复合烧结体制造技术

复合烧结体包括第一相和第二相。所述第一相为金刚石相，所述第二相为使用至少一种元素或化合物或这两者所形成的相，并且所述第二相向所述第一相施加应变。所述第二相的含量为大于0ppm且小于等于1000ppm。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。

【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。
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多晶体，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
技术问题当将日本专利公开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，并且由于模具中的局部磨损，使得拉丝后的线径减少并且可能导致断丝频繁发生。当将该金刚石多晶体应用到作为切削工具中的水刀(water jet)时，由于喷嘴孔部分的严重磨损，可能会导致工具使用寿命的缩短。当将日本专利公开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应用到作为耐磨工具的拉丝模时，由于烧结体中的金属碳化物和金属，使得摩擦系数升高，因而拉丝阻力可能会增大，拉丝后的线径可能会减少并且断丝可能会频繁发生。当将该金刚石烧结体应用到旋转工具时，由于烧结体中的金属碳化物和金属，使得摩擦系数升高，因而切削阻力可能会增加，并且可能会发生工具断裂。当将该金刚石烧结体应用于切削工具时，由于烧结体中的金属碳化物和金属，使得摩擦系数升高，因此切削阻力增加，并且会发生过度振动并且可能无法获得平滑的切削面。当将该金刚石烧结体应用于挖掘用刀头时，由于烧结体中的金属的线膨胀使得发生内部破坏，由此可能会使得工具使用寿命缩短。本专利技术致力于解决上述问题，其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。[解决问题的方案]本专利技术的复合烧结体为包含第一相和第二相的复合烧结体，其中第一相为金刚石相，第二相为由一种以上的元素或化合物或这两者所形成的相，并且第二相向第一相施加应变，第二相的含量为大于0ppm且小于等于1000ppm。本专利技术的效果由于本专利技术复合烧结体具有上述构成，因此提高了耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性。具体实施方式本专利技术实施方案的说明首先，将本专利技术实施方案(以下也表示为“本实施方案”)的概要列为以下(1)至(5)从而进行说明。(1)根据本专利技术实施方案的复合烧结体为包含第一相和第二相的复合烧结体，其中第一相为金刚石相，第二相为由一种以上的元素或化合物或这两者所形成的相，并且第二相向第一相施加应变，第二相的含量为大于0ppm且小于等于1000ppm。由于根据本专利技术实施方案的复合烧结体具有上述构成，因此提高了耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性，并且可以抑制龟裂的发生。(2)在根据本实施方案的复合烧结体中，第二相的线膨胀系数优选高于第一相的线膨胀系数。由此，进一步提高了复合烧结体的耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性。(3)在根据本实施方案的复合烧结体中，形成第一相的颗粒的平均粒径优选为1000nm以下。由此，进一步提高了复合烧结体的耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性。(4)在根据本实施方案的复合烧结体中，形成第二相的颗粒的平均粒径优选为500nm以下。由此，进一步提高了复合烧结体的耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性，并且可以抑制龟裂的发生。(5)在根据本实施方案的复合烧结体中，为了提高耐磨性，复合烧结体的努普硬度优选为60GPa以上。[本专利技术实施方案的详细说明]虽然将在下面更详细地描述根据本实施方案的复合烧结体，但本实施方案不限于此。(复合烧结体)根据本实施方案的复合烧结体为包括第一相和第二相的复合烧结体。第一相为金刚石相，第二相为由一种以上的元素或化合物或这两者所形成的相，并且第二相向第一相施加应变。第二相的含量为大于0ppm且小于等于1000ppm。除了第一相和第二相以外，上述复合烧结体还可包含其它成分，如烧结助剂和催化剂。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，存在的金刚石相被识别为明亮视野，并且通过组成分析和晶体结构分析对其存在加以证实。从提高复合烧结体的局部耐磨性和耐崩裂性的观点出发，形成金刚石相的颗粒的平均粒径优选为1000nm以下，并且更优选为500nm以下。此外，形成金刚石相的颗粒的平均粒径为50nm以上，并且优选为200nm以上。此处，形成金刚石相的颗粒的平均粒径通过如下方式获得：在通过SEM或TEM观察复合烧结体的截面时，在能够区分金刚石相、第二相和这二者之间的晶界的条件下拍摄照片，随后进行图像处理(例如二值化)以计算形成金刚石相的各颗粒的面积的平均值，然后计算具有与该面积相同的面积的圆的直径。在根据本实施方案的复合烧结体中，第二相为由一种以上的元素或化合物或这两者所形成的相，并且第二相向第一相施加应变。在复合烧结体的使用中，上述第二相由于摩擦热而发生线膨胀，从而对金刚石基体施加压缩应力，由此提高了基体的硬度并且减少了磨损。第二相的线膨胀系数优选高于第一相的线膨胀系数。由此，可以进一步增强提高硬度和降低磨损的效果。通过使用以下方法来进行第二相的线膨胀系数的测定。首先，通过使用SEM和TEM方法来确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合烧结体，包含第一相和第二相，所述第一相为金刚石相，所述第二相为由一种以上的元素或化合物或这两者所形成的相，并且所述第二相向所述第一相施加应变，所述第二相的含量为大于0ppm且小于等于1000ppm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 JP 2014-0936281.一种复合烧结体，包含第一相和第二相，所述第一相为金刚石相，所述第二相为由一种以上的元素或化合物或这两者所形成的相，并且所述第二相向所述第一相施加应变，所述第二相的含量为大于0ppm且小于等于1000ppm。2.根据权利要求1所述的复合烧结体，其中，...

【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