复合烧结体制造技术

复合烧结体(10)包括金刚石相(11)和非金刚石碳相(12)。在复合烧结体(10)的一个任意指定截面的总面积中，非金刚石碳相(12)的面积所占据的比例为大于0％且小于等于30％。由此，提供了具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性的含金刚石的复合烧结体，其适宜用作耐磨工具或切削工具等的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含金刚石的复合烧结体。具体而言，本专利技术涉及适宜用作耐磨工具和切削工具等的材料的含金刚石的复合烧结体
技术介绍
金刚石是存在于地球上的物质中具有最高硬度的物质，因此，已使用含有金刚石的烧结体作为耐磨工具和切削工具等的材料。日本专利公开No.2003-292397(专利文献1)公开了一种金刚石多晶体，它是一种由金刚石构成的烧结体，其中该金刚石是由石墨型层状结构的碳物质在未添加烧结助剂和催化剂的情况下在高温高压下转化并烧结而得到的，其中金刚石的平均粒径为100nm以下并且纯度为99％以上。日本专利公开No.2003-292397(专利文献1)还公开了一种通过将非金刚石碳物质置于包括间接加热装置的压力单元中并进行加热加压，从而通过不添加烧结助剂和催化剂的直接转化来制造金刚石多晶体的方法。国际公开No.2009/099130(专利文献2)公开了一种金刚石多晶体，它是通过非金刚石型碳在不添加烧结助剂和催化剂的情况下在超高温超高压下转化并烧结而获得的，其中形成该金刚石多晶体的烧结金刚石颗粒的平均粒径大于50nm且小于2500nm，并且纯度为99％以上，并且金刚石的D90粒径为(平均粒径+平均粒径×0.9)以下。日本专利公开No.9-142933(专利文献3)公开了一种金刚石烧结体，其包含0.1体积％至30体积％的由稀土元素的氧化物和/或碳氧化物和/或碳化物构成的物质，并且余量为金刚石。日本专利公开No.2005-239472(专利文献4)公开了一种具有高强度和高耐磨性的金刚石烧结体，其包含平均粒径为2μm以下的烧结金刚石颗粒，并且余量为结合相，其中，金刚石烧结体中烧结金刚石颗粒的含量比例为80体积％以上98体积％以下，并且结合相包含钴和选自由钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬和钼所构成的组中的至少一种或多种元素；该结合相中钴的含量比例为50质量％以上且小于99.5质量％；该结合相中所述至少一种或多种元素的含量比例为0.5质量％以上且小于50质量％；并且所述选自由钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬和钼所构成的组中的至少一种或多种元素以平均粒径为0.8μm以下的碳化物颗粒的形式存在，该碳化物颗粒的结构是非连续的，并且相邻的烧结金刚石颗粒彼此相互结合。引用列表专利文献专利文献1：日本专利公开No.2003-292397专利文献2：国际公开No.2009/099130专利文献3：日本专利公开No.9-142933专利文献4：日本专利公开No.2005-239472
技术实现思路
技术问题日本专利公开No.2003-292397(专利文献1)和国际公开No.2009/099130(专利文献2)中公开的金刚石多晶体存在这样的问题，即：当将所述金刚石多晶体应用到作为耐磨工具的拉丝模时，拉丝时的拉出阻力会增大，并且由于局部磨损，使得拉丝后的线径减少并且断丝频繁发生。该金刚石多晶体还存在这样的问题，即：当将该金刚石多晶体应用于作为切削工具的刀轮或挖掘用刀头时，可能会因局部磨损、由冲击造成的崩裂等而导致工具寿命缩短。日本专利公开No.9-142933(专利文献3)和日本专利公开No.2005-239472(专利文献4)中公开的金刚石烧结体存在这样的问题，即：当将该金刚石烧结体应用于作为耐磨工具的拉丝模时，由于烧结体中的金属氧化物和金属，使得摩擦系数升高，因而拉丝阻力增大，拉丝后的线径减少并且断丝频繁发生。该金刚石烧结体还存在这样的问题，即：当将该金刚石烧结体应用于作为切削工具的刀轮或挖掘用刀头时，由于烧结体中的金属氧化物和金属，使得摩擦系数升高，因而切削阻力增加，并且由于烧结体中金属的热膨胀所导致的内部破坏会缩短工具的使用寿命。因此，本专利技术的目的在于提供具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性的含金刚石的复合烧结体，其适宜用作耐磨工具和切削工具等的材料，同时可以抑制局部磨损、由冲击带来的崩裂、由烧结体中的非金刚石成分所造成的摩擦系数增大、以及由热膨胀所造成的内部破坏。解决问题的方案根据本专利技术的一个方面的复合烧结体为这样的复合烧结体，其包括金刚石相和非金刚石碳相，该非金刚石碳相占有率为大于0％且小于等于30％，该非金刚石碳相占有率是指相对于复合烧结体的一个任意指定截面的总面积，所述非金刚石碳相的面积的百分率。本专利技术的效果根据这样的方面，能够提供具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性的含金刚石的复合烧结体，其适宜用作耐磨工具和切削工具等的材料，同时可以抑制局部磨损、由冲击带来的崩裂、由烧结体中的非金刚石成分所造成的摩擦系数增大、以及由热膨胀所造成的内部破坏。附图说明图1为示出根据本专利技术的一个方面的复合烧结体的一个任意指定截面的一个例子的扫描电子显微照片。具体实施方式[本专利技术实施方案的说明]作为本专利技术的一个实施方案的复合烧结体为这样的复合烧结体，其包括金刚石相和非金刚石碳相，其中非金刚石碳相占有率为大于0％且小于等于30％，该非金刚石碳相占有率为相对于复合烧结体的一个任意指定截面的总面积，所述非金刚石碳相的面积的百分率。由于本实施方案的复合烧结体包括金刚石相和非金刚石碳相，并且该非金刚石碳相占有率为大于0％且小于等于30％，因此本实施方案的复合烧结体具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性。在本实施方案的复合烧结体中，形成金刚石相的烧结金刚石颗粒的平均粒径可为1000nm以下。因此提高了耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性。在本实施方案的复合烧结体中，形成非金刚石碳相的烧结非金刚石碳颗粒的平均粒径可为2000nm以下。因此提高了耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性。本实施方案的复合烧结体的努普硬度可为50GPa以上。因此，提高了耐磨性和耐崩裂性。[本专利技术实施方案的详细说明](复合烧结体)参照图1，本实施方案的复合烧结体10为包括金刚石相11和非金刚石碳相12的复合烧结体10，其中非金刚石碳相占有率为大于0％且小于等于30％，该非金刚石碳相占有率为相对于复合烧结体10的一个任意指定截面的总面积，所述非金刚石碳相12的面积的百分率。由于本实施方案的复合烧结体10包括金刚石相11和非金刚石碳相12，并且非金刚石碳相占有率为大于0％且小于等于30％，因此本实施方案的复合烧结体10具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性。复合烧结体10的金刚石相11由烧结的金刚石烧结颗粒形成。在通过SEM(扫描电子显微镜)或TEM(透射电子显微镜)对复合烧结体10的截面(一个任意指定的截面，以下同)的观察中，存在的金刚石相11被识别为明亮视野，并且通过组成分析以及借助于X射线衍射的晶体结构分析对其存在加以证实。复合烧结体10的非金刚石碳相12由烧结的非金刚石碳颗粒形成。在通过SEM或TEM对复合烧结体10的截面的观察中，复合烧结体中存在的非金刚石碳相12被识别为暗视野，并且通过组成分析以及借助于X射线衍射的晶体结构分析对其存在加以证实。这里的非金刚石碳指的是具有除金刚石之外的相形态的固体碳，并且包括石墨和无定形碳等。非金刚石碳相占有率指的相对于复合烧结体10的一个任意指定截面的总面积，非金刚石碳相12的面积的百分率。非金刚石碳相占有率计算为非金刚石碳相12(在通过SEM或TEM对复合烧结体10的截面的观察中，非金刚石碳相12被识别为暗视野)的面积相对于金刚石相11(识别为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合烧结体，包含金刚石相和非金刚石碳相，非金刚石碳相占有率为大于0％且小于等于30％，所述非金刚石碳相占有率为相对于所述复合烧结体的一个任意指定截面的总面积，所述非金刚石碳相的面积的百分率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 JP 2014-0933951.一种复合烧结体，包含金刚石相和非金刚石碳相，非金刚石碳相占有率为大于0％且小于等于30％，所述非金刚石碳相占有率为相对于所述复合烧结体的一个任意指定截面的总面积，所述非金刚石碳相的面积的百分率。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤武，角谷均，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP