JPH01133976A - ダイヤモンド焼結体の製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド焼結体の製造方法Info
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- JPH01133976A JPH01133976A JP62292477A JP29247787A JPH01133976A JP H01133976 A JPH01133976 A JP H01133976A JP 62292477 A JP62292477 A JP 62292477A JP 29247787 A JP29247787 A JP 29247787A JP H01133976 A JPH01133976 A JP H01133976A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、切削用工具の刃先、ドレッサー。
ダイス等の耐摩耗性部品として有用なダイヤモンド焼結
体を製造する方法に関するものである。
体を製造する方法に関するものである。
［従来の技術］
ダイヤモンド焼結体は高硬度であり且つ耐摩耗性に富ん
でいるので、従来から切削用工具の刃先や線引ダイス等
の素材として使用されてきた。
でいるので、従来から切削用工具の刃先や線引ダイス等
の素材として使用されてきた。
この様なダイヤモンド焼結体の製造する方法としては、
ダイヤモンド粉末を高温・高圧下で焼結させるのが一般
的である。ところがこの様な従来技術であると、粉末状
の原料を使用しているので粉末原料の表面にガスが吸着
され易く、従って焼結が阻害されて未焼結部分が残って
しまうという問題があった。又原料が粉末或は粉末の成
形体である為原料相互間にガスが残留し、この残留ガス
は完全に脱ガスできる訳ではないので、高圧容器での圧
力発生効率が悪く、強固なダイヤモンド焼路体が得られ
ないという問題もあフた。
ダイヤモンド粉末を高温・高圧下で焼結させるのが一般
的である。ところがこの様な従来技術であると、粉末状
の原料を使用しているので粉末原料の表面にガスが吸着
され易く、従って焼結が阻害されて未焼結部分が残って
しまうという問題があった。又原料が粉末或は粉末の成
形体である為原料相互間にガスが残留し、この残留ガス
は完全に脱ガスできる訳ではないので、高圧容器での圧
力発生効率が悪く、強固なダイヤモンド焼路体が得られ
ないという問題もあフた。
［発明が解決しようとする問題点］
本廠明はこうした技術背景のもとでなされたものであっ
て、その目的とするところは、高硬度且つ優れた耐摩耗
性を有するダイヤモンド焼結体を得る為の最適な方法を
提供する点にある。
て、その目的とするところは、高硬度且つ優れた耐摩耗
性を有するダイヤモンド焼結体を得る為の最適な方法を
提供する点にある。
［問題点を解決する為の手段］
上記目的を達成し得た本発明の製造方法とは、ダイヤモ
ンド焼結体を高温・高圧法によって製造するに当たり、
ダイヤモンド粉末を４０〜９５重量％分散させた樹脂由
来非晶質炭素に、鉄族金属を５重量％以上含む金属又は
合金を接触させ、１２５０℃以上の温度で且つ熱力学的
なダイヤモンド安定領域の圧力で加圧焼結する点に要旨
を有するものである。
ンド焼結体を高温・高圧法によって製造するに当たり、
ダイヤモンド粉末を４０〜９５重量％分散させた樹脂由
来非晶質炭素に、鉄族金属を５重量％以上含む金属又は
合金を接触させ、１２５０℃以上の温度で且つ熱力学的
なダイヤモンド安定領域の圧力で加圧焼結する点に要旨
を有するものである。
［作用コ
本発明者らは上記目的を達成する為鋭意研究を重ねた結
果、ダイヤモンド粉末を所定量含有させた樹脂由来非晶
質炭素を原料とし、該原料を高温・高圧下で焼結させる
ことによって希望するダイヤモンド焼結体が実現できる
ことを見出し、本発明を完成した。
果、ダイヤモンド粉末を所定量含有させた樹脂由来非晶
質炭素を原料とし、該原料を高温・高圧下で焼結させる
ことによって希望するダイヤモンド焼結体が実現できる
ことを見出し、本発明を完成した。
樹脂由来非晶質炭素は後述の如く液体状千ツマ−から製
造できるので、該樹脂由来非晶質炭素がマトリックスと
なってダイヤモンド粉末を適度に分散でき、従来技術で
述べたガス吸着等の不都合を発生することなく、最適な
ダイヤモンド焼結体が実現できるのである。
造できるので、該樹脂由来非晶質炭素がマトリックスと
なってダイヤモンド粉末を適度に分散でき、従来技術で
述べたガス吸着等の不都合を発生することなく、最適な
ダイヤモンド焼結体が実現できるのである。
樹脂由来非晶質炭素はグラッシーカーボンとも呼ばれて
おり、代表例としてはフェノール樹脂由来非晶質炭素が
挙げられ、これは液状のレゾールタイプ樹脂を熱処理及
び炭化処理することによって得られる。従って本発明に
おいて樹脂由来非晶質炭素としてフェノール樹脂由来非
晶質炭素を用いる場合には、液状のフェノール中にダイ
ヤモンド粉末を混合分散させてから上記処理を行なうこ
とによって、所定量のダイヤモンド粉末を含有する固形
のフェノール樹脂由来非晶質炭素が得られる。そして得
られたダイヤモンド粉末含有樹脂由来非晶質炭素を高温
真空下で脱ガス処理した後（従来技術ではこの後が問題
となる）、金属触媒と積層又は同心円状に配置して接触
させ、高温・高圧下で焼結させることによって、前記樹
脂由来非晶質炭素自体もダイヤモンドに変換され、全体
として高硬度のダイヤモンド焼結体が得られる。
おり、代表例としてはフェノール樹脂由来非晶質炭素が
挙げられ、これは液状のレゾールタイプ樹脂を熱処理及
び炭化処理することによって得られる。従って本発明に
おいて樹脂由来非晶質炭素としてフェノール樹脂由来非
晶質炭素を用いる場合には、液状のフェノール中にダイ
ヤモンド粉末を混合分散させてから上記処理を行なうこ
とによって、所定量のダイヤモンド粉末を含有する固形
のフェノール樹脂由来非晶質炭素が得られる。そして得
られたダイヤモンド粉末含有樹脂由来非晶質炭素を高温
真空下で脱ガス処理した後（従来技術ではこの後が問題
となる）、金属触媒と積層又は同心円状に配置して接触
させ、高温・高圧下で焼結させることによって、前記樹
脂由来非晶質炭素自体もダイヤモンドに変換され、全体
として高硬度のダイヤモンド焼結体が得られる。
ダイヤモンド粉末を分散含有した樹脂由来非晶質炭素は
緻密な固形物であり、−度脱ガス処理した後はガス成分
の吸着は少なく、しかも原料粉末をカーボンで均一に被
覆した成形体を形成する。
緻密な固形物であり、−度脱ガス処理した後はガス成分
の吸着は少なく、しかも原料粉末をカーボンで均一に被
覆した成形体を形成する。
上記樹脂由来非晶質炭素とは非晶質炭素結合によって一
体形をなすものであるが、本発明で用いられる樹脂由来
非晶質炭素は黒鉛化した部分を含んだものであっても不
都合はない。即ち黒鉛を原料中に添加して黒鉛からダイ
ヤモンドへの変換反応を利用する試みは従来から行われ
ており、粉末同士では相互に偏在するという問題があっ
たが、本発明ではその様な不都合は生じない。
体形をなすものであるが、本発明で用いられる樹脂由来
非晶質炭素は黒鉛化した部分を含んだものであっても不
都合はない。即ち黒鉛を原料中に添加して黒鉛からダイ
ヤモンドへの変換反応を利用する試みは従来から行われ
ており、粉末同士では相互に偏在するという問題があっ
たが、本発明ではその様な不都合は生じない。
上記説明では樹脂由来非晶質炭素の代表例としてフェノ
ール樹脂を炭化処理して得られるフェノール樹脂由来非
晶質炭素を示したが、本発明で用いる樹脂由来非晶質炭
素はフェノール樹脂由来のものに限らず、その他アセト
ン・フルフラール共重合樹脂、フルフリルアルコール・
フェノール共重合樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、キシ
レン樹脂、グアナミン樹脂等の熱硬化性樹脂由来のもの
であっても同様に処理できる。尚これらの樹脂は２種以
上を混合して用いてもよい。
ール樹脂を炭化処理して得られるフェノール樹脂由来非
晶質炭素を示したが、本発明で用いる樹脂由来非晶質炭
素はフェノール樹脂由来のものに限らず、その他アセト
ン・フルフラール共重合樹脂、フルフリルアルコール・
フェノール共重合樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、キシ
レン樹脂、グアナミン樹脂等の熱硬化性樹脂由来のもの
であっても同様に処理できる。尚これらの樹脂は２種以
上を混合して用いてもよい。
一方希望するダイヤモンド焼結体を得る為の焼結温度は
１２５０℃以上とする必要があり、１２５０℃未満では
焼結性が劣る。又焼結の際の圧力としては当然のことな
がら、熱力学的なダイヤモンド安定領域の圧力とする必
要があり、約４０ｋｂ以上の圧力が必要である。更に焼
結工程で用いる触媒としては鉄、コバルト、ニッケル等
の鉄族金属であることが必要であり、鉄族金属のいずれ
かを５重量％以上含有する合金であれば十分な触媒作用
が発揮される。しかしながら鉄族金属が５重量％未満で
あると触媒作用が発揮されず、焼結性が低下する。
１２５０℃以上とする必要があり、１２５０℃未満では
焼結性が劣る。又焼結の際の圧力としては当然のことな
がら、熱力学的なダイヤモンド安定領域の圧力とする必
要があり、約４０ｋｂ以上の圧力が必要である。更に焼
結工程で用いる触媒としては鉄、コバルト、ニッケル等
の鉄族金属であることが必要であり、鉄族金属のいずれ
かを５重量％以上含有する合金であれば十分な触媒作用
が発揮される。しかしながら鉄族金属が５重量％未満で
あると触媒作用が発揮されず、焼結性が低下する。
本発明においては、ダイヤモンド粉末の含有量は４０〜
９５重量％とする必要がある。これはダイヤモンド粉末
の含有量が４０重量％より少ないと（すなわち樹脂由来
非晶質炭素が６０重量％以上の場合は）、非晶質炭素が
ダイヤモンドに変換するのに非晶質炭素が多い程、多量
の触媒金属を必要とするため、必然的に触媒金属の焼結
体中に残留する量が多くなり且つ金属が偏在した不均質
な組織となり、良好なダイヤモンド焼結体が得られない
からである。又含有量が９５重量％を超えるとダイヤモ
ンド粉末の均一分散が困難となり、焼結体中に未焼結部
が残留する。尚ダイヤモンド粉末の好ましい含有量は、
６０〜８５％程度である。
９５重量％とする必要がある。これはダイヤモンド粉末
の含有量が４０重量％より少ないと（すなわち樹脂由来
非晶質炭素が６０重量％以上の場合は）、非晶質炭素が
ダイヤモンドに変換するのに非晶質炭素が多い程、多量
の触媒金属を必要とするため、必然的に触媒金属の焼結
体中に残留する量が多くなり且つ金属が偏在した不均質
な組織となり、良好なダイヤモンド焼結体が得られない
からである。又含有量が９５重量％を超えるとダイヤモ
ンド粉末の均一分散が困難となり、焼結体中に未焼結部
が残留する。尚ダイヤモンド粉末の好ましい含有量は、
６０〜８５％程度である。
以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。
［実施例］
アンモニアを触媒としてフェノールとホルムアルデヒド
から合成された液状のリシールタイプフェノール樹脂中
に粒径２〜４μｍダイヤモンド粉末を各種割合で混合し
、７０℃で２日保持した後、１４０℃に加熱して硬化さ
せた。これらを窒素雰囲気下９００℃に加熱して炭化さ
せ、緻密な固形のダイヤモンド分散フェノール樹脂由来
非晶質炭素を得た。得られたフェノール樹脂由来非晶質
炭素を直径１１ｔｎｔｓ、厚さト■の円板状に加工し、
１ ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、 １４５０℃で脱ガスし
た。
から合成された液状のリシールタイプフェノール樹脂中
に粒径２〜４μｍダイヤモンド粉末を各種割合で混合し
、７０℃で２日保持した後、１４０℃に加熱して硬化さ
せた。これらを窒素雰囲気下９００℃に加熱して炭化さ
せ、緻密な固形のダイヤモンド分散フェノール樹脂由来
非晶質炭素を得た。得られたフェノール樹脂由来非晶質
炭素を直径１１ｔｎｔｓ、厚さト■の円板状に加工し、
１ ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、 １４５０℃で脱ガスし
た。
これらのダイヤモンド粉末含有フェノール樹脂由来非晶
質炭素を直径１ｔｍｍの各種金属触媒と積層し、６０キ
ロバール、１５００℃の条件で焼結を行ない各種の焼結
体Ｎｏ、１〜１０を得た。得られた各焼結体Ｎ０１１〜
１０の夫々について、硬度及び組織を調査した。その結
果は第１表に示す通りである。尚焼結体Ｎ０１８〜１０
については均質組織でない為硬度は測定していない。
質炭素を直径１ｔｍｍの各種金属触媒と積層し、６０キ
ロバール、１５００℃の条件で焼結を行ない各種の焼結
体Ｎｏ、１〜１０を得た。得られた各焼結体Ｎ０１１〜
１０の夫々について、硬度及び組織を調査した。その結
果は第１表に示す通りである。尚焼結体Ｎ０１８〜１０
については均質組織でない為硬度は測定していない。
第１表の結果から明らかであるが、本発明方法によフて
得られるダイヤモンド焼結体（Ｎｏ、１〜７）は、いず
れも均質な組織を有し且つ硬度も十分であった。
得られるダイヤモンド焼結体（Ｎｏ、１〜７）は、いず
れも均質な組織を有し且つ硬度も十分であった。
［発明の効果］
以上述べた如く本発明によれば、既述の構成を採用する
ことによって、従来の製造方法が有する欠点を悉く解消
し、優れた性能を発揮する高硬度ダイヤモンド焼結体を
得られた。
ことによって、従来の製造方法が有する欠点を悉く解消
し、優れた性能を発揮する高硬度ダイヤモンド焼結体を
得られた。
Claims (3)
- （１）ダイヤモンド焼結体を高温・高圧法によって製造
するに当たり、ダイヤモンド粉末を４０〜９５重量％分
散させた樹脂由来非晶質炭素に、鉄族金属を５重量％以
上含む金属又は合金を接触させ、１２５０℃以上の温度
で且つ熱力学的なダイヤモンド安定領域の圧力で加圧焼
結することを特徴とするダイヤモンド焼結体の製造方法
。 - （２）樹脂由来非晶質炭素がフェノール樹脂由来非晶質
炭素である特許請求の範囲第１項に記載の製造方法。 - （３）樹脂由来非晶質炭素が、アセトン・フルフラール
共重合樹脂，フルフリルアルコール・フェノール共重合
樹脂，尿素樹脂，メラミンン樹脂，キシレン樹脂，グア
ナミン樹脂からなる群から選択される１種又は２種以上
を炭化処理して得られたものである特許請求の範囲第１
項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62292477A JPH0699188B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | ダイヤモンド焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62292477A JPH0699188B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | ダイヤモンド焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133976A true JPH01133976A (ja) | 1989-05-26 |
| JPH0699188B2 JPH0699188B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=17782320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62292477A Expired - Lifetime JPH0699188B2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | ダイヤモンド焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699188B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120480830A (zh) * | 2025-06-24 | 2025-08-15 | 燕山大学 | 一种玻璃碳基磨具及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103366975B (zh) * | 2012-03-30 | 2017-12-29 | 施耐德电器工业公司 | 银基电接触材料 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63134564A (ja) * | 1986-11-22 | 1988-06-07 | 科学技術庁無機材質研究所長 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP62292477A patent/JPH0699188B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63134564A (ja) * | 1986-11-22 | 1988-06-07 | 科学技術庁無機材質研究所長 | ダイヤモンド焼結体の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120480830A (zh) * | 2025-06-24 | 2025-08-15 | 燕山大学 | 一种玻璃碳基磨具及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0699188B2 (ja) | 1994-12-07 |
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