[发明专利]金刚石接合体、包含该金刚石接合体的工具、以及该金刚石接合体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金刚石接合体、包含该金刚石接合体的工具以及该金刚石接合体的制造方法。

背景技术

金刚石具有极高的硬度，并且以金刚石颗粒为原料制造的多晶金刚石烧结体(下文中也称为“PCD”)被用于切削工具、耐磨工具等多种工具中。

当将PCD用于工具中时，通常以如下方式使用PCD：将PCD接合至硬质基体上以获得接合体(下文中也称为“PCD接合体”)，并将该接合体接合至作为工具基体的基体金属上。例如，日本专利特开No.2010-208942(专利文献1)披露了一种制造PCD接合体的方法，其中将置于作为基体的由硬质合金制圆盘上的混合粉末填充至由钽(Ta)制成的容器中，并在高温高压下烧结，其中该混合粉末为金刚石粉末和粘结剂粉末的混合物。

引用列表

专利文献

PTD 1：日本专利特开No.2010-208942

发明内容

技术问题

然而，通过常规制造方法，所得PCD接合体中PCD与硬质基体之间的接合强度可能较低。将这种具有低接合强度的PCD接合体用在工具中时，当该工具用于工件加工时，部分或全部PCD可能会从工具上脱落下来。

本发明旨在解决上述问题，并提供具有高接合强度的PCD接合体(金刚石接合体)、包括PCD接合体的工具、以及该PCD接合体(金刚石接合体)的制造方法。

解决问题的手段

本发明的第一实施方案提供了一种金刚石接合体，其包括：多晶金刚石烧结体、硬质基体、以及位于多晶金刚石烧结体与硬质基体之间的硬质层，该多晶金刚石烧结体包含金刚石颗粒和烧结助剂，硬质基体包含碳化钨和钴，硬质层包含钴以及由维氏硬度为1100Hv以上的碳化物、氮化物或碳氮化物制成的硬质颗粒。

本发明的第二方面提供了一种包括上述金刚石接合体的工具。

本发明的第三方面提供了一种金刚石接合体的制造方法，包括如下步骤：制备包含位于硬质基体上的硬质颗粒、以及位于硬质颗粒上的金刚石颗粒和烧结助剂的成形体；在5.0GPa以上7.5GPa以下的压力、1300℃以上1900℃以下的温度下烧结成形体，其中该硬质基体包含碳化钨和钴，该硬质颗粒由维氏硬度为1100Hv以上的碳化物、氮化物或碳氮化物制成。

本发明的有益效果

根据本发明，能够提供具有高接合强度的PCD接合体、包括该PCD接合体的工具、以及该PCD接合体的制造方法。

附图说明

图1为根据一个实施方案的PCD接合体的截面示意图。

图2为用于示意性地示出PCD接合体的接合强度的测量方法的截面图。

图3为包括根据一个实施方案的PCD接合体的金刚石刀头的一部分的截面示意图。

图4为用于示意性地示出根据一个实施方案的PCD接合体的制造方法的流程图。

图5为用于示意性示出图4中的配置步骤(positioning step)的截面图。

图6为示出根据实施例2的PCD接合体的电子显微照片的图。

图7为示出根据比较例2的PCD接合体的电子显微照片的图。

具体实施方式

[本发明实施方案的说明]

首先，对本发明实施方案的概要进行说明。

本发明人通过对制造在PCD与硬质基体之间具有高接合强度的PCD接合体进行深入研究，获得了如下发现，从而完成了本发明。

本发明人首先通过制备多个成形体，并随后在高温高压下对这些成形体进行烧结，由此制造多个PCD接合体，其中在所述成形体中，作为原料的金刚石颗粒和作为烧结助剂的钴(Co)配置于硬质基体上。然后，本发明人利用电子显微镜观察各PCD接合体的结构，以证实在PCD与硬质基体间的界面处，一些PCD接合体不包含表现出异常颗粒生长的(烧结后的)金刚石颗粒，而其他(烧结后的)金刚石颗粒则包含这种颗粒。