本發(fā)明涉及含金剛石的復(fù)合燒結(jié)體。具體而言，本發(fā)明涉及適宜用作耐磨工具和切削工具等的材料的含金剛石的復(fù)合燒結(jié)體
背景技術(shù)：
金剛石是存在于地球上的物質(zhì)中具有最高硬度的物質(zhì)，因此，已使用含有金剛石的燒結(jié)體作為耐磨工具和切削工具等的材料。
日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-292397(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)公開(kāi)了一種金剛石多晶體，它是一種由金剛石構(gòu)成的燒結(jié)體，其中該金剛石是由石墨型層狀結(jié)構(gòu)的碳物質(zhì)在未添加燒結(jié)助劑和催化劑的情況下在高溫高壓下轉(zhuǎn)化并燒結(jié)而得到的，其中金剛石的平均粒徑為100nm以下并且純度為99％以上。日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-292397(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)還公開(kāi)了一種通過(guò)將非金剛石碳物質(zhì)置于包括間接加熱裝置的壓力單元中并進(jìn)行加熱加壓，從而通過(guò)不添加燒結(jié)助劑和催化劑的直接轉(zhuǎn)化來(lái)制造金剛石多晶體的方法。
國(guó)際公開(kāi)No.2009/099130(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)公開(kāi)了一種金剛石多晶體，它是通過(guò)非金剛石型碳在不添加燒結(jié)助劑和催化劑的情況下在超高溫超高壓下轉(zhuǎn)化并燒結(jié)而獲得的，其中形成該金剛石多晶體的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且純度為99％以上，并且金剛石的D90粒徑為(平均粒徑+平均粒徑×0.9)以下。
日本專(zhuān)利公開(kāi)No.9-142933(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)公開(kāi)了一種金剛石燒結(jié)體，其包含0.1體積％至30體積％的由稀土元素的氧化物和/或碳氧化物和/或碳化物構(gòu)成的物質(zhì)，并且余量為金剛石。
日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2005-239472(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)公開(kāi)了一種具有高強(qiáng)度和高耐磨性的金剛石燒結(jié)體，其包含平均粒徑為2μm以下的燒結(jié)金剛石顆粒，并且余量為結(jié)合相，其中，金剛石燒結(jié)體中燒結(jié)金剛石顆粒的含量比例為80體積％以上98體積％以下，并且結(jié)合相包含鈷和選自由鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻和鉬所構(gòu)成的組中的至少一種或多種元素；該結(jié)合相中鈷的含量比例為50質(zhì)量％以上且小于99.5質(zhì)量％；該結(jié)合相中所述至少一種或多種元素的含量比例為0.5質(zhì)量％以上且小于50質(zhì)量％；并且所述選自由鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻和鉬所構(gòu)成的組中的至少一種或多種元素以平均粒徑為0.8μm以下的碳化物顆粒的形式存在，該碳化物顆粒的結(jié)構(gòu)是非連續(xù)的，并且相鄰的燒結(jié)金剛石顆粒彼此相互結(jié)合。
引用列表
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-292397
專(zhuān)利文獻(xiàn)2：國(guó)際公開(kāi)No.2009/099130
專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本專(zhuān)利公開(kāi)No.9-142933
專(zhuān)利文獻(xiàn)4：日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2005-239472
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
技術(shù)問(wèn)題
日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2003-292397(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)和國(guó)際公開(kāi)No.2009/099130(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中公開(kāi)的金剛石多晶體存在這樣的問(wèn)題，即：當(dāng)將所述金剛石多晶體應(yīng)用到作為耐磨工具的拉絲模時(shí)，拉絲時(shí)的拉出阻力會(huì)增大，并且由于局部磨損，使得拉絲后的線(xiàn)徑減少并且斷絲頻繁發(fā)生。該金剛石多晶體還存在這樣的問(wèn)題，即：當(dāng)將該金剛石多晶體應(yīng)用于作為切削工具的刀輪或挖掘用刀頭時(shí)，可能會(huì)因局部磨損、由沖擊造成的崩裂等而導(dǎo)致工具壽命縮短。
日本專(zhuān)利公開(kāi)No.9-142933(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)和日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2005-239472(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)中公開(kāi)的金剛石燒結(jié)體存在這樣的問(wèn)題，即：當(dāng)將該金剛石燒結(jié)體應(yīng)用于作為耐磨工具的拉絲模時(shí)，由于燒結(jié)體中的金屬氧化物和金屬，使得摩擦系數(shù)升高，因而拉絲阻力增大，拉絲后的線(xiàn)徑減少并且斷絲頻繁發(fā)生。該金剛石燒結(jié)體還存在這樣的問(wèn)題，即：當(dāng)將該金剛石燒結(jié)體應(yīng)用于作為切削工具的刀輪或挖掘用刀頭時(shí)，由于燒結(jié)體中的金屬氧化物和金屬，使得摩擦系數(shù)升高，因而切削阻力增加，并且由于燒結(jié)體中金屬的熱膨脹所導(dǎo)致的內(nèi)部破壞會(huì)縮短工具的使用壽命。
因此，本發(fā)明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剛石的復(fù)合燒結(jié)體，其適宜用作耐磨工具和切削工具等的材料，同時(shí)可以抑制局部磨損、由沖擊帶來(lái)的崩裂、由燒結(jié)體中的非金剛石成分所造成的摩擦系數(shù)增大、以及由熱膨脹所造成的內(nèi)部破壞。
解決問(wèn)題的方案
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的復(fù)合燒結(jié)體為這樣的復(fù)合燒結(jié)體，其包括金剛石相和非金剛石碳相，該非金剛石碳相占有率為大于0％且小于等于30％，該非金剛石碳相占有率是指相對(duì)于復(fù)合燒結(jié)體的一個(gè)任意指定截面的總面積，所述非金剛石碳相的面積的百分率。
本發(fā)明的效果
根據(jù)這樣的方面，能夠提供具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性的含金剛石的復(fù)合燒結(jié)體，其適宜用作耐磨工具和切削工具等的材料，同時(shí)可以抑制局部磨損、由沖擊帶來(lái)的崩裂、由燒結(jié)體中的非金剛石成分所造成的摩擦系數(shù)增大、以及由熱膨脹所造成的內(nèi)部破壞。
附圖說(shuō)明
圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的復(fù)合燒結(jié)體的一個(gè)任意指定截面的一個(gè)例子的掃描電子顯微照片。
具體實(shí)施方式
[本發(fā)明實(shí)施方案的說(shuō)明]
作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體為這樣的復(fù)合燒結(jié)體，其包括金剛石相和非金剛石碳相，其中非金剛石碳相占有率為大于0％且小于等于30％，該非金剛石碳相占有率為相對(duì)于復(fù)合燒結(jié)體的一個(gè)任意指定截面的總面積，所述非金剛石碳相的面積的百分率。
由于本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體包括金剛石相和非金剛石碳相，并且該非金剛石碳相占有率為大于0％且小于等于30％，因此本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性。
在本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體中，形成金剛石相的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑可為1000nm以下。因此提高了耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性。
在本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體中，形成非金剛石碳相的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑可為2000nm以下。因此提高了耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性。
本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度可為50GPa以上。因此，提高了耐磨性和耐崩裂性。
[本發(fā)明實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明]
(復(fù)合燒結(jié)體)
參照?qǐng)D1，本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體10為包括金剛石相11和非金剛石碳相12的復(fù)合燒結(jié)體10，其中非金剛石碳相占有率為大于0％且小于等于30％，該非金剛石碳相占有率為相對(duì)于復(fù)合燒結(jié)體10的一個(gè)任意指定截面的總面積，所述非金剛石碳相12的面積的百分率。
由于本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體10包括金剛石相11和非金剛石碳相12，并且非金剛石碳相占有率為大于0％且小于等于30％，因此本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體10具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性。
復(fù)合燒結(jié)體10的金剛石相11由燒結(jié)的金剛石燒結(jié)顆粒形成。在通過(guò)SEM(掃描電子顯微鏡)或TEM(透射電子顯微鏡)對(duì)復(fù)合燒結(jié)體10的截面(一個(gè)任意指定的截面，以下同)的觀察中，存在的金剛石相11被識(shí)別為明亮視野，并且通過(guò)組成分析以及借助于X射線(xiàn)衍射的晶體結(jié)構(gòu)分析對(duì)其存在加以證實(shí)。
復(fù)合燒結(jié)體10的非金剛石碳相12由燒結(jié)的非金剛石碳顆粒形成。在通過(guò)SEM或TEM對(duì)復(fù)合燒結(jié)體10的截面的觀察中，復(fù)合燒結(jié)體中存在的非金剛石碳相12被識(shí)別為暗視野，并且通過(guò)組成分析以及借助于X射線(xiàn)衍射的晶體結(jié)構(gòu)分析對(duì)其存在加以證實(shí)。這里的非金剛石碳指的是具有除金剛石之外的相形態(tài)的固體碳，并且包括石墨和無(wú)定形碳等。
非金剛石碳相占有率指的相對(duì)于復(fù)合燒結(jié)體10的一個(gè)任意指定截面的總面積，非金剛石碳相12的面積的百分率。非金剛石碳相占有率計(jì)算為非金剛石碳相12(在通過(guò)SEM或TEM對(duì)復(fù)合燒結(jié)體10的截面的觀察中，非金剛石碳相12被識(shí)別為暗視野)的面積相對(duì)于金剛石相11(識(shí)別為明亮視野)的面積和非金剛石碳相12(識(shí)別為暗視野)的面積之和的比例。
從提高復(fù)合燒結(jié)體10的局部耐磨性和耐崩裂性的觀點(diǎn)出發(fā)，非金剛石碳相占有率為30％以下，優(yōu)選為20％以下，并且更優(yōu)選為15％以下。此外，從提高復(fù)合燒結(jié)體的耐磨性的觀點(diǎn)出發(fā)，非金剛石碳相占有率大于0％，優(yōu)選為5％以上，并且更優(yōu)選為10％以上。
復(fù)合燒結(jié)體10優(yōu)選基本上僅包括金剛石相11和非金剛石碳相12，并且不包括燒結(jié)助劑和催化劑等其他成分。即，除了金剛石相11和非金剛石碳相12外，復(fù)合燒結(jié)體10優(yōu)選僅包括不可避免地包括于金剛石相11和非金剛石碳相12中的雜質(zhì)。由于這樣的復(fù)合燒結(jié)體10除了包括金剛石相11和非金剛石碳相12之外，基本上不包括燒結(jié)助劑和催化劑等其它成分，因此復(fù)合燒結(jié)體10不受這些其它成分的影響，因此耐磨性、局部耐磨性和耐崩裂性可以保持在較高的水平。
從提高復(fù)合燒結(jié)體10的局部耐磨性和耐崩裂性的觀點(diǎn)出發(fā)，形成復(fù)合燒結(jié)體10的金剛石相11的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑優(yōu)選為1000nm以下，更優(yōu)選為500nm以下。此外，從提高耐磨性的觀點(diǎn)出發(fā)，燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑優(yōu)選為30nm以上，更優(yōu)選為50nm以上。此處，形成金剛石相11的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑通過(guò)如下方式獲得：在通過(guò)SEM或TEM觀察復(fù)合燒結(jié)體10的截面時(shí)，在能夠區(qū)分金剛石相11、非金剛石碳相12和這二者之間的晶界的條件下拍攝照片，隨后進(jìn)行圖像處理(例如二值化)以計(jì)算形成金剛石相11的各燒結(jié)金剛石顆粒的面積的平均值，然后計(jì)算具有與該面積相同的面積的圓的直徑。
從提高復(fù)合燒結(jié)體10的局部耐磨性和耐崩裂性的觀點(diǎn)出發(fā)，形成復(fù)合燒結(jié)體10的非金剛石碳相12的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑優(yōu)選為2000nm以下，更優(yōu)選為300nm以下。此外，從提高耐磨性的觀點(diǎn)出發(fā)，燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑優(yōu)選為50nm以上，更優(yōu)選為100nm以上。此處，形成非金剛石碳相12的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑通過(guò)如下方式獲得：在通過(guò)SEM或TEM觀察復(fù)合燒結(jié)體10的截面時(shí)，在能夠區(qū)分金剛石相11、非金剛石碳相12和這二者之間的晶界的條件下拍攝照片，隨后進(jìn)行圖像處理(例如二值化)以計(jì)算形成非金剛石碳相12的各燒結(jié)非金剛石碳顆粒的面積的平均值，然后計(jì)算具有與該面積相同的面積的圓的直徑。
從提高復(fù)合燒結(jié)體10的耐磨性的觀點(diǎn)出發(fā)，復(fù)合燒結(jié)體10的努普硬度優(yōu)選為50GPa以上，并且更優(yōu)選為70GPa以上。此處，努普硬度是通過(guò)使用努普壓頭并在9.8N(1.0kgf)的測(cè)定載荷下進(jìn)行測(cè)定的。
[制造復(fù)合燒結(jié)體的方法]
對(duì)本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體10的制造方法沒(méi)有特別的限制。然而，從通過(guò)有效的方式并以低成本制造具有高耐磨性、高局部耐磨性和高耐崩裂性的復(fù)合燒結(jié)體10的觀點(diǎn)出發(fā)，本實(shí)施方案的復(fù)合燒結(jié)體10的制造方法優(yōu)選包括：原料準(zhǔn)備步驟，其中準(zhǔn)備原料非金剛石碳、或者原料非金剛石碳和原料金剛石的混合物作為原料；和復(fù)合燒結(jié)體形成步驟，其中在形成金剛石相的溫度和壓力的條件下，通過(guò)燒結(jié)前述原料從而形成復(fù)合燒結(jié)體。
在原料準(zhǔn)備步驟中所準(zhǔn)備的原料非金剛石碳可為粉末或成形體。然而，從形成均質(zhì)的復(fù)合燒結(jié)體的觀點(diǎn)出發(fā)，該原料非金剛石碳優(yōu)選為粉末，并且該粉末的平均粒徑優(yōu)選為5000nm以下，并且更優(yōu)選為2000nm以下。此外，從形成高質(zhì)量高純度的復(fù)合燒結(jié)體的觀點(diǎn)出發(fā)，該原料非金剛石碳優(yōu)選為石墨，并且石墨的純度優(yōu)選為99％以上，并且更優(yōu)選為99.5％以上。
從形成均質(zhì)的復(fù)合燒結(jié)體的觀點(diǎn)出發(fā)，在原料準(zhǔn)備步驟中所準(zhǔn)備的原料金剛石優(yōu)選為粉末，并且粉末的平均粒徑優(yōu)選為5000nm以下，并且更優(yōu)選為1000nm以下。此外，從形成高質(zhì)量高純度的復(fù)合燒結(jié)體的觀點(diǎn)出發(fā)，原料金剛石的純度優(yōu)選為90質(zhì)量％以上，并且更優(yōu)選為95質(zhì)量％以上。
在復(fù)合燒結(jié)體形成步驟中，對(duì)燒結(jié)條件沒(méi)有特別的限制，只要燒結(jié)條件為能夠形成金剛石相的溫度和壓力條件即可。然而，從有效形成金剛石相并易于調(diào)節(jié)非金剛石碳相占有率的角度出發(fā)，溫度為1800℃以上2300℃以下、壓力為8GPa以上16GPa以下的條件是優(yōu)選的。對(duì)于用來(lái)產(chǎn)生這樣的高溫和高壓的高溫高壓發(fā)生裝置沒(méi)有特別的限制，并且高溫高壓發(fā)生裝置的例子包括帶型裝置、立方體(cubic)型裝置和分割球型裝置等。
實(shí)施例
(實(shí)施例1)
1.原料的準(zhǔn)備
準(zhǔn)備密度為1.85g/cm3并且純度為99.95質(zhì)量％的0.4g石墨成形體作為原料。
2.復(fù)合燒結(jié)體的形成
通過(guò)使用高溫高壓發(fā)生裝置，將作為原料的前述石墨成形體在溫度為1900℃且壓力為15GPa的燒結(jié)條件下燒結(jié)100分鐘，從而得到復(fù)合燒結(jié)體。
3.復(fù)合燒結(jié)體性能的評(píng)價(jià)
通過(guò)SEM對(duì)復(fù)合燒結(jié)體的一個(gè)截面進(jìn)行對(duì)比分析，從而識(shí)別并證實(shí)了復(fù)合燒結(jié)體中的金剛石相和非金剛石碳相。通過(guò)前述的SEM觀察來(lái)計(jì)算非金剛石碳相占有率。由此得到非金剛石碳相占有率為1％。通過(guò)前述的SEM觀察來(lái)計(jì)算形成金剛石相的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑。由此得到燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑為50nm。通過(guò)前述SEM觀察來(lái)計(jì)算形成非金剛石碳相的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑。由此得到燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑為80nm。使用努普壓頭在9.8N的載荷下測(cè)定復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度。由此得到復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度為95GPa。此外，使用這種復(fù)合燒結(jié)體制造開(kāi)口尺寸為20μm的拉絲模，并以1000m/分鐘的拉絲速率對(duì)SUS 304(不銹鋼)進(jìn)行拉絲。假定下述比較例1中的復(fù)合燒結(jié)體的斷絲頻率和拉絲距離分別為1.00和100，則直到拉絲模的開(kāi)口尺寸擴(kuò)大到20.5μm時(shí)的斷絲頻率和拉絲距離的相對(duì)值分別為0.50和150。此處，斷絲頻率的相對(duì)值越低并且拉絲距離的相對(duì)值越高是更優(yōu)選的是，這是因?yàn)槟湍バ院途植磕湍バ愿?。此外，將該?fù)合燒結(jié)體釬焊到超硬基體金屬上，從而制作尖端角為90°并且尖端曲率半徑(R)為100nm的切削工具，并且在30mm厚的銅板上鍍覆20μm厚的鎳從而得到鍍鎳金屬板，在該金屬板上以10μm的間距形成5μm深度的溝槽。當(dāng)切削工具的尖端的磨損達(dá)1μm時(shí)，通過(guò)崩裂量來(lái)評(píng)價(jià)尖端部分的缺損狀態(tài)(龜裂和崩裂)。假定下述比較例1中的復(fù)合燒結(jié)體的切削工具的崩裂量為1.0，則本實(shí)施方案的切削工具的崩裂量的相對(duì)值為0.8。此處，崩裂量的相對(duì)值越低是更優(yōu)選的，這是因?yàn)槟捅懒研愿摺＝Y(jié)果歸納于表1中。
(實(shí)施例2)
1.原料的準(zhǔn)備
準(zhǔn)備與實(shí)施例1類(lèi)似的0.4g石墨成形體作為原料。
2.復(fù)合燒結(jié)體的形成
通過(guò)使用高溫高壓發(fā)生裝置，將作為原料的前述石墨成形體在溫度為2200℃且壓力為11GPa的燒結(jié)條件下燒結(jié)100分鐘，從而得到復(fù)合燒結(jié)體。
3.復(fù)合燒結(jié)體性能的評(píng)價(jià)
與實(shí)施例1類(lèi)似，識(shí)別并證實(shí)復(fù)合燒結(jié)體中的金剛石相和非金剛石碳相。圖1示出了本實(shí)施例中復(fù)合燒結(jié)體的一個(gè)截面的SEM照片。非金剛石碳相占有率為4％，并且形成金剛石相的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑為70nm，并且形成非金剛石碳相的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑為110nm，復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度為80GPa。此外，按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的拉絲模中的斷絲頻率和拉絲距離的相對(duì)值分別為0.25和135。按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的切削工具中的崩裂量的相對(duì)值為0.5。結(jié)果總結(jié)于表1中。
(實(shí)施例3)
1.原料的準(zhǔn)備
準(zhǔn)備0.4g的混合粉末作為原料。使用球磨機(jī)，按照1:4的質(zhì)量比均勻混合平均粒徑為1500nm且純度為99.95質(zhì)量％的石墨粉末以及平均粒徑為1000nm且純度為99.9質(zhì)量％的金剛石粉末，從而得到混合粉末。
2.復(fù)合燒結(jié)體的形成
通過(guò)使用高溫高壓發(fā)生裝置，將作為原料的前述混合粉末在溫度為2200℃且壓力為11GPa的燒結(jié)條件下燒結(jié)50分鐘，從而得到復(fù)合燒結(jié)體。
3.復(fù)合燒結(jié)體性能的評(píng)價(jià)
與實(shí)施例1類(lèi)似，識(shí)別并證實(shí)復(fù)合燒結(jié)體中的金剛石相和非金剛石碳相。非金剛石碳相占有率為10％，并且形成金剛石相的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑為500nm，并且形成非金剛石碳相的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑為800nm，復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度為60GPa。此外，按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的拉絲模中的斷絲頻率和拉絲距離的相對(duì)值分別為0.25和120。按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的切削工具中的崩裂量的相對(duì)值為0.6。結(jié)果總結(jié)于表1中。
(實(shí)施例4)
1.原料的準(zhǔn)備
與實(shí)施例3類(lèi)似地準(zhǔn)備0.4g均勻混合的粉末作為原料，不同之處在于石墨粉末和金剛石粉末的混合比為9:11(質(zhì)量比)。
2.復(fù)合燒結(jié)體的形成
通過(guò)使用高溫高壓發(fā)生裝置，將作為原料的前述混合粉末在溫度為2200℃且壓力為11GPa的燒結(jié)條件下燒結(jié)50分鐘，從而得到復(fù)合燒結(jié)體。
3.復(fù)合燒結(jié)體性能的評(píng)價(jià)
與實(shí)施例1類(lèi)似，識(shí)別并證實(shí)復(fù)合燒結(jié)體中的金剛石相和非金剛石碳相。非金剛石碳相占有率為30％，并且形成金剛石相的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑為800nm，形成非金剛石碳相的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑為1300nm，并且復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度為55GPa。此外，按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的拉絲模中的斷絲頻率和拉絲距離的相對(duì)值分別為0.20和110。按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的切削工具中的崩裂量的相對(duì)值為0.7。結(jié)果總結(jié)于表1中。
(比較例1)
1.原料的準(zhǔn)備
與實(shí)施例1類(lèi)似，準(zhǔn)備0.4g石墨成形體作為原料。
2.復(fù)合燒結(jié)體的形成
通過(guò)使用高溫高壓發(fā)生裝置，將作為原料的前述石墨成形體在溫度為2200℃且壓力為15GPa的燒結(jié)條件下燒結(jié)100分鐘，從而得到復(fù)合燒結(jié)體。
3.復(fù)合燒結(jié)體性能的評(píng)價(jià)
與實(shí)施例1類(lèi)似，識(shí)別并證實(shí)復(fù)合燒結(jié)體中的金剛石相和非金剛石碳相。然而，未識(shí)別出非金剛石碳相。即，非金剛石碳相占有率為0％。形成金剛石相的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑為50nm，并且復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度為120GPa。此外，按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的拉絲模中的斷絲頻率和拉絲距離的相對(duì)值分別為1.00和100。按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的切削工具中的崩裂量的相對(duì)值為1.0。結(jié)果總結(jié)于表1中。
(比較例2)
1.原料的準(zhǔn)備
與實(shí)施例1類(lèi)似，準(zhǔn)備0.4g石墨成形體作為原料。
2.復(fù)合燒結(jié)體的形成
通過(guò)使用高溫高壓發(fā)生裝置，將作為原料的前述石墨成形體在溫度為1900℃且壓力為11GPa的燒結(jié)條件下燒結(jié)300分鐘，從而得到復(fù)合燒結(jié)體。
3.復(fù)合燒結(jié)體性能的評(píng)價(jià)
與實(shí)施例1類(lèi)似，識(shí)別并證實(shí)復(fù)合燒結(jié)體中的金剛石相和非金剛石碳相。非金剛石碳相占有率為40％，并且形成金剛石相的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑為150nm，形成非金剛石碳相的燒結(jié)非金剛石碳顆粒的平均粒徑為200nm，并且復(fù)合燒結(jié)體的努普硬度為45GPa。此外，按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的拉絲模中的斷絲頻率和拉絲距離的相對(duì)值分別為0.17和80。按照與實(shí)施例1類(lèi)似的方式評(píng)價(jià)得到的切削工具中的崩裂量的相對(duì)值為1.2。結(jié)果總結(jié)于表1中。
[表1]
參照表1可明顯看出，相比于比較例1中所示的僅包括金剛石相的復(fù)合燒結(jié)體(即，非金剛石碳相占有率為0％的復(fù)合燒結(jié)體)和比較例2所示出的復(fù)合燒結(jié)體(其包括金剛石相和非金剛石碳相，并且非金剛石碳相占有率為40％)，實(shí)施例1至4所示出的各復(fù)合燒結(jié)體(其包括金剛石相和非金剛石碳相，并且非金剛石碳相占有率為大于0％且小于等于30％)具有更低的斷絲頻率、更長(zhǎng)的拉絲距離和更少的崩裂量。
應(yīng)當(dāng)理解的是，在此公開(kāi)的實(shí)施方案和實(shí)施例是說(shuō)明性的，其在任何方面都不是限制性的。本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求書(shū)而非前述說(shuō)明限定，其旨在包括與權(quán)利要求書(shū)等同范圍和意義內(nèi)的任何變型。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10復(fù)合燒結(jié)體；11金剛石相；12非金剛石碳相。