[发明专利]多晶立方氮化硼及其制造方法

说明书

一种多晶立方氮化硼，包含98.5体积％以上的立方氮化硼，并且位错密度为8×10¹⁵/m²以下。

技术领域

本公开涉及多晶立方氮化硼及其制造方法。本申请要求基于在2018年9月27日提交的日本专利申请No.2018-182464的优先权。该日本专利申请中的所有描述都通过引用并入本文。

背景技术

立方氮化硼(以下也称为“cBN”)的硬度仅次于金刚石的硬度，并且具有优异的热稳定性和化学稳定性。此外，由于与金刚石相比，cBN对于铁系材料更为稳定，因此立方氮化硼烧结体被用作铁系材料的加工工具。

已经使用的立方氮化硼烧结体包含约10体积％至40体积％的结合剂。然而，结合剂是降低烧结体的强度和热扩散率的原因。特别是，当将立方氮化硼烧结体用于高速切削铁系材料时，趋向于热负荷增加、切削刃容易缺损或产生裂纹并且工具寿命缩短。

为了解决这些问题，已经开发了制作不含结合剂的立方氮化硼烧结体的方法。在该方法中，不使用结合剂，并且在超高压和超高温下直接将六方氮化硼转变为立方氮化硼，并且同时进行烧结。

在日本专利特开No.11-246271(专利文献1)中，公开了一种技术，其中在超高温和超高压下将低结晶六方氮化硼直接转变成立方氮化硼烧结体，并烧结以获得立方氮化硼烧结体。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开No.11-246271

发明内容

根据本公开的一个方面的多晶立方氮化硼为

包含含量为98.5体积％以上的立方氮化硼的多晶立方氮化硼，

多晶立方氮化硼的位错密度为8×10¹⁵/m²以下。

根据本公开的一个方面的制造多晶立方氮化硼的方法为

制造上述多晶立方氮化硼的方法，该方法包括

准备六方氮化硼粉末的步骤；以及

在温度和压力经过纤锌矿氮化硼的稳定区域内的温度和压力的情况下，对六方氮化硼粉末进行加热和加压至温度为1900℃以上2400℃以下并且压力为8GPa以上的加热和加压步骤，

其中纤锌矿氮化硼的稳定区域同时满足如下所示的式1和2：

P≥-0.0037T+11.301 式1；和

P≤-0.085T+117 式2

其中T表示以℃计的温度，并且P表示以GPa计的压力，并且

其中在加热和加压步骤中，进入纤锌矿氮化硼的稳定区域的进入温度为600℃以上。

附图说明

图1为氮化硼的压力-温度相图。

图2为用于说明根据本公开的一个实施方案的多晶立方氮化硼的制造方法(模式A)的图。

图3为用于说明根据本公开的另一实施方案的多晶立方氮化硼的制造方法(模式B)的图。

图4为用于说明根据本公开的又一实施方案的多晶立方氮化硼的制造方法(模式C)的图。

图5为用于说明根据本公开的又另一实施方案的多晶立方氮化硼的制造方法(模式D)的图。

图6为用于说明常规多晶立方氮化硼的制造方法的实例的图。

图7为用于说明作为参考的多晶立方氮化硼的制造方法的实例的图。