KR0180769B1 - 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체를 제공한다.

다이아몬드 소결체의 제조방법은, 입자 직경 범위가 0.1 내지 10㎛인 다이아몬드 분말을 준비하고, 0.01 내지 40중량%의 범위 내의 Pd를 포함하는 동시에 잔여부로서 철족 금속을 적어도 1개 포함하는 소결 조제를 다이아몬드 분말의 개개 입자의 표면위에 피복시키며, 피복 다이아몬드 분말을 고압 및 고온 조건하에서 액상 소결시킴으로써 80 내지 96용량%의 다이아몬드 입자를 포함하는 고강도 및 고내마모성 다이아본드 소결체를 제공할 수 있음을 특징으로 한다.

Description

고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체 및 이의 제조방법

본 발명은 절삭 공구, 굴삭 공구, 와이어 드로잉 다이, 내마모부품 등을 위한 소재로서 사용되는 다이아몬드 소결체 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 특히 강도와 내마모성이 개선된 다이아몬드 소결체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

다이아몬드 소결체는 다른 재료에 비해 일반적으로 내마모성이 우수하고 강도가 크기 때문에, 절삭 공구, 굴삭 공구, 와이어 드로잉 다이와 같이 강도와 내마모성이 요구되는 분야에서 사용되고 있다. 이러한 다이아몬드 소결체는, 예를 들면, 일본국 특허공보 제(소)52-12126호에 기재되어 있는 바와 같이, 다이아몬드 분말을 WC-Co 초경 합금으로 제조된 용기에 충전시켜 고온 고압하에서 초경 합금 모재로부터 Co-W-C 공정(共晶 : eutectic) 조성 액상을 다이아몬드 분말 속에 용침시켜서 소결함으로써 수득할 수 있다. 또한, 일본국 공개특허공보 제(소)54-114513호에 기재되어 있는 바와 같이, 다이아몬드 분말과 철족의 용매 금속을 함유하는 분말을 미리 혼합하고, 혼합 분말을 다이아몬드가 수득될 수 있는 고온 고압하에서 유지시킴으로써 다이아몬드 소결체를 수득할 수 있다.

상술한 바와 같은 방법으로 수득되는 다이아몬드 소결체는 소결하기 어려운 조건의 경우, 예를 들면, 다이아몬드 원료 분말 입자가 너무 미세한 경우나 혼합되는 용매 금속량이 적은 경우 등에 있어서는 용매 금속의 용침이 곤란해져서 소결이 불가능해지고, 다이아몬드 입자끼리의 접촉 부분이 증가하여 다이아몬드 입자의 응집 부분이 국소적으로 소결되지 않는다는 문제가 있다. 따라서, 고밀도 다이아몬드 소결체, 즉 다이아몬드 함유율이 높고 내마모성이 우수한 다이아몬드 소결체를 수득하는 것이 용이하지 않다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 예를 들면, 일본국 공개특허공보 제(소)63-190756호, 일본국 공개특허공보 제(평)6-32655호, 또는 무기 재질 연구소 연구 보고서 제58호 제38 내지 48면에 기재되어 있는 바와 같이, 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 소결 조제를 피복하고, 이들 피복 다이아몬드 분말을 소결함으로써 고밀도 다이아몬드 소결체를 수득하는 방법이 제안되어 있다. 이러한 방법에 의해 수득되는 다이아몬드 소결체는 다이아몬드 함유율이 높기 때문에, 내마모성이 우수하기는 하나, 소결체 중의 다이아몬드 입자 직경이 큰 경우에는 다이아몬드 소결체의 강도가 낮아져서 실제 사용에 있어서 신뢰성이 충분하지 않다고 하는 문제가 있다. 또한, 이러한 방법으로 고밀도 다이아몬드 소결체를 수득하는 경우, 소결 조제는 소량밖에 가할 수 없기 때문에, 소결 조제의 조성 또는 피복의 형태에 따라서는 다이아몬드가 생성될 수 있는 영역 중에서도 비교적 높은 온도와 압력이 필요하게 된다. 이러한 경우, 다이아몬드 소결체 중에 잔류하는 변형이 커지기 때문에, 다이아몬드 소결체의 강도가 낮아져서 실제 사용에 있어서 신뢰성이 불충분해진다.

또한, 고온에서의 다이아몬드 소결체의 열화를 방지하기 위해, 일본국 공개특허공보 제(평)6-6769호에 기재되어 있는 바와 같이, 다이아몬드 분말 입자의 표면에 전이금속, B 또는 Si를 피복하고, 이들 피복된 다이아몬드 분말을 고상 소결시킴으로써 다이아몬드 소결체를 수득하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 경우, 다이아몬드 입자끼리는 고상 반응에 의해 탄화된 피복 재료가 개재하여 결합하는 것으로 생각되며, 다이아몬드 입자끼리 직접 접합을 일으키는 것을 가능하게 하는 철족 금속을 용매로 하는 액상 소결에 의한 다이아몬드 소결체족이 기계적 강도면에서 우수하다.

이상과 같은 선행기술에서의 과제를 감안하여, 본 발명은 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1양태에 따르는 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체는 80 내지 96용량%의 소결 다이아몬드 입자와 잔부의 소결 조제 및 불가피한 불순물을 포함하며, 소결 다이아몬드 입자는 입자 직경 범위가 실질적으로 0.1 내지 10㎛이고 서로 직접 접합하고 있으며, 소결 조제는 0.01 내지 40중량%의 범위 내의 Pd를 포함하는 한편, 잔부로서 Fe, Co 및 Ni 중에서 선택된 금속을 적어도 1개 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 제1양태에 따르는 다이아몬드 소결체에 있어서는, 철족 원소를 포함하는 소결 조제의 존재하에 미세한 다이아몬드 입자가 고밀도로 소결되어 있기 때문에, 고강도와 고내마모성이 실현될 수 있다.

본 발명의 제2양태에 따르는 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체의 제조방법은, 입자 직경 범위가 실질적으로 0.1 내지 10㎛인 다이아몬드 분말을 준비하고, 0.01 내지 40중량%의 범위 내의 Pd를 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면 위에 석출시킨 후에 , Fe, Co 및 Ni 중에서 선택된 금속을 적어도 1개 포함하는 소결 조제를 4 내지 20용량% 범위 내에서 무전해 도금법으로 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 피복시켜 피복 다이아몬드 분말을 제조하고, 피복 다이아몬드 분말의 압분체를 성형하고, 압분체를 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온 조건하에서 액상 소결함을 특징으로 한다.

본 발명의 제2양태에 따르는 다이아몬드 소결체의 제조방법에서는, 철족 원소를 포함하는 소결 조제가 4 내지 20중량% 범위 내에서 미세한 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 피복되고, 피복된 다이아몬드 분말이, 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온하에서 액상 소결되기 때문에, 다이아몬드 함유율이 높은 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체를 수득할 수 있다.

본 발명의 제3양태에 따르는 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체의 제조방법은, 입자 직경 범위가 실질적으로 0.1 내지 10㎛인 다이아몬드 분말을 준비하고, 0.01 내지 40중량%의 범위 내의 Pd를 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면 위에 석출시킨 후에, Fe, Co 및 Ni 중에서 선택된 금속을 적어도 1개 포함하는 소결 조제를 0.1 내지 19.9용량% 범위 내에서 무전해 도금법으로 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 피복시켜 피복 다이아몬드 분말을 제조하고, 피복 다이아몬드 분말의 압분체를 성형하며, Pd, Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 1개를 포함하는 부가적인 소결 조제를 압분체와 접촉시키며, 압분체를 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온 조건하에서 부가적인 소결 조제를 용침시키면서 액상 소결함을 특징으로 한다.

본 발명의 제3양태에 따르는 다이아몬드 소결체의 제조방법에서는, 철족 원소를 포함하는 소결 조제가 0.1 내지 19.9용량% 범위 내에서 미세한 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 피복되며, 피복된 다이아몬드 분말에 부가적인 소결 조제가 접촉되고, 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온하에서 부가적인 소결 조제를 용침시키면서 피복 다이아몬드 분말이 액상 소결되기 때문에, 다이아몬드 함유율이 높은 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체를 수득할 수 있다.

먼저, 본 발명자들은 여러 가지 다이아몬드 소결체에서 강도에 관한 조사를 실시하였다. 그 결과, 다이아몬드 소결체의 강도는 파괴 기점이 되는 소결체 중의 결함의 크기에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 여기에서 말하는 결함은 다이아몬드 소결체 중의 다이아몬드 조대 입자(粗大粒子), 용매 금속 등의 소결 조제의 풀(pool) 부분, 공극 등을 의미하고, 이들 결함의 크기가 작으면 작을수록 다이아몬드 소결체의 강도가 증대한다.

따라서, 다이아몬드 소결체의 강도를 향상시키기 위해서는, 먼저 다이아몬드 조대 입자를 감소시키는 것이 필요하며, 허용되는 다이아몬드 입자 직경은 최대한으로 10㎛인 것으로 밝혀졌다. 또한, 이후에 기술하는 바와 같이, 다이아몬드 입자의 표면에 소결 조제의 피복처리를 실시하기 위해서는, 다이아몬드 분말의 입자 직경이 0.1㎛ 이상인 것이 필요하다. 즉, 원료 다이아몬드 분말은 입자 직경 범위가 0.1 내지 10㎛인 것이 요구된다.

또한, 소결체에서 소결 조제의 풀 부분과 공극을 감소시키기 위해서는, 소결 조제가 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 피복된 피복 다이아몬드 분말을 액상 소결하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 소결 조제는 Pd를 포함하는 한편, 철족 금속인 Fe, Co 및 Ni 중에서 선택된 금속을 적어도 1개 포함하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 이러한 소결 조제를 4 내지 20용량% 범위 내에서 포함하도록 피복 다이아몬드 분말을 제조하고, 피복 다이아몬드 분말을 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온 조건하에서 소결함으로써 다이아몬드 분말 전체에 걸쳐서 균일한 소결 조제의 액상(液相)이 발생하기 때문에, 소결 조제의 풀과 공극이 적은 다이아몬드 소결체가 수득되는 것으로 밝혀졌다.

동일하게, Pd를 포함하는 한편, Fe, Co 및 Ni 중에서 선택된 금속을 적어도 1개 포함하는 소결 조제를 0.1 내지 19 9용량% 범위 내에서 포함하도록 피복 다이아몬드 분말을 제조하고, Pd, Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 1개를 포함하는 부가적인 소결 조제를 피복 다이아몬드 분말의 압분체에 접촉시키면, 피복 다이아몬드 압분체 전체에 걸쳐 부가적인 소결 조제의 균일한 용침이 생겨 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온하에서 다이아몬드 분말에 피복된 소결 조제를 보충하게 되기 때문에, 소결 조제의 풀 또는 공극이 적은 다이아몬드 소결체가 수득되는 것으로 밝혀졌다.

즉, 상술한 바와 같은 소결 조제가 피복된 피복 다이아몬드 분말을 사용함으로써 소결 조제의 균일한 용용 또는 용침이 발생하기 때문에, 통상의 경우에는 소결성이 나쁜 조건하에서도 소결이 가능하고 다이아몬드 함유율이 높아서 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체가 수득되는 것으로 밝혀졌다.

그런데, Pd, Fe, Co 및 Ni는 이들 중 어느 1개를 단독으로 다이아몬드 분말용 소결 조제로서 사용할 수 있다. 그러나, 소결 조제가 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 1개 이외에 Pd를 포함하는 경우에는, 소결 조제의 융점이 강하하여 다이아몬드 분말의 소결성이 현저하게 향상되는 것으로 밝혀졌다. 이때, 소결 조제 중의 Pd의 함유량이 0.01중량% 미만이면, 소결 조제의 융점을 강하시키는 충분한 효과를 얻을 수 없고, 반대로 Pd의 함유량이 40중량%를 초과하면, 소결 조제의 융점이 상승하는 경향을 나타내어 다이아몬드 분말의 소결성이 약화된다.

즉, 소결 조제 중의 Pd의 함유량은 0.01 내지 40중량%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

또한, 소결 조제를 피복한 피복 다이아몬드 분말을 소결하는 경우, 4용량% 이상의 소결 조제를 포함하는 것이 요구되는 것은, 소결 조제가 부족하여 실질적으로 다이아몬드 분말의 소결이 불가능해지는 것을 방지하기 위해서이다.

한편, 소결 조제가 20용량% 이하인 것이 요구되는 것은, 다이아몬드 소결체 중의 소결 조제가 20용량%를 초과하면 다이아몬드 함유율이 저하됨에 따라 소결체의 내마모성이 현저하게 저하하기 때문이다.

동일하게, 피복 다이아몬드 분말의 압분체에 부가적인 소결 조제를 접촉시켜 소결을 수행하는 경우, 다이아몬드 입자에 피복되는 소결 조제의 양이 0.1용량% 이상인 것이 요구되는 것은, 소결 조제의 피복량이 0.1용량% 미만인 경우에는 다이아몬드 입자의 표면에서 소결 조제의 균일한 피복이 곤란해져서, 부가적인 소결 조제의 균질한 용침이 불가능해지기 때문이다. 한편, 소결 조제의 피복량이 19.9용량% 이하인 것이 요구되는 것은, 부가적인 소결 조제를 용침시키면서 소결한 후에 소결체 중의 소결 조제가 20용량%를 초과하면 다이아몬드 함유율이 저하됨에 따라 소결체의 내마모성이 현저하게 저하하기 때문이다.

한편, 다이아몬드 분말의 개개 입자에 소결 조제의 피복을 실시하는 방법으로서는 CVD법, PVD법 또는 용액 침전법 등을 사용하는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 다이아몬드 입자 표면에 피복되는 소결 조제의 균일성이 분말의 소결성과 소결체의 강도 향상에 극히 중요한 것을 고려하는 한편, 경제성도 겸하여 고려하면, 무전해 도금법이 바람직하게 사용될 수 있다.

여기에서, 무전해 도금법에 의해 다이아몬드 입자 표면에 소결 조제를 석출시키는 경우, 소결 후에 높은 다이아몬드 함유율을 수득하기 위해서는, 소결 조제 중의 불순물의 혼입을 가능한 한 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 무전해 도금의 초기 반응에 있어서는 촉매작용이 큰 촉매핵이 다이아몬드 입자 표면에 존재하는 것이 필요한 것을 고려하면, 소결 조제로서의 작용 뿐만 아니라 촉매작용도 발휘할 수 있는 Pd가 다이아몬드 입자 표면에 최초로 피복되는 것이 바람직하다. Pd를 촉매핵으로 하여 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 1개를 포함하는 소결 조제가 피복됨으로써, 불순물이 적은 소결 조제로 피복된 피복 다이아몬드 입자가 수득되는 것으로 밝혀졌다.

이러한 경우, 다이아몬드 입자 표면으로의 Pd의 석출량이 0.01중량% 이상인 것이 요구되는 것은, 촉매작용의 부족으로 인해 무전해 도금 반응이 충분히 형성되지 않음에 따라 소결 조제의 피복이 곤란해지는 것을 방지하기 위함이다. 한편, Pd의 석출량이 40중량% 이하인 것이 요구되는 것은, 과잉의 Pd의 존재로 인한 소결 조제의 융점 상승에 의해 소결성이 악화되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 소결 조제가 철족 금속 이외에 Sn, P 및 B 중의 적어도 1개를 포함하는 경우, 이들 Sn, P 및 B도 소결 조제의 융점을 저하시키도록 작용하여 소결 조제로 피복된 다이아몬드 분말의 소결성을 현저하게 향상시키는 것으로 밝혀졌다.

철족 원소 이외에 P를 석출시키기 위해서는, 무전해 도금 용액 중의 환원제로서 차아인산염, 예를 들면, 차아인산나트륨을 사용하고, 도금 용액 속의 환원제의 농도, 도금 용액의 pH 및 도금시의 처리온도 등을 조절함으로써 목적하는 P 농도를 갖는 소결 조제를 석출시킬 수 있다. 동일하게, 철족 원소 이외에 B를 석출시키기 위해서는, 무전해 도금 용액 중의 환원제로서 수소화붕소나트륨 등의 수소화붕소 화합물을 사용하고, 도금 용액 중의 환원제의 농도, 도금 용액의 pH 및 도금시의 처리 온도 등을 조절함으로써 목적하는 B 농도를 갖는 소결 조제를 석출시킬 수 있다. 한편, Sn은 다이아몬드 분말 입자 표면에 대한 흡착성이 우수하기 때문에, 염화주석 용액 등으로부터 다이아몬드 입자 표면에 직접 흡착시킬 수 있다. 또한, 무전해 도금의 전처리로서 다이아몬드 입자 표면에 Sn을 흡착시킨 후에, 촉매핵이 되는 Pd를 석출(센시타이징 · 엑티베이팅법)시키거나, 또는 Sn과 동시에 Pd를 석출(캐털리스트 · 엑세러레이팅법)시키는 것은 다이아몬드 입자 표면에서의 Pd의 흡착성을 조장하기 때문에 바람직하다.

이때, 소결 조제 중의 Sn, P 및 B의 합계 함유량이 0.01중량% 미만이면, 소결 조제의 융점을 저하시키는 효과가 발생하지 않고, 반대로 30중량%를 초과하면, 소결시에 소결 조제 중의 용매 금속인 철족 금속으로의 다이아몬드의 용해가 저해되기 때문에, 다이아몬드 입자끼리의 결합력이 저하하여 소결체 강도를 저하시키거나, 소결체의 열적 특성을 열화시키게 된다. 따라서, Sn, P 및 B의 합계 함유량이 0.01 내지 11.5중량%의 범위 내이면 보다 바람직하다.

한편, 소결 조제를 무전해 도금법으로 다이아몬드 입자에 피복하는 경우, 무전해 도금에 의해 석출되는 철족 원소는 대부분의 경우에 산화물로서 석출된다. 산화물을 포함하는 소결 조제를 사용하여 소결을 수행하면, 산화물에 기인하는 산소가 소결체 속에 공극을 형성하거나, 용매가 되는 소결 조제 속에서 다이아몬드의 용해 석출반응을 저해하기 때문에, 다이아몬드 소결체의 성능을 열화시키는 경우가 있다. 이러한 산소에 의한 악영향을 방지하기 위해, 무전해 도금 후의 피복 다이아몬드 분말은 진공 속에서 또는 수소 대기 속에서 열처리함으로써 환원시키는 것이 바람직하다.

또한, 다이아몬드 분말에 무전해 도금처리를 실시하는 경우, 다이아몬드 분말을 포함하는 도금 용액에 대해 교반 및 초음파 진동 중의 적어도 하나에 따른 요동을 제공함으로써, 다이아몬드 입자가 소결 조제에 의해 더 균질하게 피복될 수 있는 것으로 밝혀졌다.

추가로, 보다 고밀도의 다이아몬드 소결체를 수득하기 위해서는, 다이아몬드가 불안정한 조건하에서 다이아몬드 분말을 고온처리함으로써 다이아몬드 입자를 표면으로부터 부분적으로 흑연화시키고, 부분적으로 흑연화된 다이아몬드 분말에 소결 조제의 피복처리를 실시하여 소결을 수행하거나, 다이아몬드 분말에 소결 조제의 피복처리를 하고 나서 피복 다이아몬드 입자의 표면으로부터 부분적으로 흑연화시킨 후에 소결하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 다이아몬드 분말은 소성 변형되기 어렵기 때문에 고압하에서도 다이아몬드 입자들 사이에 공극이 남기 쉬우나, 다이아몬드 입자 표면이 흑연화되어 있는 경우에는, 흑연 부분이 소성 변형을 일으키기 쉬워서 실질적으로 소결체의 밀도를 향상시키기 때문이다. 또한, 소결시의 소결 조제 속에서 탄소의 용해와 재석출 반응을 고려하는 경우, 다이아몬드보다도 흑연쪽이 반응속도가 빠르기 때문에, 다이아몬드 표면이 흑연화되어 있는 경우가 소결성이 향상된다.

이러한 이유들에 의해, 다이아몬드 표면이 부분적으로 흑연화되어 있는 경우, 고밀도 다이아몬드 소결체가 보다 쉽게 수득되는 것으로 밝혀졌다. 이때, 다이아몬드 입자의 흑연화가 0.5용량% 미만인 경우에는, 소결체의 밀도 향상이 거의 개선되지 않는다. 한편, 다이아몬드 입자의 흑연화가 80용량%를 초과하는 경우에는, 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온하에서의 소결 도중에 흑연의 다이아몬드화가 불완전해져서 다이아몬드 소결체에 흑연이 잔류하므로 바람직하지 않다. 즉, 다이아몬드 입자의 부분적인 흑연화의 바람직한 범위는 0.5 내지 80용량%이다.

한편, 상술한 다이아몬드 소결체를 수득하는 경우, 여러 가지 미량물질의 혼입이 고려된다 예를 들면, 피복 다이아몬드 분말은 일반적으로 초경 합금으로 제조되거나 고융점 금속으로 제조된 용기에 충전시켜 소결하기 때문에 용기의 성분인 W, Ta, Mo, Cr 및 이들의 탄화물이 소결체에 혼입되는 경우가 있다. 그러나, 이들 물질이 소결체에 혼입되어도 소결체 중의 다이아몬드의 함유율이 80 내지 96용량% 범위 내에 있으면 어떠한 문제도 생기지 않는다.

동일하게, 피복 다이아몬드 분말 중의 소결 조제를 보충하기 위해, 압분체에 부가적인 소결 조제를 접촉시켜 소결 도중에 압분체 속으로 용침시켜도 소결체의 다이아몬드 함유율이 80 내지 96용량% 범위 내에 있으면 어떠한 문제도 생기지 않는다. 이와 같이 압분체에 접하여 배치되는 부가적인 소결 조제의 조성으로서는, 다이아몬드 입자의 피복에 사용되는 소결 조제의 조성과 동일한 것을 사용할 수 있다.

[실시예]

[실시예 1]

표 1은, 주로 소결 조제의 부여 방법, 함유량 및 조성이 다이아몬드 소결체의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 준비된 여러 가지 분말 시료의 예를 나타내고 있다. 즉, 표 1에서 분말 시료 1A 내지 1L에서는, 입도가 모두 0.1 내지 4㎛의 범위 내인 원료 다이아몬드 분말이 사용되고 있으나, 소결 조제의 부여 방법, 함유량 및 조성이 다르게 변하고 있다.

시료 1A, 1B, 및 1C에 있어서는, 무전해 도금을 이용하여 다이아몬드 분말 입자를 소결 조제로 피복하기 위해 다음의 처리가 실시된다. 우선, 다이아몬드 분말이 알콜 속에서 탈지처리된다. 탈지처리된 다이아몬드 분말은 흐르는 물로 세정하고, 5중량% 염산 수용액 속에서 세정한 다음, 흐르는 물로 다시 세정한다. 이렇게 세정된 다이아몬드 분말은 전처리로서 상온 상태의 염화제1주석과 염산을 포함하는 용액 속에 1분간 침지시키고, 다이아몬드 입자 표면의 Sn의 흡착(센시타이징)을 실시한다. 센시타이징이 실시된 다이아몬드 분말은 수세된 후에 상온 상태의 염화팔라듐을 함유하는 염산 용액 속에 1분간 침지시킴으로써 다이아몬드 입자 표면에 Pd가 석출(엑티베이팅)된다.

엑티베이팅된 다이아몬드 분말은 수세된 후에 황산코발트, 황산철 및 차아인산나트륨을 포함하며 75℃로 유지된 Co-Fe-P 무전해 도금액 속에 소정 시간만 침지시킨다. 무전해 도금 용액 속에서의 침지 시간이 길수록 다이아몬드 입자 표면에 피복되는 소결 조제의 양이 증대하여 분말 시료 중의 소결 조제의 함유량이 증대한다. 이러한 무전해 도금 공정 도중에 도금 전처리액과 도금액에는 교반과 동시에 초음파 진동이 가해진다. 이렇게 하여, 무전해 도금된 피복 다이아몬드 분말은 세정된 후에 1,000℃의 진공 대기 속에서 60분간 가열됨으로써 다이아몬드 입자 표면의 부분적 흑연화가 수행되고, 그후 회수되어, 소결 조제의 함유량과 조성이 표 1에 기재된 바와 같은 피복 분말 시료 1A 내지 1C가 수득된다.

시료 1D 내지 1F에서는, 소결 조제의 조성이 시료 1A 내지 1C의 경우와 동일하지만, 소결 조제의 피복은 아크 이온 플레이팅법으로 실시한다. 즉, 1×10 torr의 아르곤 대기 속에서 소결 조제의 조성에 대용하는 타겟과 350V의 바이어스 전압을 사용하는 아크 이온 플레이팅법에 의해 다이아몬드 분말 입자의 표면에 소결 조제가 피복된다.

시료 1G 내지 1 I 에서는, 입자 직경이 500Å인 초미립 Co 분말이 소결 조제로서 사용된다. 다이아몬드 분말과 소정의 함유량에 상당하는 초미립 Co 분말을 테플론으로 제조된 혼합용 볼을 내장한 테플론으로 제조된 볼 밀 용기에 투입하고, 이들 분말을 4시간 동안 혼합함으로써 혼합 분말 시료 1G 내지 1 I 가 수득된다.

시료 1J 내지 1L의 제조에서는 WC-Co의 초경 합금으로 제조된 혼합용 볼과 용기를 갖춘 볼 밀 속에 다이아몬드 분말이 투입되고, 소정의 시간만 볼 밀이 구동한다. 초경 합금으로 제조된 볼 밀이 구동되는 동안, 혼합용 볼과 용기로부터 회수한 초경 합금 분말을 소결 조제로서 다이아몬드 분말 속에 혼입한다. 다이아몬드 분말에 혼합된 초경 합금 분말의 함유량은 초경 합금으로 제조된 볼 밀의 구동시간을 변화시킴으로써 조정할 수 있다.

표 1에 기재된 분말 시료 1A 내지 1L 각각은 탄탈로 제조된 용기에 밀폐시키고, 벨트형 고압장치를 사용하여 50kb의 압력 및 1,400℃의 온도하에서 10분간 유지시킴으로써 소결된다. 표 2는 이렇게 하여 수득된 다이아몬드 소결체 시료에서의 다이아몬드 함유율과 내마모성을 나타내고 있다.

표 2에서 소결체 시료 2A 내지 2L은 각각 표 1에서 분말 시료 1A 내지 1L을 소결하여 수득한 것이다. 또한, 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 시료 2G, 2J 및 2K에서는, 소결 조제가 적고 불균일하게 분포되어 있으며, 다이아몬드 분말 전체에서 소결 조제의 균일한 용융이 일어나지 않기 때문에 소결이 불완전해지며, 완전한 소결체를 수득할 수가 없다.

한편, 완전한 소결체가 수득된 시료는 절삭 공구로 가공하여, 이하에 나타내는 절삭 조건하에서 성능 평가를 실시한다.

피삭재 : 축방향을 따라서 표면에 6개의 홈이 있는 A1-16중량% Si 환봉 피삭재의 주위 표면 속도: 500(m/min)

바이트의 절단 깊이: 0.6(mm)

바이트의 이송 속도: 0.12(mm/rev)

절삭 시간: 3(min)

절삭시험의 결과로서, 공구의 프랭크 마모량이 표 2에 기재되어 있다. 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 속하는 소결체 시료 2A 및 2B에서는 소결 조제의 양이 적어도 소결이 가능하기 때문에, 다이아몬드 함유율이 높고 내마모성이 우수한 공구가 수득된다. 또한, 이들 소결체 시료 2A 및 2B는 균질한 소결체 조직을 가지고 있어서 강도가 높고 절삭 공구로서의 내결손성에 있어서도 우수한 것으로 밝혀졌다.

이에 대하여, 다이아몬드 함유율이 낮은 소결체 시료 2C 및 2L에서는 내마모성이 열악한 것으로 밝혀졌다. 또한, 시료 2D, 2E, 2F, 2H 및 2 I의 소결체 조직중에는 PVD법에서 소결 조제의 불균일 부분, 또는 초미립 Co분말의 응집에 기인하는 Co 풀 부분이 관찰되며, 이들이 소결체의 강도 저하의 원인이 되어 절삭 도중에 소결체의 결손이 발생하고, 소결체의 절삭 공구로서의 사용이 불가능해진다.

[실시예 2]

표 3은 소결 조제의 부여 방법 또는 조성 및 무전해 도금 조건 등이 소결체의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 준비된 여러 가지 분말 시료의 예를 나타내고 있다.

시료 3A 내지 3C에는, 무전해 도금을 이용하여 다이아몬드 분말 입자를 소결 조제로 피복하기 위해, 미리 1,450℃의 진공 대기 속에서 30분간 가열하고 다이아몬드 입자 표면이 부분적으로 흑연화된 후에, 표 1의 경우와 동일하게 다이아몬드 분말을 탈지처리하거나 산 세척 등을 실시한 후에 표면 활성화 처리가 실시된다. 이후, 황산니켈과 차아인산나트륨을 포함하며 60℃로 유지된 Ni-P 무전해 도금액 속으로 다이아몬드 분말이 침지된다. 무전해 도금 공정 동안, 도금 전처리액과 도금액에는 교반 및 초음파 진동에 의해 요동이 제공된다. 그리고, 소결 조제의 조성은 도금액의 pH를 변화시킴으로써 제조한다.

시료 3D 내지 3F는, 시료 3A 내지 3C의 경우와 유사한 무전해 도금에 의해 제조되지만, 무전해 도금 용액에는 교반 및 초음파 진동에 의한 요동이 제공되지 않는다.

시료 3G에서는, 테플론으로 제조된 혼합용 볼을 내장한 테플론으로 제조된 볼 밀 용기 속으로 다이아몬드 분말이 입자 직경이 200Å인 초미립 Ni 분말과 함께 투입되며, 4시간의 혼합처리가 실시된다.

표 3중의 분말 시료 각각은 Mo로 제조된 용기에 밀폐시키고, 벨트형 고압 장치를 사용하여 45kb의 압력 및 1,350℃의 온도에서 15분간 소결한다. 이렇게하여 수득한 소결체 시료의 여러 가지 특성이 표 4에 기재되어 있다.

표 4에서 소결체 시료 4A 내지 4G는 각각 표 3중의 분말 시료 3A 내지 3G로부터 수득된 것이다. 그러나, 시료 4G에서는 표 2중의 시료 2D의 경우와 동일하게 부분적으로 미소결 영역이 생겨서 완전한 소결체가 수득되지 않는다.

완전한 소결체가 수득된 시료 각각은 6×3×0.3mm의 봉상 시험편으로 가공된 후에, 스판 거리 4mm의 3점 굴곡 시험으로 강도를 평가한다. 그 결과, 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 시료 4A 내지 4C의 강도가 시료 4D 내지 4F에 비해 향상되었음이 명백하다. 즉, 다이아몬드 분말에 무전해 도금을 실시한 경우에 교반 및 초음파 진동을 도금액에 제공함으로써, 다이아몬드 입자에 소결 조제의 균일한 피막이 형성되며, 다이아몬드 소결체 중의 결함이 감소하여 소결체의 강도가 현저하게 향상됨을 알 수 있다.

또한, 시료 4A 및 4B의 강도가 시료 4C 및 4F에 비해 높다고 하는 사실 등으로부터, 순결 조제가 P 및 Sn을 포함하는 경우에 이들의 합계 함유량이 0.01 내지 30중량% 이하인 것이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 소결 조제가 B를 포함하는 경우에도, 이의 바람직한 함유량이 0.01 내지 30중량%인 것도 확인되었다.

[실시예 3]

표 5는, 피복 다이아몬드의 압분체에 접촉된 부가적인 소결 조제를 소결 시에 압분체에 용침시키는 경우, 부가적인 소결 조제의 조성이 소결체의 강도에 미치는 영향을 조사하기 위해 준비된 여러 가지 분말 시료의 예를 나타내고 있다.

시료 5A 내지 5E에서는, 무전해 도금을 이용하여 소결 조제를 다이아몬드 분말 입자에 피복하기 위해, 표 1의 경우와 동일하게 다이아몬드 분말의 탈지 처리와 산 세정을 실시한다. 이후, 무전해 도금의 전처리로서 염화팔라듐, 염화제1주석, 및 염산을 포함하는 용액 속에서 상온에서 2분간 침지시킴으로써 촉매화를 실시하고, 이어서 이들 분말을 상온의 황산 수용액 속에 2분간 침지시킴으로써 다이아몬드 분말의 액세러레이팅을 실시한다.

전처리가 완결된 분말은 수세 후에 염화니켈과 수산화붕소나트륨을 포함하는 Ni-B 도금 용액 속에 90℃에서 2분간 침지시킴으로써 조성과 양이 표 5에 기재된 바와 같은 피복 소결 조제를 포함하는 피복 다이아몬드 분말을 수득한다. 또한, 이들의 알칼리 탈지, 산 세척, 전처리 및 도금공정에서, 다이아몬드 분말을 용액에 침지시키는 동안, 용액에 대해 교반 및 초음파에 의한 요동이 제공된다.

이들 피복 다이아몬드 분말은 압분체로 성형된 후에, 조성이 표 5에 기재된 바와 같은 금속판이 부가적인 소결 조제로서 적층되고, Ta로 제조된 용기 속에 밀봉된다. 이러한 Ta로 제조된 용기는 캐틀형 고압 장치를 사용하여 60kb의 압력 및 1,550℃의 온도하에서 10분간 유지시켜 표 6에 기재된 바와 같은 소결체 시료를 수득한다.

표 6에서 소결체 시료 6A 내지 6E는 각각 표 5의 분말 시료 5A 내지 5E로 부터 수득된 것이다. 이들 소결체 시료 각각은 6×3×0.3mm의 봉상 시험편으로 가공된 후에, 스판 거리 4mm의 3점 굴곡 시험으로 강도를 평가한다.

표 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 시료 6B, 6C 및 6D의 강도가 시료 6A 및 6E에 비해 향상된 것이 명백하다. 즉, 부가적인 소결 조제가 B를 포함하는 경우, 이의 함유량은 0.01 내지 30중량%의 범위 내에 있는 것이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 부가적인 소결 조제가 P 및 Sn을 포함하는 경우에도, 이의 바람직한 함유량은 0.01 내지 30중량%인 것도 확인되었다.

[실시예 4]

표 7은 원료 다이아몬드 분말 입도와 소결 조제의 부여 방법 및 조성 등이 소결체의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 준비된 여러 가지 분말 시료의 예를 나타내고 있다.

시료 7A 내지 7C에서는, 소결 조제를 무전해 도금으로 다이아몬드 분말에 피복하기 위해, 실시예 3의 경우와 동일하게 무전해 도금용의 촉매층이 다이아몬드 분말 입자 표면에 제공된다.

전처리된 다이아몬드 분말은, 수세된 후에, 염화코발트와 염화히드라지늄을 포함하며 80℃로 유지된 Co 무전해 도금액 속에 침지시키고, 이로써, 다이아몬드 입자 표면에 Co가 피복된다. 또한, 이러한 무전해 도금에 관련된 전처리 및 도금처리 동안에, 이들 처리액은 다이아몬드 분말과 동시에 교반 및 초음파 진동에 의한 요동이 제공된다. 무전해 도금된 다이아몬드 분말은 세정된 후에 회수하고, 이후에 진공 속에서 1,250℃에서 60분간 가열함으로써 소결 조제의 환원과 다이아몬드 입자의 표면으로부터의 부분적인 흑연화가 실시되며, 소결 조제의 함유율과 조성이 표 7에 기재된 바와 같은 분말 시료 7A 내지 7C가 수득된다. 또한, 시료 7A 내지 7C의 분말에 포함된 산소량은 0.05중량%이다.

시료 7D 내지 7F에서는, 소결 조제의 조성이 시료 7A 내지 7C와 동일한 피복 다이아몬드 분말이 마이크로파 플라즈마 CVD법을 사용하여 제조된다.

시료 7G 내지 7I에서는, 테플론으로 제조된 혼합용 볼을 내장한 테플론으로 제조된 볼 밀 용기 속에 다이아몬드 분말이 초미립 Co 분말의 소정량과 함께 투입되며, 3시간 동안 혼합된다. 또한, 시료 7J 내지 7L에서는, 초경 합금으로 제조된 혼합용 볼을 내장한 초경 합금으로 제조된 볼 밀 용기 속에 다이아몬드 분말을 투입하고, 이러한 초경 합금으로 제조된 볼 밀을 소정 시간만 구동시킴으로써 초경 합금 분말과 혼합된 다이아몬드 분말이 수득된다. 상술한 바와 같이, 이러한 초경 합금 분말은 초경 합금으로 제조된 볼과 용기로부터 회수하여 다이아몬드 분말에 혼입한 것이다.

표 7에 기재된 분말 시료 7A 내지 7L 각각은 압분체로 성형하고, 압분체는 Co 판이 적층된 후에 초경 합금으로 제조된 용기 속에 밀폐시킨다. 이러한 초경 합금으로 제조된 용기는 벨트형 고압장치를 사용하여 50kb의 압력 및 1,500℃의 온도하에서 15분간 유지시키고, 적층된 Co판을 용해시켜 압분체에 용침시키면서 소결을 실시하며, 그 결과로서 표 8에 기재된 바와 같은 소결체 시료가 수득된다.

표 8에서 소결체 시료 8A 내지 8L은 각각 표 7의 분말 시료 7A 내지 7L로 부터 수득된 것이다.

시료 8G에서는, 표 7에 기재된 바와 같이 원료 다이아몬드 분말이 미립이기 때문에 입자간의 간격이 좁고, 혼합된 Co 분말이 불균일하게 분포하기 때문에, 혼합 분말의 압분체에 적층된 Co 판을 용침시켜도 압분체 속에서 용침이 불균일하게 진행된다. 따라서, 시료 8G에서는 부분적으로 미소결 부분이 발생하여 완전한 소결체를 수득할 수 없다.

완전한 소결체가 수득된 시료는 절삭 공구로 가공된 후에, 다음에 기재된 절삭 조건으로 성능이 평가된다.

피삭재: 축방향을 따라 4개의 홈이 있는 A1-10중량% Si 환봉

피삭재의 주위 표면 속도: 500(m/min)

바이트의 절단 깊이 : 1.5(mm)

바이트의 이송 속도: 0.2(mm/rev)

절삭시간 : 160(min)

이러한 절삭 시험에서 소결체 시료의 프랭크 마모량(flank wear)이 표 8에 기재되어 있다. 표 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 소결 조제의 풀 부분을 포함하는 소결체 시료 8D, 8E, 8F, 8H 및 8I 는 절삭의 초기에 결손이 생겨서 절삭의 속행이 불가능해진다. 한편, 다이아몬드 분말의 입도가 큰 소결체 시료 8C 및 8L은 절삭 시험 도중에 공구의 칼날 끝부분에서 이가 빠지는 것이 확인된다.

또한, 다이아몬드 함유율이 낮은 소결체 시료 8J 및 8K에서는 결손은 생기지 않는 반면, 프랭크 마모가 크게 발생하여 실용적으로 제공하는 것이 불가능하다.

한편, 본 발명의 범위에 속하는 소결체 시료 8A 및 8B 에서는, 원료 다이아몬드 분말의 입도가 작고, Co 풀과 공극이 없는 균질한 소결체 조직이 수득되기 때문에, 소결체의 강도가 높고 이가 빠지거나 결손이 생기지 않는다. 또한, 시료 8A 및 8B는 다이아몬드 함유율이 충분하기 때문에, 표 8에 기재된 바와 같이 내마모성이 충분한 것도 알 수 있다.

[실시예 5]

표 9는, 다이아몬드 분말의 흑연화도가 소결체의 다이아몬드 함유율에 미치는 영향을 조사하기 위해 준비된 여러 가지 분말 시료의 예를 나타내고 있다.

시료 9A 내지 9C에서는, 입자 직경이 5 내지 10㎛인 원료 다이아몬드 분말이 표 9에 기재된 열처리 조건하에 진공 속에서 입자 표면으로부터 부분적인 흑연화가 실시된다. 부분적으로 흑연화된 다이아몬드 입자는 실시예1의 경우와 동일한 방법에 의해 소결 조제가 피복된다.

시료 9D 내지 9F에서는, 입자 직경이 5 내지 10㎛인 원료 다이아몬드 분말 입자가 실시예 1과 동일한 방법에 의해 소결 조제로 피복되고, 이후에 진공 중에서 표 9에 기재된 열처리 조건하에 피복 다이아몬드 입자가 표면으로부터 부분적으로 흑연화된다.

이렇게 하여 부분적으로 흑연화된 피복 다이아몬드 분말은, 압분체로 성형된 후에 100% Co의 금속판이 부가적인 소결 조제로서 적층되고, Mo로 제조된 용기 속에 밀폐되어 50kb의 압력하에 1,550℃에서 10분간 소결된다. 이렇게 하여 수득된 소결체 시료의 다이아몬드 함유율이 표 10에 기재되어 있다.

표 10에서 소결체 시료 10A 내시 10F는 각각 표 9의 분말 시료 9A 내지 9F 로부터 수득된 것이다. 표 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 소결체 시료 10A, 10B, 10E 및 10F의 다이아몬드 함유율은 시료 10B에 비해 높은 것이 명백하다.

한편, 시료 10C에는 부분적으로 잔류 흑연(Gr)이 포함되어 완전한 소결체를 수득할 수 없다.

즉, 피복 다이아몬드 분말중의 흑연화도는 0.5 내지 50용량% 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

[실시예 6]

표 11은, Pd의 부여량이 무전해 도금에서 촉매 성능 및 소결시의 다이아몬드 분말의 소결성에 미치는 영향을 조사하기 위해 준비된 여러 가지 분말 시료의 예를 나타내고 있다.

시료 11A 내지 11E에서는, 다이아몬드 분말 입자를 무전해 도금에 의해 소결 조제로 피복하기 위해, 실시예 4의 경우와 동일한 방법에 따라서 다이아몬드 입자 표면에 Pd가 제공된다. 이후, 사염화팔라듐을 포함하는 무전해 도금액을 사용하여 다이아몬드 분말 입자가 Pd로-무전해 도금된다. 추가로, 히드라진을 포함하는 무전해 도금액을 사용하여 다이아몬드 분말 입자가 Co에 의해 피복된다.

그 결과, 표 11에 기재된 바와 같이, 시료 11A에서는 다이아몬드 분말 입자에 대한 Pd의 흡착량이 적기 때문에, Pd에 의한 촉매작용이 부족하여 다이아몬드 입자 표면에서 Co의 석출이 곤란해진다.

Co에 의해 피복된 분말 시료 11B 내지 11E 각각은 압분체로 성형되어 초경 합금으로 제조된 용기 속에 밀폐된다. 초경 합금으로 제조된 용기는 벨트형 고압장치를 사용하여 50kb의 압력 및 1,500℃의 온도하에서 15분간 유지시켜 소결을 실시한다. 그 결과, Pd를 많이 포함하는 시료 11E는 소결 조제의 용융이 발생하지 않기 때문에 완전한 소결체를 수득할 수 없다. 한편, 시료 11B 내지 11D에서는 완전한 소결체를 수득할 수 있다.

즉, 소결 조제 속의 Pd의 함유량은 0.01 내지 40중량%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 고강도와 고내마모성을 모두 구비한 다이아몬드 소결체가 제공되며, 이는 절삭 공구, 굴삭 공구, 와이어 드로잉 다이 및 내마모부품 등의 용도로 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims (5)

1. 소결 다이아몬드 입자(당해 소결 다이아몬드 입자는 이의 입자 직경 범위가 실질적으로 0.1 내지 10㎛이고 서로 직접 접합하고 있다) 80 내지 96용량%와 소결 조제(당해 소결 조제는 Pd를 0.01 내지 40중량%의 범위 내에서 포함하고, Sn, P 및 B 중의 적어도 1개를 0.01 내지 30중량%의 범위 내에서 포함하며, 동시에 잔부로서 Fe, Co 및 Ni 중에서 선택된 금속을 적어도 1개 포함하고, 소결 조제 총량은 100중량%이다)와 불가피한 불순물 4 내지 20용량%를 포함함을 특징으로 하는 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체.
2. 입자 직경 범위가 실질적으로 0.1 내지 10㎛인 다이아몬드 분말을 준비하는 단계, 0.01 내지 40중량%의 범위 내의 소결 조제 Pd를, 소결 조제 Sn을 먼저 흡착시킨 후에 또는 Sn과 함께, 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면 위에 석출시킨 후에, P 및 B 중의 적어도 1개를 포함하고 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 1개를 포함하는 소결 조제(소결 조제의 총량은 100중량%이고, 소결 조제 Sn, P 및 B의 합계 함유량은 0.01 내지 30중량%의 범위이다)를 4 내지 20용량%의 범위 내에서 무전해 도금법으로 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 피복하여 피복 다이아몬드 분말을 제조하는 단계 및 피복 다이아몬드 분말을 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온 조건하에서 1,350℃ 이상의 온도에서 액상 소결시키는 단계(이때, 다이아몬드가 불안정한 고온 조건하에서 열처리함으로써 다이아몬드 분말 입자 각각의 0.5 내지 80용량%가 표면으로부터 흑연화되는 단계를 피복단계 전에 또는 액상 소결단계 전에 수행한다)를 포함하는, 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 도금법에 있어서, 다이아몬드 분말이 침지되는 도금 용액에 교반 및 초음파 진동 중의 적어도 하나에 의한 요동이 제공됨을 특징으로 하는 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체의 제조방법.
4. 입자 직경 범위가 실질적으로 0.1 내지 10㎛인 다이아몬드 분말을 준비하는 단계, 0.01 내지 40중량%의 범위 내의 소결 조제 Pd를, 소결 조제 Sn을 먼저 흡착시킨 후에 또는 Sn과 함께, 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면 위에 석출시킨 후에, 0.01 내지 30중량%의 범위 내에서 Sn, P 및 B 중의 적어도 1개를 포함하고 잔부의 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 1개를 포함하는 소결 조제(소결 조제의 총량은 100중량%이고, 소결 조제 Sn, P 및 B의 합계 함유량은 0.01 내지 30중량% 범위이다)를 0.1 내지 19.9용량%의 범위 내에서 무전해 도금법으로 다이아몬드 분말 입자 각각의 표면에 피복시켜 피복 다이아몬드 분말을 제조하는 단계, 피복 다이아몬드 분말의 압분체를 성형하는 단계, Pd, Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 1개와 0.01 내지 30중량%의 Sn, P 및 B중의 적어도 1개를 퍼함(부가적인 소결 조제의 총량은 100중량%이다)하는 부가적인 소결 조제를 압분체와 접촉시키는 단계, 부가적인 소결 조제를 다이아몬드가 안정한 고압 및 고온 조건하에서 용침시키면서 압분체를 1,350℃ 이상의 온도에서 액상 소결시키는 단계(이때, 다이아몬드가 불안정한 고온 조건하에서 열처리함으로써 다이아몬드 분말 입자 각각의 0.5 내지 80중량%가 표면으로부터 흑연화되는 단계를 피복단계 전에 또는 액상 소결단계 전에 수행한다)를 포함하는, 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 무전해 도금법에 있어서, 다이아몬드 분말이 침지되는 도금 용액에 교반 및 초음파 진동 중의 적어도 하나에 의한 요동이 제공됨을 특징으로 하는 고강도 및 고내마모성 다이아몬드 소결체의 제조방법.