JPH07331376A - 非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体とその製法 - Google Patents
非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体とその製法Info
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- JPH07331376A JPH07331376A JP6144062A JP14406294A JPH07331376A JP H07331376 A JPH07331376 A JP H07331376A JP 6144062 A JP6144062 A JP 6144062A JP 14406294 A JP14406294 A JP 14406294A JP H07331376 A JPH07331376 A JP H07331376A
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- 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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- C22C—ALLOYS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気を帯びた製品や磁性材料にも使用可能な
非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 粒度０．１〜１００μｍのダイヤモンドを５
０体積％以上含有する高硬度焼結体で、ダイヤモンド焼
結体の結合相中にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の強磁性の鉄族金
属並びにそれらの混合物からなる群から選択した金属成
分を有し、かつそれらの金属成分にＣｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｓ
ｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ等磁化率が５×１０-6（ｅｕ
ｍ／ｇ）以下の弱磁性金属成分を１種類以上結合相中の
体積％で１〜５０％固溶せしめ合金化することにより、
鉄族金属群を主成分とする結合相を有するダイヤモンド
焼結体の磁気モーメントを８０％以上減少せしめたこと
を特徴とする、磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若
しくは弱磁性のダイヤモンド焼結体。
非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 粒度０．１〜１００μｍのダイヤモンドを５
０体積％以上含有する高硬度焼結体で、ダイヤモンド焼
結体の結合相中にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の強磁性の鉄族金
属並びにそれらの混合物からなる群から選択した金属成
分を有し、かつそれらの金属成分にＣｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｓ
ｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ等磁化率が５×１０-6（ｅｕ
ｍ／ｇ）以下の弱磁性金属成分を１種類以上結合相中の
体積％で１〜５０％固溶せしめ合金化することにより、
鉄族金属群を主成分とする結合相を有するダイヤモンド
焼結体の磁気モーメントを８０％以上減少せしめたこと
を特徴とする、磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若
しくは弱磁性のダイヤモンド焼結体。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に切削工具の刃先並
びに耐摩工具に適する特性を付加してなるダイヤモンド
焼結体、特に磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若し
くは弱磁性のダイヤモンド焼結体に関する。特に磁性が
少ないという特徴を生かし、磁気を帯びた製品を搬送す
る際や磁性材料を製造する際の耐摩工具として適用でき
る。
びに耐摩工具に適する特性を付加してなるダイヤモンド
焼結体、特に磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若し
くは弱磁性のダイヤモンド焼結体に関する。特に磁性が
少ないという特徴を生かし、磁気を帯びた製品を搬送す
る際や磁性材料を製造する際の耐摩工具として適用でき
る。
【０００２】
【従来の技術】微細なダイヤモンド粒子をＣｏなどの鉄
族金属を結合剤としてダイヤモンドが熱力学的に安定な
超高圧，高温下で焼結して得られるダイヤモンド焼結体
は、その優れた強度と耐摩耗性を生かして切削工具，耐
摩工具，伸線ダイスなどに幅広く用いられている。しか
し現在市販されているダイヤモンド焼結体は、その大部
分が特公昭５２−１２１２６号公報に述べられている様
にＷＣ−Ｃｏ超硬合金から超高圧高温下で超硬合金中の
Ｃｏをダイヤモンド粉末中に溶浸せしめる方法によって
製造されている為、強磁性体となっており磁気を帯びた
製品の耐摩工具として用いることは困難であった。
族金属を結合剤としてダイヤモンドが熱力学的に安定な
超高圧，高温下で焼結して得られるダイヤモンド焼結体
は、その優れた強度と耐摩耗性を生かして切削工具，耐
摩工具，伸線ダイスなどに幅広く用いられている。しか
し現在市販されているダイヤモンド焼結体は、その大部
分が特公昭５２−１２１２６号公報に述べられている様
にＷＣ−Ｃｏ超硬合金から超高圧高温下で超硬合金中の
Ｃｏをダイヤモンド粉末中に溶浸せしめる方法によって
製造されている為、強磁性体となっており磁気を帯びた
製品の耐摩工具として用いることは困難であった。
【０００３】強磁性の鉄族金属に弱磁性の金属成分を固
溶せしめることでその磁気モーメントを変化させる手法
は公知のものであり、その一例として「磁性便覧」より
Ｎｉの磁気モーメントの変化のグラフを図１及び図２と
して示す。特公昭６１−１４１０７号公報にはダイヤモ
ンドの結合相中に鉄族金属とＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒの炭化物，窒化物，硼化物を固溶せしめ
たダイヤモンド焼結体も述べられているが、ダイヤモン
ドの粒成長防止を目的としており磁気特性に関する記述
は見当たらない。尚、磁性の無いダイヤモンド焼結体と
しては、米国特許４２２４３８０号明細書に述べられて
いるバインダー金属を酸等により溶出したダイヤモンド
焼結体や、特開昭６１−２３６６５０号公報に述べられ
ているＳｉＣ等のセラミックをバインダーとしたダイヤ
モンド焼結体も市販されている。これらのダイヤモンド
焼結体は磁性を持ってはいないがそれと同時に電気を通
さないため、ダイヤモンド焼結体の加工方法として一般
に利用されている放電加工が適用できず、レーザーにて
加工を行う細線用線引きダイスなど限られた用途にしか
使用されていない。
溶せしめることでその磁気モーメントを変化させる手法
は公知のものであり、その一例として「磁性便覧」より
Ｎｉの磁気モーメントの変化のグラフを図１及び図２と
して示す。特公昭６１−１４１０７号公報にはダイヤモ
ンドの結合相中に鉄族金属とＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒの炭化物，窒化物，硼化物を固溶せしめ
たダイヤモンド焼結体も述べられているが、ダイヤモン
ドの粒成長防止を目的としており磁気特性に関する記述
は見当たらない。尚、磁性の無いダイヤモンド焼結体と
しては、米国特許４２２４３８０号明細書に述べられて
いるバインダー金属を酸等により溶出したダイヤモンド
焼結体や、特開昭６１−２３６６５０号公報に述べられ
ているＳｉＣ等のセラミックをバインダーとしたダイヤ
モンド焼結体も市販されている。これらのダイヤモンド
焼結体は磁性を持ってはいないがそれと同時に電気を通
さないため、ダイヤモンド焼結体の加工方法として一般
に利用されている放電加工が適用できず、レーザーにて
加工を行う細線用線引きダイスなど限られた用途にしか
使用されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のダイヤモンド焼
結体を磁気を帯びた製品の搬送や運搬用の爪、若しくは
吸引ノズルなどの耐摩工具として用いた場合、製品が付
着して離れなくなったり、搬送時の位置精度が狂い使用
困難であった。また磁気テープのガイド等磁性材料を製
造する際の耐摩工具としても、製品の磁気特性を阻害す
る恐れがあるため使用されていない。本発明はこのよう
な問題点を解決し、磁気を帯びた製品や磁性材料にも使
用可能な非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体を提
供することを目的とする。
結体を磁気を帯びた製品の搬送や運搬用の爪、若しくは
吸引ノズルなどの耐摩工具として用いた場合、製品が付
着して離れなくなったり、搬送時の位置精度が狂い使用
困難であった。また磁気テープのガイド等磁性材料を製
造する際の耐摩工具としても、製品の磁気特性を阻害す
る恐れがあるため使用されていない。本発明はこのよう
な問題点を解決し、磁気を帯びた製品や磁性材料にも使
用可能な非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は従来のダイヤモ
ンド焼結体の磁性が強いという欠点を解消すべく鋭意研
究を重ねた結果、鉄族金属の結合相中に弱磁性の他種金
属成分を一定量固溶させることで、ダイヤモンド同士の
結合強度を維持したまま結合相中の鉄族金属の磁気モー
メントを８０％以上低減することに成功し、ダイヤモン
ド焼結体自身の磁気モーメントも８０％以上低減するこ
とに成功したものである。すなわち、本発明は、粒度
０．１〜１００μｍのダイヤモンドを５０体積％以上含
有する高硬度焼結体で、ダイヤモンド焼結体の結合相中
にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の強磁性の鉄族金属並びにそれら
の混合物からなる群から選択した金属成分を有し、かつ
それらの金属成分にＣｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ａ
ｌ，Ｍｏ，Ｗ等磁化率が５×１０-6（ｅｕｍ／ｇ）以下
の弱磁性金属成分を１種類以上結合相中の体積％で１〜
５０％固溶せしめ合金化することにより、鉄族金属群を
主成分とする結合相を有するダイヤモンド焼結体の磁気
モーメントを８０％以上減少せしめたことを特徴とす
る、磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若しくは弱磁
性のダイヤモンド焼結体を提供する。
ンド焼結体の磁性が強いという欠点を解消すべく鋭意研
究を重ねた結果、鉄族金属の結合相中に弱磁性の他種金
属成分を一定量固溶させることで、ダイヤモンド同士の
結合強度を維持したまま結合相中の鉄族金属の磁気モー
メントを８０％以上低減することに成功し、ダイヤモン
ド焼結体自身の磁気モーメントも８０％以上低減するこ
とに成功したものである。すなわち、本発明は、粒度
０．１〜１００μｍのダイヤモンドを５０体積％以上含
有する高硬度焼結体で、ダイヤモンド焼結体の結合相中
にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の強磁性の鉄族金属並びにそれら
の混合物からなる群から選択した金属成分を有し、かつ
それらの金属成分にＣｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ａ
ｌ，Ｍｏ，Ｗ等磁化率が５×１０-6（ｅｕｍ／ｇ）以下
の弱磁性金属成分を１種類以上結合相中の体積％で１〜
５０％固溶せしめ合金化することにより、鉄族金属群を
主成分とする結合相を有するダイヤモンド焼結体の磁気
モーメントを８０％以上減少せしめたことを特徴とす
る、磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若しくは弱磁
性のダイヤモンド焼結体を提供する。
【０００６】ここで、鉄族金属中に固溶させる金属成分
はＣｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｗ，Ｓｉ，Ｚｎ等の磁
化率が５×１０-6（ｅｕｍ／ｇ）以下の弱磁性金属が効
果的であるが（例えば、「磁性便覧」に示される元素の
磁化率参照）、結合相金属成分が同一であってもミクロ
的に見た結合相金属の分散性が均一でなければ磁性低減
効果は有効には発揮されない。この問題を解決する手段
としては、結合相となる金属成分を主成分であるダイ
ヤモンド粒子よりも微粒化し、予め均一に分散させてお
く方法，結合相となる金属成分を、超高圧高温のダイ
ヤモンド焼結条件下で均一に溶浸せしめる方法，の２種
類が挙げられるが、予め結合相中の金属成分の１〜９０
％をの手段により混合した原料粉末へ、の手段によ
り更に結合相組成の金属成分を溶浸せしめる製法が最も
効果的であることを見い出した。尚、の原料粉末の製
造方法については請求項４又は５に記載した様に原料ダ
イヤモンド粉末よりも微粒の金属粉末を用いて製造する
方法と、原料ダイヤモンド粉末よりも１〜３倍の範囲で
粗粒の金属酸化物や金属炭化物を混合した後機械的粉砕
過程にてダイヤモンド粉末よりも微粒化した後、還元処
理等を施して製造する方法とがある。
はＣｒ，Ｖ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ａｌ，Ｗ，Ｓｉ，Ｚｎ等の磁
化率が５×１０-6（ｅｕｍ／ｇ）以下の弱磁性金属が効
果的であるが（例えば、「磁性便覧」に示される元素の
磁化率参照）、結合相金属成分が同一であってもミクロ
的に見た結合相金属の分散性が均一でなければ磁性低減
効果は有効には発揮されない。この問題を解決する手段
としては、結合相となる金属成分を主成分であるダイ
ヤモンド粒子よりも微粒化し、予め均一に分散させてお
く方法，結合相となる金属成分を、超高圧高温のダイ
ヤモンド焼結条件下で均一に溶浸せしめる方法，の２種
類が挙げられるが、予め結合相中の金属成分の１〜９０
％をの手段により混合した原料粉末へ、の手段によ
り更に結合相組成の金属成分を溶浸せしめる製法が最も
効果的であることを見い出した。尚、の原料粉末の製
造方法については請求項４又は５に記載した様に原料ダ
イヤモンド粉末よりも微粒の金属粉末を用いて製造する
方法と、原料ダイヤモンド粉末よりも１〜３倍の範囲で
粗粒の金属酸化物や金属炭化物を混合した後機械的粉砕
過程にてダイヤモンド粉末よりも微粒化した後、還元処
理等を施して製造する方法とがある。
【０００７】本願発明の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモ
ンド焼結体を製造するに際し、該焼結体と接合される高
強度の金属カーバイドとしては、通常用いられる超硬合
金、例えば、ＷＣ−１０％Ｃｏ、ＷＣ−８％Ｃｏ等、サ
ーメット、例えば、ＭｏＣ−１５％Ｎｉ−５％Ｃｏ等を
用いることができ、又、該焼結体と接合される非磁性若
しくは弱磁性の金属カーバイドとしては、ＷＣ−Ｎｉ−
Ｃｒ組成の非磁性超硬合金、例えば、ＷＣ−１２％Ｎｉ
−０．６％Ｃｒ、ＷＣ−８％Ｎｉ−０．４％Ｃｒ等を用
いることができる。これらは、予め焼結された焼結体の
形で用いてもよく、又はその場で焼結して用いてもよ
い。
ンド焼結体を製造するに際し、該焼結体と接合される高
強度の金属カーバイドとしては、通常用いられる超硬合
金、例えば、ＷＣ−１０％Ｃｏ、ＷＣ−８％Ｃｏ等、サ
ーメット、例えば、ＭｏＣ−１５％Ｎｉ−５％Ｃｏ等を
用いることができ、又、該焼結体と接合される非磁性若
しくは弱磁性の金属カーバイドとしては、ＷＣ−Ｎｉ−
Ｃｒ組成の非磁性超硬合金、例えば、ＷＣ−１２％Ｎｉ
−０．６％Ｃｒ、ＷＣ−８％Ｎｉ−０．４％Ｃｒ等を用
いることができる。これらは、予め焼結された焼結体の
形で用いてもよく、又はその場で焼結して用いてもよ
い。
【０００８】以上の通りダイヤモンド焼結体の磁性を低
減することに成功したが、通常ダイヤモンド焼結体は蝋
付け強度の向上や補強を目的として、超硬合金との一体
物として市販されている。ダイヤモンド焼結体との一体
物として用いられている超硬合金は、主にＷＣ等の高硬
度の金属炭化物をＣｏやＮｉ等の鉄族金属をバインダー
として焼結したものが用いられており強磁性体となって
いる。そのため非磁性若しくは弱磁性のダイヤモンド焼
結体を作製しても通常の超硬合金との一体物とした場
合、全体としては強磁性体となってしまう。本発明では
一体物として用いる超硬合金のバインダー中にも弱磁性
金属の固溶した非磁性若しくは弱磁性の超硬合金を使用
することで、通常市販されている超硬合との一体物とし
てのダイヤモンド焼結体の形状でも、全体として非磁性
若しくは弱磁性にすることに成功したものである。
減することに成功したが、通常ダイヤモンド焼結体は蝋
付け強度の向上や補強を目的として、超硬合金との一体
物として市販されている。ダイヤモンド焼結体との一体
物として用いられている超硬合金は、主にＷＣ等の高硬
度の金属炭化物をＣｏやＮｉ等の鉄族金属をバインダー
として焼結したものが用いられており強磁性体となって
いる。そのため非磁性若しくは弱磁性のダイヤモンド焼
結体を作製しても通常の超硬合金との一体物とした場
合、全体としては強磁性体となってしまう。本発明では
一体物として用いる超硬合金のバインダー中にも弱磁性
金属の固溶した非磁性若しくは弱磁性の超硬合金を使用
することで、通常市販されている超硬合との一体物とし
てのダイヤモンド焼結体の形状でも、全体として非磁性
若しくは弱磁性にすることに成功したものである。
【０００９】
【作用】強磁性の鉄族金属に弱磁性の金属成分を固溶せ
しめ非磁性若しくは弱磁性の合金とする手法は公知のも
のであり、ステンレス鋼等に幅広く利用されている。本
発明はこの技術をダイヤモンド焼結体を製造する際のバ
インダー金属成分の磁性低減に応用したものである。従
来このような技術がダイヤモンド焼結体に適用されなか
った理由は、ダイヤモンド焼結体中に多種類の金属成分
を均一に分散させることが困難だったからである。この
問題を解決するためにダイヤモンド粉末よりも細かい超
微粒の金属粉末を原料として用いたり、金属炭化物若し
くは酸化物の様な粉砕工程で簡単に破砕されうる程度に
硬い粉末を用い、ダイヤモンド原料と混合しながら粉砕
するという工程を採用した。これによりダイヤモンド原
料粉末よりも微粒の多種類の金属成分を均一に分散させ
ることが可能となり、非磁性若しくは弱磁性のダイヤモ
ンド焼結体を開発するに至った。また非磁性若しくは弱
磁性のダイヤモンド焼結体を非磁性若しくは弱磁性の超
硬合金と接合することで、一般に市販されているダイヤ
モンド焼結体ブランク素材と同じ形状の非磁性若しくは
弱磁性のダイヤモンド焼結体ブランク素材を提供できる
事を見いだした。
しめ非磁性若しくは弱磁性の合金とする手法は公知のも
のであり、ステンレス鋼等に幅広く利用されている。本
発明はこの技術をダイヤモンド焼結体を製造する際のバ
インダー金属成分の磁性低減に応用したものである。従
来このような技術がダイヤモンド焼結体に適用されなか
った理由は、ダイヤモンド焼結体中に多種類の金属成分
を均一に分散させることが困難だったからである。この
問題を解決するためにダイヤモンド粉末よりも細かい超
微粒の金属粉末を原料として用いたり、金属炭化物若し
くは酸化物の様な粉砕工程で簡単に破砕されうる程度に
硬い粉末を用い、ダイヤモンド原料と混合しながら粉砕
するという工程を採用した。これによりダイヤモンド原
料粉末よりも微粒の多種類の金属成分を均一に分散させ
ることが可能となり、非磁性若しくは弱磁性のダイヤモ
ンド焼結体を開発するに至った。また非磁性若しくは弱
磁性のダイヤモンド焼結体を非磁性若しくは弱磁性の超
硬合金と接合することで、一般に市販されているダイヤ
モンド焼結体ブランク素材と同じ形状の非磁性若しくは
弱磁性のダイヤモンド焼結体ブランク素材を提供できる
事を見いだした。
【００１０】以下に本発明の実施態様を要約して示す。 （１）請求項１記載の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモン
ド焼結体を、高強度の金属カーバイド合金と接触させた
状態で製造することによって得られる、高強度の金属カ
ーバイド合金付きの非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド
焼結体。 （２）高強度の金属カーバイド合金が、３〜２０重量％
のＣｏで焼結したＷＣである上記（１）記載の高強度の
金属カーバイド合金付きの非磁性若しくは弱磁性ダイヤ
モンド焼結体。 （３）請求項１記載の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモン
ド焼結体を、非磁性若しくは弱磁性の金属カーバイド合
金に接触させた状態で製造することによって得られる、
全体としての磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若し
くは弱磁性の金属カーバイド合金付き非磁性若しくは弱
磁性ダイヤモンド焼結体。 （４）非磁性若しくは弱磁性の金属カーバイド合金が、
ＷＣに５〜２５重量％のＮｉとＮｉに対して５〜２５重
量％のＣｒを添加して焼結されたものである上記（３）
記載の非磁性若しくは弱磁性の金属カーバイド合金付き
の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体。 （５）主成分であるダイヤモンド粉末に結合相となる金
属並びに結合相に固溶せしめる金属成分を、主成分であ
るダイヤモンド粉末よりも微粒化して混入せしめること
によって得られる原料粉末をダイヤモンド安定領域下で
焼結することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体の製造方
法。 （６）金属成分が、アトライター，ボールミル，シェー
カーミキサー等の粉砕過程により該ダイヤモンド粉末よ
りも微粒にすることが可能な程度硬質である金属酸化物
若しくは金属炭化物となっており、混合後に還元処理な
どにより該ダイヤモンド粉末よりも微粒の金属成分を析
出せしめることを特徴とする、請求項４記載の非磁性若
しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体原料粉末の製造方法。 （７）超高温超高圧のダイヤモンドが熱力学的に安定な
領域での焼結条件下に於いて、ダイヤモンド粉末並びに
ダイヤモンド粉末に結合相となる金属並びに結合相に固
溶せしめる金属成分を、請求項４又は５記載の方法で混
合せしめた原料粉末に、粉末と接触している金属並びに
金属カーバイド合金から、結合相となる金属並びに結合
相に固溶せしめる金属成分の１０〜９９％をダイヤモン
ド粉末並びに該原料粉末に溶浸させることにより焼結す
る請求項１〜３の何れかに記載の非磁性若しくは弱磁性
ダイヤモンド焼結体の製造方法。
ド焼結体を、高強度の金属カーバイド合金と接触させた
状態で製造することによって得られる、高強度の金属カ
ーバイド合金付きの非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド
焼結体。 （２）高強度の金属カーバイド合金が、３〜２０重量％
のＣｏで焼結したＷＣである上記（１）記載の高強度の
金属カーバイド合金付きの非磁性若しくは弱磁性ダイヤ
モンド焼結体。 （３）請求項１記載の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモン
ド焼結体を、非磁性若しくは弱磁性の金属カーバイド合
金に接触させた状態で製造することによって得られる、
全体としての磁化率がＦｅの３％以下である非磁性若し
くは弱磁性の金属カーバイド合金付き非磁性若しくは弱
磁性ダイヤモンド焼結体。 （４）非磁性若しくは弱磁性の金属カーバイド合金が、
ＷＣに５〜２５重量％のＮｉとＮｉに対して５〜２５重
量％のＣｒを添加して焼結されたものである上記（３）
記載の非磁性若しくは弱磁性の金属カーバイド合金付き
の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体。 （５）主成分であるダイヤモンド粉末に結合相となる金
属並びに結合相に固溶せしめる金属成分を、主成分であ
るダイヤモンド粉末よりも微粒化して混入せしめること
によって得られる原料粉末をダイヤモンド安定領域下で
焼結することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体の製造方
法。 （６）金属成分が、アトライター，ボールミル，シェー
カーミキサー等の粉砕過程により該ダイヤモンド粉末よ
りも微粒にすることが可能な程度硬質である金属酸化物
若しくは金属炭化物となっており、混合後に還元処理な
どにより該ダイヤモンド粉末よりも微粒の金属成分を析
出せしめることを特徴とする、請求項４記載の非磁性若
しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体原料粉末の製造方法。 （７）超高温超高圧のダイヤモンドが熱力学的に安定な
領域での焼結条件下に於いて、ダイヤモンド粉末並びに
ダイヤモンド粉末に結合相となる金属並びに結合相に固
溶せしめる金属成分を、請求項４又は５記載の方法で混
合せしめた原料粉末に、粉末と接触している金属並びに
金属カーバイド合金から、結合相となる金属並びに結合
相に固溶せしめる金属成分の１０〜９９％をダイヤモン
ド粉末並びに該原料粉末に溶浸させることにより焼結す
る請求項１〜３の何れかに記載の非磁性若しくは弱磁性
ダイヤモンド焼結体の製造方法。
【００１１】
【実施例】以下本発明を実施例により更に具体的に説明
する。 （実施例１）粒径１／２〜２μｍのダイヤモンド粉末
に、ダイヤモンド重量に対し粒径１μｍの酸化Ｎｉ粉末
を１０重量％，粒径５μｍの炭化Ｃｒ粉末を５重量％添
加し、ボールミルにより粉砕混合を行った後、真空炉中
１１００℃で還元処理を行い原料粉末を作成した。この
原料粉末２をＷＣ−８重量％Ｎｉ−０．４重量％Ｃｒ組
成の非磁性超硬合金製コンテナ１中に充填し、片面には
溶浸用のＮｉ金属３，Ｍｏ金属４を挿入し、超硬合金板
５で蓋をしたカプセルを作製した（図３参照）。このカ
プセルをダイヤモンドの合成に用いられる超高圧高温装
置を用いて５ＧＰａまで加圧した後１４００℃まで昇温
し２０分間保持した。降温降圧後超硬蓋を切削除去する
ことで非磁性超硬合金付きのダイヤモンド焼結体を得
た。このダイヤモンド焼結体の磁性をフェライトコンテ
ントメーターで測定した結果、Ｆｅに比べ０．３％の磁
化率しかなく上記原料粉末に炭化Ｃｒを入れず、溶浸用
のＭｏ板も無くして作製したダイヤモンド焼結体の持つ
磁気モーメントの６％の値を示し、磁気モーメントを９
０％以上下げることに成功した。またこのダイヤモンド
焼結体をラッピング加工しダイヤモンドの結合状態を調
査したところ、図４の金属顕微鏡写真（倍率：ｘ１００
０）に示すような均一な焼結体になっていることを確認
した。またこの製法で全体の磁化率がＦｅの０．３％以
下である、非磁性超硬合金付きの弱磁性ダイヤモンド焼
結体ブランク素材が得られた。
する。 （実施例１）粒径１／２〜２μｍのダイヤモンド粉末
に、ダイヤモンド重量に対し粒径１μｍの酸化Ｎｉ粉末
を１０重量％，粒径５μｍの炭化Ｃｒ粉末を５重量％添
加し、ボールミルにより粉砕混合を行った後、真空炉中
１１００℃で還元処理を行い原料粉末を作成した。この
原料粉末２をＷＣ−８重量％Ｎｉ−０．４重量％Ｃｒ組
成の非磁性超硬合金製コンテナ１中に充填し、片面には
溶浸用のＮｉ金属３，Ｍｏ金属４を挿入し、超硬合金板
５で蓋をしたカプセルを作製した（図３参照）。このカ
プセルをダイヤモンドの合成に用いられる超高圧高温装
置を用いて５ＧＰａまで加圧した後１４００℃まで昇温
し２０分間保持した。降温降圧後超硬蓋を切削除去する
ことで非磁性超硬合金付きのダイヤモンド焼結体を得
た。このダイヤモンド焼結体の磁性をフェライトコンテ
ントメーターで測定した結果、Ｆｅに比べ０．３％の磁
化率しかなく上記原料粉末に炭化Ｃｒを入れず、溶浸用
のＭｏ板も無くして作製したダイヤモンド焼結体の持つ
磁気モーメントの６％の値を示し、磁気モーメントを９
０％以上下げることに成功した。またこのダイヤモンド
焼結体をラッピング加工しダイヤモンドの結合状態を調
査したところ、図４の金属顕微鏡写真（倍率：ｘ１００
０）に示すような均一な焼結体になっていることを確認
した。またこの製法で全体の磁化率がＦｅの０．３％以
下である、非磁性超硬合金付きの弱磁性ダイヤモンド焼
結体ブランク素材が得られた。
【００１２】（実施例２）実施例１の原料粉末を、実施
例１の製造方法から溶浸用Ｍｏ板の無い条件にてダイヤ
モンド焼結体を作製し、実施例１と同様に評価を行った
ところダイヤモンド焼結体の磁性は５０％しか低下しな
かった。固溶せしめる弱磁性金属成分を、２種類以上用
いることで磁気モーメント低減の相乗効果が発生するこ
とが確認できた。
例１の製造方法から溶浸用Ｍｏ板の無い条件にてダイヤ
モンド焼結体を作製し、実施例１と同様に評価を行った
ところダイヤモンド焼結体の磁性は５０％しか低下しな
かった。固溶せしめる弱磁性金属成分を、２種類以上用
いることで磁気モーメント低減の相乗効果が発生するこ
とが確認できた。
【００１３】（実施例３）実施例１の原料粉末をＷＣ−
８重量％Ｃｏ超硬合金中に充填し、それ以外は全て実施
例１の製造方法にてダイヤモンド焼結体を作製し、実施
例１と同様に評価を行ったところダイヤモンド焼結体の
磁気モーメントは９０％低下した。この製法により強磁
性超硬合金付きの弱磁性ダイヤモンド焼結体ブランク素
材を得られた。
８重量％Ｃｏ超硬合金中に充填し、それ以外は全て実施
例１の製造方法にてダイヤモンド焼結体を作製し、実施
例１と同様に評価を行ったところダイヤモンド焼結体の
磁気モーメントは９０％低下した。この製法により強磁
性超硬合金付きの弱磁性ダイヤモンド焼結体ブランク素
材を得られた。
【００１４】（実施例４）粒径２〜４μｍのダイヤモン
ド粉末に、ダイヤモンド重量に対し粒径１μｍの金属Ｎ
ｉ粉末を１０重量％、粒径５μｍの炭化Ｃｒ粉末を５重
量％、粒径２μｍの酸化Ｃｕ粉末を２重量％添加し、ボ
ールミルにより粉砕混合を行なった後、真空炉中１１０
０℃で還元処理を行い原料粉末を作成した。この原料粉
末をＷＣ−８重量％Ｎｉ−０．４重量％Ｃｒ組成の非磁
性超硬合金製コンテナ中に充填し、片面には溶浸用のＮ
ｉ，Ａｌ金属を挿入し超硬合金板で蓋をしたカプセルを
作製した。このカプセルをダイヤモンドの合成に用いら
れる超高圧高温装置を用いて５ＧＰａまで加圧した後１
４００℃まで昇温し２０分間保持した。降温降圧後超硬
蓋を切削除去することで非磁性超硬合金付きのダイヤモ
ンド焼結体を得た。このダイヤモンド焼結体の磁性をフ
ェライトコンテントメーターで測定した結果、Ｆｅに比
べ１．０％の磁化率しかなく上記原料粉末に炭化Ｃｒ，
酸化Ｃｕを入れずに溶浸用のＭｏ板も無くして作製した
ダイヤモンド焼結体の持つ磁気モーメントの１８％の値
を示し、磁気モーメントを８０％以上下げることに成功
した。
ド粉末に、ダイヤモンド重量に対し粒径１μｍの金属Ｎ
ｉ粉末を１０重量％、粒径５μｍの炭化Ｃｒ粉末を５重
量％、粒径２μｍの酸化Ｃｕ粉末を２重量％添加し、ボ
ールミルにより粉砕混合を行なった後、真空炉中１１０
０℃で還元処理を行い原料粉末を作成した。この原料粉
末をＷＣ−８重量％Ｎｉ−０．４重量％Ｃｒ組成の非磁
性超硬合金製コンテナ中に充填し、片面には溶浸用のＮ
ｉ，Ａｌ金属を挿入し超硬合金板で蓋をしたカプセルを
作製した。このカプセルをダイヤモンドの合成に用いら
れる超高圧高温装置を用いて５ＧＰａまで加圧した後１
４００℃まで昇温し２０分間保持した。降温降圧後超硬
蓋を切削除去することで非磁性超硬合金付きのダイヤモ
ンド焼結体を得た。このダイヤモンド焼結体の磁性をフ
ェライトコンテントメーターで測定した結果、Ｆｅに比
べ１．０％の磁化率しかなく上記原料粉末に炭化Ｃｒ，
酸化Ｃｕを入れずに溶浸用のＭｏ板も無くして作製した
ダイヤモンド焼結体の持つ磁気モーメントの１８％の値
を示し、磁気モーメントを８０％以上下げることに成功
した。
【００１５】
【発明の効果】以上の通り本発明によって得られる非磁
性若しくは弱磁性のダイヤモンド焼結体は、磁性が問題
となる磁気を帯びた製品の搬送用耐摩工具や磁性材料を
製造する際のガイド等の耐摩部品として利用すると効果
的である。特に非磁性若しくは弱磁性超硬合金との一体
物として作製される非磁性若しくは弱磁性の金属カーバ
イド合金付きの非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結
体は、従来より市販されているあらゆる形状の超硬合金
付きのダイヤモンド焼結体ブランク素材と同じ形状に容
易に加工できるため、磁性が問題となる耐摩製品のあら
ゆる分野で使用が可能となり、ダイヤモンドの持つ高硬
度な特性を生かし従来製品の寿命を飛躍的に向上するこ
とが可能となる。
性若しくは弱磁性のダイヤモンド焼結体は、磁性が問題
となる磁気を帯びた製品の搬送用耐摩工具や磁性材料を
製造する際のガイド等の耐摩部品として利用すると効果
的である。特に非磁性若しくは弱磁性超硬合金との一体
物として作製される非磁性若しくは弱磁性の金属カーバ
イド合金付きの非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結
体は、従来より市販されているあらゆる形状の超硬合金
付きのダイヤモンド焼結体ブランク素材と同じ形状に容
易に加工できるため、磁性が問題となる耐摩製品のあら
ゆる分野で使用が可能となり、ダイヤモンドの持つ高硬
度な特性を生かし従来製品の寿命を飛躍的に向上するこ
とが可能となる。
【図１】弱磁性金属を固溶させることによるＮｉの磁気
モーメントの変化を示すグラフである。
モーメントの変化を示すグラフである。
【図２】弱磁性金属を固溶させることによるＮｉの磁気
モーメントの変化を示すグラフである。
モーメントの変化を示すグラフである。
【図３】実施例１に示したダイヤモンド焼結体製造用の
カプセル構成である。
カプセル構成である。
【図４】実施例１の方法で得られたダイヤモンド焼結体
の結合合金組織を示す電子顕微鏡写真である。
の結合合金組織を示す電子顕微鏡写真である。
１：非磁性超硬合金製コンテナ； ２：原料粉末 ３：Ｎｉ； ４：Ｍｏ ５：超硬合金板
Claims (6)
- 【請求項１】 粒度０．１〜１００μｍのダイヤモンド
を５０体積％以上含有する高硬度焼結体で、ダイヤモン
ド焼結体の結合相中にＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の強磁性の鉄
族金属並びにそれらの混合物からなる群から選択した金
属成分を有し、かつそれらの金属成分にＣｒ，Ｖ，Ｃ
ｕ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ等磁化率が５×１０-6
（ｅｕｍ／ｇ）以下の弱磁性金属成分を１種類以上結合
相中の体積％で１〜５０％固溶せしめ合金化することに
より、鉄族金属群を主成分とする結合相を有するダイヤ
モンド焼結体の磁気モーメントを８０％以上減少せしめ
たことを特徴とする、磁化率がＦｅの３％以下である非
磁性若しくは弱磁性のダイヤモンド焼結体。 - 【請求項２】 請求項１記載の非磁性若しくは弱磁性ダ
イヤモンド焼結体を、高強度の金属カーバイド合金と接
触させた状態で製造することによって得られる、高強度
の金属カーバイド合金付きの非磁性若しくは弱磁性ダイ
ヤモンド焼結体。 - 【請求項３】 請求項１記載の非磁性若しくは弱磁性ダ
イヤモンド焼結体を、非磁性若しくは弱磁性の金属カー
バイド合金に接触させた状態で製造することによって得
られる、全体としての磁化率がＦｅの３％以下である非
磁性若しくは弱磁性の金属カーバイド合金付き非磁性若
しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体。 - 【請求項４】 主成分であるダイヤモンド粉末に結合相
となる金属並びに結合相に固溶せしめる金属成分を、主
成分であるダイヤモンド粉末よりも微粒化して混入せし
めることによって得られる原料粉末をダイヤモンド安定
領域下で焼結することを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体の
製造方法。 - 【請求項５】 金属成分が、アトライター，ボールミ
ル，シェーカーミキサー等の粉砕過程により該ダイヤモ
ンド粉末よりも微粒にすることが可能な程度硬質である
金属酸化物若しくは金属炭化物となっており、混合後に
還元処理などにより該ダイヤモンド粉末よりも微粒の金
属成分を析出せしめることを特徴とする、請求項４記載
の非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体原料粉末の
製造方法。 - 【請求項６】 超高温超高圧のダイヤモンドが熱力学的
に安定な領域内での焼結条件下に於いて、ダイヤモンド
粉末並びに、ダイヤモンド粉末に結合相となる金属並び
に結合相に固溶せしめる金属成分を、請求項４又は５記
載の方法で混合せしめた原料粉末に、粉末と接触してい
る金属若しくは金属カーバイド合金から、結合相となる
金属並びに結合相に固溶せしめる金属成分の１０〜９９
％をダイヤモンド粉末並びに該原料粉末に溶浸させるこ
とにより焼結する請求項１〜３の何れかに記載の非磁性
若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6144062A JPH07331376A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体とその製法 |
| PCT/JP1995/001089 WO1995033862A1 (en) | 1994-06-03 | 1995-06-02 | Nonmagnetic or feeble magnetism diamond sintered body and method of manufacturing the same |
| US08/586,721 US5705758A (en) | 1994-06-03 | 1995-06-02 | Non-magnetic or feebly magnetic diamond sintered compact and a process for the productin of the same |
| EP95920245A EP0719871A4 (en) | 1994-06-03 | 1995-06-02 | Nonmagnetic or feeble magnetism diamond sintered body and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6144062A JPH07331376A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体とその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331376A true JPH07331376A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15353426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6144062A Pending JPH07331376A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 非磁性若しくは弱磁性ダイヤモンド焼結体とその製法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5705758A (ja) |
| EP (1) | EP0719871A4 (ja) |
| JP (1) | JPH07331376A (ja) |
| WO (1) | WO1995033862A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014281A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-03 | 吉林大学 | 一种生长型聚晶金刚石烧结组件及其应用 |
| CN106381432A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-08 | 王宏兴 | 一种高导热金刚石/多金属复合材料制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2864915B1 (fr) * | 2004-01-09 | 2008-07-18 | Applic Mecaniques Diamant Soc | Procede de fabrication de segments diamantes pour outils de coupe |
| US7488537B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-02-10 | Radtke Robert P | Ceramic impregnated superabrasives |
| US8327958B2 (en) | 2009-03-31 | 2012-12-11 | Diamond Innovations, Inc. | Abrasive compact of superhard material and chromium and cutting element including same |
| JP6038652B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2016-12-07 | ダイヤモンド イノヴェーションズ インコーポレイテッド | 金属不含担持多結晶ダイアモンド（ｐｃｄ）及び形成方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CA1103042A (en) * | 1977-05-04 | 1981-06-16 | Akio Hara | Sintered compact for use in a cutting tool and a method of producing the same |
| AU529416B2 (en) * | 1978-07-04 | 1983-06-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond compact for a wire drawing die |
| JPS56164073A (en) * | 1980-05-19 | 1981-12-16 | Sumitomo Electric Industries | Super hard sintered body for tool and manufacture |
| JPS5969472A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-19 | 倉富 龍郎 | ダイアモンド硬質物複合焼結体の製造法 |
| DE3583567D1 (de) * | 1984-09-08 | 1991-08-29 | Sumitomo Electric Industries | Gesinterter werkzeugkoerper aus diamant und verfahren zu seiner herstellung. |
| JPS6283447A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 焼結ダイヤモンドおよびその製造方法 |
| JPS62105911A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 硬質ダイヤモンド塊体およびその製造方法 |
| JPS62274034A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-11-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 反応焼結による多結晶ダイヤモンド焼結体の製造法 |
| FR2623201B1 (fr) * | 1987-11-17 | 1993-04-16 | Combustible Nucleaire | Produit abrasif diamante composite, son procede de preparation et les outils de forage ou d'usinage qui en sont equipes |
| US5304342A (en) * | 1992-06-11 | 1994-04-19 | Hall Jr H Tracy | Carbide/metal composite material and a process therefor |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6144062A patent/JPH07331376A/ja active Pending
-
1995
- 1995-06-02 EP EP95920245A patent/EP0719871A4/en not_active Ceased
- 1995-06-02 WO PCT/JP1995/001089 patent/WO1995033862A1/ja not_active Ceased
- 1995-06-02 US US08/586,721 patent/US5705758A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN104014281A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-09-03 | 吉林大学 | 一种生长型聚晶金刚石烧结组件及其应用 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5705758A (en) | 1998-01-06 |
| EP0719871A1 (en) | 1996-07-03 |
| EP0719871A4 (en) | 1999-05-19 |
| WO1995033862A1 (en) | 1995-12-14 |
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