JPH0515367Y2 - - Google Patents

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JPH0515367Y2
JPH0515367Y2 JP1987093504U JP9350487U JPH0515367Y2 JP H0515367 Y2 JPH0515367 Y2 JP H0515367Y2 JP 1987093504 U JP1987093504 U JP 1987093504U JP 9350487 U JP9350487 U JP 9350487U JP H0515367 Y2 JPH0515367 Y2 JP H0515367Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、線条材料を整形および研磨する線引
ダイスに関するものである。
（従来の技術） 米国特許第3831428号は、中心に位置する二重
テーパー付きの貫通孔を有しかつ金属結合炭化物
即ち超硬合金の支持体によつて包囲されたダイヤ
モンド又は立方晶系窒化硼素の圧縮成形体を具
え、圧縮成形体と炭化物支持体との間の界面には
空隙がなくかつ不規則であり１−100μmの尺度で
かみ合つている線引ダイスについて記載してい
る。
米国特許第4063909号には、遷移金属層によつ
て超硬合金支持体に結合したダイヤモンド圧縮成
形体及び立方晶系窒化硼素の圧縮成形体を具えた
研摩材本体について記載している。
（考案が解決しようとする課題） しかし、従来の線引ダイスにあつては周囲の超
硬合金支持体と内部の圧縮成形体との間に充分に
満足のいく結合が得られず、寿命も短かくまた品
質が一定せず製品にばらつきがでるという欠点が
あつた。
従つて本考案の目的は超硬合金支持体と圧縮成
形体との間の結合を確実かつ容易にえることがで
き、品質が一定の線引ダイスを得るにある。
（課題を解決するための手段） この目的を達成するための本考案線引ダイス
は、ダイヤモンド又は立方晶系窒化硼素の研摩性
圧縮成形体と、この圧縮成形体を包囲しかつこの
圧縮成形体の周囲を均一に支持する金属結合炭化
物支持体と、さらにこの炭化物支持体を研摩性圧
縮成形体に結合する結合金属層とを具え、この結
合金属層の金属をタンタル層又はタンタル合金層
としたことを特徴とする。
この結合金属層は主にタンタルから構成され
る。しかし常に結合金属層の若干が超硬合金包囲
支持体の金属および圧縮成形体に金属が含有され
ている場合の圧縮成形体の金属に混ざつて部分的
にタンタル合金層が形成される。
この結合金属層の厚さは一般に0.01mm〜0.25mm
の範囲にある。代表的な厚さは0.125mmである。
研摩性圧縮成形体は、ダイヤモンド又は立方晶
系窒化硼素の圧縮成形体である。そのような研摩
性圧縮成形体は、当該技術分野で周知であり、硬
い集合体として結合された研摩性粒子により構成
される。ダイヤモンド圧縮成形体においては研摩
性粒子は主にダイヤモンドであり、一方、立方晶
系窒化硼素圧縮成形体においては研摩性粒子は主
に立方晶系窒化硼素である。
圧縮成形体の研摩性粒子の含有量は少なくとも
50容積％であり、一般には少なくとも70容積％で
ある。好ましくは研摩性粒子の含有量は、この圧
縮成形体の80〜90容積％である。
ダイヤモンド圧縮成形体の場合には、ダイヤモ
ンド成長のための溶媒として作用することのでき
る結合金属マトリツクスを添加することが好まし
い。好適な溶媒としては、ニツケル、コバルトお
よび鉄、並びにこれらの金属の１種または２種以
上を含む合金とがある。
立方晶系窒化硼素圧縮成形体の場合には、立方
晶系窒化硼素の成長のための溶媒として作用する
ことのできる結合金属マトリツクスを添加するの
が好ましい。好適な溶媒としては、アルミニウム
及び、アルミニウムとニツケル、コバルト、マン
ガン、鉄、バナジウム又はクロムとの合金があ
る。
ダイヤモンド及び立方晶系窒化硼素の各圧縮成
形体は、研摩性粒子が結晶学的に案定になる温度
と圧力との条件の下に作られる。そのような圧縮
成形体は、研摩性粒子を高い含有量で含み、大き
な単結晶の代替物として使用することができる。
金属結合される炭化物としては、金属結合相と
ともに焼結して硬い塊となる、炭化タンタル、炭
化チタン、炭化タングステン又はそれらの混合物
がある。好適な金属結合相の金属としては、コバ
ルト、ニツケル、鉄及びこれらの金属の１種又は
それ以上を含む合金がある。
金属結合相は典型的に約６〜35重量％存在す
る。金属結合された炭化物は、いわゆる超硬合金
又は焼結炭化物と称される。
タンタル層又はタンタル合金層は圧縮成形体を
周囲の炭化物支持体に極めて有効に結合できるこ
とを本願人は見出した。さらに、驚くべきこと
に、圧縮成形体と周囲の炭化物支持体との結合に
関してタンタルが他のいかなる遷移金属よりも再
現性に優れ、品質の一定した線引きダイスを製造
できることを本願人は見出した。
本考案はさらに、圧縮成形体が中心に位置する
貫通孔を有する上述の線引ダイスを具えた線引ダ
イス複合体を提供する。この貫通孔は典型的に二
重のテーパーを付けた孔である。
（実施例） 線引ダイス複合体の実施例を、その添付の側面
断面図によつて示す。
この図面には、コンパクトすなわち圧縮成形体
１０を示し、この圧縮成形体１０には二重にテー
パーを付けた貫通孔１２を設ける。この圧縮成形
体１０は、金属結合炭化物支持体１４によつて包
囲され、タンタル結合層１６によつてその金属結
合炭化物支持体１４に結合される。上述のよう
に、このタンタル結合層１６は、このような使用
においては、金属結合炭化物支持体１４の金属及
び圧縮成形体１０の金属に混ざり合つて部分的に
タンタル合金層を生ずる。
本考案の線引ダイスは、高温／高圧の装置を使
用して形成する。この製造に伴う工程は以下に示
す通りである。即ち、 (i) 以下のものを上記の装置の反応カプセル（気
密容器）に入れる。
(a) 金属結合した炭化物支持体、又は炭化物と
炭化物支持体を生成するのに適した粉末状金
属結合相との混合物。
(b) 炭化物支持体又は炭化物混合物の内側に配
置しかつ炭化物支持体又は炭化物混合物に接
触させた、結合金属層としての粉末状又は箔
状の、タンタル又はタンタル合金。
(c) 結合金属層としてのタンタル又はタンタル
合金層の内側に配置した圧縮成形体を形成す
るに必要な成分。
(ii) カプセルの内容物には研摩性粒子を結晶学的
に安定にする高温高圧条件を加える。
(iii) この高温高圧の条件を少なくとも10〜15分間
維持する。
(iv) 温度を周囲条件に戻す。
(v) 圧力を釈放する。
(vi) この反応カプセルから複合体を回収する。
中心に位置する孔をドリル穿孔するか、又は既
知の技術を使用し圧縮成形体にこの孔を形成す
る。代案として、反応カプセルに詰め込む際に圧
縮成形体を形成する成分内に適当な金属線を配置
することによつてこの孔を形成することができ
る。複合体の回収後、適当な酸で金属線を溶解す
ることによつてこの金属線を除去して孔を形成す
ることができる。
圧縮成形体を形成する成分は、ダイヤモンド成
長のための溶媒として作用する粉末状の結合金属
マトリツクスと研摩性粒子との混合物、又は結合
金属層の内側でかつこれと接触するように配置し
たダイヤモンド成長のための溶媒として作用する
結合金属マトリツクスの箔とこの結合金属マトリ
ツクス箔の内側に配置した研摩性粒子若しくはダ
イヤモンド成長のための溶媒として作用する結合
金属マトリツクスの箔の間に挟んだ研摩性粒子と
の混合物とすることができる。
使用される典型的な高温高圧の条件は、それぞ
れ1450〜1600℃及び55〜70kilobar（キロバール）
である。
本考案の一つの実施例として、次のようにして
線引ダイス複合体を形成した。普通の高温高圧装
置の反応カプセルには以下のものを充填した。即
ち、予め成形した炭化タングステンの超硬合金即
ち金属結合炭化物の支持体、この支持体の内側で
かつこの支持体に接触し、外側の金属結合炭化物
支持体と内側の圧縮成形体とを結合させる結合要
素として作用するタンタル箔、このタンタル箔の
内側でかつこのタンタル箔に接触し、中心に配置
する圧縮成形すべき研磨性粒子を連晶させて圧縮
成形体を形成するための結合金属マトリツクスと
して作用するコバルト箔、このコバルト箔の内側
の空間を充満する研磨性粒子としてのダイヤモン
ド粒子を充填する。
次に反応カプセルを高温高圧装置に入れ、その
内容物を55kilobar（キロバール）の圧力と同時に
約1500℃温度にさらした。これらの高温高圧の条
件を30分間維持した。
次いでこの温度を周囲温度に戻しこの圧力を釈
放した。この後、タンタル結合層によつて周囲の
炭化タングステン超硬合金支持体に結合されたダ
イヤモンド圧縮成形体から成る複合体をカプセル
から回収した。タンタル結合層の一部は、製造中
に生ずるタンタルとダイヤモンド粒子を連晶させ
て結合する結合金属マトリツクスとしてのコバル
トとの合金化のため、実際には、タンタル層とタ
ンタル／コバルト合金のタンタル合金層との複合
層である。ダイヤモンド粒子を連晶させる結合金
属マトリツクスとしてコバルト以外の他の金属を
使用した場合には、使用した他の金属とのタンタ
ル合金層を部分的に生ずる。この結合層は約
0.125mmの厚さを有した。最終的に線引ダイス複
合体を形成するため、従来の孔あけドリルの技術
を用いてダイヤモンド圧縮成形体の中心に二重の
テーパーを付けた孔をあけた。
使用に際しては、この線引ダイス複合体は通常
の方法で好適な金属結合リングに取付けられる。
（考案の効果） 本考案によれば、金属結合炭化物支持体と中心
の圧縮成形体との間にタンタル層を介在させたこ
とにより、この中間におけるタンタル層のタンタ
ルと金属結合炭化物支持体に含有される金属の一
部とが反応してタンタル層外周に部分的にタンタ
ル合金層を生じ、これによりタンタル層本体と金
属結合炭化物支持体層本体は混じり合うことなく
存在するとともに両層の充分な結合が得られる。
また好適には、圧縮成形体を成長させるための溶
媒として圧縮成形体素材に含有させた金属マトリ
ツクスの金属例えばコバルトの一部とタンタル層
のタンタルが反応してタンタル層内周に部分的に
タンタル合金層が生じ、やはりタンタル層本体と
圧縮成形体層本体は混じり合うことなく存在して
充分な結合が得られる。
圧縮成形体は、成長促進のための溶媒としての
結合金属マトリツクスを設けて反応させると好適
であるが、この成長促進のための溶媒がない場合
でも、タンタル層は延性に富み、内層の成長する
圧縮成形体の外側への拡散浸透を阻止し、コンパ
クトで密な成長が得られ、従つて寿命が長く、品
質の一定した線引ダイスが得られるという所期の
目的を達成することができる。
本考案による線引ダイスを従来の炭化タングス
テンと比較すると、従来の炭化タングステンが10
〜15トンの銅線を線引きすると交換する必要があ
るのに対し、本考案による線引ダイスは1500トン
の銅線を線引きすることができる。また、線引き
の仕上直径を一層正確に制御でき、150倍も寿命
が長い。またタングステンワイヤの線引きにおい
て熱伝導性に優れるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
図面は本考案の一実施例の線引ダイス複合体を
示す側面断面図である。 １０……圧縮成形体、１２……ダイス孔、１４
……金属結合炭化物支持体、１６……タンタル結
合層。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. ダイヤモンド又は立方晶系窒化硼素の研摩性圧
    縮成形体と、この圧縮成形体を包囲しかつこの圧
    縮成形体の周囲を均一に支持する金属結合炭化物
    支持体と、さらにこの炭化物支持体を研摩性圧縮
    成形体に結合する結合金属層とを具え、この結合
    金属層の金属をタンタル層又はタンタル合金層と
    したことを特徴とする線引ダイス。
JP1987093504U 1977-09-14 1987-06-19 Expired - Lifetime JPH0515367Y2 (ja)

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