JPH10328941A - ドリル素材およびその製造方法 - Google Patents

ドリル素材およびその製造方法

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JPH10328941A
JPH10328941A JP10067176A JP6717698A JPH10328941A JP H10328941 A JPH10328941 A JP H10328941A JP 10067176 A JP10067176 A JP 10067176A JP 6717698 A JP6717698 A JP 6717698A JP H10328941 A JPH10328941 A JP H10328941A
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drill
forming
compact
recess
abrasive compact
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JP10067176A
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Klaus Tank
タンク クラウス
Iakovos Sigalas
シガラス イアコボス
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De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術のドリル素材は全て研摩成形体をそ
の加工作業端部において有しているため、実際の加工作
業、例えば溝付け作業においては、極めて硬質な前記研
摩成形体を大量に除去しなければならず、コスト高とな
る問題があった。 【解決手段】 ドリル素材、特にマイクロドリル用ブラ
ンク(素材)をして平坦な担面12、14を備えた細長
い、円筒状の焼結炭化物本体10と、一方の端部表面内
に形成され、該表面内において焼結炭化物により完全に
取囲まれた1つの島の形を取っている凹所16と、焼結
炭化物に接合され、前記凹所が配置されている炭化物端
部表面と符号する表面30を与えた状態で該凹所内に配
置された研摩成形体18とから形成させる。かくしてド
リルは、前記ドリル素材20から、例えば溝付けにより
前記焼結炭化物本体を適当に成形し、研摩成形体28を
露出させることによって作成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はドリル素材(ブラン
ク)およびその製造方法に係り、より具体的にはマイク
ロドリル素材およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】各
種製品、特にプリント回路基盤の製造では、その中に多
数の小孔を形成することが必要である。これら小孔は一
般的には小径のねじれ刃ドリル(ツイスト・ドリル)す
なわちマイクロドリルによって形成される。そのような
基盤は、例えば繊維強化されたプラスチックで作られて
おり、研摩性を有するため、ダイヤモンド研摩成形体の
ドリルビット(刃先)が特に適していることが判明して
いる。
【0003】マイクロドリルを製造するための種々の方
法が文献に記載されている。EP−0 206 652
号はドリルビット用素材の製造方法を記載している。該
方法は、先ず複合研摩成形体を提供するものであり、こ
の複合研摩成形体は、焼結炭化物裏当て材に接合された
ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素成形体を有し、そ
の反対両側の各々に主表面を有し、次に複合研摩成形体
を前記平坦表面と直角をなす面に沿うとともに一方の平
坦表面から他方の平坦表面に亘って割断し、多角形の端
面を有する複数のスティック(細棒)であって各割断面
が隣接するスティックの側表面を規定するスティックを
製造し、最後に各スティックを長手方向に丸味付けし
て、これを丸味端部を有するドリルビット用素材にする
ことを特徴としている。
【0004】EP−0 223 474は、円筒状の炭
化物本体を有し、その一方の端部に設けた溝内に埋設さ
れ、炭化物に接合された一筋の研摩成形体を含むドリル
素材の製造方法について記載している。この方法は、側
面によって結合された端部表面を有する円筒状中実焼結
炭化物からなる円筒状本体(ボディ)を提供する段階
と、1方の端部表面に一連の溝を形成する段階と、該溝
内に成形体形成材料を配置する段階と、前記円筒状ボデ
ィをして前記溝内に前記材料からなる研摩成形体を作成
する上で適した温度および圧力にさらす段階と、前記円
筒状本体を一方の端部表面から反対側端部表面へと長手
方向に割断して複数のドリル素材を作成する段階とを含
む。前記ドリルは再びそのような素材から溝付けにより
製造される。
【0005】叙上のドリル素材は全てその加工端部に設
けた研摩成形体を用いている。ダイヤモンドまたは立方
晶窒化ホウ素研摩成形体とすることの出来る研摩成形体
は極めて硬くかつ耐摩耗性にすぐれている。したがっ
て、もしも、素材の溝形成で発生する可能性があるよう
に、多くの研摩成形体を除去しなければならないとすれ
ば、ドリルビット自体のコストが増大してしまう。前述
の両方法においては、研摩成形体は素材の一方の側面か
ら他方の側面へと延びているので、素材の溝形成に際し
て多量の研摩成形体を除去しなければならないという事
態が生ずる。
【0006】マイクロドリルビットを製作する他の方法
が知られている。これらの方法の幾つか、例えばEP−
0 132 652号に記載された方法は種々の接合段
階を含んでおり、このことがやはりコストアップにつな
がる。接合された領域はまた潜在的な弱化領域を導入す
ることになる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ドリル
素材特にマイクロドリル用素材は平坦な端面を有する細
長い円筒状焼結炭化物本体(ボディ)と、一方の端面に
形成され、焼結炭化物により完全に包囲された同表面に
おける島状凹所と、該凹所内に配置された研摩成形体で
あって、焼結炭化物に接合され、凹所が配置されている
炭化物端部表面と一致する表面を与える研摩成形体とを
有する。
【0008】前述のドリル素材からは、例えば研摩成形
体の領域内に溝付けを行なうごとく焼結炭化物を適当に
成形し、研摩成形体を露出させることによって1本のド
リルを形成することが可能である。そのような成形段階
は、研摩成形体よりも遙かに研摩性でない材質である焼
結炭化物を除去する工程を含む。凹所内に位置する研摩
成形体を或る量だけ成形することは必要であろう。しか
しながら、そのような成形工程で研摩成形体を実質的に
除去する必要はない。
【0009】更に本発明によれば、前述のようなドリル
素材の製造方法は、平坦な端面を有する円筒状焼結炭化
物本体を提供する段階と、前記平坦面の少なくとも一方
の面に複数の不連続凹所を形成する段階と、各凹所を研
摩成形体を形成する材質で充填する段階と、充填された
凹所を有する焼結炭化物本体を、成形体を形成する材質
よりなる研摩成形体を形成する上で適する昇温度および
圧力にさらす段階と、前記円筒状焼結炭化物本体を一方
の端面から他方の端面へと長手方向に割断して複数のド
リル素材を製造する段階とを含む。
【0010】前記焼結炭化物の割断は、例えばレーザ切
断または放電エロージョンのような当業界において周知
の方法によって達成することが出来る。
【0011】本発明は特にマイクロドリル用のドリル素
材に用途を有している。
【0012】
【発明の実施の形態】前記ドリル素材は概ね円形の横断
面を有するが、六角形または四角形のような他の横断面
を採用してもよい。ドリル素材の長さ対幅(すなわち最
長横断長さ寸法)の比は典型的には5:1〜25:1で
ある。
【0013】凹所は、概ね焼結炭化物本体の長手方向軸
線と平行をなすかまたは同軸線内に位置するよう配置さ
れ、好ましくは焼結炭化物本体の中央に位置づけられ
る。
【0014】本発明のドリル素材で用いられる研摩成形
体はダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素成形体であっ
てよい。そのような成形体は当業界周知のものであり、
文献においても広く紹介されている。更には、これらの
成形体を作成する方法および同成形体の製造において用
いられる材質もまた周知である。
【0015】ダイヤモンド成形体の場合、成形体形成材
料は、一般的にはダイヤモンド粒子のみにするか、また
は粒状形態のコバルト、ニッケルまたは鉄のような結合
マトリックスを有するダイヤモンド粒子混合物になされ
る。前記成形体形成材料は、前記結合マトリックスの1
種またはそれ以上の層にダイヤモンド粒子の層を設けた
ものであってもよい。
【0016】立方晶窒化ホウ素成形体の場合には、成形
体形成材料は立方晶窒化ホウ素のみにするか、またはこ
れらの粒子を粒状形態のアルミニウムまたは他のそのよ
うな金属またはその窒化物のごとき結合マトリックスと
混合したものであってよい。
【0017】適当な成形体形成材料から成形体を作成す
る上で必要な条件は、用いられる特定の研摩粒子を合成
する上で用いられる条件と類似する。これらの条件は典
型的には50〜70キロバール(50〜70×105
Pa)の圧力と、1400〜1600℃のオーダの温度
である。
【0018】焼結炭化物は当業界周知のものであり、例
えば焼結タングステン炭化物、焼結チタン炭化物、焼結
モリブデン炭化物、焼結タンタル炭化物またはそれらの
混合物が挙げられる。当業界周知のように、そのような
炭化物は鉄、コバルト、ニッケルまたはこれらの金属の
1つまたはそれ以上を含有する合金のような結合剤金属
を介して強固で硬質な形態物へと結合された一塊の炭化
物粒子から成っている。
【0019】次に本発明の1具体例を付図を参照して説
明する。
【0020】付図に示すように、円筒状の焼結炭化物本
体10が提供される。この焼結炭化物本体10は平坦な
端面12、14を有する。焼結炭化物は当業界周知のも
のであり、典型的には焼結タングステン炭化物である。
【0021】円形横断面を有する複数の不連続凹所また
はキャビティ16が端面12に形成されている。これら
の凹所は直円筒のような適当な形状にすることが出来、
研摩成形体形成材料18で満たされている。
【0022】充填された凹所を有する焼結炭化物本体は
次に反応カプセル内に置かれ、該カプセル自体が通常の
高温度/高圧力装置の反応領域内に置かれる。カプセル
の中味は成形体形成材料からなる、研摩成形体を形成す
る上で適した高温度/高圧力条件にさらされる。成形体
(圧密化された部材)は、その形成中に同時に焼結炭化
物に接合される。
【0023】次いで、焼結炭化物本体10は、前記装置
およびカプセルから除去される。この焼結炭化物本体は
複数の凹所を有しており、該各凹所内に研摩成形体が充
填され、焼結炭化物本体に接合されている。
【0024】かくして複数のドリル素材が、図1の破線
で示すように、ボディ10を一方の端面12から他方の
端面14へと割断することにより作成される。割断作業
は、各研摩成形体凹所が、作成しようとしている円筒形
本体内に完全に入るように行なわれる。前記凹所は本体
の中央に位置しており、本体の長手方向軸線と平行をな
して配置されている。かくして、各ドリル素材は端面2
2、24を有する円筒状の細長い焼結炭化物本体20を
有する。一方の端面22には研摩成形体28を含む凹所
26が形成されている。この研摩成形体28は細長い本
体20に接合されており、端部22に表面30を有す
る。
【0025】ドリル素材の典型的な長さ対直径の比の例
は10:1および20:1である。
【0026】前記素材の焼結炭化物本体20に溝形成加
工を行なうことにより同素材からドリルを作成すること
が出来る。この場合限定された程度ではあるが、研摩成
形体28をも成形することが必要であろう。しかしなが
ら、多くの従来技術の場合と違って、研摩成形体を多量
に除去する必要はない。何故ならば、溝形成で除去され
る材料の体積は領域32内における焼結炭化物であり、
これは研摩成形体よりも遙かに研摩性が弱いからであ
る。
【0027】前述した、付図に示す具体例では、焼結炭
化物本体の一方の平坦端面のみに複数の凹所が形成され
ている。そのような凹所を両方の平坦端面12、14に
形成し、研摩成形体形成材料で満たすことが可能であ
る。凹所同士の心が合っていれば、前述と同様にして焼
結炭化物本体を割断し、1つの細長いユニットを作成
し、これを両端の中間で、かつまたユニットの長手方向
軸線と直交するように更に割断してやれば、2つのドリ
ル素材を作成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のドリル素材を作成するために使用出来
る焼結炭化物本体の斜視図。
【図2】図1の線2−2に沿う断面図。
【符号の説明】
10 焼結炭化物本体 12、14 平坦な端面 16 凹所 18 研摩成形体材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イアコボス シガラス 南アフリカ共和国 ヨハネスブルグ,リン デン,サード ストリート 112

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平坦な端面を有する円筒状の細長い焼結
    炭化物本体と、一方の端面に形成され、該端面内におい
    て完全に焼結炭化物に包囲された島状の凹所と、該凹所
    内に置かれた研摩成形体であって、前記焼結炭化物に接
    合され、前記凹所が位置する炭化物端部表面と一致する
    表面を与える研摩成形体とを有するドリル素材。
  2. 【請求項2】 マイクロドリル用素材である請求項1に
    記載のドリル素材。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のドリル
    素材において、焼結炭化物本体の長さ対最長横断寸法の
    比が5:1〜25:1の範囲内にあることを特徴とする
    ドリル素材。
  4. 【請求項4】 前記凹所が前記焼結炭化物本体の長手方
    向軸線と平行をなすかまたは軸線内にあるように配置さ
    れていることを特徴とする請求項1から請求項3までの
    いずれか1項に記載のドリル素材。
  5. 【請求項5】 前記凹所が焼結炭化物本体の中央に位置
    づけられていることを特徴とする請求項1から請求項4
    までのいずれか1項に記載のドリル素材。
  6. 【請求項6】 前記研摩成形体がダイヤモンド研摩成形
    体であることを特徴とする請求項1から請求項5までの
    いずれか1項に記載のドリル素材。
  7. 【請求項7】 請求項1から請求項6までのいずれか1
    項に記載のドリル素材を提供する段階と、前記研摩成形
    体の領域において前記焼結炭化物を適当に成形して、成
    形体を露出せしめる段階とを有するドリルの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記成形段階が溝形成によって行われる
    ことを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 請求項1から請求項6までのいずれか1
    項に記載のドリル素材の製造方法において、該方法が平
    坦な端面を有する円筒状焼結炭化物本体を提供する段階
    と、前記平坦な端面の少なくとも1つに複数の不連続凹
    所を形成する段階と、各凹所を成形体形成材料によって
    充填する段階と、充填された凹所を有する前記焼結炭化
    物本体を、前記成形体形成材料からなる研摩成形体を形
    成する上で適した高温度および高圧力条件にさらしてや
    る段階と、前記円筒状焼結炭化物本体を一方の端部から
    他方の端部へと長手方向に割断して複数のドリル素材を
    作成する段階とを含むことを特徴とする製造方法。
  10. 【請求項10】 前記割断段階が放電エロージョンまた
    はレーザ切断によって行われることを特徴とする方法。
  11. 【請求項11】 前記高温度、高圧力の条件が50〜7
    0キロバール(50〜70×105 KPa)の圧力およ
    び1400〜1600℃の温度であることを特徴とする
    請求項9または請求項10に記載の方法。
JP10067176A 1997-03-17 1998-03-17 ドリル素材およびその製造方法 Pending JPH10328941A (ja)

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ZA972282 1997-03-17
ZA97/2282 1997-03-17

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JP (1) JPH10328941A (ja)
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DE (1) DE69806079T2 (ja)
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DE69806079T2 (de) 2002-11-21
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