JPH05186844A - 高密度相窒化ホウ素基焼結体 - Google Patents
高密度相窒化ホウ素基焼結体Info
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- JPH05186844A JPH05186844A JP4020544A JP2054492A JPH05186844A JP H05186844 A JPH05186844 A JP H05186844A JP 4020544 A JP4020544 A JP 4020544A JP 2054492 A JP2054492 A JP 2054492A JP H05186844 A JPH05186844 A JP H05186844A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超高圧装置を用いなくても、ホットプレス法
又は熱間静水圧処理法でもって焼結できる焼結体であっ
て、低廉価と、かつ耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐
衝撃性の向上を達成させた高密度相窒化ホウ素基焼結体
を提供する。 【構成】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化
ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，
Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体
の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞され
た複合硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であっ
て、該被膜が平均層厚さ５〜９００Åでなる高密度相窒
化ホウ素基焼結体。 【効果】 ホットプレス法又は熱間静水圧処理法で焼結
可能な焼結体で、低廉価が達成することができたこと、
及び焼結体の破壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼
結体又は本発明から外れた比較の焼結体に比べて約３９
〜１１０％も向上するという効果がある。
又は熱間静水圧処理法でもって焼結できる焼結体であっ
て、低廉価と、かつ耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐
衝撃性の向上を達成させた高密度相窒化ホウ素基焼結体
を提供する。 【構成】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化
ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，
Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体
の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞され
た複合硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であっ
て、該被膜が平均層厚さ５〜９００Åでなる高密度相窒
化ホウ素基焼結体。 【効果】 ホットプレス法又は熱間静水圧処理法で焼結
可能な焼結体で、低廉価が達成することができたこと、
及び焼結体の破壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼
結体又は本発明から外れた比較の焼結体に比べて約３９
〜１１０％も向上するという効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、旋削工具，フライス工
具，ドリル，エンドミル等に代表される切削工具、又は
ダイス，切断刃等に代表される耐摩耗工具に適する高密
度相窒化ホウ素基焼結体に関する。
具，ドリル，エンドミル等に代表される切削工具、又は
ダイス，切断刃等に代表される耐摩耗工具に適する高密
度相窒化ホウ素基焼結体に関する。
【０００２】
【従来の技術】立方晶窒化ホウ素及びウルツ鉱型窒化ホ
ウ素は、六方晶窒化ホウ素に比べて高密度であることか
ら、高密度相窒化ホウ素と呼称されている。この高密度
相窒化ホウ素に金属及び／又はセラミックスの結合相を
介在させて、超高圧，高温で焼結した超高圧焼結材料が
実用されている。従来から実用されている超高圧焼結材
料は、主として高密度相窒化ホウ素の硬質相と結合相と
の比率、又は結合相の材質を調整することにより耐摩耗
性，靭性，強度及び耐熱衝撃性を高めるための検討が行
われている。
ウ素は、六方晶窒化ホウ素に比べて高密度であることか
ら、高密度相窒化ホウ素と呼称されている。この高密度
相窒化ホウ素に金属及び／又はセラミックスの結合相を
介在させて、超高圧，高温で焼結した超高圧焼結材料が
実用されている。従来から実用されている超高圧焼結材
料は、主として高密度相窒化ホウ素の硬質相と結合相と
の比率、又は結合相の材質を調整することにより耐摩耗
性，靭性，強度及び耐熱衝撃性を高めるための検討が行
われている。
【０００３】しかしながら、この従来の超高圧焼結材料
は、硬質相の粉末と結合相の粉末を混在させたものであ
ることから、結合相粒子間，硬質相粒子間及び硬質相粒
子と結合相粒子の粒界の結合が不充分になって、不完全
結合による欠陥として残存しやすいこと、このために、
硬質相と結合相との比率、又は結合相の材質を調整し、
耐摩耗性を高めようとすると、靭性，強度もしくは耐熱
衝撃性が低下すること、逆に靭性，強度もしくは耐熱衝
撃性を高めようとすると、耐摩耗性が低下するという問
題がある。この問題を解決したものとして、提案されて
いる代表的なものに、特開昭５８−５８２４７号公報，
特開昭５８−６０６７８号公報及び特開昭５８−６１２
５３号公報がある。
は、硬質相の粉末と結合相の粉末を混在させたものであ
ることから、結合相粒子間，硬質相粒子間及び硬質相粒
子と結合相粒子の粒界の結合が不充分になって、不完全
結合による欠陥として残存しやすいこと、このために、
硬質相と結合相との比率、又は結合相の材質を調整し、
耐摩耗性を高めようとすると、靭性，強度もしくは耐熱
衝撃性が低下すること、逆に靭性，強度もしくは耐熱衝
撃性を高めようとすると、耐摩耗性が低下するという問
題がある。この問題を解決したものとして、提案されて
いる代表的なものに、特開昭５８−５８２４７号公報，
特開昭５８−６０６７８号公報及び特開昭５８−６１２
５３号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】特開昭５８−５８２４７
号公報には、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒ及び
Ｍｏの１種以上のホウ化物と炭化物とでなる結合相組成
で、かつ０．１〜２μｍの平均層厚さでなる該ホウ化物
が立方晶窒化ホウ素を包囲した組織になっている切削及
び耐摩耗工具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結材料が記
載されている。
号公報には、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒ及び
Ｍｏの１種以上のホウ化物と炭化物とでなる結合相組成
で、かつ０．１〜２μｍの平均層厚さでなる該ホウ化物
が立方晶窒化ホウ素を包囲した組織になっている切削及
び耐摩耗工具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結材料が記
載されている。
【０００５】また、特開昭５８−６０６７８号公報に
は、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ及びＳｉの１種以上
の窒化物と炭化物とでなる結合相を含有した組成で、か
つ０．１〜２μｍの平均層厚さでなる該窒化物が立方晶
窒化ホウ素を包囲した組織になっている切削及び耐摩耗
工具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されて
いる。
は、立方晶窒化ホウ素にＴｉ，Ｈｆ及びＳｉの１種以上
の窒化物と炭化物とでなる結合相を含有した組成で、か
つ０．１〜２μｍの平均層厚さでなる該窒化物が立方晶
窒化ホウ素を包囲した組織になっている切削及び耐摩耗
工具用高靭性窒化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されて
いる。
【０００６】さらに、特開昭５８−６１２５３号公報に
は、立方晶窒化ホウ素にＡｌと、Ａｌの酸化物及び窒化
物の１種又は２種とを含有した組成で、かつ０．１〜１
μｍの平均層厚でなるＡｌ、もしくはＡｌとＡｌの酸化
物及び窒化物の１種又は２種とが立方晶窒化ホウ素を包
囲した組織になっている切削及び耐摩耗工具用高靭性窒
化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されている。
は、立方晶窒化ホウ素にＡｌと、Ａｌの酸化物及び窒化
物の１種又は２種とを含有した組成で、かつ０．１〜１
μｍの平均層厚でなるＡｌ、もしくはＡｌとＡｌの酸化
物及び窒化物の１種又は２種とが立方晶窒化ホウ素を包
囲した組織になっている切削及び耐摩耗工具用高靭性窒
化ホウ素基超高圧焼結材料が記載されている。
【０００７】これらの公報に記載されている超高圧焼結
材料は、従来の超高圧焼結材料における硬質相粒子間，
結合相粒子間及び硬質相粒子と結合相粒子の粒界に存在
していたマイクロポアや未結合の欠陥が立方晶窒化ホウ
素を包囲した被膜により解消されて、耐摩耗性と靭性を
兼ね備え、切削試験においても優れた耐欠損性を有し、
かつ高硬度で，耐熱性及び高温強度にも優れているとい
うものである。しかしながら、これらの公報に記載され
ている超高圧焼結材料は、従来と同様に、超高圧装置を
用いて４０ｋｂ以上の圧力、１２００℃以上の温度で焼
結したもので、量産化が困難であること、大型形状品の
製造が困難であること、及び製造コストが高くなるとい
う問題があること、また、材料的には、被膜の厚さと被
膜材質から、被膜内欠陥が生じやすいこと、及び被膜と
被膜を除いた他の結合相との界面、もしくは被膜と被膜
との界面に欠陥を生じやすく、被膜を形成する工程を加
えて製造コストが高くなる割りには寿命の向上がみられ
ないという問題がある。
材料は、従来の超高圧焼結材料における硬質相粒子間，
結合相粒子間及び硬質相粒子と結合相粒子の粒界に存在
していたマイクロポアや未結合の欠陥が立方晶窒化ホウ
素を包囲した被膜により解消されて、耐摩耗性と靭性を
兼ね備え、切削試験においても優れた耐欠損性を有し、
かつ高硬度で，耐熱性及び高温強度にも優れているとい
うものである。しかしながら、これらの公報に記載され
ている超高圧焼結材料は、従来と同様に、超高圧装置を
用いて４０ｋｂ以上の圧力、１２００℃以上の温度で焼
結したもので、量産化が困難であること、大型形状品の
製造が困難であること、及び製造コストが高くなるとい
う問題があること、また、材料的には、被膜の厚さと被
膜材質から、被膜内欠陥が生じやすいこと、及び被膜と
被膜を除いた他の結合相との界面、もしくは被膜と被膜
との界面に欠陥を生じやすく、被膜を形成する工程を加
えて製造コストが高くなる割りには寿命の向上がみられ
ないという問題がある。
【０００８】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、立方晶窒化ホウ素及び／又はウル
ツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相の粒子の表面に、ホット
プレス（ＨＰ）又は熱間静水圧（ＨＩＰ）処理条件であ
っても硬質相が六方晶窒化ホウ素へ逆変換しないような
被膜を形成し、かつ被膜による欠陥も生じないようにし
て、耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐衝撃性を高めた
高密度相窒化ホウ素基焼結体の提供を目的とする。
もので、具体的には、立方晶窒化ホウ素及び／又はウル
ツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相の粒子の表面に、ホット
プレス（ＨＰ）又は熱間静水圧（ＨＩＰ）処理条件であ
っても硬質相が六方晶窒化ホウ素へ逆変換しないような
被膜を形成し、かつ被膜による欠陥も生じないようにし
て、耐摩耗性，耐欠損性，靭性，及び耐衝撃性を高めた
高密度相窒化ホウ素基焼結体の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、立方晶窒
化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相
と、金属及び／又はセラミックスの結合相とでなる高密
度相窒化ホウ素焼結体の低廉価と、かつ諸特性の向上に
ついて検討していた所、高密度相窒化ホウ素の粒子表面
に膜質及び膜厚を選定し、緻密な被膜を形成すると、Ｈ
Ｐ又はＨＩＰ処理条件において、高密度相窒化ホウ素か
ら六方晶窒化ホウ素への逆変換が生じ難くなること、か
つ被膜厚さを制御すると得られる焼結体の諸特性が向上
するという知見を得た。本発明はこの知見に基づいて完
成するに至ったものである。
化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素でなる硬質相
と、金属及び／又はセラミックスの結合相とでなる高密
度相窒化ホウ素焼結体の低廉価と、かつ諸特性の向上に
ついて検討していた所、高密度相窒化ホウ素の粒子表面
に膜質及び膜厚を選定し、緻密な被膜を形成すると、Ｈ
Ｐ又はＨＩＰ処理条件において、高密度相窒化ホウ素か
ら六方晶窒化ホウ素への逆変換が生じ難くなること、か
つ被膜厚さを制御すると得られる焼結体の諸特性が向上
するという知見を得た。本発明はこの知見に基づいて完
成するに至ったものである。
【００１０】本発明の高密度相窒化ホウ素基焼結体は、
立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素の硬
質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｓｉ
の窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少な
くとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞された複合硬質
相を１０体積％以上含有した焼結体であって、該被膜が
平均層厚さ５Å〜９００Åからなることを特徴とする。
立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型窒化ホウ素の硬
質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｓｉ
の窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少な
くとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞された複合硬質
相を１０体積％以上含有した焼結体であって、該被膜が
平均層厚さ５Å〜９００Åからなることを特徴とする。
【００１１】本発明の焼結体における硬質相の粒子表面
を囲繞してなる被膜は、具体的には、例えばＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，ＨｆＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，
ＨｆＢ2，ＭｏＢ，Ｍｏ2Ｂ3，Ａｌ Ｂ2，Ａｌ Ｂ12，（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｎ，Ｔｉ（Ｂ，Ｎ），（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ，
（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを挙げることができる。これらの被膜
は、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変換を防止するた
めに平均層厚さが５Å以上である必要があり、９００Å
を超えて厚くなると、被膜内にクラック等の欠陥が生じ
やすくなること、もしくは製造時に剥離しやすくなって
ホットプレス法（ＨＰ）や熱間静水圧処理法（ＨＩＰ）
では高密度相窒化ホウ素から六方晶窒化ホウ素への逆変
換が生じやすくなる。この被膜は、非化学量論組成でな
っており、硬質相粒子表面から被膜内部へ向って組成成
分が変化した、所謂、傾斜組成になっている場合もあ
る。
を囲繞してなる被膜は、具体的には、例えばＴｉＮ，Ｚ
ｒＮ，ＨｆＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，
ＨｆＢ2，ＭｏＢ，Ｍｏ2Ｂ3，Ａｌ Ｂ2，Ａｌ Ｂ12，（Ｔ
ｉ，Ｚｒ）Ｎ，Ｔｉ（Ｂ，Ｎ），（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ，
（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを挙げることができる。これらの被膜
は、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変換を防止するた
めに平均層厚さが５Å以上である必要があり、９００Å
を超えて厚くなると、被膜内にクラック等の欠陥が生じ
やすくなること、もしくは製造時に剥離しやすくなって
ホットプレス法（ＨＰ）や熱間静水圧処理法（ＨＩＰ）
では高密度相窒化ホウ素から六方晶窒化ホウ素への逆変
換が生じやすくなる。この被膜は、非化学量論組成でな
っており、硬質相粒子表面から被膜内部へ向って組成成
分が変化した、所謂、傾斜組成になっている場合もあ
る。
【００１２】本発明の焼結体は、出発物質に混在してい
るか又は製造工程上から混入してくる不可避不純物と複
合硬質相とでなる焼結体であっても優れた諸特性を発揮
するが、さらに金属及び／又はセラミックスからなる結
合相を加えることにより、それぞれの用途に適した焼結
体にすることができる。
るか又は製造工程上から混入してくる不可避不純物と複
合硬質相とでなる焼結体であっても優れた諸特性を発揮
するが、さらに金属及び／又はセラミックスからなる結
合相を加えることにより、それぞれの用途に適した焼結
体にすることができる。
【００１３】結合相の混在した焼結体の場合は、複合硬
質相が１０体積％以上と、残りが結合相と不可避不純物
とからなる焼結体であって、結合相は、周期律表の４
ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ
の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，希土類金属の酸
化物，窒化物及びこれらの相互固溶体、又はＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏの中の少なくとも１種からなる場合が特に好ま
しい。
質相が１０体積％以上と、残りが結合相と不可避不純物
とからなる焼結体であって、結合相は、周期律表の４
ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ
の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，希土類金属の酸
化物，窒化物及びこれらの相互固溶体、又はＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏの中の少なくとも１種からなる場合が特に好ま
しい。
【００１４】本発明の焼結体における結合相は、具体的
には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，
ＴａＣ，ＷＣ，Ｍｏ2Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，ＳｉＣ，ＴｉＮ，
ＺｒＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＣｒＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ
3Ｎ4，Ｆｅ3Ｃ，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＮｉＯ，ＣｏＯ，ＴｉＢ2，ＴａＢ2，ＷＢ，Ａｌ
Ｂ2，Ｙ2Ｏ3，ＹＮ，Ｄｙ2Ｏ3，ＣｅＯ，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ，
（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ，Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ），Ｔｉ（Ｎ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ，Ｏ），（Ｓｉ，Ａｌ）（Ｏ，Ｎ），Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，（Ｆｅ，Ｎｉ）合金，（Ｎｉ，Ｃｏ）合金，（Ｆ
ｅ，Ｃｏ）合金，（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）合金を挙げるこ
とができる。この結合相は、結合相の１０〜７５体積％
が、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｉ，Ｓｉの
炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種のウイスカーからなる場合、
具体的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＷＣ，Ｓ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴａＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，
Ａｌ2Ｏ3，ＴａＢ2，ＡｌＢ2，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），のウイ
スカーでなる場合には、焼結体の強度及び靭性が高くな
るので特に好ましいことである。また、焼結体中に含有
させるウイスカーは、平均太さ０．００３〜３μｍ，平
均長さ０．０１〜３００μｍ，アスペクト比３以上から
なる場合に焼結体内のクラックの伝播抑制効果が高く、
高靭性及び高強度焼結体が得られやすいことから、特に
好ましい。
には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，
ＴａＣ，ＷＣ，Ｍｏ2Ｃ，Ｃｒ3Ｃ2，ＳｉＣ，ＴｉＮ，
ＺｒＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＣｒＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ
3Ｎ4，Ｆｅ3Ｃ，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2，ＮｉＯ，ＣｏＯ，ＴｉＢ2，ＴａＢ2，ＷＢ，Ａｌ
Ｂ2，Ｙ2Ｏ3，ＹＮ，Ｄｙ2Ｏ3，ＣｅＯ，（Ｔｉ，Ｚ
ｒ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ，
（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ，（Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ）Ｃ，Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ），Ｔｉ（Ｎ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，Ｏ），Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ，Ｏ），（Ｓｉ，Ａｌ）（Ｏ，Ｎ），Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏ，（Ｆｅ，Ｎｉ）合金，（Ｎｉ，Ｃｏ）合金，（Ｆ
ｅ，Ｃｏ）合金，（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）合金を挙げるこ
とができる。この結合相は、結合相の１０〜７５体積％
が、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｉ，Ｓｉの
炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種のウイスカーからなる場合、
具体的には、例えばＴｉＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＷＣ，Ｓ
ｉＣ，ＴｉＮ，ＴａＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＴｉＯ2，
Ａｌ2Ｏ3，ＴａＢ2，ＡｌＢ2，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），のウイ
スカーでなる場合には、焼結体の強度及び靭性が高くな
るので特に好ましいことである。また、焼結体中に含有
させるウイスカーは、平均太さ０．００３〜３μｍ，平
均長さ０．０１〜３００μｍ，アスペクト比３以上から
なる場合に焼結体内のクラックの伝播抑制効果が高く、
高靭性及び高強度焼結体が得られやすいことから、特に
好ましい。
【００１５】本発明の焼結体は、立方晶窒化ホウ素及び
／又はウルツ鉱型窒化ホウ素の粉末の表面に、例えば化
学蒸着法（ＣＶＤ法），物理蒸着法（ＰＶＤ法）又は湿
式メッキによって被膜を形成した出発物質を用いて、ホ
ットプレス（ＨＰ），熱間静水圧処理（ＨＩＰ）もしく
は従来の超高圧装置でもって焼結することにより作製す
ることができる。また、結合相の含有した焼結体の場合
は、結合相となる物質と上述の被膜の形成された窒化ホ
ウ素の粉末を、従来の粉末冶金法によって処理し、上述
の方法でもって焼結することにより作製することができ
る。
／又はウルツ鉱型窒化ホウ素の粉末の表面に、例えば化
学蒸着法（ＣＶＤ法），物理蒸着法（ＰＶＤ法）又は湿
式メッキによって被膜を形成した出発物質を用いて、ホ
ットプレス（ＨＰ），熱間静水圧処理（ＨＩＰ）もしく
は従来の超高圧装置でもって焼結することにより作製す
ることができる。また、結合相の含有した焼結体の場合
は、結合相となる物質と上述の被膜の形成された窒化ホ
ウ素の粉末を、従来の粉末冶金法によって処理し、上述
の方法でもって焼結することにより作製することができ
る。
【００１６】
【作用】本発明の焼結体は、硬質相の表面を囲繞した被
膜が焼結過程時に、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変
換を阻止する作用をし、焼結後には、硬質相相互間を緻
密に結合する作用をしている。また、結合相を含有した
本発明の焼結体の場合は、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ
族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの炭化物，窒化
物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少
なくとも１種の結合相が焼結体の高温化学的安定性，耐
摩耗性及び耐溶着性を向上させる作用をし、希土類金属
の酸化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中の少なく
とも１種の結合相が焼結体内のマイクロポアを消滅させ
て焼結体の緻密化促進作用をし、ウイスカーがクラック
の伝播阻止作用をし、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅが靭性及び強度
を向上させる作用をしているものである。
膜が焼結過程時に、硬質相の六方晶窒化ホウ素への逆変
換を阻止する作用をし、焼結後には、硬質相相互間を緻
密に結合する作用をしている。また、結合相を含有した
本発明の焼結体の場合は、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ
族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの炭化物，窒化
物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少
なくとも１種の結合相が焼結体の高温化学的安定性，耐
摩耗性及び耐溶着性を向上させる作用をし、希土類金属
の酸化物，窒化物及びこれらの相互固溶体の中の少なく
とも１種の結合相が焼結体内のマイクロポアを消滅させ
て焼結体の緻密化促進作用をし、ウイスカーがクラック
の伝播阻止作用をし、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅが靭性及び強度
を向上させる作用をしているものである。
【００１７】
【実施例１】表１に示した市販の立方晶窒化ホウ素（Ｃ
ＢＮ）粉末を用いて、ＣＢＮ粉末の表面に、従来から行
われているＣＶＤ処理により表１に併記した被膜を被覆
し、複合ＣＢＮ粉末を作製した。この複合ＣＢＮ粉末を
粉末圧粉体とした後、（２種類の複合ＣＢＮ粉末を用い
た試料は、よく混合し）表１に併記した焼結条件で焼結
し、本発明品１〜３を得た。
ＢＮ）粉末を用いて、ＣＢＮ粉末の表面に、従来から行
われているＣＶＤ処理により表１に併記した被膜を被覆
し、複合ＣＢＮ粉末を作製した。この複合ＣＢＮ粉末を
粉末圧粉体とした後、（２種類の複合ＣＢＮ粉末を用い
た試料は、よく混合し）表１に併記した焼結条件で焼結
し、本発明品１〜３を得た。
【００１８】比較に、表１に併記した複合ＣＢＮ粉末を
作製し、これを表１に併記した条件で焼結し、比較品１
〜３を得た。
作製し、これを表１に併記した条件で焼結し、比較品１
〜３を得た。
【００１９】こうして得た本発明品１〜３及び比較品１
〜３の破壊靭性値を測定し、その結果を表１に併記し
た。
〜３の破壊靭性値を測定し、その結果を表１に併記し
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【実施例２】実施例１と同様にして得た表２に示した複
合ＣＢＮ粉末に表２に併記した市販の粉末（焼結後結合
相となる）を混合し、表３に示した焼結条件で焼結して
本発明品４〜６を得た。（表２中のＳｉＣ（Ｗ）は、１
０Å厚さのＴｉＣを被覆したＳｉＣウイスカーを示
す。）こうして得た本発明品４〜６と市販のＣＢＮ焼結
体の２種類をそれぞれ比較品４，５とし、それぞれの破
壊靭性値を求めて表２に併記した。
合ＣＢＮ粉末に表２に併記した市販の粉末（焼結後結合
相となる）を混合し、表３に示した焼結条件で焼結して
本発明品４〜６を得た。（表２中のＳｉＣ（Ｗ）は、１
０Å厚さのＴｉＣを被覆したＳｉＣウイスカーを示
す。）こうして得た本発明品４〜６と市販のＣＢＮ焼結
体の２種類をそれぞれ比較品４，５とし、それぞれの破
壊靭性値を求めて表２に併記した。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【発明の効果】本発明の高密度相窒化ホウ素基焼結体
は、超高圧装置を用いなくてもＨＰ又はＨＩＰにて焼結
できることから低廉化が達成できたという効果があるこ
と、及び破壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼結体
及び本発明の焼結体から外れた比較品に対して約３９〜
１１０％も向上するという効果がある。
は、超高圧装置を用いなくてもＨＰ又はＨＩＰにて焼結
できることから低廉化が達成できたという効果があるこ
と、及び破壊靭性値が従来の高密度相窒化ホウ素焼結体
及び本発明の焼結体から外れた比較品に対して約３９〜
１１０％も向上するという効果がある。
Claims (3)
- 【請求項１】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型
窒化ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍ
ｏ，Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞
された複合硬質相を１０体積％以上含有した焼結体であ
って、該被膜が平均層厚さ５〜９００Å以上でなること
を特徴とする高密度相窒化ホウ素基焼結体。 - 【請求項２】 立方晶窒化ホウ素及び／又はウルツ鉱型
窒化ホウ素の硬質相の粒子表面がＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍ
ｏ，Ａｌ，Ｓｉの窒化物，ホウ化物及びこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種の単層又は多層の被膜で囲繞
された複合硬質相１０体積％以上と、残り結合相と不可
避不純物とからなる焼結体であって、該被膜の平均層厚
さが５〜９００Åからなり、かつ該結合相が周期律表の
４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｏの炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物，希土類金属の
酸化物，窒化物及びこれらの相互固溶体、又はＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏの中の少なくとも１種からなることを特徴とす
る高密度相窒化ホウ素基焼結体。 - 【請求項３】 上記結合相は、該結合相の１０〜７５体
積％が周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ａｌ，Ｓｉ
の炭化物，窒化物，酸化物，ホウ化物及びこれらの相互
固溶体の中の少なくとも１種のウイスカーからなること
を特徴とする請求項２記載の高密度相窒化ホウ素基焼結
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4020544A JPH05186844A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 高密度相窒化ホウ素基焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4020544A JPH05186844A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 高密度相窒化ホウ素基焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05186844A true JPH05186844A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12030101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4020544A Withdrawn JPH05186844A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 高密度相窒化ホウ素基焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05186844A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6001758A (en) * | 1996-10-31 | 1999-12-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard and tough sintered body |
| US6008153A (en) * | 1996-12-03 | 1999-12-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-pressure phase boron nitride base sinter |
| EP1006092A1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High strength sintered body |
| EP1006093A1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High hardness and strength sintered body |
| EP1009545A4 (en) * | 1997-05-13 | 2005-03-30 | Richard Edmund Toth | HARD-POWDERS WITH RESISTANT COATING AND SINTERED ARTICLES PRODUCED FROM SUCH POWDERS |
| JP2013519614A (ja) * | 2010-02-12 | 2013-05-30 | エレメント シックス アブレイシヴズ ソシエテ アノニム | 超硬要素、その使用方法及びその製造方法 |
| US20130309468A1 (en) * | 2011-02-04 | 2013-11-21 | Tungaloy Corporation | Cbn sintered body tool and coated cbn sintered body tool |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP4020544A patent/JPH05186844A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6001758A (en) * | 1996-10-31 | 1999-12-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Hard and tough sintered body |
| US6008153A (en) * | 1996-12-03 | 1999-12-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-pressure phase boron nitride base sinter |
| EP1009545A4 (en) * | 1997-05-13 | 2005-03-30 | Richard Edmund Toth | HARD-POWDERS WITH RESISTANT COATING AND SINTERED ARTICLES PRODUCED FROM SUCH POWDERS |
| KR100769157B1 (ko) * | 1997-05-13 | 2007-10-23 | 리챠드 에드먼드 토드 | 연성을 갖도록 코팅된 경질 분말과 이것의 소결제품 |
| CZ302016B6 (cs) * | 1997-05-13 | 2010-09-08 | Slinutý materiál a houževnate povlecený tvrdý prášek pro nej | |
| EP1006092A1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High strength sintered body |
| EP1006093A1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High hardness and strength sintered body |
| JP2013519614A (ja) * | 2010-02-12 | 2013-05-30 | エレメント シックス アブレイシヴズ ソシエテ アノニム | 超硬要素、その使用方法及びその製造方法 |
| US8828899B2 (en) | 2010-02-12 | 2014-09-09 | Element Six Limited | Superhard element, method of using same and method of making same |
| US20130309468A1 (en) * | 2011-02-04 | 2013-11-21 | Tungaloy Corporation | Cbn sintered body tool and coated cbn sintered body tool |
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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 |