JPH10202534A - ダイヤモンド工具の製造方法 - Google Patents

ダイヤモンド工具の製造方法

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JPH10202534A
JPH10202534A JP1288597A JP1288597A JPH10202534A JP H10202534 A JPH10202534 A JP H10202534A JP 1288597 A JP1288597 A JP 1288597A JP 1288597 A JP1288597 A JP 1288597A JP H10202534 A JPH10202534 A JP H10202534A
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JP
Japan
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diamond
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diamond particles
paste containing
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JP1288597A
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English (en)
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Hideo Hirano
英男 平野
Masato Matsunae
正人 松苗
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Saint Gobain Norton KK
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Norton KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具材の表面に付着したダイヤモンド粒子に
金属を溶射する従来のダイヤモンド工具の製造方法は、
高度の伎倆が必要であり、後処理作業に工数かかるなど
の問題があった。 【解決手段】 水溶性ゲル,プロピレングリコール,金
属粉を混合したペーストに、ダイヤモンド粒子をほぼ均
一に混入してダイヤモンド入りペーストを作り、表面処
理したシャンク1の表面にダイヤモンド入りペーストを
塗布して盛上げ部7を成形した後に、乾燥し、次に加熱
炉で加熱して焼成することによりダイヤモンド工具Aの
刃部4を作成する方法を採用した。ダイヤモンド入りペ
ーストの塗布には塗布用テンプレートBを使用すると、
刃部4の形状,厚さ寸法が正確に且つ容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボーリング用ダイ
ヤモンドリーマやダイヤモンドビット,或いはダイヤモ
ンドの刃を備えたソーブレード,ワイヤーソーなどのダ
イヤモンド工具の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ボーリング用ダイヤモンドリーマの製造
方法に関する技術には、特公昭62−11067号公報
に記載の技術などがある。ボーリング用ダイヤモンドリ
ーマは、筒状のシャンクの外周面に多数のダイヤモンド
粒子を固着し、掘削された孔をほぼ所定寸法に拡大(リ
ーミング)するものであり、上記公報によるダイヤモン
ドリーマの製造方法は、次に示す順序に従って行われ
る。
【0003】(1) シャンクのダイヤモンド粒子を固着す
る複数箇所のうち、1つの箇所の表面を水平に保持し、
粘着剤を塗布する。 (2) 粘着剤の塗布面にダイヤモンド粒子を散布する(更
に、炭化タングステン粉末を振りかける)。 (3) ダイヤモンド粒子を固着する他の箇所も、上記(1)
,(2) と同様の動作を行う。 (4) ダイヤモンド粒子の散布面に、硬質の金属(ニッケ
ル・クロム合金等)を吹きつけて溶射する。 (5) 機械加工で仕上げる(仕上げ加工箇所の記載がない
ので、金属溶射面の表面形状や寸法の修正加工が含まれ
るかどうかは不明)。 (6) サンドブラスト等でスケールを除去する(飛散して
金属溶射面の近傍に固着した金属粒も除去するのではな
いかと思われるが記載はない)。 以上の工程によりダイヤモンドリーマが製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のようなダイヤモ
ンドリーマの製造方法は、ダイヤモンド粒子の散布面に
硬質の金属を吹きつけ溶射するため、ダイヤモンド粒子
の分布が不均一になり易いのみならず、溶融金属の粒が
飛散する問題と、盛り上げられた金属溶射面の表面の寸
法精度や形状精度を確保し難い等の問題があり、これら
の問題が生じないように金属溶射するには高度の伎倆が
必要である。又、金属溶射後には、仕上加工やサンドブ
ラストの後処理作業に作業工数がかかるので製造費が高
価になる問題がある。本発明は、高度の伎倆を必要とせ
ず、ダイヤモンド粒子がほぼ均一に分布され表面形状及
び寸法が高精度に形成されるダイヤモンド工具を、容易
に、且つ、経済的に製造できる製造方法を提供するもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のダイヤモンド工具の製造方法は、水溶性の
ゲル,プロピレングリコールを主成分とする溶剤に微細
な金属粉(ブロンズ又はニッケル、場合によってはこれ
とチタン)を混合し、これにダイヤモンド粒子を添加し
て、ダイヤモンド粒子入りのペーストを構成し、該ダイ
ヤモンド粒子入りのペーストを、予め表面処理した工具
材の表面の所定位置に塗布してペーストの盛上げ部を形
成した後に乾燥し、次に、加熱炉で加熱してペーストを
焼成することにより上記工具材の表面にダイヤモンド粒
子を固着することを特徴とするものである。
【0006】上記ペーストには、上記ダイヤモンド粒子
の他に炭化タングステン等の超硬合金の粉末が添加して
混合することができる。ダイヤモンド粒子入りのペース
トの盛上げ部を形成するには、予め表面処理した上記工
具材の表面に、切欠部を形成した塗布用テンプレートを
当接した後に、上記ダイヤモンド粒子入りのペーストを
上記切欠部内に塗布することにより、ダイヤモンド粒子
入りのペーストの盛上げ部を形成するとよい。上記加熱
炉は、真空炉或いは内部が酸化防止された雰囲気の炉に
するとよい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明すると、図1は、ダイヤモンド工具の一
例を示すボーリング用ダイヤモンドリーマAの斜視図、
図2(A)〜(D)は塗布用テンプレートBによる塗布
要領を説明する斜視図である。製造されたボーリング用
ダイヤモンドリーマAは、従来例のボーリング用ダイヤ
モンドリーマとほぼ同じ構造であり、工具材である筒状
のシャンク1の上端及び下端に雄ねじ部2及び3が設け
られ、シャンク1の外面に、多数のダイヤモンド粒子を
含む複数個の刃部4が設けられる(図1参照)。然し、
本発明のダイヤモンド工具の製造方法は、筒状のシャン
ク1にダイヤモンド粒子入りのペーストを塗布して盛り
上げ、盛上げ部を乾燥並びに加熱により刃部4を形成す
ることが従来の製造方法と相違する。
【0008】本発明のダイヤモンド工具の製造方法は、
先ず、水溶性のゲル,プロピレングリコールを主成分と
する溶剤に微細な金属粉(ブロンズ又はニッケル、場合
によってはこれとチタン)を混合してペーストを生成す
る。次に、このペーストにダイヤモンド粒子(場合によ
っては、これに炭化タングステン等の超硬合金の粉末を
加える)を添加して混合し、ダイヤモンド粒子入りのペ
ーストを構成する。
【0009】ダイヤモンド粒子はペーストに充分に保持
され、焼成中に浮き上がりなどがないので、メッシュサ
イズの細かい合成ダイヤモンドから、サイズの大きいボ
ーツ(天然ダイヤモンド)まで幅広く使用することがで
きる。このダイヤモンド粒子入りのペーストを、予め表
面処理したシャンク1の表面の刃部4の位置に塗布し
て、所定の形状,厚さの盛上げ部を形成する。
【0010】盛上げ部を所定の形状,厚さにするには、
図2に示す塗布用テンプレートBを使用すると便利であ
る。塗布用テンプレートBは筒状に形成され、シャンク
1の外径よりも僅かに大きい内径を有し、ダイヤモンド
入りの刃部4の盛上げ高さに相当する肉厚を有する。塗
布用テンプレートBの一端に基準面5が形成され、刃部
4とほぼ等しい形状,面積を有する切欠部6が基準面5
に開口する(図2(A)参照)。切欠部6の配列個数,
配列位置は、刃部4の配列個数,配列位置に対応する。
【0011】この塗布用テンプレートBを使用してダイ
ヤモンド粒子入りのペーストを塗布するには、塗布用テ
ンプレートBをシャンク1の外面に挿通し、基準面5を
位置決めする(図2(B)参照)。次に、スプーンなど
の器具を使用して、ダイヤモンド粒子入りのペーストを
それぞれの切欠部6に充填し、ペーストの表面が塗布用
テンプレートBの外面と同一面となるように成形する
(図2(C)では、ダイヤモンド粒子入りのペーストに
ハッチングを施して判り易くした)。
【0012】成形が終わると、塗布用テンプレートBを
基準面5の反対方向に引き抜くと、シャンク1の表面
に、ダイヤモンド粒子入りのペーストの盛上げ部7が形
成される(図2(D)参照)。ペーストはシャンク1の
外面に粘着する力を有するが、流動性に乏しいので、盛
上げ部7がシャンク1から脱落したり変形したりする虞
はない。
【0013】盛上げ部7が形成されたシャンク1を約2
時間ほど自然乾燥した後に、乾燥機内に入れ、100°
Cの温度で1時間乾燥し、次に、加熱炉に入れて830
°Cの温度でペーストを焼成する。加熱焼成中にペース
ト内のチタン等がが酸化すると、バインダ機能が失われ
るので、真空炉(真空度は10.4〜10.5Torr)或いは
保護ガス(還元或いは中性雰囲気)を収容した炉を使用
する。
【0014】加熱焼成中は、ペーストの盛上げ部7が均
一な品質に焼成されるようにするために、外側を筒状の
カーボンリング8で覆い(図3参照)、盛上げ部7付き
のシャンク1全体を均熱に保つようにする。加熱焼成が
終わると、多数のダイヤモンド粒子を内部に固着した刃
部4が出来る。
【0015】以上のようなダイヤモンド工具の製造方法
によれば、ペースト内にダイヤモンド粒子がほぼ均一に
分布しているので、焼成された刃部4もダイヤモンド粒
子がほぼ均一に分布する利点があるのみならず、ダイヤ
モンド入りのペーストで盛上げ部7を成形するので、刃
部4の形状,寸法が容易に且つ正確に形成され、この盛
上げ部7を焼成して刃部4を製作するので、シャンク1
とは異なる形状の工具材にもダイヤモンド入りの刃部を
設けることができる大きな利点がある。
【0016】図4は、本発明の製造方法により製作され
たダイヤモンド入りの刃部を設けたダイヤモンドソーブ
レードA1 の正面図であり、中央に軸挿入用孔9aを有
する薄肉の円板9の外周縁に、刃部10を設けたもので
ある。刃部10の外周面と軸挿入用孔9aとを同心にす
ることも可能であり、刃部10の側面を円板9の表面か
ら僅かに突出させることも可能である。円板9にこのよ
うな刃部10を設けることは、従来の金属溶射方式では
到底できないことである。
【0017】図5は、本発明の製造方法により製作され
たダイヤモンド入りの刃部を設けたダイヤモンドワイヤ
ーソーA2 の要部正面図である。ダイヤモンドワイヤー
ソーA2 は中心に貫通孔を有し外周面にダイヤモンド入
りの刃部を有する多数のビーズ11の両端面に、プラス
チック,ゴムなどで成形されるスペーサ12を固着する
と共に、ビーズ11及びスペーサ12にワイヤ13を挿
通し、ワイヤ13の両端を、ジョイント14で接続して
(図6参照)全体をループ状にしたもので、ジョイント
14の外周面にもダイヤモンド入りの刃部14aを設け
ることができる。このダイヤモンドワイヤーソーA
2 は、例えば、コンクリート建造物に巻き掛けて回転走
行させ、コンクリート建造物を切断する場合などに使用
される。
【0018】ビーズ11の外周面は小径であるので、従
来の金属溶射方式で刃部12を製作することは極めて困
難であるが、本発明の製造方法によれば、このような工
具を容易に製作することが可能になる。以上述べた工具
では、いずれの刃部4,19,12も、刃部の表面が工
具材の表面にほぼ平行な形状のものばかりあるが、ダイ
ヤモンドペーストの盛上げ部の形状は自由に成形できる
ので、例えば、先端が突起状の刃部を製作することも可
能であり、各種型式のダイヤモンド工具に広く利用する
ことができる。
【0019】ダイヤモンド入りの刃部は、高硬度の材料
を切削(研削を含む)することができるので、切削工具
として広く使用されるのみならず、耐磨耗性に優れてい
るので、磨耗の激しい過酷な条件で使用される部材の表
面にダイヤモンド入りの刃部を設け、その部材の耐磨耗
性を増強することができる。
【0020】例えば、ボーリング用ダイヤモンドリーマ
のすぐ直上に連結されるパイプ先端の接続部分は激しく
磨耗する部分である。この現象は、主切削工具であるダ
イヤモンドビットや、ダイヤモンドビットが穿孔した孔
径をリーミングするダイヤモンドリーマの切削によって
発生する切削片が、排出媒体として使用される流体中に
混じって孔底から地上まで運搬されるときに、この部分
に大きく干渉しながら連続的に作用するためである。
【0021】特にリーマとして接続されるパイプの先端
は、ねじを形成してリーマに接続されるため、パイプの
肉厚も薄くなっているので、外側からの磨耗による肉厚
減少は、強度低下による部品交換を余儀なくされる。こ
の部分を除くパイプ部分はまだ使用可能であるため、磨
耗の激しい接続部分をダイヤモンド入りの刃部と同様の
コーティングを施すと、大きな磨耗防止効果が得られ
る。従って、ダイヤモンド工具は、切削を目的とした工
具のみならず、耐磨耗性の増強を目的とした補助工具に
適用可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に記載されるような効果を奏する。 (1) 本発明のダイヤモンド工具の製造方法によれば、ダ
イヤモンド粒子がほぼ均一に分布する刃部を設けること
ができる。 (2) 本発明のダイヤモンド工具の製造方法によれば、工
具材の表面が如何なる形状であっても刃部を設けること
ができるので、各種,各形状の工具に広範囲に適用でき
る利点がある。
【0023】(3) ダイヤモンド入りペーストを塗布して
盛上げ部を成形し、これを焼成して刃部とするので、刃
部の形状,面積、厚さ寸法を正確に成形することが可能
であり、刃部成形後に、多大な工数のかかる大幅修正加
工を施す必要がない。特に、塗布用テンプレートを使用
する場合には、高度の伎倆にない作業者であっても、正
確に,且つ、容易に盛上げ部を成形することができる。 (4) 従来の金属溶射方式では、飛散した溶着金属の飛沫
が周辺に固着するので、これを除去する清掃工程が必要
と思われるが、本発明のダイヤモンド工具の製造方法に
は、このような面倒な後工程を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダイヤモンド工具の一例を示すボーリング用ダ
イヤモンドリーマAの斜視図である。
【図2】図2(A)〜(D)は塗布用テンプレートBに
よる塗布要領を説明する斜視図である。
【図3】加熱用カバーの使用状態を説明する一部破断正
面図である。
【図4】ダイヤモンド工具の他の一例を示すソーブレー
ドA1 の正面図である。
【図5】ダイヤモンド工具の別の一例を示すワイヤーソ
ーA2 の要部正面図である。
【図6】図5の継手部分を示す一部破断正面図である。
【符号の説明】
A,A1 ,A2 ダイヤモンド工具 B 塗布用テンプレート 4,10 刃部 1 シャンク 5 基準面 6 切欠部 7 盛上げ部 9 円板 11 ビーズ 13 ワイヤー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性のゲル,プロピレングリコールを
    主成分とする溶剤に微細な金属粉(ブロンズ又はニッケ
    ル、場合によってはこれとチタン)を混合し、これにダ
    イヤモンド粒子を添加して、ダイヤモンド粒子入りのペ
    ーストを構成し、該ダイヤモンド粒子入りのペースト
    を、予め表面処理した工具材の表面の所定位置に塗布し
    てペーストの盛上げ部を形成した後に乾燥し、次に、加
    熱炉で加熱してペーストを焼成することにより上記工具
    材の表面にダイヤモンド粒子を固着することを特徴とす
    るダイヤモンド工具の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記ペーストには、上記ダイヤモンド粒
    子の他に炭化タングステン等の超硬合金の粉末が添加し
    て混合されることを特徴とする請求項1記載のダイヤモ
    ンド工具の製造方法。
  3. 【請求項3】 予め表面処理した上記工具材の表面に、
    切欠部を形成した塗布用テンプレートを当接した後に、
    上記ダイヤモンド粒子入りのペーストを上記切欠部内に
    塗布することにより、ダイヤモンド粒子入りのペースト
    の盛上部を形成することを特徴とする請求項1又は2記
    載のダイヤモンド工具の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記加熱炉は、真空炉或いは内部が酸化
    防止された雰囲気の炉であることを特徴とする請求項1
    又は2記載のダイヤモンド工具の製造方法。
JP1288597A 1997-01-27 1997-01-27 ダイヤモンド工具の製造方法 Withdrawn JPH10202534A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7641538B2 (en) 1998-04-15 2010-01-05 3M Innovative Properties Company Conditioning disk

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7641538B2 (en) 1998-04-15 2010-01-05 3M Innovative Properties Company Conditioning disk

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Effective date: 20040406