JPH02167672A - 研磨成形体 - Google Patents

研磨成形体

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JPH02167672A
JPH02167672A JP1234553A JP23455389A JPH02167672A JP H02167672 A JPH02167672 A JP H02167672A JP 1234553 A JP1234553 A JP 1234553A JP 23455389 A JP23455389 A JP 23455389A JP H02167672 A JPH02167672 A JP H02167672A
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holes
cutting edge
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JP1234553A
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Cornelius Phaal
コルネリウス　ファール
Nicholas Mastrantonis
ニコラス　マストラントニス
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De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/56—Button-type inserts
    • E21B10/567—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts
    • E21B10/5673—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts having a non planar or non circular cutting face
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
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    • B28D1/186—Tools therefor, e.g. having exchangeable cutter bits
    • B28D1/188—Tools therefor, e.g. having exchangeable cutter bits with exchangeable cutter bits or cutter segments
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、研磨用圧縮成形体即ち研磨成形体（ａｂｒａ
ｓｉｖｅ　ｃｏｍｐａｃｔ　）に関する。
［従来の技術］ 研磨成形体は切削、ミリング、研磨、穿孔及びその他の
研磨作業に広く使用されている。研磨成形体は緻密な多
結晶性硬質固結体内に接着された成る量のダイヤモンド
又は立方晶系窒化硼素の粒子より戒っている。研磨成形
体の研磨粒子の含有量は多量であって、大量の直接の粒
子対粒子の接合が存在する。研磨成形体は一般に研磨粒
子がダイヤモンドであっても又立方晶系窒化硼素であっ
ても、結晶学的に安定であるような高温及び高圧条件下
で製造されるのである。
研磨成形体は脆い傾向があり、使用に際しては屡焼結炭
化物合金（ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ　）の基
体又は支持体に接着されて支持されるようになされる。
このように支持された研磨成形体は複合研磨成形体とし
てこの分野で公知である。複合研磨成形体は研磨工具の
作動面にこのような形態で使用されることが出来る。
複合研磨成形体の例は米国特許第３，７４５，６２３号
、米国特許第３，７６７．３７１号及び米国特許第３，
７４３，４８９号の明細書に記載されている。
複合研磨成形体は一般に研磨成形体を形成するのに必要
な粉末状態の構成成分を焼結炭化物合金の基体上に配置
することによって製造される。この接着されていない組
合せ体が反応カプセル内に入れられて、このカプセルが
通常の高圧ｌ高温装置の反応区域に置かれるのである。
反応カプセルの内容物は適当な高温高圧条件を受ける。
上述の米国特許明細書に記載されている型式のダイヤモ
ンド研磨成形体は感熱性が大きく、７００°Ｃを超過す
る温度に曝されると劣化する傾向がある。７００　’Ｃ
を超過する温度で熱的に安定なダイヤモンド研磨成形体
は公知であって、これらの成形体は熱安定ダイヤモンド
成形体として知られている。このような成形体の例は英
国特許第２１５８０８６号及び米国特許第４，２２４，
３８０号及び米国第４．５３４，７７３号の明細書に記
載されている。
上述のように、研磨成形体は切削、穿孔、研磨及び鉱山
掘削装置（ｍｉｎｉｎｇ　ｐｉｃｋ　）のような種々の
応用面に使用されている。これらの応用面の内の若干の
応用面に於ては、大型の研磨成形体が使用され、このこ
とは破滅（ｓｐａｌｌｉｎｇ　）の問題を生ずる。
このような破壊は切削尖端又は切削縁に働く大きい力に
より切削縁又は切削尖端内又は背後に亀裂が発達し、こ
のような亀裂が成形体の層を通って伝播する時に生ずる
。
米国特許第４，５２５，１７９号明細書は高圧高温装置
内に配置される粒子の成る量の内部に区画を形成するこ
とによってダイヤモンド又は立方晶系窒化硼素の成形体
を製造方法を記載している。区画の帯片の材料は典型的
には群ＩＩＩＢ、　ＩＶＢ、　ＶＢ、ＶＩＢ、■Ｂ又は
■の金属又はその合金である。焼結の後で区画の層が浸
出（６ｅａｃｈｉｎｇ　）によって除去されるが、この
浸出は又成形体内に存在する金属相を除去する。このよ
うにして製造されたものは種々の形状の多数の小さい成
形体である。
前述の特許明細書は又埋設される区画の帯片が焼結され
た質量内に留まって、チップ抑止装置（ｃｈｉｐ　ａｒ
ｒｅｓｔｅｒ　）として役立ち、このチップ抑止装置が
ダイヤモンド又は立方晶系窒化硼素の成形体内の破片の
運動を制限するのである。しかし、このような成形体は
区画の帯片材料の性質によっては特に感温性が大きいの
である。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は従来の研磨成形体の欠点を排除した性能の良好
な研磨成形体及びその製造方法を提供することを目的と
する。
［課題を解決する為の手段及び作用１ 上述の目的は特許請求の範囲に限定される研磨成形体及
びその製造方法によって遠戚される。
本発明は夫々反対両側に主面を有し、一方の主面が切削
縁又は切削尖端を形成し、この切削縁又は切削尖端を形
成する前記面に少なくとも１つの凹部が形成されて、固
体材料を含まないようにされた研磨成形体を提供するも
のである。用語「固体材料がない」は、痕跡程度の量を
除いて凹部が材料又はその他の固体材料を含んでいない
ことを意味する。
更に本発明により、このような研磨成形体の製造方法は
夫々の反対両側に主面を有し、一方の主面が切削縁又は
切削尖端を形成するようになされている研磨成形体を形
成する工程と、切削縁又は切削尖端を形成する成形体の
面に少なくとも１つの凹部を形成する工程とを含んでい
る。
前述の１つの凹部又は多数の凹部とは、これらのものが
亀裂抑止装置として作用出来るようなものであって、即
ち切削尖端又は切削縁を形成している成形体の主面に形
成される亀裂の伝播を最少限になし得るものである。空
の１つ又は多数の凹部は金属又はその他の固体材料を充
填されたものよりも更に有効な亀裂抑止装置を形成する
のである。
一般に多数の間隔をおかれた凹部が設けられる。これら
の凹部は孔になし得る。これらの孔は任意の配列状態又
は規則正しいパターンの形態で設けられることが出来る
。孔は主面の唯一部分を覆うようになすが、又は孔が形
成される主面全体を横切って伸長するようになし得る。
孔は典型的には一連の平行な列に配置出来、１つの列の
孔が隣接する列の孔に対して互い違いになされ、又は隣
接する列の孔と整合状態になされるのである。
孔は断面が小さく、典型的には０．５　ｍｍよりも小さ
い直径を有するのが望ましい。
凹部は又溝になし得る。これらの溝は典型的には主面の
一部分のみを覆い得る格子状のパターンの形態にて形成
されるか、又は溝が形成される主面全体を横切って伸長
出来る。夫々の溝の幅は小さく、典型的には０．５　ｍ
ｍよりも小さいのが望ましい。
１つだけの凹部が設けられる場合には、この凹部は一般
に溝の形態になされ、溝の少なくとも一部分が切削縁又
は切削尖端に密接して、例えば１．５ｍｍ以内に配置さ
れるのである。
研磨コンパクトは切削縁又は切削尖端を形成していない
主面に接着される焼結炭化物合金の支持体を設けられる
のが望ましい。本発明のこの形態に於いては、研磨成形
体は複合研磨成形体になされるのである。
孔又は溝は２つの主面の間の距離の半分又はそれよりも
小さい深さまで成形体内に伸長している。
これと異なり、研磨成形体が焼結炭化物合金支持体に接
着される場合には、孔又は溝は成形体の一方の主面から
他方の主面まで伸長することが出来る。
研磨成形体はダイヤモンド研磨成形体又は公知のＰＣＤ
になされるのが望ましい。ダイヤモンド研磨成形体はダ
イヤモンド溶剤ｌ触媒を含む第２の相を有し、従って７
００°Ｃ以上の温度に感するものであり得る。このよう
なダイヤモンド研磨成形体の例は米国特許第３，７４５
，６２３号明細書に記載されている。ダイヤモンド研磨
成形体は又真空又は非酸化性雰囲気内で１２００　’Ｃ
程度の温度に耐え得る意味で熱的に安定なものであり得
る。このような成形体の例は英国特許第２１５８０８６
号明、１（ＩＩ書応用米国特許第４，２４４，３８０号
及び第４，５３４，７７３号に記載されている。本発明
はこの英国特許に記載された型式の、単体又は焼結炭化
物合金の支持体に接着されたダイヤモンド研磨成形体に
特別な応用面を有する。
破壊は大型の研磨成形体、即ち切削縁を形成する主面が
、ディスク形状の成形体の場合に於ける直径のような少
なくとも３０ｍｍの直線寸法を有するような成形体にて
特に重大な問題である。
本発明の研磨成形体は最初に通常の方法で成形体を高圧
ｌ高温装置内で作ることによって製造される。この成形
体はこの高圧ｌ高温装置から取出されて、その後で凹部
が関連する面内に形状される。
この凹部はレーザー切削、火花腐食又は同様の方法によ
ってこの面内に形成されるのである。このようにして凹
部が後焼結工程にて関連する面内に形状されるのである
。
本発明の研磨成形体は種々の応用面に使用出来るが、鉱
山掘削装置及び回転穿孔ビットに特に応用面を有する。
このような応用面に対しては、研磨成形体は上述のよう
に使用され、又は適当な細長いピンに接着されてこの支
持状態で使用されるのである。これらの応用面に於ける
研磨成形体の使用は公知である。
［実施例１ 本発明の種々の実施例が添付図面を参照して以下に説明
される。先ず第１図から第３図を参照し、夫々の反対両
側に主面１０．１２を有するディスク形状の研磨成形体
が示されている。面１０の縁１４は切削縁を形成してい
る。この成形体は側面１６を有する。主面１２には焼結
炭化物合金の支持体１８が接着されている。この支持体
１８も又ディスク形状で、成形体の質量よりも実質的に
大なる質量を有する。
多数の溝２０が面１０に形状されている。これらの溝２
０は第１図に示されるように面１０全体を横切って伸長
する格子状のパターンを形成している。
夫々の溝の幅２２は約０．３　ｍｍで、隣接する溝の間
の間隔は約１．５　ｍｍである。
溝２０は第２図に示されるように面１０から部分的に成
形体内に伸長するようになし得る。これと異なり、溝２
０は第３図に示されるように一方の主面１０から他方の
主面１２まで伸長するようになし得る。
第４図及び第５図は第１図乃至第３図のものと同様の支
持された研磨成形体の平面図を示す。同様の部分は同様
の符号を付されている。第４図の実施例に於て、多数の
等間隔の溝２０が形状され、これらの溝が面１０を横切
って伸長じている。第５図の実施例に於ては、溝２０は
規則正しい格子状のパターンの形態で設けられている。
第６図の実施例は、亀裂抑止凹部が面１０内の多数の孔
２６の形態になされている以外は第１図乃至第３図のも
のと同様である。これらの孔２６は面１０にわたって任
意に分布されている。これらの孔は面１０から成形体内
に一部分のみ伸長することが出来、又一方の主面から他
方の主面まで伸長することが出来る。孔は典型的には約
０．３　ｍｍの直径を有し、隣接する孔の間の距離は一
般に１．５ｍｍよりも小さくないようになされるのであ
る。
第７図及び第８図の実施例は第６図のものと同様で、同
様の部分は同様の符号を付されている。第７図の実施例
に於ける孔は一連の平行な列に配置され、１つの列の孔
が隣接する列の孔に整合している。隣接する列の間の距
離２８は典型的には１．５ｍｍ程度である。第８図の実
施例に於ては、孔は一連の平行な列の形態で設けられて
いるが、１つの列の孔が隣接する列の孔に対して互い違
いになされている。隣接する列の間の距離も又１．５　
ｍｍ程度になされている。
第９図は亀裂抑止凹部が成形体の面１０内に形状される
多数の円弧状溝３０の形態になされた複合研磨成形体の
更に他の実施例を示す。これらの円弧状溝は等間隔に間
隔をおかれていて、面１０の一部分を横切って伸長して
いる。夫々の溝は約０．３ｍｍの幅３２を有し、隣接す
る溝の間の間隔３４は約１．５ｍｍである。この実施例
の変形形態に於ては、１つの溝しか設けられていない。
このような１つの溝は溝３６である。
夫々の実施例に於て、複合研磨成形体は先ず公知の方法
で、上述の種々の特許に示されているようにして作られ
たのである。その後で溝又は孔がレーザー切削によって
成形体の関連する面に形成されたのである。
［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているから、夫々反対両
側に主面を有し、一方の主面が切削縁又は切削尖端を形
成し、この切削縁又は切削尖端を形成する前記面に少な
くとも１つの凹部が形成されて固体材料を含まないよう
になされている研磨成形体が提供されるから、１つ又は
多数の凹部が亀裂抑止装置として作用出来、即ち切削尖
端又は切削縁を形成している成形体の主面に形成される
亀裂の伝播を最少限になし得る優れた効果を発揮出来る
のである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の１つの実施例の平面図。 第２図及び第３図は第１図の実施例の２つの形態を示す
斜視図。 第４図から第９図は本発明の６つの他の実施例の平面図
。 １０．１２・・・主面、 １４・・・縁、 １６・・・側面、 １８・・・焼結炭化物合金の支持体、 ２０、３６・・・溝、 ２２、３２・・・溝の幅、 ２６・・・孔、 ２８・・・列の間の距離、 ３０・・・円弧状溝、 ３４・・・溝の間隔。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）反対両側に主面を有し、これらの主面の内の１つ
    が切削縁又は切削先端を形成していて、少なくとも１つ
    の凹部が前記切削縁又は切削尖端を形成されている面内
    に形成されて、固体材料を含んでいない研磨成形体。
  2. （２）前記成形体の前記切削縁又は切削尖端を形成され
    ている面内に多数の間隔をおかれた凹部が形成されてい
    る請求項１記載の研磨成形体。
  3. （３）前記多数の凹部が孔である請求項２記載の研磨成
    形体。
  4. （４）前記多数の孔が形成されている主面の少なくとも
    一部分を覆うように任意の配列で前記孔が設けられてい
    る請求項３記載の研磨成形体。
  5. （５）前記多数の孔が形成されている主面の少なくとも
    一部分を覆うように規則正しいパターンの形態で前記孔
    が設けられている請求項３記載の研磨成形体。
  6. （６）前記多数の孔が一連の平行な列に配置され、１つ
    の列の孔が隣接する列の孔に対して相対的に互い違いに
    配置されている請求項５記載の研磨成形体。
  7. （７）前記多数の孔が一連の平行な列に配置され、１つ
    の列の孔が隣接する列の孔に整合している請求項５記載
    の研磨成形体。
  8. （８）夫々の前記多数の孔の直径が０．５ｍｍよりも小
    さくなされている請求項３から７の何れかに記載の研磨
    成形体。
  9. （９）前記多数の凹部が溝である請求項２記載の研磨成
    形体。
  10. （１０）前記溝が前記主面の少なくとも一部分を覆う格
    子状パターンにて設けられている請求項９記載の研磨成
    形体。
  11. （１１）夫々の前記溝の幅が０．５ｍｍよりも小さくな
    されている請求項９又は１０記載の研磨成形体。
  12. （１２）前記凹部が１つの溝であつて、これの少なくと
    も一部分が前記切削縁又は切削先端に密接して配置され
    ている請求項１記載の研磨成形体。
  13. （１３）ダイヤモンド研磨コンパクトである前掲請求項
    の何れかに記載の研磨成形体。
  14. （１４）前記切削縁又は切削尖端を形成しない前記主面
    に接着された焼結炭化物合金支持体を設けられている前
    掲請求項の何れかに記載の研磨成形体。
  15. （１５）前記１つの凹部又は多数の凹部が前記両方の主
    面の距離の約半分又はそれよりも小さい深さまで成形体
    内に伸長するようになされている前掲請求項の何れかに
    記載の研磨成形体。
  16. （１６）前記研磨成形体が前記切削縁又は切削尖端を形
    成しない前記主面に接着された焼結炭化物合金支持体を
    設けられていて、前記１つの凹部又は多数の凹部が一方
    の主面から他方の主面まで伸長している請求項１から１
    ４の何れかに記載の研磨成形体。
  17. （１７）夫々反対両側に主面を有し、一方の主面が切削
    縁又は切削尖端を形成している研磨成形体を形成する工
    程と、前記切削縁又は切削尖端を形成している成形体の
    前記面に少なくとも１つの凹部を形成する工程とを含ん
    でいる前掲請求項の何れかに記載の研磨成形体の製造方
    法。
  18. （１８）前記１つの凹部又は多数の凹部がレーザー切削
    、火花腐食又は同様の方法によつて前記成形体内に形成
    されるようになす請求項１７記載の方法。
JP1234553A 1988-09-09 1989-09-08 研磨成形体 Pending JPH02167672A (ja)

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ZA886730 1988-09-09

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