JPH02252660A

JPH02252660A - 難焼結性粉末の焼結体、その砥粒及び砥石、並びにそれらの製法

Info

Publication number: JPH02252660A
Application number: JP1070395A
Authority: JP
Inventors: Akira Sawaoka; 澤岡　昭; Takeo Oki; 猛雄沖; Eiichi Hisada; 久田　栄一; Yoichi Fukuda; 洋一福田; Tetsushi Aoki; 青木　哲史; 吉田　晴男; 正市粂
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1990-10-11
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798263B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は難焼結性粉末（特にダイヤモンド、窒化ホウ素
、炭化ケイ素、窒化ケイ素等）の焼結体用粉末、焼結体
、その砥粒及び砥石、並びにそれらの製造方法に関する
。

［従来技術及び課題］ダイヤモンド（Ｃ）、窒化ホウ素（ＢＮ）。

炭化ケイ素（Ｓ　ｔ　Ｃ）　、窒化ケイ素（５１３Ｎ　
）、硼化ジルコニア（Ｚ　ｒ　Ｂ　２　）　、炭化ホウ
素（Ｂ４Ｃ）は難焼結性粉末として知られている。その
ため、各粉末に応じた焼結助剤（例えばダイヤモンド、
ｅＢＮの場合Ｃｏ、ＷＣ−Ｃ。

合金、又ＳｉＣの場合アルカリ土類金属酸化物）を添加
するのが一般的である。しかし、液相金属・合金により
焼結させた場合ダイヤモンド等の異常粒成長やＣｏのプ
ールを発生し易く、又アルカリ土類金属を用いた場合、
焼結体中にガラス相として存在するので、焼結体の高温
特性を低下させる。例えば、Ｃｏを含有してなるダイヤ
モンド焼結体を砥粒ないしは砥石として利用した場合、
研削時の熱によってＣＯとダイヤモンドとの熱膨張差に
よる応力を生じ、砥粒ないしは砥石に破損を生じ易い。

又、特公昭４７−１７９８４号公報にはダイヤモンド粉
末の表面に炭化物層を形成し、この炭化物と良い濡れ性
を持つ溶融金属をもってダイヤモンド粉末を焼結させる
技術が開示されている。しかし。

炭化物層の形成は、金属成分の粉末を配合したり、金属
成分の蒸気を通ずることによって行なわれる。そのため
、均一な分散状態にするには長時間を要し、更に粉末配
合の場合には炭化物層が厚くなり、難焼結性粉末素材の
特性を十分に活かせないかつ高温で熱処理を行う為形成
された被覆物の結晶性が良好な為、焼結の為の活性エネ
ルギーが乏しい。

［課題の解決手段・作用・効果］そこで１本発明の粉末焼結体用粉末は、難焼結性粉末の
表面に、浸漬によって形成された金属炭化物、金属窒化
物、金属硼化物の少なくとも１種からなる被覆層を有し
、該被覆層を有する難焼結性粉末を粉末焼結体用粉末と
し、またことを特徴とする。かつ本発明の粉末焼結体は
、難焼結性粉末の表向に、浸漬によって形成された金属
炭化物。

窒化物、＠化物の少なくとも１種からなる被覆層を有１
９．該彼覆層を６゛１゛る芹焼結性粉末を原料粉末とし
たことを特徴とする。そし６て１本発明の砥粒、砥石は
この粉末焼結体、特にその粉砕物からなることを特徴と
する。

叉、これりの粉末ｐ’ｌ、＄ニ一体等の製造り法６，１
１．浸清浴を構成する溶融栴浴・′ｉ）代表例と１．て
σ）−１，記溶融Ｉム浴は少なくＬもソツ化物を倉釘す
る溶融・・１０ゲ゛・化物ｊこ被覆用金属成分を配合１
，７てｙＪ製１°Ｃなる浴組球が好ましい。、）、り如
ましくは２フルカリ金属塩化物−ノ゛ルカリ土類金属塩
化物−アルカリ−に類金バッフ化′ｌタ；力ロー６成る
浴組成がよい、、そ【。

でモの浴紹、成としで少なくともフッ１１′、物を食合
する溶融ハ０ゲン化物に被覆用金属成分を配合］７て調
さすし５てなるものを使用することを特徴とす゛る１、
この手段によれば、特定の浸漬浴を利用することによっ
て難焼結性粉末の表面で不均化反応により被覆用金属組
成成分が反応１．て２金属炭化物の形成又その粉末表面
において置換反応を起こし、。

金属窒化物、金属硼化物の形成を生じさせる。例えば３
ダイヤモンド粉末の場合、金属組成成分が反応する。＋
１７で硬質ＢＮ、ＳＵ　　Ｎ　　、ＳｉＮ４、ＺｒＢ　
　、ＳｆＣ粉末の場合、置換反応が起こる。４・のため
２難焼結性粉末の表面に非晶質に近く　（結晶性が悪く
、例えばＸ線回折法で８００Å以下）活性に富んだ金属
炭化物、窒化物、硼化物が均一かつ微細なものとして存
在する。径って、この金属炭化物等は粉末同士の反応性
を高め、焼結性を著しく向１−シで高密度（例えば相対
１１論密９９％以上）の焼結体を製造できる。又、波層
金属非酸化物成分は少量でよいのですな第３　’−ｔ＞
添加焼結助剤を少なくす、５ことができる為、焼結体の
強度、硬度特に高温時の強度を高めることにもなろう尚、溶融塩を利用した浸漬は、従来金属材料の表面処理
として知られている。しかし、非金属材料（、′：浸漬
処理を施し、て１本発明のように有用な焼粘体、更には
砥粒、砥石を得る試みは全くなされていない。

本発明の適用される難焼結性粉末としては。

ダイヤモンド、窒化ホウ素（ＢＮ）、特に立方晶窒化ホ
ウ素（ｅＢＮ）、炭化ケイ素（Ｓ　ｉ　Ｃ）及び窒化ケ
イ素（ＳＮ３Ｎ４）が挙げられる。通常２例えば、ダイ
ヤモンド、ｃＢＮの場合ＷＣ−Ｃｏ液和合金セルづく触
媒作用によりて焼結させる。そのため、ダイヤモンドや
ｃＢＮの異常粒成長やＣＯのプールを形成し易く、砥粒
ないしは砥石としては不適当とされる。又、ＳｉＣ。

Ｓ　ｌ　ａ　Ｎ　４の場合も助剤としてのアルカリ土類
金属酸化物等がガラス相として存在するので、高温特性
の点で不十分であり同様に不適当である。しかし１本発
明によれば、特定の浸漬浴を利用して、ダイヤモンド粉
末等の表面に被覆層が形成され、かかる被覆層は反応拡
散ないしは置換によって粉末表面においてほぼ一体的な
ものとなっており、しかもダイヤモンド等と同質の非金
属材料からなる。従って、ダイヤモンド等の焼結性を大
きく高めることができる。原料粉末は微細なもの９例え
ば平均粒径０．１〜２０ｕＴａを使用するとよい。尚、
焼結法として動的圧縮を使用する場合には若干粗粒２〜
２０−とした方が良い。

難焼結性粉末は特定の浸漬浴に浸漬される。被覆成分を
粉末混合する場合とは異なり、！ｌ焼結性粉末の表面に
拡散ないしは置換反応によって金属炭化物、窒化物、硼
化物層を均一かつ微細に存在させることができ、しかも
表面処理に長時間を要することもない。

浸漬浴の基本組成は、好ましくは少なくともフッ化物を
含有する溶融ハロゲン化物からなる。

フッ化物を必須成分としているので、添加物としての被
覆用金属成分（例えば金属酸化物）がフッ化金属イオン
に容易に変化し、難焼結性粉末表面で反応して金属炭化
物、窒化物、硼化物が形成される。溶融ハロゲン化物は
アルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物にす
るとよい。

又含有するフッ化物は、アルカリ金属およびアルカリ土
類金属のフッ化物にするとよい。浴温度を低温に維持で
きる。特に、アルカリ金属塩化物−アルカリ土類金属塩
化物−アルカリ金属（土類金属）フッ化物からなる浴組
成が好ましい。具体的には、塩化物としてＮａＣＪ！、
ＬｉＣ！。

ＣａＣ，ｅ　　、Ｂａ（、Ｊ２等が挙げられ、又フッ化
物としてはＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＦ、ＣａＦ２゜Ｂ　ａ　
Ｆ　２等が挙げられる。浸漬浴成分の配合割合はフッ化
物を５０モル％以下にするとよい。５０モル％を超える
と、浴温度が高くなりすぎ、腐食の問題を生ずる。例え
ばＫ　Ｃｉ！Ｂ　ａ　ＣＩ！　２　　Ｎ　ａ　Ｆ系の場
合、ＫＣｉ’５〜９５モル％、ＢａＣｌ！２５〜９５モ
ル％、ＮａＦ５〜・・５０モル％の範囲から適宜選択し
て配合するとよい。

こうした溶融ハロゲン化物に被覆用金属成分を配合Ｉ２
て浸漬浴を調製する。被覆用金属成分が溶融ハロゲン化
物によって金属イオンとなり。

この浸漬浴に浸漬される難焼結性粉末表面との反応に供
されることになる。被覆用金属成分は金属単体若しくは
合金として、更には化合物例えば酸化物、ハロゲン化物
とＩ−で添加される。この金属成分としては２周期律表
４Ａ族（Ｔｔ、Ｚｒ。

Ｈｆ）　　５Ａ族（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ）　　６Ａ族（Ｃｒ
、Ｍｏ、Ｗ）の遷移金属が好ましい。

これらは２従来ダイヤモンド粉末等粉末への均一被覆形
成は困難とされていたものである。、被覆用金属成分の
配合量（溶融ハロゲン化物に対して）は１例えば金属酸
化物の場合、１〜７ｖｔ％稈度にするとよいａ　ｌｖ↑
、％未満では十分な厚さの被膜を作ることができず、一
方７ｙｔχを超えると被膜の厚さが不均一になるおそわ
がある。好ましくは５〜７　ｖｔＸである。又、金属ハ
ロゲン化物の場合。

４０ｖｔ％稈度まで許容されイ）。但１．，４０υ↑％
を超スると、別の問題、即ち機器腐食の問題、又ハロゲ
ンガス発生による衛生状の問題を生ずる。

被覆用金属成分として金、属酸化物を使用する場合、こ
の酸化物を還兄するための還元剤を添加する。還元剤と
しては、被覆用金属成分の金属（４Ａ、５Ａ、６Ａ族遷
移金属）よりも酸素との親和力が大きい金属、又はその
合金を使用するとよい。例えば金属としてはＡｊ！　（
３Ｂ族）、Ｃａ（２Ａ族）、Ｍｎ（７Ａ族）、Ｆｅ（８
族）など、又合金としてはＦｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ａｊ７゜
Ｆｅ−５１，Ｃａ−５ｉ、　Ｃａ−Ｍｎ−８Ｌなどが挙
げられる。その配合量（溶融ハロゲン化物に対して）は
２〜ｚｏｗｔ％程度にするとよい。２ｗｔ％未満では還
元効果が不十分であり、一方２ｏｖｔ％を超えると炭化
物の形成が妨げられる。又、被覆用金属成分の金属が５
Ａ族、６Ａ族金属である場合には、同じく被覆用金属成
分の金属である４Ａ族金属例えばＴｉ、Ｚｒ、又その合
金例えばフェロアロイ（Ｆｅ−ＴＩ、Ｆｅ−Ｚｒ）を使
用してもよい。金属炭化物、窒化物、Ｗｉ化物からなる
被覆層の形成を一層促進できる。

この浸漬浴に難焼結性粉末を浸漬する。浸漬洛中の遊離
した金属イオンが難焼結性粉末表面において容易に侵入
ないしは置換反応して、金属炭化物、窒化物、硼化物か
らなる被覆層を生成できる。この被覆層は、非晶質に近
い（結晶性の悪い）活性に富んだ非化学量論的化合物の
金属炭化物、窒化物、硼化物からなり、しかも粉末表面
全面に亘って均一かつ薄く形成される。ちなみに。

ＣＶＤ法、ＰＶＤ法ではこのような被覆層を得ることは
困難である。

浸漬処理における温度９時間は１例えば７００〜１００
０℃にて０．５〜５時間程度で十分である。

こうした浸漬処理によって難焼結性粉末の表面に金属炭
化物、窒化物、硼化物の少なくとも１種からなる被覆層
が形成される。この金属炭化物等は難焼結性粉末の表面
に均一かつ微細なものとして存在するので、粉末同士の
反応性を高め、焼結性を著しく高めることができる。具
体的には。

難焼結性粉末の表面に被覆用金属成分の金属（イオン）
が反応（相互拡散）ないしは置換するので、粉末組成に
よって被覆層組成が異なりでくる。例えば、ダイヤモン
ド粉末では金属イオンが反応（相互拡散）シ、又ｃＢＮ
、ＳｉＣ及びＳｉ３Ｎ、粉末では金属イオンがＢ、Ｓｔ
を置換して、非化学量論的化合物として金属炭化物、窒
化物が得られる。被覆層の存在量は難焼結性粉末に対し
て特に限定はない。

浸漬処理された難焼結性粉末は、その後焼結される。焼
結は、難焼結性粉末の材質、成形法に応じて、必要な圧
力によって行われる。しかしながら砥粒の製造を考える
ならば、コストの点から動的圧縮法が好ましい。動的圧
縮法とは爆発エネルギを利用して物質の瞬間的な圧縮・
加熱を行なう方法をいう。非平衡加熱が起こり品＜、又
高温・高圧の物質の状態が保存される。そのため、浸漬
処理によって形成された被覆層が溶融して、難焼結性粉
末同士が極めて良好に結合する。従来１例えばダイヤモ
ンド粉末を超高圧法によって焼結する試みはなされてい
る。しかし、単独のダイヤモンド粉末について単に超高
圧法を適用しても、応力の加わらない部分の存在によっ
て不可避に黒鉛化が生じてしまう。そのためＷ　Ｃ−Ｃ
ｏ合金等の高温で液相となる金属相を存在させて行なう
のが一般的であった。しかし、この場合にも既述のよう
にダイヤモンドの異常粒成長やＣＯのプールによって砥
粒等としては不適当なものになってしまう。これに対し
て１本発明によれば難焼結性粉末を特定の浸漬浴にて浸
漬処理した後、超高圧法特に動的圧縮を適用して焼結す
ることによって、上記問題（黒鉛化、異常粒成長など）
を生ずることなく、焼結性を高め、著しく高密度の焼結
体を得ることができる。これは、難焼結性粉末の表面に
形成された被覆層、即ち金属炭化物、窒化物。

硼化物が非晶質に近く（結晶性が悪く）活性に富んでお
り、しかも粉末自体との適合性に極めて優れ、動的圧縮
作用を極めて有効に発揮できるためと推定される。

動的圧縮においては、その圧力は１０ＧＰａ以上とされ
る。好ましくは４０ＧＰａ以上である。又。

他の超高圧法としての静的圧縮特にホットプレス（ＨＰ
）、静水圧プレス（ＨＩ　Ｐ）についても本発明に適用
でき、良好な結果を得る。ＨＰの場合、圧力３００〜４
００ｋｇ　ｆ／　（！Ｊ　、温度１９００℃、ＨＩＰの
場合、圧力１０００〜２０００ｋｇ　ｆ／　ｅシ、温度
１８００℃にするとよい。

最終焼結の前に予備成形させるとよい。焼結性を一層高
め得る。動的圧縮の場合、相対理論密度５０〜７０％、
好ましくは５５〜６５％になるように予備成形するとよ
い。８０％を超えると、却って焼結性が低下してしまう
。爆発衝撃をａ効に活用するにはある程度の空間の存在
が必要とされるためと考えられる。一方、静的圧縮の場
合、７０％以上まで予備成形しても差支えない。

こうして得られた難焼結性粉末の焼結体は。

高い密度及び硬度を有する。即ち、相対理論密度９８％
以上であり、硬度（１！ｖ）についてもダイヤモンドで
５．５Ｘ　１０３以上、ｅＢＮで３．５Ｘ　１０３以上
、ｓｉｃでｉ、ｓｘ　ｔｏ　　以上、Ｓｉ３Ｎ４で２．
５×１０３以上のものを得る。

この難焼結性粉末の焼結体は砥粒、砥石として有用であ
る。即ち、上記粉末焼結体を粉砕して砥粒を得る。粉砕
は湿式又は乾式のいずれで行なってもよい。尚２粒度も
焼結体の種類、研削目的等に応じて適宜選択され１例え
ばダイヤモンド焼結体を粉砕してなる砥粒をセラミック
スの精密研削に利用する場合には＃４０〜＃６０稈度に
するとよい。この砥粒は、そのまま利用してもよいし、
又後述の砥石の製造に利用してもよい。尚、焼結体が所
定の粒径範囲内のものであれば、粉砕せずに焼結体自体
をそのまま砥粒として用いてもよい。

砥石の製造にあたり、上記砥粒（難焼結性粉末の焼結体
を粉砕してなるもの）と共に２通常の如く結合剤及び必
要に応じて添加剤（例えば充填剤、湿潤剤、吸水剤等）
を配合する。結合剤としてはレジン結合剤、メタル結合
剤、ビトリファイド結合剤のいずれを使用したものであ
ってもよい。具体的組成としては、レジン結合剤として
フェノール、ポリイミド樹脂、メタル結合剤としてスチ
ール、ブロンズ金属２合金、ビトリファイド結合剤とし
てホウケイ酸ソーダガラスなどが挙げられる。

又、成形、焼成条件についても特に限定はなく、メタル
結合剤の場合例えば成形圧１００〜５００ｋｇ　／　ｃ
ｄ　、酸化又は非酸化雰囲気中、焼成温度５００〜１２
００℃で行なうとよい。ビトリファイド結合剤の場合例
えばコールドプレスで成形圧５０〜１１０００３ｃ／ｃ
ｌ、＠化又は非酸化雰囲気中、焼成温度７００〜１００
０℃で行なうとよい。又、砥石の集中度、気孔率につい
ても特に限定はないが、ビトリファイド重研削用砥石と
して利用する場合、集中度は２０〜２００．より好まし
くはＩＤＯ〜２００．気孔率２５〜５５ｖｏ１％の範囲
に設定するとよい。

これらの砥粒ないしは砥石は、耐摩耗性に優れる。従来
２例えばダイヤモンド焼結体を粉砕してなる砥粒はＷ　
Ｃ−Ｃｏ等の高温液相金属を含有するため、研削時の熱
発生によりＣｏとダイヤモンドとの熱膨張差による応力
によって砥粒の破損が生じ易かった。しかし２本発明に
よればダイヤモンド等の粉末粒界において一体的な同質
の固溶相として被覆層が存在し、特に動的圧縮によれば
。

極めて反応性に富んだ被覆層を介して粉末同士が強固に
結合されている。そのため、砥粒の破損を生じに＜＜、
ロー研削条件下において砥粒ないしは砥石摩耗量を大幅
に高めることが可能となった。

尚、こうした一連の製造手順を第１図にフローチャート
として示す。

［実施例〕実施例Ａ（粉末焼結体）実施例１（ＴｉＮ被覆ＳｉＣ粉末の動的圧縮）磁製ルツ
ボにＫＣｊ！、　Ｂ　ａ　ＣＲ２及びＮａＦをそれぞれ
４２．２．２０．２．３７．６モル％加えて加熱溶融し
た後、ＴｉＯ２５，０％及びフェロアロイ（Ｆｅ−Ｔｉ
）粉末１５．０％を添加して、十分撹拌し、浸漬浴とし
た。この浸漬浴に平均粒径１０趨のＳｉＣ粉末を　９０
０℃で２０分浸漬して、Ｔｉｃ被覆層を２Ｌ５ｖｔ％を
有するＳｉＣ粉末を得た。尚、被覆層の量は、被覆され
た難焼結性粉末を酸（例えば王水、又は王水二弗酸−１
：１混酸）溶液中へ一昼夜放置することによって９次式
：％式％（）（Ｃ：被覆層の重量、Ｘ：酸処理前の被覆粉末の重Ｅ１
．Ｙ：三処理後の被覆粉末の重量）により求めた。

次に、このＴｉＣ被覆ＳｉＣ粉末を相対理論密度ＢＯ％
になるまで予備成形し、その後後記方法により動的圧縮
（８５ＧＰａ）に供した。

第２Ａ、２Ｂ図に示すような衝撃回収装置を使用した。

ガラス板を傾け、その上にシー上状のプラスチック爆薬
（Ｄｕ　Ｐｏｎｔ製、　Ｃ−４）を置く。三角形の部分
は、−面にパンチで打ち抜き、先端に起爆用雷管をとり
つける。この三角形の部分によって２点爆轟が直線状の
爆轟に変わり、ガラス板が下方へ加速され、主爆薬面に
同時平面衝突して。

平面爆発が起きる。次に鉄製の飛び板（厚み４．３＋Ｕ
）が下方、に加速され、カプセル８個を収容した回収ア
センブリーに平面衝突して、衝撃圧力が発生する。回収
アセンブリーは下方へ飛び出すが。

はとんどの衝撃エネルギーは下方の鉄ブロックに運動エ
ネルギーとして伝えられる。カプセルは多少変形するが
、アセンブリー下方においた水タンクの中で回収される
。回収されたカプセルは、センパンを使用して、切削に
よって中の粉体を取り出す。鉄製飛び板の速度は板が触
れるとパルス電圧が生じる接触子ビンを使用して計測し
た。

尚、板速度と圧力との関係は次の通り。

又、第３．４図は他の動的圧縮装置を示したもので、第
３図は平面衝撃波装置、第４図は円筒衝撃波装置である
。

各図において、　　１．１１．２１は起爆装置、４．１
２は平面波発生器、　　５．．１３は主爆発物、６．１
４はフライヤープレート、７はカプセル、８．１７は運
動量捕捉器、９は試料、１５は粉体容器、　１６．２７
は粉体、２２は木製板、２３は爆発物、２４は鋼管、を
夫々示す。

こうして得られたＳｉＣ焼結体は相対理論密度９９％、
ビッカース微小硬度（Ｈｖ）３３００〜３７００ｋｇ／
　ｄを有していた。

比較例１浸漬処理に供することなく、ＳｔＣ粉末を実施例１と同
様に焼結させた。得られたＳｉＣ焼結体は相対理論密度
９８．６％、　ＩＩｖ１５４０〜２２００ｋｇ／−を有
していた。

実施例２（ＴｉＮ彼覆ｅＢＮ粉末の動的圧縮）実施例１
と同様の浸漬浴に平均粒径１〜５−のｃＥＩＮ粉末を９
００℃で３時間浸漬して、ＴｉＮ被覆層２０．Ｏｖｔ％
を有するｃＢＮ粉末を得た。次に。

このＴｉＮ被覆ｅＢＮ粉末を相対理論密度５７．５％に
なるまで成形圧１５００ｋｇ　／　ｃｊで予備成形し、
その後円筒衝撃波装置により動的圧縮（６０ＧＰａ）に
供した。

こうして得られたｅＢＮ焼結体は相対理論密度９８％、
　ＩＩｖ３８００〜４５００ｋｇ　／−を有していた。

比較例２浸漬処理に供することなくｃＢＮ粉末（３６〜５４−）
を、実施例２と同様に焼結させた。得られたｃＢＮ焼結
体は相対理論密度９２％、　１ＩｖＬＯ５０〜１２５０
ｋｇ／−を有していた。

実施例３（ＴＩＮ被覆５ｔ３Ｎ４粉末の動的圧縮）実施例１と同様の浸漬浴に平均粒径ｏ、ｅｎの５１３Ｎ
４粉末を８５０℃テ２０分浸漬して、ＴＩＮ被覆層５．
７ｖｔ％を有する５１３Ｎ４粉末を１すた。

次に、このＴｉＮ被覆５１３Ｎ４粉末を相対理論密度Ｂ
Ｏ％になるまで予備成形し、その後前記方法により動的
圧縮（４４０Ｐａ）に供した。

こうして得られたＳ　ｉ　ｓ　Ｎ　４焼結体は相対理論
密度９８％、　Ｈｖ２３００ｋｇ／−を有していた。

比較例３浸漬処理に供することなく、５ｔ３Ｎ４粉末（０，６−
）を実施例３と同様に焼結させた。得られた５ｔ３Ｎ４
焼結体は相対理論密度９５．０％、１１■２１００ｋｇ
　／−を有していた。

実施例４（ＴｉＣ被覆ダイヤモンド粉末の動的圧縮）実施例１と同様の浸漬浴に粒径８〜１６−のダイヤモン
ド粉末を９００℃で１５分浸漬して、Ｔｉｃ被覆層５．
４ｖｔ％を有するダイヤモンド粉末を得た。

尚、この被覆状態を第５図（顕微鏡写真）に示す。ダイ
ヤモンド粉末へのＴｉＣの均一被覆が確認できた。

次に、このＴｆＣ被覆ダイヤモンド粉末を相対理論密度
６０％になるまで予備成形し、その後前記方法により動
的圧縮（８５ＧＰａ）に供した。

こうして得られたダイヤモンド焼結体は相対理論密度９
８％、　ｌｌｖ７０００ｋｇ／−を有していた。

比較例４浸漬処理に供することなく、このダイヤモンド粉末８〜
１６−を実施例４と同様に焼結させた。

尚、このダイヤモンド粉末を第６図（顕微鏡写真）に示
す。得られたダイヤモンド焼結体は相対理論密度９２％
、　ｌＴｖ４０００）ｃｇ／−を有していた。

実施例５実施例４と同様にして８〜１６−のＴｉＣ被覆ダイヤモ
ンド粉末を得た（５．４ｖｉＸ　ｖＬ５り。次に、この
ＴｉＣ被覆ダイヤモンド粉末を１　ｔｏｎ／ｃｄの圧力
をもって予備成形し、その後１４５０℃６０ｋｂで１５
分ＨＰ処理した。

こうして得られたダイヤモンド焼結体は相対理論密度９
Ｂ、０％、　ＩＩｖ４０００ｋｇ／−を有していた。

比較Ｎ５直径５ＣＩｌ、長さ８０ｃｍ＋の石英管に水素を通じつ
つ、　１０００℃以上に加熱できる様にしたＴｈ　ｋｇ
　／−を設け１石英管の中央より入口側から四塩化チタ
ンの上記を含む水素を通じ、中央より出口に誓い側に、
８〜１６−のダイヤモンド粉末をおいて、　１０００℃
５時間加熱した。

このようにして炭化チタンの薄膜を生じたダイヤモンド
粉末が得られた。このＴｉＣ被Ｓ量は５．７ｖｔ％であ
った。

このＴｉＣ被覆ダイヤモンド粉末を用いて、実施例５と
同様に焼結体を得た。

こうして得られたダイヤモンド焼結体は相対理論密度９
０．０％、　Ｈｖ１２００）ｃｇ／−を有していた。

実施例６（ＴｉＣ被覆ダイヤモンド粉末の静的圧縮）実施例１と同様の浸漬浴に平均粒径５−のダイヤモンド
粉末を９００℃で１５分間浸漬して、ＴｉＣ被覆層２３
．０ｗｔ％を有するダイヤモンド粉末を得た。尚、この
被覆状態を第７図（顕微鏡写真）に示す。ダイヤモンド
粉末へのＴｉＣの均一被覆が確認できた。

次に、このＴｉＣ被覆ダイヤモンド粉末を１ｔｏｎ／ｃ
−の圧力をもって予備成形し、その後１４２０’Ｃ，８
０ｋｂで１５分ＨＰ処理した。

こうして得られたダイヤモンド焼結体は相対理論密度９
８．５％、　ＩＩｖ５０００）ｃｇ／−を有していた。

尚。

このダイヤモンド焼結体を第８図（顕微鏡写真）に示す
。焼結体におけるバインダープールが無いことが確認で
きた。

比較例６平均粒径３趨のダイヤモンド粉末７５ｗｔ％、平均粒径
ｉ、ｅ−のＴｉｃ粉末２３ｖｔ％及び平均粒径１．２−
のＣｏ粉末を混合し、その調製粉末を用いて実施例６と
同様に焼結体を得た。得られたダイヤモンド焼結体は相
対理論密度９８％、　Ｈｖ８５００ｋｇ／−を存してい
た。

実施例？（ＴｉＣ彼覆ＳＩＣ粉末の静的圧縮）実施例１
と同様の浸漬浴に平均粒径０〜２卿のＳＩＣ粉末を８５
０℃で１５分間浸漬して、ＴｉＣ被覆層１５．２ｖｔ％
を有するＳＩＣ粉末を得た。次に。

このＴｉＣ被ｉｓ　ｉ　ｃ粉末を１　ｔｏｎｉｃ−の圧
力をもって予備成形し、その後１８００℃、　　３００
ｋｇ／ｃ−でＨＩＰ処理に供した。

こうして得られたＳｉＣ焼結体は相対理論密度９８％、
　Ｈｖ２９００〜３５００ｋｇ　／−を有していた。

比較例７平均粒径０〜２ＭのＳｉＣ粉末８４．８ｗｔ％及び平均
粒径１．２＃のＴｉＣ粉末１５，２νｔ％を混合して調
製し、実施例７と同様にして焼結体を得た。得られたＳ
ＩＣ焼結体は相対理論密度９５％、　Ｈｖ１２００〜１
１１００ｋｇ　／−を有していた。

これら実施例Ａ（１〜８）についての製造条件及び粉末
焼結体の特性を第１表にまとめて示す。

これらの結果から明らかなように１本実施例の粉末焼結
体は対応比較例のものに比していずれも。

高密度、高硬度を有することが確認された。

実施例８実施例１と同様の浸漬浴に平均粒径ｌ　ｌｔｓ以下のＺ
　ｒ　Ｂ　２粉末を９００℃で１５１ｎ浸漬して、Ｔｉ
Ｂ被８被層２層５０ｗｔ％を有するＺ　ｒ　Ｂ　２粉末
を得た。次に、このＺ　ｒ　Ｂ　２粉末を１　ｔｏｎ／
ｃｄの圧力をもって成形し、その後２０５０℃−Ｈ２雰
囲気中で焼成した。こうして得られたＺ　ｒ　Ｂ　２焼
結体は相対理論密度９６％、　ＩＩｖ２４００ｋｇ／−
を有していた。

比較例８平均粒径１−以下のＺ　ｒ　Ｂ　２粉末９５ｗｔ％と平
均粒径０，５１以下のＴｉＢを混合し、その調製粉末を
用いて、実施例８と同様に焼結体を得た。こうして得ら
れたＺ　ｒ　Ｂ　２焼結体は、相対理論密度９２％、　
Ｈｖ１８００ｋｇ／−を有しテイタ。

実施例９（ＺｒＣ被覆ダイヤモンド粉末の動的圧縮）実施例１と同様の浸漬浴（但し、金属成分としてＺ　ｒ
　０２２％及びＦｅ−Ｚｒ合金１０％を添加したもの）
に粒径８〜１６μｌのダイヤモンド粉末を９００℃で２
０分間浸漬して、ＺｒＣ被覆層５．７シｔ％を存するダ
イヤモンド粉末を得た。次に２このＺｒＣ被覆ダイヤモ
ンド粉末を１　ｔｏｎ／ｅＪの圧力をもって相対理論密
度５８．２％に予備成形した。その後、実施例４と同様
に焼結させた。

こうして得られたダイヤモンド焼結体は相対理論密度９
４．５％、　ｌＩｖ５８００ｋｇ／−を有していた。

（以下余白）本第比較例表実施例Ｂ（砥粒１砥石）実施例ＩＯ実施例４によって得たダイヤモンド焼結体をアトライタ
ーによって粉砕しＣ＃４０〜＃５０のダイヤモンド焼結
体砥粒を得た。

このダイヤモンド焼結体砥粒を用い９次のようにして切
断用ホイールを製造した。

結合剤　：　　Ｃｕ−８ｎ−Ｆｅ　（メタル）集中度　
：２２成形圧　：　　　３６０）ｃｇ／ｃシ成形温度ニア００℃、５５分保持形状　　：　　３２Ｌ　Ｘ２０Ｔ　Ｘ　　７．ＯＸ　Ｘ
８Ｗ　　（ｍｍ）ホイール尚、比較例として市販のＣｏを焼結助剤として用いたＰ
ＣＤ焼結体より得た砥粒を使用し２て同様に切断用ホイ
ールを製造した。

こうして得られた切断用ホイールを研削試験に供した。

試験条件は次の通り。

被削材材質：　耐火レンガ寸法：　　１００ＯＬ　Ｘ　　５００Ｂ　Ｘ７ＱＴ研削
条件ホイール周速　：　　１Ｂ８０ｍ／ｌ１ｉｎホイール回
転数：　　５０００ｒｐｍ切断長さ　　　：　　　１００ｍ　（２０Ｏｃｕｔｓ）
切込深さ　　　：　　１８．ｏｍｍ送り速度　　　：１５±３Ａの範囲に合わせて手動送り方式　　　　　；　湿式この試験の結果２本実施例のホイールはその摩耗量を比
較例のものに比して２／３程度に減少することが確認で
きた。

実施例１１実施例６によって得たダイヤモンド焼結体を実施例１Ｏ
と同様に粉砕して＃１４０〜＃１７０のダイヤモンド焼
結体砥粒を得た。

このダイヤモンド焼結体砥粒を用い２次のようにしてビ
トリファイド砥石を製造した。

結合剤　：　ホウケイ酸ソーダガラス結合剤率：　　２０ＶＯ１％５０ｖｏ１％３０ＶＯ１％３５０ｋｇ／ｃＪ９００℃　（２ｈｒ）外径１５０＠鳳×厚み８ｍｍＸ穴径７６．２ａｍ　（外
径から５１１１がダイヤ層で。

おり内側は一般砥石粒からなる）尚、比較例として市販のＣＯを焼結助剤として用いたＰ
ＣＤ焼結体より得た砥粒を使用して、同様に砥石を製造
した。

こうして得られた砥石を研削試験に供した。試験条件は
次の通り。

被削材　超硬合金に１０　（ＨＲＡ９０±１）長さ５０
　ａｍ　　幅１００　ａｍ砥石周速　　　：　　１６００ｍ　／關りロスフィード
：　２關／　ＰＡＳＳテーブル送り込み：１０ｍ／ｍｉｎ切り込み　　　　：　０　、０３　ｍｍこの試験の結果
２本実施例の砥石はその摩耗量砥粒率気孔率成形圧成形温度：形状を比較例のものに比して２／３程度に減少することが確
認できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造手順を示すフローチャート。第２図は動的圧縮（爆発衝撃）焼結のための装置を示す
図であって、第２Ａ図は衝撃波発生器の斜視図、第２Ｂ
図は圧縮粉末を入れるステンレス鋼カプセルの断面図。第３図は平面衝撃波装置の断面図、そして第４図は円筒
衝撃波装置の断面図。第５図は実施例４，５のＴｉＣコートダイヤモンド粉末
の表面状態（結晶構造ないしは粒子構造）を示す顕微鏡
写Ｑ　（ｘ　３０００）　。第６図は比較例４のダイヤモンド粉末の表面状態（結晶
構造ないしは粒子構造）を示す顕微鏡写真（Ｘ　３００
０）　。第７図は実施例６のＴｉＣコートダイヤモンド粉末の表
面状態（結晶構造ないしは粒子構造）を示す顕微鏡写真
（Ｘ　１０００）　。第８図は実施例６のＴｉＣコートダイヤモンド粉末の焼
結体の表面状態（結晶構造ないしは粒子構造）を示す顕
微鏡写真（上Ｘ　４００．下Ｘ２０００）。を夫々表わす。出願人　　　沖　　　猛　雄（外１名）代理人　　　弁
理士　　加　藤　軌　道第図溶融塩金属成分−−−−〉添　加 ↓ 難焼結性粉末−一一一〉浸　　漬 ↓ 被覆粉末の精製（洗浄−乾燥） ↓ 予備焼結　必要に応じて行う ↓ 結合剤等−−−−〉成形一一一〉砥石第図面の浄＊（内容に変更なし）２八図　　第　Ｂ図第図第図手続補正書（的）明　細　書（全文訂正）平成１年４月２７日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）難焼結性粉末の表面に，浸漬によって形成された
金属炭化物，窒化物，硼化物の少なくとも１種からなる
被覆層を有し，該被覆層を有する難焼結性粉末を原料粉末としたことを特徴とする難焼結性の粉末焼結体。
（２）目的とする金属を含有する溶融塩浴から成る浸漬
浴を調製し，該浸漬浴に難焼結性粉末を浸漬した後，そ
の被覆粉末を含んだ原料粉末を焼結させることを特徴と
する難焼結性粉末の焼結体及びその粉末焼結体用粉末の
製造方法。
（３）難焼結性粉末がダイヤモンド，窒化ホウ素，炭化
ケイ素，硼化ジルコニウム，炭化ホウ素からなる群より
選択される請求項１記載の粉末及び粉末焼結体，又は請
求項２記載の製法。
（４）前記溶融塩浴が，少なくともフッ化物を含有する
溶融ハロゲン化物であることを特徴とする請求項２記載
の粉末焼結体用粉末及び粉末焼結体の製造方法。
（５）上記ハロゲン化物がアルカリ金属，アルカリ土類
金属のハロゲン化物である請求項４記載の製法。
（６）前記フッ化物がアルカリ金属およびアルカリ土類
金属のフッ化物の少なくとも１種である請求項４，５記
載の粉末焼結体用粉末及び粉末焼結体の製造方法。
（７）焼結を動的超高圧法又は静的超高圧法によつて行
なう請求項２，４，５，６記載の製法。
（８）請求項１記載の粉末焼結体又は請求項２記載の製
法によって得られた粉末焼結体からなることを特徴とす
る砥粒。
（９）請求項８記載の砥粒を結合剤で結合してなること
を特徴とする砥石。