの切削に切削工具とし
て用いられていることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
に対する省力化の要求は厳しく、これに伴ない切削速度
は増々高速化の傾向にあるが、上記の従来ダイヤモンド
基超高圧焼結材料を高い発熱を伴なう上記の難削材の高
速切削に切削工具として用いた場合、耐熱性不足が原因
で摩耗の進行が著しいのが現状である。
に対する省力化の要求は厳しく、これに伴ない切削速度
は増々高速化の傾向にあるが、上記の従来ダイヤモンド
基超高圧焼結材料を高い発熱を伴なう上記の難削材の高
速切削に切削工具として用いた場合、耐熱性不足が原因
で摩耗の進行が著しいのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、耐熱性のすぐれたダイヤモンド
基超高圧焼結材料を開発すべく研究を行なった結果、ダ
イヤモンド粉末の焼結促進成分として、Ｔｉ，Ｚｒ、お
よびＣｒを特定し、これらの金属成分のうちの１種以上
を、ダイヤモンド粉末との合量に占める割合で１〜２０
容量％の割合でダイヤモンド粉末と混合し、この場合粉
末を超高圧焼結装置の超高圧高温発生部内に装入し、 温度：１７００〜１９００℃、 圧力：６．５万気圧以上、 の条件で超高圧高温加熱を施すと、溶融した上記金属が
ダイヤモンド粉末相互の焼結を促進するように作用すめ
ため、ダイヤモンド素地に上記金属が分散した組織を有
する焼結体が形成されるようになり、ついで、この焼結
体を２０００℃以上の温度で加熱すると、上記金属分散
相が素地のダイヤモンドによって炭化されて炭化物とな
ることから、ダイヤモンド素地に、Ｔｉ，Ｚｒ、および
Ｃｒのうちの１種以上の炭化物が、全体に占める割合で
１〜２０容量％の割合で分散した組織を有するダイヤモ
ンド基超高圧焼結材料が得られるようなり、この結果の
ダイヤモンド基超高圧焼結材料は、特に素地に分散する
上記炭化物によってすぐれた耐熱性を具備し、したがっ
てこれを高発熱を伴なう上記の難削材の高速切削などに
用いた場合にもすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘って
すぐれた切削性能を発揮するという研究結果を得たので
ある。
上述のような観点から、耐熱性のすぐれたダイヤモンド
基超高圧焼結材料を開発すべく研究を行なった結果、ダ
イヤモンド粉末の焼結促進成分として、Ｔｉ，Ｚｒ、お
よびＣｒを特定し、これらの金属成分のうちの１種以上
を、ダイヤモンド粉末との合量に占める割合で１〜２０
容量％の割合でダイヤモンド粉末と混合し、この場合粉
末を超高圧焼結装置の超高圧高温発生部内に装入し、 温度：１７００〜１９００℃、 圧力：６．５万気圧以上、 の条件で超高圧高温加熱を施すと、溶融した上記金属が
ダイヤモンド粉末相互の焼結を促進するように作用すめ
ため、ダイヤモンド素地に上記金属が分散した組織を有
する焼結体が形成されるようになり、ついで、この焼結
体を２０００℃以上の温度で加熱すると、上記金属分散
相が素地のダイヤモンドによって炭化されて炭化物とな
ることから、ダイヤモンド素地に、Ｔｉ，Ｚｒ、および
Ｃｒのうちの１種以上の炭化物が、全体に占める割合で
１〜２０容量％の割合で分散した組織を有するダイヤモ
ンド基超高圧焼結材料が得られるようなり、この結果の
ダイヤモンド基超高圧焼結材料は、特に素地に分散する
上記炭化物によってすぐれた耐熱性を具備し、したがっ
てこれを高発熱を伴なう上記の難削材の高速切削などに
用いた場合にもすぐれた耐摩耗性を示し、長期に亘って
すぐれた切削性能を発揮するという研究結果を得たので
ある。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって超高圧焼結装置の超高圧高温発生
部内に、ダイヤモンド粉末と、全体に占める割合で１〜
２０容量％のＴｉ，Ｚｒ、およびＣｒのうちの１種以上
からなる金属粉末の混合粉末を装入し、 温度：１７００〜１９００℃、 圧力：６．５万気圧以上、 の条件で超高圧高温加熱して、ダイヤモンド素地に上記
金属が分散した組織を有する焼結体とし、ついで、上記
焼結体を２０００℃以上の温度に加熱して、上記金属分
散相をダイヤモンド素地との炭化反応により炭化物分散
相とすること、からなる耐熱性にすぐれた切削工具用ダ
イヤモンド基超高圧焼結材料の製造法に特徴を有するも
のである。
なされたものであって超高圧焼結装置の超高圧高温発生
部内に、ダイヤモンド粉末と、全体に占める割合で１〜
２０容量％のＴｉ，Ｚｒ、およびＣｒのうちの１種以上
からなる金属粉末の混合粉末を装入し、 温度：１７００〜１９００℃、 圧力：６．５万気圧以上、 の条件で超高圧高温加熱して、ダイヤモンド素地に上記
金属が分散した組織を有する焼結体とし、ついで、上記
焼結体を２０００℃以上の温度に加熱して、上記金属分
散相をダイヤモンド素地との炭化反応により炭化物分散
相とすること、からなる耐熱性にすぐれた切削工具用ダ
イヤモンド基超高圧焼結材料の製造法に特徴を有するも
のである。
【０００６】つぎに、この発明の方法において、製造条
件を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） 金属粉末の割合 金属粉末の割合、すなわち炭化物分散相の割合が１容量
％未満では、ダイヤモンド粉末表面の前記金属によるぬ
れが十分に行なわれず、このためダイヤモンド粉末相互
の焼結が不十分となるばかりでなく、炭化反応による炭
化物分散相の割合も１容量％未満となってしまい、所望
の耐摩耗性および耐熱性を確保することができず、一方
その割合が２０容量％を越えると、相対的にダイヤモン
ド素地の割合が少なくなって耐摩耗性が急激に低下する
ようになることから、その割合を１〜２０容量％と定め
た。
件を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） 金属粉末の割合 金属粉末の割合、すなわち炭化物分散相の割合が１容量
％未満では、ダイヤモンド粉末表面の前記金属によるぬ
れが十分に行なわれず、このためダイヤモンド粉末相互
の焼結が不十分となるばかりでなく、炭化反応による炭
化物分散相の割合も１容量％未満となってしまい、所望
の耐摩耗性および耐熱性を確保することができず、一方
その割合が２０容量％を越えると、相対的にダイヤモン
ド素地の割合が少なくなって耐摩耗性が急激に低下する
ようになることから、その割合を１〜２０容量％と定め
た。
【０００７】（ｂ） 超高圧高温加熱条件 温度が１７００℃未満でも、また圧力が６．５万気圧未
満でも焼結が不十分となり、所望の組織をもった焼結体
を製造することができず、一方温度が１９００℃を越え
ると、素地のダイヤモンドと上記金属とが反応して炭化
物を形成するようになり、この結果上記金属の液相によ
るダイヤモンド焼結促進作用が失なわれるようになるこ
とから、温度を１７００〜１９００℃、圧力を６．５万
気圧以上と定めた。
満でも焼結が不十分となり、所望の組織をもった焼結体
を製造することができず、一方温度が１９００℃を越え
ると、素地のダイヤモンドと上記金属とが反応して炭化
物を形成するようになり、この結果上記金属の液相によ
るダイヤモンド焼結促進作用が失なわれるようになるこ
とから、温度を１７００〜１９００℃、圧力を６．５万
気圧以上と定めた。
【０００８】（ｃ） 炭化温度 その温度が２０００℃未満では、金属分散相のダイヤモ
ンド素地との反応がきわめて遅く、これを炭化物とする
のに長時間を要し、工業的でないことから、その温度を
２０００℃以上と定めた。
ンド素地との反応がきわめて遅く、これを炭化物とする
のに長時間を要し、工業的でないことから、その温度を
２０００℃以上と定めた。
【０００９】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。原料粉末として、０．４〜５０μｍの範
囲内の所定の平均粒径を有するダイヤモンド粉末、Ｔｉ
粉末、Ｚｒ粉末、Ｃｒ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末
を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合割合に
配合し、ボールミルにて２４時間混合した後、この混合
粉末をベルト型超高圧焼結装置の超高圧高温発生部内に
装入し、これに同じく表１に示される条件で超高圧高温
加熱を施し、引続いて炭化反応を施すことにより本発明
法１〜７、並びに前記炭化反応を行なわない従来法１〜
３を実施し、それぞれ直径：１８mm×厚さ：２．５mmの
寸法をもったダイヤモンド基超高圧焼結材料を製造し
た。
的に説明する。原料粉末として、０．４〜５０μｍの範
囲内の所定の平均粒径を有するダイヤモンド粉末、Ｔｉ
粉末、Ｚｒ粉末、Ｃｒ粉末、Ｃｏ粉末、およびＮｉ粉末
を用意し、これら原料粉末を表１に示される配合割合に
配合し、ボールミルにて２４時間混合した後、この混合
粉末をベルト型超高圧焼結装置の超高圧高温発生部内に
装入し、これに同じく表１に示される条件で超高圧高温
加熱を施し、引続いて炭化反応を施すことにより本発明
法１〜７、並びに前記炭化反応を行なわない従来法１〜
３を実施し、それぞれ直径：１８mm×厚さ：２．５mmの
寸法をもったダイヤモンド基超高圧焼結材料を製造し
た。
【００１０】
【表１】
【００１１】ついで、この結果得られた各種の焼結材料
について、ビッカース硬さに測定すると共に、切削チッ
プを切り出し、 被削材：ＳｉＣ分散Ａｌ合金の丸棒、 切削速度：４００ｍ／min.、 送り：０．１mm／rev.、 切込み：０．２mm、 切削時間：１０分、 の条件でのＡｌ合金の連続高速切削試験、並びに、 被削材：ＺｒＯ2 焼結体の丸棒、 切削速度：４０ｍ／min.、 送り：０．０５mm／rev.、 切込み：０．１mm、 切削時間１０分、 の条件でのセラミックスの連続高速切削試験を行ない、
いずれの試験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これ
らの測定結果を表２に示した。また表２にはそれぞれの
焼結材料の炭化物分散相または金属分散相の種類も合せ
て示した。
について、ビッカース硬さに測定すると共に、切削チッ
プを切り出し、 被削材：ＳｉＣ分散Ａｌ合金の丸棒、 切削速度：４００ｍ／min.、 送り：０．１mm／rev.、 切込み：０．２mm、 切削時間：１０分、 の条件でのＡｌ合金の連続高速切削試験、並びに、 被削材：ＺｒＯ2 焼結体の丸棒、 切削速度：４０ｍ／min.、 送り：０．０５mm／rev.、 切込み：０．１mm、 切削時間１０分、 の条件でのセラミックスの連続高速切削試験を行ない、
いずれの試験でも切刃の逃げ面摩耗幅を測定した。これ
らの測定結果を表２に示した。また表２にはそれぞれの
焼結材料の炭化物分散相または金属分散相の種類も合せ
て示した。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明法
１〜７によって製造されたダイヤモンド基超高圧焼結材
料は、いずれもダイヤモンド素地に分散する炭化物の作
用で、従来法１〜３によって製造された金属分散相のダ
イヤモンド基超高圧焼結材料に比して、すぐれた耐熱性
を具備することから、高い発熱を伴なうＡｌ合金やＺｒ
Ｏ2 焼結体の高速切削で、すぐれた耐摩耗性を長期に亘
って発揮することが明らかである。
１〜７によって製造されたダイヤモンド基超高圧焼結材
料は、いずれもダイヤモンド素地に分散する炭化物の作
用で、従来法１〜３によって製造された金属分散相のダ
イヤモンド基超高圧焼結材料に比して、すぐれた耐熱性
を具備することから、高い発熱を伴なうＡｌ合金やＺｒ
Ｏ2 焼結体の高速切削で、すぐれた耐摩耗性を長期に亘
って発揮することが明らかである。
【００１４】上述のように、この発明の方法によれば、
すぐれた耐熱性を有するダイヤモンド基超高圧焼結材料
を製造することができ、したがってこれを高い発熱を伴
なう各種難削材の高速切削などに切削工具として用いた
場合に、すぐれた切削性能を著しく長期に亘って発揮す
るなど工業上有用な効果がもたらさせるのである。
すぐれた耐熱性を有するダイヤモンド基超高圧焼結材料
を製造することができ、したがってこれを高い発熱を伴
なう各種難削材の高速切削などに切削工具として用いた
場合に、すぐれた切削性能を著しく長期に亘って発揮す
るなど工業上有用な効果がもたらさせるのである。
Claims (1)
- 【請求項１】 超高圧焼結装置の超高圧高温発生部内
に、ダイヤモンド粉末と、全体に占める割合で１〜２０
容量％のＴｉ，Ｚｒ、およびＣｒのうちの１種以上から
なる金属粉末の混合粉末を装入し、 温度：１７００〜１９００℃、 圧力：６．５万気圧以上、 の条件で超高圧高温加熱して、ダイヤモンド素地に上記
金属が分散した組織を有する焼結体とし、 ついで、上記焼結体を２０００℃以上の温度に加熱し
て、上記金属分散相をダイヤモンド素地との炭化反応に
より炭化物分散相とすること、を特徴とする耐熱性にす
ぐれた切削工具用ダイヤモンド基超高圧焼結材料の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031589A JPH05194032A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 耐熱性にすぐれた切削工具用ダイヤモンド基超高圧焼結材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031589A JPH05194032A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 耐熱性にすぐれた切削工具用ダイヤモンド基超高圧焼結材料の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194032A true JPH05194032A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=12335379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031589A Withdrawn JPH05194032A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 耐熱性にすぐれた切削工具用ダイヤモンド基超高圧焼結材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05194032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021070091A (ja) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | 博 石塚 | 高硬度ダイヤモンド基塊状工具素材およびその製法 |
| WO2022085438A1 (ja) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 | 住友電工ハードメタル株式会社 | ダイヤモンド焼結体、及びダイヤモンド焼結体を備える工具 |
-
1992
- 1992-01-22 JP JP4031589A patent/JPH05194032A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021070091A (ja) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | 博 石塚 | 高硬度ダイヤモンド基塊状工具素材およびその製法 |
| WO2022085438A1 (ja) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 | 住友電工ハードメタル株式会社 | ダイヤモンド焼結体、及びダイヤモンド焼結体を備える工具 |
| JPWO2022085438A1 (ja) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |