JPH0475084B2 - - Google Patents
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- JPH0475084B2 JPH0475084B2 JP61054560A JP5456086A JPH0475084B2 JP H0475084 B2 JPH0475084 B2 JP H0475084B2 JP 61054560 A JP61054560 A JP 61054560A JP 5456086 A JP5456086 A JP 5456086A JP H0475084 B2 JPH0475084 B2 JP H0475084B2
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/062—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels for metal drawing
- B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
- B21C3/025—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof comprising diamond parts
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- 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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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0605—Composition of the material to be processed
- B01J2203/062—Diamond
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J2203/06—High pressure synthesis
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- B01J2203/0645—Boronitrides
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- B01J2203/06—High pressure synthesis
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- B01J2203/0655—Diamond
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複合線引きダイスに関するものであ
る。
る。
ストロング（Strong）の米国特許第3407445号
明細書中には、多結晶質ダイヤモンド線引きダイ
ス構造が明記されている。
明細書中には、多結晶質ダイヤモンド線引きダイ
ス構造が明記されている。
ところで、細いタングステン線を引抜くために
は単結晶ダイヤモンドダイスが好適である。しか
し、線の直径が約0.203mm（0.008インチ）以上に
なると、単結晶ダイヤモンドダイスは大きく、高
価で、しかも割れ易くなる。従つて直径0.254mm
（0.010インチ）以上のタングステン線を引抜くた
めには、実用寿命が比較的短いにもかかわらず、
一般に金属結合炭化物ダイスが使用されている。
は単結晶ダイヤモンドダイスが好適である。しか
し、線の直径が約0.203mm（0.008インチ）以上に
なると、単結晶ダイヤモンドダイスは大きく、高
価で、しかも割れ易くなる。従つて直径0.254mm
（0.010インチ）以上のタングステン線を引抜くた
めには、実用寿命が比較的短いにもかかわらず、
一般に金属結合炭化物ダイスが使用されている。
普通に使用されているダイヤモンド線引きダイ
スアセンブリは、専用の焼結金属母体中に支持さ
れた天然の単結晶ダイヤモンドから成る。単結晶
ダイヤモンドダイスの支持を達成するためには、
装着リング内にダイヤモンドを設置し、ダイヤモ
ンドとリングとの間の空間を焼結可能な金属で充
填し、それから金属を焼結すればよい。かかる目
的のために有用である焼結可能な金属は、焼結作
業中にダイヤモンドを侵害するものであつてはな
らない。このような基準に従えば、高耐力強度か
つ高弾性係数の金属の使用は自動的に除外され
る。なぜなら、かかる金属はその特質から見て強
い炭化物生成体であつて、勿論、焼結のために必
要とされる高温の下では炭素源（すなわち金属と
接触したダイヤモンド）を侵害するからである。
スアセンブリは、専用の焼結金属母体中に支持さ
れた天然の単結晶ダイヤモンドから成る。単結晶
ダイヤモンドダイスの支持を達成するためには、
装着リング内にダイヤモンドを設置し、ダイヤモ
ンドとリングとの間の空間を焼結可能な金属で充
填し、それから金属を焼結すればよい。かかる目
的のために有用である焼結可能な金属は、焼結作
業中にダイヤモンドを侵害するものであつてはな
らない。このような基準に従えば、高耐力強度か
つ高弾性係数の金属の使用は自動的に除外され
る。なぜなら、かかる金属はその特質から見て強
い炭化物生成体であつて、勿論、焼結のために必
要とされる高温の下では炭素源（すなわち金属と
接触したダイヤモンド）を侵害するからである。
その結果、焼結可能な支持金属に固有の性質
（すなわち低耐力強度および低弾性係数）のため、
単結晶ダイヤモンドダイスの外面に大きな〔約７
Kg／mm2（10000psi）以上の〕圧縮応力を付加する
ことは妨げられる。従来の焼結金属支持ダイヤモ
ンドダイスの場合、室温下では約７Kg／mm2
（10000psi）の応力を予め付加することも可能で
ある。しかしながら、線引き作業が熱間で行われ
る場合、かかる圧縮応力はダイスの使用温度の上
昇に伴つて急激に減少する。
（すなわち低耐力強度および低弾性係数）のため、
単結晶ダイヤモンドダイスの外面に大きな〔約７
Kg／mm2（10000psi）以上の〕圧縮応力を付加する
ことは妨げられる。従来の焼結金属支持ダイヤモ
ンドダイスの場合、室温下では約７Kg／mm2
（10000psi）の応力を予め付加することも可能で
ある。しかしながら、線引き作業が熱間で行われ
る場合、かかる圧縮応力はダイスの使用温度の上
昇に伴つて急激に減少する。
ダイヤモンドは引張りに弱い。それ故、ダイヤ
モンドの外面に約７Kg／mm2（10000psi）以上の圧
縮応力を永続的に付加することにより、かかる欠
点を補償できれば特に有利なはずである。
モンドの外面に約７Kg／mm2（10000psi）以上の圧
縮応力を永続的に付加することにより、かかる欠
点を補償できれば特に有利なはずである。
米国特許第3407445号明細書中に記載のごとき
多結晶質ダイヤモンド線引きダイスもまた、ダイ
スの装着に関する限り、同じ問題を提起する。焼
結金属母体の使用に代えて、かかるダイスを結束
リング内にプレスばめすることにしても、ダイス
の（作製時の）不規則な外面をプレスばめに適し
た形状に研削するための費用が経済的な妨げとな
る。
多結晶質ダイヤモンド線引きダイスもまた、ダイ
スの装着に関する限り、同じ問題を提起する。焼
結金属母体の使用に代えて、かかるダイスを結束
リング内にプレスばめすることにしても、ダイス
の（作製時の）不規則な外面をプレスばめに適し
た形状に研削するための費用が経済的な妨げとな
る。
従つて、改良された線引きダイス構造、とりわ
けタングステン、モリブテン、鋼などのごとき強
靱で硬質の金属の線を高温下で引抜くためのダイ
ス構造が得られれば、当業界には多くの利益がも
たらされることになる。
けタングステン、モリブテン、鋼などのごとき強
靱で硬質の金属の線を高温下で引抜くためのダイ
ス構造が得られれば、当業界には多くの利益がも
たらされることになる。
さて、本発明はかかる改良された線引きダイス
構造を提供するものである。本発明の複合ダイス
構造は、最も簡単な実施態様によれば、多結晶質
ダイヤモンドによつて作られかつ線の形状および
寸法決定要素として役立つ貫通穴を中央に有する
心体を金属結合炭化物製の外被で包囲したものか
ら成る。金属結合炭化物は心体に直接一体的に結
合されてそれを増強する上、回転体としての成形
も容易である。〔直径0.203mm（0.008インチ）以
上の線を引抜くための〕好適な実施態様によれ
ば、金属結合炭化物外被内部の多結晶質ダイヤモ
ンド心体から成る複合構造物の周囲に少なくとも
１個の高強度金属リングがプレスばめされたよう
な複合ダイス構造が使用される。かかる配置に従
えば、複合構造物の外部回転面は永続的に大きな
〔約７Kg／mm2（10000psi）以上の〕圧縮応力下に
置かれるのである。
構造を提供するものである。本発明の複合ダイス
構造は、最も簡単な実施態様によれば、多結晶質
ダイヤモンドによつて作られかつ線の形状および
寸法決定要素として役立つ貫通穴を中央に有する
心体を金属結合炭化物製の外被で包囲したものか
ら成る。金属結合炭化物は心体に直接一体的に結
合されてそれを増強する上、回転体としての成形
も容易である。〔直径0.203mm（0.008インチ）以
上の線を引抜くための〕好適な実施態様によれ
ば、金属結合炭化物外被内部の多結晶質ダイヤモ
ンド心体から成る複合構造物の周囲に少なくとも
１個の高強度金属リングがプレスばめされたよう
な複合ダイス構造が使用される。かかる配置に従
えば、複合構造物の外部回転面は永続的に大きな
〔約７Kg／mm2（10000psi）以上の〕圧縮応力下に
置かれるのである。
本発明並びにその目的および利点は、添付の図
面に関連してなされる以下の記載を読めば一層良
く理解されるはずである。
面に関連してなされる以下の記載を読めば一層良
く理解されるはずである。
摩耗のため交換が必要となる段階に達する以前
に使用中のダイヤモンドダイスが割れる傾向、と
りわけ太い〔直径0.33mm（0.013インチ）以上の〕
線を引抜く際のかかる傾向は長い間知られてい
た。この種の破壊が引張りに弱いダイヤモンドに
対する十分な支持力の欠如に原因することは既に
認められている。しかしながら、支持金属母体の
選択は上記の基準によつて制限され、その結果、
とりわけ熱間作業中に単結晶ダイヤモンドの外面
に大きな圧縮応力を付加し得る構造は未だに案出
されていない。
に使用中のダイヤモンドダイスが割れる傾向、と
りわけ太い〔直径0.33mm（0.013インチ）以上の〕
線を引抜く際のかかる傾向は長い間知られてい
た。この種の破壊が引張りに弱いダイヤモンドに
対する十分な支持力の欠如に原因することは既に
認められている。しかしながら、支持金属母体の
選択は上記の基準によつて制限され、その結果、
とりわけ熱間作業中に単結晶ダイヤモンドの外面
に大きな圧縮応力を付加し得る構造は未だに案出
されていない。
本発明は上述の問題を解決したものである。
即ち、本発明は(a)多結晶質ダイヤモンドからな
り、かつ貫通穴を有している内部塊状体と、(b)こ
の内部塊状体を圧縮状態下に支持し、該内部塊状
体と一体的に強固に直接接合され、かつそれを包
囲する金属結合金属炭化物外部塊状体とからなる
円柱状の複合体、および(c)該複合体を圧縮状態下
に囲繞支持する外部結束リングを設けたことを特
徴とする線引きダイスである。
り、かつ貫通穴を有している内部塊状体と、(b)こ
の内部塊状体を圧縮状態下に支持し、該内部塊状
体と一体的に強固に直接接合され、かつそれを包
囲する金属結合金属炭化物外部塊状体とからなる
円柱状の複合体、および(c)該複合体を圧縮状態下
に囲繞支持する外部結束リングを設けたことを特
徴とする線引きダイスである。
この構成によれば、強靱な多結晶質ダイヤモン
ド内部塊状体（ダイス心体ともいう）はそれを包
囲して支持する金属結合炭化物（「焼結炭化物合
金」や「超硬合金」とも呼ばれる）の外部塊状体
（外被ともいう）と強固に直結結合されると共に
それから圧縮力を受け、更に外部塊状体も外部結
束リングから圧縮力を受けているから、線引き工
程中に多結晶質ダイヤモンドの受ける引張力は相
殺されてダイスの破壊は有効に防止されるのであ
る。
ド内部塊状体（ダイス心体ともいう）はそれを包
囲して支持する金属結合炭化物（「焼結炭化物合
金」や「超硬合金」とも呼ばれる）の外部塊状体
（外被ともいう）と強固に直結結合されると共に
それから圧縮力を受け、更に外部塊状体も外部結
束リングから圧縮力を受けているから、線引き工
程中に多結晶質ダイヤモンドの受ける引張力は相
殺されてダイスの破壊は有効に防止されるのであ
る。
理想的な支持材料は金属結合炭化物（「焼結炭
化物」や「超硬合金」とも呼ばれる）であること
が確認され、そしてかかる支持材料をダイス心体
と結束リングとの間に挿入するための最良の方式
は金属結合炭化物をダイス心体に直接一体的に結
合することであると判明した。金属結合炭化物は
複合体を装着すべき結束リングの内面に適合する
よう適切に成形された外面を有する外被を成す。
このようにダイス心体および金属結合炭化物を直
接結合する際、高温高圧下において両者間に生成
される界面は心体および炭化物材料の熱膨張係数
の差を補償するように働くことが判明した。この
点は、複合ダイスの製造時および加熱条件下にお
けるダイスの使用時のいずれにとつても重要であ
る。
化物」や「超硬合金」とも呼ばれる）であること
が確認され、そしてかかる支持材料をダイス心体
と結束リングとの間に挿入するための最良の方式
は金属結合炭化物をダイス心体に直接一体的に結
合することであると判明した。金属結合炭化物は
複合体を装着すべき結束リングの内面に適合する
よう適切に成形された外面を有する外被を成す。
このようにダイス心体および金属結合炭化物を直
接結合する際、高温高圧下において両者間に生成
される界面は心体および炭化物材料の熱膨張係数
の差を補償するように働くことが判明した。この
点は、複合ダイスの製造時および加熱条件下にお
けるダイスの使用時のいずれにとつても重要であ
る。
先ず、第１図には複合体１０の好適な構造が示
されている。概して円柱状のダイス心体１１は適
切な寸法および形状の貫通穴１２を有している。
心体１１は多結晶質ダイヤモンド塊状体である。
外被１３は、空所を含まない界面に沿つてダイス
心体１１に直接結合された金属結合炭化物の塊状
体である。上記の界面は不規則であつて１〜100
ミクロンの規模でかみ合つており、かかるかみ合
いは個々の研摩剤結晶粒と金属結合炭化物塊状体
の各部との間に起つている。このような界面構造
は多結晶質ダイヤモンドの顕微鏡的な領域が金属
結合炭化物で充填されるのである。
されている。概して円柱状のダイス心体１１は適
切な寸法および形状の貫通穴１２を有している。
心体１１は多結晶質ダイヤモンド塊状体である。
外被１３は、空所を含まない界面に沿つてダイス
心体１１に直接結合された金属結合炭化物の塊状
体である。上記の界面は不規則であつて１〜100
ミクロンの規模でかみ合つており、かかるかみ合
いは個々の研摩剤結晶粒と金属結合炭化物塊状体
の各部との間に起つている。このような界面構造
は多結晶質ダイヤモンドの顕微鏡的な領域が金属
結合炭化物で充填されるのである。
次に、第２図には別の構造が示されている。こ
の場合の複合体２０は、当初、金属結合炭化物の
塊状体２２ａ，２２ｂおよび２２ｃによつてそれ
ぞれ上面、下面および側面を包囲された多結晶質
ダイヤモンドの内部研摩剤層２１から成つてい
る。図示された完成複合体では、塊状体２２ａ，
２２ｂおよび２２ｃは一体を成している。いずれ
の構造の場合にも、複合体は（好ましくは２〜4゜
のテーパを有する）回転体として成形されてい
る。このようにすれば、穴２３の喉部は強固な耐
摩耗性材料から成るわけである。
の場合の複合体２０は、当初、金属結合炭化物の
塊状体２２ａ，２２ｂおよび２２ｃによつてそれ
ぞれ上面、下面および側面を包囲された多結晶質
ダイヤモンドの内部研摩剤層２１から成つてい
る。図示された完成複合体では、塊状体２２ａ，
２２ｂおよび２２ｃは一体を成している。いずれ
の構造の場合にも、複合体は（好ましくは２〜4゜
のテーパを有する）回転体として成形されてい
る。このようにすれば、穴２３の喉部は強固な耐
摩耗性材料から成るわけである。
複合体１０および２０を製造するために好適な
高温高圧装置の実例としては、ホール（Hall）
の米国特許第2941248号の主題を成すものが挙げ
られるが、第３図にはそれが簡潔に示されてい
る。また、第４図には本発明の複合体製造に際し
て有用な装填アセンブリが示されている。
高温高圧装置の実例としては、ホール（Hall）
の米国特許第2941248号の主題を成すものが挙げ
られるが、第３図にはそれが簡潔に示されてい
る。また、第４図には本発明の複合体製造に際し
て有用な装填アセンブリが示されている。
装置３０は１対の焼結炭化タングステン製ポン
チ３１および３１′と同じ材料製の中間ベルトな
いしダイス部材３２とを含んでいる。ダイス部材
３２は開孔３３を有していて、後記の装填アセン
ブリを収容するように成形された反応容器３４が
その中に設置されている。ポンチ３１とダイス部
材３２との間およびポンチ３１′とダイス部材３
２との間にはガスケツト−絶縁物アセンブリ３５
が含まれているが、その各々は１対の熱絶縁性か
つ非導電性パイロフイライト部材３６および３７
と中間金属ガスケツト３８から成つている。
チ３１および３１′と同じ材料製の中間ベルトな
いしダイス部材３２とを含んでいる。ダイス部材
３２は開孔３３を有していて、後記の装填アセン
ブリを収容するように成形された反応容器３４が
その中に設置されている。ポンチ３１とダイス部
材３２との間およびポンチ３１′とダイス部材３
２との間にはガスケツト−絶縁物アセンブリ３５
が含まれているが、その各々は１対の熱絶縁性か
つ非導電性パイロフイライト部材３６および３７
と中間金属ガスケツト３８から成つている。
好適な実例の場合、反応容器３４は中空の塩製
円筒３９を含んでいる。とは言え、(a)高温高圧作
業中に（たとえば相転移や緻密化によつて）より
強固かつ堅固な状態に転化せず、しかも(b)たとえ
ばパイロフイライトや多孔質アルミナの場合に見
られるような高温高圧下における体積の不連続性
を実質的に生じないものであれば、円筒３９はそ
の他の材料（たとえばタルク）からも成り得る。
円筒３９を含んでいる。とは言え、(a)高温高圧作
業中に（たとえば相転移や緻密化によつて）より
強固かつ堅固な状態に転化せず、しかも(b)たとえ
ばパイロフイライトや多孔質アルミナの場合に見
られるような高温高圧下における体積の不連続性
を実質的に生じないものであれば、円筒３９はそ
の他の材料（たとえばタルク）からも成り得る。
円筒３９の内部に隣接して、黒鉛製の電気抵抗
加熱管４０が同心的に設置されている。その黒鉛
加熱管４０の内部にはまた、円筒状の塩製ライナ
ー４１が同心的に設置されている。ライナー４１
の上端および下端には、塩製プラグ４２および４
２′がそれぞれはめ込まれている。
加熱管４０が同心的に設置されている。その黒鉛
加熱管４０の内部にはまた、円筒状の塩製ライナ
ー４１が同心的に設置されている。ライナー４１
の上端および下端には、塩製プラグ４２および４
２′がそれぞれはめ込まれている。
円筒３９の両端には導電性金属製の末端円板４
３および４３′が設置され、それにより黒鉛加熱
管４０への電気的接続が達成されている。末端円
板４３および４３′に隣接して末端キヤツプアセ
ンブリ４４および４４′がそれぞれ設置されてい
るが、その各々は導電性リング４６によつて包囲
されたパイロフイライト製プラグないし円板４５
から成つている。
３および４３′が設置され、それにより黒鉛加熱
管４０への電気的接続が達成されている。末端円
板４３および４３′に隣接して末端キヤツプアセ
ンブリ４４および４４′がそれぞれ設置されてい
るが、その各々は導電性リング４６によつて包囲
されたパイロフイライト製プラグないし円板４５
から成つている。
かかる装置において高温および高圧を同時に加
えるための操作技術は当業者にとつて公知であ
る。なお、以上の記載は高温高圧装置の一つの実
例に関するものに過ぎない。すなわち、所要の温
度および圧力を発生し得るものであれば、その他
各種の装置が本発明の範囲内において使用できる
のである。
えるための操作技術は当業者にとつて公知であ
る。なお、以上の記載は高温高圧装置の一つの実
例に関するものに過ぎない。すなわち、所要の温
度および圧力を発生し得るものであれば、その他
各種の装置が本発明の範囲内において使用できる
のである。
同じ縮尺で図示されている訳ではないが、第３
図の装置の空間５１内には装填アセンブリ５０が
はまり込む。装填アセンブリ５０は、ジルコニウ
ム、チタン、タンタル、タングステンおよびモリ
ブテンの中から選ばれた遮蔽金属製の円筒状スリ
ーブ５２から成つている。遮蔽金属スリーブ５２
の内部には、遮蔽金属円板５４および遮蔽金属カ
ツプ５６によつて包囲されたサブアセンブリが設
置されている。多結晶質ダイヤモンド心体中に真
直な貫通穴を持つた複合体の製造を目的とする図
示の配置の場合には、適切な寸法の線〔たとえば
直径0.254mm（0.010インチ）のタングステン線〕
５７が適当に位置決定され、それから（たとえば
溶接によつて）カツプ５６の底に接合支持されて
いる。線５７の周囲には強固な研摩剤（多結晶質
ダイヤモンド）の結晶粒５８が配置され、それに
よつて冷間プレスされた焼結可能な炭化物成形粉
末（炭化物粉末と適切な金属結合剤との混合物）
から成るスリーブ５９内の空所が満たされてい
る。所望ならば、後記のごとく、スリーブ５９が
予め焼結された金属結合炭化物から成つていても
よい。
図の装置の空間５１内には装填アセンブリ５０が
はまり込む。装填アセンブリ５０は、ジルコニウ
ム、チタン、タンタル、タングステンおよびモリ
ブテンの中から選ばれた遮蔽金属製の円筒状スリ
ーブ５２から成つている。遮蔽金属スリーブ５２
の内部には、遮蔽金属円板５４および遮蔽金属カ
ツプ５６によつて包囲されたサブアセンブリが設
置されている。多結晶質ダイヤモンド心体中に真
直な貫通穴を持つた複合体の製造を目的とする図
示の配置の場合には、適切な寸法の線〔たとえば
直径0.254mm（0.010インチ）のタングステン線〕
５７が適当に位置決定され、それから（たとえば
溶接によつて）カツプ５６の底に接合支持されて
いる。線５７の周囲には強固な研摩剤（多結晶質
ダイヤモンド）の結晶粒５８が配置され、それに
よつて冷間プレスされた焼結可能な炭化物成形粉
末（炭化物粉末と適切な金属結合剤との混合物）
から成るスリーブ５９内の空所が満たされてい
る。所望ならば、後記のごとく、スリーブ５９が
予め焼結された金属結合炭化物から成つていても
よい。
多結晶質ダイヤモンド心体中に貫通穴を形成す
るために使用すべき特に優れた金属はタングステ
ンである。なぜなら、タングステンは高い融点を
有する上、使用される高温高圧下での圧縮焼結工
程中にも研摩剤ダイヤモンド結晶粒による変形に
耐え得る堅固な金属だからである。タングステン
はまた、後から溶解または研削によつて除去する
こともそれほど困難でない。なお、その他の材料
たとえばモリブデン、ジルコニウム、チタン、タ
ンタル、ルビジウム、ロジウム、レニウム、オス
ミウムも使用できる。かかる線は図示のごとく一
様な横断面を有する必要はないのであつて、予め
形成された穴を所望の二重テーパ状態に形成する
のに必要な努力を最少にするような形状をも使用
し得る。
るために使用すべき特に優れた金属はタングステ
ンである。なぜなら、タングステンは高い融点を
有する上、使用される高温高圧下での圧縮焼結工
程中にも研摩剤ダイヤモンド結晶粒による変形に
耐え得る堅固な金属だからである。タングステン
はまた、後から溶解または研削によつて除去する
こともそれほど困難でない。なお、その他の材料
たとえばモリブデン、ジルコニウム、チタン、タ
ンタル、ルビジウム、ロジウム、レニウム、オス
ミウムも使用できる。かかる線は図示のごとく一
様な横断面を有する必要はないのであつて、予め
形成された穴を所望の二重テーパ状態に形成する
のに必要な努力を最少にするような形状をも使用
し得る。
装填アセンブリ５０内の残りの容積は、円筒３
９と同じ材料（たとえば塩化ナトリウム）製の円
板６１ａおよび６１ｂ並びに六方晶系窒化ホウ素
製の円板６２ａおよび６２ｂによつて占められて
いる。円板６２ａおよび６２ｂは、円板５４およ
びカツプ５６によつて包囲されたサブアセンブリ
中への望ましくない物質の侵入を最少にするため
に設置されている。なお、スリーブ５２、円板５
４およびカツプ５６がジルコニウムまたはチタン
から成る場合、これらの材料の存在は研摩剤結晶
粒の焼結およびそれに対する金属結合炭化物外被
の接合を増進することが判明した。
９と同じ材料（たとえば塩化ナトリウム）製の円
板６１ａおよび６１ｂ並びに六方晶系窒化ホウ素
製の円板６２ａおよび６２ｂによつて占められて
いる。円板６２ａおよび６２ｂは、円板５４およ
びカツプ５６によつて包囲されたサブアセンブリ
中への望ましくない物質の侵入を最少にするため
に設置されている。なお、スリーブ５２、円板５
４およびカツプ５６がジルコニウムまたはチタン
から成る場合、これらの材料の存在は研摩剤結晶
粒の焼結およびそれに対する金属結合炭化物外被
の接合を増進することが判明した。
以上のような装填アセンブリを例えば上述した
ような高温高圧装置を用いて高温高圧下（約1300
〜1600℃、約50キロバール以上）に圧縮焼結工程
に付するのである。かくすることによりダイヤモ
ンド粒子は集結して強固な多結晶質内部塊状体
（心体）となると共に、外側の焼結金属結合炭化
物塊状体（外被体）は内部塊状体を包囲しかつそ
れと直接接合すると共に圧縮状態下に支持する複
合焼結体がえられる。次いでこの複合体に更に圧
縮支持力を与えるため、この複合体を圧縮状態下
に囲繞支持するべく結束リングをプレスばめする
のである。かくして本発明の線引きダイスが得ら
れる。
ような高温高圧装置を用いて高温高圧下（約1300
〜1600℃、約50キロバール以上）に圧縮焼結工程
に付するのである。かくすることによりダイヤモ
ンド粒子は集結して強固な多結晶質内部塊状体
（心体）となると共に、外側の焼結金属結合炭化
物塊状体（外被体）は内部塊状体を包囲しかつそ
れと直接接合すると共に圧縮状態下に支持する複
合焼結体がえられる。次いでこの複合体に更に圧
縮支持力を与えるため、この複合体を圧縮状態下
に囲繞支持するべく結束リングをプレスばめする
のである。かくして本発明の線引きダイスが得ら
れる。
実施例 １
冷間プレスされた銘柄55Aのカーボロイ粉末
（これは13（重量）％Co＋87（重量）％WCからな
る粉末である）から、直径2.54mm（0.101インチ）
の穿孔を有するスリーブ５９が作製された。この
スリーブがジルコニウム製のカツプ内に設置され
た。カツプ内部の中央には、第４図に示されたご
とく、直径0.254mm（0.010インチ）のタングステ
ン線が底に溶接されて直立していた。かかるタン
グステン線の周囲に100〜200メツシユのダイヤモ
ンド結晶粒が注入され、それによつて焼結可能な
スリーブの穿孔が満たされた。なお、スリーブ５
２並びに円板５４，６３ａおよび６３ｂも金属ジ
ルコニウム〔厚さ0.051mm（0.002インチ）〕の使
用によつて作製された。かかる装填アセンブリが
第３図に示されたような高温高圧装置内に導入さ
れた。1500℃の温度および約55キロバールの圧力
を約60分間にわたつて加えた後、温度が室温近く
まで低下させられ、次いで圧力が解除された。装
置から回収されたダイヤモンド−金属結合炭化物
複合体は約5.8mm（0.23インチ）の直径および約
5.6mm（0.22インチ）の長さを有していた。タン
グスレン線、ジルコニウム包囲体および金属結合
炭化物外面の一部が高温のHF＋HNO2浴中にお
いて溶解された。その後、複合体の表面に保護用
の溶融ポリエチレン被膜が設置される一方、腐食
操作を続行することによつてタングステン線が完
全に除去された。
（これは13（重量）％Co＋87（重量）％WCからな
る粉末である）から、直径2.54mm（0.101インチ）
の穿孔を有するスリーブ５９が作製された。この
スリーブがジルコニウム製のカツプ内に設置され
た。カツプ内部の中央には、第４図に示されたご
とく、直径0.254mm（0.010インチ）のタングステ
ン線が底に溶接されて直立していた。かかるタン
グステン線の周囲に100〜200メツシユのダイヤモ
ンド結晶粒が注入され、それによつて焼結可能な
スリーブの穿孔が満たされた。なお、スリーブ５
２並びに円板５４，６３ａおよび６３ｂも金属ジ
ルコニウム〔厚さ0.051mm（0.002インチ）〕の使
用によつて作製された。かかる装填アセンブリが
第３図に示されたような高温高圧装置内に導入さ
れた。1500℃の温度および約55キロバールの圧力
を約60分間にわたつて加えた後、温度が室温近く
まで低下させられ、次いで圧力が解除された。装
置から回収されたダイヤモンド−金属結合炭化物
複合体は約5.8mm（0.23インチ）の直径および約
5.6mm（0.22インチ）の長さを有していた。タン
グスレン線、ジルコニウム包囲体および金属結合
炭化物外面の一部が高温のHF＋HNO2浴中にお
いて溶解された。その後、複合体の表面に保護用
の溶融ポリエチレン被膜が設置される一方、腐食
操作を続行することによつてタングステン線が完
全に除去された。
塊状体５８としてダイヤモンド結晶粒が使用さ
れるような構造においては、極めて広汎なダイヤ
モンド−ダイヤモンド結合が達成される。
れるような構造においては、極めて広汎なダイヤ
モンド−ダイヤモンド結合が達成される。
ダイヤモンド結晶粒の好適な粒子サイズは230
〜270メツシユ（米国標準ふるい）であるが勿論、
その他の粒度も使用できる。すなわち、ダイヤモ
ンド結晶粒の粒度は約0.1〜約500ミクロンにわた
り得る。
〜270メツシユ（米国標準ふるい）であるが勿論、
その他の粒度も使用できる。すなわち、ダイヤモ
ンド結晶粒の粒度は約0.1〜約500ミクロンにわた
り得る。
ダイス心体として好適な初期ダイヤモンド結晶
含量は100（容量）％である。作製後、ダイス心体
の組成は90〜98（容量）％のダイヤモンドおよび
２〜10（容量）％の金属結合剤（金属結合炭化物
用として使用されたもの）から成る。いずれにせ
よ、ダイヤモンド−ダイヤモンド結合を保証する
ため、完成したダイス心体中には70（容量）％以
上のダイヤモンドが存在しなければならない。初
期ダイヤモンド含量が70〜90（容量）％の場合に
は、焼結可能な炭化物粉末または金属粉末をダイ
ヤモンドと混合することができる。
含量は100（容量）％である。作製後、ダイス心体
の組成は90〜98（容量）％のダイヤモンドおよび
２〜10（容量）％の金属結合剤（金属結合炭化物
用として使用されたもの）から成る。いずれにせ
よ、ダイヤモンド−ダイヤモンド結合を保証する
ため、完成したダイス心体中には70（容量）％以
上のダイヤモンドが存在しなければならない。初
期ダイヤモンド含量が70〜90（容量）％の場合に
は、焼結可能な炭化物粉末または金属粉末をダイ
ヤモンドと混合することができる。
ダイヤモンド心体を有する複合ダイスの作製に
当つては、装填アセンブリ５０が装置３０内に設
置され、圧力が加えられ、そして系が加熱され
る。その際には、炭化物−金属結合剤混合物を焼
結するため、約1300〜1600℃の範囲内の温度が約
３分間以上にわたつて使用されると同時に、系中
のダイヤモンドに対して熱力学的に安定な条件を
保証するため、たとえば約55キロバールの高圧が
系に加えられる。1300℃では最小圧力が約50キロ
バール、また1400℃では最小圧力が約52.5キロバ
ールであることを要する。使用温度下では、勿
論、系中の金属結合剤が融解される結果、その一
部は塊状体５９から塊状体５８中へ移行する。か
かる金属結合剤は、とりわけ多結晶質ダイヤモン
ド心体のダイヤモンド結晶の成長のための触媒兼
溶媒として役立ち得るはずである。
当つては、装填アセンブリ５０が装置３０内に設
置され、圧力が加えられ、そして系が加熱され
る。その際には、炭化物−金属結合剤混合物を焼
結するため、約1300〜1600℃の範囲内の温度が約
３分間以上にわたつて使用されると同時に、系中
のダイヤモンドに対して熱力学的に安定な条件を
保証するため、たとえば約55キロバールの高圧が
系に加えられる。1300℃では最小圧力が約50キロ
バール、また1400℃では最小圧力が約52.5キロバ
ールであることを要する。使用温度下では、勿
論、系中の金属結合剤が融解される結果、その一
部は塊状体５９から塊状体５８中へ移行する。か
かる金属結合剤は、とりわけ多結晶質ダイヤモン
ド心体のダイヤモンド結晶の成長のための触媒兼
溶媒として役立ち得るはずである。
極めて高強度の耐摩耗性心体とそれを包囲する
堅固な炭化物支持材料との間に特別に結合層を挿
入する必要は全くない。
堅固な炭化物支持材料との間に特別に結合層を挿
入する必要は全くない。
炭化物粉末が使用される場合、それは１〜５ミ
クロンの粒度を有する市販の炭化タングステン成
形粉末（炭化タングステン粉末とコバルト粉末と
の混合物）であることが好ましい。所望ならば、
炭化タングステンの全部または一部を炭化チタ
ン、炭化タンタル、炭化モリブデン、炭化クロ
ム、炭化バナジウム等の一種または数種で置換す
ることもできる。また、複合体の顕著な特性を確
保するため、その他の炭化物粉末の少量を使用す
ることもできる。炭化物の結合剤として一部では
ニツケルおよび鉄も使用されてきたことを考慮す
れば、焼結化合物中に金属結合力をもたらす材料
はコバルト、ニツケル、鉄およびそれらの混合物
の中から選ばれた１員であり得る。とは言え、金
属結合剤としてはコバルトが好適である。本発明
の実施に際して有用な炭化物成形粉末の組成は約
75〜94（重量）％の炭化物および約６〜25（重量）
％の金属結合剤から成り得る。かかる炭化物成形
粉末の実例としては、銘柄883のカーボロイ〔こ
れは６（重量）％Co＋94（重量）％WCからなる〕
および銘柄55Aのカーボロイ〔これは13（重量）
％Co＋87（重量）％WCからなる〕が挙げられる。
所望ならば、上記の粉末の使用により、予め焼結
された炭化物スリーブ（第１図）または円板（第
２図）を作製してもよい。その場合には、かかる
焼結成形品が前述の冷間プレスされた成形品の代
りに使用される。
クロンの粒度を有する市販の炭化タングステン成
形粉末（炭化タングステン粉末とコバルト粉末と
の混合物）であることが好ましい。所望ならば、
炭化タングステンの全部または一部を炭化チタ
ン、炭化タンタル、炭化モリブデン、炭化クロ
ム、炭化バナジウム等の一種または数種で置換す
ることもできる。また、複合体の顕著な特性を確
保するため、その他の炭化物粉末の少量を使用す
ることもできる。炭化物の結合剤として一部では
ニツケルおよび鉄も使用されてきたことを考慮す
れば、焼結化合物中に金属結合力をもたらす材料
はコバルト、ニツケル、鉄およびそれらの混合物
の中から選ばれた１員であり得る。とは言え、金
属結合剤としてはコバルトが好適である。本発明
の実施に際して有用な炭化物成形粉末の組成は約
75〜94（重量）％の炭化物および約６〜25（重量）
％の金属結合剤から成り得る。かかる炭化物成形
粉末の実例としては、銘柄883のカーボロイ〔こ
れは６（重量）％Co＋94（重量）％WCからなる〕
および銘柄55Aのカーボロイ〔これは13（重量）
％Co＋87（重量）％WCからなる〕が挙げられる。
所望ならば、上記の粉末の使用により、予め焼結
された炭化物スリーブ（第１図）または円板（第
２図）を作製してもよい。その場合には、かかる
焼結成形品が前述の冷間プレスされた成形品の代
りに使用される。
正確な寸法の貫通穴を有する複合体（たとえば
複合体１０および２０）が作製された後、かかる
構造の主たる利点の一つに基づけば、複合体の外
面が回転体（たとえば正円柱または円錐台）とし
て正確に成形される。ダイス心体中の貫通穴と実
質的に同じ中心を有するよう適切に成形されれ
ば、かかる複合体を１個以上の高強度結束リング
内に収容し、それによつて70Kg／mm2（100000psi）
以上の圧縮応力を一様に付加することができる。
設計および組立てが適切であれば、かかる圧縮応
力は複合体を通してダイス心体の外面へ永続的か
つ一様に伝達されることになる。
複合体１０および２０）が作製された後、かかる
構造の主たる利点の一つに基づけば、複合体の外
面が回転体（たとえば正円柱または円錐台）とし
て正確に成形される。ダイス心体中の貫通穴と実
質的に同じ中心を有するよう適切に成形されれ
ば、かかる複合体を１個以上の高強度結束リング
内に収容し、それによつて70Kg／mm2（100000psi）
以上の圧縮応力を一様に付加することができる。
設計および組立てが適切であれば、かかる圧縮応
力は複合体を通してダイス心体の外面へ永続的か
つ一様に伝達されることになる。
結束リングは（作業条件下において）高強度の
適当な材料たとえば超合金、ステンレス鋼、高力
鋼、分散硬化合金、強化金属、強化プラスチツク
および超硬合金から成り得る。
適当な材料たとえば超合金、ステンレス鋼、高力
鋼、分散硬化合金、強化金属、強化プラスチツク
および超硬合金から成り得る。
第５図に示されたアセンブリにおいては、複合
体７０の焼結炭化物外被が正円柱として精密に成
形された。かかる複合体７０〔たとえば外径
7.671mm（0.3020インチ）〕が金属リング７１〔た
とえば内径7.663mm（0.3017インチ）〕内にプレス
ばめされ、次いで金属リング７１のテーパ外面
（好ましくは２〜４％）に適合するようなテーパ
内面を有する金属リング７２内に複合体７０およ
び金属リング７１のサブアセンブリがプレスばめ
された。また、破裂の場合に備えて、ダイスアセ
ンブリを保安リング７３内に収容することもでき
る。
体７０の焼結炭化物外被が正円柱として精密に成
形された。かかる複合体７０〔たとえば外径
7.671mm（0.3020インチ）〕が金属リング７１〔た
とえば内径7.663mm（0.3017インチ）〕内にプレス
ばめされ、次いで金属リング７１のテーパ外面
（好ましくは２〜４％）に適合するようなテーパ
内面を有する金属リング７２内に複合体７０およ
び金属リング７１のサブアセンブリがプレスばめ
された。また、破裂の場合に備えて、ダイスアセ
ンブリを保安リング７３内に収容することもでき
る。
タングステン線を引抜くためのダイスアセンブ
リの場合、たとえば、リング７１はＨ−21鋼、リ
ング７２は超合金（ルネ41）、そしてリング７３
はステンレス鋼から成る。また、低温下で軟い金
属線（たとえば銅線）を引抜くためのダイスアセ
ンブリの場合には、全てのリングがステンレス鋼
から成り得る。
リの場合、たとえば、リング７１はＨ−21鋼、リ
ング７２は超合金（ルネ41）、そしてリング７３
はステンレス鋼から成る。また、低温下で軟い金
属線（たとえば銅線）を引抜くためのダイスアセ
ンブリの場合には、全てのリングがステンレス鋼
から成り得る。
第６図に示されたダイスアセンブリは組立てが
一層容易であり、しかも部品数が少なくて済む。
この例の場合には、複合体８０の焼結炭化物外被
の外面が約２〜４％のテーパの付いた円錐台とし
て精密に研削された。かかるテーパの付いた複合
体がリング８１内にプレスばめされた。第５図の
場合と同様、保安のためにリング８２が設置され
ているが、圧縮応力を及ぼすのはリング８１であ
る。
一層容易であり、しかも部品数が少なくて済む。
この例の場合には、複合体８０の焼結炭化物外被
の外面が約２〜４％のテーパの付いた円錐台とし
て精密に研削された。かかるテーパの付いた複合
体がリング８１内にプレスばめされた。第５図の
場合と同様、保安のためにリング８２が設置され
ているが、圧縮応力を及ぼすのはリング８１であ
る。
円柱状の複合体が結束リング内に焼ばめされて
いるようなダイスアセンブリを作製することもで
きる。かかるアセンブリは、たとえば銅の低温
（約100℃以下）線引き用として有用である。複合
ダイスに付加され得る圧縮応力の強さに関して
は、かかるアセンブリは著しく限定されてしま
う。
いるようなダイスアセンブリを作製することもで
きる。かかるアセンブリは、たとえば銅の低温
（約100℃以下）線引き用として有用である。複合
ダイスに付加され得る圧縮応力の強さに関して
は、かかるアセンブリは著しく限定されてしま
う。
勿論、ダイス心体中の貫通穴は円形であること
を要しない。
を要しない。
実施例 ２
冷間プレスされた粉末〔87（重量）％WC＋13
（重量）％Co〕から、約3.8mm（0.15インチ）の長
さ、約2.5mm（0.10インチ）の内径および6.4mm
（0.25インチ）の外径を有する厚肉スリーブが作
製された。このスリーブがぴつたりと寸法の合つ
た肉厚約0.051mm（0.002インチ）のジルコニウム
製カツプ内に設置された。次いで、230／270メツ
シユの人造ダイヤモンド結晶粒を注入して軽く突
固めることにより、中央の穿孔が満たされた。そ
の後、それぞれ約6.4mm（0.25インチ）の直径お
よび0.051mm（0.002インチ）の厚さを有する２枚
のジルコニウム製円板がダイヤモンドで満たされ
たスリーブの上部に設置された。ジルコニウム製
カツプおよびプレス粉末スリーブの全体が肉厚
0.026mm（0.001インチ）のジルコニウム製管内に
収容された。かかるアセンブリが圧縮塩製のホル
ダー内に設置され、それから第３図に関連して記
載されたような黒鉛加熱管内に挿入された。アセ
ンブリに対する圧力を約55キロバールに上げた
後、約1550℃で60分間にわたる加熱が行われた。
冷却およびそれに続く圧力解除の後、カツプ、ス
リーブおよびダイヤモンドの全体が強固な円筒と
して回収された。付着したジルコニウムをHF−
HNO3混合物中において溶解した後、円筒の一方
の端面をダイヤモンドラツプ上で研摩することに
より、中央のダイヤモンド柱の端面が検査され
た。その結果、広汎なダイヤモンド−ダイヤモン
ド結合が観察された。次いで、円柱の側面（金属
結合炭化物）が直径5.182mm（0.204インチ）に研
削された。他方、5.141mm（0.2024インチ）の内
径、38.1mm（1.50インチ）の外径および12.7mm
（0.50インチ）の厚さを有する軟鋼製リングが作
製され、それから400℃に加熱された。かかるイ
ングの穴の中に上記のダイヤモンド含有円柱が手
早く圧入され、それから全体が放冷された。最後
に、タングステン線を引抜くのに適した直径
0.381mm（0.015インチ）の穴がダイヤモンド柱内
に形成された。こうして完成したダイスアセンブ
リを用いてタングステン線が引抜かれた。線引き
作業に当つては、ダイスは約400℃に維持される
一方、線は約800℃に予熱された。
（重量）％Co〕から、約3.8mm（0.15インチ）の長
さ、約2.5mm（0.10インチ）の内径および6.4mm
（0.25インチ）の外径を有する厚肉スリーブが作
製された。このスリーブがぴつたりと寸法の合つ
た肉厚約0.051mm（0.002インチ）のジルコニウム
製カツプ内に設置された。次いで、230／270メツ
シユの人造ダイヤモンド結晶粒を注入して軽く突
固めることにより、中央の穿孔が満たされた。そ
の後、それぞれ約6.4mm（0.25インチ）の直径お
よび0.051mm（0.002インチ）の厚さを有する２枚
のジルコニウム製円板がダイヤモンドで満たされ
たスリーブの上部に設置された。ジルコニウム製
カツプおよびプレス粉末スリーブの全体が肉厚
0.026mm（0.001インチ）のジルコニウム製管内に
収容された。かかるアセンブリが圧縮塩製のホル
ダー内に設置され、それから第３図に関連して記
載されたような黒鉛加熱管内に挿入された。アセ
ンブリに対する圧力を約55キロバールに上げた
後、約1550℃で60分間にわたる加熱が行われた。
冷却およびそれに続く圧力解除の後、カツプ、ス
リーブおよびダイヤモンドの全体が強固な円筒と
して回収された。付着したジルコニウムをHF−
HNO3混合物中において溶解した後、円筒の一方
の端面をダイヤモンドラツプ上で研摩することに
より、中央のダイヤモンド柱の端面が検査され
た。その結果、広汎なダイヤモンド−ダイヤモン
ド結合が観察された。次いで、円柱の側面（金属
結合炭化物）が直径5.182mm（0.204インチ）に研
削された。他方、5.141mm（0.2024インチ）の内
径、38.1mm（1.50インチ）の外径および12.7mm
（0.50インチ）の厚さを有する軟鋼製リングが作
製され、それから400℃に加熱された。かかるイ
ングの穴の中に上記のダイヤモンド含有円柱が手
早く圧入され、それから全体が放冷された。最後
に、タングステン線を引抜くのに適した直径
0.381mm（0.015インチ）の穴がダイヤモンド柱内
に形成された。こうして完成したダイスアセンブ
リを用いてタングステン線が引抜かれた。線引き
作業に当つては、ダイスは約400℃に維持される
一方、線は約800℃に予熱された。
約54キログラムのタングステン線を引抜いた
後、導出される線の寸法および形状から、ダイス
を通過する線の及ぼす破裂力のためにダイヤモン
ド部分の割れたことが判明した。明らかに、軟鋼
製リングのもたらす半径方向の圧縮支持力はかか
る作業条件下では不十分であつた。とは言え、上
記のダイスの寿命はかかる条件に対して天然の単
結晶ダイヤモンドダイスが示す寿命に匹敵するも
のであつた。
後、導出される線の寸法および形状から、ダイス
を通過する線の及ぼす破裂力のためにダイヤモン
ド部分の割れたことが判明した。明らかに、軟鋼
製リングのもたらす半径方向の圧縮支持力はかか
る作業条件下では不十分であつた。とは言え、上
記のダイスの寿命はかかる条件に対して天然の単
結晶ダイヤモンドダイスが示す寿命に匹敵するも
のであつた。
実施例 ３
実施例２に記載されたものと同様なダイヤモン
ド結晶粒とWC＋Co製スリーブとのアセンブリが
作製された。ただし、本実施例におけるスリーブ
の穿孔は3.18mm（0.125インチ）の直径を有して
いた。実施例２の場合と同様、かかるアセンブリ
をジルコニウム内に封入して高温高圧を加えた
後、円柱が回収され、外径5.18mm（0.204インチ）
に研削され、それから実施例２の場合と同様な軟
鋼製リング内に圧入された。
ド結晶粒とWC＋Co製スリーブとのアセンブリが
作製された。ただし、本実施例におけるスリーブ
の穿孔は3.18mm（0.125インチ）の直径を有して
いた。実施例２の場合と同様、かかるアセンブリ
をジルコニウム内に封入して高温高圧を加えた
後、円柱が回収され、外径5.18mm（0.204インチ）
に研削され、それから実施例２の場合と同様な軟
鋼製リング内に圧入された。
標準的な穿孔技術に従つてダイヤモンド柱に穴
をあけることにより、直径0.325mm（0.128イン
チ）のタングステン線を引抜くための線引きダイ
スが作製された。かかるダイスが実施例２の場合
と同様な条件下で使用された。
をあけることにより、直径0.325mm（0.128イン
チ）のタングステン線を引抜くための線引きダイ
スが作製された。かかるダイスが実施例２の場合
と同様な条件下で使用された。
約700キログラムのタングステン線を引抜いた
後、リング内の円筒がゆるんだので、検査のため
ダイスの使用が中止された。その結果、ダイスは
割れたり著しく摩耗したりした訳ではないが、結
束リング内でのゆるみのために使用不可能である
ことが判明した。それでもなお、このダイスは伝
統的な単結晶ダイヤモンドダイスに比べて２倍以
上の寿命を示した。次いで、かかるダイスは一層
大きな圧縮応力を与えるリング内に再装着されか
つ一層太い線を引抜くように穿孔し直されたが、
その後にも満足すべき性能が得られた。
後、リング内の円筒がゆるんだので、検査のため
ダイスの使用が中止された。その結果、ダイスは
割れたり著しく摩耗したりした訳ではないが、結
束リング内でのゆるみのために使用不可能である
ことが判明した。それでもなお、このダイスは伝
統的な単結晶ダイヤモンドダイスに比べて２倍以
上の寿命を示した。次いで、かかるダイスは一層
大きな圧縮応力を与えるリング内に再装着されか
つ一層太い線を引抜くように穿孔し直されたが、
その後にも満足すべき性能が得られた。
実施例 ４
実施例３の場合と同様、多結晶質ダイヤモンド
および焼結炭化タングステン−コバルトスリーブ
から成る複合ダイス本体が作製され、そして外径
5.182mm（0.204インチ）に研削された。かかる本
体が高温加工タングステン鋼製の硬化研削スリー
ブ内に圧入された。このスリーブは5.174mm
（0.2037インチ）の内径および6.35mm（0.250イン
チ）の長さを有するもので、その外面はテーパを
有していた〔一端が直径11.4mm（0.450インチ）
かつ他端が直径11.3mm（0.445インチ）〕。次いで、
かかるアセンブリが12.7mm（0.50インチ）の厚さ
および38.1mm（1.50インチ）の外径〔18−８ステ
ンレス鋼製保安リングの肉厚1.55mm（0.062イン
チ）を含む〕を有するルネ41製リングのテーパ穴
の中に約1360Kg（3000ポンド）の力で圧入され
た。この結果、ルネ41製リングは内部のアセンブ
リに約84Kg／mm2（120000psi）の圧縮応力を及ぼ
し、それによつてダイスを通過する線のもたらす
破裂力を阻止した。こうして完成したアセンブリ
は第５図に示されたものと同様である。
および焼結炭化タングステン−コバルトスリーブ
から成る複合ダイス本体が作製され、そして外径
5.182mm（0.204インチ）に研削された。かかる本
体が高温加工タングステン鋼製の硬化研削スリー
ブ内に圧入された。このスリーブは5.174mm
（0.2037インチ）の内径および6.35mm（0.250イン
チ）の長さを有するもので、その外面はテーパを
有していた〔一端が直径11.4mm（0.450インチ）
かつ他端が直径11.3mm（0.445インチ）〕。次いで、
かかるアセンブリが12.7mm（0.50インチ）の厚さ
および38.1mm（1.50インチ）の外径〔18−８ステ
ンレス鋼製保安リングの肉厚1.55mm（0.062イン
チ）を含む〕を有するルネ41製リングのテーパ穴
の中に約1360Kg（3000ポンド）の力で圧入され
た。この結果、ルネ41製リングは内部のアセンブ
リに約84Kg／mm2（120000psi）の圧縮応力を及ぼ
し、それによつてダイスを通過する線のもたらす
破裂力を阻止した。こうして完成したアセンブリ
は第５図に示されたものと同様である。
伝統的な技術に従つてダイヤモンド心体の穿孔
および仕上を行うことにより、直径0.33mm
（0.013インチ）のタングステン線を引抜くのに適
したダイスが作製された。数カ月間にわたる使用
の後、通常の生産工程において1100キログラム以
上の高温タングステン線がかかるダイスから引抜
かれた。しかるに、ダイスはなお新品同様の外観
を有していて、更に継続使用された。この時点ま
でで上記のダイスは、同じ作業条件下で使用され
た最良の伝統的なダイヤモンドダイスに比べて数
倍量のタングステン線を生産した。
および仕上を行うことにより、直径0.33mm
（0.013インチ）のタングステン線を引抜くのに適
したダイスが作製された。数カ月間にわたる使用
の後、通常の生産工程において1100キログラム以
上の高温タングステン線がかかるダイスから引抜
かれた。しかるに、ダイスはなお新品同様の外観
を有していて、更に継続使用された。この時点ま
でで上記のダイスは、同じ作業条件下で使用され
た最良の伝統的なダイヤモンドダイスに比べて数
倍量のタングステン線を生産した。
実施例 ５
8.81mm（0.347インチ）の外径および約6.35mm
（0.250インチ）の長さを有する焼結炭化タングス
テン−コバルト〔87（重量）％WC＋13（重量）％
Co〕製円柱の中央に直径4.32mm（0.170インチ）
の穴が形成された。かかる穴が230／270メツシユ
の人造ダイヤモンド結晶粒で満たされた。こうし
て得られたアセンブリが厚さ0.051mm（0.002イン
チ）のジルコニウム板で包囲され、それから上記
のごとき高温高圧反応容器内に設置された。装填
アセンブリに約55キロバールの圧力が加えられる
一方、約1550℃で58分間にわたる加熱が行われ
た。冷却後、圧力が解除され、それから装填アセ
ンブリが強固な円柱として回収された。ジルコニ
ウム外層が研摩剤で除去され、それから円柱の両
端面がダイヤモンドラツプ上で研摩された。ダイ
ヤモンド心体の両端が平らになつた後、顕微鏡に
よる観察が行われた。その結果、ダイヤモンド心
体は相互にしつかりと結合した多数の結晶粒から
成つていて、多くのダイヤモンド−ダイヤモンド
結合が見られた。かかる円柱の長さは5.21mm
（0.205インチ）であつた。次いで、円柱の側面が
２％のテーパを有するように研削された結果、大
きい方の端面が直径8.36mm（0.329インチ）かつ
小さい方の端面が直径8.26mm（0.325インチ）と
なつた。
（0.250インチ）の長さを有する焼結炭化タングス
テン−コバルト〔87（重量）％WC＋13（重量）％
Co〕製円柱の中央に直径4.32mm（0.170インチ）
の穴が形成された。かかる穴が230／270メツシユ
の人造ダイヤモンド結晶粒で満たされた。こうし
て得られたアセンブリが厚さ0.051mm（0.002イン
チ）のジルコニウム板で包囲され、それから上記
のごとき高温高圧反応容器内に設置された。装填
アセンブリに約55キロバールの圧力が加えられる
一方、約1550℃で58分間にわたる加熱が行われ
た。冷却後、圧力が解除され、それから装填アセ
ンブリが強固な円柱として回収された。ジルコニ
ウム外層が研摩剤で除去され、それから円柱の両
端面がダイヤモンドラツプ上で研摩された。ダイ
ヤモンド心体の両端が平らになつた後、顕微鏡に
よる観察が行われた。その結果、ダイヤモンド心
体は相互にしつかりと結合した多数の結晶粒から
成つていて、多くのダイヤモンド−ダイヤモンド
結合が見られた。かかる円柱の長さは5.21mm
（0.205インチ）であつた。次いで、円柱の側面が
２％のテーパを有するように研削された結果、大
きい方の端面が直径8.36mm（0.329インチ）かつ
小さい方の端面が直径8.26mm（0.325インチ）と
なつた。
9.53mm（0.375インチ）の厚さおよび25.4mm
（1.00インチ）の外径を有するリングが18−８ス
テンレス鋼から作製された。内部の穴は２％のテ
ーパを有していて、大きい方の末端における直径
は8.296mm（0.3266インチ）であつた。かかる穴
の中に上記のダイヤモンド−焼結炭化物複合円柱
を約227Kg（500ポンド）の力で圧入した結果、保
安リングの点を除き、第６図に示されたものと同
様なアセンブリが得られた。このようにすれば、
18−８ステンレス鋼製リングが内部の複合円柱に
約28Kg／mm2（40000psi）のフープ圧縮応力を及ぼ
すことになる。
（1.00インチ）の外径を有するリングが18−８ス
テンレス鋼から作製された。内部の穴は２％のテ
ーパを有していて、大きい方の末端における直径
は8.296mm（0.3266インチ）であつた。かかる穴
の中に上記のダイヤモンド−焼結炭化物複合円柱
を約227Kg（500ポンド）の力で圧入した結果、保
安リングの点を除き、第６図に示されたものと同
様なアセンブリが得られた。このようにすれば、
18−８ステンレス鋼製リングが内部の複合円柱に
約28Kg／mm2（40000psi）のフープ圧縮応力を及ぼ
すことになる。
伝統的な技術に従つてかかるアセンブリ中のダ
イヤモンド心体の穿孔および仕上を行うことによ
り、直径10.23mm（0.403インチ）の銅線を引抜く
ためのダイスが作製された。かかるダイスを数カ
月間にわたつて使用したところ、エナメル絶縁に
適した優秀な表面仕上を示す23t（50000ポンド）
以上の銅線が生産された。その上、多結晶質摩擦
面は導入線からの潤滑剤を捕捉することによつて
通過する線の潤滑状態を改善するようにも思われ
た。このダイスアセンブリは更に継続使用され
た。
イヤモンド心体の穿孔および仕上を行うことによ
り、直径10.23mm（0.403インチ）の銅線を引抜く
ためのダイスが作製された。かかるダイスを数カ
月間にわたつて使用したところ、エナメル絶縁に
適した優秀な表面仕上を示す23t（50000ポンド）
以上の銅線が生産された。その上、多結晶質摩擦
面は導入線からの潤滑剤を捕捉することによつて
通過する線の潤滑状態を改善するようにも思われ
た。このダイスアセンブリは更に継続使用され
た。
第１図は二重テーパの付いた貫通穴を有する概
して円柱状の多結晶質心体およびそれに直接結合
された金属結合炭化物外被から成る複合線引きダ
イスの断面図、第２図は多結晶質層の上面、下面
および側面がそれに直接結合された一体的な金属
結合炭化物層によつて包囲されておりかつ線の形
状および寸法決定に役立つ二重テーパの付いた貫
通穴の少なくとも喉部がかかる多結晶質層によつ
て定義されている回転体状の複合ダイスの断面
図、第３図は本発明の複合ダイス作製用の高温高
圧装置の一例を示す断面図（一部は立面図）、第
４図は第３図の装置の作用空間内に導入すべき装
填アセンブリの断面図、そして第５図および第６
図は複合ダイス−結束リングアセンブリの実施例
を示す断面図である。図中、１１は多結晶質心
体、１２は貫通穴、１３は金属結合炭化物外被、
２１は多結晶質層、２２ａ〜２２ｃは金属結合炭
化物層、そして２３は貫通穴を表わす。
して円柱状の多結晶質心体およびそれに直接結合
された金属結合炭化物外被から成る複合線引きダ
イスの断面図、第２図は多結晶質層の上面、下面
および側面がそれに直接結合された一体的な金属
結合炭化物層によつて包囲されておりかつ線の形
状および寸法決定に役立つ二重テーパの付いた貫
通穴の少なくとも喉部がかかる多結晶質層によつ
て定義されている回転体状の複合ダイスの断面
図、第３図は本発明の複合ダイス作製用の高温高
圧装置の一例を示す断面図（一部は立面図）、第
４図は第３図の装置の作用空間内に導入すべき装
填アセンブリの断面図、そして第５図および第６
図は複合ダイス−結束リングアセンブリの実施例
を示す断面図である。図中、１１は多結晶質心
体、１２は貫通穴、１３は金属結合炭化物外被、
２１は多結晶質層、２２ａ〜２２ｃは金属結合炭
化物層、そして２３は貫通穴を表わす。
Claims (1)
- １ (a)多結晶質ダイヤモンドからなり、かつ貫通
穴を有している内部塊状体と、(b)この内部塊状体
を圧縮状態下に支持し、該内部塊状体と一体的に
強固に直接結合され、かつそれを包囲する金属結
合金属炭化物外部塊状体とからなる円柱状の複合
体、および(c)該複合体を圧縮状態下に囲繞支持す
る外部結束リングを設けたことを特徴とする線引
きダイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US345178 | 1973-03-26 | ||
| US00345178A US3831428A (en) | 1973-03-26 | 1973-03-26 | Composite wire drawing die |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61269928A JPS61269928A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0475084B2 true JPH0475084B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=23353892
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49032727A Pending JPS5026746A (ja) | 1973-03-26 | 1974-03-25 | |
| JP15652578A Granted JPS5499061A (en) | 1973-03-26 | 1978-12-20 | Production of composite line drawing dice |
| JP61054560A Granted JPS61269928A (ja) | 1973-03-26 | 1986-03-12 | 線引きダイス |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49032727A Pending JPS5026746A (ja) | 1973-03-26 | 1974-03-25 | |
| JP15652578A Granted JPS5499061A (en) | 1973-03-26 | 1978-12-20 | Production of composite line drawing dice |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3831428A (ja) |
| JP (3) | JPS5026746A (ja) |
| AR (1) | AR201040A1 (ja) |
| AT (1) | AT345762B (ja) |
| BE (1) | BE812857A (ja) |
| BR (1) | BR7402345D0 (ja) |
| CA (1) | CA999556A (ja) |
| CH (1) | CH579425A5 (ja) |
| DE (1) | DE2413166A1 (ja) |
| ES (1) | ES424402A1 (ja) |
| FR (1) | FR2223097B1 (ja) |
| IE (1) | IE38922B1 (ja) |
| IN (1) | IN139389B (ja) |
| IT (1) | IT1008450B (ja) |
| NL (1) | NL7402920A (ja) |
| SE (1) | SE417063B (ja) |
| ZA (1) | ZA741265B (ja) |
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