JPH0137444B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0137444B2 JPH0137444B2 JP55112317A JP11231780A JPH0137444B2 JP H0137444 B2 JPH0137444 B2 JP H0137444B2 JP 55112317 A JP55112317 A JP 55112317A JP 11231780 A JP11231780 A JP 11231780A JP H0137444 B2 JPH0137444 B2 JP H0137444B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- cemented carbide
- cobalt
- metal
- iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は研削材・線引ダイス、その他特に大き
な耐摩耗性を要求される工具材としての使用に適
したダイヤモンド−超硬合金複合体の製造方法に
関する。
な耐摩耗性を要求される工具材としての使用に適
したダイヤモンド−超硬合金複合体の製造方法に
関する。
従来の技術
切削工具の刃先として或いは針金引抜用のダイ
スとして使用するために、ダイヤモンドの様に極
めて硬質物質の粉体を加圧下での加熱により超硬
合金製の基材と一体成形する方法が実施されてい
る。この際ダイヤモンド粒子を互に接合させると
共に支持体たる超硬合金に固着させるための媒質
として超硬合金中の金属成分特にコバルトや、ダ
イヤモンド−超硬合金間に挟装されたタンタルの
薄板等が用いられる。これらの技術は例えば特公
昭52−12126号或いは特開昭51−64693号の公報類
に記載されている。
スとして使用するために、ダイヤモンドの様に極
めて硬質物質の粉体を加圧下での加熱により超硬
合金製の基材と一体成形する方法が実施されてい
る。この際ダイヤモンド粒子を互に接合させると
共に支持体たる超硬合金に固着させるための媒質
として超硬合金中の金属成分特にコバルトや、ダ
イヤモンド−超硬合金間に挟装されたタンタルの
薄板等が用いられる。これらの技術は例えば特公
昭52−12126号或いは特開昭51−64693号の公報類
に記載されている。
発明が解決しようとする課題
ところでこの様な製品の硬度はダイヤモンド粒
子間に含まれている金属相の量によつて変動する
ので、最高の耐摩耗性を得る為にはこの量を制限
することによりできるだけ高い硬度並びに強力な
接合力を与えることが必要である。しかし従来の
かゝる製品に於ては必ずしも充分な硬度が達成さ
れていなかつた。例えば特公昭52−12126号公報
にはダイヤモンド結晶材の塊が焼結炭化物支持材
の塊と直接に結合している一体品（刃物用バイト
挿入体）が記載されている。この製品の製造に於
いてはダイヤモンド粉末が必然的に炭化タングス
テン／コバルト含有混合粉末と直接接触して配置
され焼結される。この際ダイヤモンド粒子間およ
びダイヤモンド−超硬合金間の結合を進行させる
液相は超硬合金から供給されるコバルトを主体と
する共融合金であるが、この融液は多量にダイヤ
モンド側へ供給され、結局得られる焼結体のダイ
ヤモンド粒子間には過剰の金属相が残存する。そ
の上この金属量は制御することが困難なため、こ
の製品で充分な硬度を得るのは不可能であつた。
更にこの焼結温度も実際には1500〜1600℃とかな
り高温であり、これに対応するダイヤモンド安定
領域内で焼結を進行させる為に極めて高い圧力を
加えることが必要であつた。
子間に含まれている金属相の量によつて変動する
ので、最高の耐摩耗性を得る為にはこの量を制限
することによりできるだけ高い硬度並びに強力な
接合力を与えることが必要である。しかし従来の
かゝる製品に於ては必ずしも充分な硬度が達成さ
れていなかつた。例えば特公昭52−12126号公報
にはダイヤモンド結晶材の塊が焼結炭化物支持材
の塊と直接に結合している一体品（刃物用バイト
挿入体）が記載されている。この製品の製造に於
いてはダイヤモンド粉末が必然的に炭化タングス
テン／コバルト含有混合粉末と直接接触して配置
され焼結される。この際ダイヤモンド粒子間およ
びダイヤモンド−超硬合金間の結合を進行させる
液相は超硬合金から供給されるコバルトを主体と
する共融合金であるが、この融液は多量にダイヤ
モンド側へ供給され、結局得られる焼結体のダイ
ヤモンド粒子間には過剰の金属相が残存する。そ
の上この金属量は制御することが困難なため、こ
の製品で充分な硬度を得るのは不可能であつた。
更にこの焼結温度も実際には1500〜1600℃とかな
り高温であり、これに対応するダイヤモンド安定
領域内で焼結を進行させる為に極めて高い圧力を
加えることが必要であつた。
一方、特開昭51−64693号公報に記載された方
法では、ダイヤモンド粒子はコバルト等の結合母
体金属の粒子と混合された上でタンタル等のろう
付材、炭化タングステン等の基材と一諸に処理さ
れる。この際得られる焼結体はコバルトによつて
ダイヤモンド粒子間の焼結を行なうと主にダイヤ
モンド−炭化タンタル−超硬合金の相互間のそれ
ぞれの大きな結合力を用いて一体化したものであ
る。この場合も上記と同様にダイヤモンド粒子を
結合させる為にはコバルト−炭素（ダイヤモン
ド）共晶温度より高い温度とそれに見合つた高圧
が要求される欠点があつた。
法では、ダイヤモンド粒子はコバルト等の結合母
体金属の粒子と混合された上でタンタル等のろう
付材、炭化タングステン等の基材と一諸に処理さ
れる。この際得られる焼結体はコバルトによつて
ダイヤモンド粒子間の焼結を行なうと主にダイヤ
モンド−炭化タンタル−超硬合金の相互間のそれ
ぞれの大きな結合力を用いて一体化したものであ
る。この場合も上記と同様にダイヤモンド粒子を
結合させる為にはコバルト−炭素（ダイヤモン
ド）共晶温度より高い温度とそれに見合つた高圧
が要求される欠点があつた。
課題を解決するための手段
本発明はダイヤモンド粒子の強度並びに硬度の
向上を示すダイヤモンド−超硬合金複合焼結体の
製造法を提供することによつて、特に上述した従
来技術の問題点に一解答を供するものであつて、
その要旨とするところは、ダイヤモンド粉末のみ
からなるダイヤモンド層と支持体となるべき超硬
合金層とを、該超硬合金の共晶点よりも低い共融
点をもつ金属の薄板を介して対向配置せしめ、こ
の金属は本質的にニツケル−鉄およびコバルト−
鉄の２成分合金、およびコバルト−ニツケル−鉄
からなる３成分合金から選ばれる１つであり、全
体をダイヤモンド安定領域内の圧力温度条件下で
しかも該金属が溶融する温度条件下に加圧加熱す
ることにより、ダイヤモンド粒子を互いに結合せ
しめると同時にダイヤモンド層と超硬合金層とを
一体に成形せしめることを特徴とするダイヤモン
ド−超硬合金複合体の製造方法の存する。
向上を示すダイヤモンド−超硬合金複合焼結体の
製造法を提供することによつて、特に上述した従
来技術の問題点に一解答を供するものであつて、
その要旨とするところは、ダイヤモンド粉末のみ
からなるダイヤモンド層と支持体となるべき超硬
合金層とを、該超硬合金の共晶点よりも低い共融
点をもつ金属の薄板を介して対向配置せしめ、こ
の金属は本質的にニツケル−鉄およびコバルト−
鉄の２成分合金、およびコバルト−ニツケル−鉄
からなる３成分合金から選ばれる１つであり、全
体をダイヤモンド安定領域内の圧力温度条件下で
しかも該金属が溶融する温度条件下に加圧加熱す
ることにより、ダイヤモンド粒子を互いに結合せ
しめると同時にダイヤモンド層と超硬合金層とを
一体に成形せしめることを特徴とするダイヤモン
ド−超硬合金複合体の製造方法の存する。
本発明においてダイヤモンドと超硬合金との間
に配置すべき材料としては、本質的にニツケル−
鉄およびコバルト−鉄の２成分合金、およびコバ
ルト−ニツケル−鉄からなる３成分合金のうち、
炭素共存時に共晶点がタングステン−コバルト−
炭素系の場合よりも低い材料が特に適している。
コバールやアンバーはこの好適な例である。この
際これらの金属にクロム、チタニウム、タンタル
の様な炭化物形成金属を少くとも微小量添加する
と更に強固に結合した、割れやはがれの危険がな
い複合体が得られる。これらの後者の金属元素は
ニツケルやコバルトと合金化されていてもよい
が、或はめつきされていてもよく、また別体の小
塊や薄片として使用されることも可能である。要
はこれらの金属材が炭素、コバルトの存在下にお
いて超硬合金の共晶温度よりも充分に低い温度で
溶融すること、並びに溶融した金属が黒鉛→ダイ
ヤモンド変換反応に対する触媒作用を持つことで
ある。
に配置すべき材料としては、本質的にニツケル−
鉄およびコバルト−鉄の２成分合金、およびコバ
ルト−ニツケル−鉄からなる３成分合金のうち、
炭素共存時に共晶点がタングステン−コバルト−
炭素系の場合よりも低い材料が特に適している。
コバールやアンバーはこの好適な例である。この
際これらの金属にクロム、チタニウム、タンタル
の様な炭化物形成金属を少くとも微小量添加する
と更に強固に結合した、割れやはがれの危険がな
い複合体が得られる。これらの後者の金属元素は
ニツケルやコバルトと合金化されていてもよい
が、或はめつきされていてもよく、また別体の小
塊や薄片として使用されることも可能である。要
はこれらの金属材が炭素、コバルトの存在下にお
いて超硬合金の共晶温度よりも充分に低い温度で
溶融すること、並びに溶融した金属が黒鉛→ダイ
ヤモンド変換反応に対する触媒作用を持つことで
ある。
上記の様な金属材をダイヤモンド粒子と超硬物
質との間に効果的に配置することにより、超硬合
金からコバルト融液がダイヤモンド粒子間に流入
を開始するより低い温度でダイヤモンドと超硬合
金とを焼結することが可能である。
質との間に効果的に配置することにより、超硬合
金からコバルト融液がダイヤモンド粒子間に流入
を開始するより低い温度でダイヤモンドと超硬合
金とを焼結することが可能である。
次に本発明の好ましい実施形態を実施例によつ
て説明する。
て説明する。
実施例 １
内径10mm、長さ12mmの食塩製中空円筒内に、こ
れと同径の炭化タングステンと８％（重量）のコ
バルトの混合粉末を半焼成したものを２mm、本質
的にコバール（鉄54％、ニツケル29％、コバルト
17％）の組成をもつ合金材の厚さ0.2mmの円板、
および100〜200メツシユのダイヤモンド粉末の厚
さ0.6mmの層をこの順序で２組配置し、両端を食
塩製の栓で閉じた。全体を約5.7Kb、約1400℃の
圧力温度条件下に３分間保持した。回収された２
箇の複合焼結体はそれぞれ5800ヌープ硬度を示し
た。
れと同径の炭化タングステンと８％（重量）のコ
バルトの混合粉末を半焼成したものを２mm、本質
的にコバール（鉄54％、ニツケル29％、コバルト
17％）の組成をもつ合金材の厚さ0.2mmの円板、
および100〜200メツシユのダイヤモンド粉末の厚
さ0.6mmの層をこの順序で２組配置し、両端を食
塩製の栓で閉じた。全体を約5.7Kb、約1400℃の
圧力温度条件下に３分間保持した。回収された２
箇の複合焼結体はそれぞれ5800ヌープ硬度を示し
た。
実施例 ２
実施例１の合金材とダイヤモンドとの間に合金
材の約１％（重量）のクロムを細かい小片として
添加して上記操作を反復した。得られた焼結体の
硬度は上記と本質的に同じであつたが、上記実施
例の操作で時々見られたヒビ割れやはがれは全く
見られなくなつた。
材の約１％（重量）のクロムを細かい小片として
添加して上記操作を反復した。得られた焼結体の
硬度は上記と本質的に同じであつたが、上記実施
例の操作で時々見られたヒビ割れやはがれは全く
見られなくなつた。
実施例 ３
実施例１において12〜25μｍのダイヤモンド粒
子を用い、またこの合金材の代りにアンバー（鉄
64％、ニツケル36％）の組成の合金材を用いてこ
の実施例の操作を反復した。結果は実施例１の場
合と殆んど同一であつた。
子を用い、またこの合金材の代りにアンバー（鉄
64％、ニツケル36％）の組成の合金材を用いてこ
の実施例の操作を反復した。結果は実施例１の場
合と殆んど同一であつた。
実施例 ４
実施例３の合金材とダイヤモンドとの間に合金
材の約１％（重量）の金属チタニウムを箔状で添
加し、上記操作を反復した。その結果、得られた
焼結体は上記実施例の場合と同様の高い硬度を示
し割れやはがれは見られなかつた。
材の約１％（重量）の金属チタニウムを箔状で添
加し、上記操作を反復した。その結果、得られた
焼結体は上記実施例の場合と同様の高い硬度を示
し割れやはがれは見られなかつた。
発明の効果
以上詳細に記載した様に、本発明によるダイヤ
モンド超硬合金の複合焼結体の製造方法において
は、焼結を進行させる融液相は基材の超硬合金と
は別に配置された金属から供給される上、この金
属は使用条件下において超硬合金やコバルトより
低温で溶融するので、焼結の際に超硬合金からの
溶出しかなく、ダイヤモンド粒子間に溶込む金属
の量を低く抑えることができ、従つて最高の硬度
（耐摩耗性）が達成されるものである。
モンド超硬合金の複合焼結体の製造方法において
は、焼結を進行させる融液相は基材の超硬合金と
は別に配置された金属から供給される上、この金
属は使用条件下において超硬合金やコバルトより
低温で溶融するので、焼結の際に超硬合金からの
溶出しかなく、ダイヤモンド粒子間に溶込む金属
の量を低く抑えることができ、従つて最高の硬度
（耐摩耗性）が達成されるものである。
Claims (1)
- １ ダイヤモンド粉末のみからなるダイヤモンド
層と支持体となるべき超硬合金層とを、該超硬合
金の共晶点よりも低い共融点をもつ金属の薄板を
介して対向配置せしめ、この金属は本質的にニツ
ケル−鉄およびコバルト−鉄の２成分合金、およ
びコバルト−ニツケル−鉄からなる３成分合金か
ら選ばれる１つであり、全体をダイヤモンド安定
領域内の圧力温度条件下でしかも該金属が溶融す
る温度条件下に加圧加熱することにより、ダイヤ
モンド粒子を互いに結合せしめると同時にダイヤ
モンド層と超硬合金層とを一体に成形せしめるこ
とを特徴とするダイヤモンド−超硬合金複合体の
製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11231780A JPS5739106A (en) | 1980-08-14 | 1980-08-14 | Production of diamond ultrahard alloy composite |
| US06/285,619 US4411672A (en) | 1980-08-14 | 1981-07-21 | Method for producing composite of diamond and cemented tungsten carbide |
| DE19813130605 DE3130605A1 (de) | 1980-08-14 | 1981-08-01 | "verfahren zum herstellen eines gemisches" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11231780A JPS5739106A (en) | 1980-08-14 | 1980-08-14 | Production of diamond ultrahard alloy composite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5739106A JPS5739106A (en) | 1982-03-04 |
| JPH0137444B2 true JPH0137444B2 (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=14583637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11231780A Granted JPS5739106A (en) | 1980-08-14 | 1980-08-14 | Production of diamond ultrahard alloy composite |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4411672A (ja) |
| JP (1) | JPS5739106A (ja) |
| DE (1) | DE3130605A1 (ja) |
Families Citing this family (33)
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| JPS6134108A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-18 | Daijietsuto Kogyo Kk | ロウ付け工具用の高硬度複合焼結体 |
| FR2576813B1 (fr) * | 1985-02-06 | 1987-03-27 | Combustible Nucleaire | Produit abrasif brasable contenant un produit ultra-dur et procede de fabrication d'un tel produit |
| US4661180A (en) * | 1985-03-25 | 1987-04-28 | Gte Valeron Corporation | Method of making diamond tool |
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1980
- 1980-08-14 JP JP11231780A patent/JPS5739106A/ja active Granted
-
1981
- 1981-07-21 US US06/285,619 patent/US4411672A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-08-01 DE DE19813130605 patent/DE3130605A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4411672A (en) | 1983-10-25 |
| JPS5739106A (en) | 1982-03-04 |
| DE3130605A1 (de) | 1982-06-16 |
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