JPH0314987B2

JPH0314987B2 -

Info

Publication number: JPH0314987B2
Application number: JP60134412A
Authority: JP
Inventors: Shiijifuraido Kunemeiyaa Furiideru
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1991-02-28
Also published as: EP0166379A2; DE3581437D1; ZA853979B; IL75356A0; EP0166379B1; IE57428B1; IE851546L; JPS6127197A; EP0166379A3; ATE60266T1; US4527998A

Description

【発明の詳細な説明】

発明の分野本発明は、砥粒コンパクトを組込んだ用具、特
に砥粒コンパクトを取付けたドリルおよび切削用
具およびその製造方法に関する。このような砥粒
コンパクト用具は、石油やガス探査用のドリルビ
ツト（差替え工具）および採鉱用途に特に有効で
ある。背景技術砥粒コンパクトは、砥粒の多結晶塊、例えばダ
イヤモンドおよび／または立方晶室化硼素
（CBN）を一緒に結合して一体の強靭な高強度塊
に形成したものである。このような要素は粒子−
粒子同士が自己結合関係で、または粒子間に存在
させた結合媒体によつて、またはこれらの組合せ
によに結合することができる。例えば、米国特許
第3136615号、第3141746号および第3233988号参
照。ここで複合コンパクトと称する支持された砥
粒コンパクトは、基体材料、例えば焼結炭化タン
グステン合金に結合された砥粒コンパクトであ
る。このタイプのコンパクトは、例えば米国特許
第3743489号、第3745623号および第3767371号に
記載されている。支持体への結合は、砥粒コンパ
クトを形成する間あるいはその後いずれでも形成
することができる。複合コンパクトはドリルビツトの切削要素とし
て特に有用である。このようなコンパクトは種々
の技術によりドリルビツトのドリルクラウン部に
直接固着することができる。米国特許第4156329
号は、予めすずめつきした金属被覆コンパクトを
クラウン部に形成した凹所に炉内ろう付けするこ
とを提案している。米国特許第4186628号に提案
された、コンパクトカツタをクラウン部に取付け
る方法では、コンパクトを鋳型に入れ、鋳型のク
ラウン部分に粉末を充填し、低温浸透ろうを鋳型
中に流し込み、こうしてコンパクトが埋設された
クラウン部を形成する。米国特許第4098362号は
後者の提案の方法によるドリルビツトを提案して
おり、ここではカツタを−10゜から−25゜までのす
くい角で設置する。別のやり方として、複合コンパクトを細長いス
タツドまたは基体に固着し、次にこのスタツドを
ドリルクラウン部に取付けることができる。スタ
ツドはドリルクラウン部への取付け面積が大きく
とれる。スタツドは砥粒コンパクトの支持も大き
くなり、耐衝撃性が増大する。複合コンパクト
は、米国特許第4200159号に示されているような
直円筒形状のスタツドにも、例えば米国特許第
4265324号に示されているような傾斜つき形状の
スタツドにも取付けられている。複合コンパクトをスタツドまたは基体に取付け
ることの利点は明らかであるが、実際の取付けを
行うにあたつては幾つかの問題が起こつている。
特に、砥粒部分が米国特許3745623号に記載され
ているように自己結合かつ金属で浸透されてい
る、商品名CompaxおよびSynditeとして商業経
路で入手できる複合コンパクトは、約700℃を越
えた温度にさらされると熱損傷を受けやすいこと
に気付いた。（ここで用いる用語「自己結合」＝
self−bondedは砥粒が互いに直線結合されている
ことを意味する。）この損傷は砥粒相と金属相の
熱膨張率の差に起因するものと考えられる。高温
では、炭化や酸化によるような粒子自体の劣化の
危険もある。この種の劣化はあらゆるタイプの砥
粒コンパクトにかかわるものと考えられる。従つ
て、初期には、複合コンパクトをスタツドまたは
基体に取付けるのに、液相線温度700℃以下のろ
う付用具を使用した。残念なことに、このような
低温ろう付合金はその特質として結合強度が低い
ので、市場での用途がごく限られている。複合コンパクトを基体に取付ける上での画期的
な進展が、Knemeyerの米国特許第4225322号お
よび第4319707号によりなしとげられた。
Knemeyerの方法によれば、高温ろう付合金をコ
ンパクトの基体への取付けに使用することが可能
である。このような高温ろう付合金により著しく
大きな結合強度が得られる。 Knemeyerの方法および装置では高温ろう付合
金を使用できるが、適当なものを選ぶ段階で困難
につきあたつた。例えば、Anaconda（アナコン
ダ）773充填金属は、Knemeyer特許で最初に提
案されたが、現在では接合している炭化物部品と
の反応性で望ましくないと考えられている。ろう付材の選択を複雑にしているのは、ろうが
複合コンパクトサポートを基体に接合するのに適
当であるだけでなく、その後の製造および使用条
件に耐え得るものでなければならないということ
である。例えば、普通の製造方法では、最初にろ
う付された用具をすずめつきし、次にこの予めす
ずめつきされた用具を米国特許第4156329号（前
掲）の方法でドリルクラウン部に切り込んだ凹所
に炉内ろう付けする。従来のろう付材を用いてつ
くつたろう付接合部は、そのようなすずめつきお
よび炉内ろう付け作業に耐えることが難かしかつ
た。これらの作業中の結合強度が特に重要であ
る。それは、結合が初期ろう付け工程に続く引張
ひずみをうけると考えられるからである。最後
に、代表的なドリル操作環境でよく機能するため
には、異質な累層にでくわした場合がそうである
ように、連続衝撃負荷を受けつづけながら、酸化
性雰囲気中で約400℃までの温度に耐え得るよう
に、ろう付接合部が設計されていなければならな
い、と考えられる。発明の開示本発明は、複合コンパクトが基体に実質的に
700℃より高い液相線温度を有するろう付充填金
属でろう付けされた用具を提供する。この用具の
改良点は、重量基準で下記範囲内の組成： Au 18〜39.5％ Ni 3.5〜14.5％ Pd 2.5〜10.5％ Mn 7.5〜26％ Cu 残部好ましくは Au 34.5〜36.0％ Ni 13.5〜24.5％ Pd 9.5〜10.5％ Mn 9.0〜10.5％ Cu 残部を有する合金であるろう付充填金属にある。この
ろう付合金は実質的に約1004℃より高くない液相
線温度を有する。複合コンパクトの支持部を基体
に上述したろう付合金で接合する方法が本発明の
第２の観点をなす。コンパクトを多結晶立方晶窒
化ホウ素およびダイヤモンド複合コンパクトから
選択するのが有利である。支持部および基体を炭
化タングステン、炭化チタン、炭化タングステン
−モリブデンおよび炭化タンタルよりなる群から
選んだ材料から構成するのが有利であり、この場
合炭化物用の金属結合材料をコバルト、ニツケ
ル、鉄およびこれらの混合物、安定な窒化物また
は硼化物を形成する金属元素、および安定な窒化
物または硼化物を形成する金属合金よりなる群か
ら選ぶ。基体と支持部両方を同一タイプの炭化物
とするのが好ましいが、同一品位である必要はな
い。本発明の利点として、すぐれた強度を有する合
金結合が形成される。別の利点として、合金結合
が、例えばすずめつき、炉内ろう付、使用条件下
およびこれらの組合せにより後で加えられる熱に
対して安定である。さらに他の利点として、合金
結合の信頼度と再現性が著しく改良される。これ
らの利点および他の利点が本明細書の記載から当
業者に明らかになるであろう。具体的構成第１図に本発明の１実施例による用具１１を示
す。この用具１１は複合コンパクト１３、スタツ
ドまたは基体１５、およびコンパクト１３と基体
１５との間に位置し、基体１５をコンパクト１３
に界面１６に沿つて結合する充填金属の薄い連続
層１７（図面の便宜上寸法を大きくして図示）よ
りなる。構成要素の形状は特定の用途に合うよう
に変えればよく、例えば界面１６を基体１５の本
体に対して傾斜させてもよい。複合コンパクト１３は結合した砥粒の多結晶粒
状塊または層１９および界面２３に沿つて砥粒層
１９に結合された、好ましくは焼結炭化物合金の
支持部またはベース層２１よりなる。コンパクト
１９の結合砥粒はダイヤモンドおよび／または立
方晶室化硼素とするのがよい。炭化物合金支持部
２１は反対側に位置する表面２５も有する。好適
な実施例では、コンパクト１３の層１９は容量で
70％以上のダイヤモンド、好ましくは90％以上の
ダイヤモンドを、米国特許第3745623号に詳述さ
れているようなダイヤモンド−ダイヤモンド自己
結合状態で含有する。残りの30％以下は主として
焼結炭化物合金塊２１の結合材料、好ましくはコ
バルト（または合金）よりなり、結合材料は高
温／高圧製造工程の間にダイヤモンド第１相に対
する第２相として層１９中に浸透させる。別の実
施例では、コンパクト１３は米国特許3743489号
または同第3767371号に従つて構成した硬質相窒
化硼素層１９から構成することができる。これら
の特許には立方晶室化硼素しか開示されていない
が、立方晶形態のすべてまたは一部を硬質六方晶
形態に置き換えることもできる。基体１５は焼結炭化物合金から構成するのが好
ましく、支持部２１と同一タイプの炭化物とする
のが好ましい。焼結炭化物合金が（特にドリルビ
ツト用途の場合、）硬度および耐衝撃性の点で好
ましい。充填金属１７は、液相線温度が700℃よ
り高い高温高強度ろう付充填金属である。この
700℃の温度は、砥粒層１９中に第２の金属相を
有する自己結合ダイヤモンドおよび窒化硼素複合
コンパクトの劣化温度閾値であると一般に認識さ
れている。本発明の高強度ろう付合金は下記の公
称組成（重量基準）を有する。成分組成範囲第１の好適組成範囲 Au 18〜39.5％ 34.5〜36.0％ Ni 3.5〜14.5％ 13.5〜24.5％ Pd 2.5〜10.5％ 9.5〜10.5％ Mn 7.5〜26％ 9.0〜10.5％ Cu 残部残部ろう付合金は実質的に約1004℃を越えない液相
線温度をもたなければならず、そのような液相線
温度は広義には約700℃〜1004℃の範囲にある。
第１の好ましいろう付合金は（GTE Wesgo）米
国カルフオルニア州ベルモント所在）からろう付
合金RI 46として入手できる）は、液相線温度
1004℃および固相線温度971℃を有する。この第
１の好ましいろう付合金は、予期せざることに、
接合しようとする２つの炭化物合金片間に優れた
結合を形成し、通常の製造工程を経過した後も使
用中も有効性を保つ。合金は接合部で均一に広が
り、試験してみたかぎりの焼結炭化タングステン
合金支持部または基体またはそのあらゆる部品と
望ましくない相互作用をすることはなかつた。さ
らに、この好ましいろう付合金は、従来提案され
た充填金属を用いたのでは達成できなかつた程の
信頼性と再現性を発現する。第２の好ましいろう
付合金（GTE Wesgoからろう付合金RI 46とし
て入手できる）は、液相線温度949℃および固相
線温度927℃を有する。これまでのところ試験し
たのは第１の好適な合金だけであるが、以下に第
２、第３および第４の組成範囲として記載する関
連合金も、その組成が類似していることから、適
切な代替物であると信じられる。特に、両者の極
めて類似した組成と公表された降伏強さから、第
２の組成範囲の合金は第１の好適組成範囲の合金
の代替物であると考えられる。下記の第２、第３
および第４の組成範囲でつくつた合金はGTE社
により、それぞれろう付合金RI49、RI47および
RI48としてろう付合金用途に製造されているが、
RI46およびRI49だけが一般に入手できるはずで
ある。上述した組成範囲は第１から第４の好適組
成範囲をそれぞれ包含する。

【表】前述したように、米国特許第4225322号および
第4319707号に記載されているアナコンダ773充填
属（Cu50％、Zn40％、Ni10％、融点範囲950〜
960℃）は、現在、接合しようとする炭化物合金
片との反応性で望ましくないと考えられており、
その上複合コンパクト部品について意図している
使用時の高温で適当な結合強度を呈さない。もう
一つの先に提案されたろう付充填合金はBAg−
１（ASW−ASTM分類）で、これはアナコンダ
773充填金属により得られるろう付結合強さより
一層低い結合強さを呈する低温ろう付充填金属で
ある。さらに他のろう付充填金属としてTiCuSil
（Ti4.5％、Cu26.7％、Ag残量、融点範囲840〜
850℃）が提案されている。しかし、TiCuSilは、
ろう付を真空下または不活性雰囲気中で行わない
と、うまくろう付できない。対照的に、本発明で使用するろう付合金はこれ
らの欠点を呈さず、周囲温度ですぐれた初期結合
強さを与える。その上このような結合強さが、複
合コンパクト部品に必要とされる製造および使用
時の高温を越えても実質的に維持される。剪断強
さ測定により求められる結合強さは、約200〜400
℃、特に約300〜400℃の末端での使用に際して可
能性のある作業温度で試験した他の合金と比較し
て特に良好である。このことも、従来のろう付充
填金属が周囲温度での初期結合強さを呈し得て
も、製造または使用時の再加熱中に高い温度領域
に遭遇するので、本発明の合金と同程度にはその
強度を維持できないのとは対照的である。本明細書に開示されているろう付合金を用いる
ことから得られる別の予期せざる利点は、上述し
た結合強さの再現性にある。試験ではこれまでの
ところ、本発明の合金組成物でろう付した複合コ
ンパクト部品は事実上一つも、結合強さの設計仕
様に合わないとして不良品扱いする必要がなかつ
た。従つて、予期せざることには、ろう付合金が
呈する優れた再現性は、歩止り向上の点で、金を
含有する合金組成物を用いることから予期される
高いコストを補つてあまりある。ろう付合金がこ
の発明で呈するすぐれた結合強さと信頼性は、こ
のような複雑な成分混合物を有するろう付合金組
成物についても予期されなかつた。実施例により
上記ろう付合金の有用性を実証する。本発明を実施するにあたつては、ろう付合金を
その固相線温度、例えば第１の好適な合金の場合
971℃より高い温度に加熱する。前述したように、
この温度は勿論、現在のドリルビツト用途で典型
的に用いられる自己結合性の、第２相として金属
の浸透した複合コンパクトに関して一般に認識さ
れている劣化温度700℃を越えている。米国特許
第4288248号および第4151686号に記載されている
ようなもつと熱的に安定なコンパクトの場合で
も、層１９中の砥粒が不必要に高い温度になるの
を避けるべきであると考えられている。従つて、
米国特許第4225322号および第4319707号に記載さ
れているような方法と装置を本発明の実施にあた
つても使用するのが望ましい。米国特許第41319707号の装置について言及する
と、第２図に示すように、要素１１を製造するた
めの装置５１はフレーム部材５２を備え、ろう付
けのために要素１１を誘導コイル組立体５８に対
して保持するための１対の空気圧シリンダ５３お
よび５５がフレーム部材５２に固定されている。
空気圧シリンダ５３に設けられたプランジヤ５９
は複合コンパクト１３の一端を収容するヘツド６
１を有する。ヘツド６１には凹みをつけてもよ
く、コンパクト１３を基体１５に心合せするのを
容易にする。あるいは、ヘツド６１に凹所を設け
ず、セラミツクスリーブのような別の手段（図示
せず）を用いてろう付前の適正な部品心合わせを
維持することができる。ヘツド６１には、普通の
構造の冷却液供給源６７から管６５を経て冷却
液、好ましくは水を供給する。ヘツド６１および
冷却液供給源６７は一緒にコンパクト１３の基体
１５へのろう付け中にダイヤモンド層またはテー
ブル１９用のヒートシンクとして機能する。好ま
しくは、変形可能な伝熱材料、例えば銅円板をコ
ンパクト１３のダイヤモンド層１９とヘツド６１
との間に配置して層１９からヘツド６１への熱伝
導を改良する。同様に空気圧シリンダ５５に設けられたプラン
ジヤ６９にはその一端にヘツド７１が固定されて
いる。カツプ形セラミツク絶縁体７８をヘツド７
１上に配置して、基体１５の一端１８を支持し、
ろう付け作業中基体１５からヘツド７１へ熱が逃
げるのを防止する。ヘツド７１も管６５を通して
冷却液供給源６７に連結されている。空気圧シリンダ５３および５５には空気供給源
６から加圧空気をそれぞれ制御弁７７および７９
を介して供給する。伸長時、プランジヤ５９およ
び６９は要素１１を、支持部材８３および８５に
よりフレーム５２上に支持された誘導コイルアセ
ンブリ５８と同軸に位置づける。アセンブリ５８
用の第３支持部材は図面に示されていない。コイ
ルアセンブリ構造も図面に示されていない。コイ
ル５８は出力用の無線周波（RF）発生器９３に
より相互接続されている。このようなコイルアセ
ンブリ構造の詳細については、米国特許第
4225322号および第4319707号を参照されたい。所
望に応じて、ろう付作業中ダイヤモンド層１９の
温度を慣例の接触および非接触手段により慣例の
態様で監視できる。従つて、熱電対、光フアイバ
および他のセンサを予防錯置として用いて、ダイ
ヤモンド層１９の温度が熱損傷の起る臨界閾値温
度を越えるのを防止するよう適切に冷却液供給源
が作動することを保証する。このような監視を行
うには、例えば、ヘツド６１の鉛直中に穴をあ
け、ダイヤモンド層１９との感知接触をその温度
監視のための確保する。この点で、ドリル用途に
代表的には用いられるコンパクトの上述した自己
結合性の第２相として金属の浸透したダイヤモン
ド層１９が、以下の実施例で示されるように、
700℃以上への短時間の温度突出に耐え、他の場
合なら700℃以上の平常加熱で起る熱損傷の眼に
見える微候を何ら示さないことを確かめた。以下の実施例により本発明をどのように実施す
るかを示すが、これら実施例を本発明の限定とし
て解すべきではない。本明細書では、特記しない
限りパーセントおよび部は重量基準で、すべての
単位はメートル法である。また、本明細書で引用
した特許明細書はすべて先行技術として挙げたも
のである。実施例１コバルトー焼結炭化タングステン合金支持層を
有する自己結合第２相金属浸透多結晶ダイヤモン
ドコンパクト（製品2530−NCストラタパツクス
ドリルブランク（Stratapax Drill Blank）、
米国オハイオ州ワーシントン所在のゼネラル・エ
レクトリツク社製）を直円筒形13.4mmカーボロイ
（Carboloy）等級55Bコバルト−焼結炭化タング
ステン合金基体に結合するに際し、下記の点を除
いては米国特許第4225322号および第4319707号に
開示された方法および装置に従つた。第１に、米
国カリフオルニア州ベルモント所在のGTEウエ
スゴ（Wesgo）社から合金RI 46（上述した第１
の好適組成範囲の合金）として得られる結合合金
を使用した。第２に、銅円板を用いてダイヤモン
ド層１９とヘツド６１間の熱伝導を行つた。最後
に、ダイヤモンド層１９の温度を前述した通りに
監視した。結合は支持層と基体との界面領域を14秒間加熱
することによつて行つた。加熱用誘導コイルへの
出力をダイヤモンドテーブルピーク見積り温度が
約800〜900℃になるように調節した。次に結合済
み用具をすべて剪断強さ測定に供した。この際、
試験用取付具を変更した慣用の荷重試験機を用い
た。さらに具体的には、試験機の構造は、第４図
に１０１で示す非コレツト型取付具が上方部分１
０３と同じ下方部分１０５とから構成されている
こと以外は、慣例の通りである。区域１０７およ
び１０９は空間域で、それぞれ取付具の上方及び
下方部分１０３，１０５の端部からの熱損失を減
らすためのものである。誘導コイルアセンブリ１
１５が取付具の上方及び下方部分１０３，１０５
を包囲し、剪断試験のために力を加える間サンプ
ル用具１１１の加熱を行う。サンプル用具１１１
を、第４図に示すように、取付具の上方及び下方
部分１０３および１０５に形成した凹所内に保持
する。そのほかに、改凹所にはそこから外側まで
延びる開口が設けられ、剪断力試験中に生じるダ
イヤモンドテーブル温度を感知するのに用いられ
る熱電対１１３を挿入できるようになつている。
この取付具の設計が必要となつたのは、試験機用
の標準的なコレツト取付具では誘導コイルアセン
ブリ１１５を剪断試験操作中使用することができ
ないからである。第１群として５つの結合したまゝの用具を最初
に試験した。次に第２群の結合済み用具を、米国
特許第4156329号に記載されているような予めす
ずめつきを施した部品を製造するための溶融
BAg−１ろう付合金に浸漬することにより、す
ずめつきした。このすずめつき過程で、ろう付接
合部を650〜700℃の温度に約120秒までの間さら
した。最後に、第３群のろう付済み部品を同様に
すずめつきし、次いで炉内ろう付けした。このた
めの炉内ろう付けは、部品を室温から700℃まで
約１時間以上にわたつて直線勾配加熱し、その後
部品を700℃に約15分間維持することを意味する。
前述したように、炉内ろう付けは部品をドリルク
ラウン部に取付ける慣例の方法である。ろう付合
金により形成される結合部はこのような通常のす
ずめつきおよび炉内ろう付条件に耐え得るもので
なければならない。というのは使用時にはこれら
の条件はしばしばとるからである。下記の結果が
得られた。

【表】一般に、結合強さがドリルビツトや他の用途に
用いるのに十分であるためには、約35Kn／cm²よ
り大きい結合強さが望ましいと考えられる。上表
の結果からはつきりわかるように、本発明のろう
付合金の結合強さは結合強さの最小値を越えてい
る。特に興味深いのは、高温すずめつきおよび炉
内ろう付サイクルの経過後であつても結合強さが
維持されたことである。このような結合部が通常
初期ろう付後引張荷重下にあり、その荷重は従来
のろう付材を用いる同様のろう付後の処理の結果
として比較的高い破損率につながると考えられる
という事実にもかゝわらず、結合強さが維持され
た。すずめつきおよび炉内ろう付に起因する若干
の結合強さの減少が認められるが、このような結
果は後で得られたデータと完全に首尾一貫してい
るわけではないことを理解しておくべきである。
後続の実施例に含まれているような後で得られた
データは、結合強さがすずめつきおよび炉内ろう
付作業中維持され、しばしば炉内ろう付の結果結
合強さが向上することを示している。上に示した
やゝ矛循のある結果は使用装置の変動因子による
か異例の結果であるか、いずれかであろう。次に、ろう付けしたままの部品の別のサンプル
を、このようなろう付け済み用具を用いるドリル
その他の操作中に遭遇すると予想される種々の温
度で剪断強さ測定に供した。第４図に示し前述し
たように、加熱用の誘導コイルを収容できるよう
に変形した取付具を用いた。普通の液圧プレスで
データを集めた。下記の結果が記録された。

【表】本例でも、ろう付合金により得られる優れた結
合強さが高い使用温度であつても記録された。第
２表に示した結果を第３図にグラフ表示してあ
る。結合強さがほゞ室温から約400℃まで実質的
に維持されることがわかる。約200〜400℃の間の
使用温度範囲での結合強さが非常に重要であると
考えられ、本発明の合金がこの範囲で良好な結果
を持続することは非常に有益とみなされる。実施例２実施例１に記載したような結合複合コンパクト
用具を、実施例１に記載した合金を使つてダイヤ
モンド層の異なる感知温度で11秒間同様にろう付
した。各感知温度につき５つのサンプルを含む試
験を行つて、結合温度が結合強さに影響するか確
かめた。普通の液圧プレスを用いて下記の結果を
得た。

【表】上表にまとめた結果も、本発明で開示された合
金組成を用いることにより優れた結合強さが得ら
れることを示している。その上、結合温度の閾値
に達すると、それ以上では結合強さの有意な向上
が得られないことがわかる。結合合金のこの特徴
は有利である。その理由は、従来の充填金属の場
合にそうであるように結合強さを改善するために
その分上昇した高温にさらす必要がダイヤモンド
テーブルにはないからである。実施例３いく分厚い炭化物合金支持部層２１を有する同
様の複合コンパクト用具を、前述した実施例と同
じ方法を用いて、同一タイプの合金でダイヤモン
ド層感知温度を変えて11秒間ろう付けした。その
後、部品（各感知温度範囲ごとに５つのサンプ
ル）を前述した炉内ろう付条件下で炉内ろう付け
した。第４図に示した取付具を有する普通の液圧
プレス装置で次の結果が記録された。

【表】上表にまとめた結果も、本発明のろう付合金を
用いることにより得られる炉内ろう付後の剪断強
さが予期せぬほど優れていることを示している。
その上、結合温度閾値も示されている。結合強さ
は実施例２の第３表に記録した結合強さと少なく
とも同じかそれより僅かに高い。このように後続
炉内ろう付けの結果として生ずるすぐれた結合強
さは、後続炉内ろう付けにより応力が解放される
（このことは実験的には証明されていないが）た
めであろう。しかしながら、ろう付合金の結合部
は明らかに、初期にも当分野での使用時に経験す
る条件下でもすぐれた剪断強さを発揮する。実施例４前記実施例の場合と同じく、実施例１のろう付
合金を用いて複合コンパクトを焼結炭化タングス
テン合金基体にろう付けした。得られた部品の一
部は第１図に示すような直円筒形であり、残りの
サンプルは基体２０の表面１７が基体２０の主シ
ヤンク部分に対して約60゜傾斜した形状とした
（以下「傾斜つき円筒」と称す）。各条件につき15
個のサンプルを結合強さについて、「結合した
まゝ」、すずめつき、すずめつき＋炉内ろう付の
状態で試験した。直円筒サンプルはダイヤモンド
層の平均ピーク感知温度886℃まで約９〜12秒間
結合し、一方傾斜円筒サンプルは平均ピーク感知
温度876℃まで30秒間結合した。第４図に示した
取付具を有する普通の液圧プレス装置で次の結果
が記録された。

【表】

【表】 15個の直円筒サンプルについて得られた結合強
さは優れている。しかし、傾斜つき円筒サンプル
については、サンプルの多くが液圧プレス試験装
置の能力一杯（58.61Kn／cm²）でも破壊されなか
つた。このような優れた結果が、結合したまゝの
サンプル、すずめつきしたサンプル、そして約１
時間の後続炉内ろう付けしたサンプル（このよう
な試験については前述）について得られた。さら
に、別のサンプルを約３時間炉内ろう付けしたと
ころ、依然としてすぐれた結合強さを保持してい
たが、破壊したサンプルについては結合強さの減
少が認められた。本発明のろう付用具を特定の実施例および具体
例について説明したが、本発明の要旨を逸脱せぬ
範囲内で本発明の変更な改変が可能であることが
当業者には理解できるはずである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のろう付用具を一部破断して示
す斜視図、第２図は本発明のろう付用具を製造す
る装置の概略図、第３図は本発明のろう付合金で
得られる剪断強さを昇温した各温度に対してプロ
ツトしたグラフ、そして第４図は実施例１に記載
した通りの試験用の、部分的に変更した取付具を
有する試験機の概略図である。１１……ろう付複合コンパクト用具、１３……
複合コンパクト、１５……基体、１６……界面、
１７……充填金属層、１９……砥粒層、２１……
支持部。

Claims

【特許請求の範囲】１複合コンパクトが砥粒層を支持部に結合して
なり、基体がこの支持部に両者間に配置されたろ
う付充填金属により結合された構成のろう付用具
において、上記ろう付金属が実質的に700℃より
高い液相線温度をもちかつ重量基準で下記の組
成： Au 18〜39.50％ Ni 3.5〜14.5％ Pd 2.5〜10.5％ Mn 7.5〜26％ Cu 残部を有する合金であることを特徴とするろう付用
具。２上記合金が約1004℃の液相線温度をもちかつ
重量基準で下記の組成： Au 34.5〜36.0％ Ni 13.5〜14.5％ Pd 9.5〜10.5％ Mn 9.0〜10.5％ Cu 残部を有する特許請求の範囲第１項記載のろう付用
具。３上記合金が約949℃の液相線温度をもちかつ
重量基準で下記の組成： Au 30〜32％ Ni ９〜10.5％ Pd ９〜10.5％ Mn 14.5〜17.5％ Cu 残部を有する特許請求の範囲第１項記載のろう付用
具。４上記合金が約960℃の液相線温度をもちかつ
重量基準で下記の組成： Au 37.5〜39.5％ Ni 3.5〜４％ Pd 2.5〜３％ Mn 7.5〜９％ Cu 残部を有する特許請求の範囲第１項記載のろう付用
具。５上記合金が約916℃の液相線温度をもちかつ
重量基準で下記の組成： Au 18〜20％ Ni 6.5〜８％ Pd 5.5〜７％ Mn 23〜26％ Cu 残部を有する特許請求の範囲第１項記載のろう付用
具。６上記持部および基体が焼結炭化物合金である
特許請求の範囲第１項記載のろう付用具。７上記支持部および基体双方が炭化タングステ
ン、炭化チタン、炭化タングステンモリブデンお
よび炭化タンタルよりなる群から選ばれる炭化物
の金属結合物であり、金属結合を形成する金属が
コバルト、ニツケル、鉄およびこれらの混合物よ
りなる群から選ばれる特許請求の範囲第６項記載
のろう付用具。８上記支持部および基体双方がコバルト−焼結
炭化タングステン合金である特許請求の範囲第６
項記載のろう付用具。９上記砥粒層が浸透金属からなる第２相を有す
る自己結合多結晶ダイヤモンドコンパクトよりな
る特許請求の範囲第１項記載のろう付用具。１０上記第２相がコバルトよりなる特許請求の
範囲第７項記載のろう付用具。１１上記砥粒層が浸透金属からなる第２相を有
する自己結合多結晶立方晶窒化硼素コンパクトよ
りなる特許請求の範囲第１項記載のろう付用具。１２複合コンパクトが砥粒層を支持部に結合し
てなり、基体がこの支持部に両者間に配置された
ろう付充填金属により結合された構成のろう付用
具において、上記ろう付金属が実施的に700℃よ
り高い液相線温度をもちかつ重量基準で下記の組
成： Au 34.5〜36.0％ Ni 13.5〜14.5％ Pd 9.5〜10.5％ Mn 9.0〜10.5％ Cu 残部を有する合金であることを特徴とするろう付用
具。１３上記支持部および基体が焼結炭化物合金で
ある特許請求の範囲第１２項記載のろう付用具。１４上記支持部および基体双方が炭化タングス
テン、炭化チタン、炭化タングステンモリブデン
および炭化タンタルよりなる群から選ばれる炭化
物の金属結合物であり、金属結合を形成する金属
がコバルト、ニツケル、鉄およびこれらの混合物
よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第１３項
記載のろう付用具。１５上記支持部および基体双方がコバルト−焼
結炭化タングステン合金である特許請求の範囲第
１４項記載のろう付用具。１６上記砥粒層が浸透金属からなる第２相を有
する自己結合多結晶ダイヤモンドコンパクトより
なる特許請求の範囲第１２項記載のろう付用具。１７上記第２相がコバルトよりなる特許請求の
範囲第１６項記載のろう付用具。１８上記砥粒層が浸透金属からなる第２相を有
する自己結合多結晶方晶窒化硼素コンパクトより
なる特許請求の範囲第１２項記載のろう付用具。１９自己結合砥粒が金属の第２相中に浸入して
なる層を有する焼結炭化物合金で支持された複合
コンパクトを備え、このコンパクトの支持部が焼
結炭化物合金基体に実質的に700℃より高くかつ
上記コンパクトの熱分解温度より高い液相線温度
をもつろう付充填金属で結合されたろう付用具の
製造方法において、砥粒層をヒートシンクに熱的に接触させた状態
に置きつつ上記コンパクト支持部を上記基体にろ
う付けする工程を含み、この際約1004℃より実質
的に高くない液相線温度をもちかつ重量基準で下
記の組成： Au 18〜39.5％ Ni 3.5〜14.5％ Pd 2.5〜10.5％ Mn 7.5〜26％ Cu 残部を有するろう付合金を使用することを特徴とする
方法。２０約1004℃の液相線温度をもちかつ重量基準
で下記の組成： Au 34.5〜36.0％ Ni 13.5〜14.5％ Pd 9.5〜10.5％ Mn 9.0〜10.5％ Cu 残部を有するろう付合金で上記支持部を上記基体にろ
う付けする特許請求の範囲第１９項記載の方法。２１約949℃の液相線温度をもちかつ重量基準
で下記の組成： Au 30〜32％ Ni ９〜10.5％ Pd ９〜10.5％ Mn 14.5〜17.5％ Cu 残部を有するろう付合金で上記支持部を上記基体にろ
う付けする特許請求の範囲第１９項記載の方法。２２上記合金が約960℃の液相線温度をもちか
つ重量基準で下記の組成： Au 37.5〜39.5％ Ni 3.5〜４％ Pd 2.5〜３％ Mn 7.5〜９％ Cu 残部を有する特許請求の範囲第１９項記載の方法。２３上記合金が約916℃の液相線温度をもちか
つ重量基準で下記の組成： Au 18〜20％ Ni 6.5〜８％ Pd 5.5〜７％ Mn 23〜26％ Cu 残部を有する特許請求の範囲第１９項記載の方法。２４上記焼結炭化物合金支持部および焼結炭化
物合金基体双方が炭化タングステン、炭化チタ
ン、炭化タングステンモリブデンおよび炭化タン
タルよりなる群から選ばれる炭化物の金属結合物
であり、金属結合を形成する金属がコバルト、ニ
ツケル、鉄およびこれらの混合物よりなる群から
選ばれる特許請求の範囲第１９項記載の方法。２５上記複合コンパクトの砥粒層が金属の浸透
した自己結合多結晶ダイヤモンドコンパクトより
なる特許請求の範囲第１９項記載のろう付用具。２６上記複合コンパクトの砥粒層が金属の浸透
した自己結合多結晶立方晶窒化硼素コンパクトよ
りなる特許請求の範囲第１９項記載の方法。