KR860002131B1

KR860002131B1 - Sintered compact for use in a tool

Info

Publication number: KR860002131B1
Application number: KR1019810003374A
Authority: KR
Inventors: 아끼오 하라; 슈지 야즈
Original assignee: 스미도모덴기 고오교오 가부시기 가이샤; 다부지 노보루
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1981-09-10
Publication date: 1986-12-11
Also published as: KR830007875A

Abstract

The sintered compact for a tool comprises the 80-95 % matrix phase consisting of cubic boron nitride (CBN) and the 5-20% binder phase consisting of Al compounds and a carbide and/or a nitride of Ti, Zr, Hf, V, Nb, or Ta. The average particle size of CBN is below 10 microns, and the binder phase contains the 5-30 wt.% Al and the 1-50 wt.% Cu of which the particle size is below 1 micron.

Description

공구용 고경도 소결체와 그의 제법High hardness sintered body for tool and its manufacturing method

제1도는 본 발명 소결체의 제조방법의 특징을 설명하기 위한 것으로서, Ti-N계의 상태도.1 is for explaining the characteristics of the manufacturing method of the sintered body of the present invention, a state diagram of a Ti-N system.

제2도는 본 발명 소결체의 제조조건을 설명하기 위한 것으로서 고압상형질화봉소(high pressure form boron nitride)의 압력-온도 상도위에 있어서의 열역학적인 안정영역을 나타낸 도면.2 is a view for explaining the manufacturing conditions of the sintered body of the present invention, showing a thermodynamic stable region on the pressure-temperature phase of high pressure form boron nitride.

입방정형질화붕소(Cubic BN, 이하 CBN으로 약함)는 다이아몬드 다음 가는 고경도의 물질이고 초고압 고온하에서 합성된다. 현재 이미 연삭용 지립(砥粒)으로 사용되고, 또 절삭 용도에는 CBN을 금속 Co등으로 결합한 소결체가 일부에 사용되고 있다. 이 CBN을 금속으로 결합한 소결체는 절삭공구로 사용한 경우, 결합 금속상의 고온에서의 연화에 의한 내마모성의 저하나, 피삭재(被削材) 금속이 용착되기 쉬우므로 공구가 손상된다고 하는 결점이 있다. 본 발명은 이러한 금속으로 결합한 소결체가 아니고 고강도로 내열성이 뛰어난 경질금속 화합물을 결합상으로 한 절삭공구 등의 공구용도에 적합한 새로운 CBN소결체에 관한 것이다.Cubic boron nitride (weak CBN) is the next hardest material after diamond and is synthesized under ultra-high pressure. Currently, it is already used as an abrasive grain for grinding, and the sintered compact which combined CBN with metal Co etc. is used for a part for cutting use. When the sintered compact in which the CBN is bonded to the metal is used as a cutting tool, there are disadvantages in that the wear resistance decreases due to softening at a high temperature on the bonded metal and the workpiece metal is easily welded, resulting in damage to the tool. The present invention relates to a novel CBN sintered body suitable for use in a tool such as a cutting tool made of a hard metal compound having a high strength and excellent heat resistance, rather than a sintered body bonded to such a metal.

CBN은 전기한 바와같이 고경도이고, 내열성, 내마모 성에 뛰어난 물질이다. 이 CBN만을 소결하는 시도는 여러가지로 실시되고 있으나, 여기에는 예를들면 일본국 특공소 39-8948에 기재되어 있는 바와같이 약 70kb 이상, 1, 900℃ 이상의 초고압, 고온하에서 소결할 필요가 있다.As described above, CBN is a material with high hardness and excellent heat resistance and abrasion resistance. Attempts have been made to sinter only this CBN, but it is necessary to sinter at about 70 kb or more, 1,900 ° C. or higher, and high temperature as described, for example, in Japanese Patent Application No. 39-8948.

현재의 초고압·고온장치로서는 이와같은 고압·고온조건을 발생시킬 수는 있으나, 공업적규모로 장치를 대형화한 경우, 고압고온 발생부의 작업수명이 제한되고, 실용적이 아니다. 또한 CBN만의 소결체는 경도는 높으나, 공구로서 사용할 경우의 인성이 모자란다.Such high pressure and high temperature devices can generate such high pressure and high temperature conditions. However, when the device is enlarged on an industrial scale, the working life of the high pressure and high temperature generation unit is limited and not practical. In addition, the CBN-only sintered body has high hardness, but lacks toughness when used as a tool.

발명자들은 CBN의 결합재로서 주기율표 제4a족, 제5a족의 천이금속의 탄화물, 질화물, 탄질화물과 Al을 포함한 화합물을 주체로 한 것에 Cu원소를 함유한 것을 쓰고, 또한 적절한 제조조건을 발견함으로써, 종래에 없는 내마모성, 인성을 가지는 CBN의 함유량이 체적으로 80%를 넘는 고경도의 소결체를 얻을 수 있었다. 또 고압상형질화 붕소의 다른 형태인 울쯔광(wurtzite)형 질화붕소에 대하여도 같은 검토를 행하고, CBN을 사용한 경우와 유사한 결과를 얻었다.The inventors have found that the binder containing CBN contains Cu element containing mainly carbides, nitrides, carbonitrides and Al compounds of transition metals of Groups 4a and 5a of the periodic table, and finds suitable manufacturing conditions. The high hardness sintered compact whose content of CBN which has the conventional wear resistance and toughness exceeds 80% by volume was obtained. In addition, the same examination was carried out for the wurtzite type boron nitride, which is another form of high-pressure phase boron nitride, to obtain similar results as in the case of using CBN.

이하 CBN을 경질내마모 성분으로 하여 사용한 소결체에 대하여 상세하게 기술하지만, 울쯔광형 또는 CBN과 울쯔광형 질화붕소의 혼합물을 사용한 경우도 같은 것을 말할 수 있다.Hereinafter, although the sintered compact which used CBN as a hard wear-resistant component is described in detail, the same thing can be said also when a wurtzite type or a mixture of CBN and wurtzite type boron nitride is used.

본 발명의 목적으로 하는 바는 CBN의 함유량이 많은 고경도의 공구용 소결체를 얻는 것이다. 이에 의하여 CBN의 특징을 최대한으로 살려서 예를들면 WC초경합금과 같이 고경도의 재료를 절삭 가공하는 공구재든가, 또 선인(線引)다이스 등에 응용할 수가 있다. CBN만으로 되는 소결체는 전기한 바와같이 제조상의 곤란한 점과, 소결체 그 자체의 강도부족이라는 결점을 가지고 있다. 이 때문에 CBN에 적당한 결합재를 더함으로써 이러한 결점을 개량하는 일을 생각케 된다.An object of the present invention is to obtain a sintered compact for tools having a high content of CBN. This makes it possible to utilize the characteristics of CBN to the maximum, and to apply it to tool materials for cutting hard materials such as WC cemented carbide, or to die-cut dies. As described above, the sintered body made of only CBN has the disadvantages of manufacturing difficulties and the lack of strength of the sintered body itself. For this reason, it is conceivable to improve such a defect by adding a suitable binder to CBN.

공지의 방법의 하나는 금속결합재를 쓰는 방법으로서, 시판의 CBN을 금속 Co등으로 결합한 소결체가 그 예이다. 또 CBN에 금속 이외의 화합물 예를들면 AL₂O₃나 B₄C등을 혼합하여 이것을 소결하는 시도도 행해지고 있다. 전자의 방법은 소결시에 Co등의 금속결합재가 용해하는 온도로 행하는 것으로서, 고압하에 있어서의 액상 소결이다. 후자의 경우는 결합재는 용해안하고 고상상태에서 소결된다. 발명자 등은 전에 주기율표 제 4a, 5a, 6a족 금속의 탄화물, 질화물, 봉화물, 규화물을 결합재로 하여 이들의 결합재 화합물이 소결체조직 중에서 연속한 결합상을 이루는 CBN을 체적 %로 40~80%함유한 고경도 공구용 소결체를 발명하고, 특허출원하고 있다(일본국 특개소 53-77811). 이 경우에도 고상상태로 소결하는 것인데, 결합재 함유량이 비교적 많기 때문에 CBN만의 소결에 비교하여 치밀한 소결체를 얻는데 필요한 압력 온도조건이 완화된다.One known method is a method of using a metal binder, for example, a sintered body in which commercially available CBN is bonded by a metal Co or the like. Attempts have also been made to mix CBN with compounds other than metals such as AL ₂ O ₃ , B ₄ C and the like and sinter them. The former method is performed at a temperature at which a metal binder such as Co dissolves during sintering, and is liquid phase sintering under high pressure. In the latter case, the binder is not dissolved and sintered in a solid state. The inventors previously used carbides, nitrides, sulfides, and silicides of the metals of Groups 4a, 5a, and 6a of the periodic table as binders, and their binder compounds contain 40% to 80% by volume of CBN, which forms a continuous bonding phase in the sintered structure. A high hardness tool sintered body is invented and patented (Japanese Patent Laid-Open No. 53-77811). In this case as well, the sintering is performed in a solid state. Since the binder content is relatively high, the pressure and temperature conditions necessary for obtaining a compact sintered body are alleviated compared with the sintering of CBN alone.

발명자들은 더 나아가서 CBN의 함유량을 많이한 것에 대하여 검토하였다. CBN의 함유량이 80체적%를 넘으면 CBN과 전기한 주기율표 제 4a, 5a, 6a족 금속의 화합물 분말을 충분히 균일하게 혼합하여 초고압, 고온하에서 소결하여도, 고강도의 소결체는 얻을 수 없었다. 이 소결체의 파면을 조사하여 보면 CBN입자간 및 CBN과 결합제 화합물 입자간에서 파괴되어 있는 일이 많고, CBN입자상호 또는 CBN과 결합제 결정입자간의 결합강도가 낮다고 생각된다. CBN의 함유량이 많은 경우에는 이와같이 소결성이 저하하여, 고강도의 소결체를 얻을 수 없다. 이것을 개선하기 위하여 더욱 광범위한 실험을 한 결과, 결합재로서 주기율표 제4a족, 제5a족의 탄화물, 질화물, 탄질화물, 특히 제4a족, 제5a족의 천이금속을 M으로 나타낸때, MCx, MNx M(CN)x의 X의 값이 어느 값이하인 분말에 Al과 Cu를 포함하는 혼합분말을 사용한 경우, CBN의 함유량이 80%를 넘는 조성일지라도 고강도의 소결체를 얻을 수 있음을 발견했다.The inventors further examined what increased the content of CBN. When the content of CBN exceeds 80% by volume, high strength sintered compact could not be obtained even when CBN and the compound powders of Group 4a, 5a, and 6a of the periodic table described above were sufficiently uniformly mixed and sintered under high pressure and high temperature. Investigation of the wavefront of this sintered compact often indicates that the CBN particles and CBN and the binder compound particles are often destroyed, and that the bonding strength between CBN particles or CBN and binder crystal grains is low. When there is much content of CBN, sinterability falls in this way and a high strength sintered compact cannot be obtained. As a result of the extensive experiments to improve this, carbides, nitrides, carbonitrides of the periodic table of Groups 4a and 5a, especially the transition metals of Groups 4a and 5a are represented as M, MCx, MNx M It has been found that when a mixed powder containing Al and Cu is used in a powder whose X value of (CN) x is equal to or less than a value, a high-strength sintered body can be obtained even if the CBN content is higher than 80%.

주기율표 제4a족, 제5a족의 탄화물, 질화물, 탄질화물은 제1도의 TiN의 상태도에 대표되는 바와같이, NaCl형 구조를 가지는 형태가 M-C, M-N, M-C N의 넓은 조성범위에 있어서 존재한다. 이 X의 값이 1이하의 경우, 즉 상대적으로 C, N의 원자 공공농도가 높은 것을 사용함으로써 소결성이 개선되었다. 또 결합재로써 MCx, MNx, M(C.N)x만을 사용한 경우보다도 여기에 Al의 화합물을 가한 경우 소결성은 개선되는 것이 확인되었다. 더욱이 여기에 소량의 Cu가 함유된 경우는 더욱 소결성이 개선되고, 소결체의 강도도 향상된다는 것을 알았다. 결합재 원료로서 사용하는 MCx, MNx, M(C.N)x의 X값의 바람직한 범위는 0.95이하이다. 또 Al은 결합재중에 Al원소로서 5%이상, Cu는 1%이상 존재하면 고강도의 소결체를 얻을 수 있다. 소결체중의 CBN함유량을 체적으로 85%로 하고 MCx, MNx, M(C.N)x의 X의 값과 첨가 Al 혹은 Cu의 함유량을 여러가지로 바꾸어서 소결체를 시험제작하여 절삭공구로서의 성능을 평가한 결과, 특히 고강도로 공구로서의 성능이 뛰어나는 것은, X의 값이 0.50~0.95로 Al첨가량이 결합재중의 중량으로 5~30%의 범위이고, 또한 Cu는 결합재중의 중량으로 1~50%의 범위의 것이었다.The carbides, nitrides, and carbonitrides of Groups 4a and 5a of the Periodic Table exist in a wide composition range of M-C, M-N, and M-CN, as represented by the state diagram of TiN in FIG. When the value of this X is 1 or less, that is, by using relatively high atomic porosity of C and N, sinterability was improved. Moreover, when Al compound was added to it compared with the case where only MCx, MNx, M (C.N) x was used as a binder, it was confirmed that sinterability improved. Furthermore, it was found that when a small amount of Cu was contained therein, the sinterability was further improved and the strength of the sintered body was also improved. The preferable range of X value of MCx, MNx, M (C.N) x used as a binder raw material is 0.95 or less. In addition, when Al is 5% or more and Al is 1% or more as the Al element in the binder, a high strength sintered compact can be obtained. The CBN content in the sintered body was 85% by volume, and the value of X in MCx, MNx, M (CN) x and the amount of added Al or Cu were varied to test the sintered body to evaluate the performance as a cutting tool. The high strength and excellent performance as a tool include X in the range of 0.50 to 0.95, Al addition in the range of 5 to 30% by weight in the binder, and Cu in the range of 1 to 50% by the weight in the binder. .

본 발명의 소결체에서는 고압상형질화붕소는 소결체중의 체적%로 80~95%이다. 이 조성범위내에서는, 충분히 치밀한 소결체에서는 CBN의 함유량이 많을수록 소결체의 경도가 높다. 95%를 넘으면 소결체의 공구로서 필요한 이성의 저하를 볼 수 있다. 또한 80%이하의 함유량에서는 소결체의 결합상의 조직중에서 연속한 형태를 취하고 경도가 저하한다.In the sintered compact of this invention, high pressure phase boron nitride is 80 to 95% by volume% in a sintered compact. Within this composition range, in a sufficiently compact sintered compact, the higher the content of CBN, the higher the hardness of the sintered compact. When it exceeds 95%, the fall of the reason required as a tool of a sintered compact can be seen. In addition, in content of 80% or less, a continuous form is taken in the structure of the bonding phase of a sintered compact, and hardness falls.

본 발명에 의한 결합재를 사용했을 때 고압상형질화붕소의 소결성이 개선되는 이유를 고찰하여 본다. TiNx을 예로들면, TiNx만의 소결체의 상온에 있어서의 경도는 X의 값이 약 0.7의 경우가 최대가 된다. 그러나, 고온하에서는 X의 값이 낮은 것일수록 경도저하의 정도가 크다. CBN과 TiNx을 혼합하여 초고압 고온하에서 소결하는 경우, CBN 결정은 변형되기 어려우나 TiNx 입자는 쉽게 변형을 일으킬 수 있다. 전술한 이유로 이 경우 질소원자의 결함농도가 높은 X의 값이 낮은 TiNx 일수록 변형하기 쉽고, CBN 결정입자간에 침입하여 치밀화가 진행되기 쉬운 다른 MCx, MNx, M(C.N)x에 대하여도 같은 말을 할 수 있다. 그러나 이것만으로는 CBN입자간의 결합강도가 충분하지 않다. 예를들면 WC-Co 초경합금의 액상소결과 같이 경질입자의 결합상에의 용해와 재석출현상이 있으면 결합상과 경질입자, 또는 경질입자 상호의 결합강도가 높은 것을 얻을 수 있을 것이다.Consider the reason why the sinterability of the high-pressure phase boron nitride is improved when the binder according to the present invention is used. Taking TiNx as an example, the hardness at room temperature of the sintered compact of TiNx only is the maximum when the value of X is about 0.7. However, under high temperature, the lower the value of X, the greater the degree of decrease in hardness. When CBN and TiNx are mixed and sintered under ultra-high pressure, CBN crystals are difficult to deform, but TiNx particles can easily deform. For the above reasons, in this case, the lower the TiNx value, the higher the concentration of defects of nitrogen atoms, the easier it is to deform, and the same is true for other MCx, MNx, M (CN) x that are easily densified by invading between CBN grains. can do. However, this alone is not enough bond strength between CBN particles. For example, if the dissolution and re-precipitation of the hard particles in the binding phase of the hard particles, such as liquid phase sintering of the WC-Co cemented carbide, it is possible to obtain a high bond strength between the binding phase and the hard particles or the hard particles.

본 발명소 결체에는 결합재중에 Al화합물을 존재시킴으로써, 이것과 비슷한 현상이 생기는 것을 발견한 것이다. 결합재로서 MCx, MNx, M(C.N)x에 Al화합물을 첨가하여가면 그 양이 증가함에 따라 소결성이 개선되고, 저온소결에 의해서도 고경도의 소결체가 얻어진다. 소결체를 다이아몬드숫돌로 연마하여, 다시랩 마무리하여 관찰하면 첨가된 Al량이 결합재중의 중량으로 5%이사의 경우에는 CBN입자의 탈락을 거의 볼 수 없다. 그러나 소결체의 파면을 관찰하면 CBN입자는 그 거의가 입내 파괴되어 있지만 일부 입게 파괴되어 있는 개소도 인정되었다. 이 CBN소결체의 조성에 Cu를 첨가한 소결체를 제작하여 그 파면을 관찰한바, 입계파괴가 생긴곳은 인정되지 않았다. 그 이유는 다음과 같이 추측된다. Cu는 Al 및 소결체중 MCx, MNx, M(C.N)x의 잉여의 제4a족 천이금속 M과 반응하여 저융점의 액상이 생기고, CBN과 MC, MN, M(C.N) 등의 결합재와의 계면에 균일하게 침입한다. 이 계면에 침입한 M-Al-Cu는 CBN이나 결합상인 MC, MN, M(C.N)과의 친화성이 양호하기 때문에 CBN-CBN 혹은 CBN-MC, MN, M(C.N)의 접합강도를 높이기 때문인 것으로 생각된다.In the present invention, the Al compound is present in the binder to find a phenomenon similar to this. When the Al compound is added to MCx, MNx, M (C.N) x as a binder, the sinterability is improved as the amount thereof increases, and a high hardness sintered body is obtained even by low temperature sintering. When the sintered body was polished with diamond grindstone and re-laped, the CBN particles were hardly observed when the amount of Al added was 5% by weight in the binder. However, when the wavefront of the sintered compact was observed, the CBN particles were also found to have a portion where most of the CBN particles were broken in the mouth. When the sintered compact which Cu was added to the composition of this CBN sintered compact was produced, and the wave front was observed, the place where the grain boundary fracture occurred was not recognized. The reason is assumed as follows. Cu reacts with excess of Group 4a transition metal M of Al and MCx, MNx, M (CN) x to form a low melting liquid phase, and interfaces with CBN and binders such as MC, MN, M (CN), etc. Invades evenly. M-Al-Cu infiltrating this interface has a good affinity with CBN and the bonding phases MC, MN, M (CN), thus enhancing the bonding strength of CBN-CBN or CBN-MC, MN, M (CN). It seems to be because.

또 Cu를 함유하고 있지 않은 소결체는 CBN입자와 결합재인 MC, MN, M(C.N)의 계면에 MB₂등의 붕화물이 다량으로 형성된다. 통상이 MB₂등의 붕화물은 취약하고 다량을 존재하면 파괴의 기인이 된다. 한편 Cu를 함유한 소결체에 있어서는 MB₂등의 형성이 억제되어 있고, 이 때문에 Cu를 함유한 소결체는 CBN입자와 결합상이 강고하게 결합한 것이라고 생각된다.In the sintered body it does not contain Cu are the borides, such as CBN particles and bonding material of MC, MN, at the interface of a M (CN) ₂ MB is formed in a large amount. Usually, borides such as MB ₂ are fragile and a large amount is present as a cause of destruction. On the other hand, formation of MB ₂ etc. is suppressed in the sintered compact containing Cu, and for this reason, it is thought that the sintered compact containing Cu couple | bonded with CBN particle | grains firmly.

또 본 발명 소결체는 전술한 바와같이 소결시에 저융점의 액상이 출현하기 때문에 저온 소결이 가능하다.In addition, the sintered body of the present invention can be sintered at low temperature because a liquid phase of low melting point appears during sintering as described above.

본 발명 소결체에 있어서, Cu는 순금속으로서 존재하는 것이 아니고, MC, MN, M(C.N)등의 결합상중에 고용한다든가, 혹은 MCx, MNx, M(C.N)x의 잉여의 M이나 Al과 반응하여 금속간 화합물의 형태로 존재하기 때문에 고온에서의 강도 저하는 생기지 않는다. 그러나 Cu의 함유량이 결합재중의 중량으로 50%를 넘으면, Cu가 MC, MN, M(C.N)의 결합상중에 고용하든가 잉여의 M이나 Al과 반응하여 금속간 화합물을 형성하지 못하고, 순수한 Cu층의 상태가 소결체중에 존재하기 때문에 수결체의 경도는 저하하여 공구성능은 나쁘게 된다.In the sintered body of the present invention, Cu does not exist as a pure metal and is dissolved in a bonding phase such as MC, MN, M (CN), or reacts with excess M or Al of MCx, MNx, M (CN) x. Therefore, since it exists in the form of an intermetallic compound, the strength fall at high temperature does not occur. However, if the content of Cu exceeds 50% by weight in the binder, Cu is not dissolved in the bonding phase of MC, MN, M (CN) or reacts with excess M or Al to form an intermetallic compound. Because of the presence of in the sintered body, the hardness of the water-reduced body decreases, resulting in poor tool performance.

Al 혹은 Cu를 첨가하는 방법은 여러가지 생각할 수 있다. 소결전의 CBN과의 혼합분말중에 Al 혹은 Cu의 분말을 첨가하는 방법이 가장 간단하지만, 이들 금속의 1μ 이하의 미분말은 얻기 어렵고, 굵은 입자로서는 소결체의 조직이 불균일로 되기 쉽다. 가장 바람직한 방법은 Al의 경우, 결합재인 MCx, MNx, M(C.N)x의 과잉한 M과 금속 Al을 반응시킴에 의해 M-Al 금속간 화합물을 형성시킨 다음, 이것을 분쇄사용하는 방법이다. 이 경우는 결합재 MCx, MNx, M(C.N)x와 Al의 금속간 화합물로되는 극히 미세한 1μ이하의 결합재 분말이 쉽게 얻어진다. 이 밖에 미리 금속 M과 금속 Al을 반응시켜서 합성한 M-Al 금속간 화합물(예를들면 TiAl₃, TiAl, Ti₂Al, ZrAl₃, AZrAl등)의 분쇄하기 쉬운 분말을 사용하여도 좋다. 또 다른 형태의 Al화합물인 AlN, Ti₂AlN, Zr₂AlN등의 질소를 함유하는 화합물의 형태로 첨가해도 좋다.Various methods of adding Al or Cu can be considered. Although the method of adding Al or Cu powder in the mixed powder with CBN before sintering is the simplest, the fine powder of 1 micrometer or less of these metals is difficult to obtain, and as a coarse particle, the structure of a sintered compact tends to become nonuniform. The most preferred method is Al, in which M-Al intermetallic compound is formed by reacting excess M of the binders MCx, MNx, M (CN) x with metal Al, and then pulverizing it. In this case, extremely fine binder powder of less than 1 mu of an intermetallic compound of the binders MCx, MNx, M (CN) x and Al is easily obtained. In addition it may be used to advance the metal M and the metal Al between a synthesis reaction by M-Al metallic compound powder, easy to break in (e.g., _{_{TiAl 3, TiAl, Ti 2 Al}} , ZrAl 3, AZrAl etc.). Another form of Al compound may be added in the form of a compound containing nitrogen such as AlN, Ti ₂ AlN, Zr ₂ AlN.

또 Cu의 경우, 가장 바람직한 방법은 소결시에 소결체 외부에서 확산에 의하여 침입시키든가 혹은 상기한 Al을 첨가하는 경우와 같이 결합재와 반응시켜서 첨가하는 일이다.Moreover, in the case of Cu, the most preferable method is to react by adding with the binder, as in the case of intrusion by diffusion from the outside of the sintered body at the time of sintering or the addition of Al described above.

본 발명에서 사용하는 CBN결점의 입도는 소결체의 공구로서의 성능으로 보아 10μ 이하로 할 필요가 있다. 결정입자가 굵으면 소결체의 강도가 저하하고, 또한 특히 절삭공구로서 사용하는 경우에는 결정입자의 가는 것이 좋은 가공면을 얻을 수 있다.The particle size of the CBN defect used in the present invention needs to be 10 µm or less in view of the performance of the sintered compact as a tool. If the crystal grains are thick, the strength of the sintered compact decreases, and in particular, when used as a cutting tool, a finely processed surface of the crystal grains can be obtained.

본 발명의 또 하나의 특징인 결합상의 입도는 1μ 이하의 극히 미세한 결정입자로 이루어져 있으므로 소결체는 CBN의 함유량이 많더라도, 결합상이 균일하게 CBN입자간에 분산한 조직이되어 고강도의 소결체가 얻어진다.Another feature of the present invention is that the size of the bonded phase is composed of extremely fine crystal grains of 1 μm or less, so that the sintered body has a structure in which the bonded phase is uniformly dispersed among the CBN particles even if the content of CBN is large, thereby obtaining a high strength sintered body.

소결체의 제조에 당해서는 다이아몬드합성에 사용되는 초고압고온 장치를 사용하여 압력 20kb 이상, 온도 900℃ 이상에 서행한다. 특히 바람직한 소결압력, 온도조건은 압력 30~70kb, 온도 1, 100~1, 500℃이다. 이 압력, 온도조건의 상한은 공업적규모의 초고압, 고온장치의 실용적인 운전조건의 범위내이다. 또한 압력, 온도조건은 제2도에 나타낸 고압상형질화붕소의 안정역내에서 행할 필요가 있다.In order to manufacture a sintered compact, it uses the ultrahigh-pressure high temperature apparatus used for diamond synthesis, and it runs at the pressure of 20kb or more and temperature 900 degreeC or more. Particularly preferred sintering pressure and temperature conditions are pressure 30 ~ 70kb, temperature 1, 100 ~ 1, 500 ℃. The upper limit of the pressure and temperature conditions is within the range of practical operating conditions for industrial scale high pressure and high temperature equipment. In addition, the pressure and temperature conditions need to be performed within the stable region of the high-pressure phase boron nitride shown in FIG.

이러한 뛰어난 소결체를 절삭공구로서 사용하는 경우, 고경도 소결체는 베어지는 칼날부분에만 있으면 되므로 이 고경도소결체를 강도, 인성, 열전도에 우수한 초경합금에 접합해서 사용하면 그 성능을 충분히 발휘할 수가 있다. 그러나 본 발명의 소결체를 초경합금에 직접 접합하면 접합강도가 약하고 단속절삭의 경우등에는 사용할 수 없다. 충분한 접합강도를 얻는데는 CBN을 용적으로 70% 미만함유하고 잔부가 Ti, Zr, Hf 의 탄화물, 질화물 혹은 탄질화물의 1종 혹은 이들의 혼합물이나 상호고용체 화합물을 주체로 한 것에 Al, 또는 Si를 0.1중량% 이상 함유하는 두께 2mm 이하의 중간층을 써서 접합하면 된다.In the case where such an excellent sintered compact is used as a cutting tool, the high hardness sintered compact only needs to be cut at the cutting edge, so that the high hardness sintered compact can be sufficiently bonded to the cemented carbide having excellent strength, toughness and thermal conductivity. However, when the sintered body of the present invention is directly bonded to a cemented carbide, the bonding strength is weak and cannot be used for interrupted cutting. In order to obtain sufficient bonding strength, less than 70% of CBN is contained, and the balance is based on one of Ti, Zr, Hf carbides, nitrides or carbonitrides, or mixtures thereof or inter-solid compounds. What is necessary is just to bond together using the intermediate | middle layer of thickness 2mm or less containing 0.1 weight% or more.

이하 실시예에 의하여 더 구체적으로 설명한다.It will be described in more detail by the following examples.

[실시예 1]Example 1

평균입도 3μ의 CBN입자를 체적%로 90%와 결합재 분말로 되는 혼합 분말을 작성하였다. 결합재 분말은 TiN_0.83분말과 Al 분말을 중량%로 각각 80%, 20%의 비율로 혼합한 것을 진공로중에서 1, 000℃ 30분간 가열후 분쇄하여 평균입도 0.3μ의 미분말로 한 것이다. 이 결합재분말을 X-선 회절에 의하여 조사한 바, TiN 이외에 Ti₂AlN TiAl₃, TiAl 등의 TiN과 Al의 반응에 의하여 생긴 화합물이 검출되고 금속 Al은 검출되지 않았다. 이것은 TiN_0.83의 N에 대하여 상대적으로 괴잉한 Ti가 첨가한 Al과 반응해서 생긴 것이다.A mixed powder was prepared in which the CBN particles having an average particle size of 3 mu were made up to 90% by volume and the binder powder. The binder powder is a mixture of TiN _0.83 powder and Al powder in a ratio of 80% and 20% by weight, respectively, and then pulverized after heating for 30 minutes at 1,000 ° C. in a vacuum furnace to obtain a fine powder having an average particle size of 0.3 μ. When the binder powder was irradiated by X-ray diffraction, compounds produced by the reaction of Ti with Al such as Ti ₂ AlN TiAl ₃ , TiAl, etc. other than TiN were detected, and metal Al was not detected. This is a result of reaction with Al added to Ti, which is relatively hardened against N of TiN _0.83 .

외경 14mm, 내경 10mm의 Mo제의 용기에 CBN을 용적으로 60%함유하고 잔부가 TiN과 Al을 중량으로 약간 함유하는 혼합분말을 도포한 WC-6% Co조성의 초경합금(회경 10mm, 높이 2.2mm)위에 상기한 CBN과 결합재의 혼합분말을 0.30g 충전하였다. 이 위에 두께 2μ의 Cu를 증착한 초경합금(외경 10mm, 높이 2mm)을 놓고, Mo제의 병마개를 하고, 이 용기전체를 다이아몬드 합성에 사용하는 초고압장치에 넣었다. 압력 50kb에 가압하고, 이어서 온도 1, 250℃까지 가열하여 20분간 유지하였다. 꺼낸 소결체를 다이아몬드 숫돌을 사용하여 고경도 소결체가 나타날때까지 연삭 가공하고, 그 위에 다이아몬드 페이스트를 사용해서 연마하였다. 광학 현미경으로 관찰한 바 기공도 없고 치밀한 소결체이었다. 이 소결체는 CBN함유의 접합층을 개재하여 초경합금에 강고하게 접합하고 있었다. 비커스경도계를 사용해서 하중 5kg으로 경도를 측정한 결과 값이 약 4, 800을 나타냈다. 또 X선 마이크로 애널라이저를 사용해서 소결체중의 함유원소를 조사한 바, Cu가 균일하게 함유되어 있고, 그 양은 결합재 중의 중량의 약 3%였다. 또한 이 소결체의 생성물을 X선 회절에 의하여 조사한 결과 CBN, TiN, AlN 등이 있었는데 TiB₂등의 붕화물은 극히 적게 검출되었을 뿐이다. 그리고 Cu를 함유하지 않는 소결체를 동일하게 제조하여, 생성물을 X선 회절에 의하여 조사한 바, 이 생성물은 CBN, TiN, AlN 이외에 다량의 TiB₂가 존재하고 있었다. 이들 2종류의 소결체를 사용하여, 절삭 가공용의 팁을 제작하였다.Carbide alloy of WC-6% Co composition (60mm in diameter, 2.2mm in height), coated with a mixed powder containing 60% CBN in volume and a balance containing TiN and Al by weight in a container made of Mo with an outer diameter of 14mm and an inner diameter of 10mm. 0.30 g of the mixed powder of CBN and the binder was charged above. A cemented carbide alloy (outer diameter of 10 mm, height of 2 mm) on which Cu was deposited with a thickness of 2 µm was placed thereon, a bottle cap made of Mo was placed, and the entire container was placed in an ultrahigh pressure device used for diamond synthesis. Pressurization was carried out at a pressure of 50 kb, followed by heating to a temperature of 1,250 ° C. for 20 minutes. The sintered body which was taken out was ground using the diamond grindstone until the high hardness sintered compact appeared, and it polished using the diamond paste on it. When observed with an optical microscope, there were no pores and it was a compact sintered compact. This sintered compact was firmly bonded to the cemented carbide via the CBN-containing bonding layer. The hardness was measured using a Vickers hardness tester with a load of 5 kg, and the value was about 4,800. Moreover, when the containing element in the sintered compact was investigated using the X-ray microanalyzer, Cu was uniformly contained and the quantity was about 3% of the weight in a binder. When the product of this sintered body was examined by X-ray diffraction, there were CBN, TiN, AlN, and the like, but only very few borides such as TiB ₂ were detected. And the bar in the same way as producing the sintered body containing no Cu, and the product examined by X-ray diffraction, the product was a large amount of TiB ₂ in addition to CBN, TiN, AlN exist. Using these two types of sintered compacts, the tip for cutting was produced.

피삭재로서는, 피커스 경도 약 1, 200의 WC-15% Co 초경합금제의 소성가공용 펀치를 선택하여, 절삭속도 18m/분, 절삭깊이 0.2mm 이송 0.1mm/회전으로 20분간 절삭했다. 비교를 위하여 시판의 체적%로 약 90%의 CBN을 함유하고 Co를 주성분으로 하는 금속으로 결합한 소결체로 작성한 팁을 사용하여, 동일조건에서 시험했다. 절삭후의 팁의 마모를 관찰한 바 본 발명의 소결체의 최대마모폭이 0.88mm였는데 대하여, Cu를 함유하지 않는 소결체의 그것은 0.15mm, 시판의 CBN을 주체로 하는 금속으로 결합한 소결체는 0.25mm였다.As the work material, a punch for plastic working made of WC-15% Co cemented carbide with a Pickers hardness of about 1, 200 was selected, and was cut for 20 minutes at a cutting speed of 18 m / min and a cutting depth of 0.2 mm. For comparison, the test was carried out under the same conditions using a tip made of a sintered body containing about 90% of CBN in a volume% of the commercially available and bonded with a metal containing Co as a main component. When the wear of the tip after cutting was observed, the maximum wear width of the sintered compact of the present invention was 0.88 mm, whereas that of the sintered compact not containing Cu was 0.15 mm and the sintered compact bonded with a metal mainly composed of commercially available CBN was 0.25 mm.

[실시예 2]Example 2

제 1 표에 나타난 결합재 분말을 작성하였다.The binder powder shown in the first table was prepared.

[제 1 표][Table 1]

상기 제 1 표의 질소 함유량이 상이한 TiNx분말은 금속 Ti의 미분말을 순수한 질소 기류중에서 가열하여 질화시켜서, 가열온도를 바꾸는 것에 의하여, 결합 질소량을 조정하여 작성한 것이다.The TiNx powders having different nitrogen contents in the first table are prepared by adjusting the amount of bound nitrogen by heating and nitriding the fine powder of metal Ti in a pure nitrogen stream and changing the heating temperature.

제 1 표의 조성의 결합재 분말을 실시예 1과 동일하게 가열처리를 실시하여, 분쇄했다. 이 결합재 분말과 평균입도 3μ의 CBN분말과를 혼합하여 제 2 표의 조성의 혼합분말을 제조했다.The binder powder of the composition of the 1st table | surface was heat-processed like Example 1, and it grind | pulverized. This binder powder was mixed with a CBN powder having an average particle size of 3 mu to prepare a mixed powder having the composition shown in the second table.

실시예 1고 동일하게 하여, Mo제용기에 CBN을 용적으로 50%함유하고, 잔부가 Ti(C.N)과 HfN과 Al을 중량으로 5 : 3 : 2를 함유한 혼합분말을 도포한 WC-6% Co조성이 초경합금을 놓고, 그위에 완분(完紛)과 각종의 두께의 동박(銅箔)을 놓고, 다시 초경합금을 놓고 Mo의 마개를 막고, 초고압 고온장치를 사용하여 50kb, 1, 280℃로 20분간 유지했다. 각각의 경도측정결과도 표 2에 나타낸다. 또 이들 소결체는 CBN을 함유하는 중간접합층을 개재하여 초경합금 모재에 강고하게 접합하고 있었다.In the same manner as in Example 1, WC-6 was coated with a mixed powder containing 50% CBN by volume in a Mo container and containing 5: 3: 2 by weight of Ti (CN), HfN, and Al. % Co composition is placed on cemented carbide, copper foil of various thickness is placed on top of it, and cemented carbide is placed again to stop the stopper of Mo. Was maintained for 20 minutes. Each hardness measurement result is also shown in Table 2. Moreover, these sintered compacts were firmly bonded to the cemented carbide base material through the intermediate bonding layer containing CBN.

[제 2 표][Table 2]

A, B, C 의 소결체로 비교하면, Cu의 함유량이 55%가 되면 경도는 저하한다. 다음에 CBN의 함유량에 대하여 보면, CBN의 함유량의 증가에 수반하여 경도는 상승하는 것이나 97%나 지나치게 많으면 오히려 경도는 3, 000으로 저하되고 있다. 이 경우, 소결체중의 결합재 함유량이 부족되어 있고, 이러한 압력온도 조건하에서는 완전히 치밀한 소결체가 얻어지지 않기 때문이다. 다음에 결합재중의 Al 함유량이 상이한 C, H, I를 비교하면, Al의 함유량이 많을수록 경도는 높다.When compared with the sintered compact of A, B, and C, hardness will fall when content of Cu becomes 55%. Next, with regard to the content of CBN, the hardness increases with the increase of the content of CBN, but when the content is too high, the hardness decreases to 3,000. In this case, it is because the binder content in the sintered compact is insufficient, and a completely compact sintered compact cannot be obtained under such pressure temperature conditions. Next, when C, H, and I in which the Al content in the bonding material is different are compared, the higher the Al content, the higher the hardness.

[실시예 3]Example 3

제3 표의 조성의 결합재 분말을 작성하고, 가열처리를 실시하였다. 이들의 결합분말과 평균입도 3μ인 CBN분말을 체적%로 각기 13%, 87%가 되도록 배합하고, 혼합하였다. 다음에 실시예 1과 동일하게 하여 Mo제의 용기에 상기한 완분을 충전하고, 그 위에 동박을 놓고, 다시 WC-10% Co초경합금을 놓고, Mo제의 마개를 하여 이용기 전체를 초고압장치에 넣어 소결하였다. 소결체의 Cu의 함량을 X선 마이크로에널라이자로 조사한 바, 결합재중의 Cu의 함유량은 합계 중량으로 약 7%였다. 또 X선 회절에 의하여, 붕화물의 생성을 조사하였으나 붕화물은 발견되지 않았다. 또한, 이들의 소결체의 경도를 측정한 결과, 모두 비커스 경도 4, 000 이상이었다.The binder powder of the composition of the 3rd table | surface was created and heat-processed. These binding powders and CBN powders having an average particle size of 3 mu were blended in volume% to 13% and 87%, respectively, and mixed. Next, in the same manner as in Example 1, the container made of Mo was filled with the above-mentioned ingredients, copper foil was placed thereon, WC-10% Co cemented carbide was placed thereon, and the stopper made of Mo was put into the ultra-high pressure apparatus. It put and sintered. The content of Cu in the sintered body was examined with an X-ray microanalyzer, and the content of Cu in the binder was about 7% by total weight. The formation of boride was investigated by X-ray diffraction, but no boride was found. Moreover, as a result of measuring the hardness of these sintered compacts, all were Vickers hardness 4,000 or more.

[제 3 표][Table 3]

[실시예 4]Example 4

평균입도 2μ의 CBN입자를 체적%로 92%와 결합재분말로 되는 혼합분말을 작성했다. 결합재분말은 TiN_0.65분말, Al분말, Cu분말을 각각 중량으로 70%, 26%, 4%의 비율로 혼합한 것을 진공으로 1, 000℃, 30분간 가열후, 분쇄하여 평균입도 0.5μ의 미분말로 한 것이다. 이 완분을 실시예 1과 같이하여 소결하였다. 소결체를 꺼내어서 X선 회절에 의하여 조사한 결과, 붕화물은 약간 관찰되었으나 금속 Cu는 전연 관찰되지 않았다.A mixed powder consisting of 92% of the CBN particles having an average particle size of 2 mu and a binder powder was prepared. The binder powder was mixed with TiN _0.65 powder, Al powder, and Cu powder at a ratio of 70%, 26%, and 4% by weight, respectively, and then pulverized after heating for 1, 000 ° C. for 30 minutes in a vacuum and fine powder having an average particle size of 0.5 μ It is done. This complete part was sintered as in Example 1. When the sintered compact was taken out and investigated by X-ray diffraction, a little boride was observed but metal Cu was not observed at all.

이 소결체를 사용하여 절삭용의 팁을 작성하고, 인코넬 718을 절삭속도 100m/min, 절삭깊이 0.2mm, 이송 0.05mm/회전의 절삭을 습식으로 행하였다. 비교를 위하여, 시판의 체적%로 약 90%의 CBN을 Co를 주성분으로 하는 금속으로 결합한 소결체로 작성한 팁을 사용하여 동일조건에서 시험하였다. 절삭후의 팁의 마모를 관찰한 바 본 발명의 소결체의 최대마모폭이 0.25mm에 대하여, 시판의 CBN을 주체로 하는 금속으로 결합한 소결체는 0.45mm였다.The sintered compact was used to create a cutting tip, and Inconel 718 was wetly cut at a cutting speed of 100 m / min, a cutting depth of 0.2 mm, and a feed of 0.05 mm / rotation. For comparison, the test was carried out under the same conditions using a tip made of a sintered body in which about 90% of CBN in a volume% of the commercially available material was bonded to a metal containing Co as a main component. When the abrasion of the tip after cutting was observed, the sintered compact in which the maximum wear width of the sintered compact of the present invention was 0.25 mm was bonded to a metal mainly made of commercially available CBN, and was 0.45 mm.

[실시예 5]Example 5

충격파법에 의하여 합성된 입고 1μ 이하인 울쯔광형질화붕소 분말과 실시예 4에서 사용한 결합재 분말을 85체적% : 15체적%의 비율로 혼합하였다. Mo제의 용기에 이 분말을 실시예 1과 같은 구성으로 충전한 후, 초고압, 고온장치를 써서 소결하였다. 소결체의 경도는 비커스경도로 4, 800이었다.The wurtzite boron nitride powder synthesized by the shock wave method having a particle size of 1 μm or less and the binder powder used in Example 4 were mixed at a ratio of 85% by volume to 15% by volume. After filling this powder with the structure similar to Example 1 in the container made from Mo, it sintered using the ultrahigh pressure and high temperature apparatus. The hardness of the sintered compact was 4,800 by Vickers hardness.

[실시예 6]Example 6

제 4 표에 나타낸 바와 같이 결합재 분말을 배합하였다.The binder powder was blended as shown in the fourth table.

[제 4 표][Table 4]

이 혼합분말을 진공로중에서 1, 000℃, 30분간 가열후 분쇄하여 평균입도 0.3μ의 미분말로 하였다. 평균입도 3μ의 CBN분말을 체적으로 90%와 상기한 결합재 분말을 체적으로 10%의 비율로 배합, 혼합하였다. 이 혼합분말을 실시예 1과 같이하여 Mo제의 용기에 넣고, 이것을 초고압, 고온장치를 사용하여 압력 50kb, 온도 1, 250℃로 20분간 유지하여 소결하였다. 소결체를 연삭하고 비커스 경도계를 사용하여 하중 5kg로 경도를 측정한 바 제 5 표의 값을 나타내었다.The mixed powder was ground in a vacuum furnace at 1,000 ° C. for 30 minutes and then ground to obtain a fine powder having an average particle size of 0.3 μm. CBN powder with an average particle size of 3 mu was blended and mixed in a proportion of 90% by volume and 10% by volume of the binder powder described above. This mixed powder was put into a container made of Mo in the same manner as in Example 1, and the mixture was sintered at a pressure of 50 kb at a temperature of 1,250 ° C. for 20 minutes using an ultrahigh pressure and high temperature apparatus. The sintered body was ground and the hardness was measured at a load of 5 kg using a Vickers hardness tester. The values in Table 5 were shown.

[제 5 표][Table 5]

Claims

(정정) 평균입도가 10μ이하인 고압상형질화붕소를 80~95용적% 함유하고, 잔부의 결합상이 주기율표 제4a족의 Ti, Zr, Hf, 제5a족의 V, Nb, Ta의 탄화물, 질화물, 탄질화물의 1종 혹은 혼합물 혹은 상호고용제 화합물 및 Al의 화합물로 되고, 결합상중의 Al의 함유량이 5~30중량%이고, 또한 결합재의 결합입자의 대부분이 1μ이하의 미세입자로 되고, 또한 그 결합상중에 Cu를 1~50중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체.(Correction) Carbohydrates, nitrides containing 80 to 95% by volume of high-pressure phase boron nitride having an average particle size of 10 µm or less, and the remainder of the combined phases of Ti, Zr, Hf, Group 5a, V, Nb, and Ta of Group 5a 1 type or mixture of carbonitrides, or a compound of an intersolvent compound, and Al, and the content of Al in a binder phase is 5-30 weight%, and the majority of the binder particles of a binder are 1 micrometer or less microparticles, A high hardness sintered body for tools comprising 1 to 50% by weight of Cu in a bonding phase.

(정정) 제1항에 있어서, 상기 결합상이 TiN, ZrN 및 Al의 화합물로 되고, 결합상중의 Al의 함유량이 5~30%, 또 결합재의 결합입자의 대부분이 1μ이하의 미세입자로 되고, 또한 그 결합상중에 Cu를 1~50중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체.(Correction) The method according to claim 1, wherein the bonding phase is a compound of TiN, ZrN and Al, the content of Al in the bonding phase is 5-30%, and most of the bonding particles of the bonding material are 1 micron or less, Furthermore, the high hardness sintered compact for tools containing 1 to 50 weight% of Cu in the bonding phase.

(정정) 제1항에 있어서, 상기한 고압상형 질화붕소가 입방정형 질화붕소인 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체.(Correction) The high hardness sintered compact for tools according to claim 1, wherein the high pressure phase boron nitride is cubic boron nitride.

(정정) 평균입도가 10μ 이하인 고압상형 질화붕소를 80~95용적% 함유하고, 잔부의 결합상이 주기율표 제4a족의 Ti, Zr, Hf, 제5a족의 V, Nb, Ta의 탄화물, 질화물, 탄질화물의 1종 혹은 혼합물 또는 상호고용체 화합물 및 Al의 화합물로 되고, 결합상중의 Al의 함유량이 5~30중량%이고, 또한 결합재의 결합입자의 대부분이 1μ 이하의 미세입자로 되고, 그리고 이 결합상중에 Cu를 1~50중량% 함유하는 소결체를, 고압상형 질화붕소의 함유율이 70용적% 미만이고 잔부가 주기율표 제4a족의 Ti, Zr, Hf의 탄화물, 질화물, 탄질화물의 1종 혹은 이들의 혼합물 또는 상호고용체를 주체로 하고 이에 Al 또는 Si를 0.1중량% 이상 함유하는 두께 2mm 이하의 중간접합층을 개재하여, 초경합금모재에 접합한 공구용고경도 소결체.(Correction) Carbohydrates, nitrides containing 80 to 95% by volume of the high-pressure phase boron nitride having an average particle size of 10 μm or less, and the remaining phases of Ti, Zr, Hf, Group 5a, V, Nb, and Ta of Group 5a 1 type or mixture of carbonitrides, or a compound of an intersolubility compound, and Al, and the content of Al in a binding phase is 5-30 weight%, and the majority of the binding particles of a binder are 1 micrometer or less microparticles, and In the sintered compact containing 1 to 50% by weight of Cu in the bonding phase, the content of the high-pressure phase boron nitride is less than 70% by volume, and the balance is one of carbides, nitrides and carbonitrides of Ti, Zr and Hf of Group 4a of the periodic table, or A high hardness sintered body for a tool bonded to a cemented carbide base material through an intermediate bonding layer having a thickness of 2 mm or less mainly containing a mixture or inter-solid solution thereof and containing 0.1 or more by weight of Al or Si.

(정정) 제4항에 있어서, 상기한 결합상이 TiN, ZrN 및 Al의 화합물로 되고, 결합상중의 Al의 함유량이 5~30%, 또한 결합재의 결합입자의 대부분이 1μ 이하의 미세입자로 되고, 이 결합상중에 Cu를 1~50중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체.(Correction) The method according to claim 4, wherein the bonding phase is a compound of TiN, ZrN and Al, the Al content in the bonding phase is 5 to 30%, and the majority of the bonding particles in the bonding material are 1 µm or less. A high hardness sintered compact for tools comprising 1 to 50% by weight of Cu in this bonding phase.

(정정) 제4항에 있어서, 상기한 고압상형 질화붕소가 입방정형질화붕소인 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체.(Correction) The high hardness sintered compact for tools according to claim 4, wherein the high-pressure phase boron nitride is cubic boron nitride.

(정정) 평균입도가 10μ 이하인 고압상형 질화붕소분말과, 주기율표 제 4a, 제5a족의 천이금속의 탄화물, 질화물, 탄질화물을 각기 MCx, MNx, M(CN)x로 표시했을때, X의 값이 0.95이하인 화합물 분말과, Al 또는 Al를 함유하는 합금 또는 화합물분말을 혼합하여, 이것을 분말상 또는 형압성형(型押成型)후 초고압 장치를 사용하여 압력 20kb 이상, 온도 900℃ 이상에서 소결시키는 동시에 소결체 외부에서 Cu 혹은 이것을 함유하는 합금 또는 화합물을 소결체내에 침입시키는 것을 특징으로 하는 고압상형질화붕소의 함유량이 소결체중의 체적으로 80~95%인 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) When the high-pressure phase boron nitride powder having an average particle size of 10 μm or less and the carbides, nitrides, and carbonitrides of transition metals of Groups 4a and 5a of the periodic table are represented by MCx, MNx, and M (CN) x, respectively, A compound powder having a value of 0.95 or less, and an Al or Al-containing alloy or compound powder are mixed and sintered at a pressure of 20kb or more and a temperature of 900 ° C or more by using a high pressure device after powder forming or mold forming. A method for producing a high hardness sintered compact for tools in which the high-pressure phase boron nitride content is 80 to 95% by volume in the sintered compact, wherein Cu or an alloy or compound containing the same is infiltrated from the outside of the sintered compact.

(정정) 제7항에 있어서, 상기한 주기율표 제4a족의 질화물이 TiNx, ZrNx인 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) The manufacturing method of the high hardness sintered compact for tools of Claim 7 whose nitride of group 4a of the said periodic table is TiNx, ZrNx.

(정정) 제7항에 있어서, 상기한 고압상형질화붕소 분말로서 입방정형 질화붕소를 사용하는 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) The manufacturing method of the high hardness sintered compact for tools of Claim 7 using cubic boron nitride as said high pressure phase boron nitride powder.

(정정) 평균입도가 10μ 이하의 고압상형질화붕소와, 주기율표 제4a족 및 제5a족의 천이금속의 탄화물, 질화물, 탄질화물을 각각 MCx, MNx, M(CN)x로 표시했을 때 X의 값이 0.95이하인 화합물 분말과, Al 또는 Al을 함유하는 합금 또는 화합물 분말과, 금속 Cu 또는 Cu를 함유하는 합금 또는 화합물분말을 혼합하여, 이것을 분말상 또는 형압성형후, 초고압장치를 사용해서, 압력 20kb 이상, 온도 900℃ 이상에서 소결하는 것을 특징으로 하는 고압상형질화붕소의 함유량이 소결체중의 체적으로 80~95%인 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) When the carbides, nitrides, and carbonitrides of the high-pressure phase boron nitride having an average particle size of 10 μm or less and the transition metals of Groups 4a and 5a of the periodic table are expressed as MCx, MNx, and M (CN) x, respectively, A compound powder having a value of 0.95 or less, an Al or Al-containing alloy or compound powder, and a metal Cu or Cu-containing alloy or compound powder are mixed, which is powder-formed or press-molded, and then subjected to an ultrahigh pressure apparatus, using a pressure of 20 kb. As mentioned above, the manufacturing method of the high hardness sintered compact for tools whose content of high-pressure phase boron nitride characterized by sintering at 900 degreeC or more is 80 to 95% by volume in a sintered compact.

(정정) 제10항에 있어서, 상기한 주기율표 제 4a족의 질화물이 TiNx, ZrNx인 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) The manufacturing method of the high hardness sintered compact for tools of Claim 10 whose nitride of group 4a of the said periodic table is TiNx, ZrNx.

(정정) 제10항에 있어서, 상기한 고압상형 질화붕소 분말로서 입방정형질화붕소를 사용하는 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조법.(Correction) The manufacturing method of the high hardness sintered compact for tools of Claim 10 which uses cubic boron nitride as said high pressure phase boron nitride powder.

(정정) 초경합금 모재상에, 고압상형 질화붕소의 함유율이 70용적% 미만이고 잔부가 주기율표 제4a족의 Ti, Zr, Hf의 탄화물, 질화물, 탄질화물의 1종 혹은 이들의 혼합물 또는 상호고용체를 주체로 한 것에 Al 또는 Si를 0.1중량% 이상 함유하는 중간 접합층으로서의 분말을 형압상형하거나 혹은 분말상으로 재치(載置)하거나 혹은 상기 초경합금 모재상에 미리 도포해 두고, 다시 그 분말위에 평균입도가 10μ 이하의 고압상형질화붕소 분말과 주기율표 제4a족 및 제5a족의 천이금속의 탄화물, 질화물, 탄질화물을 각각 MCx, MNx, M(CN)x로 표시했을 때 X의 값이 0.95 이하인 화합물분말과, Al 또는 Al을 함유하는 합금 또는 화합물 분말을 혼합하고, 이것을 분말상 또는 형압성형하여 재치한 후, 초고압고온장치를 써서 압력 20kb 이상, 온도 900℃ 이상으로 하여 소결체외부에서 Cu 혹은 Cu를 함유하는 합금 또는 화합물을 경질층내에 침입시켜서 소결함과 아울러 이 경질층과 중간접합층과 모재와의 접합을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 고압상형질화붕소의 함유량이 소결체중의 체적으로 80~95%인 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) On the cemented carbide base material, the high-pressure phase boron nitride content is less than 70% by volume, and the balance is one of Ti, Zr, Hf carbides, nitrides and carbonitrides of group 4a of the periodic table, or a mixture or inter-solids thereof. The powder as an intermediate bonding layer containing 0.1% by weight or more of Al or Si as the main body is molded in a mold or placed in powder form, or coated in advance on the cemented carbide base material, and the average particle size is again on the powder. When the carbide, nitride and carbonitride of the high-pressure phase boron nitride powder of 10 μ or less and the transition metals of Groups 4a and 5a of the periodic table are expressed as MCx, MNx and M (CN) x, respectively, the value of X is 0.95 or less. And Al or Al-containing alloy or compound powder, mixed and placed in powder form or by pressing, and then placed outside the sintered body at a pressure of 20 kb or higher and a temperature of 900 캜 or higher using an ultrahigh pressure apparatus. In this case, the Cu or Cu-containing alloy or compound is penetrated into the hard layer to sinter, and the hard layer, the intermediate bonding layer, and the base material are bonded to each other. Method for producing a high hardness sintered body for tools which is 80 to 95%.

(정정) 제13항에 있어서, 주기율표 제4a족의 질화물이 TiNx, ZrNx인 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) The method for producing a high hardness sintered body for tools according to claim 13, wherein the nitride of Group 4a of the periodic table is TiNx, ZrNx.

(정정) 제13항에 있어서, 고압상형질화붕소 분말로서 입방정형 질화붕소를 사용하는 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) The method for producing a high hardness sintered body for tools according to claim 13, wherein cubic boron nitride is used as the high-pressure phase boron nitride powder.

(정정) 초경합금 모재상에, 고압상형 질화붕소의 함유량이 70용적% 미만이고 잔부가 주기율표 제4a족의 Ti, Zr, Hf의 탄화물, 질화물, 탄질화물의 1종 혹은 이들의 혼합물 혹은 상호고용체를 주체로 한 것에 Al 또는 Si를 0.1중량% 이상 함유하는 중간접합층으로서의 분말을 형압성형하거나 혹은 분말상으로 재치하거나 혹은 이 초경합금모재상에 미리 도포해두고, 다시 그 분말상에 평균입도가 10μ 이하인 고압상형 질화붕소 분말과 주기율표 4a족 및 제5a족의 천이금속의 탄화물, 질화물, 탄질화물을 각각 MCx, MNx, M(C.N)x로 표시했을 때 X의 값이 0.95이하의 화합물 분말과, Al 또는 Al을 함유하는 합금과, Cu 또는 Cu를 함유하는 합금 또는 화합물분말을 혼합하여 이것을 분말상 혹은 형압성형하여 재치한 후, 초고압장치를 사용해서 압력 20kb이상, 온도 900℃ 이상에서 경질층을 소결함과 아울러 이 경질층과 중간접합층과 모재와의 접합을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 고압상형질화붕소의 함유량이 소결체중의 체적으로 80~90%인 공구용고경도소결체의 제조방법.(Correction) On the cemented carbide base material, the high-pressure phase boron nitride content is less than 70% by volume, and the balance is one of Ti, Zr, Hf carbides, nitrides and carbonitrides of group 4a of the periodic table, or a mixture or inter-solids thereof. The powder as an intermediate bonding layer containing 0.1% by weight or more of Al or Si mainly made into a mold or placed in powder form or pre-coated on the cemented carbide base material, and then the powder is a high-pressure phase having an average particle size of 10 µm or less on the powder. When the carbides, nitrides, and carbonitrides of boron nitride powder and transition metals of Groups 4a and 5a of the periodic table are expressed as MCx, MNx, and M (CN) x, the compound powder having an X value of 0.95 or less, Al or Al And alloys containing Cu, or alloys or compound powders containing Cu, mixed and molded in powder form or press-molded, and then placed at a pressure of 20 kb or higher and a temperature of 900 캜 or higher using an ultrahigh pressure device. A method for producing a high hardness sintered body for tools having a high pressure phase boron nitride content of 80 to 90% by volume in the sintered compact, wherein the hard layer, the intermediate bonding layer, and the base material are bonded together. .

(정정) 제16항에 있어서, 주기율표 제4a족의 질화물이 TiNx, ZrNx인 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조방법.(Correction) The manufacturing method of the high hardness sintered compact for tools of Claim 16 whose nitride of group 4a of a periodic table is TiNx and ZrNx.

(정정) 제16항에 있어서, 고압상형질화붕소 분말로서 입방정형질화붕소를 사용하는 것을 특징으로 하는 공구용 고경도 소결체의 제조 방법.(Correction) The manufacturing method of the high hardness sintered compact for tools of Claim 16 using cubic boron nitride as a high pressure phase boron nitride powder.