立方晶氮化硼多晶体及其制造方法技术

一种立方晶氮化硼多晶体，其是含有96体积％以上的立方晶氮化硼的立方晶氮化硼多晶体，其中，所述立方晶氮化硼的位错密度为8

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立方晶氮化硼多晶体及其制造方法


[0001]本公开涉及立方晶氮化硼多晶体及其制造方法。本申请主张基于作为在2019年2月28日申请的日本专利申请的特愿2019
‑
036263号的优先权、以及基于作为在2020年1月17日申请的国际申请的PCT/JP2020/001438的优先权。该日本专利申请以及国际申请所记载的全部记载内容通过参照而引用在本说明书中。

技术介绍

[0002]立方晶氮化硼(以下，也记作“cBN”)具有仅次于金刚石的硬度，热稳定性以及化学稳定性也很优异，因此作为加工工具的材料而使用立方晶氮化硼烧结体。
[0003]作为立方晶氮化硼烧结体，使用含有10～40体积％左右的粘合剂的烧结体。但是，粘合剂成为使烧结体的强度、热扩散性降低的原因。
[0004]为了解决该问题，开发了如下方法：不使用粘合剂，在超高压高温下使六方晶氮化硼直接向立方晶氮化硼转变的同时进行烧结，由此得到不含有粘合剂的立方晶氮化硼烧结体。
[0005]在日本特开平11
‑
246271号公报(专利文献1)中公开了如下技术：使低结晶性的六方晶氮化硼在超高温高压下直接转变为立方晶氮化硼烧结体，并且进行烧结，从而得到立方晶氮化硼烧结体。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平11
‑
246271号公报

技术实现思路

[0009]本公开的立方晶氮化硼多晶体是含有96体积％以上的立方晶氮化硼的立方晶氮化硼多晶体，其中，
[0010]所述立方晶氮化硼的位错密度为8
×
10
15
/m2以下，
[0011]所述立方晶氮化硼多晶体含有多个晶粒，
[0012]所述多个晶粒的当量圆直径的中值粒径d50小于100nm。
[0013]本公开的立方晶氮化硼多晶体的制造方法是上述所述的立方晶氮化硼多晶体的制造方法，其中，
[0014]所述制造方法具备：
[0015]第一工序，在该第一工序中，准备当量圆直径的中值粒径d90为0.3μm以下的六方晶氮化硼粉末；以及
[0016]第二工序，在该第二工序中，使所述六方晶氮化硼粉末通过纤锌矿型氮化硼的稳定区域内的温度以及压力而加热加压至1500℃以上2200℃以下的温度以及10GPa以上的压力，从而得到立方晶氮化硼多晶体，
[0017]所述纤锌矿型氮化硼的稳定区域是在将温度设为T℃、将压力设为PGPa时同时满
足下述式1以及下述式2的区域，
[0018]式1：P≥
‑
0.0037T+11.301
[0019]式2：P≤
‑
0.085T+117
[0020]在所述第二工序的加热加压路径中，向所述纤锌矿型氮化硼的稳定区域的突入温度为900℃以上。
[0021]本公开的立方晶氮化硼多晶体的制造方法是上述所述的立方晶氮化硼多晶体的制造方法，其中，
[0022]所述制造方法具备：
[0023]A工序，在该A工序中，准备热分解氮化硼；
[0024]B工序，在该B工序中，使所述热分解氮化硼通过纤锌矿型氮化硼的稳定区域内的温度以及压力而加热加压至最终烧结区域内的温度以及压力，从而得到立方晶氮化硼多晶体，
[0025]所述纤锌矿型氮化硼的稳定区域是在将温度设为T℃、将压力设为PGPa时同时满足下述式1以及下述式2的区域，
[0026]式1：P≥
‑
0.0037T+11.301
[0027]式2：P≤
‑
0.085T+117
[0028]所述最终烧结区域是在将温度设为T℃、将压力设为PGPa时同时满足下述式3、下述式4以及下述式5的区域，
[0029]式3：P≥12
[0030]式4：P≥
‑
0.085T+151
[0031]式5：P≤
‑
0.085T+202
[0032]在所述B工序的加热加压路径中，向所述纤锌矿型氮化硼的稳定区域的突入温度为900℃以上。
附图说明
[0033]图1是氮化硼的压力
‑
温度相图。
[0034]图2是用于对本公开的立方晶氮化硼多晶体的制造方法的一个例子进行说明的图。
[0035]图3是用于对本公开的立方晶氮化硼多晶体的制造方法的另一个例子进行说明的图。
[0036]图4是用于对立方晶氮化硼多晶体的制造方法的现有例进行说明的图。
[0037]图5是用于对立方晶氮化硼多晶体的制造方法的参考例进行说明的图。
具体实施方式
[0038][本公开所要解决的问题][0039]近年来，尤其是在模具的领域中，精密加工正在增加。在将立方晶氮化硼多晶体用于精密加工的情况下，存在产生刀尖的缺损、工具寿命变短的倾向。因而，要求一种即使在精密加工中也能够显示出优异的工具寿命的工具。
[0040]因此，本公开的目的在于提供一种立方晶氮化硼多晶体，其在用作工具的情况下，
尤其是在精密加工中，也能够具有较长的工具寿命。
[0041][本公开的效果][0042]根据本公开，立方晶氮化硼多晶体在用作工具的情况下，尤其是在精密加工中，也能够具有较长的工具寿命。
[0043][本公开的实施方式的说明][0044]首先，列举本公开的实施方式进行说明。
[0045](1)本公开的立方晶氮化硼多晶体是含有96体积％以上的立方晶氮化硼的立方晶氮化硼多晶体，其中，
[0046]所述立方晶氮化硼的位错密度为8
×
10
15
/m2以下，
[0047]所述立方晶氮化硼多晶体含有多个晶粒，
[0048]所述多个晶粒的当量圆直径的中值粒径d50小于100nm。
[0049]根据本公开，立方晶氮化硼多晶体在用作工具的情况下，尤其是在精密加工中，也能够具有较长的工具寿命。
[0050](2)优选地，所述位错密度为7
×
10
15
/m2以下。由此，使工具的耐缺损性提高。
[0051](3)优选地，所述立方晶氮化硼多晶体含有0.01体积％以上的六方晶氮化硼。使用了该立方晶氮化硼多晶体的工具能够具有优异的工具寿命。
[0052](4)优选地，所述立方晶氮化硼多晶体含有0.01体积％以上的压缩型六方晶氮化硼。使用了该立方晶氮化硼多晶体的工具能够具有优异的工具寿命。
[0053](5)优选地，所述立方晶氮化硼多晶体含有0.1体积％以上的纤锌矿型氮化硼。使用了该立方晶氮化硼多晶体的工具能够具有优异的工具寿命。
[0054](6)优选地，所述立方晶氮化硼多晶体中的碱金属元素以及碱土类金属元素的合计含量以质量基准计为10ppm以下。使用了该立方晶氮化硼多晶体的工具能够具有优异的工具寿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种立方晶氮化硼多晶体，其是含有96体积％以上的立方晶氮化硼的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述立方晶氮化硼的位错密度为8
×
10
15
/m2以下，所述立方晶氮化硼多晶体含有多个晶粒，所述多个晶粒的当量圆直径的中值粒径d50小于100nm。2.根据权利要求1所述的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述位错密度为7
×
10
15
/m2以下。3.根据权利要求1或2所述的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述立方晶氮化硼多晶体含有0.01体积％以上的六方晶氮化硼。4.根据权利要求1至3中任一项所述的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述立方晶氮化硼多晶体含有0.01体积％以上的压缩型六方晶氮化硼。5.根据权利要求1至4中任一项所述的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述立方晶氮化硼多晶体含有0.1体积％以上的纤锌矿型氮化硼。6.根据权利要求1至5中任一项所述的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述立方晶氮化硼多晶体中的碱金属元素以及碱土类金属元素的合计含量以质量基准计为10ppm以下。7.根据权利要求1至6中任一项所述的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述位错密度使用修正Williamson
‑
Hall法以及修正Warren
‑
Averbach法进行计算。8.根据权利要求1至7中任一项所述的立方晶氮化硼多晶体，其特征在于，所述位错密度是将放射光作为X射线源而测定的。9.一种立方晶氮化硼多晶体的制造方法，其是权利要求1至8中任一项所述的立方晶氮化硼多晶体的制造方法，其特征在于，所述制造方法具备：第一工序，在该第一工序中，准备当量圆直径的中值粒径d90为0.3μm以下的六方晶氮化硼粉末；以及第二工序，在该第二工序中，使所述六方晶氮化硼粉末通过纤锌矿型氮化硼的稳定区域内的温度以及压力而加热加压至1500℃以上2200℃以下的温度以及10GPa以上的压力，从而得到立方晶氮化硼多晶体，所述纤锌矿型氮化硼的稳定区域是在将温度设为T℃、将压力设为PGPa时同时满足下述式...

【专利技术属性】
技术研发人员：松川伦子，久木野晓，东泰助，阿部真知子，
申请(专利权)人：住友电工硬质合金株式会社，
类型：发明
国别省市：