JP7809573B2 - 耐摩耗部材 - Google Patents

Description

本発明は、耐摩耗部材に関するものである。

センタレスブレードなどの耐摩耗工具は、他の部材との接触する部分に耐摩耗性が要求される。従来、耐摩耗性を付与するために、超硬や多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）焼結体が用いられている。

例えば、特許文献１には、耐摩耗性、靭性及び耐食性にすぐれる合金として、特定の比率のＣ（炭素）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）、Ｃｒ（クロム）およびＦｅ（鉄）からなる合金が開示されている。

また、特許文献２には、粗粒、中粒および細粒を特定の割合で含む超砥粒と、活性金属含有ろう材または自溶性金属からなるマトリックスボンドからなる硬質素材が開示されている。

特開平１１－６１３５３号公報 特許第３７５１１６０号公報

特許文献１に開示されるような超硬や多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）焼結体は、大面積のものを製造しにくいという問題があった。大面積とするためには複数のチップを貼りつける必要があり、製造が複雑で多数の工程が必要であったり、品質にむらが生じやすいなどの問題があった。また、通常、超硬やＰＣＤ焼結体は、ろう付けにて、台金（部材）の耐摩耗性が要求される部分に接合される。しかしながら、ろう付けは、ろう付けの際に熱が加わることで、台金に歪が生じ精度が悪化するため、ろう付け後に多大な手直しが必要で、製造コストが高くなる問題があった。

そこで、本発明の目的は、優れた耐摩耗性を有し、長寿命かつ安価な耐摩耗部材を提供することである。

本発明の耐摩耗部材は、台金と、前記台金上に形成され、他の部材と摩擦する、平坦な摩擦接触面を有する耐摩耗層と、を有し、前記耐摩耗層が、前記台金上に平均粒径４０～１０００μｍの六・八面体または切頭八面体形状のダイヤモンド粗粒がニッケルめっきにより単層固着され、前記台金から前記ダイヤモンド粗粒の平均粒径の５０～９０％の長さ離れた位置に前記ダイヤモンド粗粒の平均粒径の１６～４０％の平均粒径を有する六・八面体または切頭八面体形状のダイヤモンド細粒がニッケルめっきにより固着された表面層の表面を、前記ダイヤモンド粗粒の少なくとも一部と、前記ダイヤモンド細粒の少なくとも一部が露出するように、平坦に研削することによって形成された層であり、前記耐摩耗層の前記摩擦接触面における、研削後のダイヤモンド粗粒の露出面と研削後のダイヤモンド細粒の露出面の合計の面積の割合が４０面積％以上であることを特徴とする。

このような構成とすることで、耐摩耗性が優れるものとなり、寿命も向上し、摩擦接触面は平坦なため、摺動性にも優れる。さらに、少ない研削時間で、摩擦接触面における、ダイヤモンドの面積の割合が大きいものとできる。また、大面積にも適用することができ、大面積の部材であっても耐摩耗性の優れたものとできる。

なお、摩擦接触面における、研削後のダイヤモンド粗粒の露出面と研削後のダイヤモンド細粒の露出面の合計の面積（以下、「ダイヤモンドの露出面積」と記載する場合がある。）の割合は、摩擦接触面のレーザー顕微鏡画像を画像解析ソフトにて２値化処理した画像から算出することができる。摩擦接触面におけるダイヤモンド（ダイヤモンド粗粒およびダイヤモンド細粒）の露出面とニッケルめっきの露出面とでは色調が異なるため、この色調の違いからダイヤモンドの露出面を判断することができる。

各ダイヤモンド（ダイヤモンド粗粒およびダイヤモンド細粒）の粒径は、画像測定機の観察画像から算出されるダイヤモンドに外接する四角形の長辺と短辺の平均値である。ダイヤモンドの平均粒径は、同方法により算出した３００個のダイヤモンドの粒径の平均値である。

本発明の耐摩耗部材は、全ての研削後のダイヤモンド粗粒が、前記耐摩耗層の前記摩擦接触面に露出し、研削後の前記ダイヤモンド細粒が、隣接する研削後のダイヤモンド粗粒間の隙間に配置されていることが好ましい。このような構成であれば、耐摩耗性により優れたものとできる。

本発明の耐摩耗部材において、前記表面層は、振動を与えながら前記台金上に前記ダイヤモンド粗粒を充填し、前記ニッケルめっきを析出させて固着した後、振動を与えながら前記ダイヤモンド粗粒間の空間にダイヤモンド細粒を充填し、ニッケルめっきを析出させて固着することにより形成された層であることが好ましい。
このような構成であれば、ろう付けで形成されたものと異なり、熱を加えないため台金に歪が発生せず精度が悪化しない。そのため、形状修正の工程が不要で、製造コストも安くできる。また、少ない研削時間で、摩擦接触面における、ダイヤモンドの面積の割合が大きいものとできる。

本発明によれば、優れた耐摩耗性を有し、長寿命かつ安価な耐摩耗部材が提供される。また、本発明の耐摩耗部材は、大面積にも適用することができる。また、本発明によれば、工程数を少なくでき、かつ、少ない研削時間で、優れた耐摩耗性を有する耐摩耗部材を得ることができる。

本発明の耐摩耗部材の一部省略断面図である。 本発明の耐摩耗部材の一部省略平面図である。 本発明の耐摩耗部材の製造方法を説明するための図である。 本発明の耐摩耗部材の別の態様を説明するための図である。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。なお、本明細書において「～」という表現を用いる場合、その前後の数値又は物性値を含む表現として用いるものとする。また、図１～４で共通する要素には同符号を付し、説明を省略する場合がある。

＜耐摩耗部材＞
図１に示す本発明の耐摩耗部材１００は、台金１０と、台金１０上に形成（配置）され、他の部材と摩擦する、平坦な摩擦接触面２０ｓを有する耐摩耗層２０と、を有する。

［台金１０］
台金１０の材質や形状は、耐摩耗部材の種類などに応じて選択されるものであり、特に限定されない。例えば、台金１０の材質としては、鋼や、アルミニウム、銅、超硬合金、モリブデン、モリブデン合金、サーメット、チタンなどの金属；セラミックス；プラスチックなどが挙げられる。台金１０の形状は、矩形状や、円筒状、円板状、球状、各種部材の形状など任意である。

［耐摩耗層２０］
図１に示すように、耐摩耗層２０は、研削後のダイヤモンド粗粒２２と、研削後のダイヤモンド細粒２４と、ニッケルめっき２６とを含む。研削後のダイヤモンド粗粒２２は、台金１０の表面に１層に配列している。研削後のダイヤモンド細粒２４は、摩擦接触面２０ｓ側の、研削後のダイヤモンド粗粒２２間の隙間に配置されており、摩擦接触面２０ｓ側に研削後のダイヤモンド粗粒２２を挟みながら１層に配列している。

研削後のダイヤモンド粗粒２２と、研削後のダイヤモンド細粒２４は摩擦接触面２０ｓに露出している。研削後のダイヤモンド粗粒２２の上部の露出面２２ｓと研削後のダイヤモンド細粒２４の上部の露出面２４ｓとニッケルめっき２６の露出面２６ｓとは同一平面をなし、耐摩耗層２０の摩擦接触面２０ｓを形成している。

図２に示すように、耐摩耗層２０の摩擦接触面２０ｓは、ニッケルめっき２６の露出面２６ｓと、研削後のダイヤモンド粗粒２２の露出面２２ｓと、研削後のダイヤモンド細粒２４の露出面２４ｓを有する。摩擦接触面２０ｓにおける、研削後のダイヤモンド粗粒２２の露出面２２ｓと研削後のダイヤモンド細粒２４の露出面２４ｓの合計の面積（ダイヤモンドの露出面積）の割合は４０面積％以上である。摩擦接触面２０ｓにおけるダイヤモンドの露出面積の割合が４０面積％より少ない場合、他の部材との摩擦によって摩耗しやすく、耐摩耗性が不十分である。耐摩耗性を更に向上させるために、好ましくは５０面積％以上であり、より好ましくは５５面積％以上であり、更に好ましくは６０面積％以上である。

摩擦接触面２０ｓにおけるダイヤモンドの露出面積の割合の上限は、１００面積％であるが、研削後のダイヤモンド粗粒２２の露出面２２ｓおよび研削後のダイヤモンド細粒２４の露出面２４ｓからなる摩擦接触面２０ｓとするためには、用いるダイヤモンド粗粒やダイヤモンド細粒の均一性が厳しく求められるなどするため、摩擦接触面２０ｓにおけるダイヤモンドの露出面積の割合は、９５面積％以下や９０面積％以下、８５面積％以下などと用途に応じて任意に調整してよい。

耐摩耗層の厚みは、特に限定されないが、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の６０～９０％や７０～８０％程度である。

耐摩耗層２０は、表面層２０ｂの表面を平坦に研削することによって形成された層である（図３（Ｄ）から（Ｅ）を参照）。

[表面層２０ｂ]
図３（Ｄ）に示す表面層２０ｂは、台金１０上に、ダイヤモンド粗粒２２ｂがニッケルめっき２６ａにより単層固着され、かつ、台金１０からダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の６０％の長さ離れた位置に、ダイヤモンド細粒２４ｂがニッケルめっき２６ｂにより固着された層である。

（ダイヤモンド粗粒２２ｂ）
ダイヤモンド粗粒２２ｂは、台金１０の表面に１層に配列して配置されている。ダイヤモンド粗粒２２ｂの形状は、六・八面体または切頭八面体である。六・八面体または切頭八面体のダイヤモンド粗粒２２ｂを用いることで、台金１０上に密に配列させることができる。特に、後述する通り、六・八面体形状または切頭八面体形状のものを用い、振動させながら台金１０上に充填することで、ダイヤモンド粗粒２２ｂを面積の大きな面を底面として密に配列させやすい。切頭八面体のダイヤモンド粗粒２２ｂを用い、振動させながら充填することで、六角形の面を底面として配列するものが多くなる。また、六・八面体のダイヤモンド粒２２ｂを用い、振動させながら充填することで、四角形の面を底面として配列するダイヤモンド粒２２ｂが多くなる。そのため、より摩耗しにくい耐摩耗層２０を形成させることができる。

なお、切頭八面体とは、正八面体形状のダイヤモンド粒における６個の頂点付近が四角錐形状でそれぞれ等しく切除され、四角形状をした６個の平面部が形成された形状であり、６個の四角形状の面と８個の六角形状の面とからなるものである。六・八面体とは、切頭八面体における四角形状をした６個の平面部を、隣り合って位置する四角形状の平面部の頂点同士が一致する所まで、それぞれ均等に拡張したような形状であり、六・八面体は、６個の四角形状の面と８個の三角形状の面とからなるものである。

表面層２０ｂを構成するダイヤモンド粗粒２２ｂは、平均粒径が４０μｍ～１０００μｍである。ダイヤモンド粗粒２２ｂが４０μｍより小さいと、ダイヤモンド粗粒２２ｂの間にダイヤモンド細粒２４ｂを配列して配置させにくい。また、ダイヤモンド粗粒２２ｂが１０００μｍよりも大きいと、ツルーイングに時間がかかるため好ましくない。好ましくは、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径は１００μｍ～５００μｍである。

（ダイヤモンド細粒２４ｂ）
ダイヤモンド細粒２４ｂは、台金１０からダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の６０％の長さ離れた位置の、隣接するダイヤモンド粗粒２２ｂ間の隙間に充填されており、ダイヤモンド粗粒２２ｂを挟みながら１層に配列している。なお、ダイヤモンド細粒２４ｂの位置は、台金１０からダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の５０～９０％の長さ離れた位置であればよく、台金１０からダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の５０～８０％の長さ離れた位置や、台金１０からダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の５０～７０％の長さ離れた位置など任意である。台金１０とダイヤモンド細粒２４ｂとの距離（Ｌ）（図３参照）が、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の５０％よりも短いものとするためには、台金１０の上のダイヤモンド粗粒２２ｂの密度を低くする必要があり、得られる耐摩耗層２０の耐摩耗性が不十分となる。また、台金１０とダイヤモンド細粒２４ｂとの距離（Ｌ）が、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の９０％よりも長い場合には、耐摩耗層２０の厚み方向においてダイヤモンド粗粒２２ｂとダイヤモンド細粒２４ｂの重なりが少なく、ダイヤモンド粗粒２２ｂの少なくとも一部とダイヤモンド細粒２４ｂの少なくとも一部が露出した摩擦接触面２０ｓを形成するために、ダイヤモンド細粒２４ｂを過度に研削する必要になり、研削時間が多くなったりする。

ダイヤモンド細粒２４ｂは、六・八面体または切頭八面体のダイヤモンドである。このような形状であることで、ダイヤモンド粗粒２２ｂ間に充填されやすく、より摩耗しにくい耐摩耗層２０を形成させることができる。特に、後述する通り、六・八面体または切頭八面体のものを用い、振動させながらダイヤモンド粗粒２２ｂ間に充填することで、ダイヤモンド細粒２４ｂは、面積の大きな面を底面として密に配列しやすい。

ダイヤモンド細粒２４ｂは、ダイヤモンド粗粒２２ｂと同じ形状であることとが好ましく、ダイヤモンド粗粒２２ｂが六・八面体である場合にはダイヤモンド細粒２４ｂも六・八面体であることが好ましい。ダイヤモンド粗粒２２ｂが切頭八面体である場合にはダイヤモンド細粒２４ｂも切頭八面体であることが好ましい。

ダイヤモンド細粒２４ｂの平均粒径は、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の３０％の長さであるが、これに限定されず、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の１６％～４０％の長さであればよい。すなわち、１６≦ダイヤモンド細粒２４ｂの平均粒径／ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径×１００≦４０であればよい。ダイヤモンド細粒２４ｂの平均粒径は、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の１６％よりも小さくても、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の４０％よりも大きくても、ツルーイングに時間がかかるため好ましくない。好ましくは、ダイヤモンド細粒２４ｂの平均粒径は、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の２５％～３５％である。

（ニッケルめっき２６）
ニッケルめっき２６は、ダイヤモンド粗粒２２ｂおよびダイヤモンド細粒２４ｂを固着している。ニッケルめっき２６は、ニッケルが主たる成分であれば、ニッケル以外の金属や非金属元素を含んでもよい。例えば、ニッケルめっき２６の例としては、Ｎｉや、Ｎｉ－Ｓ合金、Ｎｉ－Ｐ合金、Ｎｉ－Ｂ合金、Ｎｉ－Ｃｏ合金などのＮｉ合金が挙げられる。

表面層２０ｂは、ダイヤモンド粗粒２２ｂとダイヤモンド細粒２４ｂとニッケルめっき２６とから実質的になる構成としてもよい。例えば、表面層２０ｂは、ダイヤモンド粗粒２２ｂとダイヤモンド細粒２４ｂとニッケルと不可避不純物（微量なその他の金属や光沢材など）からなる層や、ダイヤモンド粗粒２２ｂとダイヤモンド細粒２４ｂとニッケル合金（例えば、Ｎｉ－Ｓ合金、Ｎｉ－Ｐ合金、Ｎｉ－Ｂ合金、Ｎｉ－Ｃｏ合金など）と不可避不純物とからなる層とすることができる。このような層を研削し、表面を平坦化することで、研削後のダイヤモンド粗粒２２と研削後のダイヤモンド細粒２４とニッケルめっき２６とから実質的になる耐摩耗層２０が得られる。

表面層２０ｂは、振動を与えながら台金１０上にダイヤモンド粗粒２２ｂを充填し、ニッケルめっき２６を析出させてダイヤモンド粗粒２２ｂを固着した後、振動を与えながらダイヤモンド粗粒２２ｂ間の空間にダイヤモンド細粒２４ｂを充填し、ニッケルめっき２６を析出させて固着することで形成することができる。

［耐摩耗層の形成］
以下、図３に示す耐摩耗層２０を例にして、耐摩耗層２０の形成方法について説明する。

まず、図３（Ａ）に示すように、台金１０上にダイヤモンド粗粒２２ｂを充填する。ダイヤモンド粗粒２２ｂの充填は、例えば、台金１０を振動させた状態で、ダイヤモンド粗粒２２ｂやこれを含む液を滴下することで行うことができる。振動により、ダイヤモンド粗粒２２ｂを、配向性を揃えて密に配列させることができる。

次いで、図３（Ｂ）に示すように、めっき処理を行い、ニッケルめっき２６ａを析出させてダイヤモンド粗粒２２ｂを固着する。

めっき液への浸漬は、ダイヤモンド粗粒２２ｂを配列させる前に行ってもよいし、配列させた後に行ってもよく、めっき液に浸漬させた後にダイヤモンド粗粒２２ｂを配列させたり、ダイヤモンド粗粒２２ｂを配列させた後にめっき液に浸漬したりできる。めっき液は、ニッケルイオンと溶媒を含むものが用いられる。めっき液は、ニッケルを主たる成分として析出させることができれば、ニッケル以外に、コバルト（Ｃｏ）などの金属元素や、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、ホウ素（Ｂ）などの非金属元素が含まれてよい。具体的なめっき浴としては、スルファミン酸ニッケル、塩化ニッケル、および硼酸からなるスルファミン酸ニッケル浴や、ニッケル・コバルトの合金鍍金浴、ワット浴などが挙げられる。めっき処理は、電解めっき処理であってもよいし、無電解めっき処理であってもよい。好ましくは電解めっき処理である。

ダイヤモンド粗粒２２ｂは密に充填されているため、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の５０％の長さよりも近い位置には、ダイヤモンド細粒２４ｂは充填されず、次工程（図３（ｃ））において、台金１０からダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の５０～９０％の長さ離れた位置に（ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径×０．５≦Ｌ≦ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径×０．９となる位置に）ダイヤモンド細粒２４ｂを充填できる。そのため、めっき処理は、ダイヤモンド粗粒２２ｂを固着できる程度にニッケルを析出させればよいが、ニッケルめっき２６ａの厚みが、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の５０％以上となるように行うことが好ましい。これにより、ダイヤモンド粗粒２２ｂ間の上方の隙間にダイヤモンド細粒２４ｂがさらに充填されやすくなる。また、めっき処理は、ニッケルめっき２６ａの厚みが、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の９０％以下となるように行うことが好ましい。ニッケルめっき２６ａが厚すぎると、隣接するダイヤモンド粗粒２２ｂ間の隙間が小さくなり、隣接するダイヤモンド粗粒２２ｂ間の隙間にダイヤモンド細粒２４ｂを充填しにくくなる。ニッケルめっき２６ａのめっき厚はダイヤモンド細粒２４ｂの大きさによって適宜選択でき、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の８０％以下や７０％以下などとしてもよい。

次いで、図３（Ｃ）に示すように、ダイヤモンド粗粒２２ｂ間の空間にダイヤモンド細粒２４ｂを充填する。ダイヤモンド細粒２４ｂの充填は、ダイヤモンド粗粒２２ｂが固着された台金１０を振動させた状態で、ダイヤモンド細粒２４ｂやこれを含む液を滴下することで行うことができる。振動により、ダイヤモンド細粒２４ｂを、配向性を揃えて密に配列させることができる。

次いで、図３（Ｄ）に示すように、めっき処理を行い、ニッケルめっき２６ｂを析出させてダイヤモンド粗粒２４ｂを固着する。めっき液や、めっき液への浸漬方法、めっき方法などは、ダイヤモンド粗粒２２ｂと同様にできる。ニッケルめっき２６ｂの厚みは、ダイヤモンド細粒２４ｂを固着できれば、特に限定されない。例えば、ニッケルめっき２６の厚さ（ダイヤモンド粗粒２２ｂを固着するニッケルめっき２６ａの厚さと、ダイヤモンド細粒２４ｂを固着するニッケルめっき２６ｂの厚さの合計）は、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径の６５～１３０％や、７５～１２０％、８５～１１５％、９５～１１０％などとできる。

次いで、図３（Ｅ）に示すように、表面層２０ｂの表面が平坦になるように研削することで、平坦な摩擦接触面２０ｓを有する耐摩耗層２０が形成される。表面層２０ｂの研削は、耐摩耗層２０の摩擦接触面２０ｓにおける、研削後のダイヤモンド粗粒２２の露出面と研削後のダイヤモンド細粒２４の露出面の合計の面積（ダイヤモンドの露出面積）の割合が４０面積％以上となるように行われる。耐摩耗性により優れた耐摩耗層２０を形成するためには、耐摩耗層２０の摩擦接触面２０ｓにおける、ダイヤモンド粒の露出面積の割合が５０面積％以上となるように研削することが好ましく、５５面積％以上となるように研削することがより好ましく、６０面積％以上となるように研削することが更に好ましい。また、摩擦接触面２０ｓにおけるダイヤモンドの露出面積の割合が、１００面積％以下や、９５面積％以下、９０面積％以下、８５面積％以下などとなるように研削してもよい。研削量は適宜選択すればよく、例えば、ダイヤモンド細粒２４ｂの平均粒径の３０％～７０％や４０～６０％に相当する高さを研削するものとできる。

耐摩耗層２０におけるダイヤモンド粗粒２２とダイヤモンド細粒２４の露出面積（ダイヤモンドの露出面積）が大きいほど耐摩耗性が向上するため、ダイヤモンド細粒２４は、隣接するダイヤモンド粗粒２２間の隙間に配置されることが好ましい。台金１０上に配列したダイヤモンド粗粒２２の大部分が摩擦接触面２０ｓに露出していることが好ましく、例えば、台金１０上に配列したダイヤモンド粗粒２２の８０％以上や９０％以上が摩擦接触面２０ｓに露出していることが好ましい。さらに好ましくは、全ての研削後のダイヤモンド粗粒２２が、耐摩耗層２０の摩擦接触面２０ｓに露出し、研削後のダイヤモンド細粒２４が、隣接する研削後のダイヤモンド粗粒２２間の隙間に配置されている構成である。

一方で、ダイヤモンド粗粒２２ｂおよびダイヤモンド細粒２４ｂの大きさにはバラつきなどもあるため、耐摩耗層２０の摩擦接触面２０ｓにおけるダイヤモンドの露出面積の割合が４０面積％以上であれば、研削後のダイヤモンド粗粒２２や研削後のダイヤモンド細粒２４は、摩擦接触面２０ｓに露出していないものがあってよい。

また、ダイヤモンド粗粒２２ｂの平均粒径が大きいものが並んだ部分にダイヤモンド細粒２４ｂの平均粒径が小さいものが配置されたり、ダイヤモンド粗粒２２ｂが若干密に配列していない部分が生じたりする場合もあるため、耐摩耗層２０の摩擦接触面２０ｓ側において、摩擦接触面２０ｓに露出していないダイヤモンド細粒２４と、摩擦接触面２０ｓに露出したダイヤモンド細粒２４または摩擦接触面２０ｓに露出していないダイヤモンド細粒２４との２層になる部分等が局所的にあってもよい。

また、図４（Ｂ）に示す耐摩耗部材１１０のように、ダイヤモンド細粒２４ｂの一部がダイヤモンド粗粒２２ｂの上に配置された部分を局所的に有する表面層３０ｂ（図４（Ａ）参照）の表面を平坦に研削した耐摩耗層３０（図４（Ｂ）参照）を有する構成であってもよい。

＜耐摩耗部材の用途＞
耐摩耗部材は、他の部材との摩擦が生じる各種部材の用途に採用することができる。耐摩耗部材を、これらの工具などの他の部材との摩擦や摺動に対する耐摩耗性を求められる部分に用いることで、これらの工具の耐久性や寿命が向上する。特に、耐摩耗部材の耐摩耗層の摩擦接触面は平坦であるため、他の部材が摺動するセンタレスブレードやワークセンタなどの部材として好適である。

＜実施例１＞
［実施例１－１］
・ダイヤモンド粗粒の固着
振動を与えながら、台金上に、切頭八面体のダイヤモンド粗粒（平均粒径１００μｍ）を充填し、配向性を揃えて１層に配置させた。ダイヤモンド粗粒を充填した台金をスルファミン酸ニッケル浴に浸漬させ、ダイヤモンド粗粒の平均粒径の５０％の位置までニッケルめっきを析出させダイヤモンド粗粒を埋め込み、ダイヤモンド粗粒を固着した。

・ダイヤモンド細粒の固着
ダイヤモンド粗粒を固着した後の台金に振動を与えながら、切頭八面体のダイヤモンド細粒（平均粒径３０μｍ）を充填した。ダイヤモンド粒を充填した台金をスルファミン酸ニッケル浴に浸漬させ、ダイヤモンド粗粒の平均粒径の位置までニッケルめっきを析出させ、ダイヤモンド細粒を固着し、表面層を形成した。

・研削
表面層を、研削後のダイヤモンドの露出面積が６０％となるように、一様な平坦面に研削し、耐摩耗層が形成された耐摩耗部材を得た。

［実施例１－２～実施例１－６、比較例２］
表１に示す大きさのダイヤモンド粗粒およびダイヤモンド細粒を用いた以外は実施例１－１と同様にして、実施例１－２～実施例１－６、比較例２の耐摩耗部材を得た。

＜比較例１＞
振動を与えながら、台金上に、切頭八面体のダイヤモンド粗粒（平均粒径２５０μｍ）を充填し、配向性を揃えて１層に配置させた。ダイヤモンド粗粒を充填した台金をスルファミン酸ニッケル浴に浸漬させ、ダイヤモンド粗粒の平均粒径の９０％の位置までニッケルめっきを析出させダイヤモンド粗粒を埋め込み、ダイヤモンド粗粒を固着した。次いで、研削後のダイヤモンドの露出面積が６０％となるように、一様な平坦面に研削し、耐摩耗層が形成された耐摩耗部材を得た。

＜実施例２＞
［実施例２－１～実施例２－４、比較例３、比較例４］
表２に示す大きさのダイヤモンド粗粒およびダイヤモンド細粒を用いた以外は実施例１－１と同様にして、実施例２－１～実施例２－４、比較例３、比較例４の耐摩耗部材を得た。

［摩擦接触面における、ダイヤモンドの露出面積の割合］
摩擦接触面における、ダイヤモンドの露出面積の割合は、画像解析ソフトを用いて、実施例１－１～実施例１－６、実施例２－１～実施例２－４、比較例１～４の部材の摩擦接触面のレーザー顕微鏡画像を２値化処理した処理画像から算出した。結果を表１、表２に示す。

［評価］
比較例１の部材のツルーイングの作業工数（研削時間）を１００として、実施例１－１～実施例１－６、実施例２－１～実施例２－４、比較例２～４の部材の作業工数の相対値を算出し、以下の基準で評価した。
◎：５０未満
○：５０以上～７０未満
△：７０以上～９０未満
×：９０以上

１０ 台金
２０、３０ 耐摩耗層
２０ｂ、３０ｂ 表面層
２０ｓ 摩擦接触面
２２ 研削後のダイヤモンド粗粒
２２ｂ ダイヤモンド粗粒
２４ 研削後のダイヤモンド細粒
２４ｂ ダイヤモンド細粒
２６、２６ａ、２６ｂ ニッケルめっき
２２ｓ、２４ｓ、２６ｓ 露出面
１００、１１０ 耐摩耗部材

Claims (2)

1. 台金と、
   前記台金上に形成され、他の部材と摩擦する、平坦な摩擦接触面を有する耐摩耗層と、
   を有し、
   前記耐摩耗層が、前記台金上に平均粒径４０～１０００μｍの六・八面体または切頭八面体形状のダイヤモンド粗粒がニッケルめっきにより単層固着され、前記台金から前記ダイヤモンド粗粒の平均粒径の５０～９０％の長さ離れた位置に前記ダイヤモンド粗粒の平均粒径の１６～４０％の平均粒径を有する六・八面体または切頭八面体形状のダイヤモンド細粒がニッケルめっきにより固着された表面層の表面を、前記ダイヤモンド粗粒の少なくとも一部と、前記ダイヤモンド細粒の少なくとも一部が露出するように、平坦に研削することによって形成された層であり、
   前記耐摩耗層の前記摩擦接触面における、研削後のダイヤモンド粗粒の露出面と研削後のダイヤモンド細粒の露出面の合計の面積の割合が４０面積％以上である、耐摩耗部材。
2. 全ての研削後のダイヤモンド粗粒が、前記耐摩耗層の前記摩擦接触面に露出し、
   研削後のダイヤモンド細粒が、隣接する研削後のダイヤモンド粗粒間の隙間に配置されている、請求項１に記載の耐摩耗部材。