JPH07316839A - 樹脂付着を低減したcbn多結晶複合部材 - Google Patents
樹脂付着を低減したcbn多結晶複合部材Info
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- JPH07316839A JPH07316839A JP13816694A JP13816694A JPH07316839A JP H07316839 A JPH07316839 A JP H07316839A JP 13816694 A JP13816694 A JP 13816694A JP 13816694 A JP13816694 A JP 13816694A JP H07316839 A JPH07316839 A JP H07316839A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5062—Borides, Nitrides or Silicides
- C04B41/5064—Boron nitride
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は樹脂の付着及びその弊害に耐え得る
CBN多結晶複合部材を創生し、かつその合金を用いて
高信頼性、長寿命の各種金型関連部材を提供することに
ある。 【構成】 表面を耐摩耗性及び耐樹脂付着性に富むCB
N多結晶とし下地をCBN多結晶複合材よりも靱性に富
む超硬またはサーメットまたはセラミッとする。
CBN多結晶複合部材を創生し、かつその合金を用いて
高信頼性、長寿命の各種金型関連部材を提供することに
ある。 【構成】 表面を耐摩耗性及び耐樹脂付着性に富むCB
N多結晶とし下地をCBN多結晶複合材よりも靱性に富
む超硬またはサーメットまたはセラミッとする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂の付着を低減して
信頼性及び使用寿命を改善した各種CBN多結晶複合部
材に関するものである。
信頼性及び使用寿命を改善した各種CBN多結晶複合部
材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】リードフレームにICをマウントする工
程には従来より 各種の超硬製のパンチ、ダイが数多く
使用されている。特にICを環境から保護するための樹
脂モールドが一般的であるため、樹脂タブレット製造の
ための臼、杵 射出成形部のポット、プランジャー、樹
脂導入口のゲート、レジン樹脂を除去するレジンカット
パンチなどは直接または間接に樹脂と接触するものが数
多くある。ところが、最近樹脂の高性能化のためフィラ
ー剤であるシリカの含有量が高くかつ腐食性のガスを多
量に発生させるような種類の樹脂が使用されはじめた。
程には従来より 各種の超硬製のパンチ、ダイが数多く
使用されている。特にICを環境から保護するための樹
脂モールドが一般的であるため、樹脂タブレット製造の
ための臼、杵 射出成形部のポット、プランジャー、樹
脂導入口のゲート、レジン樹脂を除去するレジンカット
パンチなどは直接または間接に樹脂と接触するものが数
多くある。ところが、最近樹脂の高性能化のためフィラ
ー剤であるシリカの含有量が高くかつ腐食性のガスを多
量に発生させるような種類の樹脂が使用されはじめた。
【0003】そのため、このような樹脂と接触する超硬
部材は硬いシリカによって表面が摩耗して凹凸がはげし
くなる。凹凸が激しくなると樹脂が 部材の表面に付着
しやすくなり、次には付着した樹脂から発生する腐食性
のガスのために超硬部材の金属バインダー部分が侵食さ
れ表面のダメージが助長される。
部材は硬いシリカによって表面が摩耗して凹凸がはげし
くなる。凹凸が激しくなると樹脂が 部材の表面に付着
しやすくなり、次には付着した樹脂から発生する腐食性
のガスのために超硬部材の金属バインダー部分が侵食さ
れ表面のダメージが助長される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の超
硬では最近の樹脂に含有されるシリカの硬さおよび腐食
性ガスに負けて表面の凹凸が激しくなりそれが樹脂の付
着を誘発し、信頼性および使用寿命を激減させる。
硬では最近の樹脂に含有されるシリカの硬さおよび腐食
性ガスに負けて表面の凹凸が激しくなりそれが樹脂の付
着を誘発し、信頼性および使用寿命を激減させる。
【0005】
【課題を解決するための手段】シリカの硬さに勝つには
超硬合金よりもさらに硬い材料、例えばセラミックスや
CBN多結晶とすることが理想的である。
超硬合金よりもさらに硬い材料、例えばセラミックスや
CBN多結晶とすることが理想的である。
【0006】本発明者らは、当初超硬合金に替え各種の
セラミックスならびにサーメットを用いて本発明の目的
を達すべく種々検討を行なってきた。しかしながらセラ
ミックスやサーメットでは多少の効果はあるもののある
時間使用するとやはり超硬合金と同様に凹凸が激しくな
り樹脂の付着が生じてしまうことが問題であった。そこ
で、超耐摩耗物質であるCBNを含有したCBN多結晶
で部材全体を作製することを考えたが、狙いとする部材
あるいは部品は総じて複雑形状を呈しているため実際上
は不可能と思われる。そこで作業を担う部材の表面近傍
のみをCBN多結晶体とし、その他の部位は用途に応じ
て超硬やサーメットもしくはセラミックスとした複合の
材料とすることで目的を達成することが出来た。以下、
特許請求の範囲に従って詳細に説明する。
セラミックスならびにサーメットを用いて本発明の目的
を達すべく種々検討を行なってきた。しかしながらセラ
ミックスやサーメットでは多少の効果はあるもののある
時間使用するとやはり超硬合金と同様に凹凸が激しくな
り樹脂の付着が生じてしまうことが問題であった。そこ
で、超耐摩耗物質であるCBNを含有したCBN多結晶
で部材全体を作製することを考えたが、狙いとする部材
あるいは部品は総じて複雑形状を呈しているため実際上
は不可能と思われる。そこで作業を担う部材の表面近傍
のみをCBN多結晶体とし、その他の部位は用途に応じ
て超硬やサーメットもしくはセラミックスとした複合の
材料とすることで目的を達成することが出来た。以下、
特許請求の範囲に従って詳細に説明する。
【0007】
【作用】まず、表層のA部の組成から説明する。主構成
要素である立方晶BN(CBN)の含有量は100−5
0W%に限定する。50W%未満では充分な耐摩耗性が
確保できず樹脂の耐付着効果が発揮できないCBNが1
00W%近くになると極めて難燒結性となるため場合に
よっては燒結助剤を用いる。燒結助剤は文字どおり燒結
を援助して100%緻密な燒結体を得るために用いるが
この場合耐摩耗性を極端に犠牲にしては本発明の主旨に
反する。このために耐火物と総称される一群の化合物あ
るいはそれらの固溶体を添加して燒結助剤の役目を担わ
せると良い効果が得られる。耐火物は一般に熱に強いこ
とに加えてCBN、ダイヤを除けば地球上で最も硬い物
質の一群であり、本発明の主旨に充分適うものである。
要素である立方晶BN(CBN)の含有量は100−5
0W%に限定する。50W%未満では充分な耐摩耗性が
確保できず樹脂の耐付着効果が発揮できないCBNが1
00W%近くになると極めて難燒結性となるため場合に
よっては燒結助剤を用いる。燒結助剤は文字どおり燒結
を援助して100%緻密な燒結体を得るために用いるが
この場合耐摩耗性を極端に犠牲にしては本発明の主旨に
反する。このために耐火物と総称される一群の化合物あ
るいはそれらの固溶体を添加して燒結助剤の役目を担わ
せると良い効果が得られる。耐火物は一般に熱に強いこ
とに加えてCBN、ダイヤを除けば地球上で最も硬い物
質の一群であり、本発明の主旨に充分適うものである。
【0008】耐火物は、遷移金属と称される4A、5
A、6A族の元素と非金属元素のB、C、N、Oが化学
結合したものである。また遷移金属ではないがAl、S
iまたは2A族元素すなわちMg、Ca、Sr、Baや
該元素と非金属元素のB、C、N、Oの化合物を添加す
ると適性燒結温度を低下させたり、CBNとの濡れ性を
良くして密度比がほぼ100%の燒結体へと導く効果が
現われる。場合によってはCBN燒結体の靱性をいま一
歩上げたいという特性上の要求を満足させたいこともあ
る。この場合はFe、Co、Niを適宜添加してよい。
ただし30W%を越えて添加すると耐摩耗性が低下して
本発明の主旨に反する。Crは6A族でFe族ではない
がCBNとの濡れ性が良くほぼFe族と同様と考えて良
い。
A、6A族の元素と非金属元素のB、C、N、Oが化学
結合したものである。また遷移金属ではないがAl、S
iまたは2A族元素すなわちMg、Ca、Sr、Baや
該元素と非金属元素のB、C、N、Oの化合物を添加す
ると適性燒結温度を低下させたり、CBNとの濡れ性を
良くして密度比がほぼ100%の燒結体へと導く効果が
現われる。場合によってはCBN燒結体の靱性をいま一
歩上げたいという特性上の要求を満足させたいこともあ
る。この場合はFe、Co、Niを適宜添加してよい。
ただし30W%を越えて添加すると耐摩耗性が低下して
本発明の主旨に反する。Crは6A族でFe族ではない
がCBNとの濡れ性が良くほぼFe族と同様と考えて良
い。
【0009】CBN多結晶体もしくはCBN含有燒結体
の製造は一般にはCBNの変態を防止するためにCBN
の合成法と同様に温度1400C以上圧力4.5万気圧
以上の高温超高圧下で行なうが、CBNはダイヤに比べ
て安定度が高く、CBN体の組成を選べば一般のホット
プレス条件でもCBNの変態を生じさせることなく燒結
体を得ることが可能である。さらに驚くべきことに例え
ばCBN粒の表面に燒結の助剤となるべき、先ほど述べ
たような物質をメッキ法やプラズマフレーム法で被覆し
た”被覆CBN”粒を用いると所謂シンターヒップ法や
通常の常圧燒結法でも燒結体を得ることができる。これ
ら各種の燒結法を行なう際に基体としてB部の材料の燒
結体もしくはプレス体を用いると燒結と平行してA部と
B部の接合が可能となる。この場合例外なく両者の構成
元素のうちの1種または2種以上が他方へ移動する拡散
現象が生じるため特に強固な接合が可能となる。
の製造は一般にはCBNの変態を防止するためにCBN
の合成法と同様に温度1400C以上圧力4.5万気圧
以上の高温超高圧下で行なうが、CBNはダイヤに比べ
て安定度が高く、CBN体の組成を選べば一般のホット
プレス条件でもCBNの変態を生じさせることなく燒結
体を得ることが可能である。さらに驚くべきことに例え
ばCBN粒の表面に燒結の助剤となるべき、先ほど述べ
たような物質をメッキ法やプラズマフレーム法で被覆し
た”被覆CBN”粒を用いると所謂シンターヒップ法や
通常の常圧燒結法でも燒結体を得ることができる。これ
ら各種の燒結法を行なう際に基体としてB部の材料の燒
結体もしくはプレス体を用いると燒結と平行してA部と
B部の接合が可能となる。この場合例外なく両者の構成
元素のうちの1種または2種以上が他方へ移動する拡散
現象が生じるため特に強固な接合が可能となる。
【0010】なお、燒結後所謂HIP処理をして一層の
高密度化と高信頼性を図ることも場合によっては勿論可
能である。つぎに、表層A部の基体となるB部について
は超硬、サーメット、セラミックスいずれでもその用途
に応じて選択が可能である。ただし超硬、サーメットを
選択する場合は、選択理由としてその高い靱性によるこ
とが多い。そのため硬さがHRA94以下の材種を選択
することがまずは無難である。それを越えると靱性が低
下しそれらの材料を選択した意味が不明瞭となる。なお
サーメットに関しては一般に流布しているTiC系また
はTiCN系が靱性面から推奨される。セラミックスを
選定する場合は選定理由がその持つ高い剛性に因る場合
が多い。アルミナ系、アルミナ−TiC系、ジルコニア
系、Si3N4系、サイアロン系、SiC系セラミック
スはいずれもその用途に応じて使用が可能である。いま
一歩の靱性を望む場合は繊維強化あるいはウイスカ強化
された該セラミックスの使用が可能である。
高密度化と高信頼性を図ることも場合によっては勿論可
能である。つぎに、表層A部の基体となるB部について
は超硬、サーメット、セラミックスいずれでもその用途
に応じて選択が可能である。ただし超硬、サーメットを
選択する場合は、選択理由としてその高い靱性によるこ
とが多い。そのため硬さがHRA94以下の材種を選択
することがまずは無難である。それを越えると靱性が低
下しそれらの材料を選択した意味が不明瞭となる。なお
サーメットに関しては一般に流布しているTiC系また
はTiCN系が靱性面から推奨される。セラミックスを
選定する場合は選定理由がその持つ高い剛性に因る場合
が多い。アルミナ系、アルミナ−TiC系、ジルコニア
系、Si3N4系、サイアロン系、SiC系セラミック
スはいずれもその用途に応じて使用が可能である。いま
一歩の靱性を望む場合は繊維強化あるいはウイスカ強化
された該セラミックスの使用が可能である。
【0011】A部とB部の接合に関しては、先ほど述べ
た燒結接合のほかろう付け、溶接、通電加熱接合など適
宜選択実行することができる。本発明は、樹脂付着の低
減と部材の使用寿命の延長が主目的である。このため本
発明のCBN複合材は樹脂モールド用のポット、プラン
ジャー、樹脂タブレット成形用の臼と杵、ICモールド
金型 のゲート、樹脂除去用のレジンカットやダイなど
の部材の全体あるいは1部に使用すると顕著な効果が期
待できる。なお、A部の厚みは用途によって規定される
ものであり、薄すぎると充分な耐摩耗性が確保できず凹
凸が生じ易くなり本発明の主旨に反する。また厚すぎる
と耐摩耗性は確保できるものの破壊靱性値の低下が生じ
折損しやすくなりやはり本発明の主旨に反する。
た燒結接合のほかろう付け、溶接、通電加熱接合など適
宜選択実行することができる。本発明は、樹脂付着の低
減と部材の使用寿命の延長が主目的である。このため本
発明のCBN複合材は樹脂モールド用のポット、プラン
ジャー、樹脂タブレット成形用の臼と杵、ICモールド
金型 のゲート、樹脂除去用のレジンカットやダイなど
の部材の全体あるいは1部に使用すると顕著な効果が期
待できる。なお、A部の厚みは用途によって規定される
ものであり、薄すぎると充分な耐摩耗性が確保できず凹
凸が生じ易くなり本発明の主旨に反する。また厚すぎる
と耐摩耗性は確保できるものの破壊靱性値の低下が生じ
折損しやすくなりやはり本発明の主旨に反する。
【0012】
【実施例】所定の組成に調合し成型し、または成型後焼
結したCBN多結晶体をA部用として用意した。さら
に、B部用としてWC、Co、Crなどの原料粉末を所
定の比に秤量後アルコールを分散剤として用いボールミ
ルで72時間湿式混合した。 次にスプレードライで混
合粉を乾燥、造粒後所定の形状にプレス成形した。この
ようにして得られた成形体をA部用と重ねて焼結(処理
1)する、または焼結後銀ろう付けする(処理2)また
は焼結後通電加熱(処理3)する、または金属薄を2種
の焼結体間に挿入し通電加熱(処理4)するなどの手段
を用いて接合した。
結したCBN多結晶体をA部用として用意した。さら
に、B部用としてWC、Co、Crなどの原料粉末を所
定の比に秤量後アルコールを分散剤として用いボールミ
ルで72時間湿式混合した。 次にスプレードライで混
合粉を乾燥、造粒後所定の形状にプレス成形した。この
ようにして得られた成形体をA部用と重ねて焼結(処理
1)する、または焼結後銀ろう付けする(処理2)また
は焼結後通電加熱(処理3)する、または金属薄を2種
の焼結体間に挿入し通電加熱(処理4)するなどの手段
を用いて接合した。
【0013】こうして得られた接合部材をA部が樹脂と
の接触部であるようにして樹脂モールド用のポット、プ
ランジャー、樹脂タブレット成形用臼、杵、ICの樹脂
モールド金型のゲート、レジンカットパンチおよびダイ
を作製し従来品と比較し、樹脂の付着状況、折損頻度お
よび耐摩耗性を調査した。折損頻度は樹脂の付着により
パンチの軸がずれたり摩擦抵抗が増えたりするなどのた
めに増加するため、本発明の効果の目安とした。
の接触部であるようにして樹脂モールド用のポット、プ
ランジャー、樹脂タブレット成形用臼、杵、ICの樹脂
モールド金型のゲート、レジンカットパンチおよびダイ
を作製し従来品と比較し、樹脂の付着状況、折損頻度お
よび耐摩耗性を調査した。折損頻度は樹脂の付着により
パンチの軸がずれたり摩擦抵抗が増えたりするなどのた
めに増加するため、本発明の効果の目安とした。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【発明の効果】このように、表面をCBN多結晶複合材
料とし、内部をCBN粒よりも硬さが低い材料とした2
重構造の複合部材を用いた各種部材は樹脂の付着が少な
く、折損頻度も僅少でかつ耐摩耗性に富む性質を得るこ
とが出来る。
料とし、内部をCBN粒よりも硬さが低い材料とした2
重構造の複合部材を用いた各種部材は樹脂の付着が少な
く、折損頻度も僅少でかつ耐摩耗性に富む性質を得るこ
とが出来る。
Claims (17)
- 【請求項1】 充分な厚みを持つ表層部(以下A部と略
称する)が超耐摩耗粒子であるCBNが分散した超硬質
CBN多結晶燒結体あり、内部(以下B部と略称する)
がCBNより硬さが低い燒結体であることを特徴とする
樹脂付着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項2】 請求項1において、B部が硬さHRA9
4以下のWC基超硬合金またはTiCまたはTiCN基
サーメットであることを特徴とする樹脂付着を低減した
CBN多結晶複合部材。 - 【請求項3】 請求項1において、B部がアルミナ系セ
ラミックスまたはアルミナ−TiC系セラミックスまた
はジルコニア系セラミックスまたはSi3N4系セラミ
ックスまたはサイアロン系セラミックスまたはSiC系
セラミックスであることを特徴とする樹脂付着を低減し
たCBN多結晶複合部材。 - 【請求項4】 請求項3において、セラミックスが繊維
強化またはウイスカ強化されたセラミックスであること
を特徴とする樹脂付着を低減したCBN多結晶複合部
材。 - 【請求項5】 請求項1〜4において、A部がCBNが
100−50重量%(以下W%と略称)と周期律表2
A、4A、5A、6A族遷移金属およびAl、Siから
なる群より選んだ1種以上の元素とB、C、N、Oから
なる群より選んだ1種以上の非金属元素の化合物の1種
以上もしくは2種以上からなる固溶体が0−50W%お
よびFe族金属およびCrからなる群より選んだ1種以
上の金属元素が0−30W%および不可避不純物で構成
されることを特徴とする樹脂付着を低減したCBN多結
晶複合部材。 - 【請求項6】 半導体素子(以下ICと略称)の樹脂モ
ールド用のポットまたはプランジャーの全体または1部
が特許請求の範囲1〜5項で構成されることを特徴とす
る樹脂付着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項7】 ICの樹脂モールド用の樹脂タブレット
を成形するための臼または杵の全体または1部が特許請
求の範囲1〜5項で構成されることを特徴とする樹脂付
着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項8】 ICの樹脂モールド用金型の樹脂が注入
されるゲート部部品(以下ゲートと略称)の全体または
1部が請求項1〜5項で構成されることを特徴とする樹
脂付着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項9】 リードフレーム上へのIC装着工程にお
いて付着した樹脂を除去するためのパンチまたはダイ
(以下レジンカットパンチまたはダイと略称)の全体ま
たは1部が請求項1〜5項で構成されることを特徴とす
る樹脂付着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項10】 請求項1〜9において、A部とB部の
境界部近傍においてA部またはB部の構成元素の1種ま
たは2種以上が濃度勾配を持つことを特徴とする樹脂付
着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項11】 請求項1〜9において、A部とB部を
金属ろうで接合したことを特徴とする樹脂付着を低減し
たCBN多結晶複合部材。 - 【請求項12】 請求項1〜5において、請求項1に示
すA部とB部を通電加熱法で接合したことを特徴とする
樹脂付着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項13】 請求項1〜10において、A部とB部
の間に金属の箔片を挿入して溶接接合したことを特徴と
するCBN多結晶複合部材。 - 【請求項14】 請求項1〜10において、A部とB部
を同時に燒結してかつ接合することを特徴とするCBN
多結晶部材。 - 【請求項15】 請求項1〜13において、A部材を得
るのに高温超高圧下で燒結することを特徴とする樹脂付
着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項16】 請求項1〜13において、A部材を得
るのにいわゆるホットプレス法によることを特徴とする
樹脂付着を低減したCBN多結晶複合部材。 - 【請求項17】 請求項1〜16において、A部材を得
るのにCBN粒の表面にA材を構成する他の化合物また
は金属の1種または2種以上を被覆した被覆CBN粒用
いることを特徴とする樹脂付着を低減したCBN多結晶
複合部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13816694A JPH07316839A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 樹脂付着を低減したcbn多結晶複合部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13816694A JPH07316839A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 樹脂付着を低減したcbn多結晶複合部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07316839A true JPH07316839A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=15215576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13816694A Pending JPH07316839A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 樹脂付着を低減したcbn多結晶複合部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07316839A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010512300A (ja) * | 2006-12-11 | 2010-04-22 | エレメント シックス (プロダクション)(プロプライエタリィ) リミテッド | 立方体窒化ホウ素成形体 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP13816694A patent/JPH07316839A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010512300A (ja) * | 2006-12-11 | 2010-04-22 | エレメント シックス (プロダクション)(プロプライエタリィ) リミテッド | 立方体窒化ホウ素成形体 |
JP2013032285A (ja) * | 2006-12-11 | 2013-02-14 | Element Six (Production) (Pty) Ltd | 立方晶窒化ホウ素成形体 |
US9597774B2 (en) | 2006-12-11 | 2017-03-21 | Element Six Abrasives S.A. | Cubic boron nitride compacts |
US9636800B2 (en) | 2006-12-11 | 2017-05-02 | Element Six Abrasives S.A. | Cubic boron nitride compacts |
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